谷洪雁
摘 要:灰色聚類法把教學質量體系當作一個灰色系統來研究,將灰色聚類理論應用于教學質量優異程度的評價中,以某高職院校5位教師的教學情況為例,建立不同的聚類指標所擁有的隸屬函數,確定聚類權重值,求得最大聚類系數及聚類結果,得出用灰色聚類法進行教學質量評價,既能體現教學質量等級界線的模糊性,又能充分利用信息,避免了模糊數學法的不合理之處。
關鍵詞:灰色聚類;教學質量;白化函數
教學質量是影響辦學質量的主要因素,然而,如何客觀地評價高等職業教育教學質量評價,也是我國高職院校研究和探索的主要問題。
一、灰色聚類法
灰色聚類法是以灰數的白化函數生成為基礎的方法。它將聚類對象對于不同聚類指標所擁有的白化數,按p個灰類進行歸納,從而判斷聚類對象所屬的灰類。
記i為聚類對象(令i=1,2,3…,n);j為聚類指標(令j=1,2,3…,m);k為聚類灰類(令k=1,2,3…,p);dif為第i個聚類對象對于第j個聚類指標所擁有的白化數。
設F={fjk|j=1,2,3…m;k=1,2,3…,p}為白化權函數集,其中fjk為第j個聚類指標屬于第k個灰類的白化權函數集。則第i個聚類對象對于第k個灰數的聚類系數為:
δik=■fjk(dij)ηjk……………………………………(1)
式中ηjk為第j個聚類指標屬于第k個灰類的聚類權,即:
ηjk=λjk/■λjk…………………………………………(2)
式中:λjk為灰類白化權函數的閾值。
第i個聚類對象的聚類向量為
δi={ηj1,ηj2,ηj3,…,ηjP}……………………(3)
根據擇大原則進行聚類,從而判斷聚類對象所屬的灰類。
二、灰色聚類法在教學質量評價中的應用
在高等學校中,科學地進行教學質量評價,對于掌握教師履行職責狀況,區別出教師教學素質與工作水平,調動教師工作積極性,推動教師不斷提高素質與改進教學方法與重要作用。
灰色聚類法評價的主要步驟為確定各類白化函數;確定聚類權重;求聚類系數;確定各聚類對象所屬質量級別。本文的聚類樣本是選取某高職院校5位教師A、B、C、D、E的教學情況指標分別為教學態度、教學內容、教學方法和教學效果。用專家打分法分別對這5位教師進行打分,統計結果如下:
表1 某高職院校教學質量評價體系統計結果
■
另外,將教師的教學質量劃分為4個等級見表2。
表2 教學質量等級的評價標準
■
取表2中每一類型的均值為其代表值,結果如表3示。
表3 不同教學質量指標的評價標準灰類值
■
1.數據的無量綱化處理
在教學質量等級評價中,由于個聚類指標的劃分等級區間大小不同,且量級有很大差別,因而不能直接進行計算,通常采用無量綱化處理,計算公式為
λjk=Skj/■■Skj……………………………………………(4)
即采用平均標準化進行處理。表1和表3中的數據進行無量綱化處理后如下:
教師A通過無量綱化后的統計結果為:教學態度、教學內容、教學方法、教學效果依次為:0.946,1.184,1.029,1.061;同理,教師B的統計結果為:1.216,1.035,0.871,1.061;教師C的統計結果為:0.946,0.998,1.286,1.212;教師D的統計結果為:1.081,0.860,0.886,1.061;教師E的統計結果為:0.811,0.923,0.929,0.756。將教學質量指標的評價標準無量綱化后的灰類值分別為:教學態度為優秀、良好、一般、較差的灰類值分別為:1.462、1.231、0.923、0.385;教學內容為優秀、良好、一般、較差的灰類值分別為:1.357、1.214、1、 0.429;教學方法為優秀、良好、一般、較差的灰類值分別為:1.310、1.172、1.034、0.483;教學效果為優秀、良好、一般、較差的灰類值分別為:1.44、1.2、0.96、0.4。
2.確定隸屬函數或白化函數
根據各聚類指標構造白化數矩陣如下所示:
■ ■ ■ ■
3.聚類權重的計算
根據公式(2)和二、2.構建的白化函數個評價指標的求得聚類權重如下,教學態度為優秀、良好、一般和較差的聚類權重為:0.238,0.244,0.265,0.273;教學內容為優秀、良好、一般和較差的聚類權重為:0.256,0.248,0.244,0.245;教學方法為優秀、良好、一般和較差的聚類權重為:0.265,0.257,0.236,0.218;教學效果為優秀、良好、一般和較差的聚類權重為:0.241,0.251,0.255,0.263。
4.求聚類系數及聚類結果
根據公式(1)及公式(3)求得聚類系數及聚類結果,見表4
表4 聚類系數及聚類結果
■
由上述灰色聚類法原理和應用舉例分析可以看出,灰色聚類法具有以下優點:考慮了系統的灰色性和白化程度以及各質量評價指標的綜合影響而進行聚類加權,其權重的確定方法也比其他方法更合理。本身考慮了教學質量的等級,也就是系統的灰色性比較適合教學質量評價研究,符合實際情況。不僅具有可比性,而且具有綜合性等特點。聚類結果既便于科學分析,又便于按灰類進行管理規劃,且計算過程簡單,是進行教學質量評估和等級劃分的有效方法。
參考文獻:
[1]鄧聚龍.灰色系統理論教程[M].武漢:華中理工大學出版社,1998.
[2]朱慶峰,等.用灰色聚類法對荔灣湖水質量營養化程度的評價[J].中國環境監測,2004,20(2).
[3]陳亞寧.災害損失評估的灰色聚類分析[J].西北大學學報,1999,29(6):551-554.
[4]鄭成德.水環境質量評價的灰色聚類法[J].水文,1998(14):23-27.
[5]朱雷,陳威.模糊綜合指數法在水質評價中的應用[J].武漢理工大學學報,2001,23(8):61-65.
[6]張祖亮.灰色聚類法在地下水質量評價中的應用[J].云南環境科學,2004,23(1):60-63.
(作者單位 河北工業職業技術學院)
?誗編輯 馬燕萍