基于主成分分析法的課堂教學(xué)質(zhì)量評價模型構(gòu)建

楊興鑫　李瓊瑤　張克非

【摘 要】課堂教學(xué)評價是提高教學(xué)質(zhì)量的重要組成部分。結(jié)合OBE教育（Outcome-based Education，縮寫為OBE）、反轉(zhuǎn)課堂等理念設(shè)計教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)調(diào)查問卷，隨機抽取學(xué)生、教職工進行問卷調(diào)查；對所有一級指標(biāo)進行主成分分析，并根據(jù)各綜合指標(biāo)的貢獻率確定其權(quán)重；生成不同適用內(nèi)容的專項評價指標(biāo)，建立了教學(xué)質(zhì)量評價模型，用頻數(shù)篩選的方法確定各二級指標(biāo)的條目，形成最終的評價指標(biāo)。實例證明，該模型具有可靠的信度與效度，對高等學(xué)校具有較好的適用性。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)質(zhì)量評價；主成分分析法；綜合評價模型；頻數(shù)篩選

國內(nèi)教育評價界一致認(rèn)為我國的高等教育評價研究和實踐自1985年開始真正起步[1]。隨后，我國的高等教育理論和實踐工作者對高等學(xué)校內(nèi)部的教師教學(xué)評價的理論和實踐展開了廣泛深入的研究，取得了不少成果。1985-1990年，此階段教師教學(xué)評價的特點是以課程評估為主，教師教學(xué)質(zhì)量評價為輔。評價內(nèi)容都是依據(jù)高校教學(xué)管理人員的教學(xué)管理經(jīng)驗確定[2]。一級評價指標(biāo)中包含有教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度等內(nèi)容。再分別將這些指標(biāo)的共性要求抽象出來作為二級指標(biāo)，然后以之評價不同的課程。這種評價體系簡單，共性要求明了，對各種課程教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，便于對課程教學(xué)質(zhì)量的宏觀控制，也易于專家和領(lǐng)導(dǎo)評價打分，但該模型模糊了不同類型課程的教育特性，制約了教學(xué)個性和不同教學(xué)風(fēng)格的形成和發(fā)展，也影響了評價的準(zhǔn)確性和實際效果[3]。1991-1995年，國內(nèi)外的高校常常將學(xué)生評價、同事評價、教師自評作為教師教學(xué)評價的信息來源，其中，學(xué)生評價較同事評價、教師自評和專家評價具有更好的信度和效度，相比較而言，學(xué)生評價在衡量教師的教學(xué)效果時更具有可靠性和有效性，但后來評價實際表明學(xué)生評價也存在對教學(xué)規(guī)律認(rèn)識不深的現(xiàn)象。近年來，隨著高等學(xué)校教學(xué)改革的深入進行，在課程教學(xué)質(zhì)量評價體系的構(gòu)建上出現(xiàn)了一些新的改革方案，主要集中在評價指標(biāo)的確定上如何突出大學(xué)教育的特點，突出時代發(fā)展的要求，突出對學(xué)生個性和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，突出課堂教學(xué)過程的實踐性、開放性和職業(yè)性[4]。而傳統(tǒng)的教學(xué)質(zhì)量評價體系在評價目標(biāo)和評價內(nèi)涵方面不能體現(xiàn)教育改革背景下新的教學(xué)理念和方法手段。評價指標(biāo)過于冗雜，不利于各高校根據(jù)本校的具體情況編制適合本校具體情況的課堂教學(xué)質(zhì)量評價模型。在這樣的背景下，形成了更加注重評價主體多元化、評價功能由純甄別偏向激勵、評價價值取向更加注重“人本身的價值”的新的評價趨勢[6]。筆者探索建立了基于新理念的課堂教學(xué)質(zhì)量評價模型，力圖真實反應(yīng)高等教育改革背景下的教育理念和內(nèi)涵，實現(xiàn)對課堂教學(xué)質(zhì)量的導(dǎo)向和促進。

一、專業(yè)核心課程課堂教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)及模型的建構(gòu)

（一）問卷調(diào)查

1.編制調(diào)查問卷

目前大多數(shù)高等院校的課堂教學(xué)評價指標(biāo)普遍包含以下幾個方面的一級指標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程[7]。還有很多教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)包括課后作業(yè)[8]、實訓(xùn)內(nèi)容[9]這兩項，經(jīng)考慮將其定為“教學(xué)輔助”單獨列出，下屬指標(biāo)還包括：答疑情況、作業(yè)布置與批改、課后學(xué)習(xí)信息、作業(yè)完成情況。同時，為反映每一項指標(biāo)都應(yīng)“以學(xué)生為中心的”培養(yǎng)過程相關(guān)的原則[10]，增加了“學(xué)生學(xué)習(xí)效果”一項。并借鑒美國高校教師教學(xué)評價的先進理念[11]，增加了“學(xué)生評價”、“同行評價”和“師生互評”三項一級指標(biāo)[12]。本模型共選擇了以上八項一級指標(biāo)。

調(diào)查問卷的內(nèi)容共包含兩部分：基本人口統(tǒng)計信息資料和調(diào)查的正文部分。其中，第一部分包括：性別、年齡、身份、專業(yè)、課程等基本信息。第二部分包含了八個一級指標(biāo)的重要程度的判斷和排序，從最重要到最不重要分八個等級。每個一級指標(biāo)下面有2-6個二級指標(biāo)供選擇，全問卷共包含27個二級指標(biāo)。為了保證指標(biāo)的低耦合度和有效性，要求被調(diào)查者對每個一級指標(biāo)下的二級指標(biāo)選項不超過三個。

2.調(diào)查對象及統(tǒng)計

調(diào)查對象選擇某科技性高校參加課程改革的專業(yè)教師和班級學(xué)生，學(xué)生選擇2013級、2014級、2015級計算機科學(xué)與技術(shù)和計算機科學(xué)與技術(shù)（卓越計劃）、軟件工程和軟件工程（卓越計劃）、信息安全、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)共10個班512名學(xué)生，專業(yè)教師選取學(xué)院參與課程改革的4個教研室的專業(yè)教師48名。此外還選擇教學(xué)管理人員，尤其是管理、評估課堂教學(xué)質(zhì)量的人員，如各系主任、教研室主任、教學(xué)督導(dǎo)人員等共15名。總共發(fā)放問卷575份，回收有效問卷524份，有效率達到91%。對調(diào)查數(shù)據(jù)用SPSS 22.0進行數(shù)據(jù)的錄入及統(tǒng)計分析。

（二）專業(yè)核心課程課堂教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)及模型的建構(gòu)

1.對一級指標(biāo)整體進行主成分分析，構(gòu)建評價模型

主成分分析法[11-14]是一種把多指標(biāo)轉(zhuǎn)換為少數(shù)幾個具有代表性指標(biāo)的一種方法，國外在課堂評價方面大多使用此技術(shù)綜合凝練指標(biāo)[15-18]。運用 SPSS 22.0 軟件，對一級指標(biāo)進行主成分分析，以確定權(quán)重，構(gòu)建評價模型。調(diào)查中將一級指標(biāo)的重要性程度分為6個等級，錄入數(shù)據(jù)時分別賦值為：6 、5、 4 、3 、2 、1分。主成分分析中，各成分貢獻率和累積貢獻率見下表1：

從表1可以看出，前三項的特征值大于1，且累積貢獻率達到66.80%接近70，有較好的解釋力度，故采用前三個主成分作為評價綜合指標(biāo)，一級指標(biāo)的主成分分析結(jié)果見表2：

從表2中可以看出，主成分1對同行評價和教學(xué)內(nèi)容的解釋力度較好，這兩個因素在主成分1中載荷較大，主成分1可以看成是教學(xué)目標(biāo)評價取向的評價模型；同理，主成分2教學(xué)過程和教學(xué)輔助占載荷量較大，可以看做是過程取向的教學(xué)評價模型；主成分3學(xué)生學(xué)習(xí)效果所占載荷較大，可以看做是基于效果的教學(xué)評價模型。

但各項主成分累積貢獻率都太大，貢獻率最大的主成分1也只有32%，為了更精確的綜合課程評價，對三個主成分采用綜合分析法，將三個主成分中各因素除以特征根的開方即得到各因素在不同主成分線性組合中的系數(shù)，如下表3：endprint

將各主成分的系數(shù)按照方差貢獻率進行加權(quán)平均：表1中“初始特征值”的“方差%”表示各主成分方差貢獻率，方差貢獻率越大則該主成分的重要性越強，因此方差貢獻率可以看成是不同主成分的權(quán)重。原有指標(biāo)基本可以用前三個主成分代替，因此，指標(biāo)系數(shù)可以看成是以這兩個主成分方差貢獻率為權(quán)重，對指標(biāo)在這兩個主成分線性組合中的系數(shù)做加權(quán)平均。得到的綜合系數(shù)表如下表4：

以上即專業(yè)課程相應(yīng)的課堂教學(xué)質(zhì)量綜合評價模型，也就是教學(xué)質(zhì)量Y=0.21*X1+0.31*X2+0.05*X3+0.04*X4-0.02*X5+0.21*X6-0.32*X7-0.27*X8。

從綜合評價模型可以看出，在新課程改革的背景下，教學(xué)質(zhì)量強化了同行評價、學(xué)生評價、學(xué)生學(xué)習(xí)效果以及教學(xué)輔助和教學(xué)過程的份額，同時弱化了傳統(tǒng)教育中教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和師生互評的份額，體現(xiàn)了教學(xué)改革的以學(xué)生為主體，基于結(jié)果的教育理念。這與工科高等教育改革的以目標(biāo)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心的理念比較契合[5]。教學(xué)改革較為成功。同時對同行評價以及教學(xué)過程和輔助所占的權(quán)重較大，也對教師自身的教學(xué)能力和科研能力提出了更高的要求。

2.二級指標(biāo)的選取

對二級指標(biāo)的選取，依照前人經(jīng)驗，每個一級指標(biāo)選擇了若干二級指標(biāo)，由每個二級指標(biāo)被選擇的頻率來決定最終選取的二級指標(biāo)，將選中率超過50%的指標(biāo)保留作為最終二級指標(biāo)。對二級指標(biāo)的權(quán)重采用模糊化處理的形式，最終得到二級指標(biāo)如下表5：

三、實例的應(yīng)用

西南某理工科高校正在實施教學(xué)改革，筆者在得到高校允許后，對正在進行教改的十個班共400人進行了基于本評價模型的問卷調(diào)查，獲得有效問卷386份，有效率96.5%。其中男生200人，女生186人，大三183人，大二203人。使用spss22.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。使用此課程評價模型對近三年的課程質(zhì)量進行評價。具體結(jié)果如下表6：

將各年數(shù)據(jù)分別帶入綜合評價模型，進行比較，可以得知三年的教學(xué)質(zhì)量：Y（2016）=0.21*X1+0.31*X2+0.05*X3+0.04*X4-0.02*X5+0.21*X6-0.32*X7-0.27*X8=1.8893。

Y（2015）= 0.21*X1+0.31*X2+0.05*X3+0.04*X4-0.02*X5+0.21*X6-0.32*X7-0.27*X8=1.7247。

Y（2014）= 0.21*X1+0.31*X2+0.05*X3+0.04*X4-0.02*X5+0.21*X6-0.32*X7-0.27*X8=1.5239。

從上表數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)學(xué)校課堂教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提升，這表明教學(xué)改革成效明顯，改革的方向和方法基本上上對的。具體來看，同行評價和師生互評得分進步較為明顯，教學(xué)輔助和教學(xué)過程變化趨勢不大，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)得分在逐步降低。比較符合當(dāng)下的評價趨勢和教學(xué)改革目標(biāo)，也與學(xué)校督導(dǎo)結(jié)果相一致[19]。

對學(xué)校部分專業(yè)的調(diào)查分析證明了新的課程評價模型是有較高效度的，且二級指標(biāo)不冗長，使用較為方便，有推廣使用的價值。

四、結(jié)語

本文在前人研究的基礎(chǔ)上結(jié)合最新的OBE理念與建構(gòu)主義思想，創(chuàng)造了加入了學(xué)生評價和師生滿意度的一級指標(biāo)的評價體系，并通過時下較為先進的主成分分析法確定了一級指標(biāo)的科學(xué)性一級以及得到了綜合評價指標(biāo)。再通過頻數(shù)篩選的方法確定二級指標(biāo)。得到的模型通過在西南科技大學(xué)近三年的教學(xué)質(zhì)量數(shù)據(jù)得到了驗證，具有較高的效度。對課程教學(xué)質(zhì)量評價系統(tǒng)具有一定推廣價值。未來研究方向可以參考個案訪談進行定量研究與定性研究相結(jié)合；另外工科與文科的評價模型差異也有待將來相關(guān)研究。

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作者簡介：

楊興鑫（1994.2～），男，漢族，四川南充人，在讀研究生，研究方向：心理健康教育

通訊作者：

張克非（1968～），男，四川綿陽人，副教授，主要研究方向為模式識別，計算機網(wǎng)絡(luò)等。endprint