基于模糊综合评判法的《大学物理实验》考核方式研究

刘伟波，马国利，贾天俊

基于模糊综合评判法的《大学物理实验》考核方式研究

刘伟波，马国利，贾天俊

（滨州学院 物理与电子科学系，山东 滨州 256603）

探讨了《大学物理实验》成绩评定方法对实验教学的重要性，介绍了几种常见的成绩评定方法。引入模糊综合评判法并利用该方法对大学物理实验成绩进行了评定，具体采用平时成绩、操作考试、理论考试三个评定因素相结合的方式对学生的实验成绩进行综合评价。结果发现，基于模糊综合评判法的《大学物理实验》考核方式可以使考核的成绩更加科学和全面。

模糊综合评判；大学物理实验；实验考核；应用

《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》规定［1］，《大学物理实验》是对大学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是大学生接受系统实验方法和实验技能训练的开端，在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。基于此，各高校都非常重视物理实验的教学改革，而对于实验考核方式的研究始终是热点问题。因为，考核方式作为衡量一门课程成绩的标尺，学生对其非常地关注。科学合理的考核方式将调动学生学习的主动性和积极性，提高实验课的效果。

目前，各高校采用的大学物理实验考核方式主要有［2－3］：（1）平时实验平均成绩，即平时实验成绩求和取平均；（2）平时实验平均成绩×系数+操作考试成绩×系数；（3）平时实验平均成绩×系数+笔试成绩×系数。但由于学生的实验成绩是多因素、多变量、界限模糊的事物，很难直接进行定量分析，如仅给出一个成绩，导致上述常用的考核方式都存在其局限性和弊端［4］。因此，建立一套科学、合理、公正的考核评价方式，将是非常重要和必要的，它无疑将对《大学物理实验》的教学改革产生积极的作用。本文拟通过以模糊数学为基础的模糊综合评判法对大学物理实验成绩进行评定，寻求一种更为科学的考核方法。

1 模糊综合评判的数学模型

模糊综合评判法的基础是模糊数学，它建立适当的隶属函数并通过模糊集合论的有关运算和变换，把对模糊对象的定性评价转化为定量评价［5］。该方法具有结果清晰、系统性强的特点，能较好地解决模糊难以量化的问题，已经被用来解决各种非确定性问题［6－8］。模糊评判模型的建立一般可归纳为以下几个步骤［9－10］。

1）确定评判对象的因素集

因素集是由以影响评判对象的各种指标为因素所组成的一个普通集合，常表示为U= {u1，u2，…，un}，其中，表示影响因素具有的n个属性。影响实验考核结果的因素很多，且这些因素通常具有不同程度的模糊性。笔者结合自己多年来承担大学物理实验教学和考核的经验，参考了其他院校的考核方式，并广泛征求了相关领域专家、实验教师、学生的意见和建议，建立了如表1所示的考核指标体系。

表1 大学物理实验考核指标体系

2）确定评判集

评判集是对评判对象可能做出的各种评判结果所组成的集合，常表示为V={v1，v2，…，vn}，其中，vi（i=1，2，…，n）代表可能出现的各种总评判结果。我们对大学物理实验的评判采取4个等级，即V=｛v1，v2，v3，v4｝=｛优，良，中，差｝。

3）确定各因素的权重

由于各因素对评判对象的影响不同，必须确定各因素的权重，由各权重数所组成的集合为权重集A。确定权重的方法很多，如专家评判法、加权统计法和层次分析法等。我们采用专家评判法，即对相关实验方面的专家进行问卷调查及本校相关实验指导老师进行集体研究讨论的形式，给出各因素的权重分配，如表2所示。

4）建立单因素评判

单个因素的评判即建立一个从因素集U到评判集V的模糊关系。在具体实验教学中，教师平时应根据评价指标，对每一个实验及时规范地记录下各因素的评判等级，作出模糊评判。要逐个对被评事物从每个因素上进行量化，进行综合整理、统计，从而得到单因素评判矩阵：

其中，rij表示从第i个因素出发，作为第j种评判的隶属度。

表2 指标权重

5）进行综合评判

单因素模糊评判仅反映了一个因素对评判对象的影响，要进行综合评判需再考虑每个因素相对应的权重。模糊综合评判可表示为：B=A·R，其中，B为模糊综合评判结果向量。最终结果根据评判结果来确定，常用的方法有最大隶属度法、加权平均法和模糊分布法等。针对因素比较少的问题可采用一级综合评判，当评判系统十分复杂、涉及的因素较多时，则需引入多级综合评判。根据前面因素集的建立情况，我们选择利用二级综合评判对大学物理实验进行考核。

2 应用举例

下面通过一个具体的例子来阐述模糊综合评判法在大学物理实验考核中的应用。假设某学生的大学物理实验成绩由五名指导教师进行综合评判，所给出的各评判指标的评语等级如表3所示。

根据上述评判结果可得到该学生的评判指标体系中各个单因素评判矩阵。

由Bi=Ai·Ri，得出一级评判向量分别为：

B1=（0.28，0.58，0.12，0.02）

B2=（0.24，0.48，0.18，0.10）

B3=（0.20，0.38，0.26，0.16）

表3 某学生的评判结果

故二级综合评判模糊向量为：

按照最大隶属度法，该生成绩的“良（0.52）”程度最大，故该生的最终成绩为“良”。

若需要将最终成绩换算成具体的百分制分数，可对评判集进行赋值，令

则可计算出该生的分数为：

3 模糊综合评判法与传统方法的对比

从以上分析可以看出，在对大学物理实验成绩的评定上，模糊综合评判法与传统方法相比具有以下明显优势：

1）模糊综合评判法在建立模型的过程中综合考虑了影响实验成绩的各项因素以及权重，所得结果更能全面准确地反映学生整个《大学物理实验》课程的学习情况。该方法在一定程度上减少了传统方法中评判因素考虑过少、教师的主观性和随意性影响较大的缺点，使评判结果更加全面和客观。

2）模糊综合评判法以模糊数学为基础，将对评价对象的定性评价转化为定量评价，使定性分析与定量分析很好的融合。相对传统方法的缺乏数据说明，模糊综合评判的结果经过了定量分析，无疑更加科学和准确，更能让学生信服。

4 结束语

通过实践证明，应用模糊综合评判法来进行大学物理实验考核是可行的，并取得了较好的效果。它克服了传统考核方式的主观性和单一性，在定性分析与定量研究之间建立了较好的链接，为科学、客观、公正地评价学生的大学物理实验成绩提供了一个新的方法和途径。

当然，该评判方法也存在一些问题。如计算过程较为复杂，增加了教师的工作量；评价指标各因素相互关系较复杂，权重的确定基本只能由专家给定；评价体系的客观性、完备性和科学性还需进一步的研究与实践检验等。目前，由于计算机的广泛应用，可根据模型运用程序语言编写相关评判系统软件，利用计算机进行计算处理，能部分解决上述问题。但该评判方法仍需在教学实践中不断完善。

［1］物理基础课程教学指导分委会.理工科类大学物理实验课程教学基本要求［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［2］罗晓琴.大学物理实验成绩评定方式探索［J］.实验科学与技术，2011，9（5）：102－104.

［3］杨强，马琳.大学物理实验学生成绩考核方法的探究［J］.长春大学学报，2008，18（4）：96－98.

［4］房文静，刘冰.大学物理实验成绩的模糊评价［J］.物理实验，2007，27（10）：21－23.

［5］刘普寅，吴孟达.模糊理论及其应用［M］.长沙：国防科技大学出版社，2002.

［6］付沙，宋丹.基于AHP和模糊综合评判的信息安全风险评估方法［J］.实验室研究与探索，2012，31（6）：207－210.

［7］董悦，翟玉人.模糊综合评判在高等学校实验教学示范中心评审中的应用［J］.实验技术与管理，2008，25（8）：115－117.

［8］朱世辉，杨春，李树勇，等.结合层次分析法的模糊综合评价模型及其应用［J］.实验科学与技术，2006，4（3）：42－44.

［9］席雷平，齐晓慧，董海瑞.基于模糊综合评判理论的实验教学评价［J］.实验科学与技术，2008，6（6）：29－31.

［10］唐焕芳，周自刚.利用模糊集合论对大学生普物实验进行综合评判［J］.西南师范大学学报：自然科学版，2002，27（3）：437－440.

Investigation of Assessment in College Physics Experiment Based on the Fuzzy Com prehensive Evaluation

LIUWeibo，MA Guoli，JIA Tianjun
（Department of Physics and Electronic Science，Binzhou University，Binzhou 256603，China）

The importance of assessment in college physics experiment to the experiment teaching and learning is discussed，and the common evaluationmethods are introduced.The fuzzy comprehensive evaluation is introduced to assess the resultof college physicalexperiment，and the three assessment factors，including usual performance，operating test，and theory test，are combined to assess the students'grades comprehensively.It is found that the evaluation mode of college physics experiment based on the fuzzy comprehensive evaluation canmake the result of assessmentmore scientific，and impartial.

fuzzy comprehensive evaluation；college physics experiment；experiment assessment；application

G424.75；O159

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.032

2013－09－25；修改日期：2013－11－13

滨州学院实验技术研究基金资助项目（BZXYSYXM201211）；滨州学院精品课程基金资助项目（BZXYJPKC201104）；滨州学院教学研究基金资助项目（BYJYYB201128）。

刘伟波（1980－），男，硕士，讲师，主要从事大学物理实验教学与研究工作。