基于大數(shù)據(jù)理論的高校教師教學(xué)能力評(píng)估模型研究

徐廣宇 內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué)計(jì)算機(jī)信息管理學(xué)院

基于大數(shù)據(jù)理論的高校教師教學(xué)能力評(píng)估模型研究

徐廣宇 內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué)計(jì)算機(jī)信息管理學(xué)院

教學(xué)成效評(píng)價(jià)是高校教學(xué)質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)和參考依據(jù)，教學(xué)成效評(píng)價(jià)一直是教學(xué)管理中一個(gè)重要的研究課題，傳統(tǒng)的教學(xué)成效評(píng)價(jià)主要是通過幾個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)做簡單的求和后平均，其只能對(duì)教師教學(xué)成效有一個(gè)粗略的評(píng)價(jià)，不能夠全面、真實(shí)、客觀反映教師教學(xué)成效，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)一些偏差。本文提出在教學(xué)成效評(píng)價(jià)中建立基于大數(shù)據(jù)理論的評(píng)價(jià)體系，通過大數(shù)據(jù)聚類分析的方法，對(duì)評(píng)測教師教學(xué)成效評(píng)價(jià)，挖掘其隱含的信息和規(guī)律，分析影響教師教學(xué)成效評(píng)價(jià)較低的原因，為教學(xué)管理者全面掌握教師的基本情況、提升教師教學(xué)能力做決策支持。

教學(xué)成效評(píng)價(jià) 教學(xué)能力提升 大數(shù)據(jù) 聚類分析

高等教育質(zhì)量提升是21世紀(jì)80年代以來世界高等教育發(fā)展的一個(gè)核心議題，為提升高等教育質(zhì)量，各國政府和高校采取了諸多內(nèi)外部質(zhì)量保障措施，美國和英國20世紀(jì)60年代開始關(guān)注高校教師發(fā)展的研究與實(shí)踐，加拿大、瑞士、印度、日本以及中國的臺(tái)灣、港澳地區(qū)也從20世紀(jì)末開始關(guān)注教師發(fā)展實(shí)踐。我國開展真正意義上的高校教師發(fā)展的研究與實(shí)踐是從21世紀(jì)初，到2011年，國家和政府提出將“提升青年教師教學(xué)能力”作為《高等教育教學(xué)改革與教學(xué)質(zhì)量工程二期建設(shè)》意見的一項(xiàng)重要內(nèi)容，進(jìn)而掀起了關(guān)注教學(xué)和教師教學(xué)能力發(fā)展研究的熱潮。

促進(jìn)教師發(fā)展其中一個(gè)重要的策略是紛紛成立以改善教師教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)的教師發(fā)展中心。科學(xué)、全面、動(dòng)態(tài)評(píng)估教師教學(xué)能力是教師發(fā)展中心促進(jìn)教師發(fā)展最重要的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。

大數(shù)據(jù)技術(shù)是一項(xiàng)目前已經(jīng)比較成熟的技術(shù)，并且已經(jīng)逐漸開始應(yīng)用于教育領(lǐng)域。目前評(píng)價(jià)教師教學(xué)能力通常的做法是跟據(jù)高校中的學(xué)生給任課教師的教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果，該結(jié)果對(duì)教師教學(xué)能力有其大的參考作用，但是只通過這一個(gè)結(jié)果還是不能科學(xué)、全面、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)教師的教學(xué)能力。例如，一些教師的教學(xué)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)比較低，可能并不是該教師的專業(yè)素養(yǎng)較差，也可能只是該教師對(duì)待學(xué)生過于嚴(yán)厲、苛刻，或缺乏與學(xué)生的溝通的結(jié)果，如果我們沒辦法科學(xué)評(píng)價(jià)、找到教師評(píng)價(jià)較低的原因，就很難幫助該教師提高教學(xué)能力、發(fā)展自己。本課題以大數(shù)據(jù)理論作為研究背景，通過建立評(píng)價(jià)教師教學(xué)能力的模型，挖掘出能體現(xiàn)出教師教學(xué)能力、令人信服的數(shù)據(jù)，一方面可以作為教師發(fā)展過程中的一面鏡子、為教師提高教學(xué)能力提供參照參考，又可以為促進(jìn)教師發(fā)展提供數(shù)據(jù)決策支持，使得促進(jìn)教師發(fā)展工作更加有針對(duì)性，達(dá)到事半功倍的效果。

關(guān)于教學(xué)能力的研究國內(nèi)教育專家有著不同的見解。

總體來說，我國教育專家將教師的教學(xué)能力具體概括為五個(gè)方面:

1.認(rèn)識(shí)能力：主要表現(xiàn)為敏銳的觀察力,豐富的想象力和良好的記憶力,尤其是邏輯思維能力及創(chuàng)造思維能力等認(rèn)識(shí)能力。

2.設(shè)計(jì)能力：教學(xué)設(shè)計(jì)能力,主要包括明確教學(xué)目標(biāo)的熟悉、鉆研教材,對(duì)教學(xué)組織,講究教學(xué)策略,實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)。

3.傳授能力：主要包括教師的言語表達(dá)能力,教師的非言語表達(dá)能力,運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)的能力。

4.組織能力：主要包括組織教學(xué)能力,組織學(xué)生各種謀外活動(dòng)的能為,組織、培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生參與集體的能力,思想教育能力,協(xié)調(diào)內(nèi)外部各方面教育的能力,組織管理自己學(xué)習(xí)、工作與生活的能力。

5.交往能力：主要指教育教學(xué)中的師生交往能力。

國外教育專家對(duì)教學(xué)能力的理解：

日本岡山理科大學(xué)教授小山悅司認(rèn)為，教學(xué)能力分為技術(shù)和人格兩個(gè)維度，技術(shù)維度包括：專業(yè)技能、智謀技能、交際技能；人維度格包括：個(gè)性和動(dòng)機(jī)。PhilipA.Streifer（1987）認(rèn)為教學(xué)能力包括計(jì)劃能力、教學(xué)技能、評(píng)估學(xué)生的能力、專業(yè)知識(shí)、專業(yè)職責(zé)。Ronald（1993）認(rèn)為教學(xué)能力應(yīng)包括六項(xiàng)技能：學(xué)術(shù)能力、計(jì)劃能力、管理能力、表達(dá)和交流能力、評(píng)估和反饋能力、人際交往能力。Franziska（2009）認(rèn)為教學(xué)能力包括四個(gè)維度，分別是學(xué)科知識(shí)、教學(xué)診斷、教學(xué)方法運(yùn)用和教學(xué)管理。

結(jié)合國內(nèi)外教育專家的理論，本文提出教學(xué)能力三個(gè)維度評(píng)價(jià)模型。

教學(xué)能力評(píng)價(jià)模型共分為3個(gè)維度，包括13個(gè)一級(jí)分類，45個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)要素，如下圖1所示。

圖1 教學(xué)能力三個(gè)維度模型

教學(xué)能力評(píng)價(jià)模型中個(gè)人特質(zhì)(A)，包括5個(gè)二級(jí)要素：教師形象(A1),思維邏輯(A2),創(chuàng)新能力(A3)，科學(xué)研究(A4),職業(yè)素養(yǎng)(A5)。態(tài)度(B)，包括2個(gè)二級(jí)要素：工作態(tài)度(B1),品德態(tài)度(B2)。知識(shí)(C)，包括2個(gè)二級(jí)要素：專業(yè)知識(shí)(C1),學(xué)科知識(shí)(C2)。技能(D),包括2個(gè)二級(jí)要素：專業(yè)技能(D1),職業(yè)技能(D2)。溝通能力(E),包括2個(gè)二級(jí)要素：師生關(guān)系(E1),問題解答(E2)。專業(yè)能力(F),包括2個(gè)二級(jí)要素：專業(yè)知識(shí)(F1)，專業(yè)技能(F2)。課程能力(G),包括6個(gè)二級(jí)要素：課程體系(G1)，課程意識(shí)(G2),課程目標(biāo)(G3),課程內(nèi)容(G4),課程資源(G5),課程整體(G6)。教學(xué)能力(H),包括9個(gè)二級(jí)要素：教學(xué)目標(biāo)(H1),教學(xué)內(nèi)容(H2),教學(xué)方法(H3),媒體與技術(shù)(H4),教學(xué)對(duì)象(H5),教學(xué)氛圍(H6),學(xué)生評(píng)價(jià)(H7)，教學(xué)進(jìn)程(H8),教學(xué)整體(H9)。教學(xué)維度，每個(gè)內(nèi)容都是與工作維度相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，如下圖2所示。

圖2 教學(xué)能力評(píng)價(jià)模型

本文認(rèn)為應(yīng)該結(jié)合以上模型建立高校教師發(fā)展數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析與挖掘。本文提出了將計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)技術(shù)引入到教育質(zhì)量工程領(lǐng)域解決其存在問題的思路，提出了通過建立一個(gè)新的教學(xué)能力評(píng)價(jià)模型，對(duì)模型中影響教師教學(xué)能力的多個(gè)要素，進(jìn)行分析，最終評(píng)價(jià)教師教學(xué)能力的理論。運(yùn)用聚類分析方法對(duì)高校現(xiàn)有評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行深層次的分析,根據(jù)教師的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的得分,將教師聚集分成不同的類,每類具有各自的特點(diǎn),從而試圖構(gòu)建比較公正、合理、科學(xué)的綜合全面的評(píng)價(jià)模型，更好地實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的診斷功能,為今后選擇的評(píng)價(jià)項(xiàng)目和指標(biāo)提供依據(jù),充分發(fā)揮評(píng)價(jià)體系的積極作用,促進(jìn)教師教學(xué)水平、授課質(zhì)量的提高。

構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)理論的評(píng)價(jià)體系主要內(nèi)容有以下幾方面：

1.確定影響教師教學(xué)能力的各個(gè)要素有哪些，將來可作為評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的重要內(nèi)容。

2.確定在教師教學(xué)能力的各個(gè)要素的重要程度，確定其在將來評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的權(quán)重。

3.建立一個(gè)新的教師教學(xué)能力評(píng)價(jià)計(jì)算模型，四是對(duì)影響教師教學(xué)能力的各個(gè)要素進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)，建立一套新的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，作為教師教學(xué)能力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

聚類分析方法是大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的一種有效方法,也是非監(jiān)督模式識(shí)別的一個(gè)非常重要的分支。聚類分析方法是將一組對(duì)象劃分成簇，使簇的內(nèi)部高相似度，簇與簇之間低相似度。聚類不同于分類方法，分類是一種有監(jiān)督的學(xué)習(xí)，即利用已經(jīng)標(biāo)記過的對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，構(gòu)造數(shù)據(jù)模型，然后將模型用于新對(duì)象數(shù)據(jù)的分類;而聚類分析方法是一種無監(jiān)督的學(xué)習(xí)，即根據(jù)對(duì)象各自的特征進(jìn)行劃分，沒有任何模式可供參考或者可以遵循。聚類分析方法是數(shù)據(jù)挖掘中的一項(xiàng)重要技術(shù)，被廣泛地被應(yīng)用于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。

在數(shù)據(jù)挖掘中聚類分析技術(shù)是數(shù)據(jù)挖掘及模式識(shí)別等研究方向的重要內(nèi)容之一，在識(shí)別數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律方面具有極其重要的作用，其原理主要通過不斷選取離種子點(diǎn)最近均值的方式實(shí)現(xiàn)，算法具體描述如下，算法流程見圖3。

1.根據(jù)需要，對(duì)樣本數(shù)據(jù)集D劃分k個(gè)簇，并選擇k個(gè)樣本點(diǎn)，將k個(gè)樣本點(diǎn)值分別賦給初始的聚類中心ai(i=1，2，…，k)

2.針對(duì)數(shù)據(jù)集D中所有樣本點(diǎn)bj(j=1，2，…，n)，依次計(jì)算到各個(gè)簇中心ai的距離

圖3 聚類算法流程圖

3.通過運(yùn)算找出bj關(guān)于ai的最小距離 min(d(i，j))，將bj歸并到和ai距離最小的簇當(dāng)中

4.重新計(jì)算到各個(gè)簇的聚類中心距離

5.計(jì)算數(shù)據(jù)集D中所有點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差E(t)，并與前一次標(biāo)準(zhǔn)差E(t－1)比較;

6.若 E(t)＜E(t－1)不收斂轉(zhuǎn)到(2)，否則計(jì)算結(jié)束。

通過在教師教學(xué)能力評(píng)估模型中引入在大數(shù)據(jù)技術(shù)中的聚類算法，對(duì)教師綜合測評(píng)進(jìn)行聚類，與簡單的求和取平均值產(chǎn)生的測評(píng)結(jié)果相比教，聚類分析對(duì)各個(gè)教師之間的差異性進(jìn)行比較，將具有相似特點(diǎn)的教師聚成一類，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，挖掘其內(nèi)在隱藏的規(guī)律，將有利于為教學(xué)管理者更加準(zhǔn)確、客觀地掌握教師的特點(diǎn)，制定更加有效的培養(yǎng)策略，更加有利于全面提高教師綜合素質(zhì)。

[1]基于模糊聚類分析的教師評(píng)價(jià)模型，張千,時(shí)念云,張瓊聲，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2012，12

[2]基于大數(shù)據(jù)多層變權(quán)云計(jì)算的高校工科教師授課質(zhì)量綜合評(píng)，徐鎮(zhèn)凱，現(xiàn)代教育管理，2016，9

[3]K均值聚類在高校教師評(píng)價(jià)分析中的應(yīng)用研究，王悅，冷泳林，魯富宇，鄂旭，計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2014，5

[4]基于灰色聚類分析的新型教學(xué)評(píng)價(jià)在開放大學(xué)教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用，黃少珍，電子科學(xué)技術(shù)，2016,9

[5]聚類算法在教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究，黃敏，中國電力教育，2011,16

[6]教學(xué)測評(píng)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)聚類分析法研究，都會(huì)兵，李春萍，劉峰，科技信息，2012,3

內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué)教師發(fā)展研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JFZC1603）。

徐廣宇，1978.6，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，碩士，講師，主要研究領(lǐng)域?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘、并行計(jì)算、教學(xué)改革、教學(xué)成效評(píng)價(jià)等。