基于AHP和向量機(jī)融合的大學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)體系研究與應(yīng)用

徐蓉+曹堅(jiān)

[摘要]本文首先通過(guò)現(xiàn)狀分析、走訪調(diào)研等方式確立了大學(xué)生綜合素質(zhì)測(cè)評(píng)的指標(biāo)體系，然后運(yùn)用層次分析法確定各目標(biāo)層指標(biāo)的權(quán)重，最后應(yīng)用支持向量機(jī)訓(xùn)練樣本來(lái)驗(yàn)證統(tǒng)一性并進(jìn)行最終評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，將層次分析法和支持向量機(jī)綜合運(yùn)用于大學(xué)生綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)，操作簡(jiǎn)單并且能獲得更為科學(xué)合理的評(píng)價(jià)結(jié)果。

[關(guān)鍵詞]層次分析法；支持向量機(jī)；綜合素質(zhì)測(cè)評(píng)

引言

對(duì)學(xué)生開(kāi)展綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)，是高校人才培養(yǎng)和學(xué)生管理中一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。雖然多數(shù)高校已經(jīng)實(shí)施大學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)，但其主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)仍是學(xué)業(yè)成績(jī)，在學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力等方面體現(xiàn)不夠全面。因此，建立一個(gè)科學(xué)、合理、便捷的評(píng)價(jià)模型非常必要。層次分析法在解決多層多因素評(píng)價(jià)中能較好地給出各因素的權(quán)重，而基于支持向量機(jī)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，能很好解計(jì)算便捷的問(wèn)題。由此，本文將兩者結(jié)合并綜合應(yīng)用于學(xué)生的綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)。

一、大學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

（一）我省高校大學(xué)生綜合測(cè)評(píng)體系現(xiàn)狀

通過(guò)查閱資料、走訪調(diào)查等方式，對(duì)我省高?，F(xiàn)行的綜合測(cè)評(píng)體系進(jìn)行了分析：絕大部分高校都進(jìn)行學(xué)生綜合素質(zhì)測(cè)評(píng)工作，并且在評(píng)價(jià)方式上都在向著素質(zhì)教育方向進(jìn)行探索，但普遍的做法還是將測(cè)評(píng)分為德、智、體三個(gè)方面，權(quán)重大多數(shù)仍為0.3、0.6、0.1左右，智育部分所占權(quán)重最大，一般不低于0.6，且主要以學(xué)習(xí)成績(jī)來(lái)衡量，應(yīng)試教育痕跡依然明顯，身心素質(zhì)及能力評(píng)價(jià)在素質(zhì)測(cè)評(píng)中權(quán)重極低，容易形成學(xué)業(yè)成績(jī)分高者“一好百好”的錯(cuò)誤導(dǎo)向；在評(píng)價(jià)的方法上，大部分高校逐步向著定性與定量結(jié)合，以定量為主的方向發(fā)展。但定性部分的評(píng)價(jià)渠道和評(píng)價(jià)主體相對(duì)比較單一，一般是由班級(jí)成立測(cè)評(píng)小組進(jìn)行打分，有的會(huì)參考班主任（輔導(dǎo)員）意見(jiàn)。而事實(shí)上學(xué)生的素質(zhì)表現(xiàn)體現(xiàn)在方方面面，學(xué)生在宿舍、課堂、黨團(tuán)學(xué)組織中的表現(xiàn)及評(píng)價(jià)往往被忽略；在評(píng)價(jià)結(jié)果上，存在可信度及社會(huì)認(rèn)可度較低的問(wèn)題。用人單位還很少根據(jù)綜合測(cè)評(píng)成績(jī)來(lái)判斷畢業(yè)生的素質(zhì)高低，測(cè)評(píng)結(jié)果不能全面反映學(xué)生在校情況和能力水平，尤其是企業(yè)比較注重的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作、實(shí)踐能力、心理素質(zhì)等職業(yè)素質(zhì)要求，還不能通過(guò)現(xiàn)有的綜合測(cè)評(píng)體系得到全面客觀的體現(xiàn)。

（二）評(píng)價(jià)要素指標(biāo)體系的設(shè)置

大學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)是多層次、多屬性的決策問(wèn)題，在科學(xué)性、導(dǎo)向性、全面性、層次性、多元性及可操作性的原則下，建立了由德育素質(zhì)、智育素質(zhì)、身心素質(zhì)、發(fā)展性素質(zhì)4個(gè)一級(jí)指標(biāo)及政治表現(xiàn)、道德修養(yǎng)、學(xué)習(xí)成績(jī)、學(xué)習(xí)能力、身體素質(zhì)、心理素質(zhì)、科研創(chuàng)新、職業(yè)能力、文體特長(zhǎng)、社會(huì)實(shí)踐10個(gè)二級(jí)指標(biāo)組成的大學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。指標(biāo)體系設(shè)置原則及特點(diǎn)：遵循引導(dǎo)性原則，以企業(yè)、社會(huì)需求為導(dǎo)向，更加突出對(duì)科研創(chuàng)新、學(xué)習(xí)能力、職業(yè)能力的評(píng)價(jià)；遵循實(shí)證性原則，增加宿舍表現(xiàn)、集體活動(dòng)、黨員作用發(fā)揮等項(xiàng)目的評(píng)價(jià)；遵循差異性原則，通過(guò)文體特長(zhǎng)、社會(huì)實(shí)踐指標(biāo)的化，突出學(xué)生個(gè)體發(fā)展的獨(dú)特性。

（三）構(gòu)建判斷矩陣計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重

采用T.I.Saaty的數(shù)量標(biāo)度法，結(jié)合問(wèn)卷及走訪調(diào)查的結(jié)果，對(duì)同一層次指標(biāo)的重要性兩兩進(jìn)行比較得到判斷矩陣即當(dāng)兩個(gè)因素相比，具有相同重要性時(shí)，標(biāo)記為1；表示兩個(gè)因素相比，前者比后者稍重要時(shí)，標(biāo)記為3；當(dāng)兩個(gè)因素相比，前者比后者明顯重要時(shí)，標(biāo)記為5；當(dāng)兩個(gè)因素相比，前者比后者強(qiáng)烈重要時(shí)，標(biāo)記為7；當(dāng)兩個(gè)因素相比，前者比后者極端重要時(shí)，標(biāo)記為9；以2、4、6、8表示上述相鄰判斷的中間值。計(jì)算出判斷矩陣對(duì)應(yīng)于最大特征值x的特征向量w，經(jīng)歸一化后即為同一層次相應(yīng)因素對(duì)于上一層次某因素相對(duì)重要性的排序權(quán)值。進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：CR=CI/RI，其中n為判斷矩陣階數(shù)，RI值選取區(qū)間為[0.00，1.45]，當(dāng)cI=0時(shí)，判斷矩陣具有完全一致性；如果CR<0.10，則此判斷矩陣具有滿意的一致性，否則還需調(diào)整。經(jīng)檢驗(yàn)，各判斷矩陣的CR<0.10，得到系統(tǒng)層的各因素權(quán)重值為[B1=0.1344，B2=0.5280，B3=0.0466，B4=0.2910]，評(píng)價(jià)體系的權(quán)重分配情況為[c1=0.5，c2=0.5，c3=0.875，C4=0.125，C5=0.75，C6=0.25，C7=0.4485，C8=0.2863，C9=0.0906，C10=0.1746]。

二、基于支持向量機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)

用AHP得出來(lái)的結(jié)果作為支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本，把大學(xué)生綜合素質(zhì)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)矩陣作為向量機(jī)的輸入，將代表相應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果的向量作為輸出。通過(guò)對(duì)已有樣本模式的學(xué)習(xí)，獲得評(píng)價(jià)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以后當(dāng)需要對(duì)大學(xué)生進(jìn)行綜合素質(zhì)測(cè)評(píng)時(shí)，只要給訓(xùn)練好的向量機(jī)輸入相應(yīng)的指標(biāo)，就能獲得相應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果，從而可以避免評(píng)價(jià)過(guò)程中的人為失誤。

（一）大學(xué)生綜合素質(zhì)測(cè)評(píng)模型的原理

支持向量機(jī)根據(jù)有限的樣本信息，在模型的復(fù)雜性和學(xué)習(xí)能力之間尋求最佳折衷，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)分類。對(duì)于非線性劃分，支持向量機(jī)分類算法引入了最大間隔原則和核技巧，即通過(guò)事先確定的非線性映射將輸入量x映射到一個(gè)高維特征空間中，然后在此高維空間中構(gòu)建最優(yōu)平面，把非線性空間轉(zhuǎn)化為線性空間，降低分類的難度。

（二）選用核函數(shù)與參數(shù)

在SVM的訓(xùn)練和測(cè)試過(guò)程中，核函數(shù)的確定至關(guān)重要，不同的內(nèi)積核函數(shù)將形成不同的算法。某些問(wèn)題用某些核函數(shù)效果很好，用另一些就很差，但是一般來(lái)講，徑向基核函數(shù)是不會(huì)出太大偏差的一種，本文選擇徑向基核函數(shù)（RBF）：其中兩個(gè)重要參數(shù)懲罰參數(shù)c范圍確定在0-100之間，核函數(shù)參數(shù)g范圍在0-1之間，具體值由參數(shù)優(yōu)化過(guò)程確定或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人為的調(diào)整，其他參數(shù)均為系統(tǒng)默認(rèn)值。

（三）支持向量機(jī)訓(xùn)練樣本的選取

選取40名同學(xué)的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，基于以上的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系得出評(píng)價(jià)結(jié)果，因?yàn)榫C合測(cè)評(píng)成績(jī)主要是用于對(duì)學(xué)生綜合評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)學(xué)金評(píng)定的參考依據(jù)，因此評(píng)價(jià)結(jié)果根據(jù)百分制換算為“優(yōu)秀”、“良好”、“較差”三類。此次選取的40個(gè)訓(xùn)練樣中優(yōu)秀樣本10個(gè)（>=80分）標(biāo)記為1，良好樣本20個(gè)（60-80分之間）標(biāo)記為2，較差樣本10個(gè)（<60分）標(biāo)記為3。

（四）訓(xùn)練測(cè)試樣本

將已經(jīng)分類的40組學(xué)生的原始數(shù)據(jù)為指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)的歸一化預(yù)處理，運(yùn)用svmtrain函數(shù)將原始數(shù)據(jù)線性調(diào)整到[-1，1]之間，以減少最優(yōu)參數(shù)集的搜索空間，增加分類的精準(zhǔn)度。將這些數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本訓(xùn)練支持向量機(jī)，實(shí)驗(yàn)中取懲罰參數(shù)c=99.68，核函數(shù)參數(shù)g=0.58，利用40個(gè)訓(xùn)練樣本得到分類模型即向量機(jī)。訓(xùn)練結(jié)束后，選取30個(gè)測(cè)試樣本（其中優(yōu)秀樣本5個(gè)，良好樣本20個(gè)，較差樣本5個(gè)）對(duì)向量機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果如下：SVM={1，1，1，1，1，2，2，1，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，3，3，3，3，3}與預(yù)期值完全吻合，準(zhǔn)確率達(dá)到100%。

三、結(jié)論

用測(cè)試樣本對(duì)訓(xùn)練好的向量機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到相應(yīng)的大學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確率高，說(shuō)明將層次分析法與支持向量機(jī)結(jié)合起來(lái)綜合運(yùn)用于大學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)是可行的，從而可以有效避免評(píng)價(jià)過(guò)程中的人為失誤，具有容錯(cuò)力強(qiáng)，準(zhǔn)確性高，計(jì)算速度快的特點(diǎn)。將上述兩種方法結(jié)合，并通過(guò)參數(shù)優(yōu)化不斷提高數(shù)據(jù)分類的準(zhǔn)確率，可推廣應(yīng)用于其他評(píng)價(jià)類問(wèn)題。