劉偉波，馬國(guó)利，賈天俊

基于模糊綜合評(píng)判法的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》考核方式研究

劉偉波，馬國(guó)利，賈天俊

（濱州學(xué)院 物理與電子科學(xué)系，山東 濱州 256603）

探討了《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》成績(jī)?cè)u(píng)定方法對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，介紹了幾種常見(jiàn)的成績(jī)?cè)u(píng)定方法。引入模糊綜合評(píng)判法并利用該方法對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行了評(píng)定，具體采用平時(shí)成績(jī)、操作考試、理論考試三個(gè)評(píng)定因素相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于模糊綜合評(píng)判法的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》考核方式可以使考核的成績(jī)更加科學(xué)和全面。

模糊綜合評(píng)判；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)考核；應(yīng)用

《理工科類(lèi)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》規(guī)定［1］，《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》是對(duì)大學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，是大學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端，在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際等方面具有其他實(shí)踐類(lèi)課程不可替代的作用?；诖耍鞲咝６挤浅Ｖ匾曃锢韺?shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)考核方式的研究始終是熱點(diǎn)問(wèn)題。因?yàn)椋己朔绞阶鳛楹饬恳婚T(mén)課程成績(jī)的標(biāo)尺，學(xué)生對(duì)其非常地關(guān)注。科學(xué)合理的考核方式將調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高實(shí)驗(yàn)課的效果。

目前，各高校采用的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考核方式主要有［2－3］：（1）平時(shí)實(shí)驗(yàn)平均成績(jī)，即平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)求和取平均；（2）平時(shí)實(shí)驗(yàn)平均成績(jī)×系數(shù)+操作考試成績(jī)×系數(shù)；（3）平時(shí)實(shí)驗(yàn)平均成績(jī)×系數(shù)+筆試成績(jī)×系數(shù)。但由于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)是多因素、多變量、界限模糊的事物，很難直接進(jìn)行定量分析，如僅給出一個(gè)成績(jī)，導(dǎo)致上述常用的考核方式都存在其局限性和弊端［4］。因此，建立一套科學(xué)、合理、公正的考核評(píng)價(jià)方式，將是非常重要和必要的，它無(wú)疑將對(duì)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)改革產(chǎn)生積極的作用。本文擬通過(guò)以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的模糊綜合評(píng)判法對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，尋求一種更為科學(xué)的考核方法。

1 模糊綜合評(píng)判的數(shù)學(xué)模型

模糊綜合評(píng)判法的基礎(chǔ)是模糊數(shù)學(xué)，它建立適當(dāng)?shù)碾`屬函數(shù)并通過(guò)模糊集合論的有關(guān)運(yùn)算和變換，把對(duì)模糊對(duì)象的定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)［5］。該方法具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊難以量化的問(wèn)題，已經(jīng)被用來(lái)解決各種非確定性問(wèn)題［6－8］。模糊評(píng)判模型的建立一般可歸納為以下幾個(gè)步驟［9－10］。

1）確定評(píng)判對(duì)象的因素集

因素集是由以影響評(píng)判對(duì)象的各種指標(biāo)為因素所組成的一個(gè)普通集合，常表示為U= {u1，u2，…，un}，其中，表示影響因素具有的n個(gè)屬性。影響實(shí)驗(yàn)考核結(jié)果的因素很多，且這些因素通常具有不同程度的模糊性。筆者結(jié)合自己多年來(lái)承擔(dān)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核的經(jīng)驗(yàn)，參考了其他院校的考核方式，并廣泛征求了相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?、?shí)驗(yàn)教師、學(xué)生的意見(jiàn)和建議，建立了如表1所示的考核指標(biāo)體系。

表1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考核指標(biāo)體系

2）確定評(píng)判集

評(píng)判集是對(duì)評(píng)判對(duì)象可能做出的各種評(píng)判結(jié)果所組成的集合，常表示為V={v1，v2，…，vn}，其中，vi（i=1，2，…，n）代表可能出現(xiàn)的各種總評(píng)判結(jié)果。我們對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的評(píng)判采取4個(gè)等級(jí)，即V=｛v1，v2，v3，v4｝=｛優(yōu)，良，中，差｝。

3）確定各因素的權(quán)重

由于各因素對(duì)評(píng)判對(duì)象的影響不同，必須確定各因素的權(quán)重，由各權(quán)重?cái)?shù)所組成的集合為權(quán)重集A。確定權(quán)重的方法很多，如專(zhuān)家評(píng)判法、加權(quán)統(tǒng)計(jì)法和層次分析法等。我們采用專(zhuān)家評(píng)判法，即對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)方面的專(zhuān)家進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查及本校相關(guān)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師進(jìn)行集體研究討論的形式，給出各因素的權(quán)重分配，如表2所示。

4）建立單因素評(píng)判

單個(gè)因素的評(píng)判即建立一個(gè)從因素集U到評(píng)判集V的模糊關(guān)系。在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師平時(shí)應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)及時(shí)規(guī)范地記錄下各因素的評(píng)判等級(jí)，作出模糊評(píng)判。要逐個(gè)對(duì)被評(píng)事物從每個(gè)因素上進(jìn)行量化，進(jìn)行綜合整理、統(tǒng)計(jì)，從而得到單因素評(píng)判矩陣：

其中，rij表示從第i個(gè)因素出發(fā)，作為第j種評(píng)判的隸屬度。

表2 指標(biāo)權(quán)重

5）進(jìn)行綜合評(píng)判

單因素模糊評(píng)判僅反映了一個(gè)因素對(duì)評(píng)判對(duì)象的影響，要進(jìn)行綜合評(píng)判需再考慮每個(gè)因素相對(duì)應(yīng)的權(quán)重。模糊綜合評(píng)判可表示為：B=A·R，其中，B為模糊綜合評(píng)判結(jié)果向量。最終結(jié)果根據(jù)評(píng)判結(jié)果來(lái)確定，常用的方法有最大隸屬度法、加權(quán)平均法和模糊分布法等。針對(duì)因素比較少的問(wèn)題可采用一級(jí)綜合評(píng)判，當(dāng)評(píng)判系統(tǒng)十分復(fù)雜、涉及的因素較多時(shí)，則需引入多級(jí)綜合評(píng)判。根據(jù)前面因素集的建立情況，我們選擇利用二級(jí)綜合評(píng)判對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核。

2 應(yīng)用舉例

下面通過(guò)一個(gè)具體的例子來(lái)闡述模糊綜合評(píng)判法在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考核中的應(yīng)用。假設(shè)某學(xué)生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)由五名指導(dǎo)教師進(jìn)行綜合評(píng)判，所給出的各評(píng)判指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)等級(jí)如表3所示。

根據(jù)上述評(píng)判結(jié)果可得到該學(xué)生的評(píng)判指標(biāo)體系中各個(gè)單因素評(píng)判矩陣。

由Bi=Ai·Ri，得出一級(jí)評(píng)判向量分別為：

B1=（0.28，0.58，0.12，0.02）

B2=（0.24，0.48，0.18，0.10）

B3=（0.20，0.38，0.26，0.16）

表3 某學(xué)生的評(píng)判結(jié)果

故二級(jí)綜合評(píng)判模糊向量為：

按照最大隸屬度法，該生成績(jī)的“良（0.52）”程度最大，故該生的最終成績(jī)?yōu)椤傲肌薄?/p>

若需要將最終成績(jī)換算成具體的百分制分?jǐn)?shù)，可對(duì)評(píng)判集進(jìn)行賦值，令

則可計(jì)算出該生的分?jǐn)?shù)為：

3 模糊綜合評(píng)判法與傳統(tǒng)方法的對(duì)比

從以上分析可以看出，在對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定上，模糊綜合評(píng)判法與傳統(tǒng)方法相比具有以下明顯優(yōu)勢(shì)：

1）模糊綜合評(píng)判法在建立模型的過(guò)程中綜合考慮了影響實(shí)驗(yàn)成績(jī)的各項(xiàng)因素以及權(quán)重，所得結(jié)果更能全面準(zhǔn)確地反映學(xué)生整個(gè)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程的學(xué)習(xí)情況。該方法在一定程度上減少了傳統(tǒng)方法中評(píng)判因素考慮過(guò)少、教師的主觀性和隨意性影響較大的缺點(diǎn)，使評(píng)判結(jié)果更加全面和客觀。

2）模糊綜合評(píng)判法以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，將對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，使定性分析與定量分析很好的融合。相對(duì)傳統(tǒng)方法的缺乏數(shù)據(jù)說(shuō)明，模糊綜合評(píng)判的結(jié)果經(jīng)過(guò)了定量分析，無(wú)疑更加科學(xué)和準(zhǔn)確，更能讓學(xué)生信服。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐證明，應(yīng)用模糊綜合評(píng)判法來(lái)進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考核是可行的，并取得了較好的效果。它克服了傳統(tǒng)考核方式的主觀性和單一性，在定性分析與定量研究之間建立了較好的鏈接，為科學(xué)、客觀、公正地評(píng)價(jià)學(xué)生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)提供了一個(gè)新的方法和途徑。

當(dāng)然，該評(píng)判方法也存在一些問(wèn)題。如計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，增加了教師的工作量；評(píng)價(jià)指標(biāo)各因素相互關(guān)系較復(fù)雜，權(quán)重的確定基本只能由專(zhuān)家給定；評(píng)價(jià)體系的客觀性、完備性和科學(xué)性還需進(jìn)一步的研究與實(shí)踐檢驗(yàn)等。目前，由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，可根據(jù)模型運(yùn)用程序語(yǔ)言編寫(xiě)相關(guān)評(píng)判系統(tǒng)軟件，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，能部分解決上述問(wèn)題。但該評(píng)判方法仍需在教學(xué)實(shí)踐中不斷完善。

［1］物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì).理工科類(lèi)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求［M］.北京：高等教育出版社，2011.

［2］羅曉琴.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式探索［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2011，9（5）：102－104.

［3］楊強(qiáng)，馬琳.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)生成績(jī)考核方法的探究［J］.長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，18（4）：96－98.

［4］房文靜，劉冰.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)的模糊評(píng)價(jià)［J］.物理實(shí)驗(yàn)，2007，27（10）：21－23.

［5］劉普寅，吳孟達(dá).模糊理論及其應(yīng)用［M］.長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社，2002.

［6］付沙，宋丹.基于AHP和模糊綜合評(píng)判的信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（6）：207－210.

［7］董悅，翟玉人.模糊綜合評(píng)判在高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心評(píng)審中的應(yīng)用［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（8）：115－117.

［8］朱世輝，楊春，李樹(shù)勇，等.結(jié)合層次分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)模型及其應(yīng)用［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2006，4（3）：42－44.

［9］席雷平，齊曉慧，董海瑞.基于模糊綜合評(píng)判理論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2008，6（6）：29－31.

［10］唐煥芳，周自剛.利用模糊集合論對(duì)大學(xué)生普物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合評(píng)判［J］.西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，27（3）：437－440.

Investigation of Assessment in College Physics Experiment Based on the Fuzzy Com prehensive Evaluation

LIUWeibo，MA Guoli，JIA Tianjun
（Department of Physics and Electronic Science，Binzhou University，Binzhou 256603，China）

The importance of assessment in college physics experiment to the experiment teaching and learning is discussed，and the common evaluationmethods are introduced.The fuzzy comprehensive evaluation is introduced to assess the resultof college physicalexperiment，and the three assessment factors，including usual performance，operating test，and theory test，are combined to assess the students'grades comprehensively.It is found that the evaluation mode of college physics experiment based on the fuzzy comprehensive evaluation canmake the result of assessmentmore scientific，and impartial.

fuzzy comprehensive evaluation；college physics experiment；experiment assessment；application

G424.75；O159

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.032

2013－09－25；修改日期：2013－11－13

濱州學(xué)院實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究基金資助項(xiàng)目（BZXYSYXM201211）；濱州學(xué)院精品課程基金資助項(xiàng)目（BZXYJPKC201104）；濱州學(xué)院教學(xué)研究基金資助項(xiàng)目（BYJYYB201128）。

劉偉波（1980－），男，碩士，講師，主要從事大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究工作。