陳金山，王安哲，查光成

(南京工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京,211167)

2020年,歐盟發(fā)布了《數(shù)字化教育行動(dòng)計(jì)劃2021—2027》,支持成員國(guó)的教育和培訓(xùn)系統(tǒng)適應(yīng)數(shù)字時(shí)代[1]。2022年,在第77屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)期間,聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)古特雷斯提出:“數(shù)字革命將成為確保優(yōu)質(zhì)全民教育以及轉(zhuǎn)變教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)方式最有力的工具之一?！彪S后,聯(lián)合國(guó)教科文組織為了推動(dòng)和指導(dǎo)各國(guó)政府編制教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的政策規(guī)劃,又發(fā)布了《教育信息通訊政策與規(guī)劃編制指南》[2]。中國(guó)也明確提出要深入實(shí)施“中國(guó)教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)”[3-4],滿足不同學(xué)習(xí)者的多元化學(xué)習(xí)需求,推進(jìn)新技術(shù)與教育教學(xué)融合,探索人才培養(yǎng)新模式,加快教育治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

數(shù)字化正越來(lái)越廣泛地影響著人類的生產(chǎn)、生活,教育數(shù)字化正在成為全球的共同行動(dòng),特別是發(fā)達(dá)國(guó)家和新型工業(yè)化國(guó)家都爭(zhēng)先恐后推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程:2015年,法國(guó)發(fā)布《教育數(shù)字化計(jì)劃》,又于2023年發(fā)布《數(shù)字教育戰(zhàn)略2023—2027》,該戰(zhàn)略提出一系列加強(qiáng)學(xué)生數(shù)字技能的舉措,通過(guò)使用數(shù)字工具促進(jìn)學(xué)生成功[5];2016年,俄羅斯聯(lián)邦政府批準(zhǔn)“現(xiàn)代數(shù)字教育環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目(2016—2025)”為教育領(lǐng)域的優(yōu)先項(xiàng)目[6];同年,德國(guó)聯(lián)邦政府發(fā)布“數(shù)字世界中的教育”戰(zhàn)略,以回應(yīng)“工業(yè)4.0”的要求,提出了“數(shù)字化教育世界2030”的總體戰(zhàn)略目標(biāo)并于2019年為學(xué)校制定了“數(shù)字公約”[7];2017年,美國(guó)發(fā)布《美國(guó)國(guó)家教育技術(shù)計(jì)劃:重新構(gòu)想技術(shù)在教育中的作用》;2022年,英國(guó)教育部發(fā)布《英國(guó)教育技術(shù)的未來(lái)機(jī)遇》,在當(dāng)前全球創(chuàng)新的基礎(chǔ)上探索教育技術(shù)的發(fā)展方式[8-9]。

利用數(shù)字技術(shù)引領(lǐng)教育轉(zhuǎn)型已然成為全球共識(shí),受到各國(guó)家的重視,教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一條全球性的賽道,已成為各國(guó)教育發(fā)展的核心戰(zhàn)略之一。當(dāng)前我國(guó)高校“雙一流”建設(shè)本質(zhì)是要求回歸一流本科教學(xué)和一流課程教學(xué)[10-11],因此,基于教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型全球背景,對(duì)高等教育一流專業(yè)建設(shè)開(kāi)展數(shù)字化理論研究與實(shí)踐探索具有重要意義,深入研究數(shù)字化技術(shù)加持下的教學(xué)評(píng)價(jià)持續(xù)改進(jìn)方法[12]是高?！耙涣鲗I(yè)”建設(shè)與發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵課題。

一、評(píng)價(jià)策略設(shè)計(jì)

高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)于促進(jìn)教育現(xiàn)代化、高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要,已成為教育發(fā)展的重要趨勢(shì)。教育數(shù)字化是對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略和《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》[13]的應(yīng)答。中國(guó)教育現(xiàn)代化戰(zhàn)略背景下,扎實(shí)推進(jìn)國(guó)家高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,充分挖掘高等教育教學(xué)過(guò)程中專業(yè)課程的高階性、創(chuàng)新性及挑戰(zhàn)度內(nèi)涵,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生培養(yǎng)的理論素養(yǎng)、實(shí)踐能力及綜合能力的高效融合,能使課程內(nèi)容更具前沿特性和時(shí)代特征。這不僅符合課程思政理念,也滿足了課程“兩性一度”和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求。

教學(xué)評(píng)價(jià)模塊搭建主要是基于高等教育教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中多因素、多影響因子相互作用、協(xié)同干涉的復(fù)雜機(jī)理及教育教學(xué)過(guò)程中多事件并行、交叉觸發(fā)的固有特性,而創(chuàng)建多元化評(píng)價(jià)單元是有效實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)體系多元化的關(guān)鍵所在,也是教育工程認(rèn)證過(guò)程化評(píng)價(jià)的必然要求,因此,本文創(chuàng)新性地提出構(gòu)建面向多元化評(píng)價(jià)單元的教育教學(xué)評(píng)價(jià)屬性簇的概念,即具有相同屬性的評(píng)價(jià)體集合,屬性簇的主要組成為:(1)學(xué)生單元簇,Zass {指授課對(duì)象,應(yīng)屆學(xué)生、往屆學(xué)生};(2)教師單元簇,Zass {指課程團(tuán)隊(duì)教師、同行教師及年輕助課教師};(3)行政單元簇,Zass {教務(wù)處教學(xué)督導(dǎo)組及相關(guān)教育行政部門的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)、評(píng)估機(jī)構(gòu)及團(tuán)隊(duì)};(4)專家單元簇,Zass {具有較高專業(yè)水平、高級(jí)職稱的專業(yè)負(fù)責(zé)人、學(xué)科帶頭人及工程認(rèn)證領(lǐng)域?qū)＜业葈;(5)企業(yè)單元簇,Zass {畢業(yè)生工作企業(yè)管理人員及行業(yè)專家?guī)靰。多元化評(píng)價(jià)特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生單元簇的評(píng)價(jià)主體、高權(quán)重地位,旨在共同營(yíng)造活躍、濃厚的學(xué)習(xí)氛圍,提高學(xué)生的課堂參與度,提升學(xué)習(xí)效果,提高人才培養(yǎng)達(dá)成度和滿意度,最終鍛煉學(xué)生的思辨能力、分析能力、搜集信息能力、語(yǔ)言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

二、評(píng)價(jià)數(shù)字化模型構(gòu)建

1.多層次數(shù)字化結(jié)構(gòu)定義

傳統(tǒng)意義上,單因素、少因子評(píng)價(jià)體系對(duì)于教育教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)的全面性、客觀性要求存在較大差距,無(wú)法滿足高等教育教學(xué)活動(dòng)的多層次、多目標(biāo)、多維度的模糊狀態(tài)評(píng)價(jià)。其實(shí),此類評(píng)價(jià)問(wèn)題的數(shù)學(xué)本質(zhì)是多因素耦合的復(fù)雜、非線性決策問(wèn)題,科學(xué)、全面的評(píng)價(jià)體系有助于充分發(fā)揮其對(duì)高等教育教學(xué)行為的導(dǎo)向、約束和激勵(lì)作用。在數(shù)字化時(shí)代背景下,一流專業(yè)建設(shè)對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)提出了新的要求。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于當(dāng)下教育顯得捉襟見(jiàn)肘,更加無(wú)法滿足“一流課程”的“兩性一度”建設(shè)與發(fā)展需求,急需改革和創(chuàng)新教學(xué)評(píng)價(jià)方法。為此,本研究創(chuàng)新性地提出了一種多層次數(shù)字化模糊評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型,其評(píng)價(jià)過(guò)程原理見(jiàn)圖1。

圖1 多層次數(shù)字化模糊評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型原理圖

本研究為教育教學(xué)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建三大模塊,分別應(yīng)用于評(píng)價(jià)體系涉及的各層級(jí)多元化評(píng)價(jià)指標(biāo),主要包括:頂層模塊,用于描述高等教育教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中的評(píng)價(jià)問(wèn)題的研究目標(biāo);中間模塊,用于描述實(shí)現(xiàn)該評(píng)價(jià)問(wèn)題研究目標(biāo)的維度,屬于評(píng)價(jià)體系的宏觀標(biāo)準(zhǔn),具體指實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)所采取的各種路徑、方法、政策等;底層模塊,用于描述解決該評(píng)價(jià)問(wèn)題的具體實(shí)施方案、舉措、內(nèi)容等,屬于評(píng)價(jià)體系的微觀標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)的多層次數(shù)字化評(píng)價(jià)模型結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。

2.數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣構(gòu)造與判定

依據(jù)經(jīng)典的模糊數(shù)學(xué)理論,各模塊中不同影響因素之間的交叉影響程度和耦合度以及對(duì)上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重都是不同的,需要應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法給出明確界定,通過(guò)高等教育教學(xué)過(guò)程的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律可以定義為:ξij代表同一模塊中任意兩個(gè)影響因素對(duì)其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重比值,即干涉比。進(jìn)而,同理可計(jì)算得到同一模塊中全部影響因素的干涉比,基于上述結(jié)果可順利構(gòu)造該評(píng)價(jià)問(wèn)題的多層次數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣Γ,用于衡量該模塊中全部影響因素對(duì)其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的綜合干涉觸發(fā)程度,同時(shí)滿足下述數(shù)學(xué)關(guān)系:

基于模糊層次分析法的范式規(guī)則,可定義同一模塊中任意兩個(gè)影響因素對(duì)其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)強(qiáng)度,具體規(guī)定為:(1)因素A與因素B對(duì)其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重相當(dāng),則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為一級(jí);(2)因素A較因素B對(duì)其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重略大,則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為三級(jí);(3)因素A較因素B對(duì)其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重較大,則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為五級(jí);(4)因素A較因素B對(duì)其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重很大,則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為七級(jí);(5)因素A較因素B對(duì)其上層模塊中關(guān)鍵指標(biāo)的干涉觸發(fā)權(quán)重絕對(duì)大,則干涉觸發(fā)強(qiáng)度為九級(jí);介于上述相對(duì)影響關(guān)系權(quán)重之間的干涉觸發(fā)強(qiáng)度可分別定義為二級(jí)、四級(jí)、六級(jí)和八級(jí)。結(jié)合評(píng)價(jià)問(wèn)題的調(diào)查表進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,可獲得各模塊對(duì)應(yīng)的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的特征行矩陣,然后對(duì)其展開(kāi)歸一化矩陣變換,即可順利得到評(píng)價(jià)問(wèn)題的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的標(biāo)準(zhǔn)行矩陣,再根據(jù)數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣正互反特性原理,可構(gòu)造評(píng)價(jià)問(wèn)題的各模塊多層次評(píng)價(jià)矩陣。

表1 多層次數(shù)字化評(píng)價(jià)模型結(jié)構(gòu)

表2 平均隨機(jī)協(xié)調(diào)性指標(biāo)IR標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)

當(dāng)n=1,2時(shí),IR=0,各模塊對(duì)應(yīng)的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的協(xié)調(diào)性判定通過(guò),該數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣構(gòu)造成功;當(dāng)n≥3時(shí),若ψ<0.1,表明各模塊對(duì)應(yīng)的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的協(xié)調(diào)性判定通過(guò),該數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣構(gòu)造成功,若ψ≥0.1,表明各模塊對(duì)應(yīng)的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的協(xié)調(diào)性判定不通過(guò),需要重新構(gòu)造新的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣。

3.隸屬度數(shù)字矩陣建立

通過(guò)對(duì)教育教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)的各類調(diào)查樣本的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,組織不同的教育教學(xué)評(píng)價(jià)屬性簇對(duì)象對(duì)該評(píng)價(jià)問(wèn)題開(kāi)展多元化評(píng)價(jià),并依據(jù)五級(jí)評(píng)價(jià)法給予相應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果,即可建立評(píng)價(jià)問(wèn)題的二級(jí)隸屬度數(shù)字矩陣,從而完成對(duì)該模塊的多元化評(píng)價(jià)。同時(shí),結(jié)合上述二級(jí)權(quán)向量組,可進(jìn)一步求解評(píng)價(jià)問(wèn)題的一級(jí)隸屬度數(shù)字矩陣。

4.數(shù)字化目標(biāo)權(quán)向量求解

根據(jù)上述結(jié)果可計(jì)算一級(jí)隸屬度數(shù)字矩陣對(duì)應(yīng)的一級(jí)權(quán)向量,可進(jìn)一步求得評(píng)價(jià)問(wèn)題的目標(biāo)權(quán)向量,再結(jié)合多元化評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)等級(jí)結(jié)果,最終可以為評(píng)價(jià)問(wèn)題的評(píng)價(jià)過(guò)程提供多維度定量化計(jì)算結(jié)果,并為教育教學(xué)活動(dòng)過(guò)程的評(píng)價(jià)持續(xù)改進(jìn)策略提供可靠的理論支撐。

三、數(shù)字化評(píng)價(jià)模型應(yīng)用

本文選取材料成型及控制工程專業(yè)基礎(chǔ)課程冶金傳輸原理的應(yīng)屆、往屆各兩個(gè)班級(jí)學(xué)生共計(jì)128人作為教學(xué)評(píng)價(jià)調(diào)查樣本,聯(lián)合教師6人、專家5人、教務(wù)管理4人及企業(yè)22人等各類教育教學(xué)評(píng)價(jià)屬性簇37人,總計(jì)達(dá)165人,要求各評(píng)價(jià)單元成員按照五級(jí)評(píng)價(jià)法(優(yōu)[90～100分],良好[80～89分],中等[70～79分],及格[60～69分],不及格[45～59分]),完成教育教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)表各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),然后統(tǒng)計(jì)不同評(píng)價(jià)結(jié)果的樣本比例,見(jiàn)圖2。

基于上述調(diào)查表統(tǒng)計(jì)結(jié)果,根據(jù)模糊層次分析法的范式規(guī)則,可順利得到評(píng)價(jià)問(wèn)題的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的標(biāo)準(zhǔn)行矩陣為:

對(duì)其展開(kāi)歸一化矩陣變換,再根據(jù)數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣正互反特性原理,可構(gòu)造評(píng)價(jià)問(wèn)題的各模塊多層次評(píng)價(jià)矩陣為:

同理可求ΓΩ1,ΓΩ2,ΓΩ3,ΓΩ4,ΓΩ5。

計(jì)算各模塊對(duì)應(yīng)的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的最大特征根,得到各模塊對(duì)應(yīng)的數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的協(xié)調(diào)性判定系數(shù),并完成數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的協(xié)調(diào)性判定,計(jì)算結(jié)果表明該數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣{ΓΩ,ΓΩ1,ΓΩ2,ΓΩ3,ΓΩ4,ΓΩ5}協(xié)調(diào)性判定通過(guò)。該數(shù)字化評(píng)價(jià)矩陣的最大特征根對(duì)應(yīng)的一級(jí)權(quán)向量為:

0.333 0.286],

進(jìn)而建立評(píng)價(jià)問(wèn)題的二級(jí)隸屬度數(shù)字矩陣為:

0.013],

再利用加權(quán)平均法求出該評(píng)價(jià)問(wèn)題的各模塊各指標(biāo)的評(píng)價(jià)分值分別為:

JC=(Φ1·ΛT)T=[84.545 86.476 82.386 74.258 71.756],

因此,筆者針對(duì)冶金傳輸原理課程的教育教學(xué)過(guò)程給出持續(xù)改進(jìn)策略:教師在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)更加關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿理論及數(shù)字化、智能化新技術(shù)裝備信息;在教學(xué)風(fēng)格方面應(yīng)注重活躍課堂互動(dòng)氣氛,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性;在教學(xué)方法方面應(yīng)開(kāi)展多元化、數(shù)字化的教學(xué)形式,并注重實(shí)際效果;在教學(xué)能力方面應(yīng)考慮學(xué)生個(gè)體差異,因材施教,注重學(xué)生數(shù)字技能教授,同時(shí)在日常教學(xué)過(guò)程中能夠?qū)⒔虒W(xué)知識(shí)和科研工作靈活結(jié)合,相互融合;在教學(xué)效果上應(yīng)側(cè)重提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,注重學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng),同時(shí)深層次挖掘和啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力、提升學(xué)生數(shù)字技能。

四、結(jié)語(yǔ)

在全面推進(jìn)高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下,本文以冶金傳輸原理課程為實(shí)例對(duì)高等教育一流課程建設(shè)進(jìn)行了探索與實(shí)踐?；谀：龜?shù)學(xué)原理的數(shù)字化評(píng)價(jià)方法的詳細(xì)闡述能夠以多維度定量化分析結(jié)果呈現(xiàn)對(duì)教學(xué)問(wèn)題的多層次、多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià),使得定性評(píng)價(jià)問(wèn)題精細(xì)化,評(píng)價(jià)目標(biāo)更為明確,從而最大限度降低了教學(xué)評(píng)價(jià)中隨意性、主觀性引起的評(píng)價(jià)失真程度,進(jìn)一步提高了評(píng)價(jià)過(guò)程的合理性、高效性及可操作性。該數(shù)字化評(píng)價(jià)模型的實(shí)踐應(yīng)用獲得了任課教師和參與學(xué)生的高度認(rèn)可,為解決模糊條件下的綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題奠定了良好的數(shù)字化理論基礎(chǔ)。