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        影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素研究

        2024-01-04 18:14:50王建驊
        電腦迷 2023年18期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)滿意度遺傳算法教學(xué)質(zhì)量

        王建驊

        基金項(xiàng)目:本文系嶺南師范學(xué)院科學(xué)研究項(xiàng)目“大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的網(wǎng)購行為偏好的決策”(項(xiàng)目編號(hào):ZW2034)的研究成果。

        【摘? 要】 文章針對(duì)高校教師教學(xué)特點(diǎn)構(gòu)建了合理的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,通過問卷調(diào)查的方式來收集學(xué)生對(duì)教師教學(xué)質(zhì)量的滿意度評(píng)價(jià),共采集了623個(gè)有效樣本,并利用遺傳算法來取得教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵因素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)“按時(shí)上下課且不隨意調(diào)(停)課”“教學(xué)內(nèi)容實(shí)用并能結(jié)合學(xué)科發(fā)展更新教學(xué)內(nèi)容”及“講授生動(dòng),不照本宣科、方法得當(dāng)”為最關(guān)鍵的因素。

        【關(guān)鍵詞】 教學(xué)滿意度;教學(xué)質(zhì)量;遺傳算法

        在高等教育領(lǐng)域,教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)已成為一種有效的組織控制工具和管理手段。國內(nèi)外關(guān)于教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究主要集中在三個(gè)方面:一是評(píng)價(jià)主體;二是評(píng)價(jià)內(nèi)容;三是評(píng)價(jià)方法。

        評(píng)價(jià)主體方面,有學(xué)者根據(jù)利益相關(guān)者理論構(gòu)建了高校課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)主體體系,有學(xué)者指出高校在進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)突出學(xué)生的主體地位,重視學(xué)生對(duì)教學(xué)質(zhì)量的滿意度。

        評(píng)價(jià)內(nèi)容方面,有學(xué)者基于層次分析法構(gòu)建課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,有學(xué)者結(jié)合工科院校的專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)際,建立有效的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

        評(píng)價(jià)方法上,國內(nèi)外提出的評(píng)價(jià)方法有很多,如層次分析法(AHP)、熵權(quán)法等。從現(xiàn)有文獻(xiàn)資料和評(píng)價(jià)實(shí)踐來看,我國高校大多以學(xué)生為教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)主體。然而透過傳統(tǒng)的李克特量表來進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)卻無法處理學(xué)生在評(píng)價(jià)時(shí)的不確定性與不精確的認(rèn)知。因此,采用模糊理論的處理,即能呈現(xiàn)精確的數(shù)值。

        本研究的目的在于以優(yōu)化的方式來決定教學(xué)質(zhì)量的各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度。針對(duì)高校教師教學(xué)特點(diǎn),構(gòu)建合理的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,通過問卷調(diào)查收集高校學(xué)生對(duì)教師教學(xué)質(zhì)量的滿意度評(píng)價(jià),利用模糊理論的特性來處理問卷數(shù)據(jù),通過遺傳算法的學(xué)習(xí)方法來決定指標(biāo)的重要程度,以協(xié)助學(xué)校管理者和教師找到影響教學(xué)質(zhì)量滿意度的關(guān)鍵因素,為提升教學(xué)質(zhì)量提供決策支持。

        一、遺傳算法

        遺傳算法(Genetic algorithm)最早是由John Holland教授于1975年所提出的一種最優(yōu)化方法,此法是基于自然選擇過程的一種優(yōu)化搜尋機(jī)制;基本精神在于仿效生物界物競天擇、優(yōu)勝劣敗的自然進(jìn)化法則。它能夠選擇物種中具有較好特性的上一父代,并隨機(jī)性的相互交換彼此的基因信息,以期望能產(chǎn)生較上一代更優(yōu)秀的子代,如此重復(fù)下去以產(chǎn)生適應(yīng)性最強(qiáng)的最佳物種。由于是以一組特殊字符串的編碼方式來仿真染色體(Chromosome),并計(jì)算所有染色體的適應(yīng)性(Fitness),適應(yīng)性越高的染色體其存活的概率或被挑選的概率就越高。接著再利用染色體進(jìn)行復(fù)制(Reproduction)、交叉(Crossover)與變異(Mutation)來產(chǎn)生下一代子代,并計(jì)算每個(gè)染色體的適應(yīng)性,然后選擇(Selection)是否存在,通過這樣的過程來產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)優(yōu)化的群體;迭代次數(shù)的設(shè)定或是條件的滿足才會(huì)完成最終目標(biāo)達(dá)成。此法普遍被用來作為搜索函數(shù)最優(yōu)解的一種方法。

        二、問題描述

        (一)數(shù)據(jù)描述

        在填問卷時(shí),問卷的各個(gè)指標(biāo)與整體評(píng)估的績效值是由n位受訪者所給予的。其問卷數(shù)據(jù)的形式如下所示:

        在表中的xij與vi均以三角模糊數(shù)的概念來呈現(xiàn)所對(duì)應(yīng)到的語意詞;其中vi則是作為描述輸出的績效值。

        (二)問題設(shè)計(jì)

        令S為一組參數(shù)的集合,利用層次里的wcij和woj來找出下列的單目標(biāo)優(yōu)化的問題,如下:

        Minimize e(S)(1)

        其中e(S)是透過S來獲得的總平方誤差。另外,假設(shè)vi為實(shí)際輸出并對(duì)應(yīng)到層次里給予的輸入向量值(xi1, xi2, …, xim);分別令(hli,hmi)與(vli,vmi)來表示hi與vi。其中hli與hui分別表示為hi的三角模糊數(shù)的上、下限值;同樣的,vli與vui也為vi的上、下限值。而實(shí)際輸出值與所對(duì)應(yīng)到的模糊目標(biāo)的差異,則通過對(duì)e(T)的計(jì)算如下:

        e(S)=((hli-vli)2+(hmi-vmi)2+(hui-vui)2)(2)

        其次,透過下式的適應(yīng)函數(shù)來應(yīng)用到此問題上:

        f(S)=(3)

        其中,f(S)為S的適應(yīng)值。

        (三)遺傳運(yùn)算子

        首先,令Npop與Ngen為群體大小與基因世代的總數(shù)量。而在染色體基因設(shè)計(jì)方面,采用二進(jìn)制方式來進(jìn)行編碼;且在初始的群體里,隨機(jī)產(chǎn)生Npop的字符串,有著0.5的概率發(fā)生。每當(dāng)染色體的適應(yīng)性在現(xiàn)行族群里被獲得時(shí),就會(huì)開始進(jìn)行選擇、交叉與變異等運(yùn)算符進(jìn)行運(yùn)算,便能生成出最新的族群Npop字符串來提供給下一代群體使用。

        其次,為了能在下一代的體群里產(chǎn)生出新的字符串,采用競爭式的選擇。從現(xiàn)行的群體里隨機(jī)挑選出兩個(gè)字符串,比較后把具有最大適應(yīng)值的字符串給放入交配池(Mating pool)里進(jìn)行交配。隨后再運(yùn)用交叉與變異運(yùn)算子來選擇父代與重制子代,并采用單點(diǎn)交叉方式有著交叉概率(如pc)來做交叉運(yùn)算,且生成最新的字符串便可取代他們的父代。而在變異概率(如pm))方面,則是運(yùn)行字符串的每個(gè)字符時(shí)由變異運(yùn)算子產(chǎn)生的。故其目的是要在層次架構(gòu)里以優(yōu)化的方式找出連結(jié)權(quán)重,并透過最小均方根誤差(RMSE)來產(chǎn)生。其算法的步驟如下:

        步驟1:初始化。以隨機(jī)的方式來生成Npop的二進(jìn)制字符串,并設(shè)定0到t。

        步驟2:計(jì)算適應(yīng)值。

        步驟3:終止測試。擁有最大適應(yīng)性的染色體即為解決方案。

        步驟4:產(chǎn)生新字符串。使用選擇、交叉及變異來生成Npop的新字符串。

        步驟5:運(yùn)行精英策略。生成出最新的Ndel字符串,然后增加到現(xiàn)在的群體里形成下個(gè)世代;并設(shè)定(t + 1)至t且回到步驟2去。

        三、應(yīng)用研究

        (一)構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

        參照已有研究成果,匯整后構(gòu)建本文的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,共分成5個(gè)層面及16個(gè)指標(biāo)。

        分別是師德教風(fēng),包含關(guān)愛學(xué)生、師生關(guān)系融洽(c11);對(duì)教學(xué)工作熱情、敬業(yè),備課充分,講課投入(c12);按時(shí)上下課且不隨意調(diào)(停)課(c13)。教學(xué)內(nèi)容,包含教材選用適當(dāng),提供了課外參考資料并且有效(c21);教學(xué)內(nèi)容實(shí)用并能結(jié)合學(xué)科發(fā)展更新教學(xué)內(nèi)容(c22);講課重點(diǎn)突出、詳略得當(dāng)、難度適宜(c23);教學(xué)內(nèi)容能給予學(xué)生思考、聯(lián)想、創(chuàng)新的啟迪(c24);教學(xué)技能,包含講授生動(dòng),不照本宣科,方法得當(dāng)(c31);能認(rèn)真組織教學(xué),因材施教,講課進(jìn)度快慢適中(c32);善于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)(c33);強(qiáng)化過程教學(xué),注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法、思維方式(c34);對(duì)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)方法公平恰當(dāng)(c35)。學(xué)習(xí)任務(wù),包含學(xué)習(xí)任務(wù)適當(dāng),作業(yè)安排合理,與課程內(nèi)容緊密相關(guān)(c41);精心輔導(dǎo)、耐心答疑、批改作業(yè)認(rèn)真(c42)。教學(xué)效果,包含學(xué)生掌握了該課程的基本知識(shí)與技能(c51);學(xué)生提高了對(duì)該學(xué)科的興趣,拓寬了知識(shí)面(c52)。

        (二)調(diào)查數(shù)據(jù)

        通過發(fā)放調(diào)查問卷,收集某高校管理學(xué)院的學(xué)生對(duì)該院內(nèi)的12位教師的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。共發(fā)出并收回650份問卷,剔除無效問卷后得到623份有效問卷。

        問卷里的每題問項(xiàng)均采用李克特的五點(diǎn)量表來填答問卷;為了避免受訪者的主觀認(rèn)知,因而要求受訪者須填入三角模糊數(shù)的數(shù)值。其全部資料將予以歸一化至區(qū)間[0,1],并隨后將以遺傳算法的方法來進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練。

        (三)參數(shù)設(shè)定

        文章參考Osyczka與Hu的設(shè)定,參數(shù)的描述如下:

        (1) Npop = 100。

        (2) Ngen = 1000。

        (3) Ndel = 2。

        (4) 字符串長度設(shè)為10。

        (5) pc = 0.90與pm = 0.01。

        四、結(jié)果分析

        構(gòu)重的相重對(duì)要性結(jié)果如表2所示。從中能看到學(xué)生較重視的層面分別是教學(xué)內(nèi)容、師德教育以及教學(xué)技能三項(xiàng),這些象征著學(xué)生認(rèn)為在教學(xué)質(zhì)量以教學(xué)內(nèi)容為最重要,這是因?yàn)榻處熒险n的教學(xué)內(nèi)容部分,對(duì)于學(xué)生而言較能感受與實(shí)際接觸得到。其次為師德教風(fēng),主要是從學(xué)生的觀點(diǎn),認(rèn)為教師關(guān)愛學(xué)生,且積極投入在教學(xué)工作并準(zhǔn)時(shí)上下課及不隨意調(diào)課。最后為教學(xué)技能(0.226)的構(gòu)面,由于教師如何在教學(xué)技能上來設(shè)計(jì)、組織、運(yùn)用、培養(yǎng),以使得學(xué)生在課程上能真正學(xué)習(xí)到,這樣學(xué)生才不會(huì)感到枯燥無味。在整體層面,前三項(xiàng)就占了將近80%,對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的提升,勢(shì)必得從前三項(xiàng)著手。

        在各指標(biāo)的整體權(quán)重中,c13指標(biāo)的權(quán)重值為最大。下課時(shí)學(xué)生希望能利用短暫的時(shí)間好好休息或是活動(dòng)一下,也希望課程的安排上,教師不要因有事而調(diào)(停)課,以免影響學(xué)生往后行程的安排。其次,c22指標(biāo)為第二重要的指標(biāo)。學(xué)生都希望在課上學(xué)習(xí)到的知識(shí)能夠是最新、最實(shí)時(shí)的信息,因此教師除了教授課本上的知識(shí)外,相關(guān)的學(xué)科知識(shí)或最新信息也得利用空余時(shí)間來獲取,然后在課堂上傳授給學(xué)生,讓學(xué)生與時(shí)俱進(jìn)。第三重要的指標(biāo)則是c31指標(biāo),學(xué)生都希望教師在臺(tái)上講課時(shí),能夠把課程設(shè)計(jì)得生動(dòng)活潑。若是照本宣科,課堂上的氣氛則變得很悶,學(xué)生會(huì)覺得枯燥無味。至于c21指標(biāo)、c34指標(biāo)及c32指標(biāo)等三項(xiàng)指標(biāo),重要性值較低,教師應(yīng)要試著改善這些指標(biāo),以提升教學(xué)質(zhì)量。

        五、結(jié)語

        文章采用遺傳算法的學(xué)習(xí)方法,從采集的623份有效問卷中分析出各個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性。在層面方面,以“教學(xué)內(nèi)容”最為重要;其次是“師德教風(fēng)”與“教學(xué)技能”,而這三個(gè)層面也高達(dá)將近80%,這也表現(xiàn)出學(xué)生著重在教師教學(xué)的三大方面。這三個(gè)層面若能持續(xù)保持,既能獲得學(xué)生給予的高滿意度,也是肯定教師教學(xué)的辛苦。在指標(biāo)中則是以“按時(shí)上下課且不隨意調(diào)(停)課”最為重要;其次是“教學(xué)內(nèi)容實(shí)用并能結(jié)合學(xué)科發(fā)展更新教學(xué)內(nèi)容”與“講授生動(dòng),不照本宣科,方法得當(dāng)”。這三項(xiàng)指標(biāo)合計(jì)也有41%,這些結(jié)果是學(xué)生最為關(guān)切的,也是提供教學(xué)質(zhì)量改善的具體方向。而較不關(guān)切的幾項(xiàng)指標(biāo),也點(diǎn)出了教師在教學(xué)質(zhì)量上需要加強(qiáng)的要項(xiàng),這也是教師需要努力的方向。畢竟提升教師的教學(xué)質(zhì)量,能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與學(xué)習(xí)成效。

        參考文獻(xiàn):

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        [2] 王軍濤. 基于學(xué)生滿意度的高校教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制研究[J]. 科教導(dǎo)刊:下旬,2017(15):43-44.

        [3] 劉堯飛,蔡華健,張相學(xué). 基于層次分析法的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J]. 江蘇師范大學(xué)學(xué)報(bào):教學(xué)科學(xué)版,2014, 5(01):45-47.

        [4] 吳建國,吳海燕,張經(jīng)強(qiáng). 工科院校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重確定方法[J]. 中國成人教育,2017(17):92-94.

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