基于模型熵的中藥學(xué)教學(xué)效果評(píng)估模型研究

1、基于模型熵的中藥學(xué)教學(xué)效果評(píng)估模型研究             【關(guān)鍵詞】  熵權(quán)；模糊數(shù)學(xué)；教學(xué)效果,  摘要：  提出一種基于熵權(quán)的模糊優(yōu)選模型，將模型數(shù)學(xué)與熵權(quán)概念有機(jī)結(jié)合，建立了中藥學(xué)教學(xué)效果評(píng)估模型，對教學(xué)中的各種因素進(jìn)行分析，為教學(xué)管理等決策提供了科學(xué)的依據(jù)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：  熵權(quán)；  模糊數(shù)學(xué)；  教學(xué)效果   1  問題的提出教學(xué)效果評(píng)估是教師教學(xué)

2、工作中的重要組成部分，教學(xué)效果的好壞直接影響所培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)的高低1，因此各類學(xué)校都希望能客觀、公正、全面地評(píng)價(jià)教師的教學(xué)質(zhì)量，以激勵(lì)教師提高教學(xué)水平。然而教學(xué)評(píng)估涉及因素復(fù)雜，是一件十分復(fù)雜而又爭議性大的工作，所以需要盡可能在詳細(xì)實(shí)在的資料、客觀的標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)的方法基礎(chǔ)上才能做到客觀公正。就中藥學(xué)教學(xué)而言，國內(nèi)各學(xué)校目前大多由多位專家所組成的評(píng)估小組對評(píng)價(jià)指標(biāo)量化，結(jié)合學(xué)生給教師評(píng)分，進(jìn)行加權(quán)求和的評(píng)價(jià)，結(jié)果往往不盡人意。中藥學(xué)是我國傳統(tǒng)文化的一個(gè)重要方面，中藥學(xué)的內(nèi)容具有明顯的傳統(tǒng)文化色彩，同時(shí)中藥學(xué)是中醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論和臨床及中藥其它專業(yè)學(xué)科的樞紐，中藥學(xué)的教學(xué)地位和意義突出，因此中藥學(xué)教學(xué)效

3、果評(píng)估模型的建立在某種意義上就是完善評(píng)估中醫(yī)藥學(xué)科學(xué)生教學(xué)效果的基礎(chǔ)?？梢钥吹?，教學(xué)評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)中往往存在著不確定性，如教師上課遲到或早退的概率是隨機(jī)的，用頻率直接替代概率對其進(jìn)行描述欠妥，而用熵來反映這種信息情況則更為客觀；同時(shí)，教學(xué)評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)中存在很多定性變量，這些變量在語義上存在“模糊性”，比如教學(xué)重點(diǎn)突出與不突出之間沒有明顯的界限，即不能夠進(jìn)行非此即彼的劃分，這就是模糊性。在這種情形下，用單一數(shù)值將定性變量定量化將會(huì)造成較大誤差；而模糊數(shù)學(xué)用隸屬度對其進(jìn)行刻畫，能較為客觀地反映出實(shí)際情況。2  模糊優(yōu)選熵權(quán)模型的構(gòu)建熵的概念源于熱力學(xué)，后在工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)中得到應(yīng)用，

4、是一種多目標(biāo)決策的有效方法。熵是系統(tǒng)狀態(tài)下不確定性的一種度量，當(dāng)系統(tǒng)可能處于n種不同狀態(tài)，每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率pi(i=1,2,n)時(shí)，該系統(tǒng)的熵為：E=-n   i=1pilnpi，其中：pi滿足0pi1;n   i=1pi=1條件熵的定義為：設(shè)系統(tǒng)A、B統(tǒng)計(jì)相關(guān)，則E（A/B）是系統(tǒng)B已知時(shí)，系統(tǒng)A的熵或稱為條件熵。在整體教學(xué)評(píng)估體系中，設(shè)有n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，m個(gè)待評(píng)標(biāo)的，Xik是待平標(biāo)的k的評(píng)價(jià)指標(biāo)i的計(jì)算值，X*i是評(píng)價(jià)指標(biāo)i的理想值。X*i值大小因評(píng)價(jià)指標(biāo)特性不同而異，對于促進(jìn)教學(xué)發(fā)展的指標(biāo)（如授課條理清楚等），X*i越大越好；對于不利性指標(biāo)（如學(xué)生

5、逃課率等），X*i越小越好。定義：當(dāng)X*i=manXik時(shí)，dik=Xik   X*i;當(dāng)X*i=minXik時(shí)，dik=X*i   Xik(1)根據(jù)熵的定義，評(píng)價(jià)指標(biāo)i對待評(píng)標(biāo)的相對重要性的不確定性可由下列的條件熵來度量：E=-m   k=1dik   diln(dik   di)(2)由熵的極值性可知dik/di(k=1,2,m)越接近相等條件，熵就越大，評(píng)價(jià)指標(biāo)的不確定性也就越大。當(dāng)dik/di(k=1,2,m)相等時(shí)，條件熵最大，即Emax=lnm,用Emax對式（3）進(jìn)行歸一化處理，得

6、到表征評(píng)價(jià)指標(biāo)i的評(píng)價(jià)標(biāo)的重要性的熵值為：e(di)=-1   lnm-m   k=1dik   diln(dik   di)(3)為了便于綜合評(píng)價(jià)，由e(di)確定評(píng)價(jià)指法標(biāo)i的評(píng)價(jià)權(quán)值i為：i=1   n-Ee1-e(di)(4)其中，Ee=n   i=1e(di),且滿足：0i1;n   i=1i=1 。評(píng)價(jià)權(quán)值i取決于待評(píng)標(biāo)的固有信息，因此，同一個(gè)評(píng)價(jià)決策指標(biāo)對于不同的待評(píng)標(biāo)的會(huì)有不同的評(píng)價(jià)權(quán)值i。對于多目標(biāo)決策不能忽視評(píng)價(jià)者（如評(píng)審專家、學(xué)生代表

7、等）的經(jīng)驗(yàn)判斷力，并按下式將兩者合成為一個(gè)實(shí)用權(quán)值i：i=ii   n   i=1ii(5)其中i滿足0i1, n   i=1i=1。對于待評(píng)標(biāo)的k，所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的接近度與待評(píng)標(biāo)的理想接近度差的加權(quán)和Sk為：Sk=n   i=1i(d*i-dik)，其中d*i=maxdik=1Sk=1-n   i=1i(dik)(6)顯然，Sk小的待評(píng)標(biāo)的優(yōu)于Sk大的待評(píng)標(biāo)的，即Sk中的最小者在所有教學(xué)效果評(píng)估標(biāo)的中為最優(yōu)。對于定性指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)方法對其進(jìn)行量化能夠較為客觀的反映實(shí)際情況。一般需要以下三個(gè)步

8、驟： 評(píng)判因素論域U  U代表綜合評(píng)判中各評(píng)價(jià)指標(biāo)所組成的集合； 評(píng)語等級(jí)論域V  V代表綜合評(píng)判中評(píng)語所組成的集合，它的實(shí)質(zhì)是對被評(píng)事物變化區(qū)間的一個(gè)劃分，對于各評(píng)語等級(jí)賦予分值Vj。如項(xiàng)目總體風(fēng)險(xiǎn)可分為無風(fēng)險(xiǎn)、風(fēng)險(xiǎn)較小、風(fēng)險(xiǎn)一般、風(fēng)險(xiǎn)較大、風(fēng)險(xiǎn)不可接受5個(gè)評(píng)語等級(jí)。 模糊關(guān)系矩陣R  R是單因素評(píng)價(jià)的結(jié)果，即單因素評(píng)價(jià)矩陣：R=r11   r12      r1mr21   r22      r2m    

9、60;    rn1   rn2      rnm其中rij為U中ui對應(yīng)V中等級(jí)vj的隸屬關(guān)系，即從因素ui著眼評(píng)價(jià)對象被評(píng)為vj等級(jí)的隸屬關(guān)系。因此,對于定性變量,公式(1)中Xik由公式(8)計(jì)算:Xik=m   j=1rijVj(7)         3  模糊優(yōu)選熵權(quán)模型在中藥學(xué)教學(xué)評(píng)估中的應(yīng)用根據(jù)建模的基本原理,考慮到模型的綜合性、通用性、簡潔性和可操作性等基本要求，建立中藥學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

10、師德（U1）為人師表，教書育人U11；高度責(zé)任心U12；注重素質(zhì)培養(yǎng)U13；批評(píng)不良現(xiàn)象U14。 教學(xué)態(tài)度（U2）認(rèn)真?zhèn)湔nU21；嚴(yán)格要求學(xué)生U22；課堂氣氛活躍U23；激發(fā)學(xué)生求知欲U24；耐心輔導(dǎo)與答疑U25；無遲到、早退、隨意調(diào)課U26。 教學(xué)內(nèi)容（U3）符合中藥學(xué)教學(xué)大綱要求，教材得當(dāng)U31；與教學(xué)日歷同步U32；授課內(nèi)容飽滿，重點(diǎn)突出U33；理論聯(lián)系實(shí)際U34；了解中藥學(xué)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)U35。 教學(xué)能力（U4）業(yè)務(wù)精通U41；了解中藥學(xué)學(xué)科與其它交叉學(xué)科的關(guān)系U42；能夠因?qū)嶋H情況，選取有效的中藥學(xué)教學(xué)方法U43。 教學(xué)方法與手段（U5）啟發(fā)式或參與式教學(xué)U51；培養(yǎng)學(xué)生思維方式U52

11、；開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛力U53；采用現(xiàn)代化的教學(xué)工具U54。 學(xué)術(shù)水平（U6）知識(shí)豐富，掌握中藥學(xué)學(xué)科前沿知識(shí)U61；具有創(chuàng)新能力U62。假設(shè)對A，B，C，D四名教師的教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)估，以A為例，對上述6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。對于定量指標(biāo)，直接由公式（1）（6）進(jìn)行計(jì)算；對于定性指標(biāo)，設(shè)各指標(biāo)的評(píng)語等級(jí)為優(yōu)秀、良好、一般、較差、很差5個(gè)等級(jí)，其分值分別為02，04，06，08，1。由專家咨詢法確定模糊向量并利用評(píng)語集分值根據(jù)公式（7）計(jì)算出XiA，再由公式（1）（6）進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果列于表1。表1  評(píng)估標(biāo)的A的熵權(quán)信息略最后基于熵權(quán)計(jì)算出各項(xiàng)目方案的熵權(quán)系數(shù)為SA，SB，SC，SD。對于SA，SB，SC，SD的大小進(jìn)行排序，其中的最小值即為教學(xué)效果最優(yōu)者。4  結(jié)論本研究將熵的概念引入教學(xué)效果評(píng)估模型，使已有信息得到了最大利用，即利用了根據(jù)待評(píng)標(biāo)的固有信息所得的評(píng)價(jià)權(quán)值和專家及學(xué)生代表等的主觀判斷權(quán)值，并將兩者結(jié)合起來，是一種主客觀相結(jié)合的有效方法。同時(shí)，本研究用模糊數(shù)學(xué)的方法處理定性變量的語義模糊問題，較為科學(xué)地刻畫了客觀情況。模型結(jié)果將評(píng)估標(biāo)的進(jìn)行優(yōu)劣排序，能夠促進(jìn)中藥學(xué)的學(xué)科建設(shè)及教學(xué)改