基于層次分析法的工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價體系研究

阮雪景 孫海 李清清

摘? 要：工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價是一個過程性和結果性評價相結合的復雜系統(tǒng)問題，需要考慮的評價因素較多。文章針對工科專業(yè)畢業(yè)設計的特點和當前質量評價中存在的重答辯輕過程、未形成科學合理的評價指標體系、信息化程度有待提高等問題，以OBE成果導向理論為指導、層次分析法為主要手段建立評價指標體系、計算各指標權重。通過計算機語言將評價指標體系和模型計算方法集成為工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價系統(tǒng)平臺，將數據輸入系統(tǒng)便可自動計算得分結果，既實現評價過程的信息化又提高評價結果的準確性。

關鍵詞：工科專業(yè);畢業(yè)設計;層次分析法;質量評價

中圖分類號：G642.477? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）09-0020-05

Abstract： The quality evaluation of engineering graduation thesis is a complex system problem which combines process evaluation and result evaluation， and many evaluation factors need to be considered. In view of the characteristics of engineering graduation thesis and the problems existing in the current quality evaluation， such as paying more attention to the defense than the process， not forming a scientific and reasonable evaluation index system， and the information level needs to be improved， this paper takes OBE theory as the guidance and AHP as the main method to establish the evaluation index system and calculate the weight of each index. The evaluation index system and model are integrated into the platform of engineering graduation thesis quality evaluation system by computer language， and the score results can be automatically calculated by inputting the data into the system， which not only realizes the informatization of the evaluation process， but also improves the accuracy of the evaluation results.

Keywords： engineering majors; graduation thesis; AHP; quality evaluation

2016年我國正式加入《華盛頓協議》，標志著國際同行對我國工程教育認證工作的肯定。如何從工程教育大國邁向工程教育強國是我國高等教育急需解決的關鍵問題。為促進我國工程教育的快速發(fā)展，向國家輸送大量高素質創(chuàng)新型工程技術人才，國家提出的“卓越工程師計劃”“中國制造2025”“新工科建設”等戰(zhàn)略，都對工科專業(yè)畢業(yè)生培養(yǎng)提出了更高的要求[1]。本科畢業(yè)設計作為高等學校本科教學的最后環(huán)節(jié)和學生本科階段綜合學業(yè)成果，是檢驗學生綜合應用四年所學知識去分析和解決實際問題的能力和素質的重要手段，對達成人才培養(yǎng)目標具有重要作用。其質量是直接衡量高校教學水平和學生專業(yè)素養(yǎng)的顯著指標[2]。

國務院及教育部十分重視畢業(yè)設計的質量和管理工作，連續(xù)出臺相關政策和方案。2018年8月，教育部發(fā)布《關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》明確要求加強對選題、開題、答辯等環(huán)節(jié)的全過程管理，強化指導教師責任，確保本科畢業(yè)生設計質量。2020年2月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于深化新時代教育督導體制機制改革的意見》，提出了加強和改進教育評估監(jiān)測，保證教育教學質量的要求。2020年10月，中共中央國務院印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》強調推進落實立德樹人根本任務，改進本科教育教學評估，突出畢業(yè)設計指導，探索學士學位畢業(yè)設計抽檢試點工作。為落實該方案和保證本科人才培養(yǎng)質量，2021年1月教育部出臺的《本科畢業(yè)論文（設計）抽檢辦法（試行）》中規(guī)定，每年對所有本科高校及專業(yè)的畢業(yè)論文（設計）抽檢一次，抽檢比例不低于2%，重點考察其選題意義、寫作安排、邏輯構建、專業(yè)能力以及學術規(guī)范等進行考察，一經查實抄襲剽竊將撤銷學位[3]。

根據《華盛頓協議》提倡的OBE成果導向理論，以學生通過教育過程最終取得的學習成果反向指導教學實施。切實提高工科專業(yè)本科畢業(yè)設計質量的關鍵問題之一是對畢業(yè)設計評價方式的改革，構建科學合理、高效適用的評價指標體系，進而反向促進畢業(yè)設計的全過程管理。工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價是一個復雜的多指標綜合評價問題，且各指標的重要程度各不相同，本文針對當前工科專業(yè)畢業(yè)設計評價中存在的問題，以層次分析法為主要手段建立評價指標體系，并通過計算機語言將評價指標體系和模型計算方法集成為工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價系統(tǒng)平臺，將數據輸入系統(tǒng)便可自動計算得分結果。

一、當前工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價現狀

工科專業(yè)畢業(yè)設計的工作流程一般包括選題、開題報告、中期檢查、完成畢業(yè)設計說明書和答辯等，指導老師的監(jiān)督和管理貫穿始終。畢業(yè)設計的評價由指導老師成績、評閱老師成績和答辯小組成績按一定的比例共同組成，而目前以答辯成績?yōu)橹鞯默F狀導致學生“重答辯輕過程”的心理。工科專業(yè)的畢業(yè)設計具有應用性強的特點，常以完成一個具體項目設計方案為主要形式，持續(xù)時間在10周以上，有的專業(yè)達到15周以上。學生通過模擬實際項目設計過程鍛煉綜合應用所學理論知識解決實際工作問題的能力，并且培養(yǎng)創(chuàng)新、敬業(yè)、職業(yè)道德、大國工匠精神等素養(yǎng)，達成立德樹人的目標。根據文獻研究和高校調研發(fā)現，當前工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價中存在一些普遍問題，阻礙著畢業(yè)設計水平和人才培養(yǎng)質量的提高。

（一）重視答辯環(huán)節(jié)，忽略過程評價

畢業(yè)設計成績比例集中于畢業(yè)答辯表現，如PPT成果展示和回答答辯小組問題等，而本科專業(yè)畢業(yè)生的答辯過程較短，學生突擊準備精美的成果展示，答辯小組難以在有限的時間內與學生深入交流，發(fā)現一些隱藏的問題[4]。這就導致答辯環(huán)節(jié)準備充分的同學成績較高，錯誤地引導學生重視答辯環(huán)節(jié)，對設計過程的參與度和互動性不夠重視。

（二）未形成科學合理的評價指標體系

工科專業(yè)畢業(yè)設計持續(xù)時間長、涉及環(huán)節(jié)多、參與學生廣，設計方案從無到有、逐漸完善，指導老師在指導過程中與學生多次交流和互動，最終結合學生參加例會的出勤情況、畢業(yè)設計內容質量、格式規(guī)范程度及初稿修改效果等給出指導老師成績。這種評分方式較為主觀，難以客觀地根據畢業(yè)要求對每個學生進行統(tǒng)一標準的量化考核[5]。評閱和答辯環(huán)節(jié)均為分組開展，每位老師對學生要求的尺度和關注點不盡相同，打分依據和評價標準不一致。因此，整個評價過程存在局限性和隨機性，沒有形成客觀統(tǒng)一的評價指標體系和權重。

（三）信息化程度有待提高

目前高校畢業(yè)設計全過程管理主要采用人工管理的傳統(tǒng)方法，管理效率較低且不規(guī)范[6]。不管是選題、開題、中期檢查及設計提交等各必備環(huán)節(jié)還是師生互動、交叉評分都是獨立線下進行，缺少完善的畢業(yè)設計全過程管理平臺，導致各類信息和數據難以整合控制和統(tǒng)計分析。充分利用計算機網絡技術，并將評價指標體系植入管理平臺，可有效記錄學生過程參與程度和各環(huán)節(jié)完成質量，并轉化為指導老師和答辯小組客觀評分的依據。在提高畢業(yè)設計全過程管理水平的同時促進學生重視畢業(yè)設計的參與和質量，符合OBE教育理念。

二、工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價模型

工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價是一個需要綜合考慮多個指標的系統(tǒng)問題，層次分析法是將決策問題分解為多個有序層次并采用定性和定量相結合的方法進行計算和分析。

（一）確定評價指標

根據《華盛頓協議》中12項畢業(yè)生能力和教育部《本科畢業(yè)論文（設計）抽檢辦法（試行）》重點考察項目的要求，針對工科專業(yè)強化高級工程技術人才的能力培養(yǎng)，確定了一系列科學、合理且細化的畢業(yè)設計質量評價指標。這些評價指標既考慮了從選題、開題、每周指導教師進度檢查、中期檢查到答辯等各個環(huán)節(jié)的全過程評價又考慮了設計質量和專業(yè)能力提高等課程對畢業(yè)要求的支撐，將立德樹人根本任務和全過程管理理念落到實處。

（二）構建層次結構

工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價模型共包括目標層、準則層和指標層，其中指標層劃分為5個方面，指標層包括20個評價因素，如圖1所示。

（三）構造判斷矩陣

向土木工程、建筑環(huán)境及能源應用、工程管理等工科專業(yè)領域專家20人發(fā)放調查問卷，利用1～9標度法對各層次評價指標的重要性進行打分，經過統(tǒng)計匯總，得到各個判斷矩陣。

準則層A1，A2，A3，A4，A5相對于目標層的判斷矩陣A：

指標層A11，A12，A13相對于準則層A1的判斷矩陣B：

指標層A21，A22，A23，A24相對于準則層A2的判斷矩陣C：

指標層A31，A32，A33，A34，A35，A36相對于準則層A3的判斷矩陣D：

指標層A41，A42，A43，A44，A45相對于準則層A4的判斷矩陣E：

指標層A51，A52相對于準則層A5的判斷矩陣F：

（四）計算權重值

1. 層次單排序及一致性檢驗

以準則層A1，A2，A3，A4，A5相對于目標層的判斷矩陣A為例，將判斷矩陣每一列正規(guī)化得到：

按行將正規(guī)化后的矩陣相加得到A1，A2，A3，A4，A5的權重[0.315，0.914，1.526，1.742，0.503]T，將其正規(guī)化求出特征向量W=[0.063，0.183，0.305，0.348，0.101]T。然后計算判斷矩陣的最大特征根：

λmax=

=

=5.126

進行一致性檢驗：

CI===0.032 ，（1）

查AHP方法中平均隨機一致性指標RI取值表可知， 五階矩陣的平均隨機一致性指標RI=1.12，由于該矩陣的隨機一致性比率CR=CI/RI=0.029<0.1，因此該矩陣滿足一致性檢驗。A1，A2，A3，A4，A5相對于目標層A的排序為[0.063，0.183，0.305，0.348，0.101]T。

同理，計算得到A11，A12，A13相對于準則層A1的排序為[0.634，0.260，0.106]T，A21，A22，A23，A24相對于準則層A2的排序為[0.085，0.139，0.542，0.233]T，A31，A32，A33，A34，A35，A36相對于準則層A3的排序為[0.132，0.192，0.262，

0.213，0.113，0.089]T，A41，A42，A43，A44，A45相對于準則層A4的排序為[0.080，0.171，0.238，0.408，0.103]T，A51，A52相對于準則層A5的排序為[0.333，0.667]T。

2. 層次總排序及一致性檢驗

計算指標層各個元素相對于目標層的重要性權重，即為層次總排序，見表1。

層次總排序的一致性比率：

CR==0.021<0.1 。（2）

因此，層次總排序的一致性滿足要求。

三、模型計算結果解析

（一）重視專業(yè)能力培養(yǎng)，符合工科專業(yè)OBE教育理念

從準則層來看，專業(yè)能力權重為34.8%，在5個準則中占比最高，其次是設計質量，權重為30.5%。在OBE教育理念中，教育者必須明確每個教學環(huán)節(jié)學生應該取得學習成果，也就是獲得的能力和水平。工科專業(yè)畢業(yè)設計作為本科階段綜合性和實踐性最強的教學環(huán)節(jié)，評價體系聚焦于學生經過設計過程得到的問題分析、軟件應用、設計解決方案、創(chuàng)新研究等能力提升和設計的質量。以最終的學習成果為起點，反向開展畢業(yè)設計全過程的管理，體現在包含了開題、中期檢查、每周進度等的設計過程權重達到18.3%，這也彌補了目前很多評價體系中忽略了過程評價的問題。因此，工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價模型的計算結果十分符合國際工程教育的成果導向教育理念，同時將全過程管理融合其中。

（二）充分發(fā)揮指導教師作用，促進向學生中心轉變

在指標層中，設計解決方案能力的權重最高，為14.2%，每周進度的權重9.9%和軟件應用能力的權重為和8.3%，分列二、三位。工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價的核心在于學生自主完成整個設計方案所獲得的能力提升，為學生走向工作崗位完成實際工程項目打下堅實的基礎。這就促使學生從分析問題、設計方案到解決問題的全過程以個人為中心，變被動為主動，指導老師發(fā)揮解答疑惑、引導輔助、分析討論和進度監(jiān)督等作用。學生在與指導老師每周交流互動中保證畢業(yè)設計的進度合理及過程質量，既可以避免突擊完成和整篇抄襲等問題的發(fā)生，又能夠真正實現學生能力培養(yǎng)的目標。

（三）滿足學術規(guī)范，直接影響畢業(yè)設計評價結果

學術規(guī)范是學術研究活動中的基本原則，也是對學生學術道德修養(yǎng)的約束機制。目前，在各大高校中工科專業(yè)畢業(yè)設計完成后需通過查重環(huán)節(jié)才可參與答辯，若查重率超過規(guī)定比例，則無法獲得答辯資格，這種“一票否決制”也體現出我國工程教育對抄襲的零容忍態(tài)度。同時，在評價準則中加入滿足學術規(guī)范性并且權重達到8%，對畢業(yè)設計中標注引用文獻、嚴謹完成實驗、杜絕捏造結果進行了明確規(guī)定，落實教育部《本科畢業(yè)論文（設計）抽檢辦法（試行）》的要求，樹立良好的學術風氣，實現立德樹人根本目標。

四、工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價系統(tǒng)平臺

筆者將層次分析模型和計算方法集成并設計開發(fā)了一個工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價系統(tǒng)平臺，可實現層次結構的管理、評價指標的新建修改、指標權重的計算、畢設得分的自動計算和推優(yōu)等功能，如圖2所示。

五、結束語

工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價是一個過程性和結果性相結合的復雜系統(tǒng)問題，需要考慮的評價因素較多，僅依靠主觀判斷難以獲得統(tǒng)一標準的評價結果。本研究針對工科專業(yè)畢業(yè)設計的特點以及目前質量評價中存在的問題，以OBE成果導向理論為指導，應用層次分析法綜合確定評價指標、構建層次模型并計算權重，通過計算機編程開發(fā)了一個工科專業(yè)畢業(yè)設計質量評價系統(tǒng)平臺，使得評價過程信息化和智能化同時提高了評價結果的準確性和客觀性。在今后的研究中還可以進一步豐富平臺功能，構建完善的工科專業(yè)畢業(yè)設計全過程管理平臺，實現選題、開題、中期檢查和設計提交等各環(huán)節(jié)和每周進度檢查、師生互動等在平臺中完成，準確記錄和統(tǒng)計分析各類數據信息，智能化計算各指標得分。

參考文獻：

[1]朱正偉，李茂國.實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的思考[J].高等工程教育研究，2018（1）：36-53.

[2]郭涵，鄭逸芳，林曉瑩.“雙一流”建設背景下公共管理類本科畢業(yè)論文質量評價指標及權重研究——基于AHP法的分析[J].現代教育科學，2019（3）：52-59.

[3]教育部.本科畢業(yè)論文（設計）抽檢辦法（試行）[EB/OL].（2021-01-04）http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A11/s7057/202101/t20210107_509019.html.

[4]何立恒，楊強，鮑其勝.基于全過程的本科畢業(yè)設計質量評價體系構建[J].測繪通報，2019（10）：138-141.

[5]康雪，李裕，李同川，等.基于化工專業(yè)認證的畢業(yè)設計（論文）過程控制及達成評價[J].化工高等教育，2020，37（1）：132-137.

[6]程潔，吳強.“雙一流”背景下研究型高校畢業(yè)設計（論文）管理現狀探究-基于33所高校畢業(yè)設計（論文）管理文件文本分析[J].高等教育研究學報，2020，43（2）：88-94.