模糊層次分析法在工科課程設(shè)計(jì)質(zhì)量評價(jià)的應(yīng)用

張禮華

[摘要]介紹了工科課程設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)體系的建立和模糊層次分析法的基本原理，以某大學(xué)水利類專業(yè)課程設(shè)計(jì)為例，采用模糊綜合評判法對該課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了評價(jià)，該方法可廣泛應(yīng)用于工科課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的的評價(jià)。

[關(guān)鍵詞]工科 課程設(shè)計(jì) 模糊層次分析 評價(jià)

[中圖分類號]G423

一、概述

課程設(shè)計(jì)是工科實(shí)踐性教學(xué)的重要組成部分，提高工科課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，對于培養(yǎng)學(xué)生

綜合利用所學(xué)專業(yè)知識分析和解決工程實(shí)際問題具有極為重要的意義。相較于畢業(yè)設(shè)計(jì)，工科課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間短、設(shè)計(jì)內(nèi)容相對簡單，一般院校尚未制定確實(shí)可行的、適合工科課程設(shè)計(jì)特點(diǎn)的、規(guī)范健全的質(zhì)量評價(jià)方法，導(dǎo)致教學(xué)主管機(jī)構(gòu)不能根據(jù)實(shí)際情況對任課教師的教學(xué)過程與教學(xué)效果進(jìn)行評價(jià)，因此，如何建立適應(yīng)于工科課程設(shè)計(jì)質(zhì)量評價(jià)的評價(jià)方法，具有重要的理論意義與實(shí)踐價(jià)值。

模糊層次分析法是大系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)選優(yōu)方法中的一種，是一種定性與定量相結(jié)合的多目標(biāo)決策方法，其特點(diǎn)是將決策者的決策予以量化，對目標(biāo)因素結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要數(shù)據(jù)情況下更為實(shí)用[1]。目前模糊層次分析法已在煤礦工程、防洪工程安全評價(jià)[2-3]、教師工作業(yè)績評價(jià)[4]、城市水質(zhì)水量評價(jià)[5]、建設(shè)項(xiàng)目后評價(jià)[6]等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但較少見到相關(guān)文獻(xiàn)采用該方法對工科課程設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。本文擬采用模糊層次分析法，對工科課程設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，為科學(xué)、客觀評價(jià)工科課程設(shè)計(jì)質(zhì)量提供參考。

二、模糊層次分析法求解方法

（1）評價(jià)指標(biāo)與層次化結(jié)構(gòu)的建立。

①評價(jià)指標(biāo)的確定：根據(jù)評價(jià)目的的不同，課程設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)可采用專家討論來確定。

②建立層次化結(jié)構(gòu)，一般分為目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B、指標(biāo)層等C等。

（2）確定各層次影響因素權(quán)重。

①判斷矩陣的構(gòu)造：采用1-9標(biāo)度法，將層次結(jié)構(gòu)中某兩個因素，兩兩進(jìn)行比較，得到量化的判斷矩陣。如，目標(biāo)層A～準(zhǔn)則層B的模糊判斷矩陣構(gòu)造如下表1所示。

表1：A-B判斷矩陣

②權(quán)重計(jì)算：采用方根法計(jì)算，首先計(jì)算判定矩陣中每行元素的幾何平均值。

③歸一化。對向量作歸一化處理，各因素的相對權(quán)重。

④一致性檢驗(yàn)。

計(jì)算判斷矩陣的最大特征值 ，其中

是向量Awi的第i個元素。當(dāng)各層次的諸因素相對權(quán)重都確定后，進(jìn)行指標(biāo)層權(quán)重組合計(jì)算。

（3）構(gòu)建評判集。評判集一般是指在某一評價(jià)指標(biāo)下， 對評價(jià)對象給出的評定值。評語集可根據(jù)評價(jià)體系的具體情況確定，通過征求各方面的意見，提出各評價(jià)體系的可行性水平，如四級評語值：評語集U= （優(yōu)，良，中，差）。

（4） 準(zhǔn)則層綜合評價(jià)模型的建立。①通過構(gòu)造模糊評價(jià)矩陣，建立準(zhǔn)則層綜合評價(jià)模型，采用公式S=W·R進(jìn)行計(jì)算，式中W為評價(jià)對象的指標(biāo)層權(quán)重。②準(zhǔn)則層等級確定。根據(jù)評價(jià)模型，一般選取SK=max{Si}，其中si為S的元素，對應(yīng)的評語為評價(jià)等級。③綜合判斷模型等級。根據(jù)準(zhǔn)則層模糊綜合評判結(jié)果和準(zhǔn)則層在模型中的權(quán)重，可計(jì)算出模型綜合得分，由此判定研究對象所屬的級別。

三、應(yīng)用案例

某大學(xué)為提高教學(xué)質(zhì)量，決定采用模糊層次分析方法對工科課程設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合評價(jià)。

（一）評價(jià)體系

該大學(xué)通過召開專家會議征求各方面的意見等方法，對工科水利類課程設(shè)計(jì)共提出如下幾個方面的評價(jià)要求，如圖1及表1第1列、第2列所示。

圖1：課程設(shè)計(jì)評價(jià)階梯結(jié)構(gòu)圖

表2：課程設(shè)計(jì)權(quán)重及評價(jià)表

（二）確定各因素權(quán)重

（1）確定判斷矩陣

根據(jù)各因素相互之間的重要性程度，采用1-9標(biāo)度法給出Bi-C的判斷矩陣，如下表3所示。

表3：Bi-C判斷矩陣

（2）方根法求解判斷矩陣的特征值和特征向量

①為簡化計(jì)算，以設(shè)計(jì)準(zhǔn)備為例，進(jìn)行建立判斷矩陣：

；②計(jì)算列向量并進(jìn)行歸一化處理，得p=|0.25 0.75|T；③一致性檢驗(yàn)： ，最大特征值λmax=2.0；④判斷矩陣一致性： ，因此，判斷矩陣具有完全一致性特征。

（3）同理，采用類似的方法，可確定準(zhǔn)則層中各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，如表2第3列所示。

（三）建立評判集

評判集是指在特定的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下，根據(jù)評價(jià)對象的不同而給出的評價(jià)，一般可采用U=（優(yōu)，良，中，差）等四級評語來表達(dá)，對應(yīng)分值區(qū)間：優(yōu)（100-86），良（86-71），中（70-60），差（60分以下）。則各級水平的指標(biāo)值可取為u=（90，80，70，55）

對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)時(shí)，需要較多的專家對上述因素表態(tài)。以評判因素設(shè)計(jì)準(zhǔn)備中C1為例，假設(shè)有40%的專家表示該項(xiàng)優(yōu)秀，30%表示良好，30%表示中等，0個專家評價(jià)為差，則對設(shè)計(jì)準(zhǔn)備的評價(jià)為：

r1=（0.4，0.3，0.3，0）

采用同樣的方法對設(shè)計(jì)指導(dǎo)、設(shè)計(jì)考核、設(shè)計(jì)效果進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)結(jié)果如表2第4列所示。

（四）綜合評價(jià)

以設(shè)計(jì)準(zhǔn)備B2階段為例，建立綜合評價(jià)判

對上述結(jié)果進(jìn)行歸一化處理，即0.04+0.03+0.02+0.004=0.094，則，

，因?yàn)樵擁?xiàng)中，優(yōu)秀所占比重最大，因此設(shè)計(jì)準(zhǔn)備得分為優(yōu)秀。

同理，對其余設(shè)計(jì)指導(dǎo)B2、設(shè)計(jì)考核B3、設(shè)計(jì)效果B4進(jìn)行綜合評價(jià)，評價(jià)分別為優(yōu)、中、優(yōu)。

根據(jù)B1、B2、B3、B4各自評價(jià)結(jié)果，結(jié)合各自評判集中的權(quán)重，進(jìn)行綜合評價(jià)，得總分為84.3，則綜合評價(jià)為良。

四、結(jié)語

當(dāng)前，實(shí)踐性教學(xué)已成為高校教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一，本文從設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)指導(dǎo)、設(shè)計(jì)考核、設(shè)計(jì)效果等方面構(gòu)建了工科課程設(shè)計(jì)考核的模型，并采用模糊綜合評價(jià)法對課程設(shè)計(jì)效果進(jìn)行了評價(jià)，具有一定的可操作性。但同時(shí)，由于課程設(shè)計(jì)效果評價(jià)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及面較為廣泛，如何正確進(jìn)行評價(jià)，仍需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善和改進(jìn)，以期取得更好的效果。

資助：揚(yáng)州大學(xué)校級教改課題（0571870032985）資助。

[參考文獻(xiàn)]

[1]運(yùn)籌學(xué)教材編寫組.運(yùn)籌學(xué)[M].清華大學(xué)出版社，2005年.

[2]李海華，李海強(qiáng).基于模糊層次分析法的煤礦工程評標(biāo)指標(biāo)權(quán)重確定[J].煤炭技術(shù)，2013.32（2）：54-56；

[3]趙淑杰，張利，劉丹.基于模糊層次分析法的防洪安全評價(jià)研究[J].東北水利水電，2013.（2）：52-54；

[4]李三波.多層次模糊綜合評判法在教師教學(xué)工作業(yè)績評價(jià)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2012.29（7）：91-93；

[5]耿鵬旭，錢宏勝，閻志強(qiáng).基于模糊綜合評判的鄭州城市生態(tài)化水平動態(tài)評價(jià)[J].信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012.25（3）：319-323；

[6]吉耀武.基于模糊綜合評判的建設(shè)項(xiàng)目后評價(jià)應(yīng)用[J].河南科學(xué)，2010.30（7）.845-847；

（作者單位：揚(yáng)州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院 江蘇揚(yáng)州）