AHP在地理科学专业实验教学评价指标体系的应用

祝云龙，李权国，孙小舟，张 弢，王冰玉



AHP在地理科学专业实验教学评价指标体系的应用

祝云龙，李权国，孙小舟，张 弢，王冰玉

(湖北文理学院 管理学院，湖北 襄阳 441053)

针对我国目前地理科学专业实验教学的现状及特点，运用层次分析法(AHP)，建立地理科学专业实验教学评估体系，进而根据专家调查法对各层次评估指标所属的下层评估指标的相对重要性给予主观判断并定量化，并构造判断矩阵，利用matlab软件调整每一层次的全部评估指标的权重值，使其符合层次分析法的要求，并对评估指标进行单排序和总排序.

层次分析法；评估指标；权重值

1 引言

地理科学是一门自然科学、社会科学和技术科学交叉融合的学科，其研究范围十分广泛，组成要素复杂多样，空间和时间跨度大，地域差异明显，与人类社会经济活动联系紧密，因此，具有很强的综合性、应用性和实践性[1-2]. 要培养具有理论和实践有机结合，掌握现代地理信息技术，有较强的地理应用创新能力的复合型人才的关键在于实验教学，实验教学作为培养高素质创新人才的重要环节，在高等教育中正扮演着重要的角色[3]. 当前的教学质量评价体系比较适合于理论教学，而实验教学与理论教学的工作有很大差别，且绝大多数高校在开展实验教学评估活动中采用的是一些“通用”的评估指标体系(主要表现为对实验室条件的合格评估，评估的结果也比较简单——合格或不合格，对实验内容、实验方法、实验设计与实验手段的评估过于简单，实验成绩、实验室过程与管理、实验效果反馈等没有量化评估)，因此，不能反应不同专业的差异. 为了适应人才培养的社会需求，促使各高校加强理论教学与实验教学相结合，加强实验教学与科研、社会实践的联系，有必要有针对性地设计一套独立的比较适合于实验教学质量的评价体系和评价机制，更有效地促进实验教学质量的提高，最终为人才培养质量的提高服务[4].

层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是美国匹兹堡大学教授T. L. Satty于20世纪70年代提出的，对一些较为复杂、模糊的问题，采用定性与定量相结合的方法，系统化、层次化地分析问题，然后作出决策[5]. 它是将人的主观判断为主的定性分析进行定量化，将各种判断要素之间的差异数值化，帮助人们保持思维过程的一致性，适用于复杂的模糊综合评价系统，是目前一种被广泛应用的确定权重的方法[6]. 层次分析法的优点是定性与定量相结合，具有高度的逻辑性、系统性和实用性. 本文在专家打分的基础上运用构造判断矩阵计算权重值和一致性检验，进行计算与排序，并根据计算结果适当调整权重值，来提高AHP法确定权重的准确性和科学性.

2 评价指标设计的原则

2.1 科学性原则

遵循科学的教育规律和资料统计的要求. 实验教学指标的设置既相关又不重复，更不矛盾. 实验教学评价体系的设置要使过程性评价和结果性评价相结合；评价指标必须围绕实验教学的目标进行设计；评价指标必须反映实践性、创新性的实验教学特色，突出重点和可操作性.

2.2 全面性原则

实验教学评价指标要全方位、多角度的评价实验教学活动，全面综合地反映实验教学目标、内容、制度、手段、设备等，评价指标既要注意各指标系统的独立性，又要注意整个指标体系的全面性、整体性. 评价指标要体现管理评价老师、管理评价学生、老师评价学生、老师评价管理、学生评价管理、学生评价老师、社会评价培养学生质量等多个方面.

2.3 目的性原则

实验教学评价体系建设是高校提高教学质量，深化实验教学改革的重要内容，实验教学评价体系应从培养学生动手能力、创新思维能力、实践能力、人才培养质量和科研为教学服务等几个方面进行评价，提高学生的就业竞争力和创造力.

2.4 导向性原则

实验教学体系应正确体现实验教学改革和发展的方向，体现社会发展对人才培养的要求，对实验教学质量影响较大、较重要的要素在评价标准中应给予较大的倾斜，激励不断加强实验教学的改革和创新，提高实验教学质量.

2.5 可回溯性原则

通过评价指标和评价结果，使教师了解各方面的反馈意见，发现自己的优点和实验教学中存在的问题，找出差距加以改进和完善，明确努力方向. 增强责任心和事业心，提高实验教学质量.

2.6 可操作性原则

指标条目简明，简单易行，指标的尺度不宜偏高或偏低，权重的比例要科学合理，便于评价过程的操作实施.

3 评价指标体系的建立

3.1 评价要素指标体系的设置

影响实验教学的因素很多，通过查阅大量的文献和调查分析，结合本校实验教学经验，根据科学性、导向性、可操作性、独立性、定性和定量相结合等原则确定了影响实验教学质量的因素，其中一级指标为实验教学评价指标体系(A)，二级评价指标体系(B)为：教学管理(B1)、教学内容与过程(B2)、教学条件(B3)、教学效果与评价(B4)共4个因素，三级级指标为C，(共24个因素)(见表1)．即评价因素集为A={B1，B2，B3，B4}，各单要素的子集为B1={C11，C12，C1 3，C14，C15，C16}，B2={C21，C22，C23，C24，C25，C26}，B3={C31，C32，C33，C34，C35，C36}，B4={C41，C42，C43，C44，C45，C46}，见表1.

表1 构建的实验教学评价指标体系

3.2 构建两两比较判断矩阵

根据美国运筹学家Saaty的实验分析结果，确定运用数字1-9作为主观判断量化的标准，其含义见表2.

3.3 构建判断矩阵

按上述判断标准，在统一对各项评估指标含义与内容的情况下，采用专家调查法，取各专家对相同比较因素的赋值标量取值，构建A—B—C层次中的各比较判断矩阵（用matlab程序进行计算）；如果不具有一致性，则要对矩阵的数值进行调整，直到具有一致性为止；构造的判断矩阵如表3－7.

表2 判断矩阵评判标度法

注：判断矩阵的主对角线元素为1，aij=1/aji或aji=1/aij .

表3 判断矩阵（A—B）

计算结果：λ=4.2230，=0.0743，=0.9，=0.083＜0.10

表4 判断矩阵（B1—C）

计算结果：λ=6.5931，=0.1186，RI=1.24，=0.0957＜0.10

表5 判断矩阵（B2—C）

计算结果：λ=6.5843，=0.11686，=1.24，=0.0946＜0.10

表6 判断矩阵（B3—C）

计算结果：λ=6.4982，=0.09964，=1.24，=0.0804＜0.10

表7 判断矩阵（B4—C）

计算结果：λ=6.4379，=0.08758，=1.24，=0.0706＜0.10

进行组合一致性检验：因为所有的CR＜0.10，组合一致性检验通过. 因此，认为各指标的组合权重值是可以接受的.

3.4 计算、检验与排序

根据上述判断矩阵计算权重值和一致性检验，计算结果列于表8.

表8 B—C层次评估指标权重总排序表

4 结论与分析

4.1 重要评估指标

上述24个实验教学评价指标体系综合排序表明：权重值排在前3位的分别是实验综合设计能力(C42)、综合性实验(C22)、学生评价(C43)，这3项指标的权重都大于10%，合计权重为40.3%，其中综合设计能力的权重最大，为17.5%. 该结果表明：实验教学要以锻炼学生实验综合设计能力为宗旨，以综合性实验为依托，以满足学生要求(学生评价)为最终的培养任务，因此，实验综合设计能力是实验教学评价指标体系中一个最重要的评估指标.

4.2 次重要评估指标

老师评价(C44)、教学方法与手段(C23)、专家评价(C45)、设备完好率(C32)、社会反馈(C46)排在第4~8位，其权重在4.3%~7.46%之间，合计权重为：29.04%. 说明实验教学是为人才培养服务的，老师评价主要是针对学生对实验内容掌握程度、实验操作能力、实验设计能力、实验报告撰写等方面进行的一个综合评价，因此是一个重要的评估指标；教学方法与手段主要指实验教学中采用的教学方式、方法，是能够反映教学效果、激发学生学习和探索兴趣的重要一环；专家评价主要是指从人才培养方案、实验教学内容、实验教学指导书、教学方法与手段、实验室设备、实验教学管理规章制度、实验教学队伍、学生综合能力等方面进行评价，也是反映实验教学质量的重要一环；设备完好率是指能够被学生利用的实验设备，是开展综合性实验、锻炼综合设计能力的重要一环；社会反馈主要是从培养的逻辑思维能力、创新能力、社会竞争力等方面进行评价，是学生培养质量的最终反馈和体现.

4.3 次要评估指标

教学工作计划(C11)、实验教学工作记录(C16)和实验教学管理制度(C15)排在最后3位，其权重都小于1%，3项合计权重仅为1.55%，因而构成次要评估指标. 说明，教学工作计划、实验教学工作记录和实验教学管理制度(因学校在郊区，僵硬、陈旧的管理制度已经限制了实验室的利用效率)在提高实验教学质量方面已经成为了限制因素.

4.4 结语

通过运用层次分析法(AHP)，可以使地理科学专业实验教学评价指标体系更加客观，主观评价也具有层次性、条理性、整体性和系统性的量化权重结果，经过计算得出的实验教学评估指标的权重更加科学合理，可在高校地理科学专业的实验教学评估系统中实现有效、客观地评估运作. 根据对24项评估指标的权重计算，根据其权重值的大小可以对其进行分类，分别为重要评估指标、次重要评估指标、一般评估指标和次要评估指标，其中重要评估指标(实验综合设计能力(C42)、综合性实验(C22)、学生评价(C43))是评估的关键. 一个合理而又科学的评估指标的权重, 还需要结合专家们的客观评分和实际工作的成果，才能得到较为准确的评估结果.

[1] 郝成元, 吴绍洪. 关于中国地理学中的区域综合研究[J]. 地理与地理信息科学, 2007, 23(4): 48-52.

[2] 白光润. 地理科学导论[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006.

[3] 唐 荣, 毕 谦, 夏 锋. 构建高校实验教学质量监控体系的研究与实践[J]. 昆明理工大学学报: 社会科学版, 2008, 8(8): 84-87.

[4] 陈善飞. 实验教师教学质量评价指标体系的思考与设计[J]. 实验室研究与探索, 2003, 22(1): 128-130.

[5] SATTY T L. 层次分析法[M]. 许树柏, 译. 北京: 煤炭工业出版社, 1988.

[6] 许国志, 顾基发, 车宏安. 系统科学[M]. 上海: 上海科技教育出版社, 2000.

Application of AHP to Evaluation System on Geographical Science Major’s Experimental Teaching

ZHU Yunlong, LI Quanguo, SUN Xiaozhou, ZHANG Tao, WANG Bingyu

(School of Management, Hubei University of Arts and Science, Xiangyang 441053, China)

According to the present situation and characterics of geographic science major’s experimental teaching, this paper, using the analytic hierarchy process (AHP), sets up an AHP model of evaluation system on geographic science major, and then, it provides the measurements of experts’ judgement to each level factors in the AHP model and expresses them in the judgement matrix to determine weighted valus of each level factors, and adjusts the weighted values of each level factors using matlab to conform to the requirement of AHP, and carries out the evaluation indexes’ single orders and the total order.

AHP; Evaluation index; Weighted value

G642.423

A

2095-4476(2014)05-0079-04

2013-12-12;

2014-03-31

2012年湖北省普通本科高校“地理科学专业综合改革试点”项目; 湖北省教育厅教学研究项目(2008216); 湖北文理学院教学研究项目(JY201244)

祝云龙(1978— )，男，河南太康人，湖北文理学院管理学院地理科学系副教授，博士，主要研究方向：湿地资源与环境.

(责任编辑：刘应竹)