基于FUZZY－AHP綜合評(píng)價(jià)法下生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)體系的建立及應(yīng)用研究

(瓊州學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，海南 三亞572022)

0 引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是生物科學(xué)專業(yè)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要保障.實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的好壞決定著生物科學(xué)專業(yè)整體教學(xué)水平的高低，因此，建立科學(xué)的、合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系顯得尤為重要.

系統(tǒng)化、科學(xué)化、全面化的對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)是全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的前提.傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方式常常按照經(jīng)驗(yàn)式、片面化、主觀性的方式去評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，其缺乏科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、全面的評(píng)價(jià)指標(biāo)，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果無(wú)法符合真實(shí)的教學(xué)質(zhì)量水平.目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校都已經(jīng)建立了一套較為完整的理論教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)及監(jiān)控體系，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)和監(jiān)控體系的建設(shè)還相對(duì)落后［1］，其主要原因是不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)指標(biāo)不同，需要探索并建立符合不同專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的評(píng)價(jià)模型，才能真實(shí)有效的反應(yīng)不同專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量水平.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)本身具有系統(tǒng)性和層次性的特點(diǎn)，其質(zhì)量評(píng)價(jià)的操作過(guò)程也存在復(fù)雜性和模糊性的特點(diǎn).層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是20世紀(jì)70年代由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家托馬斯·塞蒂(Thomas L.Saaty)提出的一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法，其可以將人的主觀判斷用數(shù)量形式表達(dá)和處理，是解決多層次、多指標(biāo)決策問(wèn)題的有效方法［2－3］.FUZZY 綜合評(píng)價(jià)法是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)的一種綜合評(píng)價(jià)方法.將AHP 和FUZZY 綜合評(píng)價(jià)法結(jié)合起來(lái)形成Fuzzy－AHP 法，在體系評(píng)價(jià)、效能評(píng)估，系統(tǒng)優(yōu)化等方面有著廣泛的應(yīng)用［4］.本研究利用AHP 對(duì)生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程建立全面的評(píng)價(jià)體系模型，并制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，采用FUZZY 綜合評(píng)價(jià)法簡(jiǎn)化評(píng)價(jià)過(guò)程中操作和實(shí)施的步驟，將定性的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行有效的評(píng)價(jià).

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

針對(duì)生物科學(xué)專業(yè)2011 至2014 學(xué)年所開(kāi)設(shè)的部分實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，這些課程包含植物學(xué)、人體解剖生理學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、基因工程和細(xì)胞工程.

評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)課程的群體為瓊州學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2011 級(jí)生物科學(xué)(非師范)專業(yè)的全體學(xué)生(有效人數(shù)50 人).

1.2 研究方法

參考黃銀娟等構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)課程AHP 體系［4］，針對(duì)本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)制定了合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建相應(yīng)的AHP 層次評(píng)價(jià)模型，同時(shí)對(duì)諸多指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重系數(shù)分配并進(jìn)行一致性檢驗(yàn).

根據(jù)建立好的AHP 層次分析體系，設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，問(wèn)卷中涉及7 個(gè)教學(xué)模塊，每個(gè)模塊由若干個(gè)問(wèn)題組成，其中每個(gè)問(wèn)題反映一個(gè)評(píng)估指標(biāo)(如表1所示)，不同評(píng)估指標(biāo)采用FUZZY 綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)等級(jí)分為按照優(yōu)(90)、良(80)、中(60)和差(50)四個(gè)水平.

調(diào)查問(wèn)卷共發(fā)放50 份，收回50 份，回收率為100%.通過(guò)統(tǒng)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷中不同學(xué)科各個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果(不同評(píng)價(jià)等級(jí)出現(xiàn)的頻率)，獲取各個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，從而對(duì)不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行最終的量化評(píng)價(jià).

2 研究結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量AHP 評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)模型的建立

在深入分析本專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的性質(zhì)和特點(diǎn)后，將實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量評(píng)價(jià)體系中所包含的諸多因素進(jìn)行層次劃分，確定實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量為目標(biāo)層，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、管理模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍和實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施作為一級(jí)指標(biāo)，共7 項(xiàng)，二級(jí)指標(biāo)共設(shè)置34 項(xiàng)，具體如表1所示.

表1 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)綜合評(píng)價(jià)層次模型

續(xù)表1

2.2 判斷矩陣的構(gòu)建及各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重分析

各級(jí)指標(biāo)所構(gòu)建的判斷矩陣能夠反映出人們對(duì)各項(xiàng)因素重要程度的認(rèn)知，在層次分析法中，為了更好的決策判斷各級(jí)指標(biāo)，需要對(duì)各級(jí)指標(biāo)進(jìn)行量化，量化使用1－9 比較標(biāo)度方法進(jìn)行［5］，本研究中所有指標(biāo)的判斷矩陣及其權(quán)重系數(shù)分析如下表2所示.

表2 綜合評(píng)價(jià)A 的判斷矩陣及其權(quán)重值

同理，可以得到各個(gè)二級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣(略)及其權(quán)重值分別為:

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容B1 的權(quán)重值={0.20、0.16、0.23、0.04、0.28、0.09};

實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法B2 的權(quán)重值={0.29、0.09、0.24、0.05、0.33};

實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果B3 的權(quán)重值={0.09、0.27、0.31、0.28、0.05};

實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件B4 的權(quán)重值={0.42、0.39、0.09、0.10};

實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式B5 的權(quán)重值={0.13、0.33、0.10、0.05、0.39};

實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍B6 的權(quán)重值={0.08、0.34、0.09、0.35、0.14};

實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過(guò)程B7 的權(quán)重值={0.30、0.27、0.34、0.10};

2.3 層次排序及其一致性檢驗(yàn)

對(duì)于各級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣，需要進(jìn)行層次單排序和總排序的一致性檢驗(yàn)，從而確定判斷矩陣具有整體的一致性，其結(jié)果如表3所示.

表3 不同判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)

由表3可知，各級(jí)指標(biāo)的單排序后所構(gòu)成的判斷矩陣的CR 值都明顯小于0.1，這說(shuō)明這些矩陣及其相應(yīng)的標(biāo)度設(shè)置是合理的，具有明顯的一致性.

層次總排序后的一致性檢驗(yàn)結(jié)果如下:

可以看出，CRT＜0.1，這說(shuō)明所有各級(jí)指標(biāo)的判斷矩陣及相應(yīng)的權(quán)重值都是合理的，可以作為評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量體系的依據(jù).

2.4 指標(biāo)體系的驗(yàn)證

從所建立的評(píng)價(jià)體系中發(fā)現(xiàn)定性指標(biāo)較多，不好用數(shù)字描述或度量.因此，為了驗(yàn)證已建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確性，需要利用Fuzzy 綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)實(shí)際教學(xué)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)課程效果進(jìn)行評(píng)價(jià)與驗(yàn)證.本研究根據(jù)已建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)級(jí)別分為優(yōu)(90)、良(80)、中(60)、差(50)四個(gè)等級(jí)，通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量水平進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，并將測(cè)評(píng)的結(jié)果與實(shí)際實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生成績(jī)(圖1所示)進(jìn)行相應(yīng)的比較分析，從而對(duì)已制定的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果如圖1所示.

圖1 不同實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)生優(yōu)良成績(jī)百分比及教學(xué)質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

課堂教學(xué)效果的直接反應(yīng)是學(xué)生的成績(jī)，從圖1看出，對(duì)于不同實(shí)驗(yàn)課程來(lái)說(shuō)，學(xué)生達(dá)到優(yōu)良水平(成績(jī)大于80 分)的人數(shù)占總?cè)藬?shù)的百分比是不同的，其中最高的是生物化學(xué)(達(dá)到90%)，而最低的是基因工程(27.59%)，這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果確實(shí)存在明顯的差異.通過(guò)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)課程的模糊評(píng)價(jià)及綜合層次分析發(fā)現(xiàn)，基因工程課程的綜合測(cè)評(píng)值最低(69.33)，而生物化學(xué)課程的綜合測(cè)評(píng)值為79.26，這說(shuō)明不同實(shí)驗(yàn)課程的綜合評(píng)價(jià)值與實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生優(yōu)良水平的百分比具有一定的關(guān)系，這可能是造成學(xué)生優(yōu)良水平比例差異的原因.

通過(guò)對(duì)綜合測(cè)評(píng)值進(jìn)行指標(biāo)細(xì)化發(fā)現(xiàn)不同指標(biāo)的評(píng)測(cè)值也存在較為明顯的差異(如表4所示).以基因工程和細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)課程為例，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件指標(biāo)分別為55 和58，明顯低于其他課程，這主要由于實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備缺乏，實(shí)驗(yàn)材料難于獲取，實(shí)驗(yàn)試劑昂貴等因素造成.此外實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境及相應(yīng)的管理模式，而目前實(shí)驗(yàn)中心還無(wú)法滿足該課程的需要，因此其管理模式指標(biāo)的測(cè)評(píng)值也明顯低于其他課程.從表2中得出實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法具有較高的權(quán)重值，分別為0.18 和0.19，而基因工程實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)難度過(guò)高，其對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和基礎(chǔ)知識(shí)有較高的要求，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要以綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，其不同于生物化學(xué)、植物學(xué)、人體解剖生理學(xué)等以基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性為主的實(shí)驗(yàn)課程，這導(dǎo)致了其實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩個(gè)指標(biāo)評(píng)測(cè)值低于其他實(shí)驗(yàn)課程，同時(shí)也嚴(yán)重影響了其實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施的評(píng)測(cè)值.值得注意的是基因工程和細(xì)胞工程的教學(xué)效果的評(píng)測(cè)值高于其他課程，這說(shuō)明這兩門(mén)課程對(duì)學(xué)生的能力素質(zhì)培養(yǎng)具有較好的效果.

表4 不同實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)細(xì)則

3 結(jié)語(yǔ)

層次分析法避免了以往研究中的主觀性和片面性，更加強(qiáng)調(diào)科學(xué)性和合理性，能夠?qū)?fù)雜的事物進(jìn)行層次化，確定不同的細(xì)化指標(biāo)，并對(duì)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分析和判斷，找到主因和次因，通過(guò)模糊評(píng)價(jià)的方法可以將定性的主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行合理的量化，這對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控及改善提供了很好的理論依據(jù).

本研究通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)方法建立了生物科學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，并對(duì)該體系進(jìn)行了驗(yàn)證，其驗(yàn)證結(jié)果充分反應(yīng)了該評(píng)價(jià)體系的合理性和科學(xué)性，具有一定的應(yīng)用價(jià)值.從該評(píng)價(jià)體系中可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果密切相關(guān)(主要體現(xiàn)為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī))，并且這種相關(guān)性能夠從綜合評(píng)價(jià)體系的具體細(xì)化指標(biāo)中反應(yīng)出來(lái).這些細(xì)化的指標(biāo)不但可以很好的反應(yīng)出實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量的主次影響因素，還可以根據(jù)這些影響因素對(duì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的監(jiān)控和把握，這為今后提高和完善該實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量提供了科學(xué)、合理和有效的理論依據(jù).

［1］郭劍.高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的探索與實(shí)踐［D］.西安:西安交通大學(xué)，2010.

［2］Saaty，T.L.The Analytic Hierarchy Process［M］.New York:McGraw Hill.1980.

［3］杜棟，龐慶華.現(xiàn)代綜合評(píng)價(jià)方法與案例精選［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2009.

［4］黃銀娟，宣士斌.基于AHP－FUZZY 綜合評(píng)價(jià)法的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系［J］.廣西民族大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013，19(2):93－96.

［5］陳平.層次分析法在半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)u(píng)分中的應(yīng)用［J］.數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2004，34(7):12－18.