基于CDIO的机械设计类课程质量评价体系及方法研究(2)

2.2 基于层次分析法的课程质量标准体系及评价方法
层次分析法AHP(Analytic Hierarchy Process)是由美国运筹学家萨迪(T.L.Saaty)于20世纪70年代初所提出。该方法把复杂问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性。然后综合有关人员的判断，确定备选方案相对重要性的总排序。整个过程体现了人类分解—判断—综合的问题求解思维特征。
根据机械设计类课程的教学特点，应用AHP法从理论教学内容、实践教学内容、教师及学生等方面构建一个符合CDIO理念的机械设计类课程质量标准与决策体系框架。该框架是由体系层和决策层所组成的闭环体系，具体结构形式如图4所示。该框架的体系层由3部分构成：一是考核标准，即人才培养目标所确定的实践教学、理论教学部分的考核形式及标准，它是教学质量保障的主要监控点。二是过程标准，即教学大纲的制定和实施、课堂教学、实践教学等各个环节、教学体系和内容改革、教学方式与手段的选择等。三是教学条件标准，它包括教学管理队伍的配备、师资的配备、实践场所及实验设备的配备等。决策层则由5部分构成，这5部分是对构成体系层3部分的评判标准，其结果由学生在实践的基础上，根据个人及团队的主观判断而得到。该课程质量评价体系与评价方法既可以定量研究影响教学质量的因素又可定性研究以完善的手段来建立健全课程质量监控体系。
图4 课程质量标准与决策体系框架
2.3 算例
根据判断矩阵标度定义并综合学生在课程结束并参与实践锻炼的基础上得到表1和表2中的判断矩阵数据。
表1 B层判断矩阵及其权重计算
表2 C层判断矩阵及其权重计算
由表1和表2中的内容可以得到B层相对于A层的权重矩阵W_BA以及C层相对于B层的权重矩阵WCB为如下结果：
W_BA=[0.5584，0.3196，0.1219]
W_CB=[0.25,0.75, 0
0.333, 0.667,
0.75,0.25]
W_CA=W_BA*W_CB=[0.139 6, 0.418 8, 0.106 4, 0.213 2, 0.091 4, 0.030 5]
然后按照同样的方法，首先，建立最底层－方案层D层的判断矩阵，由于D层的判断矩阵的表格有6个，在此不再详细列出；其次，计算D层各判断矩阵相应的相对于C层的权重矩阵WDC；最后，经计算得到D层相对于A层的权重矩阵WDA。
W_DC=
[0.256 5 0.436 6 0.040 0 0.085 7 0.121 1 0.060 0
0.371 5 0.267 2 0.047 1 0.102 4 0.141 2 0.070 6
0.353 7 0.069 7 0.149 6 0.272 8 0.101 5 0.052 7
0.361 9 0.048 7 0.276 1 0.151 9 0.071 5 0.089 8
0.168 6 0.037 7 0.177 7 0.069 8 0.395 7 0.150 4
0.168 6 0.037 7 0.177 7 0.069 8 0.395 7 0.150 4]
W_DA=W_CA*W_DC=[0.326 7,0.195 2,0.121 7,0.124 8, 0.150 3,0.081 0]
从D层相对于A层的权重矩阵WDA的结果来看，可以得到如下以下几个结论：
(1)对课程质量影响因素的排列依次为：教师素养、教学设施、实践环节及考核、教学实施方法、教学内容、理论环节考核。
(2)教师素养由于直接影响到实践环节、理论环节和教学实施等因素。因此，教师素养对课程质量的影响结果占到主导地位。
(3)教学设施对于课程总体质量而言有着举足轻重的地位，是实践环节、理论环节得以有效进行的保证。
(4)理论考核对于课程总体质量的影响最小，表现在CDIO教学思想下课程质量偏重于知识的灵活应用与学生综合素质的培养。
3 结束语
根据当前机械设计专业人才培养目标，针对机械设计类课程教学中应突出对学生“全方位全过程培养高素质高技能机械设计人才”的教学方向，借鉴全面质量管理的思路构建了课程质量标准框架，并应用层次分析法对影响课程质量诸多因素进行了评价，得出了课程综合教学改革的方向，对其他课程教学改革建设提供借鉴。
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