張 俊，羊 波，胡楊升

(玉溪師范學院，云南 玉溪 653100)

1 研究背景

自1999年黨中央國務院作出“擴大高等教育規(guī)?！钡闹卮鬀Q策，我國實施科教興國、人才強國戰(zhàn)略以來，我國的高等教育規(guī)模迅速擴大，先后超越俄羅斯、印度和美國，成為世界第一，成功實現(xiàn)了從“精英教育”到“大眾教育”的轉變。作為人才培養(yǎng)高地，高等教育承擔著培養(yǎng)高素質人才、發(fā)展先進科技和促進現(xiàn)代化教育的重要使命[1]。但隨著高校擴招政策的不斷推進和招生人數(shù)的急劇增加，師資資源緊張、教學資源無法滿足教學需求等現(xiàn)象日趨明顯，數(shù)量的擴張影響著質量的變化，使高等學校的教學質量面臨著嚴峻挑戰(zhàn)[2]。因此，如何提高高等學校辦學水平和教學質量一直是社會各界普遍關注的問題，也是21世紀我國高等學校改革和發(fā)展的根本問題[3]。

玉溪師范學院作為玉溪市唯一的一所高等教育院校，一直致力于提高教學質量的工作，尤其重視每學年必須開展的評教工作。評教工作實施是以學生評教為主，督導、同行教師和教師自評為輔，其中學生評教工作量最大、開展難度較高，同時學生評教也是其最重要的部分，因為它對學校的教師教學工作具有直觀效應，能最直接地反映出教師教學的效果。所以，工作量極大的學生評教工作亟需進行創(chuàng)新和改革，以促進教育教學質量的發(fā)展。

依托網(wǎng)絡評教系統(tǒng)，改變以往紙質評教的傳統(tǒng)操作方式，提高評教的工作效率，簡化工作流程，以獲得一個合理準確和公正公平的評價結果及意見。評價結果和意見可為教師進行教學完善、教學改進提供參考依據(jù)，提高教學質量。對評教結果從不同方向進行數(shù)據(jù)挖掘，能更全方位地、更深入地從評教結果中發(fā)現(xiàn)問題，從而對教師的教學水平與能力認定有更好的數(shù)據(jù)支撐，對教師教學水平的自我完善具有更長遠的指導意義。

2 研究對象

玉溪師范學院于20世紀90年代初期就開始了對教師教學評價的探索，從最初的紙質評教到2016年實行網(wǎng)絡化評教，積累了大量學生評教數(shù)據(jù)，為本研究的開展提供了良好的課堂教學質量數(shù)據(jù)基礎。從學生角度出發(fā)，設計了相應指標內容。整個課堂教學質量評估表主要從教學態(tài)度、教學內容、教學方法和教學效果4個方向進行評價，每個方向又分為5個評價指標，不僅評價了教師的教學行為，也評價了學生的學習收獲[4]。玉溪師范學院課堂教學質量評估如表1所示。

3 數(shù)據(jù)分析

為了改變傳統(tǒng)的評教操作方式，提高評教的工作效率，簡化工作流程，以獲得一個合理準確和公正公平的評價結果，用其指導教師完善今后的教學方向，提高教學質量[5]。對評教結果分不同方向進行數(shù)據(jù)挖掘，能更深入地從評教結果中發(fā)現(xiàn)問題，對教師的教學水平與能力認定有更好的依據(jù)，對教師的教學水平自我完善具有更長遠的指導意義。本研究的數(shù)據(jù)來自玉溪師范學院教學評價管理系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)量巨大，故僅分析了2017-2018學年下學期81門課程的學生評教數(shù)據(jù)。在分析過程中，首先對原始數(shù)據(jù)進行處理，剔除不合理數(shù)據(jù)，再應用方差分析法、聚類分析法和主成分分析法進行分析總結。

表1 玉溪師范學院課堂教學質量評估

3.1 方差分析

以班級和課程領域兩個因素為出發(fā)點，利用方差分析法探究評教結果的影響因素，并從這些因素所造成不同評教結果的影響程度，分析教師教學或教學課堂中存在的主要問題。

3.1.1 不同班級對同一教師同一課程的評教結果差異性挖掘

以自然班級物理本科15-1和15-2班同一課程的任課教師(楊教師)的獲評結果信息為例，用方差分析法對評教結果進行數(shù)據(jù)信息挖掘，對比分析兩個自然班級對楊教師評教的20個評價指標中評教的差異程度，其數(shù)據(jù)信息挖掘結果如表2所示。

從表2數(shù)據(jù)分析結論可以看出，兩個自然班級在對楊教師的課程評教中，大部分指標評教結果差異較小。同時，通過方差分析方式，對其他相同情形的任課教師的評教數(shù)據(jù)結果挖掘分析后，也得到了類似結論。數(shù)據(jù)顯示，不同班級對同一任課教師同一門課程的評教結果差異性較小。從方差分析方式出發(fā)，以數(shù)據(jù)信息為依托，就可簡單、快速地了解到學生對任課教師的教學評價。

3.1.2 同一教師在同一領域內的課程評教結果差異挖掘

該部分以物理學科不同課程(普通物理綜合性、設計性實驗和普通物理實驗Ⅲ)周教師的獲評結果為例，對同一教師同一領域內的不同課程獲評結果進行數(shù)據(jù)挖掘分析(由于上文分析已經(jīng)得到了不同班級對同一教師同一門課程的評教結果差異性小，因此，可以把所有班級看成等同)，其數(shù)據(jù)信息挖掘結果如表3所示。

表2 方差分析(一)

a. R Squared=0.657(Adjusted R Squared=0.458)

表3 方差分析(二)

a. R Squared=0.612 (Adjusted R Squared=0.445)

從表3中可以看出，除題7和題16指標的評分外，其余評分指標的差異程度均不顯著。同時，也對其他領域具有相同情形的教師獲評結果進行了數(shù)據(jù)信息挖掘，挖掘結果也得到了類似情況，這就說明同一任課教師在同領域內課程的評教結果差異也不顯著。

3.1.3 同一教師在不同領域內的課程評教結果差異挖掘

該部分以教授科技論文寫作、過程控制工程以及現(xiàn)場總線與測控網(wǎng)絡3門不同領域課程的張教師的評教結果為例，對其進行數(shù)據(jù)信息挖掘，探究同一教師由于教授課程的領域不同，是否會造成評教結果的差異(由于上文已經(jīng)證明了不同班級對同一教師同一門課程的評教結果差異性小，因此可以把所有班級列為同等對象，影響評教結果差異的原因就被唯一控制為授課領域)，其數(shù)據(jù)信息挖掘結果如表4所示。

表4 方差分析(三)

a. R Squared = .420 (Adjusted R Squared = .119)

由表4的數(shù)據(jù)信息挖掘結果可以看出，評教得分在題1、8、12、13、14、15、17、18、20中存在非常顯著的差異。為了驗證這一結果，對其他同時教授不同領域多門課程的教師的評教結果也進行了數(shù)據(jù)挖掘，得到了類似結果。其中值得探究的是，對教授兩門不同性質的必修課(動畫制作)和選修課(計算機網(wǎng)絡)的王教師的評教結果數(shù)據(jù)進行信息挖掘，結果出現(xiàn)了表5中的現(xiàn)象，從表5可以看出，所有評教題目的得分差異都非常明顯。

這就說明，任課教師跨領域和跨課程性質授課，其評教結果差異性顯著，可以看出，同一任課教師在跨領域、跨課程授課的情形下，所表現(xiàn)出的教學能力和教學水平具有爭議性。

表5 方差分析(四)

a. R Squared=0.620 (Adjusted R Squared=0.279)

通過對以上3個部分評教結果進行數(shù)據(jù)挖掘分析，可以得出如下結論：

(1)不同班級對同一教師教授的同一門課程的評教結果差異性小。

(2)同一教師教授的同一領域課程的評教結果差異性小。

(3)同一教師跨領域教授的課程和教授性質不同課程的評教結果差異性顯著。

通過數(shù)據(jù)信息分析可以看出，評教的班級、學生人數(shù)在評教過程中處于次要地位，其中該任課教師所開課程數(shù)量、課程的專業(yè)符合度(該門課中專業(yè)知識、視野和經(jīng)驗是否足夠)、多開設課程的性質(必修和選修)在評教過程中處于主要地位。從而可得出，如果教師對一門課程專業(yè)知識、經(jīng)驗等不足，對課程(主要指選修)不重視、態(tài)度有所懈怠，很容易造成課堂教學質量的缺失和學生滿意度低的現(xiàn)象。所以，跨領域授課的教師一定要在所授課程領域內努力提高自己的專業(yè)知識能力，增長專業(yè)知識授課經(jīng)驗。同時，督促選修課教師對選修課程給予一定重視，可采取靈活多變的上課手段活躍課堂氛圍，同時也需任課教師擺正自己在選修課中的角色，在有限的教學設施和條件下發(fā)揮出更高的授課水平。

3.2 聚類分析法與主成分分析

根據(jù)學生評教的指標，采用聚類分析和主成分分析對評教指標進行分析討論，從而分析出評教指標應如何設置才更具有合理性。

3.2.1 聚類分析

采用系統(tǒng)聚類法對20個指標進行聚類分析。由于是對變量進行分類，因此變量(問題)間的距離采用Pearson相關系數(shù)定義，首先給出相關系數(shù)矩陣表6。

表6 相關系數(shù)矩陣

采用質心聚類的歐氏距離進行分析，最終得出系統(tǒng)聚類樹狀圖(見圖1)。

圖1 系統(tǒng)聚類

從圖1可以看出，20個評分題目可以分為4類：①17、18、19、20題；②1、16題；③2、3、5、6、7、10、12、13、14題；④4、8、9、11、15題。

為保證分析結果的準確性，該分析方法應用了相關聚類方法。經(jīng)分析比較后得出上述分類結果更具有典型性，和可信性。由此可以看到學生對評教試題是如何理解的。同時，可以看到各題之間有部分共性?？紤]是否可以將試題分為幾類來衡量教師教學的不同方面，以便找到教學過程的不足之處，從而進行改進，可從以下幾條規(guī)則角度出發(fā)來設計調查問卷：①不設重復命題；②一題中不應有雙重含義；③不應有被訪人認識能力以外的命題；④放在一起易導致被調查人有傾向的命題應分開放置。

總之，應該對命題進行進一步優(yōu)化組合，使命題更加互補、簡潔。

3.2.2 主成分分析法

聚類分析是希望通過對學生評教數(shù)據(jù)進行分析得到學生對試題的理解，因此未對數(shù)據(jù)進行任何處理，其出發(fā)點是學生。接下來將要討論的是評價指標設置對學生評價教師教學水平分數(shù)的影響，關注的是教師。也希望樣本具有一定穩(wěn)定性，因此采用的是對學生評教原始數(shù)據(jù)進行平均后的數(shù)據(jù)。

主成分分析是將多指標簡化為少數(shù)綜合指標的一種統(tǒng)計分析方法。應用主成分分析法處理數(shù)據(jù)集，在保證盡可能多地反映原始信息的基礎上，用較少的互不相關的綜合變量代替原來較多的分析元素，減少了維數(shù)，降低了分析難度。步驟如下：

(1)將原始數(shù)據(jù)Xm×n=(X1,X2,…,Xm)T(m表示樣本，n表示分析元素) 中心標準化，消除量綱影響：

(1)

(2)由特征方程(λI-Yn×n)*μ=0，求出Yn×n各特征值λ1≥…≥λn≥0和對應的標準正交特征向量μ1,…,μn。

(4)通常取k使累計貢獻率達到 80% 以上，研究主成分Y1,…,Yk(k

利用各主成分的方差貢獻率作為其權重，計算各主成分因子的綜合得分，作為樣本最終評價分值。

(2)

本節(jié)討論的是評分題目的設置對學生評價教師教學水平分數(shù)的影響。為探討問題是否適合進行主成分分析和因子分析，首先求平均成績的相關系數(shù)陣，并給出KMO檢驗和Bartlett球形檢驗的相關結果(見表7)。

KMO檢驗：用于探查變量間的偏相關性，它比較的是各變量間的簡單相關和偏相關大小，取值范圍在0～1之間。一般KMO統(tǒng)計量大于0.9時效果最佳，0.7以上尚可，0.6效果較差，小于這一限度就不適合進行因子分析了。此處KMO統(tǒng)計量為0.961，進行因子分析效果會很好。應用SPSS對數(shù)據(jù)進行主成分分析，結果見表8，可以看到由于各變量間高度相關，使得最終只提取出一個主成分F。

表7 KMO和Bartlett球形檢驗

表8 總方差解釋

由于原評教數(shù)據(jù)相關系數(shù)很大，數(shù)據(jù)過于集中，因此在此基礎上進行冪變換會使得數(shù)據(jù)的量綱同時增大，很難達到拉開數(shù)據(jù)距離的目的?？紤]對數(shù)據(jù)進行標準化(式(1))，經(jīng)過常用的Box—Cox變換和Logit變換，效果不是很理想，針對該情況觀察變換前數(shù)據(jù)的公因子方差(見圖2)。

圖2 因子載荷矩陣與因子得分矩陣

公因子方差比指的是在提取公因子后，各評教題目(變量)中所含信息被提取出的比例，或者說原變量的方差中可以被公因子所解釋的比例。可以看到，即使只提取一個主成分(公因子)，最少的第19題也被保留了原信息的84. 1%。這一結果提示，如果學生認可任課教師往往會對所有評教題目都打較高分，或者說學生在給一個教師打分時往往是憑著事先的一種印象，而不是逐題推敲最終給出評分。舉例說明，如果學生在教學過程中認可這位教師，即使該教師在某方面做得不足，學生在評教時也并不會對相應的題目打出低分；同樣，如果學生對某位教師不滿，那么往往所有題目都會分數(shù)較低。也就是說不同題目設置在一定范圍內并不會顯著影響教師的最終評分。這一結果也提示評教題目完全可以設置得更加簡潔。最后，根據(jù)圖1中因子得分系數(shù)矩陣給出因子F1的具體形式：

F1=0.053x1+0.057x2+0.056x3+x0.054x4+x0.058x5+

0.054x6+0.058x7+0.054x8+0.056x9+0.056x10+

0.056x11+0.056x12+0.056x13+0.058x14+0.056x15+

0.052x160.054x17+0.052x180.051x19.0.052x20

(3)

對完善評教題目，分別應用聚類分析與因子分析中的主成分分析方法，結合學生評教結果對評教題目進行了統(tǒng)計分析。一方面，通過聚類分析方法得到了關于學生對評教題目的理解，將評教題目大致分為四大類；另一方面，通過主成分分析方法得出結論：學生通常是憑借對任課教師的主體印象給出評分，評教結果往往并不會顯著受到評教題目設置的影響。

4 結論及建議

對網(wǎng)絡評教系統(tǒng)中評教數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)信息挖掘分析，可以得出如下結論：

(1)在課程安排方面，由于評教的班級、學生人數(shù)在評教過程中處于次要地位，而任課教師所開課程數(shù)量、課程的專業(yè)符合度、多開設課程的性質在評教過程中處于主要地位。所以應盡量使教師所教授課程數(shù)量適中，并且貼合教師的研究領域。

(2)在教學評價題目設置方面，需對命題進一步優(yōu)化組合，使命題更加互補、簡潔。盡量遵循以下4條原則：①不設重復命題；②一題中不應有雙重含義；③不應有被訪人認識能力以外的命題；④放在一起易導致被調查人有傾向的命題應分開放置。

(3)需要在教學評價題目設置盡量科學合理的情況下，綜合多位學生的評價來評估教師的教學情況，以避免學生對教師的主觀印象而產生的隨機偏差。