一種信息熵屬性約簡的教學(xué)質(zhì)量評價

李 萍，程向陽

（1.阜陽師范學(xué)院 信息工程學(xué)院；2.阜陽師范學(xué)院 商學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

一種信息熵屬性約簡的教學(xué)質(zhì)量評價

李 萍1，程向陽2

（1.阜陽師范學(xué)院 信息工程學(xué)院；2.阜陽師范學(xué)院 商學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

教師教學(xué)質(zhì)量評價對提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義，而現(xiàn)有的教師教學(xué)質(zhì)量評價體系指標(biāo)冗雜，并非都是必不可少的.以粗糙集的代數(shù)理論為基礎(chǔ)，利用信息熵屬性約簡方法對教師教學(xué)評價指標(biāo)進(jìn)行分析、約簡.通過實驗表明該方法用于教學(xué)質(zhì)量評價中，克服了評價指標(biāo)的冗余性，簡化了教學(xué)測評體系，從而對提高教學(xué)質(zhì)量具有一定的指導(dǎo)意義.

粗糙集；屬性約簡；教學(xué)質(zhì)量評價；熵

1 引言

教師教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生對知識的接受及其能力的培養(yǎng)有直接關(guān)系，建立科學(xué)的評價指標(biāo)體系，對教學(xué)質(zhì)量的評價方法進(jìn)行優(yōu)化，對于提高教學(xué)管理水平具有重要意義.教師教學(xué)質(zhì)量評價是參照一定的教育目標(biāo)，通過對系統(tǒng)的信息進(jìn)行搜集和分析，運用可操作的科學(xué)手段，對教育結(jié)果和日常教育過程進(jìn)行價值判斷，為完善教學(xué)活動和教育決策提供可靠依據(jù)的過程［1］.現(xiàn)有的教學(xué)質(zhì)量評價體系仍有一些地方不足，比如，冗余的評價指標(biāo)加大了教學(xué)質(zhì)量評價的工作量［2］.然而這些冗余的評價指標(biāo)并非都是必不可少的，其中有些指標(biāo)對評價結(jié)果的影響很小，在不影響評價結(jié)果的情況下，可以根據(jù)不同指標(biāo)對評價結(jié)果的關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行篩選，選出與評價結(jié)果關(guān)聯(lián)度最大的指標(biāo)組合，從而簡化教學(xué)質(zhì)量評價體系，降低信息系統(tǒng)所需整體空間，簡化教學(xué)測評［3］.

粗糙集理論于1982年提出，的新的數(shù)學(xué)理論，主要是對不完整、不確定數(shù)據(jù)的進(jìn)行研究，該理論的最大特點是面對數(shù)據(jù)說話，無需提供數(shù)據(jù)之外的任何主觀先驗信息，因此對問題的處理較為客觀［4，5］.屬性約簡是粗糙集理論中的一個主要內(nèi)容，其核心思想是：在不改變原始信息系統(tǒng)分類能力前提下，求出數(shù)據(jù)屬性集的一個最優(yōu)子集或較優(yōu)子集［3］.信息熵屬性約簡算法即是利用信息論的方法，定義熵和條件熵，利用條件熵值的大小來對條件屬性進(jìn)行約簡.本文在粗糙集的代數(shù)理論基礎(chǔ)上，利用信息熵屬性約簡的方法處理教學(xué)質(zhì)量評價，對評價指標(biāo)進(jìn)行化簡，得出了較滿意的結(jié)果.

2 一種改進(jìn)的條件信息熵屬性約簡

定義1 設(shè)P，Q在U上導(dǎo)出的劃分分別為X=｛X1，X2，…，Xn｝和Y=｛Y1，Y2，…，Yn｝，則P，Q在U上的子集組成的e代數(shù)的概率分布分別為

定義2 屬性集合P的熵H（P）定義為

定義3 屬性集合Q相對于屬性集合P的條件熵H （Q|P）定義為

定義4 設(shè)R?C，則對于任意屬性a∈R的重要性SGF（a，R，D）定義為：

SGF（a，R，D）的值越小，說明在已知R的條件下，屬性a對于屬性D就越不重要，可將SGF（a，R，D）作為尋找最小約簡的啟發(fā)信息，減少搜索空間

條件信息熵屬性約簡算法利用條件熵為啟發(fā)知識設(shè)計決策表，是一種啟發(fā)式知識約簡算法，通過對條件信息熵值的比較，來確定某個屬性能否被約簡.

基于一種改進(jìn)的條件信息熵屬性約簡算法［7］：

輸入：一個決策表系統(tǒng)為S=（U，C∪D，V，f），初始化R=C.輸出：該決策表系統(tǒng)的一個相對約簡R.

s1：計算決策表S中D的C正域POSCD，并計算D相對每個條件屬性a的條件熵H（D|a）；

s2：對于R中的每個屬性計算SGF（a，R，D）；

s3：按照SGF（a，R，D）遞增的順序?qū)l件屬性ai進(jìn)行排列（對于SGF（a，R，D）相對的，按照H（D|ai）遞減的順序進(jìn)行排列）；

s4：按照s3中排列好的條件屬性順序依次循環(huán)比較POSR-｛ai｝與POSCD，若POSR-｛ai｝D=POSCD，則ai是可約的，R=R-｛ai｝，循環(huán)終止，轉(zhuǎn)s2.

3 教師教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)的約簡

對文獻(xiàn)［3］中授課教師上課情況調(diào)查表進(jìn)行分析，將其作為決策表，如表1.教學(xué)目的測評結(jié)果A、把教學(xué)準(zhǔn)備測評結(jié)果B、選用教材測評結(jié)果C、講授方法測評結(jié)果D、講授測評結(jié)果E、教學(xué)深度測評結(jié)果F、運用啟發(fā)式教學(xué)測評結(jié)果G、課堂信息量測評結(jié)果H、理論聯(lián)系實際測評結(jié)果I、課堂時間安排測評結(jié)果J、使用現(xiàn)代教學(xué)測評結(jié)果K、教師教學(xué)測評結(jié)果L、書寫表達(dá)測評結(jié)果M、普通話教學(xué)測評結(jié)果N、課堂組織測評結(jié)果O等15個教學(xué)評價指標(biāo)作為條件屬性，把決策屬性看成授課教師課堂教學(xué)質(zhì)量的總體評價P.

應(yīng)用本文所采用的一種條件信息熵屬性約簡算法對該表進(jìn)行處理，由一個含有15個評價指標(biāo)的評價體系得到一個指標(biāo)較少的，只有3個指標(biāo)的評價體系，如表2所示.由以上結(jié)果可看出，只需要對教學(xué)目的，課堂信息量以及書寫表達(dá)這三個指標(biāo)進(jìn)行測評就能得到同樣的評價結(jié)果.教師教學(xué)質(zhì)量評價的工作量可以明顯減少，提高評價效率，對教師教學(xué)質(zhì)量的評價具有重要意義.

表1 教師教學(xué)質(zhì)量調(diào)查情況

4 結(jié)束語

本文利用條件信息熵屬性約簡方法對教師教學(xué)質(zhì)量評價系統(tǒng)中條件屬性進(jìn)行約簡，最終得出與決策屬性關(guān)聯(lián)度較大的三個指標(biāo).結(jié)果表明，使用講授方法、教學(xué)目的以及課堂信息量與教師教學(xué)質(zhì)量有顯著的關(guān)系，關(guān)聯(lián)度較大.因此，在教師教學(xué)質(zhì)量評價中，可著重關(guān)注這三個指標(biāo)，從而簡化信息，減少工作量.這對以后的教師教學(xué)評價具有一定的實際參考價值.

教師教學(xué)質(zhì)量評價在日益受到關(guān)注，評價方法較多樣，正是由于粗糙集理論只考慮數(shù)據(jù)的客觀性，因此，此方法也可以用到不同的評價體系中，搜集的數(shù)據(jù)更多，就更能體系此方法的有效性.

〔1〕張海燕.高校教學(xué)質(zhì)量評價狀況分析及優(yōu)化對策［J］.教育研究與實驗，2009（7）：17-19.

〔2〕房坤，方耀楣.基于WSR系統(tǒng)方法論的本科教學(xué)評估體系研究［J］.高等工程教育研究，2009（5）：118-121.

〔3〕李萍，程向陽，吳濤.基于粗糙模糊度屬性約簡的教學(xué)質(zhì)量評價［J］.大學(xué)數(shù)學(xué)，2014（1）：28-31.

〔4〕Plawk.Z，Rough Sets-Theoretical Aspects of Reasoning about Data［M］.Kluwer Academic Publishers.1991.

〔5〕王國胤.Rough集理論與知識獲取［M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，2001.

〔6〕王國胤，于洪，楊大春.基于條件信息熵的決策表約簡［J］.計算機學(xué)報，2002，25（7）：759-766.

〔7〕李明，黃文濤，劉智云.關(guān)于決策表約簡的CEBARKNC算法改進(jìn)［J］.計算機應(yīng)用，2006，26（4）：864-866.

G642.0

A

1673-260X（2015）05-0210-02

全國統(tǒng)計科學(xué)研究計劃項目（2012LY190）；阜陽師范學(xué)院校級項目（2013JYXM36）；阜陽師范學(xué)院校級項目（2014FSKJ17）