基于层次分析法的区域教育信息化水平评价研究 ——以宜宾市为例

发表时间:2020/9/7   来源:《中国教师》2020年3月8期   作者:朱城宇
[导读] 文章基于层次分析法,从基础设施、信息化教学应用、保障机制和管理信息化四个维度出发,建立了一套包含4个一级指标20个二级指标的区域教育信息化水平评价指标体系,对宜宾市的区域教育信息化水平进行了比较分析
        摘要:文章基于层次分析法,从基础设施、信息化教学应用、保障机制和管理信息化四个维度出发,建立了一套包含4个一级指标20个二级指标的区域教育信息化水平评价指标体系,对宜宾市的区域教育信息化水平进行了比较分析,从而暴露出该地区在教育信息化存在的问题,并对宜宾市未来教育信息化的发展提出了相关建议,为区域教育信息化的发展提供参考。
        关键词:区域教育信息化;层次分析法;宜宾市;评价指标体系
引言
        在世界信息化水平迅速提高、发达国家以信息产业为核心的新经济体系不断完善和壮大的背景下,教育信息化也已成为教育改革与发展的必然要求和重要推动力量。教育信息化水平标志着一个国家或地区的教育现代化的程度[1]。从2011年开始,我国针对教育信息化工作出台了一系列政策,并实施了“三通两平台”和网络学习空间人人通建设等里程碑式的工程。2018 年,教育部发布《教育信息化 2.0 行动计划》,指明了教育信息化进一步的工作方向,并进一步明确了教育信息化在我国教育现代化建设中的重要战略地位。基于此,此次研究围绕区域教育信息化水平评价,并以宜宾市地区为例进行了比较分析。
1 区域教育信息化
        区域教育信息化是指各地区在国家统一计划下,根据自身的实际情况, 应用现代信息技术(计算机、多媒体、网络、通信等技术) ,通过各种渠道重点建设,充分利用软、硬件资源加速该地区教育 现代化的过程[2]。本文中以宜宾市作为区域教育信息化水平评价研究的地区。宜宾位于川、滇、黔交汇之处,地处川南腹地、下辖七县三区中的七个县(区)位于乌蒙山连片特困山区,少数民族众多,民族杂居,自然环境差异大,经济底子薄、限于地域和经济特点,属于传统意义上的后发地区。教育信息化能有效运用现代化技术让贫困地区和农村的孩子共享优质教育资源,并提升教育教学效率和促进教师专业成长,对满足后发地区人民对优质教育资源共享的需要和促进教育公平极具现实意义。而在教育信息化发展进程中,我们迫切需要了解自己处于什么位置、还有哪些薄弱环节和问题,因此就需要一套完整的指标体系及评价方法,以便对教育信息化发展状况进行监督、评价,以便更好地推进教育信息化事业。
2层次分析法
        本研究采用层次分析法进行区域教育信息化水平指标体系的构建。层次分析法是一种将定性与定量分析方法相结合的多目标决策分析方法。该法的主要思想是通过复杂问题分解为若干层次和若干因素,对两两指标之间的重要程度做出比较判断,建立判断矩阵,通过计算判断矩阵的最大特征值以及对应特征向量,就可得出不同指标重要性程度的权重[3]。层次分析法由美国学者萨蒂(T.S.Saty)首先引入教育评价领域用于确定评价指标的权重系数[4]。具体到区域教育信息化水平指标体系的构建中,我们则可以利用层次分析法,将微课的评价分解为不同的组成因素,并按照各因素之间的相关关联影响和隶属关系将所有评价因素按若干层次聚集组合,从而形成一个多层次的区域教育信息化水平评价指标体系。
        层次分析的四个基本步骤是:(1)在确定决策的目标后,对影响决策目标的因素进行分类,建立一个多层次结构;(2)比较同一层次中各因素关于上一层次的同一个因素的相对重要性,构造成对比较矩阵;(3)通过计算,检验成对比较矩阵的一致性,若不一致则需对成对比较矩阵进行修改,以达到可以接受的一致性;(4)在符合一致性检验的前提下,计算与成对比较矩阵最大特征值相对应的特征向量,确定每个因素对上一层次该因素的权重;计算各因素对于系统目标的总排序权重并决策。
3区域教育信息化水平评价指标权重的确定
3.1指标选取和建立区域教育信息化水平指标递阶层次结构
        基于根据一致性原则、系统性原则、适合性原则和可操作性原则,结合区域教育信息化的特点并考虑到数据的有效收集性,通过向有关专家征求意见,将区域教育化水平化从基础设施、信息化教学应用、保障机制、管理信息化四个维度分解指标,最终得到20个二级指标(表1)
        在此基础上建立区域教育信息化水平指标递阶层次结构,区域教育信息化水平指标递阶层次结构是将区域教育信息化水平模型化,形成评价指标分解体系。区域教育信息化水平评价指标体系可分为三层,目标层是区域教育信息化水平 A,中间包括基础设施 B1、信息化教学应用水平 B2、 保障机制 B3、管理信息化水平 B4 共 4 项一级指标,因素层包括每百名学生终端数(台) C1 等在内的 20 项指标(C1- C20)。
        
        


表1 区域教育信息化水平评价指标项目
目标层    中间层
(一级指标)    因素层
(二级指标)
区域教育信息化水平A    基础
设施B1    每百名学生终端数(台)C1
        每十人教室终端数(台)C2
        学校校园网建设比例(%)C3
        平均每学校接入带宽(M)C4
        每百名学生多媒体教室数(间)C5
        每百名学生计算机教室数(间)C6
        校均录播教室数(间)C7
    信息化教学应用B2    教师网络空间开通率(%)C8
        学生网络空间开通率(%)C9
        数字教育资源全覆盖教师应用率(%)C10
        教师的信息化教学能力C11
        学生的信息化学习能力C12
    保障机制B3    校均专职信息化职工数(人)C13
        已建立信息化工作和管理制度学校比例(%)C14
        每百名学生投入经费(万)C15
        设立校级信息化主管领导的学校比例(%)C16
        平均每年信息化培训次数C17
    管理信息化B4    校均信息化系统建设数量C18
        信息管理系统平均老师数据流量(条/人)C19
        信息管理系统平均学生数据流量(条/人)C20
3.2构建两两比较矩阵
        构建成对比较矩阵,把其中的因素两两进行相互比较,并根据标度进行赋值,尽可能地比较性质不同的因素之间的重要性,以提高结果的准确度。根据文献资料以及向有关专家组征求意见,通过 1~9 标度方法对各个因素赋值,构造出区域教育信息化水平影响因素成对比较矩阵 (表 2~7)。
表2  判断矩阵标度及其含义
标度    含义
1            表示两个因素相比,具有同样的重要性
        表示两个因素相比,一个因素比另一个因素稍微重要
3   
5    表示两个因素相比,一个因素比另一个因素明显重要
7    表示两个因素相比,一个因素比另一个因素强烈重要
9    表示两个因素相比,一个因素比另一个因素极端重要
2,4,6,8    上述两相邻判断矩阵的中间值
倒数    因素i与j比较的判断aij ,则因素j与i比较的判断aji =1/a
表3   A与B构成的成对比较矩阵 H1
A    B1    B2    B3    B4
B1    1    2    2    3
B2    1/2    1    2    3
B3    1/2    1/2    1    2
B4    1/3    1/3    1/2    1

表4   B1与C构成的成对比较矩阵 H11
B1    C1    C2    C3    C4    C5    C6    C7
C1    1    3    7    1    3    7    4
C2    1/3    1    5    1/2    1    3    1/2
C3    1/7    1/5    1    1/5    1/6    1/5    1/6
C4    1    2    5    1    2    5    3
C5    1/3    1    6    1/2    1    2    1/3
C6    1/7    1/3    5    1/5    1/2    1    1
C7    1/4    2    6    1/3    3    1    1
表5   B2与C构成的成对比较矩阵 H12
B2    C8    C9    C10    C11    C12
C8    1    3    1/3    1/4    1/4
C9    1/3    1    1/3    1/4    1/4
C10    3    3    1    1/3    1/3
C11    4    4    3    1    2
C12    4    4    3    1/2    1
表6   B3与C构成的成对比较矩阵 H13
B3    C13    C14    C15    C16    C17
C13    1    1/3    1/3    1    3
C14    3    1    1    4    3
C15    3    1    1    3    4
C16    1    1/4    1/3    1    2
C17    1/3    1/3    1/4    1/2    1
表7   B4与C构成的成对比较矩阵 H14
B4    C18    C19    C20
C18    1    1/4    1/3
C19    4    1    2
C20    3    1/2    1
3.3进行层次单排序和一致性检验
        对应于判断矩阵最大特征根的特征向量,经归一化(使向量中各元素之和等于1)后记为权向量。权向量的元素为同一层次因素对于上一层次因素某因素相对重要性的排序权值,这一过程称为层次单排序。。而能否确认层次单排序,则需要进行一致性检验,所谓一致性检验是指对矩阵H确定不一致的允许范围。为此,我们引入确定 H不一致的误差允许范围(为比较矩阵H的阶数),并引入随机一致性指标RI(表8),利用来检验比较矩阵H是否具有满意的一致性。如果,则认为该判断矩阵通过一致性检验,否则就不具有满意一致性。
        
表8  随机一致性指标
N    1    2    3    4    5    6    7    8    9
RI    0    0    0.58    0.90    1.12    1.24    1.32    1.41    1.45
        对于区域教育信息化水平影响因素成对比较矩阵H1、H11、H12、H13、H14权向量和最大特征根分别为:
         =4.1425;
         =7.6032;
         =5.3150;
        =5.1380;
          =3.0183
        分别对比较矩阵H1、H11、H12、H13、H14进行一致性检验
   
        通过一致性检验。
     
        通过一致性检验。
      
        通过一致性检验。
     
        通过一致性检验。
       
        通过一致性检验。
        故所有比较矩阵都通过一致性检验。
3.4进行层次总排序和一致性检验。
        计算某一层次各因素相对上一层次所有因素的相对重要性的排序权值称为层次总排序。层次总排序过程是从最高层次到最低层次逐层进行的,在层次总排序完成后,也要进行一致性检验。而层次总排序也是计算某一层次各因素相对最高层的相对重要性的排序权值,在区域教育信息化水平指标评价体系中,我们可以作为指标权重的重要参考(表9)。



表9  区域教育信息化水平指标的排序权值
最高层    中间层
(一级指标)    最低层
(二级指标)    排序权值
区域教育信息化水平A    基础
设施B1
(0.4079)    每百名学生终端数(台)C1    0.1300
        每十人教室终端数(台)C2    0.0461
        学校校园网建设比例(%)C3    0.0102
        平均每学校接入带宽(M)C4    0.1009
        每百名学生多媒体教室数(间)C5    0.0422
        每百名学生计算机教室数(间)C6    0.0262
        校均录播教室数(间)C7    0.0523
    信息化教学应用水平B2
(0.3192)    教师网络空间开通率(%)C8    0.0209
        学生网络空间开通率(%)C9    0.0187
        数字教育资源全覆盖教师应用率(%)C10    0.0505
        教师的信息化教学能力C11    0.1257
        学生的信息化学习能力C12    0.0953
    保障机制B3(0.1665)    校均专职信息化职工数(人)C13    0.0222
        已建立信息化工作和管理制度学校比例(%)C14    0.0566
        每百名学生投入经费(万)C15    0.0566
        设立校级信息化主管领导的学校比例(%)C16    0.0193
        平均每年信息化培训次数C17    0.0118
    管理信息化水平B4(0.1064)    校均信息化系统建设数量C18    0.0130
        信息管理系统平均老师数据流量(条/人)C19    0.0594
        信息管理系统平均学生数据流量(条/人)C20    0.0340
        进行一致性检验,通过计算
        其中为一级指标之间的比较矩阵A1所对应的特征向量的一项值。 分别为比较矩阵A11、A12、A13、A14对应的一致性指标和一致性比率。类似地,当 <0.1 时,认为层次总排序结果具有满意的一致性;否则,需要重新调整判断矩阵的元素值。
        由此,我们计算出 =0.0633,可以认为层次总排序的结果具有满意的一致性。
4数据采集与实例分析
        本次区域教育信息化水平评价研究以宜宾市中小学为例。指标数据的采集来源于“全国教育信息化工作管理系统”实时采集和部分问卷学校问卷调查。全国教育信息化工作管理系统是由教育部科技司牵头组建的全国范围的教育信息化系统,目前全市的1479所中小学均已接入该系统,并进行有效填报。由此我们在系统中采集到截止到2020年6月30日前的宜宾市中小学实时数据,并进行归一化统一处理,从而得出对应二级指标(C1- C20)的评分,从而根据区域教育信息化水平评价指标体系中得出计算结果。
        即评分=,其中为第i项二级指标的评分,为该项指标对应的排序权值。
        宜宾市下辖十个区县,我们考虑利用区域教育信息化水平评价指标体系进行对比分析,根据采集到区县内的中小学数据,从而得出宜宾市各区县区域教育信息化水平评分(图1):叙州区、翠屏区(0.534)、兴文县(0.532)、高县(0.520)的区域教育信息化水平相对较高;江安县(0.394)、屏山县(0.375)、长宁县(0.373)、珙县(0.362)、南溪区(0.341)较之低一些;而筠连县(0.186)区域教育信息化水平相对较低。
         
图1  区域教育信息化水平
        再分别从基础设施、信息化教学应用、保障机制、管理信息化四个维度的情况进行比较:
        在基础设施方面(图2):翠屏区(0.298)和叙州区(0.277)指标得分上相对较高;而长宁县(0.093)和筠连县(0.060)得分相对较低。

图2  基础设施
        在信息化教学应用方面(图3):兴文县(0.214),叙州区(0.214),高县(0.203)相对较高,而江安县(0.098),筠连县(0.082)得分相对较低。

图3  信息化教学应用
        在保障机制方面(图4):江安县(0.143)得分相对较高;而珙县(0.006),筠连县(0.023)屏山县(0.013)得分相对较低。

图4  保障机制
        再管理信息化方面(图5):珙县(0.065),兴文县(0.053)得分相对较高;屏山县(0.005)相对得分较低。

图5  管理信息化
5问题讨论与对策建议
5.1区域教育信息化存在的问题
        通过区域教育信息化指标体系的实例分析,当前宜宾市地区教育信息化的存在的一些普遍问题:
         (1)基础设施建设滞后,部分区县平均接入带宽依然不高,部分偏远地区有教学点未通网络,平均到校带宽仅为50M左右;班班通部分区县配备依然不足,且一定程度上存在设备老化或损坏待修护问题;部分区县平均到每学生或者每老师的终端数依然偏低。
        (2)教师信息资源利用水平较低;信息技术与课程整合水平较低;教师的信息化教学能力和学生的信息化学习能力有待提高。
        (3) 信息技术人才严重不足,很多学校没有专职信息化工作的职工,在技术能力和时间精力上无法满足信息化工作需要;不少学校还没有建立信息化工作和管理制度;部分区县教师信息技术培训的频率不高,且培训存在着理论、技术与实践相脱离的现象。
        (4) 部分区县学校信息化系统建设不足,利用率也偏低。
        (5)信息化经费投入不足,一些地区的教育信息化经费仍得不到很好的保证。
5.2解决问题的对策
        (1)各级教育管理部门和各类学校建立应建立“一把手” 责任制,主抓教育信息化工作,提升各级领导干部的教育信息化领导能力,同时进一步提高各级教育主管部门领导对教育信息化的重视,保证经费投入。
        (2)加强基础设施的建设和利用,特别是平均网络带宽较低的地区应尽快地提高网速。
        (3)明确教育信息化发展任务与工作职责,制定责任清单,将信息化工作纳入督导考核体系;落实学校信息技术工作岗位,合理配备人员,充分提升教研员队伍的综合素养与信息技术应用水平,全面指导教师常态化开展融合创新应用工作;每所学校要切实建立起信息化工作和管理制度;加大教育信息化培训力度,提高培训的有效性,并建立长期的培训制度。
        (4)加快教育资源库的建设与应用,依托国家和地方云平台,汇聚名师教学智慧和优质学习资源,实现教育信息资源的整合、共享。
        (5)整合已有的教育 OA 办公、人事档案管理等系统,建立并加强市校的管理信息化支撑体系。

         
         

         
         

参考文献:
[1] 潘峰.基于AHP方法的区域教育信息化水平评价[J].沈阳大学学报,2008(03):89-91.
[2] 梁林梅,张学波.区域教育信息化战略规划的探索与反思[J].中国电化教育,2003(06):31-33.
[3] 秦吉,张翼鹏,现代统计信息分析技术在安全工程方面的应用-层次分析法原理[J].工业安全与防尘,1999, 2(5 :44~48).
[4] 王泽颖,赵启斯,基于层次分析法的微课评价指标体系构建[J]. 软件导刊.教育技术,2015(07):81-82.
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