新工科教學質量AHP－FCE綜合評價方法實踐研究

趙志龍 任海果 周計明 齊樂華

西北工業大學機電學院，陜西 西安 710072

2016 年6 月國際工程聯盟接納中國為《華盛頓協議》正式成員。2017年2月，教育部發布開展“新工科”研究與實踐項目建設。因此，近年來“大工程觀”CDIO模式、“回歸工程實踐”運動和OBE成果導向教育等教學理念廣泛應用于高等教育課程體系的重構。而基于“能力本位教育觀”，素質付諸實踐就表現為能力，實踐能力構成工程教育的支撐體。課堂教學實踐性環節的引入和教學效果的“快速、準確、有效”評價，是“柔性培養方案”和“持續改進”的基礎。

教學效果的評價具有一定的不確定性，受到（教與學）人、教學內容組織以及教學方式等因素的綜合影響，涉及因素集、評價集以及權重指標的確定。將研究對象影響因素構建成遞階層次結構的AHP層次分析法，有利于確定不同層次影響因素的權重；運用模糊集合變換實現綜合評判的FCE 法，適合于不確定性非線性問題的評價，通過模糊運算法則得到可類比的量化結果。因此，AHP-FEC 綜合評價法可適用于對教學質量的量化評價。本文的目的在于分析討論AHP-FCE 綜合評價模型的構建過程及其在機械制造專業基礎課程教學效果評估中的應用。

一、AHP—FCE混合評價模型的構建

AHP—FCE 綜合評價模型由AHP（層次分析法）和FCE（模糊綜合評價法）兩部分構成，見圖1。AHP 是將一個復雜的問題通過分解—比較—綜合確定研究對象組成要素的層次排序（權重）。分解過程為定性分析，比較過程是判斷兩兩要素的重要性，綜合過程是注重邏輯推理。層次的構建體現了定性與定量的有機結合。FCE 是以隸屬度來描述模糊界限，將模糊性的定性問題轉化為定量計算。通過層次分析法構建評價系統的結構層次，用模糊理論統計評價結果評判或決策。

（一）AHP層次分析法

AHP 層次分析法步驟：構建層次結構模型，構建判斷矩陣，求解權向量集，一致性檢驗。

首先，構建層次結構模型。將復雜問題分解成多級層次結構，見圖2。依據問題的屬性關系，上級層對下級層起支配作用。一般情況下，層數沒有限制，同一層的元素不能超過9個。

（二）FCE模糊綜合評價法

FCE 模糊綜合評價法的基本步驟：建立評價因素集，確定評語集，建立權重集，構建模糊評價矩陣，計算模糊評價集。

權重集是指各評價指標在自身子集中的重要程度。評價工作中，各因素的重要程度有所不同，可以表示為W=[,,,w]。

模糊評價矩陣是由單因素模糊評價集合所組成的綜合評價矩陣。因素集中第i 個指標對評價集中第j個元素的隸屬度為r。通過對問卷結果進行分析統計，可建立各層模糊評價矩陣R:

求得權重集W 和模糊評價矩陣R 后，從最底層開始，逐層進行模糊計算，其計算公式為：

二、AHP—FCE混合法教學效果評價

以機械制造專業基礎課程為例，運用AHP-FCE 混合法進行教學效果綜合評價的實施步驟如下。

一是構建層次分析模型。確定目標層（教學效果評價）、準則層（學生評議、教師自評、和督導組評議三個一級指標）、方案層（二級指標）。具體的評價指標設置見表2。

二是由課程組經討論確定評定指標權重。采用層次分析法構建判斷矩陣，求解權向量和一致性檢驗。計算結果如下：

三是根據表2 制得FCE 測評表，基于FCE 法構建各評價集的隸屬度矩陣，將學生評價、專家評價和教師自評的結果綜合起來，最終計算結果：F=Y*N=88×0.4084+80×0.4336+65×0.1152+54×0.0224 +45×0.0204=80.2428。

三、結論

AHP-FCE 混合評價法是一種定性描述與定量分析相融合的評價方法，層次分析將問題分解成多項指標，模糊算法將評價對象轉化成一個可以計算的數學模型。針對機械制造專業基礎課程教學中關注的工程意識，對教學評價指標進行合理設置引導教學改革。AHP-FCE混合評價法為實現“新工科”培養目標及其效果的及時評價提供了具有良好操作性的方法，對于課堂教學效果從教學內容、教學方法的綜合評價具有一定的普適性、客觀性和可信度，為教學內容優化提供科學的依據。