（计算机应用技术专业论文）大学生综合素质智能测评系统的设计与实现.pdf

湖北工业大学硕士学位论文 摘要 大学生综合素质评价是高校学生管理的重要内容之一，传统的描述性的定性 评价方法往往是定性分析或者单因素的定量评价，往往存在主观片面，不够准确、 不够全面的问题，已经不能适应现代教育管理的需要。如何科学地、实事求是的 评价，并逐步实现其手段的现代化，己成为当前高校学生管理中迫切需要探索、 解决的理论和现实问题。 本文以湖北工业大学学生工作部的省级课题“湖北工业大学大学生综合素质 测评系统”为研究背景，设计了合理的评价指标体系，并根据评价指标体系，基 于模糊评价的基本理论，建立了智能评价模型和评价知识库，开发了学生素质综 合评价系统，论文具体的研究内容包括： 1 ) 依照人才培养目标的要求和特点，对各类大学生应具备的基本素质结构进 行认真分析，抽取出其中主要的方面，分别建立比较全面和客观的评价指标集。 分析研究了国内外对学生素质评价的各种方法与算法，利用德尔斐( d e l p h i ) 对各 项指标进行科学分类，建立了递阶层次结构，同时确定各项评价因素的内涵与评 价等级标准。最后在充分征求各方面意见基础上利用德尔斐计算出各评价因素的 相对权重。并且针对上述评价指标，结合模糊评价基本理论，构建智能评价模型。 2 ) 基于该综合素质评价指标体系，设计满足上述要求的“湖北工业大学大学 生综合素质测评系统”。要求能科学地多渠道采集、登录大学生德、智、体、美各 方面现实表现，实现对学生教育管理的多方位分析、查询、统计、评优、年度考 核、综合测评、成绩汇报单、毕业生推荐表等多项功能，全面地包容学生教育管 理工作各方面的信息，还要求能给出学生在综合素质和能力上的不足，使学生明 晰努力的方向。 3 ) 采用b s 和c s 结合的系统架构，选用微软的n e t 平台、以c # 为开发语言， 基于s q l s e r v e r 数据库，实际实现大学生综合素质智能测评系统的设计。 4 ) 将所设计系统应用于湖北工业大学学生工作部工作实际，进行验证。 实际应用证明，该系统能极大地减轻教师的工作量，可以建立科学合理的评 价体系，能更科学的评价一个学生的综合素质，有着很好的使用l j 景。 关键词：智能评价，指标体系，学生素质，综合评判，模糊评价 湖北工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t c o l l e g es t u d e n t so v e r a l lq u a l i t i e sa p p r a i s a li st h ei m p o r t a n tp a r to fm a n a g e m e n tt o u n i v e r s i t ys t u d e n t s t h et r a d i t i o n a id e s c r i b i n gm e t h o do fq u a l i t y - o r i e n t e da p p r a i s a li s o f t e nq u a l i t a t i v ea n a l y s i so rt h eq u a n t i t a t i v ea p p r a i s a li ns i n g l ef a c t o r , w h i c hi so f t e n s u b i e c t i v eo n e s i d e d n e s s ，i n a c c u r a t ea n dn o to v e r a i le n o u g h i tc a r l tm e e tt h en e e do f m o d e mm a l l a g e m e n t h o wt oa p p r a i s ep r a c t i c a l l ya n ds c i e n t i f i c a l l ya n dr e a i i z et h e m o d e r n i z a t i o no fi t sm e a n ss t e pb ys t 印，i th a sb e c o m eat h e o r ya n dp r a c t i c a lp r o b l e mt o b ee x p l o r e da n ds o l v e di nu n i v e r s i t ys t u d e n t sm a r i a g e m e n ta tp r e s e n t t l l i sp a p e rd e s i g n sr e a s o n a b l ea p p r a i s a ls y s t e mo nt h eb a c k g r o u n do ft h ep r o v i n c i a l r e s e a r c h i t e mo f “c o l l e g es t u d e n tc o m p r e h e n s i v eq u a l i t yt e s t i n gs y s t e mo fh u b e i u n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y ”，a n de s t a b l i s h e di n t e l l i g e n c ea n da p p r a i s e sm o d e l sa n d k n o w l e d g et od e v e l o pc o m p r e h e n s i v eq u a l i t yt e s t i n gs y s t e mo fc o l l e g es t u d e n t sb a s e d 曲b a s i ct h e o r i e so ff u z z ya p p r a i s a la c c o r d i n gt oc v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m t h er e s e a r c h c o n t e n t so ft h ed i s s e r t a t i o ni n c l u d e da sf o l l o w s ： 1 ) a c c o r d i n gt ot h ed e m a n da n dc h a r a c t e r i s t i co fs t u d e n t st r a i n i n gg o a l ，t h i sp a p e r a n a l y z e st h eb a s i cq u a l i t ys t r u c t u r et h a ta i jk i n d so fu n i v e r s i t ys t u d e n t ss h o u l dp o s s e s s ， t op i c ko u tt h em a i nr e s p e c t so ft h e m ，s e tu pm o r eo v e r a i la n dm o r e0 b i e c t i v ee v a l u a t i o n i n d e xc o l l e c t i o ns e p a r a t e l y s e c o n d l y , u t i l i z ed e l p h i ( d e l p h i ) t oc a r r yo nt h es c i e n t i f i c c l a s s i f i c a t i o nt oe v e r yi n d e x ，a n ds e tu pas t r a t u ms t r u d f i r eo n c e ，m e a n w h i l ec o n f i r m e v e r yi n t e n s i o no fa p p r a i s i n gt h ef a c t o ra n da p p r a i s a lc l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r da tt h es a m e t i m e 胁a l l y , c a l c u l a t e0 u tt h er e l a t i v ew e i g h to fe a c hf a c t o rb yu s i n gd e l p h io nt h e b a s i so f f u l l ys o l i c i t i n g t h e s u g g e s t i o n s o fv a r i o u sf i e l d s a n d a c c o r d i n g t o a b o v e m e n t i o n e de v a i u a t i o ni n d e x e s ，c o m b i n et h eb a s i ct h e o r i e so ff u z z ye v a l u a t i o n 。 s t r u c t u r ei n t e l l i g e n c ea n da p p r a i s em o d e l s 2 1i no r d c rt od e s i g na n dm e e tt h ed e m a n d so ft h i si t e r n ，t h i sr e s e a r c hr e q u i r e s g a t h e r i n ga n di n p u t t i n gs t u d e n t s r e a lp e r f o r m a n c es c i e n t i f i c a l l yt h r o u g hm a n yc h a n n e l s ， ， t ， i l ， 1 3 1t 0 ，c蛾 - 4 1 t oiut k ， t 1 l i s ， ， 玎 佩1 j l 童工繁火洛 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取 得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名筝弘砂 日期卿年厂月? 甘 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名：筝鸲娟l 指导教师签名：杠苫红 日期：矿7 年厂月5 日 日期：年 月 日 湖北工业大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章引言 随着现代社会、经济和科技的迅猛发展，社会对人才提出了越来越高的要求。 与之相适应，在我国高等教育改革中也更加注重大学生综合素质的培养。学生的 综合素质受多种因素影响，如何建立科学简便的评价体系，是各大学学生工作中 多年以来一直在探索的问题。 长期以来，大学生综合素质评价普遍存在一些不足。通过素质评价的操行评 语真实地反映大学生的道德水准、学习状况，对于实行素质教育具有重要意义。 但一方面撰写素质操行评语被辅导员们仅仅作为一项普通工作来对待：另一方面， 辅导员带的学生多，临近毕业分配前夕又忙于各种事务性工作，致使操行评语普 遍存在以下种种不足： 1 ) 千篇一律，缺乏针对性，学生的个性被湮没。由于辅导员工作任务繁重， 并常常要对数百名学生进行管理，平时难以对每个学生进行深入细致的观察、了 解，因此，也难以对每个学生进行深入细致的评价；通常会出现对某些平时表现 较突出的干部、优秀生了解较深入，评语较详尽，而对一般学生的评语则千篇一 律，缺乏个性化。 2 ) 空洞冷漠，缺乏情感。由于辅导员把撰写操行评语看作是例行公事，加上 平时缺少观察、缺少积累、缺少素材，致使所写评语无非是“该生遵守纪律、学 习努力”，整篇评语空洞无物。 3 ) 主观臆断，随意性太大。由于操行评语几乎是辅导员独自“创作”之物， 受个人素质、品德影响很大，评语有时有失公允。 4 ) 语句单调，文式枯燥。撰写操行评语往往采用“思想+ 学习+ 期望”这一固 定格式，老生常谈的话语，使评语缺乏新意，激不起学生的兴趣，也达不到教育 学生的目的。 另外，辅导员管理学生多，撰写评语任务繁重。在现行管理体制下，每位政 工辅导员通常需要管理百名以上的学生，一位学生一篇评语，对辅导员来说都是 不轻的负担，以致为了完成繁重的任务，只能草草了事。 由此看来，为了配合素质教育，教育评价改革势在必行。利用计算机人工智 能技术，通过机器自动阅读有关学生综合表现的数据库信息，以机器推理构造学 湖北工业大学硕士学位论文 生评语的方法，自动生成各类型学生评语，将大大提高辅导员的工作效率，有效 地提高对大学生综合管理水平。 本课题以湖北工业大学学生工作部项目。湖北工业大学大学生综合素质测评 系统”为应用背景，自行设计了大学生综合素质评价指标体系，科学地多渠道采 集、登录大学生德、智、体、美各方面现实表现，实现对学生教育管理的多方位 查询、统计、分析和综合评估。本系统运用现代计算机的多种高科技技术，依据 对现代教育观的理论研究和多年学生教育管理工作实践，所研究的以素质教育为 导向的现代大学生综合素质评价指标体系和评估方法，多渠道采集、登录学生德、 智、体、美多方面信息，实现对学生教育管理的多方位分析、查询、统计、评优、 年度考核、综合测评、成绩汇报单、毕业生推荐表等多项功能，全面地包容了学 生教育管理工作。特别是运用人工智能的知识库( k n o w l e d g eb a s e ) 和数据挖掘 ( d a t am i n i n g ) 技术，实现对学生各类型评语( 考核、推荐、评优) 的自动生成和 学生表现规律性发现。这不仅大大提高了管理工作效率，把学生思想政治工作者 从繁重的文字事务工作中解放出来，能投入更多的精力从事深入的分析性工作， 以不断深化学生教育管理工作质量；而且在客观、真实、完整的前提下做到文字 生动、拟人化、个性化、实用化，深入反映学生的实际素质和能力表现，进一步 促进高校学生教育管理工作的科学化、规范化，制度化和现代化，从而有着具有 广阔的应用前景。 1 2 国内外研究现状及存在的问题 1 2 1 国内外主要的教育评价方法 我国现代意义上的教育教学评价大致起始于二十世纪八十年代，教育评价在 多元智力理论、情景学习、社会建构、生物建构、神经认知等理论以及通讯技术、 多媒体计算机和网络技术飞速发展的影响下，呈现多样化的风貌。在教学改革中， 教学评价越来越受到人们的重视，这也是近几年有关教学评价的文献增多的重要 原因之一。纵观近十多年来有关教育评价的文献资料，可以看出从9 3 年起有关教 学评价的研究逐渐增多，研究质量也有提高，采用的评价方法也趋于科学化、合 理化，并且也逐渐涉及到教学评价系统的各个方面。其中有代表性的有多元教 学评价的发展与趋势以及基于实例推理的储集层评价智能系统和i t s 中学 生水平的模糊综合评价模型等，这些文章指标体系的建立和评价方法的选用都 较为合理和科学。从这十多年的文献资料中可以看出教育评价的研究具有如下特 2 湖北工业大学硕士学位论文 点( 1 ) 论文质量参差不齐，有些文章指标体系的建立存在质量问题，评价方法的选 用也不太合理。( 2 ) 研究中对课堂教学质量和教师的评价居多并有重复研究对象， 但对教学评价系统中其他要素的评价涉及较少。( 3 ) 评价方法的选用上，以模糊综 合评价法、层次分析法等居多，但缺少对各种方法的合理组合。( 4 ) 理论性研究较 多，可操作性研究较少。( 5 ) 注重对教学评价系统各部分的研究，没有从整体上对 教学评价进行研究。 近些年的教育评价方法主要有嘲： 1 ) 课程本位评价( c u r r i c u l u m - b a s e da s s e s s m e n t ) 。课程本位评价方法在2 0 世纪8 0 年代进行了深入探讨，9 0 年代以来“课程本位评价”( 简称c b a ) 的模式逐 渐引起关注。c b a 是一种整合课程、教学与测验的非标准化评价，由教师在教学过 程中，以实际课程内容为基础编拟而成的评价，主要是借由高内容效度( c o n t e n t v a l i d i t y ) 简单易行的经常性测验，作为教师及时评估学生学习困难及补救教学方 向的评价模式( j o n e s ，1 9 9 8 ；g i c k l i n g t h o m ps o f t ，1 9 8 5 ) ，是标准化测验 和学校期中、期末考试一次性的总结性评价( s u m m t i v et e s t ) 的弥补工具。 其特色在于教师在教学过程中，根据实际课程内容所希望达成的目标，经 常性地采取一些内容简短、实施便捷的测验，作为检测学生和教师的依据( j e n k i n s & j e we l l ， 1 9 9 3 ：g i c k1 i n g t h o m ps o n ，1 9 8 5 ) 。具有以下几个特点：测 验内容直接取自教师真实教学课程，具有较高的内容效度( c o n t e n tv a l i d i t y ) ； 简易跨时间的重复性施测；评价结果作为未来教学的依据。 2 ) 真实评价( a u t h e n t i ca s s e s s m e n t ) 。自从学者g r a n tw i g g i n s 于1 9 8 9 年发 表“真正的测验更真实、更公正的评价”( at r u et e s t ：t o w a r dm o r ea u t h e n t i c a n de q u i t a b l ea s s e s s m e n t ) 之后，真实评价( a u t h e n t i ca s s e s s m e n t ) 成为美国教 育评价改进运动的三大趋势之一。真实评价是指能评价出被评价者真正能力的测 验理念与方法，这种测验的理念与方法重视的是实质内容的评价，而不是形式的 评价。目的在于确切了解被评价者实际具备某种能力的程度，以作为教育改进的 依据。在教育实际实施上，真实评价强调教师以直接测量受测者行为表现的方式， 评价学生的真正能力，例如：要求学生解答一个数学问题、写一篇报告、做一个 实验。 3 ) 实作评价和案卷评价( p e r f o r m a n c ea s s e s s m e n ta n dp o r t f o li o a s s e s s m e n t ) 。这种方法自2 0 世纪9 0 年代以来受到美国教育界的强烈关注。以观 察和专业判断来评价学生学习成就的评价方式都可以称为实作评价( s ti g g i n s ， 1 9 8 7 ) 。实作评价具有以下特征( h e r m a n ， as c h b a c b e r ， wi n t e r s ， 1 9 9 0 ) ： 评价的目的是提高学生思考解决问题的能力，评价的对象是过程和作品，评价的 3 湖北工业大学硕士学位论文 标准事先确定。在评价的过程中强调学生对知识的自我评鉴与自我校j 下的能力。 其中案卷评价是最常用的方法，案卷即学生的作品集，作品集以说故事的方式传 达出学生的努力、进步和成就( a r t e r s p a n d e l ，1 9 9 2 ) ，是一种相当能适应学 生个别差异的评价方式。 4 ) 动态评价( d y n a m i ca s s e s s m e n t ) 。这种方法基于心理学家维果斯基 ( v y g o t s k y ) 的社会中介及近侧发展区的理念，以检测被测者的高峰表现。即使用 一项或一组认知领域的作业，进行个别测量，评价者提供有意义的互动与回馈教 学，诱发测试者的潜能表现。动态评价强调评价过程中的师生互动。根据v y g o t s k y 理论，“学生独立完成的作业”与“学生在成人协助之下完成的作业”之间的距离 是学生的可能发展区。因为协助学生使动态评价的内容扩大，让学生在教学活动 中能从事有效的学习，并能提升能力、建立积极的自我概念。 5 ) 生态评价( e c o l o g i c a la s s e s s m e n t ) 。环境因素、人格因素被国外研究者认 为是影响创造力的重要因素。有关理论认为，教育评价应具生态效度( e c o l o g i c a l a l i d i t y ) ：评价宜在。真实工作情景”的相似状态下进行，方能对个人的最终表 现做出最佳的预测。可采用社区教学的模式，不仅着重于“功能性技能”，且强调 对学生的生活具有重要意义的技能。可采用社区生态调查记录表，了解学生的要 求与学习的起点。 6 ) 计算机本位测验( c o m p u t e r b a s e dt e s t i n g ) 。近年由于计算机多媒体技术、 网络技术以及虚拟现实等技术的发展，数字校园的建设，新技术逐渐应用。这种 评价方法由于结合信息技术，具有评价历程趣味多样化、实施精密标准化、测试 时间人力经济化等特点。 1 2 2 评价方法的主要取向及存在的问题 从上述各主要教育评价方式的简要发展来看，以评价的对象和标准来看，主 要存在以下几种取向： 1 ) 知识取向。此类评价以知识的获取为评价对象，如课程本位评价，强调知 识的学习及作业分析，主要用来详细检查学生的学习状况( 如正确率及错误类型 等) ，以作为教学策略选择的依据。然而，由于以知识为主体，较忽略评价的生态、 情景因素，同时忽略评价过程中的互动性，因此，所提供的诊断信息欠缺全面性。 2 ) 能力取向。此类评价试图通过某些情景或行为对学生进行较为全面的质的 评价，如真实评价、实作评价、案卷评价、生态评价等。此类评价着重真实情景 的切合性、整体性及问题解决的行动性，在评价取向及资料的诊释上常有较高的 整合，而不是以零碎片断的信息来检测学生。理论上，这些评价似乎较能查知学 4 湖北工业大学硕士学位论文 生的真实潜能及成就，使学习与评价合而为一，然而，由于专业需求、评价内容 的涵盖性、评价程序的效率性及评价诠释的精确性较高，也需要评价方具有更高 的责任心和花费较多的时间，往往难以达成。 3 ) 准确取向。此类评价注重于评价的精确标准化和成本的节省，如计算机本 位测验。但这种方法深受软件编制的复杂性、计算机设备的支持性及测试者计算 机操作的熟练度的影响。目前由于我国的信息基础建设还不够，教育评价软件业 还不发达，计算机测试还仅限于标准化的测试阶段。 4 ) 互动取向。这类评价强调评价者和测试者的互动和协作。可以根据互动的 结果进行及时的调整，以检测学生的最大潜能，达到更为积极的效果，如动态评 价。动态评价的理念及实施可能是上述评价取向中最为特殊的一种。基于协助性， 它超越评价的基本范畴，使学生在评价者的计划下，而又在无形中，同步学会解 题的框架及策略，提升能力，并建立积极的自我概念。虽然目前各类动态评价模 式在学科知识的逻辑架构、真实生活情景的联结迁移，以及实施的准确及效率上 仍然不足，但它却可能有较高的弹性来融合其他评价取向，进而提升可行性及效 益。 1 2 3 教育评价的发展趋势 近年由于教育理论的发展，教育评价的目标和对象发生了很大的变化，根据 以上介绍，可以看到在发展上主要存在以下一些特点： 1 ) 多元与整合化。即同时采用多种目标、多种方法，以深入完整的检视学生 多层面的知识及能力。评价的标准由单一的知识向知识、技能、个性等多方面发 展，评价的主体由老师转向老师、同学、自我、环境等，评价的方法由单一的笔 试转向真实评价、实作评价、案卷评价、生态评价等各种方法，而各种方法也被 整合而综合应用。 2 ) 情景与过程化。评价越来越重视情景的应用，着重挖掘在学生行为过程中 的潜能，依据认知历程、认知成分、差异线索及错误类型，详细准确地检测学生 的潜能、缺陷及成就，以j 型线取代常态曲线来说明能力的成长情形，重视知识 脉络、生活情景的联结性与迁移性。 3 ) 个性与差异化。由于社会环境的变迁，社会越来越强调个性化，教育评价 也应当由学科知识本位转移至学习者本位，尊重个别差异，评价的实施渐由鉴定 取向走向协助取向。 4 ) 信息与智能化。信息技术已渗透到生活中的各个方面，2 0 0 4 年国家教育部 提出“教育振兴行动计划”，明确了今后5 年将进行6 大重点工程建设，其中之一 5 湖北工业大学硕士学位论文 是“教育信息化建设工程”，p , p 自n 快教育信息化基础设施、教育信息资源建设和人 才培养，国家信息基础的建设必将推动教育评价的智能化。未来将很快以多媒体 技术，运用影像音效、交谈互动或远距联结等网络和虚拟现实技术为中心来设计 评价系统，甚至结合人工智能，进行试题的自动编制及评价历程的追踪记录，进 行数据挖掘和分析，并提供智能型建议。 1 3 本文的研究内容 大学生素质综合智能评价系统是一个多因素、多层次的复杂系统，必须采用 系统科学中最奏效的系统分析的理论和方法对其进行全面的、整体的、全方位的 分析和研究，才能科学与深刻地认识它的运作规律，此智能评价系统受系统内部 和外部环境的影响。这些影响因素包括主评者的顺从心理等、被评者的紧张焦虑、 自我防卫及国家的教育法规政策、评价时间、地点等。智能评价是一项复杂的系 统工程，需要耗费大量的人力、物力和财力。因此必须借助计算机技术和人工智 能技术，实现评价的计算机化智能化，根据前人的研究可以证明，以决策支持系 统为基础，与专家系统相结合，并在知识库中嵌套人工神经网络设计的教学智能 评价系统是可行的和必要的。笔者在认真研究了当前流行的综合评价及分类方法 的理论、算法和应用，在模糊综合评价的基础上，建立了智能评价体系和智能评 价模型。在此基础上，研究并开发实现了大学生素质综合测评系统。 第一章介绍本文的研究背景，相关领域的研究现状，分析现阶段教育评价系 统存在的不足，以及本文研究的主要内容；第二章分析了智能评价的关键技术； 第三章对系统作需求分析、系统功能分析以及数据库设计等；第四章重点分析了 智能评价系统子系统；第五章，给出了评价系统的技术实现路线。最后，对全文 研究的总体结论并对今后的工作进行了展望。 6 湖北工业大学硕士学位论文 第2 章综合测评系统的理论基础 2 1 基本理论介绍 系统评价理论是把评价对象看成一个系统，评价指标，评价权重，评价方法 均应按系统最优的方法进行运作。 ( 1 ) 系统行为结构。1 任何系统都是一个转换机构，即把一定的输入转换为一定的输出，再进一步 的反馈到输入，如此反复运转。这样，系统的全部活动归结为输入、运行、输出 和反馈四个部分。“系统行为”结构说明如下： 1 ) 输入。指环境对系统的作用，即环境向系统输入物质，能量和信息的过程。 是知识系统运转的前提。 2 ) 运行。指系统内部对接受的物质、能力和信息进行加工、处理或改造，使 之转换成新的形式的物质，能量和信息。 环境 反馈 图2 1 系统的行为 3 ) 输出。将系统转换后的物质，能量和信息送出去，向环境进行反输入并作 用于环境。这个环节才是系统的存在目的，系统的效率或对目标的实现程度就反 映在输出结果上。 4 ) 反馈。把系统的输出结果对环境的反作用的状况作为新的信息输入系统中， 开始系统新的运转循环。通过反馈作用，使得系统成为开放的、闭环的回路，能 自我调节，达到最佳的平衡。 ( 2 ) 系统评价的方式 从上述说明可以看出，由于系统的转换活动过程存在着许多不可控制的因素。 直接对其进行处理有一定的难度，而系统的输出的结果是既定过程的结果，通过 其对系统进行评价，可以使用不同的方法和手段。所以，在对系统进行评价时， 往往直接评价输出的结果，而不是转换活动本身。从另一方面来看，系统的输出 结果，受系统环境和系统内部状态两方面因素的影响，而起决定作用的是系统内 部状态，即决定于系统内部对输入的转换能力和水平，并最终决定于结构的优化 7 湖北工业大学硕士学位论文 程度。这样，通过对输出的评价，也间接评价了转换工作的各种具体活动，达到 评价工作的目的。 评价是按照系统整体性原理来评价系统的输出，而不是仅仅评价工作成果的 某个方面或某些部分。根据系统优化原理，最优个体的总和小于、等于系统的最 优，最优化的结果是建立好各要素的最佳结合，并大于部分的代数和，这就要求 全面的综合评价过程。 2 2 评价体系的建立 对于一个被评价系统而言，对它的评价应该是在某一个时间区间上的评价， 只有这样才能得出该系统正确的评价结果，这样的评价我们称之为动态评价问题； 然而由于实际条件的限制，对系统的评价往往限制在对某一个截面上数据的评价， 这样的评价我们称之为静态评价问题。 ， ( 1 ) 评价系统的构造过程 1 ) 评价因素集的确定 评价因素的建立即决策树的建立，所要解决的问题时对什么样的具体内容进 行评价，这是评价中最不统一、最能反映和决定系统工程方法应用成功与否的关 键。因此，要在充分理解一个被评价系统的基础上，紧紧把握住整体最优才是评 价工作的实质目标这个要点，选择合适的评价因素。 2 ) 评价准则的确定 即目标树的建立，准则的全面性、正确性与否直接影响评价的结果。选择评 价因素时应该遵循以下准则：1 ) 评价因素之间应该相互独立，这样才能够使评价 结果具有相加性：2 ) 评价因素的层次不能过多，否则会造成定量评价工作繁琐且 不易进行；3 ) 能够进行数学方法的处理。 3 ) 评价结构的建立 在具体实践中，用得最多的评价结构是层次结构，建立层次结构是把复杂的 问题按不同组成因素及其自】的关联和组成关系分解出若干层，构成一个有序的阶 梯层次结构，从而使分析的问题大大简化。同时把人的主观判断用数量形式加以 表达和处理，使人的经验和判断在决策中得以充分发挥，而且还有助于决策者保 持其思维的一致性。一般的评价层次结构通常包括因素、准则、目标等几类层次。 ( 2 ) 评价方法介绍 层次分析法( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ，a h p ) 是美国运筹学家t l 8 湖北工业大学硕士学位论文 s a a t y 于2 0 世纪7 0 年代提出的。通常系统评价是多目标、多判据的综合评价，若 仅依靠评价者的定性分析和逻辑判断，则缺乏定量分析依据来评价方案的优劣； 另一方面社会系统的评价很难做出精确的定量分析，但通过两两比较则可以获得 粗略的量化评价。层次分析法就是通过这种两两比较来分析各因素的比重，进而 分析各因素之间的层次关系。 主成分分析( p r i n c i p a lc o m p o n e n t sa n a l y s i s ，p c a ) 方法是由h o t e l l i n g 于1 9 3 3 年首先提出的。多元统计指标中难免存在相关性，繁多的相关指标增加了 计算的复杂度，这时需要对多元统计数据进行降维处理。主成分分析利用降维的 思想把多指标简化为少数几个综合指标。主成分分析的基本理论模型和计算方法 是数据包络分析( d a t ee n v e l o p m e n ta n a l y s i s ，d e a ) 方法，该方法是由美国著 名运筹学家a c h a r n e s ，朋c o o p e ：和e r h o d e s 于1 9 7 8 年提出的。它主要采用 线性规划方法，在将原始样本数据划分为输入指标和输出指标的基础上，对决策 单元d m u ( d e c i s i o n d a k i n gu n i t s ) 进行有效性评价，其目的是反映d m u 能否达到 “以尽可能少的投入，获得最大效益”的决策结果“1 。 2 3 模糊综合评价法 模糊综合评价就是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与被评价事物 相关的各个因素，对其所做的综合评价o “。 1 、模糊综合评价的数学模型 1 ) 确定评价因素集合u = u ，u ：，u - ) 其中为u 。i = l ，2 ，m 评价因素，m 是同一层次上单个因素的个数， 这一集合构成了评价的框架。 2 ) 确定评价结果集合v = v 。，v ：，v 。 其中v ，j = l ，2 ，n 是评价结果，n 是元素个数，即等级数或评语档次数。 这一集合规定了某一评价因素的评价结果的选择范围。结果集合的元素既可以是 定性的，也可以是量化的分值。 3 ) 确定隶属度矩阵 假设对第i 个评价因素u ，进行单因素评价得到一个相对于y ，的模糊向量 r i = ( r j l ，r i2 ，r 。) ，i = l ，2 ，m ；j = l ，2 ，n r 。为因素u 具有v ，的程度，o s r 。s 1 。若对n 个元素进行了综合评价， 其结果是一个n 行m 列的矩阵，称之为隶属度r 。显然，该矩阵中的每一行是对每 一个单因素的评价结果，整个矩阵包含了按评价结果集合v 对评价因素集合u 进 9 湖北工业大学硕士学位论文 行评价所获得的全部信息。 4 ) 确定权重向量w = ( 吼，w 2 ，砜) 其中w 。，i = l ，2 ，n 表示因素u 。，i = l ，2 ，n 的重要程度， 即分配到u 。，i = l ，2 ，b 的权重，满足：丫w j - l 0 呐1 f 爿 5 ) 得到最终的评价结果b 权重向量w 与判断矩阵r 的合成就是该事物的最终评价结果，即： b w o r - ( h 6 2 ，6 k ) 其中切= 聊j = 1 ，2 ，m 2 、多层次综合评价模型 1 ) 多层次综合评价算法的应用范围 一般来说，当出现以下情况时，应该采用多层次综合评价： ( 1 ) 当u 中元素特别多时，存在着权重系数难以确定的问题。 作法：按其性质将所有的因素分为若干类，先将某一类中的各个因素进 行综合评价，然后再对各类进行综合评价。如果每类因素还可以再分类，则这样 的评判还可以多次进行下去。 ( 2 ) u 中因素有多个层次，即一个因素往往是由其他若干个因素决定的。 作法：先对低层次的各个元素进行综合评价，然后再对上一层次的因素 进行综合评价。 ( 3 ) u 中因素具有模糊性。 作法：按其性质，把u 中的因素分为若干等级，通过对一个因素若干等 级的综合评价来实现对该因素的评价，然后再对所有的因素进行综合评价。 2 ) 多级模糊综合评价算法的主要步骤( 以二级综合评价为例) ：多级模糊综合 评价算法的流程图如图2 2 所示。 ( 1 ) 确定因素之间的层次关系； ( 2 ) 建立权重集合 ( 3 ) 建立因素类权重集合。 ( 4 ) 根据各类因素的重要程度，赋予每个因素类以相应的权数。 设第i 类因素u 。，i = l ，2 ，1 的权数为w ，i = l ，2 ，l ，则该因 素类的权重集合为： a = ( w ，w 2 ，w 。)建立因素权重集合。 1 0 湖北工业大学硕士学位论文 在每一类元素中，根据各个因素的重要程度，赋予每个因素以相应的权数。 设第i 类中的第j 个因素u i j ，i = l ，2 ，m 的权数为w j j ，i = l ，2 ，1 ，j = 1 ， 2 ，1 ，则因素权重结合为： 产( w i ，w j ，i 一) ， i = l ，2 ， ，1 ( 5 ) 建立评价结果集合v ：该步骤域单层次模糊综合评价中建立评价结果集 合意义相同。 v = v l ，v 2 ，v 。) ( 6 ) 进行一级因素的综合评价： 即按某一类中的各个因素进行综合评价。设对第i ： i = l ，2 ，1 类中的 第j ，j ：l ，2 ，m 元素进行综合评价，评价对象隶属于评价结果集合中的第k ， l 【= 1 ，2 ，n 个元素的隶属度为r ， i = l ，2 ，l ； j = l ， 2 ，毗 k = l ，2 ，n ，则该综合评价的单因素隶属度矩阵为： 图2 2 多级模糊综合评价算法流程 r i = r i lr 1 1 2 r 2 l，j 笠 ，k 1r “2 n ，j 2 i “ ，i = l ，2 ，1 于是，第i ( i = l ，2 ，1 ) 湖北工业大学硕士学位论文 类因素的模糊综合评价集合为： b j - w jo 愚一( w a , w j z , ，) o 愚- n n n hn ，- i ，- 2 - p n h 2 ，6 h ) ，i - 1 2 ，f ( 7 ) 进行二级因素的模糊综合评价嘲 最底层模糊综合评价仅仅是对某一类中的各个因素进行综合，为了考虑各因 素的综合影响，还必须在类之间进行综合。 进行类之间因素的综合评价时，所进行的评价为单因素评价，矩阵应为最底 层模糊综合评价矩阵： ( 8 ) 若各类因素还可以再分类，则按照上述步骤还可以进行多级综合评价。 b i l l b l b 2 ： b t a io r i a 2 0 r 2 a to 愚 一眠6 2 ，b 1 ) 算法中权重系数和隶属度矩阵的确定流程如图2 3 ，图2 4 所示： 图2 3 多级评价算法中权重的确定 ! 湖北工业大学硕士学位论文 法 图2 4 多级评价算法中隶属矩阵的确定 在本论文中，根据学生综合素质指标的特点，采用了德尔斐( d e l p h i ) 评价方 设各指标的相应权重为a l ，a 2 ，a 3 ，“，a 5 ，a 6 即因素重要性模糊子集a ， a la 2a 3a 4口5a 6 a = + 一+ 一+ 一+ + 一 u 1 1u 1 2 u 1 3 u 1 4 u 1 5 u 1 6 其中a 为u 。对a 的隶属度，它是单因素u 。在总评价中影响程序大小的度量。 权重向量的确定步骤如下： 1 ) 各因素u 。的重要性序列f 。，其中f 值是1 ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 这6 个数中间 的某个数，即f 。 l ，2 ，3 ，4 ，5 ，6 ) 。最重要的因素，f 值为l ：最不重要的因 1 3 湖北工业大学硕士学位论文 素，f 值为6 。将k 个成员根据因素u 。评定的因素重要性序列值，记为f 卜如下 表所示： l 因素序号u 1 1u 1 2u 1 3u 1 4u 1 5 u 1 6 l 重要性序列值f i k f l - kb kb kf 4 _ kf 5 土f n 即 2 ) 编制因素优先得分表。 按成员k 提供的因素重要性序列值f 1 ，进行如下统计： 篆 1 时，记土2 1 些if f l j - 一t i 1 时，土2 0 ，以取_ k - o ，j tr l i 设参加评议的成员共有1 1 位，将所有一参加评议的成员的a 。值累加起来， 山2 荟山，i - 1 2 3 ，4 ，5 ，6 ；j = 1 ，2 ，3 “5 ，6 将6 x 6 个统计值a l ，组成如下表所示的优先得分表 因素序号u 1 1u 1 2 u 1 3u 1 4 u 1 5 u 1 6 u 1 1a 1 1a 1 2a 1 3 a 1 4 a 1 5a 1 6 u 1 2 u 1 3 u 1 4 u 1 5 u 1 6a 6 1心 3 ) 求值 将上表中每行的a 。值累加起来，即 y a j ；y a # ，i = 1 ，2 ，6 o_ 其中y a 表示第i 行“的累加值，再记： 爿= m a r i e - - ，如爿 a 如一6 )_o o _ _ 1 4 湖北工业大学硕士学位论文 e a u m i n 爿。爿z ，爿，爿。，爿s ，爿e ) 显然，与了a 。相对应的因素的重要程度最高，而与y a 一相对应的因素重 要程度最低。 4 ) 计算级差d 令a 。= 1 ，产o 1 ，定义级差 d ；y a - - - a 8 a m x 口m i l l 5 ) 计算因素重要程度系数a ； 按下列计算因素重要程度系数舢 翻y a , - y 一4 - o 1 ，f 1 2 ，6 翻一一u 1 ，i l ，2 ，6 2 4 各种评价方法比较分析 综合评价是决策的基础，它已遍及日常生活、工作的各个方面，小到购买1 台电视机、选择投资方案，大到国家综合实力评估、上市公司经济效益分析等。 综合评价体系的成败优劣主要体现在两个方面：l 、如何从基础指标体系中提取指 标以形成评价指标体系：2 、如何选用合适的评价方法对评价指标集进行综合；对 于评价对象，人们已经建立了一系列的指标提取和综合评价方法： 1 ) 主成分分析法。是应用数理统计和线性代数知识，通过寻找样本点散布最 开的p 个正交方向，对样本阵中的信息进行提炼和降维：再应用决策分析和泛函 分析知识，探索主成分价值函数的形成机理和结构形式，进一步降维成一维系统。 2 ) 数据包络分析方法。是根据输入、输出数据对同类型部门、单位( 决策单元) 进行相对效率与效益方面的评价。特别是由于d e a 法对输入、输出指标有较大的 包容性，它可以接受那些在一般意义下很难定量的指标( 如心理指标等) ，因此它 在处理评价问题时比一般常规统计方法有优越性。 上述两种评价方法对于简单的评价对象，可以为决策者提供重要的管理决策 数据。但随着评价对象复杂程度的提高，各指标取值与评价结果之白j 表现出高度 的非线性、不确定性和不精确性关系，故上述这些基于线性理论的方法往往不能 取得理想的评价效果。 模糊综合评价是近年来发展较快，应用范围j 下在迅速拓展的一种新方法，它 湖北工业大学硕士学位论文 是应用模糊学的方法。随着系统复杂性的增加，我们对其特性做出精确而有意义 的描述的能力会随之降低，直至达到一个阈值，一旦超过它，精确和有意义二者 将相互排斥，事物越复杂，人们对它的认识越模糊，也就越需要模糊数学。模糊 评价其优点在于考虑到了客观事物内部关系的错综复杂性和价