本科教学评价的层次分析法研究与应用

邢永丽 孙冠南 黄光东

摘  要：通过对大学课堂教学的分析研究，梳理出影响课堂教学效果的诸多因素，并对其按照属性进行分类与归纳，构建本科课堂效果评价的层次分析模型。应用层次分析法及计算机编程计算各因素影响课堂教学效果的权重，分析计算结果的实际意义，得出该方法作为优化和评价课堂教学效果的决策依据具有可行性和科学性。

关键词：教学效果;层次分析法;课堂教学影响因素;评价指标

中图分类号：G640        文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）14-0050-05

Abstract： Several factors are generated and sorted upon the analysis of the classroom teaching process that ultimately decides the college teaching effects. These factors are then classified and concluded according to their functions， so as to construct the analytic hierarchy process （AHP） model for the undergraduate classroom teaching evaluation. The AHP model and computer programming are used to calculate the weight of each factor affecting the teaching effect. The practical significance of the calculation results is analyzed. It is feasible and scientific to use this method as the decision-making basis for optimizing and evaluating the classroom teaching effect.

Keywords： teaching effectiveness; AHP; factors affecting classroom teaching; evaluation index

堅持以本科教育为中心，以立德树人为根本，是大学生存和发展的基石。要建设一流的本科高等院校，就必须向课堂教学要质量。那么，如何采用量化的方法评价本科课堂教学效果，对推动一流本科教育的建设和发展就变得十分重要了。所谓教学质量评价是利用教学评价技术与理论对教学过程及结果是否达到了一定质量要求作出的价值判断。教学质量评价作为教学活动的必要环节应在正确的教育教学观念指导下，依据一定的教学目标，全面客观地进行判断。课堂教学是一种在特定条件下师生互动的思维活动，课堂教学质量的好坏直接决定着整个教育教学水平和人才培养的质量。而实现课堂教学质量最佳效果必须关注整个教育教学过程，具体包括教学内容的科学性、内容表述的启发性、学生听课的积极性、教师和学生之间的互动性、教学手段和教学技术的实用性等[1]。目前，高等院校关于提高课堂教学效果的评价研究许多都在定性描述上，本文是将定量的数学模型和定性的实际情况结合起来，通过优化评价过程、量化指标权重讨论课堂教学效果，具有较好的说服力和参考价值。

一、层次分析法的综合评价模型

（一）层次分析法模型[2]

当人们需要对某项事务进行评价或进行改进时，影响该事物各因素的重要性、影响力或者优先程度等往往难以量化，人的主观选择（当然要根据客观实际得到）会起着主要的作用，这就给用一般数学方法解决此类问题带来本质上的困难。美国运筹学家Saaty T. L.提出了一种有效处理这类问题的方法，称为层次分析法（简称AHP），这是一种定性和定量相结合，具有高度的逻辑性、系统性，简便、灵活、实用的解决多层次、多目标规划决策问题的有效方法。AHP的特点是通过对复杂问题中的多个元素的分析，将各元素划分为相互联系的有序层次，再请专家对每一层次元素给出较为客观的评判和重要性的定量表示，利用数学的方法，计算每一层元素的相对重要性的权值，并加以排序，最后根据排序的结果进行规划决策。

（二）课堂教学效果评价体系的构建

运用层次分析法构建评价体系结构，首先要从众多复杂的影响课堂教学效果的因素中筛选出关键的评价指标，分析它们的制约关系，并系统建立递阶层次结构的多因素指标体系模型。20世纪80年代Chickering A.W.等人提出了提高本科教学质量的七条对策：师生互动、学生协作、主动学习、及时反馈、合理安排学习时间、给予学生较高的期望、尊重学生的差异[3]。苏联教育家巴班斯基把教学看成是由人、物和教学过程组成的系统， 其中人包括教师、学生;物包括物质条件、学校卫生条件、道德心理气氛;教学过程包括教学结构、教学环节等教学过程的要素，并在这一前提下提出教学效果最优化理论[4]。王嘉毅等人在分析课堂教学质量的影响因素时指出，将课堂教学过程视为四个动态模块：教师模块、学生模块、技术模块、管理模块[5]。叶澜认为应注意影响课堂教学潜在的因素，包括物质因素与心理因素。主要有自然条件（季节、天气、星期几、上下午等）、教室条件 （生均空间、光线、洁净程度、座位排列方式等）;个体稳定性因素（学生学习成绩、学习兴趣、习惯、班级地位、个性;教师的业务水平、教学能力、自信度、准备状况、师生关系、个性、期望等）;个体不稳定因素（师生即时心态、身心疲劳状态等）和群体因素（班风等）[6]。本文参考高等院校《本科课堂教学质量评价标准》以及对大量可能影响课堂教学因素的综合分析和研判，确定了影响课堂教学效果的四个一级指标和二十六个二级指标，建立了本科课堂教学效果的分层次评价指标结构图（见图1）。

本文将本科课堂教学效果模型分设为三层，分别是，目标层：课堂教学效果（A）;准则层B：教学管理部门（或教务处）B1、教师B2、课程B3和学生B4;以及子准则层C，其中C层包括：教学管理部门、教师部分和课程部分。

1. 教学管理部分包括：

C11：上课时间。上课时间是否安排妥当，对课堂教学有明显的影响。C12：上课地点。教室空间大小、周围环境是否适宜、教室教学设备齐全与否、与前一节课地点位置差距的多少都会影响上课效果[5]。C13：实践条件。教学管理部门积极配合，为学生提升实践能力创造相匹配的实践条件。C14：考查形式及成绩评定检查统计分析制度。如期中考试、期末考试、课堂测验、平时作业与课程论文、阅读报告及成绩分析、授课小结等。C15：学生评教与教师评学制度。定期进行学生评教和教师评学，监管教学过程。

2. 教师部分包括：

C21：责任心及其他心理因素。教师的责任心、对学生的态度、处理问题的方式、宽容度、耐心、机智以及满足与否等情感体验[4]。C22：备课熟练程度。内容准备充分，讲课才能得心应手。C23：教学方法与技巧。实施互动式教学，利用线上教学资源和网络平台，实现课程教学现代化。使用线上线下混合式教学，营造直观情景，攫取知识精华。C24：教学经验。充足的教学经验，保证有效的课堂教学。C25：课堂问题设置。合理設置问题，能有效集中学生注意力，调动学生课上学习的积极性。C26：知识水平。具备相应的研究能力与知识储备是教师教学的基础。C27：课后作业布置。针对不同课程特点恰当地布置课后作业，扎实课堂教学的基础。C28：课堂管理。有效的课堂管理能维持良好的课堂气氛与秩序。C29：考试考查内容。内容的科学设置，真实反映教师教课和学生学习的效果。

3. 课程部分包括：

C31：教材选用。选用国家重点教材或国外优秀教材。C32：课程的趣味性。课程趣味性强则会使教师和学生轻松进入角色，愉悦的完成教与学的过程。C33：课程难易程度。课程越抽象难懂，就越不容易掌握。C34：课程在社会中的热门与需求程度。课程热门需求程度高，学生学习动力大。

4. 学生部分包括：

C41：兴趣与抱负水平。兴趣是探索知识的强大心理动机，没有兴趣学习就没有动力。C42：智力水平。智力水平的不同，对教学效果产生差异。C43：创新能力。培养学生的创新能力是提高教学效果的重点。C44：德育水平。“高校立身之本在于立德树人”，良好的思想品德是课堂教学的保障。C45：体力因素。有良好的体力才可以全身心投入课堂，完成学习任务。C46：学习自发性与主动性。可以由兴趣引发，或通过教师的引导激发，是课堂教学的核心因素之一。C47：学习方法。找到适合自身的学习方法，可以达到事半功倍的效果。C48：实际动手应用能力。通过动手解决实际问题，看到知识的价值所在，就会学得更好。

（三）构造成对比较矩阵

通过图1中A-B层指标的关系，建立准则层的两两比较判断矩阵A。首先比较准则层的四个因素（教务处、教师、课程和学生）对目标层（本科课堂教学效果）的影响和重要性。判断矩阵A中的元素aij表示准则层的两个因素Bi与Bj（i，j=1，…，4）对目标层的重要程度之比的赋值。这些赋值可以请专家给出，也可以通过问卷调查的形式请大众给出，或者也可采取由决策者与分析者共同给出等其他方式。本文成对矩阵的生成方法是使用问卷调查的方式得到一个相对接近大众观点的数据。抽取部分学生进行问卷调查、为指标体系成对打分得到比值，赋值标准采用1-9的比例标度，如表1所示（在表1的每两个等级之间各有一个中间状态，依次用2，4，6，8量化[7]），之后再用取平均的方法得到各个均值，用这个平均值来代表大众观点。

将全部结果比较可得准则层的成对比较矩阵：

以及子准则层对准则层的教务管理部门、教师、课程和学生四个部分的成对比较矩阵U1、U2、U3和U4（见下），由此五个成对比较矩阵就生成了。

本文编写的程序允许专家给出认为合理的成对比较矩阵，也可以对现设定的默认数据进行修正，直到满意为止。下面通过成对比较矩阵，利用Matlab编程计算确定各因素对于上层因素的权重，得到层次单排序与一致性检验。

（四）各指标权重计算及一致性检验

由于成对比较矩阵的生成往往具有主观性，填写的判断矩阵不一定满足完全一致性条件，为此需对每一个成对比较矩阵计算其最大特征值及其相应的特征向量，并由一致性指标、随机一致性指标和一致性比例作一致性检验。

首先，计算比较矩阵U的最大特征根？姿max，如果？姿max比n（=4）大得越多，说明矩阵U的不一致程度越严重，用特征向量作权向量引起的判断误差越大。因而可以取？姿max-n来衡量U的不一致程度。为了确定一个矩阵U的不一致程度的容许范围，需要找出衡量U的一致性指标CI的标准。为此，引入随机一致性指标RI，且对于不同的n，算出随机一致性指标RI的数值，如表2所示。

表2 随机一致性指标RI

定义CR=CI/CR为一致性比例，当CR<0.1时，可认为U的不一致程度在容许范围之内，可用其特征向量作为权向量。当检验不通过时，就要重新进行成对比较，或对已有的成对比较矩阵U进行修正[2]。以准则层为例。

对于本文模型的准则层，这里一致性指标CI=，随机一致性指标RI=0.90，根据矩阵（1），利用Matlab可以计算出CI=0.00027992，一致性比例CR= 0.00031103<<0.1，可见一致性检验通过。准则层对于目标层的权向量W=（0.1624，0.3639，0.1362，0.3376）。

实际意义为：教师对课堂教学效果影响最大占36.39%;排在第二位的是学生因素占33.76%;第三是教务管理因素占16.24%;最后为课程因素占13.62%。同理，由子准则层C的每个部分对于上一层因素的比较矩阵U1、U2、U3和U4，可得第三层的一致性检验结果分别是：CI1=0.0027745，CR1=0.0024772<<0.1;CI2=0.0074551，CR2=0.0051414<0.1;CI3=0.00062695，CR3=0.00069661<<0.1;CI4=0.00099892，CR4=0.00070846<<0.1。可见，模型的层次单排序有效，同时可得子准则层对于准则层的权向量，见表3第1-4列。

（五）计算组合权向量及作组合一致性检验

在应用层次分析法时，除了对每个成对矩阵进行一致性检验外，还常常需要进行组合一致性检验，以便确定组合权向量是否可以作为较判断通过一致性检验。若没有通过检验，则需要重新考虑模型或重新构造那些一致性比例CR较大的成对比较阵。

在本模型中，由前面所得结果可以计算出子准则层对于目标的特征向量为：（0.0278，0.0195，0.0380，0.0497，0.02

74，0.0605，0.0427，0.0576，0.0473，0.0343，0.0394，0.0199，0.0297，0.0324，0.0291，0.0461，0.0240，0.0370，0.0687，0.0444，0.0322，0.0334，0.0196，0.0607，0.0476，0.0309）。對其进行组合一致性检验，计算其一致性比例CR*=0.0030523<0.1，可认为组合一致性检验通过，该特征向量可以作为组合权向量，即得到了各个因素对于课堂教学效果影响力的权重。这时得出的各个因素对于课堂教学效果影响力的权重如表3所示。

二、结论

从比较矩阵以及表3的结果中可以看出，在判断教学效果各因素的影响力时教师的作用最大，其次是学生，再次是教务管理部门和课程。学生的兴趣与抱负水平在课堂教学效果中占比最高达6.87%，说明其在课堂教学中起着非常重要的作用，学校管理者和教师都应予以高度重视，可以通过各种方式和手段拓宽学生的视野，让学生意识到所学课程的实践意义及自己与先进水平的差距，提高学习兴趣和抱负水平。其次，学生的学习自发性与主动性（6.07%）也扮演着不可或缺的角色。再有，也必须意识到教师的责任心及其他心理因素（6.05%）的重要性，只有这样教师才能把握和调整好的心态，提高教学质量。当然还有教学方法与技巧（5.76%）等其它众因素，都影响着课堂教学效果的提高，这里不再一一赘述。从数据分析可见，计算的结果和大众实际认知是吻合、一致的。

本文利用层次分析法构建了本科课堂教学效果评价模型，将定性与定量相结合、主观与客观相结合，通过实证分析和检验，可以看出能较公正、客观地反映大学课堂教学的效果。此方法虽然计算量相对较大，但方法固定。借助Matlab软件程序处理数据，使其实用、简便、易于操作，从而使其为科学地评价本科课堂教学质量提供可行性方案与决策依据成为可能。

参考文献：

[1]王晓红，马东太.大众化背景下的课堂教学质量保障[J].中国大学教学，2005（5）：41-42.

[2]姜启源，谢金星，叶俊.数学建模[M].北京：高等教育出版社，2003：224-231.

[3]Chickering，A.W.&Gamson，Z.F. Seven Principals for Good Practice in Undergraduates Education[J].AAHE Bulletin，1987，39：3-7.

[4]巴班斯基.论教学过程最优化[M].吴文侃，等，译.北京：教育科学出版社，2001.

[5]王嘉毅，王利.课堂教学质量的系统生成模式和因素分析[J].中国大学教学，2005（7）：41-42.

[6]叶澜.让课堂焕发出生命活力——中国基础教育改革的跨世纪思考之三[J].教育参考，1997（4）：11-15.

[7]陈理荣.数学建模导论[M].北京：北京邮电大学出版社，2000：226-230.

[8]霍海峰，温鲜.层次分析法在教学评价中的应用[J].科技视野.2012（28）：48-49.

[9]张艳萍，郝建，刘宁.基于层次分析法的体育教师教学质量模糊综合评价研究[J].教学与管理，2008（2）：66-67.