Monte Carlo法在高校教學質量評價中的應用

王磊+王瓊

摘要：本文研究了當前教學質量評價中觀測員—教師教學評價任務安排存在的問題，提出了一種基于Monte Carlo隨機模擬的思想分配任務的方法，并以Excel為平臺編制了任務分配系統，在實踐中證明，本方法很好地解決了觀測員分組評價結果的顯著性差異，保證了教學質量評價的公平性。

關鍵詞：教學質量評價；Monte Carlo法；Excel VBA

中圖分類號：G712 文獻標志碼：B 文章編號：1674-9324（2014）39-0080-02

教學質量評價是各高校收集教學信息，“把關”教育教學質量的關鍵措施，也是教師考核、聘任、獎勵的重要依據，通常由學生測評、同行測評、社會評價等幾個方面構成。其中同行測評主要由教學管理部門組織經驗豐富、認真負責的教師進行隨堂聽課，按照相應指標考量打分。為盡量減少個人因素，保證公平性，一般會安排幾個人聽一個老師的課，最后取平均分作為同行測評項的最終分數。

一、同行測評現行安排方法及存在的問題

教學管理部門在組織同行測評時，為方便組織，現行安排主要采用兩種方式：一是形成一個輪式結構，如a單位的觀測員測評b單位的老師，b單位的觀測員測評c單位的老師……；二是先選取不同單位的觀測員組成觀測組，再按照既定規則確定各觀測組觀測的教師。兩種方法最終都形成了由一個固定的觀測組觀測同一組教師。在實際操作中發現，這種組織方式會在各組之間形成顯著的評分差異，筆者分析這有可能是因為固定的觀測組成員由于性格、專業背景等因素形成了相異的評分標準模式，被不同組觀測員評價的教師得分會產生顯著的差異，造成評測結果的人為影響因素較大，出現不公平的現象。

二、同行測評改進策略及VBA系統設計

為了盡量減少個人因素對評測造成的影響，考慮在滿足一些特定條件下，采用Monte Carlo隨機模擬的思想分配每個觀測員觀測的對象，保證每兩個觀測員所評測的教師都不完全一樣，任何兩個教師完全被相同的觀測員評測的概率也極低。只是這種安排方式工作量極大，對于一次安排幾百名教師的觀測任務，手工操作幾乎是不可能完成的，因此考慮采用編制程序系統的方法實現教學評價任務的分配。VBA是一種宏語言，主要用來擴展Windows的應用程序功能。由于其可以直接應用Office套裝軟件的各項強大功能，因此筆者考慮充分發揮Excel對數據處理的優勢，運用VBA編程構造一個教學評價任務隨機分配的系統。

1.同行評測安排的基本原則。根據工作經驗，為了保證測評的客觀性、公正性，在進行教學評價任務安排時應該遵循一些基本原則。每個教師被評測的次數及每個觀測員觀測的人次都應該是限定的；觀測員不能評測自己相同單位的教師；兩個觀測員不能相互評測；觀測員不能評測和自己關系特殊的教師等。

2.數據結構與算法描述。首先對教學單位報上來的數據首先進行預處理。觀測員信息應該包括單位、教職工編號、姓名等信息，教師除包括上述信息外，還應該含有教學類型（理論、實訓等）的信息。為處理方便可以用數字或字母等特殊字符表示單位信息，如1[2011043]張三T，其中1表示單位，[2011043]為教職工編號或是其他能夠對觀測員或教師身份唯一標識的編號，張三為姓名，T表示教學的某一個類型。所有的觀測員放在表的第1行，教師放在A列，程序的基本思想是從第一個教師開始，依次確定每個教師的觀測員。具體方法是在教師對應的行，在1和觀測員數之間隨機產生一個整數，表示觀測員所在的列，然后判斷選取的教師和觀測員是否滿足限制條件，如：觀測員是否和教師處于同一單位，觀測員已安排觀測任務是否已到上限，觀測員和教師是否具有特殊關系等。如果檢測完限制條件沒有問題，則在教師對應的行和觀測員所處列的交叉單元格內置1，表示確定該教師由該觀測員觀測。然后判斷教師是否已經確定被足夠的觀測員觀測，如果沒有，則重新產生1名觀測員，進入新一輪判斷，如果有，則安排下一個教師的觀測員，直至結束。最后觀測員—教師教學評價任務的進行形式上的整理，形成教學評價任務安排表。

[算法描述]

1.設置每個觀測員觀測的最大人數iMaxNum，每個教師被觀測的次數iPerNum；獲取所有的教師占用的excel行數iRowCount，所有的觀測員占用的列數iColCount；設置永久do循環標識whileFlag為True；For i=2 To iRowCount“從第2行開始處理，依次循環；Do While whileFlag；隨機產生列y；獲取第i行的教師strJs，第y列對應的觀測員strGcy；If單元格（i，y）已經是1 then；轉cont；End if；If獲取的教師和觀測員在一個單位then；轉cont；End if；If觀測員和教師有特殊關系then；轉cont；End if；If第i行教師已安排3人聽課then；退出Do循環ExitDo；End if；If第y列觀測員安排的人數已到最多人數限制then；轉cont；End if；在第i行y列設置聽課標志Cells（i，y）=1；cont：Loop；Next i。

2.數據整理。實例應用及系統改進，考慮武漢船舶職業技術學院某學期的教學評價任務安排。需觀測教師289名，擬每位教師由3名觀測員觀測，共需觀測867人次。安排了70名觀測員，則平均每個觀測員應觀測人數不少于12人次，不多于13人次。經系統安排，結果達到預期效果，但經多次運行發現，最后若干名教師確定觀測員時系統運行耗時較多，分析發現在任務即將安排完成的時候，多數觀測員的觀測任務已經安排完成，名額已滿，最后的教師在隨機選取觀測員時沖突的概率很高，在一次次試探時耗費了大量的時間。筆者分析，若最后幾名教師不再進行隨機分配觀測員，而是在所有觀測員中依次檢查，只要滿足通過條件，即確定觀測員人選，由于這種安排方式只對最后幾名教師使用，因此并不會影響整個任務分配的隨機性。經試驗，改進后的程序執行效率大為提高。實際使用的結果表明，該系統確定的教學評價任務安排方案，對教師的評價結果與實際情況吻合，人為因素在教學評價結果中的影響得到有效控制。

針對當前教學質量評價中教學評價任務安排存在的問題，提出了一種基于Monte Carlo隨機模擬的思想分配任務的方法，并以Excel為平臺編制了任務分配系統，該系統具有良好的實用性，在實踐中證明，本方法很好地解決了觀測員分組評價結果的顯著性差異，保證了教學質量評價的公平性。

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作者簡介：王磊（1981-），男，講師，碩士，研究方向：教學管理、數學建模；王瓊（1986-），女，中教二級，大學本科，研究方向：數學建模、數學教學。endprint