新工科背景下教學質量評價體系構建與實證研究

沈樹聲　鄧沿生　夏建中　鄒寶平

[摘? ?要] 新工科建設對應用型本科院校教學評價提出了新的要求。傳統的教學評價方法在確定指標權重時普遍存在主觀性的問題，已無法滿足當前工程教育的需要。文章綜合考慮新工科的建設需求，引入綜合賦權法計算指標權重，結合模糊綜合評價法，提出基于綜合賦權的教學質量模糊評價體系。以“地下工程施工”課程為例，研究發現：基于主觀權重計算的評價結果偏高，而基于客觀權重計算的結果與綜合賦權結果一致，更符合實際。研究成果能為新工科背景下應用型本科院校的教學評價工作提供借鑒和參考。

[關鍵詞] 新工科； 應用型本科； 教學評價體系； 指標體系

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 沈樹聲（1981—），男，浙江桐鄉人。助理研究員，碩士，主要從事高等教育管理研究。E-mail：778385125@qq.com。鄧沿生為通訊作者，E-mail： ysdeng@zust.edu.cn。

一、引? ?言

隨著人工智能、大數據以及云計算等前沿科技的高速發展，新一輪科技革命和產業變革正蓬勃興起。為了緊跟時代發展，2017年教育部正式提出新工科發展戰略規劃，積極推進新工科建設，先后形成“復旦共識”“天大行動”“北京指南”，為高校工程教育改革創新指明了方向 [1-3]。教學評價作為教學活動的基本環節，不僅影響教學目標的達成，更是教學改進的重要導向。針對新工科對教學評價的新要求，提出一套更加科學、合理的教學質量評價體系，對我國新工科建設與發展具有重要意義。

目前針對教學評價體系的研究多采用層次分析法（AHP）[4-10]、模糊綜合評價法[11-12]等，大多數評價方法均采用層次分析法確定指標權重，即通過專家主觀打分后計算得到，存在一定的主觀性。基于新工科背景下應用型本科院校教學評價的特點，針對傳統教學評價體系中指標權重普遍存在主觀性的問題，文章通過全面分析現有的教學評價方案，選取了適用于新工科專業的教學評價指標，采用綜合賦權法確定指標權重，在一定程度上避免了單獨采用AHP帶來的主觀性，結合模糊評價法構建教學評價體系，研究成果能為新工科背景下應用型本科院校的教學評價工作提供參考。

二、傳統教學評價體系存在的問題

傳統教學評價體系側重于考查學生本專業教材上的理論知識，很難適用于現階段新工科背景下應用型本科院校培養高素質、交叉復合型卓越科技人才的需求。新工科背景下傳統教學評價體系存在如下問題：

（一）評價指標沒有考慮學科交叉融合性

新工科建設具有顯著的學科交叉和跨界融合特征，需要高水平人才綜合跨學科的知識和視角，敢于打破傳統工科的思維定式，采用創新的思維模式，能夠創造性地解決現實中復雜多變的工程問題。這就需要高校在傳統教學評價體系的基礎上，融合能反映學生學科交叉和跨界融合能力的評價指標，全面評價新工科背景下的教學質量。

（二）評級體系沒有充分考慮創新實踐能力

為了滿足未來產業對具有實踐能力和創新能力高素質復合型人才的需求，高等院校教學質量評價體系不僅要考核學生對基本理論知識的掌握情況，更要對學生所表現出來的創新能力、團隊合作能力、發現問題和解決問題的能力等進行考核。

（三）評價體系沒有緊跟產業發展

新工科建設意味著傳統教學內容已不能滿足當代產業發展的需求，在互聯網時代的大背景下，科學知識也在快速迭代，應用型本科院校作為培養高素質、高科技人才的基地，其教學內容在延續傳統學科基本知識和方法的同時，應涵蓋必要的學科發展前沿知識，補充當代產業發展需求的新思想、新理論、新方法和新技術。

（四）評價主體缺乏多元性

傳統評價通常采取學生評教、同行互評等方式進行，評價主體較為單一。新工科背景下應用型本科院校的教學評價應由多方主體共同參與，特別是產業方參與教學評價，形成以學生、教師、教學管理和產業方等多方共同組成的評價主體。這樣不僅增加了教學質量評價體系的客觀性，同時也可以及時了解產業需求，以便及時進行教學改進，從而保障高素質、高水平工程技術人才的培養。

三、構建教學評價指標體系

為了應對新一輪產業革命和科技變革，教育部提出了新工科的概念，其不僅具有一定的時代意義，還具有顯著的引領性、交融性、創新性、跨界性和發展性等新特征。面對新工科的新理念、新形勢、新特征和新挑戰，傳統教學質量評價方法已無法滿足當前工程教育的需要。對于應用型本科院校而言，如何培養滿足社會發展需求的、且具有國際競爭力的復合型高水平技術人才，如何構建新工科背景下的教學評價體系已成為當前應用型本科院校亟須解決的問題。

綜合賦權法是一種將主觀權重和客觀權重相結合的綜合賦權方法。通過AHP構建層次結構模型，并計算主觀權重，采用熵權法計算客觀權重，一定程度上避免了單獨采用AHP帶來的主觀性。AHP是將復雜的多目標決策問題作為一個系統，將目標分解為不同的組成因素，進而按照因素間的關聯和隸屬關系分解為多指標的若干層次，形成一個具有多層次的結構模型。專家根據經驗通過對每一層次的各因素構建判斷矩陣，即可計算出各層次每個因素的主觀權重。熵權法完全基于數據本身，根據某個指標數據的離散程度確定指標客觀權重。

以新工科工程教育改革為導向，結合新工科建設的新特征和教學工作的實踐經驗，以多方評價、多方反饋、多樣評價為基礎，引入AHP方法構建層次結構模型，綜合賦權法計算綜合權重，設計的教學評價指標體系（見表1）共分為三層，即目標層、準則層和指標層。目標層為教學評價，作為土木工程教學評價模型的總目標；準則層共包含B1教學態度、B2教學內容、B3教學過程、B4教學方法、B5教學實踐、B6教學效果等六項；指標層共包含28項，其中在B1教學態度、B2教學內容和B5教學實踐中均考慮了新工科建設的要求，如C13積極融入課程思政、C26教學內容交叉性、C54實踐內容緊跟產業發展等。

四、基于綜合賦權的模糊評價體系

基于綜合賦權的模糊評價模型在計算權重時綜合考慮了主客觀的情況，即采用AHP法計算主觀權重，采用熵權法計算客觀權重，最后綜合考慮主觀和客觀權重計算綜合權重值，既考慮了專家的主觀經驗，又尊重數據的客觀事實，避免完全主觀判斷的局限。

（一）綜合賦權法

綜合賦權法需先利用AHP計算主觀權重，首先要確定目標層、因素層和子因素層，從而構建層次結構模型；根據構建的層次結構模型，通過比較因素間的相對重要性，依據9級標示法構造每層次的判斷矩陣。其次采用方根法和特征向量法，通過判斷矩陣計算對應因素層各因素的權重。由于構造判斷矩陣是專家憑借經驗進行的兩兩比較，當元素較多時，很難做到判斷的完全一致性，這就容易導致估計誤差。因此對構造的判斷矩陣要進行一致性檢驗，當一致性檢驗指標CI滿足要求時，則認為滿足一致性檢驗[13]。最后根據層次單排序的結果計算組合權重，即主觀權重wjs。AHP的計算流程如圖1所示。

計算出主觀權重wjs后，再利用熵權法計算客觀權重wjo。熵是對不確定性度量的一種方式，信息量越大，不確定性就越小，故熵越小；反之熵越大，不確定性就越大。熵值法計算客觀權重首先需將指標值xij正向化處理，計算第j個指標在第i個評價項目中特征比重pij為：

歸一化后即可得到評價結果向量B={b1， b2， …， bm}，基于最大隸屬度原則可最終確定教學評價結果。其計算過程如下：

（1）構建評價因素集U，即為教學評價指標體系準則層和指標層中元素的集合；

（2）建立指標權重集W，即計算因素集U中各因素權重的大小，采用綜合賦權法計算得到指標綜合權重集；

（3）確定評價評語集V，如優、良、中、合格和不合格五級評價；

（4）計算評判矩陣R，首先確定U對V的隸屬函數，再計算出各評價指標對各等級的隸屬度rij；

（5）計算模糊綜合評判集B，利用普通矩陣乘法，基于最大隸屬度原則，得出評判集最終評價結果。

（三）基于綜合賦權的模糊評價體系計算流程

（1）根據課程運行情況，結合應用型本科院校實際，確定土木工程教學評價的總目標，并建立教學評價指標體系；

（2）基于評價指標，理清指標間的聯系及層次結構，邀請專家組獨立地對各評價指標的重要性程度進行對比打分；

（3）依據專家打分，采用AHP和熵權法計算各指標的主客觀權重，并計算最終綜合權重值，得出各指標的權重向量；

（4）根據具體的評價目標要求，構建評價因素集合和評價評語集合；

（5）依據模糊綜合評價模型的計算流程進行模糊計算和綜合評價，得出模糊綜合評判集，進行歸一化處理后，即可得到最終評價等級。

五、基于綜合賦權的模糊評價體系實踐應用

以筆者所在學校“地下工程施工”課程為例，選擇土木工程專業2019級大四學生為研究對象，為了對“地下工程施工”課程的教學質量進行評價，組織教學管理人員、教師、企業人員以及學生76名，開展基于綜合賦權的模糊評價體系的實踐應用研究。本次評價中采用的教學質量評價標準共分為五個等級，即優秀、良好、中等、合格、不合格。

根據教學管理人員、教師、企業人員和學生的評分和專家打分結果，取待定系數a和b均為0.5，可得到準則層教學態度、教學內容、教學過程、教學方法、教學實踐和教學效果共六個維度的主觀、客觀和綜合權重值，如圖2所示。

從圖2可以看出，B4和B5的主觀和客觀權重相差較大，相差約3～4倍。如果單獨使用主觀或客觀權重進行評價，均可能會造成評價結果與實際不符的情況。因此，綜合賦權方法既能在一定程度上減少人為判斷的主觀性，又能考慮數據本身的內在性質，能更真實地反映各影響指標的權重。基于綜合賦權結果，得到準則層（B1、B2、B3、B4、B5、B6）各指標的評價結果分別為：[0.000 0.000 0.282 0.599 0.119]、[0.000 0.132 0.208 0.405 0.256]、[0.000 0.000 0.057 0.178 0.765]、[0.003 0.004 0.049 0.164 0.781]、[0.000 0.000 0.443 0.163 0.394]、[0.000 0.156 0.333 0.511 0.000]。

根據各準則層指標的評價結果可知，本學年“地下工程施工”課程在教學實踐環節評價結果為中等，仍有改進空間。結合計算得到的綜合權重值，即可得到最終“地下工程施工”課程的教學質量評價結果為[0.001 0.052 0.248 0.357 0.343]。基于最大隸屬度原則，即可確定2022年度“地下工程施工”課程的教學質量評價結果為“良好”。

如果單獨采用主觀和客觀權重進行計算，可得到教學質量評價結果為[0.000 0.050 0.276 0.336 0.339]和[0.001 0.054 0.221 0.378 0.347]，按照最大隸屬度原則，可得到評價結果分別為“優秀”和“良好”。可見，基于主觀權重計算，其最終評價結果偏高。基于客觀權重的計算結果與綜合賦權結果一致，更符合實際。

六、結? ?語

基于綜合賦權的新工科背景下教學質量評價體系能綜合考慮各評價指標的主觀和客觀權重，采用層次分析模型將教學質量評價問題分解為兩個層次，即準則層和指標層，并引入模糊數學的方法，構建基于綜合賦權的教學質量評價體系。針對新工科背景下應用型本科院校高素質、交叉復合型卓越科技人才的培養需求，提出的評價體系同時考慮了課程交叉融合和創新能力方面的考核，且具有良好的可操作性和可信度，為新工科背景下教學質量評價和改進提供了可行方案。

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Construction and Empirical Study of Teaching Quality Evaluation System under the Background of Emerging Engineering Education

SHEN Shusheng，? DENG Yansheng，? XIA Jianzhong，? ZOU Baoping

（School of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang University of Science & Technology，

Hangzhou Zhejiang 310023）

[Abstract] The construction of emerging engineering education has put forward new requirements for the teaching evaluation in application-oriented undergraduate colleges. The traditional teaching evaluation methods are generally subjective in determining the weights of indicators， which can no longer meet the current needs of emerging engineering education. Comprehensively considering the needs of the construction of emerging engineering education， this paper introduces a comprehensive weighting method to calculate the indicator weight， combines the fuzzy comprehensive evaluation method and proposes a fuzzy evaluation system for teaching quality based on comprehensive weighting. Taking the course "Underground Engineering Construction" as an example， it is found that the evaluation results calculated based on subjective weights are higher， while the results calculated based on objective weights are consistent with the results of comprehensive weighting， which is more in line with the reality. The research results can provide reference for the teaching evaluation of application-oriented undergraduate colleges under the background of emerging engineering education.

[Keywords] Emerging Engineering Education; Application-oriented Undergraduate; Teaching Evaluation System; Indicator System

基金項目：浙江省教育科學規劃2023年度一般規劃課題“新工科背景下后疫情時代混合式教學質量動態評價指標體系研究”（課題編號：2023SCG334）