基于熵權法的教學評優模型構建及應用研究

史 諾，劉 瓊

（楊凌職業技術學院，陜西楊凌712100）

基于熵權法的教學評優模型構建及應用研究

史 諾，劉 瓊

（楊凌職業技術學院，陜西楊凌712100）

教學評優是對教師教學活動做出的價值認定和判斷，對于提高教學質量，推動教學發展具有一定的積極作用。在其他教學評優方法的基礎上，提出基于熵權法建立一種定性與定量相結合的分析方法，并通過數據采集、建立模型、確定權重、分析結果等步驟進行實例研究。該方法不僅能夠客觀反映教師的綜合業務素質，而且可以幫助教師及管理人員發現教學過程中存在的問題并進行改進，對教學評優做出了有益的嘗試。

數據分析；教學評優；熵權法；評價模式

0 引言

教學評優是對教師教學活動做出的價值認定和判斷，多用于教師之間的橫向比較，旨在引入競爭機制促進教師專業化成長，是目前開展得較為普遍的一種教學活動?？茖W合理的教學評優可以促進教師積極參與教學改革、進行教學反思，全面提升教學能力，因此進行教學評優的研究具有重要意義。

1 教學評優的研究現狀

目前的教學評優主要采用數據統計的方式，選取學生評教和專家評價兩個維度中的一種，通過對統計數據求平均值得出評優結果。學生評教的出發點是自身的學習效果，側重教學質量，而專家評價的出發點是教學經驗與學科背景，側重于教學技能。不論采用哪一種方式，都摻雜了過多的主觀因素，使得教學評優在很大程度上處于定性階段，教師的關注點集中在評優結果而不是評優過程。要體現出教學評優的科學性，就必須解析大量的統計數據，通過抽取、轉換、分析以及模型化處理，找出隱含在數據中的信息，從而幫助教師及管理人員發現教學過程中存在的問題并進行決策。

很多學者已將數據分析技術應用于教學當中，并取得了一定效果。馬希榮等采用關聯規則算法為遠程教育教學決策提供科學依據及支持；賀孝莉采用了一種基于Apriori算法的改進算法——Apriori_B算法找出了教學評價體系中大量數據之間的聯系；孫笑微將貝葉斯分類技術應用于教學質量評價體系中進行了實驗研究；李紅艷利用Microsoft SQL Server 2005的數據挖掘功能進行教學評價，歸納出教學方法的改進措施；高云輝采用C4.5算法構造決策樹生成分類模型進行了教學評價的嘗試。

從結構上講，教學評優涉及到的因素很多，且評價對象是多位老師，是一個多對象、多指標的體系。利用熵權法對多對象、多指標的體系進行數據分析是一種有效的方法，且已在實際中得到了較好的應用，而在教學領域鮮見采用熵權法進行分析的文獻，所以將熵權法應用于教學評優是一種有益的嘗試。

2 數據來源與模型建立

2.1 數據來源

本文研究所用的數據均來自于實地調查，調查范圍主要集中在楊凌職業技術學院信息工程分院和機電工程分院。為了保證數據的完整性和準確性，本次調查采用每人一張問卷調查表的方式與學生進行交流。問卷調查表的設計采用百分制，共收得有效調查表465份，占問卷調查表總數的92.3%。通過對問卷數據進行信度和效度檢驗，發現問卷調查表的整體信度克朗巴哈系數值為0.875，大于0.8，說明它具有較好的內部一致性；同時，結構效度值都在0.5以上，表明各測量變量的設計較為理想，結構良好。

2.2 模型建立

熵權表征的是各指標在“指標集”中競爭的激烈程度，用熵權法分析得到的指標權重是將決策者預先建立好的主觀權重與各待評價對象的信息進行量化后綜合得出的，權重越高，該指標在“指標集”的作用就越明顯。另外，通過對各指標權值的計算，可以衡量出指標信息量的大小。本文基于熵權法建立一種定性與定量相結合的分析方法。

2.2.1 模型建立思路

首先確定評價指標與評價對象，將評價指標的原始數據做規范化處理，計算各評價指標的權系數，結合主觀權重得出綜合權重，利用規范化數據和綜合權重建立基于熵權法的教學評優綜合評價模型。其原理如圖1所示。

圖1 教學評優綜合評價模型原理圖

2.2.2 評價指標權重的確定

首先要建立規范化矩陣。確定評價指標與評價對象，評價指標根據高職教育特點進行設置，評價對象是多位授課教師。每個評價指標的得分由百分制下的分數乘以該指標在體系下的主觀權重得出，而百分制下的分數是n個學生對同一位教師打分的平均分，主觀權重由專家給出。設有m個評價指標、k個評價對象，建立矩陣 。

首先對原始數據做歸一化處理，得到規范化矩陣R。

第二是需要將原始數據矩陣X轉化為概率矩陣P。

第三是計算各評價指標的信息熵。對概率矩陣P的每一行做處理，形成信息熵向量，

第四計算各評價指標的權系數。對信息熵向量α做處理，形成權系數向量

2.3 基于熵權法的教學評優綜合評價模型

L1的分量lj（ j=1,2…，k） 越大，其綜合評價值越高，對各分量按大小進行排序，從而得到各個教師教學效果的優劣。

3 實證研究

3.1 數據計算

以理論知識、實際操作、工程拓展、創新思維、教學策略作為評價指標，統計各位教師各項指標的平均得分，如表1所示，表中T1、T2、 T3、 T4、 T5分別代表“ 單片機應用技術”“電工與電子技術”“ 數控機床裝調與維修”“液壓與氣動技術”“電氣控制與PLC應用技術”課程的教師。

表1 教師各項指標的平均得分

根據專家意見與調研，確定各指標的權重依次為0.2、0.4、0.2、0.1、0.1，由于高職教學的側重點在于學生操作技能的培養，因此教師實操能力的主觀權重是最大的，即主觀權重結果與傳統教學評優的排序結果完全相同，充分說明了基于熵權法的教學評優的正確性。

3.2 數據分析

3.2.1 工程拓展數據分析

在上述的數據中，可以清晰地看到工程拓展這一指標上的綜合權重系數為0.743 5，這一指標專家給出的權重為0.2，兩值之間差異很大。這說明，工程拓展雖然在原先設定的指標體系中不是最重要的，但卻是教師教學能力差異最大的指標，所以對教學評優的結果起著決定性作用。針對這一現象進行分析發現，主要是由師資結構造成的。電氣控制與PLC應用技術的授課教師在企業工作多年之后調入學校，在課堂教學中，能夠將工作經驗與實際經歷穿插在授課當中，深入淺出地講解知識與技能，使學生覺得原本枯燥、復雜的控制電路變得不再難于理解；“電工與電子技術”的授課教師雖無企業工作經歷，但是畢業于工程類師范院校，擁有多項專業技術職務資格證書，屬于“雙師型”教師，能夠將職業認證的內容與課堂教學無縫對接；其余三位得分較低的教師，都很年輕，均畢業于普通高校，畢業后無任何工作經歷，雖然知識儲備較全面，且專業技術扎實，但是工作經驗的欠缺導致其無法將課本的內容進行擴展，課堂形式較為單一，教學氣氛呆板沉悶。師資來源的差異使教師得分在這一指標上差異很大，說明青年教師定期到企業實習、實踐、兼職甚至輪崗的制度不夠完善，在師資隊伍建設上，應定方向、定目標、定措施，全面提升青年專業教師的“雙師”素質。由于主觀權重與綜合權重的差異很大，所以在后續的教學評優指標設定當中，應對工程拓展這一指標的主觀權重進行相應的修正。

3.2.2 創新思維數據分析

創新思維部分的綜合權重為0.174 5，在指標體系當中排位第二，“電氣控制與PLC應用技術”的授課教師得分最高，該教師思維較為活躍，擁有多項國家發明專利及實用新型專利，能夠將業界發展趨勢的最新資訊以及自己的創意融入日常教學活動中，使學生在上課時感到新鮮有趣。對該教師詳細訪談后了解到，他在上課中將TRIZ理論（發明問題解決方法）融入到教學當中，較為系統地培養學生的創新思維。雖然其他四位教師也在課堂中滲透創新思想并開展了一些課堂活動，但是欠缺系統有效的方法與手段，導致了在這一指標的得分上與最高分有較大差距。通過對企業調研以及查閱文獻資料了解到，TRIZ理論成功地揭示了創造發明的內在規律和原理，實踐證明運用該理論可大大加快創造發明的進程而且能得到高質量的創新產品，TRIZ理論已成為企業創新的利器。所以我們開展了廣大教師學習TRIZ理論的活動，并聘請企業專家對廣大教師進行系統培訓，以使廣大教師能夠從全新的角度看待、思考、解決教學中出現的問題，提高創新能力。

3.2.3 實際操作數據分析

實際操作部分的綜合權重為0.065 6，顯著低于專家給出的權重系數0.4，說明在這個指標上，各位教師的教學能力比較均衡，且教師的實操功底較扎實，這與楊凌職業技術學院長期開展的老中青教師的傳、幫、帶活動是密不可分的，另外，完善的在職進修與培訓制度也極大地促進了教師的可持續性發展，全面提升了教師的基本素質。

3.2.4 理論知識數據分析

理論知識的綜合權重為0.010 7，在整個指標體系中的作用非常有限，通過對問卷進行分析后認為這主要是由于高職教學的特點決定的。學生掌握的理論知識以“必需、夠用”為度，較為淺顯，且在教材中理論知識內容明確、闡述詳細，因此該部分對于教師的教學能力要求不高，建議在教學中可適當減少理論知識的教學時間。

3.2.5 教學策略數據分析

教學策略的綜合權重為0.005 7，是系數最小的指標，在整個評價體系中幾乎不起作用，這主要是兩個方面造成的：一是經過示范性建設后，楊凌職業技術學院大力推廣標準化教學，大部分課程都采用了項目化教學這一先進模式，分為任務導入、相關知識、任務實施、任務拓展四步進行教學；二是以學生的現有閱歷及判斷能力很難對教師的教學策略做出準確評估。建議剔除此指標，根據課程特點進行重新設置。

基于熵權法的教學評優模型相對于傳統的教學評優方法不僅能夠較為客觀地反映教師的綜合業務素質，而且可以幫助教師及管理人員發現教學過程中存在的問題并進行改進。在本文的研究中，只是針對一級指標進行研究，如果將二級指標采用同樣的方法進行分析，就可得到更為精準的結論，所反饋出的信息針對性會更強。通過實例研究可以發現，該評價模型的整個計算過程步驟明確，判斷簡便，但是由于大量的數據導致計算過程非常繁瑣，在以后的研究工作中，需要通過計算機編程建立可視化的用戶界面，可直接讀出綜合評判結果，使此套方法具有簡易可行性。

[1]陳磊,于偉,張容,等.校內講課競賽模式創新與教師教學能力發展實證研究[J].現代教育科學,2014(1):154-157.

[2]梁馮珍.模糊綜合評判在教學評優中的應用[J].山西大學師范學院學報,1999(4):80-82.

[3]馬希榮,孫華志.數據挖掘技術在教學評價中的應用[J].計算機工程與應用,2003(19):51-54.

[4]賀孝莉.改進的關聯規則算法在教學評價中的研究與應用[J].電子世界,2014(1):199-201.

［責任編輯：宋艷華］

The Construction and Application Research on Teaching Evaluation Model Based on Entropy Method

SHI Nuo,LIU Qiong
(Yangling Vocational&Technical College,Yangling 712100,China)

Teaching evaluation is the value identification and judgment of teachers'teaching activities,which has certain positive role in improving teaching quality and promoting teaching development.Based on other teaching evaluation methods,the researcher proposes an analysis method of combining quality and quantity based on entropy method,and makes case study through the steps of data collection,model establishment,weight determination and result analysis.The result shows that the method cannot only objectively reflect teachers' comprehensive professional quality,but also help teachers and administers find the existing problems and make improvement during teaching process,which makes a useful attempt on teaching evaluation.

data analysis;teaching evaluation;entropy method;evaluation model

G40.034

A

2095-5928（2015）04-26-05

2015-05-01

楊凌職業技術學院2014年人文社科類研究基金項目（GJ1436）

史諾（1985-），男，陜西楊凌人，講師，碩士，研究方向：機電一體化技術及高職教育管理。

劉瓊（1984-），女，陜西西安人，講師，碩士，研究方向：圖像處理、語義網及高職教育管理。