基于模糊熵的中藥學(xué)教學(xué)效果評估模型研究

1、基于模糊熵的中藥學(xué)教學(xué)效果評估模型研究         【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，將模糊數(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)效果評估是教師教學(xué)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

2、，為進(jìn)一步體現(xiàn)中藥學(xué)學(xué)科特色與優(yōu)勢，對中藥學(xué)教學(xué)工作起到指揮棒的作用。   可以看到，教學(xué)評價(jià)的評價(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)評價(jià)的評價(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 &

3、#160; 熵的概念源于熱力學(xué)，后在工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)社會中得到應(yīng)用，是一種多目標(biāo)決策的有效方法3。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=-ni=1pilnpi ，其中：pi滿足0pi1;ni=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)評估體系中，設(shè)有n個評價(jià)指標(biāo)，m個待評標(biāo)的，Xik是待評標(biāo)的k的評價(jià)指標(biāo)i的計(jì)算值，X*i是評價(jià)指標(biāo)i的理想值，X*i值大小因評價(jià)指標(biāo)特

4、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)生逃課率等），X*i越小越好。定義   當(dāng)X*i=maxXik時(shí)，dik=XikX*i；   當(dāng)X*i=minXik時(shí)，dik=X*iXik（1）   根據(jù)熵的定義，評價(jià)指標(biāo)i對待評標(biāo)的的相對重要性的不確定性可由下列的條件熵來度量   E=-mk=1dikdiln dikdi(2)   由熵的極值性可知dikdi（k=1,2,m）越接近相等條件，熵就越大，評價(jià)指標(biāo)的不確定性也就越大。當(dāng)dikdi（k=1,

5、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，得到表征評價(jià)指標(biāo)i的評價(jià)標(biāo)的重要性的熵值為   e(di)=-1lnmmk=1dikdiln dikdi(3)   為了便于綜合評價(jià)，由e(di)確定評價(jià)指標(biāo)i的評價(jià)權(quán)值為i為   i=1n-Ee1-e(di)(4)   其中，Ee=ni=1e(di)，且滿足：0i1, ni=1i=1 。   i評價(jià)權(quán)值取決于待評標(biāo)的的固有信息，因此，同一個評價(jià)決策指標(biāo)對于不同的待評標(biāo)的會有不同的評價(jià)權(quán)值i。對于多目標(biāo)決策不能忽

6、視評價(jià)者（如評審專家、學(xué)生代表等）的經(jīng)驗(yàn)判斷力，并按下式將兩者合成為一個實(shí)用權(quán)值i   i=iini=1ii(5)   其中i滿足0i1, ni=1i=1 。   對于待評標(biāo)的k，所有評價(jià)指標(biāo)的接近度與待評標(biāo)的的理想接近度差的加權(quán)和Sk為   Sk=ni=1i(d*i-dik)，其中d*i=maxdik=1   Sk=1-ni=1idik(6)   顯然，Sk小的待評標(biāo)的優(yōu)于Sk大的待評標(biāo)的，即Sk中的最小者在所有教學(xué)效果評估標(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)

7、行量化能夠較為客觀的反映實(shí)際情況。一般需要以下三個步驟            評判因素論域UU代表綜合評判中各評價(jià)指標(biāo)所組成的集合；   評語等級論域VV代表綜合評判中評語所組成的集合，它實(shí)質(zhì)是對被評事物變化區(qū)間的一個劃分，對于各評語等級賦予分值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個評語等級。   模糊關(guān)系矩陣RR是單因素評價(jià)的結(jié)果，即單因素評價(jià)矩陣   R=r11r12r1m 

8、60; r21r22r2m               rn1rn2rnm   其中rij為U中ui對應(yīng)V中等級vj的隸屬關(guān)系，即從因素ui著眼評價(jià)對象被評為vj等級的隸屬關(guān)系。因此，對于定性變量，公式（1）中Xik由下式計(jì)算   Xik=mj=1rijVj(7)   3模糊優(yōu)選熵權(quán)模型在中藥學(xué)教學(xué)評估中的應(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)評價(jià)指標(biāo)體系

9、   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；批評不良現(xiàn)象U14。   教學(xué)態(tài)度 (U2 )   認(rèn)真?zhèn)湔n U21；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)展動態(tài)U35。   教學(xué)

10、能力 (U4)   業(yè)務(wù)精通U41；了解中藥學(xué)學(xué)科與其他交叉學(xué)科的關(guān)系U42；能夠因?qū)嶋H情況制宜，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；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)   知識豐富，掌握中藥學(xué)學(xué)科前沿知識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)行評估，以A為例，對上述6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)。對于定量指標(biāo)，直接由公式（1）

11、（6）進(jìn)行計(jì)算；對于定性指標(biāo)，設(shè)各指標(biāo)的評語等級為優(yōu)秀、良好、一般、較差、很差5個等級,其分值分別為0.2,0.4,0.6,0.8,1。由專家咨詢法確定模糊向量并利用評語集分值根據(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評估標(biāo)的A的熵權(quán)信息   4結(jié)論   本研究將熵的概念引入教學(xué)效果評估模型，是已有信息得到了最大利用，即利用了根據(jù)待評標(biāo)的的固有信息所得的評價(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)改革，激勵教師在教學(xué)工作中精益求精。