基于專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)模型研究

葉有祥 周盛華 黃杰

摘 ?要：文章基于工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，采用模糊層次分析法-模糊綜合評(píng)價(jià)法建立了兩級(jí)達(dá)成度指標(biāo)模型，并計(jì)算確立了各達(dá)成度指標(biāo)權(quán)值。通過(guò)實(shí)際教學(xué)實(shí)例表明，達(dá)成度指標(biāo)模型更加全面地反映了整個(gè)電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)和實(shí)踐過(guò)程，有利于教師對(duì)學(xué)生做出客觀公正評(píng)價(jià)，也更符合工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn);達(dá)成度指標(biāo)模型;電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程;模糊綜合評(píng)價(jià)法

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2020）22-0091-03

Abstract： The evaluation index model of achievement degree in two layers was established and weight coefficients of evaluation index of achievement degree were determined using fuzzy analytic hierarchy process and fuzzy comprehensive evaluation based on engineering education accreditation standards. Educational practice shows that the evaluation index model of achievement degree， which is more in line with the requirements of engineering education accreditation standards， can comprehensively reflect the whole teaching and practice process of electronic design experiment course， and it can help teacher to evaluate the students' performance more objectively and fairly.

Keywords： engineering education accreditation standards; achievement degree evaluation index model; electronic design experiment course; fuzzy comprehensive evaluation

當(dāng)前，電子類(lèi)、光電類(lèi)、機(jī)電類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生的最終成績(jī)?cè)u(píng)定方式普遍采用：“平時(shí)成績(jī)*百分比+課程驗(yàn)收成績(jī)*百分比+實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)*百分比”來(lái)給出總評(píng)成績(jī)。這種傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式?jīng)]有統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，教師主觀性大，導(dǎo)致最終學(xué)生總評(píng)成績(jī)區(qū)分度不高，無(wú)法全面客觀反映學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程，因此也就無(wú)法對(duì)學(xué)生做出公平合理的評(píng)價(jià)。針對(duì)這種現(xiàn)象，部分高校教師將統(tǒng)計(jì)學(xué)原理如標(biāo)準(zhǔn)偏差法、聚類(lèi)分析法、主成分分析法等應(yīng)用于類(lèi)似課程成績(jī)定量化評(píng)定，達(dá)到了學(xué)生成績(jī)客觀評(píng)定的效果[1]，但這類(lèi)方法計(jì)算量大，且依然容易受教師主觀因素影響。而基于模糊數(shù)學(xué)理論，將邊界不清，不易定量的因素定量化進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)的方法[2，3]，充分考慮了模糊因素，應(yīng)用于學(xué)生課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，能使課程成績(jī)?cè)u(píng)定更加客觀科學(xué)、準(zhǔn)確合理[4]。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)今國(guó)際和國(guó)家比較認(rèn)可的工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)或衡量標(biāo)準(zhǔn)[5，6]。因此，本文以工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)[5]為基礎(chǔ)，采用模糊數(shù)學(xué)理論建立本校電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程能力達(dá)成度為指標(biāo)的定量綜合評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的客觀準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生課程學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)為光電、電子、信息、機(jī)電等工程專(zhuān)業(yè)類(lèi)似實(shí)踐課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)提供參考。

一、模糊評(píng)價(jià)模型的建立

（一）課程評(píng)價(jià)因素集的確定

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證要求認(rèn)證專(zhuān)業(yè)需設(shè)立合理的培養(yǎng)目標(biāo)和支撐培養(yǎng)目標(biāo)的畢業(yè)要求，根據(jù)畢業(yè)要求設(shè)置課程并明確課程目標(biāo)[5]。具體到電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程所對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求主要包括：?jiǎn)栴}分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通等，因此本文所建立模型將這七條畢業(yè)要求作為第一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)X為一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)因素集，則因素論域X=（X1，X2，···，Xm），m=1，2，3，···，7;每一個(gè)一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)因素下包括n個(gè)二級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)，則Xm={Xm1，Xm2，Xm3，···，Xmn}，每一個(gè)一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)都包括相應(yīng)的二級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)。如：一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)“研究”包括“掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法19%”、“能對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析并得出合理結(jié)論73%”和“能指出所存在的問(wèn)題和相應(yīng)的改進(jìn)措施8%”，對(duì)應(yīng)的達(dá)成度分別為：良、中、中。

（二）評(píng)語(yǔ)等級(jí)集的確定

為了方便準(zhǔn)確評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程，給出合理的評(píng)價(jià)成績(jī)，達(dá)到學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)成績(jī)輸入要求，本模型首先將達(dá)成度設(shè)置成傳統(tǒng)五級(jí)制，方便平時(shí)的記錄，最終再對(duì)各等級(jí)賦予量化分值。因此，課程要求達(dá)成度評(píng)語(yǔ)集定義為“優(yōu)、良、中、及格、不及格”，各等級(jí)對(duì)應(yīng)的量化分值分別為：“95、85、75、65、50”。設(shè)本模型課程要求達(dá)成度評(píng)語(yǔ)等級(jí)集為Y，則Y={Y1，Y2，Y3，Y4，Y5}={95，85，75，65，50}。

（三）評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)確定

根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求和具體教學(xué)過(guò)程，每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所占有的權(quán)重是不同的，根據(jù)一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)和二級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)各因素對(duì)課程評(píng)語(yǔ)等級(jí)的重要程度不同，設(shè)計(jì)各指標(biāo)相應(yīng)權(quán)重系數(shù)。傳統(tǒng)確定權(quán)重的方法有許多，包括專(zhuān)家估測(cè)法、加權(quán)統(tǒng)計(jì)法、頻數(shù)統(tǒng)計(jì)法等[7]。本文主要采用模糊層次分析法確定各一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)和二級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)所占權(quán)重[8]，具體步驟如下：

1. 采用1～9標(biāo)度法構(gòu)造模糊判斷矩陣X（xij）n×n（i，j=1，2，···，n），其模糊判斷矩陣的比例標(biāo)度及含義如表1所示。

2. 對(duì)模糊判斷矩陣X的列求和，并將矩陣X各元素除以對(duì)應(yīng)列的和，即歸一化得到矩陣A。

3. 將矩陣A每行求和，并分別除以矩陣A各元素總和即歸一化得到各評(píng)價(jià)因素權(quán)重W。

4. 模糊判斷矩陣A的一致性檢驗(yàn)：

（1）計(jì)算獲得模糊判斷矩陣X的最大特征根λ：

（2）計(jì)算一致性指標(biāo)CI：CI=（？姿-n）/（n-1）;

（3）選定平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI;1階～10階的RI分別為0、0、0.52、0.89、1.12、1.36、1.41、1.46、1.49和1.52。

（4）計(jì)算一致性比例CR：CR=CI/RI;當(dāng)CR<0.1時(shí)，認(rèn)為模糊判斷矩陣X通過(guò)一致性檢驗(yàn);當(dāng)CR>0.1時(shí)，認(rèn)為模糊判斷矩陣X必須進(jìn)行調(diào)整和修正。

（四）單因素模糊評(píng)價(jià)，建立模糊關(guān)系矩陣

單因素模糊評(píng)價(jià)是建立X到Y(jié)的模糊關(guān)系，誘導(dǎo)出隸屬度矩陣R[rmn]，rmn表示因素Xm對(duì)評(píng)語(yǔ)Y的隸屬

度。隸屬度通常由教師根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)獲得。

（五）綜合評(píng)價(jià)

1. 一級(jí)綜合評(píng)價(jià)

一級(jí)綜合評(píng)價(jià)是對(duì)每個(gè)一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，即建立Xm的綜合評(píng)價(jià)模糊矩陣：Bi=Wi·Ri，為了更全面反應(yīng)單因素的影響，模糊合成算子采用加權(quán)算子 ? ? ?。

2. 二級(jí)綜合評(píng)價(jià)

將7個(gè)一級(jí)達(dá)成度指標(biāo)作為7個(gè)單因素，將一級(jí)綜合評(píng)價(jià)所獲得的Bi構(gòu)成二級(jí)綜合評(píng)價(jià)的模糊評(píng)價(jià)矩陣R，則可計(jì)算得出二級(jí)綜合評(píng)價(jià)的模糊向量B：B=W·R，所采用模糊合成算子也為加權(quán)算子 ? ? ?。

3. 成績(jī)量化

采用二級(jí)綜合評(píng)價(jià)的模糊向量B與評(píng)語(yǔ)等級(jí)集中各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)分值建立課程總成績(jī)的評(píng)價(jià)關(guān)系：

二、評(píng)價(jià)實(shí)例

以本校已通過(guò)工程教育認(rèn)證的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)所開(kāi)設(shè)的電子電路綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課為例，該課程為本校電子專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生第一學(xué)期必修課，課程時(shí)間為連續(xù)2周。依照模糊層次分析法和授課教師作出的評(píng)價(jià)結(jié)果構(gòu)造一級(jí)模糊判斷矩陣和二級(jí)模糊判斷矩陣Xm，其中 m=1，2，3，···，7。然后按照模糊層次分析法計(jì)算步驟計(jì)算得到各一級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)和二級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

計(jì)算獲得模糊判斷矩陣X的最大特征根λ=7.2787，CI=0.0465，CR=0.033，CR<0.1，說(shuō)明一級(jí)達(dá)成度-評(píng)價(jià)指標(biāo)通過(guò)一致性檢驗(yàn)，權(quán)重是合理的。同樣的步驟計(jì)算出X1-X7的CR分別為0.037、0.017、0.063、0.009、0.024、0.037和0.07。可以看出，二級(jí)達(dá)成度評(píng)價(jià)指標(biāo)CR值均小于1，通過(guò)一致性檢驗(yàn)，權(quán)重合理。

選取17電子班陳某同學(xué)為對(duì)象，根據(jù)該陳同學(xué)的課程表現(xiàn)和記錄，通過(guò)Bi=Wi·Ri加權(quán)計(jì)算，獲得一級(jí)綜合評(píng)價(jià)表。然后采用B=W·R進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)獲得二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)表如表2所示。

三、結(jié)論

本文基于工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，選取電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法和模糊層次分析法建立了電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)定模型。以本校17級(jí)電子專(zhuān)業(yè)單個(gè)學(xué)生的平時(shí)記錄進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，結(jié)果表明，所建立的模型更加客觀、準(zhǔn)確反映學(xué)生整個(gè)教學(xué)過(guò)程狀態(tài)，評(píng)價(jià)更為公正合理，可以推廣至電子類(lèi)、光電類(lèi)、機(jī)電類(lèi)綜合設(shè)計(jì)課程，以及專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐模塊課程。該模型的不足之處在于計(jì)算量偏大，會(huì)增加任課教師工作量，但可以采用模型程序化克服。

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