基于云重心模型的高校课堂教学质量评价研究

程华斌，胡容玲，熊 萍

（1.武昌首义学院基础科学部 湖北 武汉 430064；2.武昌首义学院科技处 湖北 武汉 430064；3.广东科技学院通识教育院 广东 东莞 523083）

云理论是李德毅提出的一种解决模糊性和随机性共存问题的理论。通过特定构造的算法，形成定性概念与其定量表示之间的转换，揭示了模糊性和随机性的内在关联。云模型由三个数字特征（Ex，En，He）来表述，其中Ex是概念在论域中的中心值，是最能代表这个定性概念的值。熵En是定性概念模糊度的度量，反映在论域中可被这个概念接受的数值范围。超熵He即是熵En的熵，反映云滴的离散程度[1-2]。目前云模型在综合评价、系统决策等方面均已得到广泛应用[3]。

本文针对高校课堂教学的特点，在给出高校课堂教学质量评价指标体系的基础上，运用粗糙集理论获得指标的权重分配，并运用云模型将综合云运算用于评判值的融合，给出一种新的基于粗糙集与云重心的课堂教学质量评价方法，较好地解决了评价中定性描述的模糊性和随机性问题，使得课堂教学质量评价更科学合理。

1 高校课堂教学质量评价指标体系的建立

1.1 教书育人与课程思政

根据习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上提出的要求，“各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”，因此高校的课堂教学质量评估必须包含：

①结合课程内容适时开展课程思政，引导学生树立积极向上的世界观、人生观、价值观。

②上课认真负责，教学准备充分，言行举止得当，讲课精神饱满，耐心辅导答疑。

1.2 教学内容与组织

①教学要求明确，关注与先行课程（内容）的对接，根据教学内容和学生现有水平设计教学思路，循序渐进，合理安排各环节和分配时间。

②教学内容充实、针对性强，能较好反映或联系学科发展新思想、新概念、新成果，服务于课程目标和毕业要求。

③知识点讲授准确，重难点突出，能帮助学生有效建立知识理论体系。

④注重引导学生利用所学知识、原理解决实际复杂工程（实践）问题。

1.3 教学方法与手段

①熟练、有效地运用信息化教学手段，提供充分的学习资源，且有助于学生达成课程目标。

②善于提问，注重过程性评价的使用，激发学生的学习兴趣，促使学生思考、联想、创新和启迪。

1.4 高校课堂教学质量评估指标体系的建立

综合以上内容，可建立如下高校课堂教学质量评估指标体系（见表1）。

表1 高校课堂教学质量评估指标体系

2 基于云重心的高校课堂教学质量评价方法

2.1 正态云模型

图1 云模型示意图

2.2 综合云的运算

综合云用于将两个或多个同类型（对应同一个语言变量）的语言值综合为一个更广义的语言值生成综合云可采用以下公式：

2.3 指标值的云模型化处理

He的值可根据具体指标的不确定性和随机性进行调整。

2.4 基于粗糙集的指标组合权重确定方法

将信息量的概念引入粗糙集的信息系统，通过知识的信息量对属性的重要性进行了定义，确定一新的定权法，并与熵值法组合，获得一种综合权重法[4]：

步骤1：由专家根据对方案评估所得实际决策矩阵进行阈值划分，得到决策表；

步骤2：运用公式

2.5 云重心向量

n个评估指标可以用一个n维综合云表示，当n个指标反映的系统状态不同时，其形状也发生变化，云重心也随之改变。综合云的重心用一个n维向量来表示，其中为云重心的位置向量，bi为云重心的高度向量即权重向量[5]。

2.6 加权偏离度

然后确定加权偏离度，

2.7 评测云发生器

将评语值分成七级，云模型化后可得到评测语的云发生器，如图2。将评语值输入云发生器，即可得到最终评价结果。

2.8 课堂教学质量评价步骤

第一步，组织专家根据教学质量评价指标体系对该高校教师的教学质量进行评判，要求给出评价语言值以及对应的区间数；

第二步，将各专家给出的区间数云模型化处理，并对不同专家针对同一评价指标的云模型进行综合云计算。

第三步，根据2.4，组织专家对各评价指标的权重评分，确定各指标的权重。

第四步，给出高校课堂教学质量评价系统的理想值，计算综合云重心向量以及加权偏离度。

第五步，将评语值p=1+输入评测云发生器之后，根据激活的云对象，得出最终的课堂教学质量评判结果。

3 实例计算

以某位高校教师教学质量评价为例。根据2.8，由专家组评估，得到该教师课堂教学质量综合云模型数据，如表2。

表2 某教师课堂教学质量评价各指标综合云模型数字特征

根据2.4可得权重向量为w=[0.14 0.12 0.13 0.13 0.16 0.12 0.10 0.10]T。根据式（4）计算云重心向量G'=（0.1148 0.1020 0.0975 0.10010 0.1424 0.0888 0.0850 0.0650）。根据课堂教学质量评价指标体系可知，各指标均为效益型指标，因此理想状态向量理想云重心向量为0.08).由式（5）计算可知 。将输入图2的云发生器模型，将激活“较好”和“好”两个对象，更偏向于“好”。则该教师课堂教学质量最终评价结果为好。

4 结语

科学合理的课堂教学质量评价对于正确引导教师的教学改革，提高课堂教学质量，具有重要作用。本文主要开展了以下工作：①针对高校课堂教学的特点，给出了高校课堂教学质量评价指标体系；②运用云模型理论，将各评判值区间转换成云模型，并利用综合云运算法则，将评判值融合；③综合粗糙集的权重确定法，给出一种新的基于云重心的课堂教学质量评价方法，使得高校课堂教学质量评价更科学合理。最后给出计算实例，证明了此种评价方法的有效性和合理性。