高等學校實驗課程體系對專業培養目標的支撐度評價研究

鄭玉潔，賈順，李美燕，任大偉

（1.山東科技大學礦業工程國家級實驗教學示范中心，山東青島 266590；2. 山東科技大學能源與礦業工程學院，山東青島 266590）

實驗課程是培養學生創新能力和實踐能力的基石，是提高學生主觀能動性和創新精神的重要載體與途徑，對培養高素質、厚基礎、創新型、應用型的專業人才具有重要意義[1]。 提出一種科學規范、切實可行的實驗課程體系評價方法是完善實驗課程體系的重要前提，對落實人才培養目標、提高人才培養質量具有重要意義[2]。

目前，國內外學者圍繞課程體系建設進行了大量研究，已取得階段性成果。 房川琳等基于PBL 與TBL等多種教學方法，對思政元素融入無機化學實驗課程開展研究[3]。郭小玲等以系統性、綜合性、模塊化的方式建立了一套“基礎→專業→綜合”的實驗課程體系[4]。沈驍討論了基于大型儀器的創新型實驗課題體系的具體建設內容和實踐效果[5]。 龍麗群基于OBE 成果導向教育理念，依據人才培養目標及畢業要求，設計了專業課程教學體系[6]。 但是，當前關于實驗課程體系對培養目標的支撐度評價的研究較少，仍有待深入。

由于人類認知具有猶豫性和模糊性，在進行實驗課程支撐度評價時往往難以通過明確的數值給出評價結果，更傾向于通過語言進行定性描述。但由于單純用語言等級評價不夠準確，為此引入區間隸屬度，不僅可以同時保留多個評價意見，而且可以減少評價對象多樣性和人類認知模糊性對評價結果的影響。

綜上，針對高等學校實驗課程體系對培養目標支撐度的評價問題，本文基于區間猶豫模糊語言評價法（Interval-valued hesitant fuzzy linguistic sets, IVHFLSs）開展研究，期望為高等學校實驗課程體系的完善和人才培養目標的實現提供支持。

1 實驗課程體系對專業培養目標的支撐度評價

1.1 模糊語言評價集

準備由奇數個語言元素組成的集合L={lt|t=0，1，2，3，...，2T}，其中T 是一個正整數。 集合L 滿足以下兩個特征[12]：

（1）如果t＞t'，則lt＞lt；反之亦然。

（2）如果t＞t'=2T，則lt=neg（lt）；反之亦然。

1.2 實驗課程對培養目標的支撐度量化

1.2.1 評價實驗課程對培養目標的支撐度

設第i 門實驗課程對培養目標的支撐度為si，評價專家對支撐度si給出的語言評價等級為lt（si），隸屬度區間為Γ（si）={[a-m，a+m]，m=1，2，...，#Γ（si）}，#Γ（si）表示區間個數，那么支撐度si的區間猶豫模糊語言評價結果可表示為：

1.2.2 評價結果規范化

一般情況下，區間猶豫模糊語言評價結果hi包含的元素個數不統一，需要對其進行規范化處理[12]。 在樂觀準則下，一般添加該集合中最大的區間元素；在悲觀準則下，一般添加該集合中最小的區間元素，以保證不同集合具有相同的區間個數。

1.2.3 量化實驗課程對培養目標的支撐度

通過語言尺度函數對規范化的區間猶豫模糊語言評價結果進行量化。 語言集L 在不同語意環境下常用的語言尺度函數定義為[12]：

（1）類型A

（2）類型B

式（3）中，a 的值可以主觀確定。 對于7 值語言集，大多數學者認為a=比較合適[8]。

（3）類型C

式（4）中，α，β∈（0，1]。

基于語言尺度函數，用得分函數刻畫實驗課程ci對培養目標的支撐度。令f（lt（si））表示模糊語言評價等級（lt（si））的量化值，則支撐度g（hi）表示為：

1.3 實驗課程重要度量化

1.3.1 評價實驗課程重要性并規范化

同理，課程重要性評價結果記為ri=。其中，lt（pi）表示實驗課程ci的重要性語言評價等級，Γ（pi）表示語言評價等級lt（pi）的隸屬度區間。針對元素個數少的評價結果，通過在集合中添加猶豫模糊元素對其進行規范化。

1.3.2 量化實驗課程權重

令ri表示實驗課程ci的重要性，則存在：

令ri，n表示實驗課程ci較課程cn的重要性，那么ri，n可表示為：

所以，實驗課程重要性判斷矩陣可記為R=[ri，n]I×I。同理，基于方根法計算判斷矩陣R 每行所有元素的幾何平均值，具體方法如公式（8）所示。

1.4 實驗課程體系對培養目標的支撐度評價

基于實驗課程對培養目標的支撐度和實驗課程重要性的量化結果，評價實驗課程對培養目標的支撐度si，表示為：

所以，實驗課程體系C 對培養目標的支撐度為：

2 實證研究

2.1 實例概況

本文以山東科技大學工業工程專業實驗課程體系為例，驗證本文方法的可行性和實用性。山東科技大學工業工程專業致力于培養具有良好人文社會科學素養、系統思維和創新精神，能利用工業工程技術對工業企業和現代服務組織的流程進行優化設計與改善的應用創新型人才[14]。

2.2 模糊語言評價集

本文采用7 值模糊語言集刻畫實驗課程體系對專業培養目標的支撐度。 實驗課程支撐度評價采用的模糊評價語言集為：L1={l6=很高，l5=高，l4=較高，l3=一般，l2=較低，l1=低，l0=很低}；實驗課程重要性評價采用的模糊評價語言集為：L2={l6=很重要，l5=重要，l4=較重要，l3=一般，l2=較次要，l1=次要，l0=很次要}。

2.3 工業工程實驗課程體系對培養目標支撐度評價

2.3.1 評價課程對培養目標的支撐度、課程重要度

組織專家基于模糊語言集L1評價實驗課程體系對培養目標的支撐度，并給出模糊語言的隸屬度區間，具體結果如表1所示。

表1 實驗課程體系對工業工程培養目標的支撐度（部分）

基于模糊語言評價集合L2 對課程重要度進行評價，評價結果如表2所示。

表2 工業工程實驗課程重要度評價

2.3.2 評價結果規范化

為保證不同集合具有相同的元素個數，本文使用樂觀準則延伸集合長度，支撐度評價結果延伸后如表3所示。

表3 工業工程實驗課程體系對培養目標的支撐度規范化

2.3.3 基于得分函數量化實驗課程對培養目標的支撐度

基于公式（2）和（5），計算實驗課程對培養目標支撐度的得分函數，具體結果如表4所示。

表4 工業工程實驗課程體系對培養目標的支撐度

2.3.4 基于得分函數量化實驗課程權重

同理，基于公式（6）計算量化實驗課程權重，具體結果如表5所示。

表5 工業工程實驗課程重要度量化

基于表5和公式（7），計算課程重要性判斷矩陣R：

w=[0.159，0.152，0.148，0.198，0.143，0.198]。

2.3.5 評價課程體系對培養目標的支撐度

最后，基于公式計算工業工程專業實驗課程體系對培養目標的支撐度：s=0.986。

綜上，通過以上步驟便可量化實驗課程體系對培養目標的支撐度，為實驗課程體系改進提供數據支撐。

3 結語

本文提出了一種基于IVHFLSs 的高等學校工業工程實驗課程體系評價方法。 該方法可為工業工程實驗課程體系的完善和人才培養質量的提高提供數據支撐，同時可為其他實驗課程體系的評價提供參考依據。