基于模糊综合评判的中学化学教材质量评价模型研究

管季超0712

基于模糊综合评判的中学化学教材质量评价模型研究



姬广敏 毕华林

摘　要：在目前已有不同版本高中化学教材面世的情况下，如何选择出符合当地实际的教材成为了一个亟待解决的问题。本文结合一计算实例，将模糊数学的方法应用于化学教材质量的评价,建立了化学教材质量评价的模糊综合评判模型。

关键词：化学教材；质量；评价；模糊综合评判

在新课程理念下，教材不再是教师教和学生学的唯一依据，而是越来越成为一种教学资源[1]。这样，依据同一个课程标准，便会出现多种风格不同的教材。作为某一特定地区或学校，如何选出适合本地的化学教材，这就涉及教材的评价问题。教材评价是对教材能否满足学生与社会发展的需要所做的判断活动。在不同的教材评价中，评价的目的、评价的意义、评价的内容、评价者不同，评价的程序方法就会不同。从教材的使用者来看，评价化学教材的目的主要是考虑本地的硬件教学设施能否满足该教材教学的需要，是否适应本地学生身心发展的特点和需要，是不是能更好的促进学生对课程内容的掌握和认知能力的发展，能不能最大限度得实现国家教育目标和学校培养目标，满足本地经济、文化与社会发展的要求。

如何对化学教材的质量做出评价,应该是一项复杂的系统工程。要科学、客观、准确地对化学教材的质量做出评价，就必须建立一种操作性较强的化学教材评价方法，尤其是建立一种便于教材的使用者操作的化学教材评价方法就变的非常紧迫。为了便于评价者的操作，本文将模糊综合评判法应用于化学教材质量的评价,建立了化学教材质量评价的模糊综合评判模型。笔者认为对这一问题的研究,主要从如下三方面着手：(1) 明确评价的指标体系:分析影响化学教材质量的各项因素,明确化学教材质量评价的指标体系,并研究探讨各项指标因素之间的内在联系；(2)定性评估各项指标因素: 依据定性的原则对各项指标因素进行评价，并收集统计数据；(3) 确定评价的模型，定量评价各项指标因素:依据定量的原则建立起适合化学教材评价的模糊数学模型,由此得出对化学教材质量定量评价的结果。

一、明确评价的指标体系

中学化学教材的知识性、思想性以及制作的工艺水平应符合学生的认知心理发展水平，教材应充分体现学生的“学”，这应是评价的基本原则和目标。要达到这样的评价目标，就必须考虑应从哪些方面去评价化学教材，也就是通常所说的评价化学教材各项指标因素。依据化学教材的结构特点，笔者提出化学教材的评价可包括四个指标因素：教材目标、教材内容、教材结构、实施新教材的可行性。

1.教材目标

对化学教材目标的分析可以从: ①知识目标②技能与能力目标③方法目标④态度目标等四个方面进行。

2.教材内容

对化学教材内容的分析可以从正文内容、习题内容、实验内容、其他学习活动内容四个方面进行。

①正文内容

正文内容是教材最主要的组成部分，对此指标因素的分析评价是很重要的。我们将从教材的知识性、思想性以及制作的工艺水平等三个角度去评价正文内容。

②习题内容

习题内容可以从习题与正文内容的匹配性、习题数量、习题类型、习题编排顺序、习题的STS取向、习题是否重视培养的学生化学科学信息素养等方面去评价。

③实验内容

对实验内容的评价可以从实验的功能、实验的操作性、实验的编排顺序、实验现象和结论的表达方式、实验的探究性等几个方面进行。

④其他学习活动内容

其他学习活动内容是指探究、讨论、思考、调查等各种活动的内容，对它的评价可以从该学习活动的质(是一个什么样的活动、该活动在这里安排的合理性等)、该学习活动的难度、该学习活动的设置的数量等方面去展开。

3.教材结构

化学教材的结构主要指所选教材内容的编排[2]，从大的方面它包括：教材的纵向结构、教材的横向结构。具体的评价指标可以整合细化为以下四个方面：

①知识体系的编排及配比；②能力训练体系的编排及配比；③情感态度价值观培养体系的编排及配比；④单元知识的编写体例：单元知识的编写体例可以从单元内有无各类功能块(如正文块、习题块、活动块、小结块等)、各功能块是否能协调组合搭配等方面去评价。

4.实施新教材的可行性[3]

本地区或本学校的硬件设施能不能满足某个版本的新化学教材的学习要求呢？这主要从以下四个方面进行分析：

①学校使用新教材的可行性分析；②教师对新教材适应性分析；③学生对新教材适应性分析；④短期内，学校在不足的方面可望改进的最大程度。

二、定性评估各项指标因素

笔者对于《普通高中课程标准实验教科书化学选修4（人教版）》、《第三章水溶液中的离子平衡》的研究成果示例如下：

为了对这章教材目标的质量进行定性评估，笔者首先在汶上县第一中学抽取资深化学教师14人，给他们提供了这章教材目标的各项评价指标：知识目标、技能与能力目标、方法目标、态度目标。然后，给他们提出每项评价指标都按照优秀、良好、合格、不合格给出定性评估，记录他们评估后的结果；最后根据这些结果形成统计表1：

表1 教材目标质量定性评估统计数据

评价指标	各评价等级人数				合计
	优秀	良好	合格	不合格
知识目标 技能与能力目标 方法目标 态度目标	10 6 8 5	1 4 4 6	2 2 1 2	1 2 1 1	14 14 14 14
合计	29	15	7	5	56

然后，用同样的方法对教材内容、教材结构、实施新教材的可行性进行定性评估，也记录下评估结果，形成统计表格。

三、确定评价的模型，定量评价各项指标因素

化学教材质量的质量评价是一个多层次模糊评判问题,这里我们给出其评判的建模方法,并结合笔者对于《普通高中课程标准实验教科书化学选修4（人教版）》、《第三章水溶液中的离子平衡》的定级给出其具体应用。

1.确定评价化学教材质量的因素集Ｕ

我们将化学教材质量评价归为如下指标体系：

Ｕ1：教材目标{①知识目标(ｕ1)、②技能与能力目标(ｕ2)、③方法目标(ｕ3)、④态度目标(ｕ4)}

Ｕ2：教材内容{①正文内容(ｕ5)、②习题内容(ｕ6)、③实验内容(ｕ7)、④其他学习活动内容(ｕ8)}

Ｕ3：教材结构{①知识体系的编排及配比(ｕ9)、②能力训练体系的编排及配比(ｕ10)、③情感态度价值观培养体系的编排及配比(ｕ11)、④单元知识的编写体例(ｕ12)}

Ｕ4：实施新教材的可行性{①学校使用新教材的可行性分析(ｕ13)、②教师对新教材适应性分析(ｕ14)、③学生对新教材适应性分析(ｕ15)、④短期内，学校在不足的方面可望改进的最大程度(ｕ16)}

由于影响化学教材质量的因素较多,不便于权重的分配,我们根据这些因素之间的内在联系，将ｕ1、ｕ2、ｕ3、ｕ4构成教材目标子因素集；ｕ5、ｕ6、ｕ7、ｕ8构成教材内容子因素集；ｕ9、ｕ10、ｕ11、ｕ12构成教材结构子因素集；ｕ13、ｕ14、ｕ15、ｕ16构成实施新教材的可行性子因素集。

Ｕ1={ｕ1,ｕ2,ｕ3,ｕ4} ，Ｕ2={ｕ5,ｕ6,ｕ7,ｕ8}，

Ｕ3={ｕ9,ｕ10,ｕ11,ｕ12}，Ｕ4={ｕ13,ｕ14,ｕ15,ｕ16}

2.确定评价集

Ｖ={ｖ1,ｖ2,ｖ3,ｖ4}式中Ｖｉ(ｉ=1, 2, 3, 4)分别表示优秀，良好，合格，不合格四个等级。

3.对子因素集Ｕi分别作综合评判

首先构造单因素评判矩阵(根据第二步初步评估各项指标因素形成的统计表格采用归一化处理即可得)。

对Ｕ1有：Ｒ1=

经过研究我们确定了各子因素集中各因素的权向量：如：Ｗ1= ( 0.35, 0. 35, 0. 20, 0.10)

然后，在DPS3．01数据处理系统软件操作平台上，计算Ｕ到Ｖ的模糊变换：

Ｂ1 = Ｗ1·Ｒ1

   = ( 0.35，0.35，0.20，0.10)·

   = (0.35，0.29，0.15，0.14)

对Ｂ1进行归一化处理得：Ｂ1O=(0.38，0.31，0.16，0.15)

用同样的方法再对子因素集Ｕ2、Ｕ3、Ｕ4作综合评判得：

Ｂ2O= (0.57，0.29，0.10，0.04)

Ｂ3O= (0.43，0.35，0.17，0.05 )

Ｂ4O= (0.43，0.30，0.17，0.10)

4.对因素集Ｕ进行二级模糊综合评判

现在，我们以Ｕ1、Ｕ2、Ｕ3、Ｕ4为元素，用Ｂ1O、Ｂ2O、Ｂ3O、Ｂ4O构成其单因素评判矩阵：Ｂ=  ，再确定其权向量：Ｗ=（0.15，0.40，0.20，0.25)。

则：R=（0.15，0.40，0.20，0.25)·

　　　=（0.40，0.25，0.17，0.15)

对R进行归一化处理得:RO=(0.41，0.26，0.18，0.15)

5.确定综合评价值

上述模糊综合评判结果以百分比来表示可以理解为在参评的人员中约有41%的人认为该章化学教材的质量属优秀，26%的人认为属良好，18%的人认为属合格，15%的人认为属不合格这个等级。为了使这一结果能以一种类似于百分制的“分数”的形式表达出来，特规定各等级相应的分数如下表所示：

表2 各等级相应分数规定表

等级	不合格	合格	良好	优秀
分数 代表分数	50~62 56	63~75 69	76~88 82	89~100 95

显然，各等级分数值取上限或下限都是不恰当的，特取中间值作为各等级的代表分数。并构成一个等级分数矩阵[4]：

                  G =（95，82，69，56）

其转置矩阵为：GT=

那么，该章教材质量的综合评价值为：X= RO·GT = (0.41，0.26，0.18，0.15)·

                                   =81.09

综上所述, 笔者认为对《普通高中课程标准实验教科书化学选修4（人教版）》、《第三章水溶液中的离子平衡》这一章教材的质量可以综合评价为“良好”这个级别。

参考文献：

[1]毕华林等.化学新教材的开发与使用［M］.北京:高等教育出版社,2003:前言（ⅱ）

[2]苏鸿.论中小学教材结构的建构［J］.课程·教材·教法，2003，23（2）：9～13.

[3]任长松.课程教材编制过程中的评价［J］.课程·教材·教法，1996，16（7）：60～61.

[4]刘新平等．教育统计与测评导论［M］．北京：科学出版社，2003:2