基于模糊层次分析法的沙盘模拟实践教学评价研究*

陈晶 陈棉 李娜(河西学院土木工程学院，甘肃 张掖 734000)

0 引言

随着科技与经济的快速发展，各行各业对人才的需求在数量、质量和结构等方面都发生了巨大变化。为了让高校毕业生尽可能满足当前就业岗位的要求，国家出台了一系列人才保障政策。2019年，《教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》(教高〔2019〕6号)指出，要建立包括专业评价、教师评价和学生评价等在内的全链条多维度高校教学质量评价与保障体系[1]。2020年，中共中央和国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》提出，要针对不同类型教育特点，改进结果评价，强化过程评价，建立科学的教育评价制度和机制[2]。这些举措都强调了教学质量管理体系在保障高水平人才培养中的重要性，而推动其持续改进的依据则是质量评价。

工程管理作为培养工程技能应用型人才的综合型专业，其人才培养目标的实现离不开实践教学。工程管理专业实践教学的开展途径包括校内实践教学和校外实践教学两个方面，而校内实践教学的主要方式之一是沙盘模拟实践教学。通过使用沙盘教具模拟工程项目施工管理的全过程，让学生将所学理论知识用于实践，并进一步培养其团队协作意识和个人创新精神。然而，实践教学与理论教学存在较大差异。工程管理专业的理论教学侧重于经济、管理、技术和法律专业的概念、原理和方法等知识传授，对学生的考察主要以授课结束后的考核为主。工程管理专业的实践教学则着重培养学生将所学专业知识综合运用于解决实际工程问题，主要以过程考核/考察学生的实践水平。因此，开展沙盘模拟实践教学质量评价研究具有十分重要的意义。基于此，本文结合教学评价相关研究成果，通过运用数学理论建立相应的评价模型，旨在提升沙盘模拟实践教学质量，为社会培养高质量的应用型人才。

1 沙盘模拟实践教学评价指标体系构建

相关研究表明[3]，教学评价对提高教学质量具有至关重要的作用。教学评价是指根据课程特点及不同教学环节中的教学理念对整个教学过程进行定性与定量分析，以此反馈教学中存在的问题并在后续教学中进行改进。而构建评价指标体系是教学评价的关键环节。根据工程管理专业人才培养目标，结合教育部提出的“新工科”理念，以OBE教育模式和CIPP评价模式为导向，通过梳理相关研究文献[4-12]，采用德尔菲专家咨询法对高校工程管理专业的专职教师、建筑企业的高级工程师和工程管理专业各年级学生进行咨询调查，建立沙盘模拟实践教学评价指标体系，如图1所示。

图1 沙盘模拟实践教学评价指标体系

该评价指标体系包括目标层、准则层和指标层。其中，目标层为沙盘模拟实践教学质量；准则层包括教学准备、教学过程和教学效果三个方面；指标层包括教学大纲、教学计划、内容预习、资料查阅、教具设备、规章制度等16个评价指标。

2 评价指标权重确定

为了科学评判评价指标权重，本文基于层次分析法，采用1～9标度进行权重计算，各标度含义见表1。

表1 1～9标度的含义

2.1 建立判断矩阵

邀请相关专家对沙盘模拟实践教学评价指标体系打分，将下一层指标相对于上一层隶属指标的重要程度进行两两比较，以此建立判断矩阵A=(aij)n×n，其中，aij为第i个元素和第j个元素相比的重要程度系数，且满足式(1)条件，即

(1)

2.2 计算相对权重与一致性检验

根据建立的判断矩阵A，依次完成指标层各指标相对权重的计算和一致性检验[13]，步骤如下：

(1)对判断矩阵A中每一行元素的乘积求n次方根，公式如下

(2)

(2)对wi进行归一化处理，计算相对权重，公式如下

(3)

(3)求解判断矩阵A的最大特征值，公式如下

(4)

(4)进行一致性检验，公式如下

(5)

(6)

式中，RI为随机性指标，1～9阶矩阵对应的RI数值见表2。若CR<0.1，则判断矩阵A通过一致性检验；否则，需要进行修正，直至满足一致性检验要求。

表2 1～9阶矩阵的RI数值

2.3 计算绝对权重与一致性检验

计算准则层相对于目标层各指标的权重，在此基础上对指标层各指标的相对权重进行加权，最终得到指标层各指标相对于目标层的绝对权重，其一致性检验公式如下[13]

(7)

式中，Wi为准则层各指标的权重；CIi为计算指标层各指标相对权重时的一致性指标；RIi为对应的随机性指标。若CR′<0.1，则通过一致性检验；否则，需要重新确定权重。

按照上述计算步骤，得到沙盘模拟实践教学评价指标体系权重，见表3。

表3 沙盘模拟实践教学评价指标体系权重

3 沙盘模拟实践教学模糊评价模型构建

3.1 建立评价等级

本文在建立沙盘模拟实践教学模糊评价等级时，参考理论教学质量评价等级划分标准，最终建立的评价等级分为5级，即V={优秀，良好，中等，合格，不合格}。

3.2 确定隶属度

为了避免指标评价的模糊性，运用模糊数学理论构建相应的隶属度函数对评价结果进行量化。本文采用调查问卷的形式构建各评价指标隶属度函数，经归一化处理后得到模糊隶属度矩阵R[14]，公式如下

(8)

式中，n为评价指标的数量；m为评价等级的数量；rnm为第n个评价指标对第m个评价等级的隶属度。

根据上述原理，对已经完成《工程项目管理》课程沙盘模拟实践教学的工管181班、工管191班和工管201班共115名学生发放调查问卷，对收回的调查问卷进行数据处理，得到沙盘模拟实践教学质量模糊隶属度矩阵，见表4。

表4 沙盘模拟实践教学质量模糊隶属度矩阵

3.3 模糊综合评价

在各指标权重和隶属度的基础上进行模糊综合评价。评价模型分为两级：一级针对准则层，二级针对目标层。

3.3.1 一级模糊综合评价

根据式(9)，将指标层各指标权重W′与模糊隶属度矩阵R相乘，得到准则层模糊评价矩阵U′[15]，即

U′=W′×R

(9)

3.3.2 二级模糊综合评价

根据式(10)，将准则层各指标权重W与一级模糊综合评价的模糊评价矩阵U′相乘，得到目标层的模糊评价矩阵U[15]，即

U=W×U′

(10)

基于表3、表4数据和式(9)，得到沙盘模拟实践教学一级模糊综合评价结果，即

(11)

同理，得到沙盘模拟实践教学二级模糊综合评价结果，即U=(0.434 8，0.460 8，0.062 3，0.036 4，0.005 8)。结合教学质量评价等级划分标准，按照最大隶属度原则，判定沙盘模拟实践教学质量等级为良好。

4 结语

本文基于模糊层次分析法，构建沙盘模拟实践教学评价模型对教学质量进行评价，得到的评价结果与实地问卷调研评价结果完全一致，均为良好等级，说明利用该模型可以对沙盘模拟实践教学质量进行客观、准确评价。主要研究结论如下：

(1)通过文献梳理与咨询调查，以OBE教育模式和CIPP评价模式为导向，从实践教学全过程入手，建立了沙盘模拟实践教学评价指标体系。

(2)采用层次分析法计算指标权重，参照实际教学活动进行教学质量等级划分，利用模糊数学理论确定指标隶属度，实现了对沙盘模拟实践教学质量等级的量化评价。

(3)通过在教学环节中应用所建立的沙盘模拟实践教学评价模型，并与实际结果作对比，验证了该模型的科学性和合理性。

虽然本文所构建的模型可以对沙盘模拟实践教学质量作出合理评价，但在实际教学运用中，仍需注意以下问题：

(1)影响沙盘模拟实践教学质量的因素众多，通过文献梳理与咨询调查虽能进行归纳总结，但如何较为全面地辨识影响因素并构建更加完善的评价指标体系，将是今后研究的重点。

(2)本文在确定隶属度函数时采用了调查问卷法，存在一定的主观性。为了完全量化评价结果，可根据评价指标的特点，选择隶属度函数确定方法，使评价结果更加准确。

(3)本文在进行模型验证时，仅选取了实践教学中的学生方和督导方两个主体，而实践教学评价涉及的主体是多元化的，还应考虑实践教学中的其他主体，如参与教学全过程的专职教师和企业代表等，以更加全面地验证模型的科学性。