基于模糊评价模型的教学评价系统的设计与实现*

王　静

(汉中职业技术学院　汉中　723000)



基于模糊评价模型的教学评价系统的设计与实现*

王静

(汉中职业技术学院汉中723000)

近年来,高等职业教育迅速发展,其教学质量也受到了前所未有的关注,教学评价作为教学质量的检测工具逐渐开始推广使用。随着计算机技术的快速发展,网络教学评价日益成为一种重要的教学评价方式。论文从陕西省汉中职业技术学院的教学实践出发,对模糊数学理论在教学评价系统中的应用进行了研究,并对利用模糊数学建立的模糊评价模型进行了深入的分析和设计,采用B/S模式结构体系、使用JSP/Servlet网页开发技术实现了汉中职业技术学院教学评价系统。该系统简洁易用,运行稳定,提高了教学评价效率,改善了教学管理工作。

模糊评价; JSP/Servlet; B/S

Class NumberTP317

1　引言

近年来,我国经济实力得到了快速发展,国民生活水平不断提高,政府和人民越来越重视高等职业教育人才的培养,高职院校的教学质量受到了前所未有的关注,教学评价作为教学质量的一种评价工具得到了广泛的认可。然而传统的教学评价方式存在着诸多问题,如评价主体较少,不能反映各方面诉求;评价指标不能反映各评价人的特点;评价方式仍然使用传统纸质操作,效率低下等缺点,因此实现一套能够反映评价各方诉求、体现评价各方特点的教学评价系统非常迫切。

教学评价理论研究最早始于国外,20世纪20年代,美国开始了教学评价的科学研究。他们认为评价方法需要与哲学相一致。同期英国只对见习教师进行教学评价,作为见习教师聘任依据。20世纪50年代,美国开始考察教师的教学活动特点。日本则强调对教学情况、请假等情况进行综合评判,并进行分级评判。同期,英国的一些相关领域专家相继发布了《教育质量》、《把学校办得更好》等著作。20世纪70年代以后,学生评教逐渐在教学评价中扮演主要角色。20世纪80年代,美国的教学评价问题的研究逐渐转向教学行为的研究。80年代后,随着计算机技术的发展成熟,欧美一些国家开发出了许多网络教学评价系统,例如华盛顿大学使用的评价软件IAS、个人发展系统IDEA等,获得了不错的评价效果[1～2,4,10]。

我国的教学评价的科研、运用等研究发展缓慢。1978年后到20世纪80年代初,我国的教学评价制度开始建立。1986年,教育部发布《教师职务试行条例》,该试行条例主张对教师的进行全面考核。1995年,教育部颁布《教师资格条例》;2000年,国家颁布《〈教师资格条例〉实施办法》,该办法标志着我国的教师资格评审工作启动[11]。

本文从陕西省汉中职业技术学院的教学实践出发,运用模糊数学理论,建立了基于模糊综合评价法模型,借助计算机和计算机网络优势,开发了基于JSP/Servlet技术的B/S体系结构教学评价的模糊评价系统[10]。该系统偏重于理论课的教学评价。

2　模糊评价法模型

现代数学理论是确立在数学集合论基础上的。集合论可以完整地展现数学的基本概念,其中的关系和运算方法能够展现人类的推理方式,然而近年来科学理论研究不断深化,在某些非常复杂的系统中,系统的复杂性与精确性又成为了不可调和的矛盾。1965年美国控制论专家L.A.扎德(L.A.Zadeh,1921—)教授发表了题为《模糊集合论》的论文[3,6,8],对系统的复杂性和精确性的矛盾有着深刻的见解。L.A.扎德教授认为计算机不能处理模糊问题的主要原因在于传统数学没有对模糊信息进行表现。集合论只能描述“分明”信息,这就是计算机与人脑之间的重要区别。

在教学质量评价设计过程中,首先应分析教学质量的具体评价因素。根据在汉中职业技术学院的实际需求调研情况,确定具体的评价因素集。在此之上,我们要设定各评价因素在其整体评价过程中所占的权重比例。对于需求分析中确定的评语集,还需要确定各评定等级值,得到运算公式,从而得到模糊评价法模型。然后就可以采集样本,得到评价结果。本节以教师评价模块设计为例,给出教学评价系统中评价因素集、评语集等内容[3,5,9]。

1) 评价因素集

在汉中职业技术学院教师评价系统中,将评价用户分为四类:学生、教师、督导人员、主管领导。针对四类用户不同的关注特点,分别设计四种不同的评价因素集,以满足个性化的需要[7]。评价因素集按照一级因素集和二级因素集分别建表存储,评价集内容如表1～表4所示。

表1　学生评价因素集

表2　教师评价因素集

表3　督导人员评价因素集

表4　主管领导评价因素集

2) 评语集、评价因素权重

评语集定为四个等级:优、良、中、差。每个二级评价因素若为十分制对应分数分别为:优:9～10分,良:7～9分,中:5～7分,差:5分以下;若为五分制对应分数分别为:优:4～5分,良:4～3分,中:3～4分,差:2分以下。

根据对评价因素的分析,考虑各方意见,设定了各一级评价因素、二级评价因素的权重值(分别见上表),表内按百分制给出了各一级、二级评价因素的权重值。根据以上权重值及实际打分情况即可计算出待评价教师的不同用户所打总分。此外设定学生、教师、督导人员、主管领导四类用户的权重分别为0.2、0.3、0.3、0.2,由此可以将不同评价用户所打分值进行综合考虑给出最终结果。

3) 建立评价因素隶属度

对于评价因素集中的每个评价因素,根据收集到的学生评价数据,可以确定它的隶属度。将所有学生的评价放到一个矩阵中,就得到了模糊矩阵。

(1)

其中,Uij指评价因素Ui对评语集Uj的隶属程度。

4) 建立模糊评价模型

根据以上确定的评价因素集、评语集、权重值,以及系统运行后记录的用户评价,就可以将采集到的评价记录按照模糊评价法计算得到最终的评价结果。

下面以计算机课的学生教学评价为例。我校有100个学生参加计算机课的教学评价,其中对“作业”一级因素中的二级因素“态度”进行了评价。其中,选“优”的有40人,选“良”有30人,选“中”有20人,选“差”的有10人。那么由此构成行矩阵为(0.4,0.3,0.2,0.1)。“作业”一级因素中的另一二级因素“时效”也可依此类推,假定得到行矩阵为(0.5,0.1,0.3,0.1)[5]。

由此可以得到模糊评价矩阵为

(2)

根据该一级因素中各二级因素的权重向量R1=[0.1,0.1],可以得到:

=[0.09,0.04,0.05,0.02]

(3)

对其进行归一化处理得到标准模糊子向量:

P1=[0.45,0.2,0.25,0.1]

(4)

为了得到该教师“作业”的最终分数,取评价的四个等级对应的分值为9、8、7、5,总得分可计算如下:

K1=[0.45,0.2,0.25,0.1]*[9,8,7,5]T=79

(5)

即“教学思路”因素中,该教师最终评分为7.9分。

3　系统设计

3.1角色设计

为了广泛地反映不同评价人群的特点,使评价结果更具有客观性,将汉中职业技术学院教学评价系统的评价主体划分为两大类:普通用户和管理员。其中普通用户包括:学生、教师、督导人员和学校领导层。根据需求调研,不同用户具有不同的评价重点,也被赋予不同的用户权限。例:不同用户的评价因素集不同(见上节评价因素表);不同用户的查询权限不同,如教师只能查询自身对待评价教师的评价信息以及自身的被评价结果汇总信息,不能查询其他教师的评价结果汇总信息,而管理层用户可以查询所有教师的评价汇总信息,以便评优评先。

3.2功能模块设计

功能模块设计是将系统划分为不同的功能模块,并根据不同功能模块特点及业务流程,设计具体流程。根据系统功能需求调研分析结果,按照各业务处理的流程关系进行逐级分解和整理,将汉中职业技术学院教学评价系统设计按功能划分为三个子系统,如图1所示。

图1　系统功能模块结构图

1) 评价子系统

评价子系统的可操作人员是所有用户。所有用户都能够使用自己的账号、密码进入到评价系统中。用户能够浏览需要评价的课程信息,学生用户能对该课程进行评价;教师、督导人员也可以对课程进行评价。

2) 查询子系统

查询子系统的操作员为所有用户,但不同用户具有的权限不同,学生可以查询自己评价的内容及课程信息。教师可查询自己教授课程的评价内容,包括该课程的评价汇总结果,不能查询其他教师的评价结果。而系统管理员可查看所有教师的评价结果信息。该子系统主要功能模块为:课程信息、评价结果和用户信息。

3) 数据维护子系统

数据维护子系统的操作人员为系统管理员,具有系统管理员权限的人员是指定的系统维护人员。该子系统的主要功能为:课程信息更改、用户信息更改、评价信息更改、评价因素更改、评价结果统计。系统管理员可以对用户信息、课程信息及评价信息的进行维护;根据需要重新设置评价因素,对评价信息进行统计分析,生成评价结果等。此外考虑到执行评价结果汇总功能需要操作数据库中的大量评价数据,若多次操作将会造成系统资源浪费,故将执行评价结果汇总功能赋予系统管理人员执行。评价结果汇总完成以后,其他各类有权限查看的用户即可查看评价结果汇总信息[10]。

4　系统实现

4.1开发环境

陕西省汉中职业技术学院校园内已部署校园网络用户群体分散较广,所以系统的设计体系采用B/S模式[12～13]。开发语言上选择JSP/Servlet技术,由于用户体量不大,选择小巧、使用方便的MySQL数据库[14～15]。服务器选择免费、小巧、简单易用、容易部署移植的Tomcat服务器。软件开发平台选择了功能强大的企业级集成开发环境MyEclipse。

4.2软硬件实现

教学评价系统的使用人群集中于校园网内,人数较多,业务数据量大、对系统处理速度要求较高,因而选用1台IBM X3850服务器做系统服务器,采用千兆网卡[16]。

系统的软件环境方面采用Windows Server 2003操作系统,小巧、方便、简洁的MySQL数据库管理系统。

4.3教师评价功能实现

教师评价模块是汉中职业技术学院教学评价系统中最重要、最核心的模块,所以该模块的设计尤为关键。教师评价页面主要内容是教学评价因素的呈现。不同用户对各项教学评价因素根据自身情况进行打分,完成后之后提交到系统。不同用户登录后显示的教学评价页面内容不同,各类用户根据自身情况对待评价教师的授课情况进行评价。图2所示为学生用户评价表界面。

4.4评价汇总模块功能实现

评价汇总模块是评价模块的延续,评价结果汇总功能反映出一个教师授课能力的高低,是对教师授课程度的反馈,也给学校领导层提供全面了解教师教学水平的机会。

唐再兴老师课堂教学评价表(学生)评价指标标准度项目项目细分标准优良中差备课准备教学准备充分,内容充实,态度严谨○○○○讲课重难点讲课重点突出,详略得当,讲解难点深入浅出○○○○语言普通话标准,语言生动,逻辑性强○○○○启发性富有启发性,引导学生积极思维,注重能力培养○○○○教具合理使用教具,用多媒体授课○○○○板书板书工整,汉字规范,版面美观○○○○作业态度辅导答疑认真、耐心○○○○时效按时收交,认真批改○○○○育人工作态度踏实、认真、勤奋○○○○要求能够严格要求重重、尊重学生意见○○○○关爱关心爱护学生,对学生一视同仁○○○○提交 重置

图2学生用户评价模块界面

评价汇总按照不同用户、一级评价因素进行汇总,以表格形式列出该老师的具体得分情况如表5所示。该模块需要将数据库中的所有评价进行汇总,涉及大批量数据操作,因此该功能只能在所有用户或绝大多数用户都评价完成以后,由系统管理人员提交汇总请求,系统开始进行评价汇总,并且将汇总结果保存,避免评价汇总多次进行,造成不必要的资源浪费。

表5　教师评价汇总表示意

续表5

督导人员评价汇总项目满分得分目标3025设计2015组织2018艺术3025总分10083主管领导评价汇总项目满分得分常规考核4035团队协作3025继续教育3025总分10085总体评价结果学生给分教师给分督导给分领导给分总分8180838582

在各类用户评价完成后,系统管理员提交评价汇总请求,评价汇总模块将按用户类型统计选择优良中差的人数占总评价人数的百分比,从而得出模糊矩阵,该模糊矩阵乘以对应的二级因素的权重得到对应一级评价因素的评价向量,乘以对应分值得到该一级因素分值。得到所有一级因素分值后累加就得到各类用户评价的总得分,不同类用户总得分乘以用户权重值即可得到最终得分(见第1节)。核心实现代码如下:

public class countPingJia2

{

//学生评价统计

public int countStuPingJia(){

int res = 1;

int count = 0;//所有评价数目统计

//对应一级评价因素"备课",二级因素一个

double zhunbeiY = 0;//记录所有该子项评价"优"个数

double zhunbeiL = 0;//记录所有该子项评价"良"个数

double zhunbeiZ = 0;//记录所有该子项评价"中"个数

double zhunbeiC = 0;//记录所有该子项评价"差"个数

//对应一级评价因素"讲课",二级因素五个

double jiangkeY = 0;

double jiangkeL = 0;

……省略……

double sum = 0;//学生评价总分

Connection conn =connDB.getConn();//连接数据库

java.sql.Statement stat = null;

String sql1 = "select count(*) from stuPingJia";

String sql2 = "select * from stuPingJia";

try {

stat =conn.prepareStatement(sql1);

java.sql.ResultSet result1=stat.executeQuery(sql1);

result1.next();

count = result1.getInt(1);

stat =conn.prepareStatement(sql2);

java.sql.ResultSet result2=stat.executeQuery(sql2);

while(result2.next()){

if(result2.getInt("zhunbei") == 10){

zhunbeiY = zhunbeiY + 1;

}else if(result2.getInt("zhunbei") == 8){

zhunbeiL = zhunbeiL + 1;

}else if(result2.getInt("zhunbei") == 6){

zhunbeiZ = zhunbeiZ + 1;

}else{

zhunbeiC = zhunbeiC + 1;

}

……省略……

//一级评价因素"备课"(1个二级因素),得到"准备"评价因素的模糊评价矩阵*权重向量

zhunbeiY = zhunbeiY/count*0.1;

zhunbeiL = zhunbeiL/count*0.1;

zhunbeiZ = zhunbeiZ/count*0.1;

zhunbeiC = zhunbeiC/count*0.1;

double zhunbeiY2 = zhunbeiY/(zhunbeiY+zhunbeiL+zhunbeiZ+zhunbeiC);

double zhunbeiL2 = zhunbeiL/(zhunbeiY+zhunbeiL+zhunbeiZ+zhunbeiC);

double zhunbeiZ2 = zhunbeiZ/(zhunbeiY+zhunbeiL+zhunbeiZ+zhunbeiC);

double zhunbeiC2 = zhunbeiC/(zhunbeiY+zhunbeiL+zhunbeiZ+zhunbeiC);

beikeS = zhunbeiY2*10+zhunbeiL2*8+zhunbeiZ2*6+zhunbeiC2*3;//得到一级得分

System.out.print(" beikeS="+beikeS);

……省略……

sum = beikeS+jiangkeS+zuoyeS+yurenS;

System.out.print(" sum="+sum);

} catch (SQLException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

res = 0;

return res;

}

String sql3 = "update pingJiaResult set beikeS="+beikeS+

", jiangkeS="+jiangkeS+", zuoyeS="+zuoyeS+", yurenS="+yurenS

+", sumS="+sum+" where pjrID=1";

try {

stat =conn.prepareStatement(sql3);

stat.executeUpdate(sql3);

} catch (SQLException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

res = 0;

return res;

}

return res;

}

5　结语

教学评价系统的研发是为了满足汉中职业技术学院的教学评价任务,更好地服务于学校的教学质量工作,新开发的汉中职业技术学院教学评价系统能够与学校目前学校其他的管理系统进行良好的数据交换,满足学校日常的实际需求。教学评价系统解决了学校教学质量评价工作在传统上比较难以处理的数据量大,难易进行统计分析的问题;实现了与其他系统的数据共享,能够实现提高教学质量评价的预期功能。

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Design and Implementation of Teaching Evaluation on System Based on Fuzzy Evaluation Model

WANG Jing

(Hanzhong Vocational and Technical College, Hanzhong723000)

In recent years, with the rapid development of vocational education, the quality of teaching has get more attention. Teaching evaluation as a tool for the detection of teaching quality have been promoted more Application. With the rapid development of computer technology, network teaching evaluation is increasingly becoming an important kind of evaluation. Based on teaching practice at Hanzhong Vocational and Teaching College, fuzzy mathematics theory in teaching evaluation system has been studied, and the fuzzy evaluation model based on fuzzy mathematics has been analyzed and designed. The Hanzhong Vocational and Teaching College teaching evaluation system has been developed with the use of B/S mode and JSP/Servlet web technology. The evaluation system is simple to use and stable operation. The efficiency of teaching evaluation and education management are improved.

fuzzy evaluation, JSP/Servlet, B/S

2016年3月7日,

2016年4月26日

王静,女,硕士,研究方向:教学评价系统设计。

TP317DOI:10.3969/j.issn.1672-9722.2016.09.024