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信息熵在多媒体教学质量分析中的应用

2014-07-19杨晶

新校园·中旬刊 2014年2期
关键词:信息熵多媒体教学教学质量

杨晶

摘 要:为了研究多媒体给教学带来的影响,本文根据学生的教学反馈评价数据,利用熵值法计算各指标的熵权,从而得出影响多媒体教学质量的重要因素,进而为教师对教学进行自我反思与改进提供依据。

关键词:信息熵;多媒体教学;教学质量

现代社会已由规模化、数量化的工业社会变为多样化、个性化的信息社会。随着信息交流的进一步扩大,多媒体信息技术也突飞猛进地发展起来,越来越多的新技术被应用在教学实践当中,这不仅为学生提供了多样化的教学信息,而且极大地改善了学校的教学环境。对于一种新的教学模式,通过教学质量分析及评价,可以了解教学各方面情况,从而判断它的质量和水平、成效和缺陷。本文提出基于熵值法的课堂教学质量测评方法,直接利用学生的课堂教学评价数据,具有一定的客观性。

一、熵值法的原理

熵是热力学中的一个物理概念,后被香农引入到信息论,在工程技术、社会经济等领域被广泛应用。

在信息论中,离散信源的熵H(X)=-■log2p(xi)(比特),是信源不确定性的一个度量,是系统无序性的度量。根据熵函数的上凸性,等溉分布时熵最大。

对于一个评价指标中,某一项指标的评价得分相同(等价认为p(xi)相等),即可以描述为该项指标处于“有序”状态。此时,该项指标的区分作用为0,根据熵函数的性质,该指标的信息熵越大;若某项指标得分的差异程序越大(即P(xi)的差异程度越大),即可认为该指标处于“无序”状态,此时该项指标在评价系统中的作用越大,而该指标的信息熵越小。因此,在指标体系统,信息熵越大的指标,权重系数越小;而信息上小的指标,权重系数越大。故可利用信息熵的反向质量来确定一个评价体系中各指标的权重。熵值法的基本思想就是依据熵的概念和性质,把各种指标的信息量化,进而得到指标的双重系数的一种方法。

二、基于熵值法在多媒体教学质量定量分析

1.评价指标

多媒教学过程中,多媒体选择、教学内容、教学方法、课堂内容理解程度、多媒体使用比例是否合适等,直接影响教学效果。为了实现对多媒体教学的质量分析,我们在授课过程中,就多媒体种类的选择、多媒体应用时间、多媒体应用学科三种不同的方式进了学生问卷调查,得到多媒体教学质量的评分数据,如表1所示。

表1 学生教学反馈调查问卷

2.将原始数据阵(Xij)m×n转为“概率”矩阵

由于pij为某个信息的概率,且0≤pij≤1,因而对原始数据做归一化处理。

p=p11 p12…p1np21 p22…p2np31 p32…p3np41 p42…p4n=(pij)m×n

其中pij=xij/∑xij —————(1)

3.计算第i项指标的信息熵

第i项评估指标的信息熵定义为:

Hi=-■pijlog2pij —————(2)

4.计算第i项指标的熵权系数li

li=■—————(3)

由上式可知,当Hi越小时,li越大,即当pij的值相差越大,该指标传递的信息量越多,作用越大,其权重也越大。

5.具体应用

由问卷调查数据得到原始的评价矩阵

X=67.32 79.53 73.2680.12 82.26 83.9287.28 89.10 86.2568.74 71.63 88.8985.89 82.67 80.35

再由式1将原始矩阵转化为“概率”矩阵

P=0.056 0.066 0.0610.066 0.068 0.0700.072 0.074 0.0710.057 0.059 0.0740.071 0.068 0.067

按照公式2计算各项指标的信息熵,得到信息熵矩阵Hi为:

Hi=(0.736 0.791 0.842 0.754 0.794)

根据式3计算出各指标的熵权重:

li=(0.240 0.190 0.161 0.224 0.185)

表2 各项指标的熵权排名

6.结果分析

从学生对多媒体授课不同方式下的教材选择、教学内容、教学方法、多媒体使用情况以及课堂内容理解程度的熵权排名来看,这个结果是合理的。首先,教材是教学的关键,教学过程中,多媒体的选择是分科、教学内容需要的。其次,选择何种多媒体在教学中也起着关键的作用,它决定这种多媒体的选择是否利于学生对教学内容的理解。再次,教学方法权重最低,因为对于同一名教师而言,讲课的风格几乎固定,虽然教学模式有所变化,但是对于教学方法的运用几乎不变,因而熵权最低。通过结果分析,我们可以根据每种方式的具体得分,进行教学自我评价,有针对性地加以改进。

此外,从分析结果也可以看出,熵权排前两位的是教材选择和多媒体使用情况,即其“无序性”较大,竞争最激烈,也就是说学生非常重视学科选择和多媒体的使用。因此,作为教学者,一定要根据自己学科是否需要,适当地选择多媒体的应用及合理的应用时间。

本文就多媒体在教学中的应用,利用熵权,实际处理了学生对多媒体教学的评价数据,得出了各项指标的熵权,从而定量地得出影响多媒体教学的主要因素,任课教师可以根据这些因素改进教学,有利于多媒体教学的顺利进行,具有一定借鉴意义。

参考文献:

[1]左巍.基于云模型和熵权的高校课堂教学质量评价模型[J].经济师,2012(8):116-117.

[2]张少艳.信息熵在教学质量分析中的应用[J].红河学院学报,2007,5(2):77-79.

[3]倪少凯.7种确定评估指标权重方法的比较[J].方法讨论,2002(12):54-55.

摘 要:为了研究多媒体给教学带来的影响,本文根据学生的教学反馈评价数据,利用熵值法计算各指标的熵权,从而得出影响多媒体教学质量的重要因素,进而为教师对教学进行自我反思与改进提供依据。

关键词:信息熵;多媒体教学;教学质量

现代社会已由规模化、数量化的工业社会变为多样化、个性化的信息社会。随着信息交流的进一步扩大,多媒体信息技术也突飞猛进地发展起来,越来越多的新技术被应用在教学实践当中,这不仅为学生提供了多样化的教学信息,而且极大地改善了学校的教学环境。对于一种新的教学模式,通过教学质量分析及评价,可以了解教学各方面情况,从而判断它的质量和水平、成效和缺陷。本文提出基于熵值法的课堂教学质量测评方法,直接利用学生的课堂教学评价数据,具有一定的客观性。

一、熵值法的原理

熵是热力学中的一个物理概念,后被香农引入到信息论,在工程技术、社会经济等领域被广泛应用。

在信息论中,离散信源的熵H(X)=-■log2p(xi)(比特),是信源不确定性的一个度量,是系统无序性的度量。根据熵函数的上凸性,等溉分布时熵最大。

对于一个评价指标中,某一项指标的评价得分相同(等价认为p(xi)相等),即可以描述为该项指标处于“有序”状态。此时,该项指标的区分作用为0,根据熵函数的性质,该指标的信息熵越大;若某项指标得分的差异程序越大(即P(xi)的差异程度越大),即可认为该指标处于“无序”状态,此时该项指标在评价系统中的作用越大,而该指标的信息熵越小。因此,在指标体系统,信息熵越大的指标,权重系数越小;而信息上小的指标,权重系数越大。故可利用信息熵的反向质量来确定一个评价体系中各指标的权重。熵值法的基本思想就是依据熵的概念和性质,把各种指标的信息量化,进而得到指标的双重系数的一种方法。

二、基于熵值法在多媒体教学质量定量分析

1.评价指标

多媒教学过程中,多媒体选择、教学内容、教学方法、课堂内容理解程度、多媒体使用比例是否合适等,直接影响教学效果。为了实现对多媒体教学的质量分析,我们在授课过程中,就多媒体种类的选择、多媒体应用时间、多媒体应用学科三种不同的方式进了学生问卷调查,得到多媒体教学质量的评分数据,如表1所示。

表1 学生教学反馈调查问卷

2.将原始数据阵(Xij)m×n转为“概率”矩阵

由于pij为某个信息的概率,且0≤pij≤1,因而对原始数据做归一化处理。

p=p11 p12…p1np21 p22…p2np31 p32…p3np41 p42…p4n=(pij)m×n

其中pij=xij/∑xij —————(1)

3.计算第i项指标的信息熵

第i项评估指标的信息熵定义为:

Hi=-■pijlog2pij —————(2)

4.计算第i项指标的熵权系数li

li=■—————(3)

由上式可知,当Hi越小时,li越大,即当pij的值相差越大,该指标传递的信息量越多,作用越大,其权重也越大。

5.具体应用

由问卷调查数据得到原始的评价矩阵

X=67.32 79.53 73.2680.12 82.26 83.9287.28 89.10 86.2568.74 71.63 88.8985.89 82.67 80.35

再由式1将原始矩阵转化为“概率”矩阵

P=0.056 0.066 0.0610.066 0.068 0.0700.072 0.074 0.0710.057 0.059 0.0740.071 0.068 0.067

按照公式2计算各项指标的信息熵,得到信息熵矩阵Hi为:

Hi=(0.736 0.791 0.842 0.754 0.794)

根据式3计算出各指标的熵权重:

li=(0.240 0.190 0.161 0.224 0.185)

表2 各项指标的熵权排名

6.结果分析

从学生对多媒体授课不同方式下的教材选择、教学内容、教学方法、多媒体使用情况以及课堂内容理解程度的熵权排名来看,这个结果是合理的。首先,教材是教学的关键,教学过程中,多媒体的选择是分科、教学内容需要的。其次,选择何种多媒体在教学中也起着关键的作用,它决定这种多媒体的选择是否利于学生对教学内容的理解。再次,教学方法权重最低,因为对于同一名教师而言,讲课的风格几乎固定,虽然教学模式有所变化,但是对于教学方法的运用几乎不变,因而熵权最低。通过结果分析,我们可以根据每种方式的具体得分,进行教学自我评价,有针对性地加以改进。

此外,从分析结果也可以看出,熵权排前两位的是教材选择和多媒体使用情况,即其“无序性”较大,竞争最激烈,也就是说学生非常重视学科选择和多媒体的使用。因此,作为教学者,一定要根据自己学科是否需要,适当地选择多媒体的应用及合理的应用时间。

本文就多媒体在教学中的应用,利用熵权,实际处理了学生对多媒体教学的评价数据,得出了各项指标的熵权,从而定量地得出影响多媒体教学的主要因素,任课教师可以根据这些因素改进教学,有利于多媒体教学的顺利进行,具有一定借鉴意义。

参考文献:

[1]左巍.基于云模型和熵权的高校课堂教学质量评价模型[J].经济师,2012(8):116-117.

[2]张少艳.信息熵在教学质量分析中的应用[J].红河学院学报,2007,5(2):77-79.

[3]倪少凯.7种确定评估指标权重方法的比较[J].方法讨论,2002(12):54-55.

摘 要:为了研究多媒体给教学带来的影响,本文根据学生的教学反馈评价数据,利用熵值法计算各指标的熵权,从而得出影响多媒体教学质量的重要因素,进而为教师对教学进行自我反思与改进提供依据。

关键词:信息熵;多媒体教学;教学质量

现代社会已由规模化、数量化的工业社会变为多样化、个性化的信息社会。随着信息交流的进一步扩大,多媒体信息技术也突飞猛进地发展起来,越来越多的新技术被应用在教学实践当中,这不仅为学生提供了多样化的教学信息,而且极大地改善了学校的教学环境。对于一种新的教学模式,通过教学质量分析及评价,可以了解教学各方面情况,从而判断它的质量和水平、成效和缺陷。本文提出基于熵值法的课堂教学质量测评方法,直接利用学生的课堂教学评价数据,具有一定的客观性。

一、熵值法的原理

熵是热力学中的一个物理概念,后被香农引入到信息论,在工程技术、社会经济等领域被广泛应用。

在信息论中,离散信源的熵H(X)=-■log2p(xi)(比特),是信源不确定性的一个度量,是系统无序性的度量。根据熵函数的上凸性,等溉分布时熵最大。

对于一个评价指标中,某一项指标的评价得分相同(等价认为p(xi)相等),即可以描述为该项指标处于“有序”状态。此时,该项指标的区分作用为0,根据熵函数的性质,该指标的信息熵越大;若某项指标得分的差异程序越大(即P(xi)的差异程度越大),即可认为该指标处于“无序”状态,此时该项指标在评价系统中的作用越大,而该指标的信息熵越小。因此,在指标体系统,信息熵越大的指标,权重系数越小;而信息上小的指标,权重系数越大。故可利用信息熵的反向质量来确定一个评价体系中各指标的权重。熵值法的基本思想就是依据熵的概念和性质,把各种指标的信息量化,进而得到指标的双重系数的一种方法。

二、基于熵值法在多媒体教学质量定量分析

1.评价指标

多媒教学过程中,多媒体选择、教学内容、教学方法、课堂内容理解程度、多媒体使用比例是否合适等,直接影响教学效果。为了实现对多媒体教学的质量分析,我们在授课过程中,就多媒体种类的选择、多媒体应用时间、多媒体应用学科三种不同的方式进了学生问卷调查,得到多媒体教学质量的评分数据,如表1所示。

表1 学生教学反馈调查问卷

2.将原始数据阵(Xij)m×n转为“概率”矩阵

由于pij为某个信息的概率,且0≤pij≤1,因而对原始数据做归一化处理。

p=p11 p12…p1np21 p22…p2np31 p32…p3np41 p42…p4n=(pij)m×n

其中pij=xij/∑xij —————(1)

3.计算第i项指标的信息熵

第i项评估指标的信息熵定义为:

Hi=-■pijlog2pij —————(2)

4.计算第i项指标的熵权系数li

li=■—————(3)

由上式可知,当Hi越小时,li越大,即当pij的值相差越大,该指标传递的信息量越多,作用越大,其权重也越大。

5.具体应用

由问卷调查数据得到原始的评价矩阵

X=67.32 79.53 73.2680.12 82.26 83.9287.28 89.10 86.2568.74 71.63 88.8985.89 82.67 80.35

再由式1将原始矩阵转化为“概率”矩阵

P=0.056 0.066 0.0610.066 0.068 0.0700.072 0.074 0.0710.057 0.059 0.0740.071 0.068 0.067

按照公式2计算各项指标的信息熵,得到信息熵矩阵Hi为:

Hi=(0.736 0.791 0.842 0.754 0.794)

根据式3计算出各指标的熵权重:

li=(0.240 0.190 0.161 0.224 0.185)

表2 各项指标的熵权排名

6.结果分析

从学生对多媒体授课不同方式下的教材选择、教学内容、教学方法、多媒体使用情况以及课堂内容理解程度的熵权排名来看,这个结果是合理的。首先,教材是教学的关键,教学过程中,多媒体的选择是分科、教学内容需要的。其次,选择何种多媒体在教学中也起着关键的作用,它决定这种多媒体的选择是否利于学生对教学内容的理解。再次,教学方法权重最低,因为对于同一名教师而言,讲课的风格几乎固定,虽然教学模式有所变化,但是对于教学方法的运用几乎不变,因而熵权最低。通过结果分析,我们可以根据每种方式的具体得分,进行教学自我评价,有针对性地加以改进。

此外,从分析结果也可以看出,熵权排前两位的是教材选择和多媒体使用情况,即其“无序性”较大,竞争最激烈,也就是说学生非常重视学科选择和多媒体的使用。因此,作为教学者,一定要根据自己学科是否需要,适当地选择多媒体的应用及合理的应用时间。

本文就多媒体在教学中的应用,利用熵权,实际处理了学生对多媒体教学的评价数据,得出了各项指标的熵权,从而定量地得出影响多媒体教学的主要因素,任课教师可以根据这些因素改进教学,有利于多媒体教学的顺利进行,具有一定借鉴意义。

参考文献:

[1]左巍.基于云模型和熵权的高校课堂教学质量评价模型[J].经济师,2012(8):116-117.

[2]张少艳.信息熵在教学质量分析中的应用[J].红河学院学报,2007,5(2):77-79.

[3]倪少凯.7种确定评估指标权重方法的比较[J].方法讨论,2002(12):54-55.

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