基于模糊層次分析法的沙盤模擬實踐教學評價研究*

陳晶 陳棉 李娜(河西學院土木工程學院，甘肅 張掖 734000)

0 引言

隨著科技與經濟的快速發展，各行各業對人才的需求在數量、質量和結構等方面都發生了巨大變化。為了讓高校畢業生盡可能滿足當前就業崗位的要求，國家出臺了一系列人才保障政策。2019年，《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》(教高〔2019〕6號)指出，要建立包括專業評價、教師評價和學生評價等在內的全鏈條多維度高校教學質量評價與保障體系[1]。2020年，中共中央和國務院印發的《深化新時代教育評價改革總體方案》提出，要針對不同類型教育特點，改進結果評價，強化過程評價，建立科學的教育評價制度和機制[2]。這些舉措都強調了教學質量管理體系在保障高水平人才培養中的重要性，而推動其持續改進的依據則是質量評價。

工程管理作為培養工程技能應用型人才的綜合型專業，其人才培養目標的實現離不開實踐教學。工程管理專業實踐教學的開展途徑包括校內實踐教學和校外實踐教學兩個方面，而校內實踐教學的主要方式之一是沙盤模擬實踐教學。通過使用沙盤教具模擬工程項目施工管理的全過程，讓學生將所學理論知識用于實踐，并進一步培養其團隊協作意識和個人創新精神。然而，實踐教學與理論教學存在較大差異。工程管理專業的理論教學側重于經濟、管理、技術和法律專業的概念、原理和方法等知識傳授，對學生的考察主要以授課結束后的考核為主。工程管理專業的實踐教學則著重培養學生將所學專業知識綜合運用于解決實際工程問題，主要以過程考核/考察學生的實踐水平。因此，開展沙盤模擬實踐教學質量評價研究具有十分重要的意義?；诖?，本文結合教學評價相關研究成果，通過運用數學理論建立相應的評價模型，旨在提升沙盤模擬實踐教學質量，為社會培養高質量的應用型人才。

1 沙盤模擬實踐教學評價指標體系構建

相關研究表明[3]，教學評價對提高教學質量具有至關重要的作用。教學評價是指根據課程特點及不同教學環節中的教學理念對整個教學過程進行定性與定量分析，以此反饋教學中存在的問題并在后續教學中進行改進。而構建評價指標體系是教學評價的關鍵環節。根據工程管理專業人才培養目標，結合教育部提出的“新工科”理念，以OBE教育模式和CIPP評價模式為導向，通過梳理相關研究文獻[4-12]，采用德爾菲專家咨詢法對高校工程管理專業的專職教師、建筑企業的高級工程師和工程管理專業各年級學生進行咨詢調查，建立沙盤模擬實踐教學評價指標體系，如圖1所示。

圖1 沙盤模擬實踐教學評價指標體系

該評價指標體系包括目標層、準則層和指標層。其中，目標層為沙盤模擬實踐教學質量；準則層包括教學準備、教學過程和教學效果三個方面；指標層包括教學大綱、教學計劃、內容預習、資料查閱、教具設備、規章制度等16個評價指標。

2 評價指標權重確定

為了科學評判評價指標權重，本文基于層次分析法，采用1～9標度進行權重計算，各標度含義見表1。

表1 1～9標度的含義

2.1 建立判斷矩陣

邀請相關專家對沙盤模擬實踐教學評價指標體系打分，將下一層指標相對于上一層隸屬指標的重要程度進行兩兩比較，以此建立判斷矩陣A=(aij)n×n，其中，aij為第i個元素和第j個元素相比的重要程度系數，且滿足式(1)條件，即

(1)

2.2 計算相對權重與一致性檢驗

根據建立的判斷矩陣A，依次完成指標層各指標相對權重的計算和一致性檢驗[13]，步驟如下：

(1)對判斷矩陣A中每一行元素的乘積求n次方根，公式如下

(2)

(2)對wi進行歸一化處理，計算相對權重，公式如下

(3)

(3)求解判斷矩陣A的最大特征值，公式如下

(4)

(4)進行一致性檢驗，公式如下

(5)

(6)

式中，RI為隨機性指標，1～9階矩陣對應的RI數值見表2。若CR<0.1，則判斷矩陣A通過一致性檢驗；否則，需要進行修正，直至滿足一致性檢驗要求。

表2 1～9階矩陣的RI數值

2.3 計算絕對權重與一致性檢驗

計算準則層相對于目標層各指標的權重，在此基礎上對指標層各指標的相對權重進行加權，最終得到指標層各指標相對于目標層的絕對權重，其一致性檢驗公式如下[13]

(7)

式中，Wi為準則層各指標的權重；CIi為計算指標層各指標相對權重時的一致性指標；RIi為對應的隨機性指標。若CR′<0.1，則通過一致性檢驗；否則，需要重新確定權重。

按照上述計算步驟，得到沙盤模擬實踐教學評價指標體系權重，見表3。

表3 沙盤模擬實踐教學評價指標體系權重

3 沙盤模擬實踐教學模糊評價模型構建

3.1 建立評價等級

本文在建立沙盤模擬實踐教學模糊評價等級時，參考理論教學質量評價等級劃分標準，最終建立的評價等級分為5級，即V={優秀，良好，中等，合格，不合格}。

3.2 確定隸屬度

為了避免指標評價的模糊性，運用模糊數學理論構建相應的隸屬度函數對評價結果進行量化。本文采用調查問卷的形式構建各評價指標隸屬度函數，經歸一化處理后得到模糊隸屬度矩陣R[14]，公式如下

(8)

式中，n為評價指標的數量；m為評價等級的數量；rnm為第n個評價指標對第m個評價等級的隸屬度。

根據上述原理，對已經完成《工程項目管理》課程沙盤模擬實踐教學的工管181班、工管191班和工管201班共115名學生發放調查問卷，對收回的調查問卷進行數據處理，得到沙盤模擬實踐教學質量模糊隸屬度矩陣，見表4。

表4 沙盤模擬實踐教學質量模糊隸屬度矩陣

3.3 模糊綜合評價

在各指標權重和隸屬度的基礎上進行模糊綜合評價。評價模型分為兩級：一級針對準則層，二級針對目標層。

3.3.1 一級模糊綜合評價

根據式(9)，將指標層各指標權重W′與模糊隸屬度矩陣R相乘，得到準則層模糊評價矩陣U′[15]，即

U′=W′×R

(9)

3.3.2 二級模糊綜合評價

根據式(10)，將準則層各指標權重W與一級模糊綜合評價的模糊評價矩陣U′相乘，得到目標層的模糊評價矩陣U[15]，即

U=W×U′

(10)

基于表3、表4數據和式(9)，得到沙盤模擬實踐教學一級模糊綜合評價結果，即

(11)

同理，得到沙盤模擬實踐教學二級模糊綜合評價結果，即U=(0.434 8，0.460 8，0.062 3，0.036 4，0.005 8)。結合教學質量評價等級劃分標準，按照最大隸屬度原則，判定沙盤模擬實踐教學質量等級為良好。

4 結語

本文基于模糊層次分析法，構建沙盤模擬實踐教學評價模型對教學質量進行評價，得到的評價結果與實地問卷調研評價結果完全一致，均為良好等級，說明利用該模型可以對沙盤模擬實踐教學質量進行客觀、準確評價。主要研究結論如下：

(1)通過文獻梳理與咨詢調查，以OBE教育模式和CIPP評價模式為導向，從實踐教學全過程入手，建立了沙盤模擬實踐教學評價指標體系。

(2)采用層次分析法計算指標權重，參照實際教學活動進行教學質量等級劃分，利用模糊數學理論確定指標隸屬度，實現了對沙盤模擬實踐教學質量等級的量化評價。

(3)通過在教學環節中應用所建立的沙盤模擬實踐教學評價模型，并與實際結果作對比，驗證了該模型的科學性和合理性。

雖然本文所構建的模型可以對沙盤模擬實踐教學質量作出合理評價，但在實際教學運用中，仍需注意以下問題：

(1)影響沙盤模擬實踐教學質量的因素眾多，通過文獻梳理與咨詢調查雖能進行歸納總結，但如何較為全面地辨識影響因素并構建更加完善的評價指標體系，將是今后研究的重點。

(2)本文在確定隸屬度函數時采用了調查問卷法，存在一定的主觀性。為了完全量化評價結果，可根據評價指標的特點，選擇隸屬度函數確定方法，使評價結果更加準確。

(3)本文在進行模型驗證時，僅選取了實踐教學中的學生方和督導方兩個主體，而實踐教學評價涉及的主體是多元化的，還應考慮實踐教學中的其他主體，如參與教學全過程的專職教師和企業代表等，以更加全面地驗證模型的科學性。