教學質量評價系統的設計與實現

張芷晴 陳思琪 孫芳

摘 要：基于傳統教育評價系統忽略教學環境差異、評價標準繁多無法實時得出結果的問題，本文介紹了新型教學質量評價系統的設計與實現，運用多尺度模型與模糊評判方法相結合的方法，面向該系統提出需求分析、業務流程等方案，最終對不同教學環境下教師的教學質量水平進行評判，得出針對性較強的評價結果。

關鍵詞：教育評價系統;教學質量;多尺度;模糊評判

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2021.03.020

本文著錄格式：張芷晴，陳思琪，孫芳.教學質量評價系統的設計與實現[J].軟件，2021，42（03）：067-071

Design and Implementation of Teaching Quality Evaluation System

ZHANG Zhiqing， CHEN Siqi， SUN Fang

（Liaoning Normal University， The School of Computer and Information Technology， Dalian? Liaoning? 116000）

【Abstract】：Based on the problem that the traditional education evaluation system ignores the difference of teaching environment， and the evaluation standards are too numerous to get real-time results， this paper introduces the design and implementation of a new teaching quality evaluation system， by using the method of combining multi-scale model with fuzzy evaluation method， this paper puts forward some schemes such as demand analysis， business process， etc. ， the evaluation result with strong pertinence was obtained.

【Key words】：education evaluation system;teaching quality;multi-scale;fuzzy evaluation

0 引言

教學質量評價是依照教學標準和教學目標，對教師教學能力進行價值評判，是教學活動進行的重要步驟之一。教師的教學質量越高，代表其教學能力越強。因此，需要建立十分合理的評價標準來對教師教學質量進行評判。

現如今國內外教育評價標準多種多樣，國外學者側重于將學生學習態度、知識掌握程度、學生評教分數等因素作為評價標準。學生評價是教學過程的主要因素，其對于教學質量的好壞有直接感受，通過學生對于教學過程優劣的反饋，對教學過程進行不斷改善[1]。國內更側重于將評價標準分為課堂氛圍、教學內容、講解方式、筆試結果作為主要影響因素，將各類因素分權重評判[2]。由此可以看出，無論國內國外，大多參考整體效果進行評判，忽略了教學環境差異對教學評判的影響[3];針對不同學科，因評價標準不同，影響因素及因素權重也不同，運算時耗時耗力。

綜上，現急需一個可以即時得出評價結果且結果可靠的評價系統。

1 教學評價關鍵算法

評價系統中采用的具體算法，是將多尺度模型與模糊評判方法相結合進行計算，如下為該算法的定義介紹與具體示例。

1.1 多尺度集合的確立

（1）確立評價標準的因素集，其表示對教師的一系列評價因素[4]。

（2）確立多尺度評判集，其表示不同的評判結果。

以評判結果為優、良、中、差為例，定義不同的評判標準。此時評判集合為（p1，p2，p3，p4），因不同教學環境評價標準不同，應對不同因素設定不同的評價標準，所以要設置不同的尺度C。本例設置三個尺度。設上尺度C1為k1分以上優、k2～k1分為良，k3～k2-1分為中，k3分以下為差;中尺度C2為m1分以上為優，m2～m1分為良，m3～m2-1分為中，m3分以下為差;下尺度C3為n1分以上為優，n2～n1分為良，n3～n2-1分為中，n3分以下為差;尺度個數及每個尺度的評價標準區間都可根據情況進行修改。

1.2 多尺度隸屬度矩陣的確立

設K（Cx1，Cx2，…，Cxn，）為尺度劃分集（X≤尺度數量），表示第一個因素使用x1尺度評判，第二個因素使用x2尺度評判，…，第n個因素使用xn尺度評判[5]。根據教師所處的教學環境，每個因素分數也有不同的劃分方式。例如，在教學因素為學生筆試結果、聽力結果以及研究能力結果，設某教學環境普遍學生的聽力能力較弱、筆試及研究能力較高，即使教師教學質量很高，學生聽力成績以上尺度劃分為優的數量也相對較少，會影響最終的評判結果。因此，不能以此劃分方式來判斷教學質量好壞，所以此時應選擇中或下尺度衡量根據尺度劃分集，將每個因素所對應的分數數據以其對應的尺度進行劃分（即不采用K（1，1，1）的尺度劃分集，改為K（1，2，1）或K（1，3，1））。劃分完成后即可得到它在其對應評判標準下的隸屬度。將所有結果放到一個矩陣中，就得到了多尺度隸屬度矩陣R[6]：

（1）

1.3 綜合計算

根據此處教學環境的評價政策及專家小組對其模糊意見的綜合，得到各個因素權重。將多尺度隸屬度矩陣與因素權重通過模糊算子進行計算，即可得到綜合評判向量。在模糊集的運算方法中，共存在四種模糊算子，分別是M（∧，∨）算子，M（.，∨）算子，M（∧，⊙）算子，M（.，⊙）算子。

表1為四種算子的比較，設權重集合為A，相應的綜合評判B為A×R。bj（j=1，2，...，m）即為綜合評判集合中的每個元素。

在實際應用中，若某權值很大且占主導，應在前三種模型下選擇。本文考慮到現教育評判存在重心，選擇著重考慮主要因素的M（∧，∨）算子來進行計算，最終找到其評判向量中隸屬度最大的元素，即為其評判結果[7-8]。

1.4 具體示例

設現有十名評教人員評教，對影響教學質量的5種評價因素進行打分，其中因素1與因素2在當地教學環境中普遍分數偏高，其他三個因素分數普遍較弱。結合教學現有環境及專家小組對其模糊意見，得到各個因素權重為A={0.2， 0.1，0.2，0.4，0.1}，評教具體分數如表2。

評判集合為優、良、中、差，其設置三個尺度。設上尺度C1為90分以上優、85～90分為良，75～84分為中，75分以下為差;中尺度C2為85分以上為優，75～85分為良，60～74分為中，60分以下為差;下尺度C3為75分以上為優，60～75分為良，50～59分為中，50分以下為差;

根據上述條件，求出不同尺度下的教學質量評價結果，并比較設置多尺度的差異性。

（1）確立評價標準的因素集（w1，w2，w3，w4，w5），表示影響教師教學質量的五個因素。

（2）確立多尺度評判集（p1，p2，p3，p4，p5），其表示不同的評判結果。

若考慮其教學環境因素，因素1、2應與其他三個因素選用不同的尺度。即設尺度劃分集為K（1，1，3，3，3），則多尺度隸屬度矩陣為：

（2）

與權重向量A={0.2，0.1，0.2，0.4，0.1}進行模糊計算，所得評判向量為：[0.2，0.4，0.3 0.2]，其中最大的隸屬度為0.4，所以此次評判結果為良。

若不考慮教學環境因素，則對該尺度劃分集直接設為K2（1，1，1，1，1），則此時多尺度隸屬度矩陣為：

（3）

與權重向量A={0.2，0.1，0.2，0.4，0.1}進行模糊計算，所得評判向量為：[0.2，0.2， 0.1，0.4]，其中最大的隸屬度為0.4，所以此次評判結果為差。

由此結果可以發現在K為（1，1，3，3，3）時，評價結果為良;在K為（1，1，3，3，3）時，評價結果為差，即不同的尺度設定，可以得到不同的評價結果。若不確立多尺度標準，所得結果會存在較大誤差。

2 教學質量評價系統設計與實現

2.1 需求分析

針對傳統教育評價模式不重視不同教學環境差異、計算相關評價結果實時性差等缺陷如何彌補的問題，采用與各評判人員面談、走訪學校進行實地觀察、對評價系統都需要設計哪些功能進行問卷調查以及探尋類似教學系統功能優勢的方法進行需求獲取。根據以上調查結果得出，在此系統組成上應供給教師和評判人員兩者共同使用，在功能上，教師可以查看具體評教每項得分以及最終的評價結果;評判人員也可查看每項評教得分并根據教學環境的不同自由調整評判標準，最終得出評價結果并將結果發送給相關教師、也可管理教師人數及信息等[9]。

2.2 用例分析

根據所得的需求分析結果，可確定建立用例圖所需要的參與者以及具體用例，如圖1所示。

根據此用例圖設計，對部分功能進行詳細用例流程描述：

登錄功能：

（1）目標。本用例需要參與者輸入正確的賬號和相匹配的密碼進行登錄，本用例頁面是系統起始頁面。

（2）事件流。1）基本流程：當用戶想要進入系統，開始執行：①輸入賬號、密碼;②點擊“登錄”;③進行身份驗證后，方可進入主界面。2）可選流程：①密碼不匹配或者賬號錯誤，進入重新登錄頁面，用戶進行重新登錄;②忘記密碼，重新設置密碼。

（3）特殊需求：無。

（4）前提條件：無。

（5）后置條件：登錄成功才可進行后續操作，否則不允許進入系統。

查詢評教得分功能：

（1）目標。本用例允許評判人員或教師輸入教師職工號后查詢其評教得分。

（2）事件流。1）基本流程：當評判人員或教師點擊查詢評教得分按鈕時，此用例開始執行：①輸入需要查詢評教分數的教師職工號;②點擊“查詢”;③確定職工號存在后，顯示對應的評教分數信息。2）可選流程：①輸入職工號有誤，其不在正確職工號范圍內，此用例執行失敗;②不存在該職工的評教信息，頁面為空。

（3）特殊需求：對數據庫中評教打分人員信息隱藏，保護其個人信息;

（4）前提條件：登錄成功才可進行后續操作，否則不允許進入系統;

（5）后置條件：無。

2.3 功能設計

系統主要共分為五個功能模塊，分別為登錄模塊、查詢功能模塊、綜合評判模塊、結果通知模塊、教師管理模塊。

登錄模塊：要想成功進入該評價系統，評判人員以及教師首先都要執行登錄功能，當用戶輸入正確的用戶名及相匹配的密碼后，方可成功登錄，進入系統進行訪問;若用戶名有誤或密碼不匹配，則出現相應錯誤提示窗口，并轉至重新登錄頁面，重新輸入個人信息進行登錄。

查詢功能模塊：查詢模塊是該評價系統的實現前提，教師與評判人員皆可使用其模塊對評教得分進行查詢。將若干評分者對影響教師教學質量的各因素根據某教師的教學情況評分得到的全部分數依次錄入數據庫。當用戶點擊查詢評教得分按鈕后，系統自動訪問數據庫，并在頁面立刻顯示出各評分者的評分結果，在結果顯示時，系統對評分者各項信息進行隱藏，僅顯示為評分者1、評分制2，充分保護評分者的隱私安全。

綜合評判模塊：綜合評判模塊是教師教學質量綜合評判的核心內容，是決定具體評判算法的關鍵，僅評判人員可以使用。點擊執行評判按鈕，輸入尺度個數以及影響因素個數，根據教學環境以及專家意見等，填寫尺度信息、權重信息及此時的尺度劃分集，輸入全部信息后點擊確定按鈕，系統自動進行計算，在評判結果區顯示最后的評判結果。

結果通知模塊：在評判人員執行評判功能后，該教師的評價結果以顯示在頁面上，評判人員點擊一鍵發送按鈕，即可將根據此時教學環境所得出的評價結果發送到對應教師處，待對應教師進入系統時，即彈出評價結果已出窗口，教師點擊確定后立即跳轉至結果通知頁面，查看所獲教學評價結果。

管理教師模塊：此模塊僅評判人員可以使用，根據所處實際情況，對教師的基本信息進行增加、刪除、修改、查詢四項功能，保持教學人員的合理調動。

教師及評判人員使用該系統具體步驟如圖2所示。

2.4 環境搭建

本教學質量評價系統選用功能全面的eclipse軟件作為開發平臺，使用SSM（SpringMVC+Spring+Mybatis）框架提高開發效率，服務器上選用可移植性強的Tomcat 6.0.16，并用MySQL5.7作為數據庫服務器[10-11]。

2.5 系統架構

在實際開發工程中，對系統的開發一般劃分為四層體系結構[12]，分別是表示層、控制層、服務層和數據持久層。其中服務層用于持久層的數據操作，系統架構圖如圖3所示。

2.6 界面實現

根據現有的系統架構進行代碼實現，最終界面展示如下。

系統右側為歡迎頁面、上方為評價系統名稱欄、下方為系統制作者展示欄、左側為菜單欄頁面，分別具有分數查詢、執行評判、評判結果、結果通知以及教師管理的五個按鈕，點擊任意按鈕后即可切換至對應頁面，進行對本系統的使用，評價系統主頁面展示如圖4所示。

點擊執行評判按鈕，切換至尺度確定頁面，輸入設定的尺度個數，根據所處教學環境依次輸入評判集在不同尺度下的具體劃分范圍，再輸入尺度劃分集K的選值，即完成尺度確定功能，尺度確定頁面展示如圖5所示。

3 結論與建議

本文通過收集教學質量評價相關調研結果，使用SSM框架合理設計了具有查詢評教得分、執行評判、結果顯示、管理教師等功能的實時性強、多尺度考慮的教育評價系統。在核心評判的算法上，采用了多層次模型與模糊評判相結合的方式，解決了當下教學質量評價針對性較弱的問題。將此算法通過系統提供的可視化環境，迅速分析評教數據，為評教過程增加了即時性。

對于該系統仍可繼續進行需求分析，剖析更多用戶需要的功能，設計并具體實現，在核心算法上，各影響教學評價的因素在權重分配時可以運用層次分析法，更有效的進行重要性分配。

參考文獻

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