基于R软件的聚类分析方法在教师绩效考核中的应用

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基于R软件的聚类分析方法在教师绩效考核中的应用

熊艺马朝东

(天津广播电视大学天津30们91)

摘要:对教师教学绩效进行评价是每所学校年终需要进行的一个必要的环节,科学、客观、公正、全面的评价对学校的长远发展至关莺要。本文利用聚类分析方法对教师教学绩效进行分析,反映了教师间教学质量的差异,对调动教师的教学积极性,促进

教师提高教学质量起着很重要的作用。关键词聚类分析绩效考核R软件

中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:1672一卵9l(2007)07(a)一019卜02

1引言

笔者所在学校每年年终都要对每位专职教师进行教学绩效考核,来掌握各位教师的教学情况,往年一般对德、能、勤、记四个方面来进行评价,综合得出一个考核总分,然后按照每位教师的得分从高到低排序,排在前面者为优秀,这种评价方法不是很客观,很难体现出教师真正的教学与管理水平。本文采用聚类分析方法,并使用R软件对教师进行量化考核,最终区分各教师应归属的等级,真实反映教师工作水平,促进教师考核工作的完善。2聚类分析方法简介

聚类分析法(clusterAnaly面s)是在多元统计分析中研究如何对样品(或指标)进行分类的一种统计方法,它直接比较各事物之间的性质,将性质相近的归为一类,将性质差别较大的归入不同的类。这些类不是事先给定的,而是根据数据特征而定的。在一个给定的类里,这些对象在某种意义上倾向于彼此相似,而在不同类里的这些对象倾向于不相似。聚类分析学通常运用于考古学、经济学、医学、运动学等领域,近年来发展迅速。逐渐向各个学科领域渗透。

3统计软件R简介

统计软件R是一组数据操作,计算和图

表l

赣席●号

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l0名8皇0j8eSj148^S93口0j9D9D2929D0J8,8j078,9l8j0名899^3912,87892j878j8名8D0五8工,J●8暑878,848j0正24S卫0l0工9I9D,9287S五838■8D8j9工7j9D8多9269j9卫939i0二930393S嚣9'9j9五'0正879n84S正22868五7嚣S卫9】9】09D87078j8I96848j838jS名8j99l870j832l7名828名7暑8五9上87tO898783gj7,0】'J8J8j03048卫ll8'8,S7878】8l7,8正9n'j7皇8工127五707^?27D7l7781'38D737T130,878383,9828l8,978j0387l●0937Sj04838D0二0■'五040』24Ij87878383847卫a】248D2,858j1689878j7名7574'49n72948j2量172五878j79'j'3'38,7点8点8石8j187■7暑6j6工6正67678l64,五797J19

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方数据形显示工具的整合包。R苛以看作贝尔实验

聚类分析,并比较这几种方法聚类结果之间室(BeULaboratories)的RickBecker,

的异同。

John

Chambers和AUanWnks开发的S

具体采用R软件自带统计包cluSter中的语言的一种实现。大多数经典的统计方法和agnes函数进行分层聚类,其原型为:

最新的技术都可以在R中直接得到。agn∞(x,di豁=i11herits(x,”(1ist。’),

metric=”eudidean”,stand=FALSE。

4实证分析

method=”average”,par.method,

keep.

本文根据实际调查所获得的数据来进行di鼹=n<100,keep.data=!di豁)

聚类分析,数据是对教师教学质量分为12项其中:

指标(X1代表二级教研管理,x2代表教学x表示样品观测数据矩阵或距离矩阵。资源的建设与应用,X3代表网络教学与管取决于diss的值,

理,x4代表备课充分,X5代表重点突出,metric为项目间距离的计算方法,本题X6代表联系实际,X7代表激励能力,X8采用欧氏距离。

代表信息量,x9代表能力培养,X10代表method为类间距离计算方法。有single课堂管理,X1l代表作业批改,x12代表答(单连接,即最小距离法)、complete(完全连疑态度。前三项指标涉及教学管理,根据教接,即最大距离法)、average(平均连接,即师实际完成情况进行评分,后九项为课堂教类平均法)和ward法(即ward距离)四种,本学相关,分别为以班为单位,每个学生对每题对四种都采用,并进行了相互间的差异分个任课教师的这九项指标进行不计名打分,析。

每项指标满分为10分,以各项指标的综合平(2)采用非分层聚类方法(K均值法)对均分进行统计。表l给出了25位教师的指标上述结果进行验证。

分数表,现要求将这25位教师分为优,良、采用cluster中的clara函数分析(clara中、称职、不称职五类。函数采用的是鲁棒性更强的改进K均值法),4.1分析过程

其原型为:

(1)采用分层聚类方法对统计数据进行聚dara(X,k,metric=”euclidean”,类分析,分别用单连接(豇ngle)、完全连接(co—stand=FAU、E,samples=5,sampsize=mplet)、平均连接(average)和Ward方法进行

mill(n,40+2・k),trace=O,keep.data

=TRUE,keepdata,mgR=FALSE)

表2

其中k为要划分的聚类数,本题依次取

k=3,4,5,6。

最后用dusplI)t()函数在二维空间绘制聚类结果。

4.2R程序及运行结果

分层聚类方法:(1)单连接法agnl=agnes(x,diss=FALSE,metric=”euclidean”,。

method=”s打lgle”)

(2)完全连接法

agn2=agnes(x。

diss=FALSE,metric;”euclidean”,,

Inethod=”complete”)

(3)平均连接法

agn3=agnes(x,

diss=FALSE。metric=”euclidean”,,

method=”avera;羚”).

(4)ward法agn4=agnes(x,diss军FALSE.metric=”euclidean¨,,method=”ward”、

分别得出结果与图形。结果见表2,图形见图l

非分层聚类方法(K均值法)

.cla;clara(x。k,m肚ric=”euI^Hdean”),dusplot(ela)

科技资讯scIENcE&TEcHNOL00Y|INFORMATION

191

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1.

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轴._洲--蝴.__铀tt#轴黧器器盆

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舶--柏嘲_.—-纰_岫盘器器盐

霾2

分别取k=3。4。5。6,图形见图2,由圈

分析可知戈I|分为5个类时较好,结果见表24。3缝蘩分橱

警我们希望将结果捌分药5个类时(由K均假分析得知划分为5个粪是较好的选择),划可以将以上备种处理的结果汇总,鳍暴冕袭2。

获寝2可知.禚分层聚类穷法和菲分葳聚类方法中。分类的结果是比较一致的(只有单递接的结果稍有不同,加火了良的比铡),灏就我织可以旋笼这些聚类方法用乎本舔怒均较合适。

绪合上表及原始数据分析。根据学校的评优比例的要求,我校25名专职教师的绩效

可以傲如下划分;

(1)麓译优比例较高,则可认垮l2345679绫羧考菝梵傀,810ll131415绩效考核为良。161724绩效考核为中。192l222325为蕊本称职.121820为不称职。

《2)麓弹撬毙稠较少,鬟霹弧荧6绫兹考核为优,l23457g9lOll131415绩效考梭为良,161724绩效考核为中。192l222325为基本称职。121820为不豫职。

评价捂标体系疑综合评分是教学质重评价的关键。本文通过聚类分析方法对教师绩效评分进行分类.反映了教师的数学质量和

教学管理方筒存在的明照差异。有利乎促进教师教学璇麓和警理水平的提高.

参考文献

【l】Ricl:lardA.John90Il,实用多元统计分析,

清华大举出版社,200l,4.

i2l张玉熬。衮类分橱巍学生警瑾枣懿建羡,

辽宁税势高等专科学校学校,200l,lO.

【3】盛骤,谢式千,潘承毅.概率论与数理统计

【M1.北窳:高等教育出版社,200l,1.

固张尧庭,秀舞泰。多元绕诤分据零l论轻圜.恕

京;辩学出版社。1982。1.

192秘睫乏i£盼:R8CIENCE&TECHNOLOOYfNFORMATl0N

万方数据 

基于R软件的聚类分析方法在教师绩效考核中的应用

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

熊艺, 马朝东

天津广播电视大学,天津,300191科技资讯

SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2007(19)

参考文献(4条)

1.张尧庭;方开泰 多元统计分析引论 19822.盛骤;谢式千;潘承毅 概率论与数理统计 20013.张玉晶 聚类分析在学生管理中的应用 20014.Richard A Johnson 实用多元统计分析 2001

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjzx200719174.aspx

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SaENCE&TEa青JOLoGY

基于R软件的聚类分析方法在教师绩效考核中的应用

熊艺马朝东

(天津广播电视大学天津30们91)

摘要:对教师教学绩效进行评价是每所学校年终需要进行的一个必要的环节,科学、客观、公正、全面的评价对学校的长远发展至关莺要。本文利用聚类分析方法对教师教学绩效进行分析,反映了教师间教学质量的差异,对调动教师的教学积极性,促进

教师提高教学质量起着很重要的作用。关键词聚类分析绩效考核R软件

中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:1672一卵9l(2007)07(a)一019卜02

1引言

笔者所在学校每年年终都要对每位专职教师进行教学绩效考核,来掌握各位教师的教学情况,往年一般对德、能、勤、记四个方面来进行评价,综合得出一个考核总分,然后按照每位教师的得分从高到低排序,排在前面者为优秀,这种评价方法不是很客观,很难体现出教师真正的教学与管理水平。本文采用聚类分析方法,并使用R软件对教师进行量化考核,最终区分各教师应归属的等级,真实反映教师工作水平,促进教师考核工作的完善。2聚类分析方法简介

聚类分析法(clusterAnaly面s)是在多元统计分析中研究如何对样品(或指标)进行分类的一种统计方法,它直接比较各事物之间的性质,将性质相近的归为一类,将性质差别较大的归入不同的类。这些类不是事先给定的,而是根据数据特征而定的。在一个给定的类里,这些对象在某种意义上倾向于彼此相似,而在不同类里的这些对象倾向于不相似。聚类分析学通常运用于考古学、经济学、医学、运动学等领域,近年来发展迅速。逐渐向各个学科领域渗透。

3统计软件R简介

统计软件R是一组数据操作,计算和图

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具体采用R软件自带统计包cluSter中的语言的一种实现。大多数经典的统计方法和agnes函数进行分层聚类,其原型为:

最新的技术都可以在R中直接得到。agn∞(x,di豁=i11herits(x,”(1ist。’),

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聚类分析,数据是对教师教学质量分为12项其中:

指标(X1代表二级教研管理,x2代表教学x表示样品观测数据矩阵或距离矩阵。资源的建设与应用,X3代表网络教学与管取决于diss的值,

理,x4代表备课充分,X5代表重点突出,metric为项目间距离的计算方法,本题X6代表联系实际,X7代表激励能力,X8采用欧氏距离。

代表信息量,x9代表能力培养,X10代表method为类间距离计算方法。有single课堂管理,X1l代表作业批改,x12代表答(单连接,即最小距离法)、complete(完全连疑态度。前三项指标涉及教学管理,根据教接,即最大距离法)、average(平均连接,即师实际完成情况进行评分,后九项为课堂教类平均法)和ward法(即ward距离)四种,本学相关,分别为以班为单位,每个学生对每题对四种都采用,并进行了相互间的差异分个任课教师的这九项指标进行不计名打分,析。

每项指标满分为10分,以各项指标的综合平(2)采用非分层聚类方法(K均值法)对均分进行统计。表l给出了25位教师的指标上述结果进行验证。

分数表,现要求将这25位教师分为优,良、采用cluster中的clara函数分析(clara中、称职、不称职五类。函数采用的是鲁棒性更强的改进K均值法),4.1分析过程

其原型为:

(1)采用分层聚类方法对统计数据进行聚dara(X,k,metric=”euclidean”,类分析,分别用单连接(豇ngle)、完全连接(co—stand=FAU、E,samples=5,sampsize=mplet)、平均连接(average)和Ward方法进行

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表2

其中k为要划分的聚类数,本题依次取

k=3,4,5,6。

最后用dusplI)t()函数在二维空间绘制聚类结果。

4.2R程序及运行结果

分层聚类方法:(1)单连接法agnl=agnes(x,diss=FALSE,metric=”euclidean”,。

method=”s打lgle”)

(2)完全连接法

agn2=agnes(x。

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(3)平均连接法

agn3=agnes(x,

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(4)ward法agn4=agnes(x,diss军FALSE.metric=”euclidean¨,,method=”ward”、

分别得出结果与图形。结果见表2,图形见图l

非分层聚类方法(K均值法)

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科技资讯scIENcE&TEcHNOL00Y|INFORMATION

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分析可知戈I|分为5个类时较好,结果见表24。3缝蘩分橱

警我们希望将结果捌分药5个类时(由K均假分析得知划分为5个粪是较好的选择),划可以将以上备种处理的结果汇总,鳍暴冕袭2。

获寝2可知.禚分层聚类穷法和菲分葳聚类方法中。分类的结果是比较一致的(只有单递接的结果稍有不同,加火了良的比铡),灏就我织可以旋笼这些聚类方法用乎本舔怒均较合适。

绪合上表及原始数据分析。根据学校的评优比例的要求,我校25名专职教师的绩效

可以傲如下划分;

(1)麓译优比例较高,则可认垮l2345679绫羧考菝梵傀,810ll131415绩效考核为良。161724绩效考核为中。192l222325为蕊本称职.121820为不称职。

《2)麓弹撬毙稠较少,鬟霹弧荧6绫兹考核为优,l23457g9lOll131415绩效考梭为良,161724绩效考核为中。192l222325为基本称职。121820为不豫职。

评价捂标体系疑综合评分是教学质重评价的关键。本文通过聚类分析方法对教师绩效评分进行分类.反映了教师的数学质量和

教学管理方筒存在的明照差异。有利乎促进教师教学璇麓和警理水平的提高.

参考文献

【l】Ricl:lardA.John90Il,实用多元统计分析,

清华大举出版社,200l,4.

i2l张玉熬。衮类分橱巍学生警瑾枣懿建羡,

辽宁税势高等专科学校学校,200l,lO.

【3】盛骤,谢式千,潘承毅.概率论与数理统计

【M1.北窳:高等教育出版社,200l,1.

固张尧庭,秀舞泰。多元绕诤分据零l论轻圜.恕

京;辩学出版社。1982。1.

192秘睫乏i£盼:R8CIENCE&TECHNOLOOYfNFORMATl0N

万方数据 

基于R软件的聚类分析方法在教师绩效考核中的应用

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

熊艺, 马朝东

天津广播电视大学,天津,300191科技资讯

SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2007(19)

参考文献(4条)

1.张尧庭;方开泰 多元统计分析引论 19822.盛骤;谢式千;潘承毅 概率论与数理统计 20013.张玉晶 聚类分析在学生管理中的应用 20014.Richard A Johnson 实用多元统计分析 2001

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjzx200719174.aspx


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