摘"要:針對新時期化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量影響因素問題,提出了基于AHP-熵權(quán)法的教學(xué)質(zhì)量評價方法。對影響教學(xué)質(zhì)量的相關(guān)因素進(jìn)行層次化梳理,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)技能和教學(xué)效果5個方面,構(gòu)建了影響教學(xué)質(zhì)量的評價指標(biāo)體系及組合權(quán)重數(shù)學(xué)模型。通過對實例的評價指標(biāo)組合權(quán)重值計算及可信度排序,結(jié)果發(fā)現(xiàn)教學(xué)大綱、學(xué)有所得和內(nèi)容連貫性等二級指標(biāo)是新時期影響化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的主要因素。
關(guān)鍵詞:教學(xué)質(zhì)量評價;混合式教學(xué);AHP-熵權(quán)法
中圖分類號:O64"""""文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A"""""""文章編號:20959699(2024)03009207
高等院校是國家基礎(chǔ)研究的主力軍和重大科技創(chuàng)新的策源地,其中化學(xué)類專業(yè)為深度減碳、資源循環(huán)等重點攻堅任務(wù)提供了重要的科技支撐和人才保障[1],在有序推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)中起著關(guān)鍵作用。近些年隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,慕課、實驗空間、雨課堂、學(xué)習(xí)通等互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)資源被廣泛應(yīng)用于化學(xué)類課程混合式教學(xué)[2-3],加快了化學(xué)類專業(yè)課程的現(xiàn)代化建設(shè)。新時期線上與線下教學(xué)的深度融合也為化學(xué)類課程混合式教學(xué)帶來了各種可能的教學(xué)樣態(tài),其對應(yīng)的教學(xué)質(zhì)量影響因素也呈現(xiàn)出多變性、復(fù)雜性的特征。
因此,眾多研究者們開始聚焦化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量關(guān)鍵影響因素的研究,進(jìn)而保證課程教學(xué)的實施能更加適應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢并助推化學(xué)類拔尖人才培養(yǎng)[4-5]。張劍等[6]人對《無機(jī)與分析實驗》課程教學(xué)各個指標(biāo)的內(nèi)涵進(jìn)行解讀和梳理,構(gòu)建了該課程的混合式教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)體系,并利用學(xué)生評教數(shù)據(jù)評價了課程的教學(xué)質(zhì)量。曹洪江等[7]人對混合式教學(xué)模式的教學(xué)質(zhì)量評價機(jī)制的建立思路進(jìn)行了探討,提出了兼顧教學(xué)管理和教學(xué)輔助的課程質(zhì)量評價機(jī)制的建設(shè)思路。李月峰等[8]人依據(jù)課前、課中、課后3個基本環(huán)節(jié)以及職業(yè)素養(yǎng)、知識技能等核心要素,結(jié)合教育教學(xué)理念提出一種多維度、多層次、多指標(biāo)的混合式教學(xué)質(zhì)量評價體系,并通過問卷調(diào)查、訪談、專家論證等途徑進(jìn)行設(shè)置評價指標(biāo)權(quán)重。相關(guān)的研究工作推進(jìn)了混合式教學(xué)質(zhì)量評價體系的構(gòu)建方法研究,而評價指標(biāo)權(quán)重賦值存在的主觀性以及主體誤差還未得到妥善解決。
通過借助專家的經(jīng)驗知識、行業(yè)背景,并利用主觀評價層次分析法(analytic hierarchy process, AHP)、熵權(quán)法和組合優(yōu)化評價理論,進(jìn)而可以構(gòu)建基于AHP-熵權(quán)法的化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)體系[9]。通過對影響教學(xué)質(zhì)量的各評價指標(biāo)進(jìn)行組合賦權(quán),可更加直觀地判斷出各評價指標(biāo)信息量的有效性,減弱專家主觀因素對評價指標(biāo)權(quán)重的影響,這將有望成為揭示新時期影響化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
1"教學(xué)質(zhì)量綜合評價指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)
梳理近幾年高校關(guān)于混合式教學(xué)質(zhì)量評價的相關(guān)文獻(xiàn) [2,8,10,11],結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)線上數(shù)字化教學(xué)特點[12]和高?;瘜W(xué)類基礎(chǔ)專業(yè)課教學(xué)實踐經(jīng)驗,利用AHP法劃分影響化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的評價因素為教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)技能、教學(xué)效果5個方面,提煉出16個二級指標(biāo),構(gòu)建了化學(xué)類課程混合式教學(xué)法質(zhì)量評價指標(biāo)體系,如圖1所示。
化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的評價指標(biāo)是由參與教學(xué)實踐的師生共同商討產(chǎn)生的,并基于混合式教學(xué)理論對教學(xué)實踐活動進(jìn)行離散分析,所建立的評價指標(biāo)體系遵循以下原則:首先,要求所建立的評價指標(biāo)要盡可能在最大程度上衡量實際教學(xué),滿足有效性原則;其次,評價指標(biāo)體系能夠區(qū)分教學(xué)效果的好壞,即各項指標(biāo)之間是相互獨立的,避免評價指標(biāo)重復(fù);再次,評價指標(biāo)的描述需要明確清晰、可被接受,避免產(chǎn)生歧義;最后,評價體系的設(shè)計需滿足實用原則,簡單明了易于操作。綜上所述,化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量評價的二級指標(biāo)描述如表1所示。
2"基于AHP熵權(quán)法的組合權(quán)重計算方法
2.1"AHP法
AHP法[1314]是復(fù)雜系統(tǒng)工程理論中常見的決策性方法,將系統(tǒng)中相互影響的多種因素或指標(biāo)梳理成層次結(jié)構(gòu),并利用專家定量描述計算出所有因素或指標(biāo)的相對權(quán)重,可幫助決策者把復(fù)雜的問題條理化、清晰化,進(jìn)而做出正確的評價和決策。
首先,利用美國運(yùn)籌學(xué)家托馬斯·塞蒂所提出“1-9”標(biāo)度法[11],得到評價指標(biāo)的判斷矩陣A = (aij)mSymbolj@@n,如式(1)。
A=1a12...a1na211...a2n............an1an2...1(1)
式中:aij為指標(biāo)i與指標(biāo)j重要性的比較結(jié)果。
其次,利用特征向量法,求出判斷矩陣A的最大特征根SymbollA@max及其所對應(yīng)的向量
W=(w1,w2,…wn)T,根據(jù)矩陣?yán)碚摽芍饕蛩氐闹饔^權(quán)重系數(shù)就是判斷矩陣A的特征向量W,在此將所求特征向量W經(jīng)歸一化處理,得到各指標(biāo)的主觀權(quán)重分配W′=(w'1,w'2,…w'n,)T,如式(2)。
wi=wi∑ni=1wi(i=1,2,···,n)(2)
最后,利用公式(3)對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗[13],以確認(rèn)得到的權(quán)重分配是否合理,當(dāng)CRlt;0.1時即判斷矩陣滿足一致性,若不通過則需要對各指標(biāo)相互重要性重新賦值。
CR=CI/RI(3)
式中:CI為判斷矩陣的一致性指標(biāo);RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo);CR為判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率。
2.2"基于熵權(quán)法的專家自身權(quán)重計算
信息熵是用于度量系統(tǒng)的有序程度,其評價因素的信息熵越小,所提供的信息量越大,在綜合決策時評價因素對應(yīng)的客觀權(quán)重值也應(yīng)越高,因此,可以利用熵權(quán)法[9]對專家自身權(quán)重進(jìn)行計算。首先,搭建專家水平向量,假設(shè)n個專家對m個目標(biāo)進(jìn)行評價,yij(i = 1, 2, …, n;j = 1, 2, …, m)是第i個決策專家對第j個目標(biāo)的評分值,矩陣Y = (yij)nSymbolj@@m是專家組的評價結(jié)果。選定與專家組評價結(jié)果具有最高一致性的評價專家為最優(yōu)專家S*,最優(yōu)專家的評分向量為y*=(y*1,y*2,···,y*n)。然后,通過與最優(yōu)專家評分結(jié)果的差異度來進(jìn)行量化各專家評價的優(yōu)劣,評價專家Si的評價水平向量為:Fi =(fi1, fi2, …, fim),其中fik=1-yikyik/maxyik,(i = 1, 2, …, m;k = 1, 2, …, j),反映了決策者i對評價目標(biāo)m所作評價的水平優(yōu)劣。最后,利用熵權(quán)法可推理出參與決策專家的評價水平及可信度,即用熵值Hi衡量決策專家評價的不確定程度,如式(4),其熵值Hi越小,該決策專家的評價水平越高,評價結(jié)果可信度越高。參與決策專家在各目標(biāo)評價過程中的權(quán)重,可用式(5)表達(dá),Ci值越大則該專家Si的評價權(quán)重應(yīng)越高。
Hi=∑nj=1hij(4)
Gi=1/Hi∑1/Hi,(i = 1, 2, …, n)(5)
式中:hik=fij*1n fij,1/e≤fij≤12/efij1n fij,0≤fij≤1/e(i = 1, 2, …, m;k = 1, 2, …, j) 。
2.3"基于AHP熵權(quán)法的指標(biāo)權(quán)重優(yōu)化計算
AHP法的群決策因各專家的經(jīng)驗知識、行業(yè)背景、目標(biāo)認(rèn)識度等差異,存在主觀決策失誤風(fēng)險。而基于熵權(quán)法的專家自身權(quán)重模型可以給各個評價指標(biāo)賦權(quán),可直觀判斷出每個評價指標(biāo)信息量的有效性和客觀性。采用AHP熵權(quán)法[15]將專家評價的指標(biāo)主觀權(quán)重w'i與客觀權(quán)重Ci進(jìn)行融合計算如式(6),得到評價指標(biāo)的組合向量W*=(w*1,w*2,···,w*n),其中:
w*i=∑mj=1wji×Ci(6)
式中:0lt;w*ilt;1;且∑nj=1wi=1;i = 1 ,2, …, n;j=1, 2, …, m。
AHP熵權(quán)法將兩者的權(quán)重進(jìn)行耦合,減少了主客觀因素帶來的誤差,使最終的評價結(jié)果更加合理客觀。因此,將采用AHP熵權(quán)法對影響化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的影響因素進(jìn)行研究。
3"教學(xué)質(zhì)量影響因素的案例分析
以安徽理工大學(xué)化學(xué)類基礎(chǔ)專業(yè)課程《物理化學(xué)》《無機(jī)化學(xué)》《有機(jī)化學(xué)》《分析化學(xué)》《普通化學(xué)》的教學(xué)實踐為分析對象,建立了化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)體系,如圖1。構(gòu)造影響化學(xué)類基礎(chǔ)專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量的一級指標(biāo)和二級指標(biāo)判斷矩陣,利用前文所搭建的AHP熵權(quán)法的專家評價模型,計算各級指標(biāo)的組合權(quán)重,揭示影響該教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。
根據(jù)前文所述的AHP法原理,邀請專家們對評價指標(biāo)進(jìn)行兩兩對比,采用1-9標(biāo)度法為判斷矩陣的要素賦值,計算出各指標(biāo)的權(quán)重,并對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗。在此以專家1的一級指標(biāo)權(quán)重計算為示例,A1~A5分別對應(yīng)一級指標(biāo)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)技能、教學(xué)效果。其計算結(jié)果如表2,CR = 0.068 lt; 0.1,滿足一致性檢驗,因此所計算的權(quán)重分配是合理的。最終,6位專家評估的二級指標(biāo)權(quán)重如表3。
邀請專家對影響教學(xué)質(zhì)量的一級指標(biāo)重要度進(jìn)行打分,表4為各專家Si對5個一級指標(biāo)Ai重要程度打分,A1~A5對應(yīng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)技能、教學(xué)效果,評價打分為1~5分,分值越高表示指標(biāo)越重要?;陟貦?quán)法的專家自身權(quán)重計算模型,得到各專家自身權(quán)重計算結(jié)果,如表5所示。由結(jié)果可知專家S5的熵值最小,其評價結(jié)果信譽(yù)效度最高,在綜合評價過程中其所占的比重應(yīng)最大,專家的權(quán)重排名為:專家S5gt;專家S4gt;專家S1gt;專家S6gt;專家S2gt;專家S3。
基于AHP熵權(quán)法對影響化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的評價指標(biāo)進(jìn)行組合權(quán)重計算,按公式(6)對指標(biāo)主觀權(quán)重與專家自身權(quán)重進(jìn)行融合計算,通過AHP熵權(quán)法和AHP法獲得各評價指標(biāo)的權(quán)重值如表6所示。如圖2所示,在AHP熵權(quán)法中教學(xué)效果的權(quán)重被提高了,現(xiàn)階段教學(xué)實踐中“以生為本,立德樹人”的學(xué)生主體性被更加重視是其權(quán)重被提高的可能原因,以學(xué)生為主體的教學(xué)效果改善將是本階段教學(xué)質(zhì)量提高的一個重要出發(fā)點。新工科建設(shè)及優(yōu)秀教材的推廣工作,為化學(xué)類專業(yè)課程的內(nèi)容系統(tǒng)性及豐富性提供了有效保證,如圖3所示,AHP熵權(quán)法降低了內(nèi)容系統(tǒng)連貫、充實豐富多樣為主的二級指標(biāo)的權(quán)重。慕課、學(xué)習(xí)通等互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)資源的快速發(fā)展,為教師在啟發(fā)思考的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計提供了借鑒,學(xué)習(xí)通等APP也為線上互動交流提供了便捷,因此啟發(fā)思考、互動交流順暢二級指標(biāo)對新時期教學(xué)質(zhì)量的影響權(quán)重被相應(yīng)降低。近些年,各大高校開展了青年教師基本功大賽,新晉青年教師在準(zhǔn)備充分、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、儀表端莊、談吐大方等二級指標(biāo)上有了較大的提升,而板書和課件是重要的教學(xué)載體和表現(xiàn)形式,板書和課件的合理設(shè)計對青年教師依舊是一個不小的挑戰(zhàn),以上所涉及的二級指標(biāo)權(quán)重也被相應(yīng)調(diào)整。綜上所述,AHP熵權(quán)法將更接近新時期教學(xué)的客觀情況描述。通過對AHP熵權(quán)法計算的權(quán)重數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果作為影響當(dāng)前化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵一級指標(biāo),而符合教學(xué)大綱、學(xué)有所得、表達(dá)準(zhǔn)確、啟發(fā)思考和內(nèi)容系統(tǒng)連貫這些二級指標(biāo)的組合權(quán)重值位列前五,其二級指標(biāo)的組合權(quán)重值分別為0.183 8、0.126 5、0.105 3、0.076 3、0070 4,屬于影響化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的主要因素。
通過對化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的指標(biāo)權(quán)重分析,以下幾方面將是新時期教學(xué)質(zhì)量提高的重要著力點:在教學(xué)內(nèi)容方面,依照教學(xué)大綱基本要求對海量的互聯(lián)網(wǎng)資源、前沿科技、工程實際案例等進(jìn)行擇優(yōu)選用,知識點的融合需重視整體內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性;在教學(xué)方法上,適時采用案例教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂等啟發(fā)式教學(xué)方法提高課程挑戰(zhàn)度,避免“滿堂灌”的枯燥教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及主動性;在教學(xué)技能上,互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)資源共享及線上教學(xué)的融入,使得板書基本功、課件新穎性等傳統(tǒng)教學(xué)技能的權(quán)重有一定程度的下降,而表達(dá)準(zhǔn)確的教學(xué)技能在提高新時期教學(xué)質(zhì)量中起著較重要的作用,即教師應(yīng)做到對重難點知識的精準(zhǔn)把握以及在教學(xué)中的深入淺出,從而提高學(xué)生在課堂上的接受效率;在教學(xué)效果上,學(xué)有所得將是教學(xué)質(zhì)量的重要的評判標(biāo)準(zhǔn)之一,教學(xué)實踐中可依托學(xué)習(xí)通等實時線上互動平臺,通過隨堂練習(xí)、作業(yè)完成度等數(shù)據(jù)掌握學(xué)生階段性掌握程度,針對各班級階段性的教學(xué)效果及時進(jìn)行教學(xué)調(diào)整。
4"結(jié)語
通過對高校化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量影響因素的研究,構(gòu)建了化學(xué)類基礎(chǔ)專業(yè)課混合式教學(xué)質(zhì)量評價體系,提出了基于AHP熵權(quán)法的影響因素組合權(quán)重評價方法。通過案例結(jié)果可知,教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)效果是影響教學(xué)質(zhì)量的主要一級指標(biāo)因素,因此貫徹教學(xué)大綱基本要求、內(nèi)容設(shè)計系統(tǒng)性和連貫性、學(xué)生的學(xué)有所得是提升化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量的主要因素。該研究為化學(xué)類課程混合式教學(xué)質(zhì)量評價提供了良好信譽(yù)效度的方法支撐,相關(guān)專業(yè)可基于實際教學(xué)實施情況,針對性地建立相應(yīng)教學(xué)質(zhì)量評價體系,為下一階段的教學(xué)改進(jìn)提供方向。
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責(zé)任編輯:洪麗
Research on the Teaching Quality Evaluation of Chemistry Courses Based onAHPEntropy Weight Method
WANG Fen1, YANG Xiumiao2
(1. School of Chemical and Blasting Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China;
2. School of Mechatronics Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)
Abstracts: In view of the factors influencing the quality of blended teaching in chemistry courses in the new era, a teaching quality evaluation method based on AHPentropy weight method is proposed in this paper. The factors affecting the teaching quality are sorted out hierarchically. The evaluation index system affecting teaching quality and a combinational weight mathematical model are constructed from five aspects of teaching content, namely teaching methods, teaching attitude, teaching skills and teaching effect. The combinational weights values of the evaluation indicators of the examples are calculated and the credibility is ranked. The results show that secondary indicators such as conformity to the syllabus, students' learning gains and content coherence are the main factors which affect the quality of blended teaching in chemistry courses in the new era.
Keywords: teaching quality evaluation; blended teaching; AHPEntropy Weight Method