基于條件信息熵屬性約簡的教學質量評價體系研究

李萍

（阜陽師范學院 信息工程學院，安徽 阜陽 236041）

基于條件信息熵屬性約簡的教學質量評價體系研究

李萍

（阜陽師范學院 信息工程學院，安徽 阜陽 236041）

教師教學質量評價對提高教學質量具有重要的指導意義，而現有的教師教學質量評價體系指標冗雜.本研究利用條件信息熵屬性約簡方法對教師教學評價指標進行分析、約簡.通過實驗表明該方法用于教學質量評價中，簡化了教學測評體系，能夠有效提升工作效率.

粗糙集；屬性約簡；教學質量評價；條件信息熵

1 引言

現如今，各個高校對于提高教學質量的呼聲越來越高.以往有很多高校只關注科研方面的質量，而忽視了教學方面的質量，導致大學生對知識的掌握情況不容樂觀，以至于對畢業生未來的就業情況有不利的影響.現階段，越來越多的高校已經意識到這個問題，對教師的課堂教學質量的提高也日益重視.只有優越的教學質量才能促進學生對知識的掌握，才能培養學生的能力，從而為他們日后的發展起到積極的作用，教師教學質量在高校教育管理中處于重要位置.然而，對于教師教學質量的高低是從哪些因素可以體現？各高校提供的評價教師教學質量高低的因素各有不同，總的來得說因素較為復雜繁瑣，這對于教師教學質量的評價來說顯然增加了工作量，也不利于教師對各個因素的把握情況.教師教學質量評價為教學決策以及教學活動的側重點提供依據，是對的教學結果和教學過程進行的價值判斷.教師教學質量評價需要搜集相關信息，通過可操作的科學手段實現評價的目的.一旦給出的評價因素太多，就好加大評價過程中的工作量.同時，這些所謂的評價因素并非都是必不可少的.如果能在不影響評價結果的情況下，通過減少對某些冗余的影響因素的數據搜集，而減少評價的代價，這無疑為建立科學的評價體系做出了貢獻[3].

粗糙集理論，主要是對不完整以及不確定數據進行研究，這種數學理論的最大特點是不考慮任何人為因素，僅僅用數據說話，因此在處理問題的時候較為客觀[4,5].屬性約簡是粗糙集理論中的重要內容，其主要方法是:以保持信息系統分類能力為前提，通過約簡，得出信息系統屬性集的一個較優的子屬性集.條件信息熵屬性約簡算法即是結合信息論的方法，通過定義熵和條件熵，利用條件信息熵的值作為啟發對條件屬性集進行約簡.本文利用條件信息熵屬性約簡的方法處理教學質量評價，簡化各個評價指標，得出了較為滿意的結果.

2 條件信息熵的屬性約簡

用四元組S=(U,A=C∪D，V，f)可以表示一個信息系統，其中U={x1,x2,…,xk}是論域；C為條件屬性的集合；D為決策屬性的集合；為屬性a的值域；f：U×C∪D→V表示為信息函數，意指屬性集中個屬性所對應的取值.U上任一屬性集合可以認為是定義在U上的e子集組成的代數上的一個隨機變量.

定義1 設P，Q在U上導出的劃分分別為X={X1,X2,…,Xn}和Y={Y1,Y2,…,Ym}，則P，Q在U上的子集組成的代數的概率分布分別為

定義2 屬性集的熵可按如下式子來定義

定義3 一個屬性集合Q相對于另一個屬性集合P的條件熵HH(Q|P)可按如下式子來定義

其中，P(Yj|Xi)=|Yj∩Xi|/|Xi|,i=1,2,…,n,j=1,2,…,m.

條件信息熵屬性約簡算法是一種啟發式知識約簡算法，通過人為的定義條件熵的概念，比較條件熵大小，按照條件信息熵的大小確定屬性的約簡順序，在不影響總體決策的情況下進行屬性約簡.

條件信息熵的屬性約簡算法可按照如下步驟表示[6]:

輸入:一個信息表系統為S=(U,C∪D,V,f)，一個條件屬性集為C，一個決策屬性集為D.

輸出:該信息表系統的屬性約簡結果r e d u.

s1:計算信息表中D相對于C的條件熵H (D|C)；

s2:計算D相對每個條件屬性的條件熵H(D| {aj}),(ai∈C)，并且根據H(D|ai)的值，按照降序對ai進行排序；

s3:令r e d u=C，對H(D|ai)進行遞減排序，對每個ai按照順序依次計算決策屬性集r e d u相對于條件屬性集在刪去屬性后的條件熵H(D|r e d u-{ai})；如果H(D|r e d u-{ai})=H(D|C)那么屬性ai應進行約簡，r ed u=r e d u-{ai}，否則，ai不能被約簡去掉，r e d u不變.

3 教師教學質量評價指標的約簡

對文獻[3]中授課教師上課情況調查表進行分析，將其作為決策表，把講授方法得分、課堂信息量得分、教學準備得分、選用教材得分、講授得分、運用啟發式教學得分、教學深度得分、理論聯系實際得分、教學目的得分、課堂時間安排得分、使用現代教學得分、教師教學得分、課堂組織得分、普通話教學得分、書寫表達得分等15個教學評價指標作為信息表中的C部分，把任課教師的最終打分作為決策屬性，應用條件信息熵屬性約簡的方法對該表進行處理.最后得出僅含有3個評價指標的評價體系，跟原始評價系統相比減少了12個評價指標，如表1所示.

由以上結果可看出，教師教學質量評價體系只需依賴于教學目的、講授方法以及課堂信息量這三個指標就能得到對任課教師同樣的打分，這在以后的教學質量測評中能夠減輕工作量，節省時間和空間，提高教學質量評價的效率.并且，整個的簡化過程完全由數據自己說話，較為客觀，結果更具說服力.

表1 條件信息熵屬性約簡結果

4 結束語

本文通過利用條件信息熵的概念，引入新的屬性約簡的方法，對教師教學評價中的評價指標進行約簡，最后得出令人滿意的結果，去除了一些冗余的評價指標，減少測評人員所認為的評價指標權重分配的主觀影響，在增加了教師教學質量評價系統的客觀性的同時也不失合理性.因此，該方法可簡化教師教學質量評價的過程，減少評價工作量，進而簡化了教學管理工作.

〔1〕張海燕.高校教學質量評價狀況分析及優化對策[J].教育研究與實驗,2009(7)：17-19.

〔2〕房坤,方耀楣.基于WSR系統方法論的本科教學評估體系研究[J].高等工程教育研究,2009(5)：118-121.

〔3〕李萍,程向陽,吳濤.基于粗糙模糊度屬性約簡的教學質量評價[J].大學數學，2014(1)：28-31.

〔4〕Plawk.Z,Rough Sets-Theoretical Aspects of Reasoning about Data[M].Kluwer Academic Publishers.1991.

〔5〕王國胤.Rough集理論與知識獲取[M].西安：西安交通大學出版社,2001.

〔6〕王國胤,于洪,楊大春.基于條件信息熵的決策表約簡[J].計算機學報，2002,25(7)：759-766.

G642

A

1673-260X（2017）02-0205-02

2016-11-11

阜陽師范學院信息工程學院院級項目(2016FXXZK01);阜陽師范學院信息工程學院院級項目(2015FXXZK01)