基于AHP的土木工程專業多媒體教學課程決策研究

摘要:針對土木工程專業多媒體教學過程中出現的各種問題，通過廣泛地調研、查閱資料并借鑒國內外相關院校的課程設置計劃，確定了土木工程專業課程結構。采用層次分析法，構造判斷矩陣、建立權重集及一致性檢驗等程序，確定各層次各元素相對重要性的排序權值，確定房屋建筑學、大學計算機基礎與建筑材料為土木工程專業最適合采用多媒體教學的課程，為提高土木工程專業多媒體教學質量提供依據。

關鍵詞:層次分析法;土木工程專業課程;多媒體教學

中圖分類號:CT642.0 文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)02-0218-03

隨著科技的發展，多媒體技術及相關技術也等到了迅速發展，目前在高校教學環節中已經被廣泛應用。高教[2005]1號文件明確規定“國家重點建設的高等學校所開設的必修課程，使用多媒體授課的課時比例應達到30%以上，其他高等學校應達到15%以上”。多媒體教學也成為衡量高校教學水平的一個重要指標，可見多媒體教學的重要性。但多媒體教學建設也出現了各種各樣的問題，主要體現在:1.某些高校只注重建設而輕應用，盲目攀比，雖然廣泛使用多媒體教學，但效果并不好。2.我國尚沒有一個規范來引導高校的多媒體教學朝著正規、健康、有效的方向發展。3.并不是所有的課程都適合采用多媒體教學，有的課程，例如高等數學適合用板書形式，有的課程，例如材料力學則適合板書加多媒體教學。

基于以上原因，我們認為很有必要運用一種科學的方法——層次分析法(AHP)來確定土木工程專業適合多媒體教學的課程，對土木工程專業課程多媒體教學進行深入細致的研究，以滿足目前國際、國內土木工程領域的發展形勢。

一、層次分析法簡介

層次分析法(analytical hierarchy process，AHP)是由美國運籌學家T. S. Satty教授于20世紀70年代提出，它是一種處理多準則、多目標復雜問題的簡單決策工具。經過多年的發展，層次分析法已經在能源系統分析、城鎮規劃、經濟管理、科技成果評價以及工程技術等眾多領域得到了廣泛應用。

(一)層次分析法基本原理

層次分析法的基本原理是:把復雜問題分解成各個組成要素，將這些要素按照支配關系分組形成遞階層次結構(即目標層、準則層、方案層等層次)，在此基礎上對各層次中諸因素進行定性和定量分析，最后綜合決策者的判斷確定各決策方案相對重要性的總排序。

(二)層次分析法基本步驟

采用AHP進行決策時，一般包括以下四個主要步驟:

1. 建立遞階層次結構

根據所研究問題的性質的決策目標，分析復雜問題各組成要素之間的關系，建立遞階層次結構。

2.構造判斷矩陣

采用問卷調查的方法，要求受調查者按照1-9標度法，對同一層次中各因素相對于上一層次中某一準則的重要性進行兩兩比較，從而可以構造判斷矩陣。

3.層次單排序及一致性檢驗

根據判斷矩陣推算各層次中諸因素相對于上一層問題的相對重要性系數(也稱為權重)即為層次單排序。為了評價層次排序的有效性，還必須對判斷矩陣的評價結果進行一致性檢驗。采用T. L. Seaty提出的計算公式C·R=，若滿足C·R<0.1，則說明判斷矩陣符合一致性要求。

4.層次總排序及一致性檢驗

根據層次單排序的計算結果推算最底層各因素相對于最頂層問題的權重即為層次總排序。 一般來講，當層次單排序滿足一致性要求后，層次總排序的一致性也會得到滿足。為了把握起見，也可以對總排序的有效性進行檢驗，其計算公式為:C·R=。若經過計算，滿足C·R<0.1，說明層次總排序符合一致性要求，層次排序有效。

二、土木工程專業課程結構分析

土木工程專業培養目標是培養知識、能力、素質全面發展，掌握土木工程學科的基本理論和基本知識并具有實踐能力的復合性應用型人才。要求畢業生能夠從事土木工程設計、施工、工程監理及工程管理等工作，具有初步的工程項目規劃和研究開發能力。因此土木工程專業課程結構安排應合理化、科學化，具體見圖一。

三、實例分析

采用層次分析法(AHP)，通過構造判斷矩陣、建立權重集及一致性檢驗等程序，對土木工程專業課程的多媒體教學進行決策優化，對土木工程專業多媒體教學結構進行分析，確定房屋建建筑、大學計算機基礎與建筑材料是土木工程專業最適合采用多媒體教學的課程，為提高我校土木工程專業人才培養質量提供依據。

(一)構造土木工程專業課程結構評價模型

按照目標層、準則層、方案層幾個層次將已經識別出的土木工程專業課程結構層次化，從而構成土木工程專業課程結構多媒體教學決策的評價模型，見圖二。

(二)構造判斷矩陣

根據問卷調查的結果，對專家意見匯總后進行加權平均，就可以給出第二層B中各因素對應于第一層A的判斷矩陣及第三層C中各因素對應于第二層B中各因素的判斷矩陣。

(三)層次單排序及一致性檢驗

根據上述步驟，即可確定第二層B中各因素對于A的權WBi重，從而可以確定第二層B中各因素對于A的重要性排序，即層次單排序。用同樣方法可以確定第三層C中各因素對于B的權Wci重。由層次單排序結果可知:

1. 在土木工程專業課程結構圖結構中，專業課最適合采用多媒體教學，其次是基礎課，第三是選修課。

2. 在土木工程專業基礎課結構中，房屋建筑學最適合采用計算機基礎，其次是線性代數，第三是概率論與數理統計，第四是大學物理，第五是大學英語，第六是高等數學。

3. 在土木工程專業人才專業基礎課結構中，房屋建筑學最適合采用多媒體教學，其次是建筑材料，第三是理論力學，第四是混凝土結構，第五是結構力學，第六是材料力學，第七是鋼結構，第八是地基基礎

4. 在土木工程專業人才選修課結構中，建筑項目管理最適合采用多媒體教學，其次是專業外語，第三是工程概預算。

(四)層次總排序及一致性檢驗

根據層次單排序的計算結果，計算第三層C中各因素對于A的權重，即層次總排序。由層次總排序結果可知在土木工程專業課程結構中，房屋建筑學最適合采用多媒體教學，其次大學計算機基礎，第三是建筑材料，第四是建設項目管理，第五是材料力學，第六是結構力學，第七是理論力學，第八是混凝土結構，第九是專業外語，第十是工程概預算，第十一是鋼結構，第十二是地基基礎，第十三是概率論與數理統計，第十四是線性代數，第十五是大學物理，第十六是大學英語，第十七是高等數學。(具體見下表)

五、結束語

多媒體技術的應用改進教學模式，完善了教學方法，為提高土木工程專業人才的實踐性提供了保障。本文合理地確定了專業課程結構，應用層次分析，對土木工程專業課程結構進行決策優化，確定確定房屋建筑學、大學計算機基礎與建筑材料為土木工程專業最適合采用多媒體教學的課程。但在多媒體教學應注意不要摒棄傳統教學方法;不要過于強調課件的系統性和完整性。本文為構建我校土木工程專業核心能力培養體系及提高人才培養質量提供科學依據，也為國內相關院校土木工程人才培養提供了參考。

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