新工科教學(xué)質(zhì)量AHP－FCE綜合評(píng)價(jià)方法實(shí)踐研究

趙志龍 任海果 周計(jì)明 齊樂華

西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院，陜西 西安 710072

2016 年6 月國(guó)際工程聯(lián)盟接納中國(guó)為《華盛頓協(xié)議》正式成員。2017年2月，教育部發(fā)布開展“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目建設(shè)。因此，近年來“大工程觀”CDIO模式、“回歸工程實(shí)踐”運(yùn)動(dòng)和OBE成果導(dǎo)向教育等教學(xué)理念廣泛應(yīng)用于高等教育課程體系的重構(gòu)。而基于“能力本位教育觀”，素質(zhì)付諸實(shí)踐就表現(xiàn)為能力，實(shí)踐能力構(gòu)成工程教育的支撐體。課堂教學(xué)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的引入和教學(xué)效果的“快速、準(zhǔn)確、有效”評(píng)價(jià)，是“柔性培養(yǎng)方案”和“持續(xù)改進(jìn)”的基礎(chǔ)。

教學(xué)效果的評(píng)價(jià)具有一定的不確定性，受到（教與學(xué)）人、教學(xué)內(nèi)容組織以及教學(xué)方式等因素的綜合影響，涉及因素集、評(píng)價(jià)集以及權(quán)重指標(biāo)的確定。將研究對(duì)象影響因素構(gòu)建成遞階層次結(jié)構(gòu)的AHP層次分析法，有利于確定不同層次影響因素的權(quán)重；運(yùn)用模糊集合變換實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)判的FCE 法，適合于不確定性非線性問題的評(píng)價(jià)，通過模糊運(yùn)算法則得到可類比的量化結(jié)果。因此，AHP-FEC 綜合評(píng)價(jià)法可適用于對(duì)教學(xué)質(zhì)量的量化評(píng)價(jià)。本文的目的在于分析討論AHP-FCE 綜合評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建過程及其在機(jī)械制造專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)效果評(píng)估中的應(yīng)用。

一、AHP—FCE混合評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

AHP—FCE 綜合評(píng)價(jià)模型由AHP（層次分析法）和FCE（模糊綜合評(píng)價(jià)法）兩部分構(gòu)成，見圖1。AHP 是將一個(gè)復(fù)雜的問題通過分解—比較—綜合確定研究對(duì)象組成要素的層次排序（權(quán)重）。分解過程為定性分析，比較過程是判斷兩兩要素的重要性，綜合過程是注重邏輯推理。層次的構(gòu)建體現(xiàn)了定性與定量的有機(jī)結(jié)合。FCE 是以隸屬度來描述模糊界限，將模糊性的定性問題轉(zhuǎn)化為定量計(jì)算。通過層次分析法構(gòu)建評(píng)價(jià)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次，用模糊理論統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果評(píng)判或決策。

（一）AHP層次分析法

AHP 層次分析法步驟：構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)建判斷矩陣，求解權(quán)向量集，一致性檢驗(yàn)。

首先，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型。將復(fù)雜問題分解成多級(jí)層次結(jié)構(gòu)，見圖2。依據(jù)問題的屬性關(guān)系，上級(jí)層對(duì)下級(jí)層起支配作用。一般情況下，層數(shù)沒有限制，同一層的元素不能超過9個(gè)。

（二）FCE模糊綜合評(píng)價(jià)法

FCE 模糊綜合評(píng)價(jià)法的基本步驟：建立評(píng)價(jià)因素集，確定評(píng)語集，建立權(quán)重集，構(gòu)建模糊評(píng)價(jià)矩陣，計(jì)算模糊評(píng)價(jià)集。

權(quán)重集是指各評(píng)價(jià)指標(biāo)在自身子集中的重要程度。評(píng)價(jià)工作中，各因素的重要程度有所不同，可以表示為W=[,,,w]。

模糊評(píng)價(jià)矩陣是由單因素模糊評(píng)價(jià)集合所組成的綜合評(píng)價(jià)矩陣。因素集中第i 個(gè)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)集中第j個(gè)元素的隸屬度為r。通過對(duì)問卷結(jié)果進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，可建立各層模糊評(píng)價(jià)矩陣R:

求得權(quán)重集W 和模糊評(píng)價(jià)矩陣R 后，從最底層開始，逐層進(jìn)行模糊計(jì)算，其計(jì)算公式為：

二、AHP—FCE混合法教學(xué)效果評(píng)價(jià)

以機(jī)械制造專業(yè)基礎(chǔ)課程為例，運(yùn)用AHP-FCE 混合法進(jìn)行教學(xué)效果綜合評(píng)價(jià)的實(shí)施步驟如下。

一是構(gòu)建層次分析模型。確定目標(biāo)層（教學(xué)效果評(píng)價(jià)）、準(zhǔn)則層（學(xué)生評(píng)議、教師自評(píng)、和督導(dǎo)組評(píng)議三個(gè)一級(jí)指標(biāo)）、方案層（二級(jí)指標(biāo)）。具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)置見表2。

二是由課程組經(jīng)討論確定評(píng)定指標(biāo)權(quán)重。采用層次分析法構(gòu)建判斷矩陣，求解權(quán)向量和一致性檢驗(yàn)。計(jì)算結(jié)果如下：

三是根據(jù)表2 制得FCE 測(cè)評(píng)表，基于FCE 法構(gòu)建各評(píng)價(jià)集的隸屬度矩陣，將學(xué)生評(píng)價(jià)、專家評(píng)價(jià)和教師自評(píng)的結(jié)果綜合起來，最終計(jì)算結(jié)果：F=Y*N=88×0.4084+80×0.4336+65×0.1152+54×0.0224 +45×0.0204=80.2428。

三、結(jié)論

AHP-FCE 混合評(píng)價(jià)法是一種定性描述與定量分析相融合的評(píng)價(jià)方法，層次分析將問題分解成多項(xiàng)指標(biāo)，模糊算法將評(píng)價(jià)對(duì)象轉(zhuǎn)化成一個(gè)可以計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)機(jī)械制造專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中關(guān)注的工程意識(shí)，對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行合理設(shè)置引導(dǎo)教學(xué)改革。AHP-FCE混合評(píng)價(jià)法為實(shí)現(xiàn)“新工科”培養(yǎng)目標(biāo)及其效果的及時(shí)評(píng)價(jià)提供了具有良好操作性的方法，對(duì)于課堂教學(xué)效果從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的綜合評(píng)價(jià)具有一定的普適性、客觀性和可信度，為教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化提供科學(xué)的依據(jù)。