基于熵權(quán)與AHP的工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定模型*

杜 彥 斌

(重慶工商大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400067)

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基于熵權(quán)與AHP的工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定模型*

杜 彥 斌

(重慶工商大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400067)

針對(duì)目前工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定存在的諸多問(wèn)題，建立了涵蓋畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量水平、答辯陳述表達(dá)能力、答辯應(yīng)答水平以及答辯準(zhǔn)備與態(tài)度等指標(biāo)的畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)體系，并引入基于熵權(quán)與層次分析法(Analytic Hierarchy Process,簡(jiǎn)稱AHP)的權(quán)重確定方法，進(jìn)而形成一種基于熵權(quán)與AHP的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定模型；結(jié)合機(jī)械電子工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)所提出的方法進(jìn)行驗(yàn)證分析。

畢業(yè)設(shè)計(jì)；答辯；熵權(quán)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)及技能的綜合運(yùn)用能力、提高學(xué)生分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力及創(chuàng)新能力具有非常重要的意義，是其他課堂及實(shí)踐教學(xué)都無(wú)法替代的環(huán)節(jié)[1-2]。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量可以直接反映該專業(yè)的教學(xué)水平以及人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此，應(yīng)加強(qiáng)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量管理與控制，尤其對(duì)于本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的成績(jī)?cè)u(píng)定要實(shí)現(xiàn)客觀、公正、準(zhǔn)確。

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)一般由指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)、審閱教師評(píng)定成績(jī)以及答辯成績(jī)3部分構(gòu)成[3]，其中答辯過(guò)程是畢業(yè)設(shè)計(jì)最后一個(gè)環(huán)節(jié)，能夠直觀地了解學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)及技能的掌握程度。合理的答辯成績(jī)，是對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)定，也是對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成果以及付出工作量的肯定。當(dāng)前本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的答辯成績(jī)?cè)u(píng)定，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，主觀隨意性較大。如我校在答辯成績(jī)?cè)u(píng)定方面，需從題目難度及完成工作量、應(yīng)用中外文獻(xiàn)資料的能力、設(shè)計(jì)文檔質(zhì)量及規(guī)范性、對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、設(shè)計(jì)水平與創(chuàng)新、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、學(xué)生自述水平和語(yǔ)言表達(dá)能力、答辯時(shí)的認(rèn)真程度和應(yīng)變能力、學(xué)生答辯問(wèn)題的正確率以及特殊貢獻(xiàn)等10個(gè)方面出發(fā)，對(duì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯進(jìn)行評(píng)定打分[4]。目前的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定并未結(jié)合各個(gè)專業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分，主觀性較強(qiáng)，并未給出各個(gè)指標(biāo)所占的權(quán)重以及評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)[5-6]。

因此，構(gòu)建一套適合各類專業(yè)的科學(xué)、合理的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)體系，并確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，對(duì)于提升本科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。此處將結(jié)合工科專業(yè)特點(diǎn)，構(gòu)建適用于工科專業(yè)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)體系，并采用基于熵權(quán)與AHP的指標(biāo)權(quán)重確定方法，形成一種基于熵權(quán)與AHP的工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定模型，并在機(jī)械電子工程專業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。

1　答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)體系的構(gòu)建

工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)有別于其他專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)或者畢業(yè)論文，側(cè)重于生產(chǎn)實(shí)際及工程實(shí)踐中的某個(gè)具體工程、產(chǎn)品或管理事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)方案的合理性、規(guī)范性、實(shí)用性、科學(xué)性、先進(jìn)性以及適用性等。

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯過(guò)程是考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視程度以及應(yīng)對(duì)專業(yè)問(wèn)題的心理素質(zhì)等方面的重要環(huán)節(jié)，答辯成績(jī)一般占畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合成績(jī)的30%～40%[7]。目前關(guān)于答辯成績(jī)的評(píng)定，多根據(jù)評(píng)定指標(biāo)劃定一個(gè)評(píng)定的分值范圍，由答辯評(píng)定小組教師根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)直接給出最終分?jǐn)?shù)，評(píng)定過(guò)程偏于主觀。針對(duì)該問(wèn)題，結(jié)合工科專業(yè)的特點(diǎn)，并考慮實(shí)施的可行性以及簡(jiǎn)單化，將答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)分為4個(gè)方面：畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量水平G1，答辯陳述表達(dá)能力G2，答辯應(yīng)答水平G3以及答辯準(zhǔn)備與態(tài)度G4，各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。在確定好各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定值后，學(xué)生答辯成績(jī)的綜合評(píng)定值G由公式(1)進(jìn)行確定:

(1)

其中：G為答辯綜合評(píng)定值，Gj為各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)定值，ωj為各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，j=1,2,3,4。

表1　工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

2　答辯成績(jī)?cè)u(píng)定模型設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定屬多指標(biāo)評(píng)價(jià)問(wèn)題，需要對(duì)各位學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量水平、答辯陳述表達(dá)能力、答辯應(yīng)答水平以及答辯準(zhǔn)備與態(tài)度等方面進(jìn)行定量評(píng)定，最終確定該學(xué)生的答辯成績(jī)綜合評(píng)定值。目前，很多學(xué)校關(guān)于答辯成績(jī)各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重的確定主要是直接給定一個(gè)確定值，存在一定的主觀性。針對(duì)該問(wèn)題，此處采用基于熵權(quán)與AHP的權(quán)重確定方法對(duì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行確定。

熵(Entropy)的概念可用來(lái)衡量某一評(píng)定指標(biāo)對(duì)答辯成績(jī)綜合評(píng)定值的影響程度[8-9]。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)體系中有m=4個(gè)指標(biāo)，設(shè)某年度有n個(gè)學(xué)生參與答辯。n個(gè)學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)于m個(gè)指標(biāo)的指標(biāo)評(píng)定值構(gòu)成答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)矩陣S=(skj)n×m，如公式(2)所示：

(2)

其中，元素skj表示第k個(gè)學(xué)生的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的第j個(gè)指標(biāo)評(píng)定值，k=1,2,…,n;j=1,2,…m。

定義第j個(gè)評(píng)定指標(biāo)的熵值為Ej，如式(3)所示：

(3)

(4)

由公式(4)可以得到基于熵權(quán)的答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)的權(quán)重向量為θ=(θ1,θ2,θ3,θ4)。熵權(quán)的大小可以反映各項(xiàng)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)對(duì)于綜合評(píng)定值的影響程度；某個(gè)指標(biāo)的熵值較小，熵權(quán)較大時(shí)，說(shuō)明該指標(biāo)對(duì)于答辯成績(jī)綜合評(píng)定值更為重要，影響更大。

由熵權(quán)法確定的答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)的權(quán)重完全是根據(jù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來(lái)確定，具有一定的合理性；但是不同的學(xué)校、不同的專業(yè)對(duì)答辯成績(jī)各項(xiàng)指標(biāo)具有不同的側(cè)重，因此權(quán)重的大小不僅具有客觀性也應(yīng)該具有一定的主觀性。因此，更為科學(xué)合理的權(quán)重應(yīng)當(dāng)是基于熵權(quán)法和AHP法確定的權(quán)重的綜合值。

設(shè)采用AHP法[10]確定的權(quán)重為λ=(λ1,λ2,λ3,λ4)，則指標(biāo)j的綜合權(quán)重為ωj，如式(5)所示：

(5)

由此得到答辯成績(jī)各項(xiàng)評(píng)定指標(biāo)的綜合權(quán)重向量為W=(ω1,ω2,ω3,ω4)。

3　案例應(yīng)用

2015屆機(jī)械電子工程專業(yè)某答辯小組共有10名同學(xué)，經(jīng)過(guò)答辯評(píng)定小組教師對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，得出表2所示的指標(biāo)評(píng)定值。

表2　機(jī)械電子工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定值

采用前文所提到的AHP法計(jì)算所得的答辯成績(jī)各個(gè)評(píng)定指標(biāo)的主觀權(quán)重為λ=(0.200, 0.300, 0.300, 0.200)；通過(guò)計(jì)算而得的基于熵權(quán)的評(píng)定指標(biāo)權(quán)重為θ= (0.249 6, 0.250 4, 0.249 3, 0.250 7)。綜合基于AHP法的主觀權(quán)重與基于熵權(quán)的客觀權(quán)重，由式(5)可得評(píng)定指標(biāo)的綜合權(quán)重向量W=(0.199 7, 0.300 5, 0.299 2, 0.200 6)。

根據(jù)式(1)及所確定的指標(biāo)權(quán)重，最終的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)綜合評(píng)定值如表3所示。

表3　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)綜合評(píng)定值

4　結(jié)　論

畢業(yè)設(shè)計(jì)是考察工科專業(yè)學(xué)生本科階段所學(xué)知識(shí)以及綜合應(yīng)用能力的重要手段。目前很多學(xué)校針對(duì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的諸多問(wèn)題，開展了各式各樣的改革與創(chuàng)新，以應(yīng)對(duì)日新月異的技術(shù)發(fā)展以及要求越來(lái)越高的工程實(shí)踐，而答辯過(guò)程作為考察本科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段及環(huán)節(jié)，越來(lái)越受到重視。從畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量水平、答辯陳述表達(dá)能力、答辯應(yīng)答水平以及答辯準(zhǔn)備與態(tài)度等4個(gè)方面，構(gòu)建了工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定指標(biāo)體系，并對(duì)各個(gè)指標(biāo)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定，該指標(biāo)體系可反映答辯評(píng)定小組主要考察的內(nèi)容；采用基于熵權(quán)與AHP的權(quán)重確定方法，計(jì)算本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定4個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，可以克服權(quán)重確定過(guò)程的主觀性。所提出的方法在機(jī)械電子工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了初步應(yīng)用，評(píng)定結(jié)果符合實(shí)際情況。在以后的研究中，將把該方法進(jìn)一步推廣應(yīng)用，利用更多的樣本數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行修正完善，以形成更為切合實(shí)際的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績(jī)?cè)u(píng)定模型。

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責(zé)任編輯：李翠薇

Reply Grade Evaluation of Graduation Design for Engineering MajorsBased on Entropy Weight and AHP

DU Yan-bin

(College of Mechanical Engineering, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067，China)

Quality evaluation of graduation design should be objective, fair and accurate. For the existing problems of reply grade evaluation of graduation design for engineering majors, the evaluation index system of reply grade of graduation design is established, including quality of graduation design, presentation skills, ability to respond as well as reply preparation and attitudes. In addition, the weight determination method based on entropy weight and AHP (Analytic Hierarchy Process) is proposed to establish the evaluation model of reply grade of graduation design for engineering majors based on entropy weight and AHP. Finally, the proposed method is illustrated in the graduation design for major of mechatronic engineering.

graduation design; reply; entropy weight

10.16055/j.issn.1672-058X.2016.0005.022

2016-01-21；

2016-02-28.

國(guó)家自然科學(xué)基金(51305470)；重慶工商大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目(2014210).

杜彥斌(1982-)，男，河北鹿泉人，副教授，博士，從事綠色制造與再制造研究.

G642.477

A

1672-058X(2016)05-0109-05