基于課程知識模塊和AHP的學生形成性成績評定

鄧衛強 金宏斌 張孟雄 劉太陽 瞿師 高婷

中國人民解放軍空軍預警學院 湖北武漢 430019

層次分析法(AHP)是由國際著名運籌學家薩蒂于20世紀70年代初提出的。近年來，該方法在教育教學領域的應用日益普遍。參考文獻[2]～[4]分別選取不同的評價指標體系，并將層次分析法應用于課程教學評價；參考文獻[5]～[7]則基于不同的指標，將層次分析法應用于學生成績的評定。綜合來看，在學生成績評定應用方向、現有研究成果的不足主要有兩個方面。一是教育工作者均根據教學環節來確定層次分析法的準則層和子準則層指標。因層次分析法確定判斷矩陣時本身就帶有專家的主觀意見，兩級權重判斷矩陣均采用層次分析法間接地放大了專家在考核中的作用。二是各級評價指標的打分不夠具體，現有成果中對子準則層指標的打分仍是由教師主觀給出，缺少具體的、可操作性的打分依據。基于此，本文根據課程教學目標分解思想，提出基于課程知識模塊和層次分析法的學生形成性成績評定方法，并將之應用于課程教學實踐。

一、基于課程知識模塊和層次分析法的形成性成績評定方法

在教育教學領域，制定教學大綱和人才培養方案是教學目標自上而下逐漸細化和具體化的分解過程(圖1)。而教學實施和人才培養則是自下而上的由量變到質變的積累過程。

圖1 教學目標分類

基于此，對學生學習效果和培養效果的評價與教學和人才培養過程是一致的，也應是自下而上的過程。如果要對學生的課程學習效果進行評價，必然要以課程知識模塊的學習效果為基礎。假設某課程共包括N個知識模塊，即知識模塊1、知識模塊2、…、知識模塊N，構建學生形成性成績的遞階層次模型如圖2所示。其中，目標層為學生形成性評價成績，準則層為課程知識模塊的形成性評價成績，子準則層為各課程知識模塊的關注要素。圖2中，將課程知識模塊分為兩類：理論知識模塊和實驗模塊。在理論知識模塊的子準則層中，選擇相同的四個過程要素(學生考勤、課堂紀律、課堂互動質量、作業完成情況)和一個結果要素(模塊測評成績)；在實驗模塊的子準則層中，選擇相同的五個過程要素(實驗考勤、課堂紀律、操作規范性、總結歸納能力、實驗報告完成質量)和一個結果要素(模塊測評成績)。

圖2 形成性評估的遞階層次模型

以圖2的遞階層次模型為基礎，可獲得學生形成性考核成績。具體計算過程可分為權重計算、子準則層要素賦值、形成性成績評定三個步驟。

(一)權重計算

1.子準則層至準則層權重計算

子準則層到準則層之間的權重按照層次分析法確定。首先，根據督導專家意見構造判斷矩陣；其次，由判斷矩陣計算被比較元素的相對權重；最后，進行一致性判斷。具體計算過程可參考文獻[1]。在此，僅給出作者在教學實施過程中采用層次分析法所計算的理論模塊與其子準則層的權重和實驗模塊與其子準則層的權重分別為：

=[0.04 0.06 0.15 0.18 0.57]

=[0.04 0.08 0.05 0.17 0.24 0.42]

2.準則層至目標層權重計算

準則層與目標層之間的權重實際上反映的是各知識模塊支撐整個課程教學目標達成的程度。通常，在制定課程教學計劃時，教師會根據知識模塊重要程度(課程知識模塊在支撐課程教學目標實現方面所起的作用)來決定模塊課時分配，即知識模塊越重要，所占課時也就越多。因此，準則層與目標層的權重可利用下式計算：

其中，為課程知識模塊占用課時數，為課程總課時。

(二)子準則層要素賦值

過程要素反映的是學生每堂課的學習情況。在每堂課學習結束后，教師會根據學生課堂表現對過程要素進行打分，打分原則如表3所示。模塊學習完成后，過程性要素打分可取每堂課要素得分的平均值。

表3 子準則層指標體系及評價標準

(三)計算形成性評估結果

根據子準則層各指標打分標準，對每個學生的各項指標進行打分。進而，按照子準則層與準則層、準則層與目標層之間的權重計算每名學生的形成性評價成績。

二、應用實例

以2021—2022學年秋季學期預警裝備工程專業“導彈目標特性與防御方法”課程為例，介紹基于課程知識模塊和層次分析法的學生形成性成績評定方法的計算過程。該課程共包括導彈目標特性(A)、導彈防御方法(B)、導彈目標特性分析(C)、單裝對抗效能分析(D)和體系對抗分析(E)等五個知識模塊，其中，前兩個知識模塊為理論模塊，后三個模塊為實驗操作模塊。根據教學規章制度，在課程教學實施過程中，教師會按照表3將學生每次課的考勤、課堂回答問題、實驗操作等日常表現(對應遞階層次模型中的子準則層的過程要素)記錄在《學習情況登記本》中。在進行課程形成性成績評定時，將每名學生各知識模塊歷次課的過程要素得分的平均值作為該知識模塊的過程要素得分。另外，根據課程特點，每個課程模塊結束后，我們都組織了相應的階段測評，并記錄其相應的測評成績(對應遞階層次模型中的子準則層的結果要素)。2021—2022學年秋季學期，該專業5名學生子準則層各要素最終得分如表4所示。

表4 5名學生子準則層得分

其次，根據子準則層與準則層之間的權重計算學生課程知識模塊得分。本課程評價采用前文中的權重和計算5名學生的準則層(各知識模塊)得分，如表5。

表5 5名學生準則層(知識模塊)得分

最后，根據準則層與目標層之間的權重計算學生最終形成性成績。本課程共50學時，A、B、C、D、E各知識模塊分別為10學時、10學時、10學時、6學時、14學時。根據前文中的公式，可計算準則層與目標層之間的權重為：

=[0.2 0.2 0.2 0.12 0.28]

根據計算每名學生的最終形成性成績(表6)。

表6 5名學生最終形成性成績

結語

層次分析法是系統評估領域中已發展成熟的方法。基于課程知識模塊和層次分析法對學員的形成性成績進行打分，具有將課程教學目標與課程知識模塊目標結合、學生過程表現與階段測評結果相結合、依據專家主觀意見權重確定與依據課時分配客觀確定權重相結合等優點，可以克服當前形成性評價方法結果不夠客觀等不足。2021—2022學年秋季學期“導彈目標特性與防御方法”課程的形成性評價實踐表明，該方法能得到專家較大認可，客觀性和可操作性強，能較好地指導教師教學改進和學員學習過程。