高校教學(xué)質(zhì)量定量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研究

趙亞慧+崔旭+崔榮一

摘要：本文介紹了構(gòu)建高校教師教學(xué)質(zhì)量定量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其量化處理方法以及教學(xué)質(zhì)量智能化定量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)方法，探索了發(fā)現(xiàn)可測(cè)因素對(duì)教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)所具有的有效性的技術(shù)途徑，所獲成果對(duì)教學(xué)質(zhì)量的科學(xué)評(píng)價(jià)具有重要的實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：教學(xué)質(zhì)量定量評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）30-0005-02

教師課堂教學(xué)效果的好壞是影響高校所培養(yǎng)人才質(zhì)量的主要因素，因此開(kāi)展好對(duì)教師課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，幫助高校教學(xué)管理部門(mén)及時(shí)掌握教師情況，改進(jìn)教學(xué)、實(shí)施教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控，是提高高校教學(xué)質(zhì)量具體而有效的措施之一。我國(guó)高校教育評(píng)估中存在很多問(wèn)題，比如基礎(chǔ)性工作量過(guò)大、信息資源難以共享利用、數(shù)據(jù)資料的客觀真實(shí)性難以保證、評(píng)估資料和信息不完整、評(píng)估方案煩瑣、評(píng)估欠缺統(tǒng)籌規(guī)劃、基礎(chǔ)性建設(shè)不足等。目前高校教學(xué)評(píng)價(jià)方法不盡相同，大致可以分為兩大類(lèi)：一是單一的定性評(píng)價(jià)，二是定性與定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)，而后者已成為一種研究的重點(diǎn)。

高?，F(xiàn)行課堂教學(xué)質(zhì)量定量評(píng)價(jià)方法主要有：層次分析法[1]、單因素方差分析法[2]、模糊綜合評(píng)價(jià)模型[3]、Markov鏈法[4]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法[5]、數(shù)據(jù)挖掘方法[6]等。目前，現(xiàn)代數(shù)量統(tǒng)計(jì)方法已在高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中使用并在不同程度上取得了一定效果，但這些方法仍然存在很多不完善的地方。本文介紹了構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量定量評(píng)價(jià)的一種策略，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法對(duì)量化后的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能評(píng)估。

一、研究?jī)?nèi)容

1.構(gòu)造教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的有效關(guān)鍵因素集。影響教學(xué)質(zhì)量的因素很復(fù)雜，定量評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量首要的問(wèn)題是站在科學(xué)評(píng)測(cè)的立場(chǎng)上對(duì)決定教師教學(xué)質(zhì)量的主要因素進(jìn)行整理、分析、歸納，并通過(guò)因素間的相關(guān)性分析、各因素對(duì)結(jié)果貢獻(xiàn)程度的分析，構(gòu)建評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵而有效的因素集合，形成描述教學(xué)質(zhì)量的完整的評(píng)價(jià)空間，并借助于充足的歷史數(shù)據(jù)和專(zhuān)家鑒定來(lái)驗(yàn)證該評(píng)價(jià)空間的完整性和有效性。另一方面，教師教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，涉及到人事、科研、教育教學(xué)等多種信息源。把不同信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成從而得到規(guī)范的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，這是評(píng)價(jià)工作的基本工作。評(píng)價(jià)因素的選擇和重要性分析，需要以教學(xué)工作數(shù)據(jù)為核心，對(duì)教學(xué)質(zhì)量影響顯著的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效集成，最終形成描述教師教學(xué)行為及效果的數(shù)據(jù)空間。

2.教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的智能信息處理方法。在構(gòu)造有效關(guān)鍵因素集的基礎(chǔ)上，把教育教學(xué)理論成果和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)作為領(lǐng)域理論，確定各有效關(guān)鍵因素的相對(duì)重要性（重要性權(quán)值）的初始值。利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法和典型數(shù)據(jù)對(duì)該權(quán)值進(jìn)行更新，以產(chǎn)生既符合教育教學(xué)理論成果和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，又匹配歷史數(shù)據(jù)的因素重要性權(quán)值，以構(gòu)建評(píng)價(jià)器。該評(píng)價(jià)器的輸出應(yīng)具有數(shù)量值，也應(yīng)能夠表現(xiàn)結(jié)果的模糊評(píng)價(jià)結(jié)果。

3.教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)研究程序系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。選擇特定的計(jì)算機(jī)環(huán)境實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)算法，提供具有解釋性強(qiáng)、數(shù)據(jù)分析智能化程度較高等特性的實(shí)驗(yàn)研究用程序系統(tǒng)。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中將有效地考慮關(guān)鍵因素的選擇與權(quán)值隨時(shí)間的演化特性。教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模型的建立過(guò)程由定性的評(píng)價(jià)體系指標(biāo)的量化、有效關(guān)鍵因素的權(quán)重智能化、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)器的訓(xùn)練及評(píng)價(jià)結(jié)果的檢驗(yàn)等過(guò)程組成。

二、研究方法

1.分析建立高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。充分分析國(guó)內(nèi)外高?，F(xiàn)行教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的各種指標(biāo)體系，以本校實(shí)情為具體研究對(duì)象和實(shí)踐環(huán)境，找出其理論依據(jù)，然后從各指標(biāo)體系的共同點(diǎn)中提取教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵評(píng)價(jià)因素，并歸納指標(biāo)體系所要求的數(shù)據(jù)來(lái)源，為建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)做準(zhǔn)備。

2.獲得有效關(guān)鍵因素。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行整理變換來(lái)消除因素之間的相關(guān)性，從而獲得相互之間不相關(guān)的關(guān)鍵因素（有效關(guān)鍵因素）集合，通過(guò)相關(guān)性分析并進(jìn)行相關(guān)性驗(yàn)證后確定質(zhì)量評(píng)價(jià)的有效相關(guān)因素集。

3.訓(xùn)練教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)器。從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇部分典型數(shù)據(jù)，根據(jù)理論支持和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)設(shè)定各有效關(guān)鍵因素重要性權(quán)重的初始值，并根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)理論更新該權(quán)值，最終獲得特定的因素權(quán)重集合，以此訓(xùn)練并最終得到一個(gè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)器（計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)）。

4.檢驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果。評(píng)價(jià)器的輸出與專(zhuān)家評(píng)定結(jié)果、教師代表評(píng)價(jià)結(jié)果及學(xué)生群體評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比較的結(jié)果來(lái)評(píng)估評(píng)價(jià)器的輸出性能。當(dāng)評(píng)估結(jié)果達(dá)不到滿(mǎn)意度時(shí)，重新驗(yàn)證有效關(guān)鍵因素和訓(xùn)練評(píng)價(jià)器過(guò)程，同時(shí)進(jìn)一步豐富訓(xùn)練用典型數(shù)據(jù)，并重復(fù)這部分工作。

5.評(píng)價(jià)方法的實(shí)踐檢驗(yàn)。在全校范圍內(nèi)選擇不同學(xué)科門(mén)類(lèi)、不同專(zhuān)業(yè)、不同職稱(chēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證和分析，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和修改，完善課題成果。

三、有效關(guān)鍵因素的權(quán)重智能化

建立一個(gè)智能教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)器，該評(píng)價(jià)器包括結(jié)構(gòu)相同的3個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有21個(gè)（評(píng)價(jià)因素個(gè)數(shù)）輸入節(jié)點(diǎn)，7個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)，4個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)。將采集到的一半評(píng)估數(shù)據(jù)可重復(fù)選擇地分為3組樣例，作為3個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練集；其余一半的評(píng)估數(shù)據(jù)將被學(xué)習(xí)后的評(píng)價(jià)器作為驗(yàn)證集，以檢驗(yàn)該評(píng)價(jià)器的性能好壞。每個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程完全相同，其學(xué)習(xí)過(guò)程其實(shí)就是利用計(jì)算機(jī)智能的為每個(gè)評(píng)估指標(biāo)分配合理的權(quán)值，具體步驟如下：（1）將一組驗(yàn)證集作為評(píng)價(jià)器的輸入傳遞給一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)輸入層節(jié)點(diǎn)即為一個(gè)評(píng)估指標(biāo)；（2）每個(gè)輸入層節(jié)點(diǎn)加權(quán)整合作為相應(yīng)隱節(jié)點(diǎn)的輸入；（3）每個(gè)隱節(jié)點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行非線性變換后傳遞給輸出層的各個(gè)節(jié)點(diǎn)；（4）輸出層各節(jié)點(diǎn)對(duì)各隱單元輸出進(jìn)行線性組合后產(chǎn)生輸出；（5）輸出層節(jié)點(diǎn)的輸出值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，計(jì)算其誤差是否達(dá)到收斂范圍，如未達(dá)到，則重新調(diào)整輸入層各節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，重復(fù)步驟（2），直到誤差達(dá)到收斂標(biāo)準(zhǔn)，否則結(jié)束學(xué)習(xí)過(guò)程。上述學(xué)習(xí)過(guò)程由學(xué)習(xí)系統(tǒng)自行完成，而且這種學(xué)習(xí)可以進(jìn)行多次，每次成功學(xué)習(xí)將產(chǎn)生各個(gè)評(píng)估指標(biāo)的合理權(quán)值。

四、檢驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果

現(xiàn)有的教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)一般都是先將教師評(píng)估工作劃分成若干評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后讓學(xué)生和同行教師分別對(duì)教師的這些評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，最后進(jìn)行簡(jiǎn)單的求和與求平均值，以此作為對(duì)教師教學(xué)質(zhì)量的定性結(jié)論。我們利用本校兩個(gè)學(xué)年所有課程的期末成績(jī)和學(xué)生對(duì)教師的評(píng)估數(shù)據(jù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法對(duì)教師的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了智能化的評(píng)估。經(jīng)過(guò)兩年的驗(yàn)證性研究，所獲得的結(jié)果符合教師、專(zhuān)家的分析結(jié)果，基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，其智能評(píng)估方法為該領(lǐng)域的進(jìn)一步深入研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

五、結(jié)語(yǔ)

本文立足于教育教學(xué)改革，利用數(shù)量統(tǒng)計(jì)方法評(píng)價(jià)教學(xué)核心環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，采用現(xiàn)代智能信息處理理論為核心的數(shù)據(jù)處理方法和技術(shù)，以教育教學(xué)理論和專(zhuān)家的認(rèn)知成果作為領(lǐng)域理論，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)策略有效地量化關(guān)鍵因素的重要性，有效地綜合復(fù)雜因素，產(chǎn)生定量評(píng)價(jià)結(jié)果。選取影響教學(xué)質(zhì)量因素、量化各因素相對(duì)重要性以及產(chǎn)生評(píng)價(jià)結(jié)果的方法都基于以機(jī)器學(xué)習(xí)為核心的智能信息處理理論和方法，具有較為完善的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

本文的工作同時(shí)考慮教育教學(xué)理論和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知成果與智能信息處理方法，以領(lǐng)域理論為基礎(chǔ)，以典型案例為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了智能評(píng)價(jià)教師教學(xué)質(zhì)量的任務(wù)。我國(guó)在教育測(cè)量與評(píng)價(jià)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐非常薄弱，我們今后的研究工作尚需解決很多理論與實(shí)踐方面的問(wèn)題，主要包括：（1）決定教學(xué)質(zhì)量的可測(cè)性因素的完備性問(wèn)題，需要在教育理論框架內(nèi)尋求合理、有效的解答；（2）利用智能信息處理領(lǐng)域的新理論和新方法，對(duì)我國(guó)高等教育發(fā)展與改革的宏觀范圍內(nèi)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的挖掘和處理，使教學(xué)質(zhì)量的智能化定量評(píng)價(jià)趨于完善。

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