基于粗GA—AHP的大學(xué)生技能提升策略研究

摘要:學(xué)生綜合技能評價的影響因素錯綜復(fù)雜，通過對其影響因素研究建立評價模型，并將粗糙集和遺傳算法引入其中來優(yōu)化權(quán)重的計算。通過對信息系統(tǒng)與信息管理專業(yè)的學(xué)生技能評價的實證分析，論證了此模型的建立和評價過程，為實際決策提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞:學(xué)生技能;GA-AHP;粗糙集;大學(xué)教學(xué)

中圖分類號:G642 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1002—2589(2009)25—0242—02

引言

學(xué)生技能提升機制是教學(xué)改革中的一個重點問題，社會要求高校學(xué)生不僅應(yīng)具有扎實的理論功底，更應(yīng)具備較強的實踐能力。實踐性教學(xué)既是理論聯(lián)系實際的必要途徑，又是理論學(xué)習(xí)的充實和發(fā)展，是整個高等教育教學(xué)過程中學(xué)生綜合技能培養(yǎng)的一個重要組成部分。文獻[1]具體論述了實踐教學(xué)的重要性，并給出了關(guān)于實踐教學(xué)的一些建議;文獻[2]和[3]針對管理類專業(yè)提出了提高學(xué)生綜合能力的一些方案，但是這些文獻中對培養(yǎng)方案都是進行定性的分析，并沒有進行客觀的評價。上述方法在處理定性因素的時候很難挖掘出客觀信息，從而導(dǎo)致最終的評價結(jié)果客觀性不足。

本文基于遺傳算法與粗糙集[4]提出一種新的學(xué)生技能提升機制設(shè)計與評價模型。該模型使用粗糙集來確定AHP中的主觀判斷結(jié)構(gòu)，并用遺傳算法來對各層的權(quán)重進行優(yōu)化，這樣可最大限度地避免主觀判斷，直接依據(jù)現(xiàn)實數(shù)據(jù)進行客觀分析。最后，本文將此評價模型應(yīng)用于信息管理專業(yè)的學(xué)生綜合技能評價，取得了較好的效果。

一、學(xué)生技能提升機制設(shè)計數(shù)學(xué)模型的建立和評價

1.模型的建立。學(xué)生技能提升機制評價模型包含一個系統(tǒng)評價總目標(biāo)，即學(xué)生綜合技能的提升，對這個總目標(biāo)有n種不同的評價指標(biāo)。為了實現(xiàn)總目標(biāo)，有m種不同的培養(yǎng)方案，每種方案都對每個評價指標(biāo)有一定的作用。因此可以抽象出此模型由目標(biāo)層A、評價指標(biāo)層B和方案層C組成。A層為系統(tǒng)總目標(biāo)De，只有一個要素。B層有n個評價的指標(biāo)，指標(biāo)集為{K1，K2，…，Kn}，C層為m個參與評價的學(xué)生技能提升方案，方案集為{S1，S2，…，Sm}。圖1描述了一個A層的系統(tǒng)總目標(biāo)De=學(xué)生綜合技能、B層的評價指標(biāo)數(shù)n=5、C層的參與評價的學(xué)生技能提升方案數(shù)m=5的模型。

2.算法步驟和評價。學(xué)生技能提升機制評價模型的評價過程分為以下五個步驟:

步驟1:對B層各要素，以上一級A層次的要素為準則進行兩兩比較，采用(0，2)標(biāo)度來構(gòu)造B層的初始判斷矩陣C={cij|i，j=1～n｝n×n，其中Cij的值我們用粗糙集的方法來進行確定。確認方法如下所述。

設(shè)U為非空有限論域，X為U的子集，P和Q為U中的等價關(guān)系，則Q和P間的依賴度為:k=γ(P，Q)=|posp(Q)| / |U|，k(0

SGF(f i，F(xiàn)，D)=γ(F，D)-γ(F-{f i}，D)

第i種屬性(即第i個指標(biāo))的權(quán)系數(shù)為:λ i=SGF(f i，F(xiàn)，D)SGF(f i，F(xiàn)，D)，i=1，2，3，…，m。于是可得判斷矩陣中cij的計算方法如下:若λi>λj，則cij=2;若λi=λj，則cij=1;若λi<λj，則cij=0。

步驟2:把初始判斷矩陣C轉(zhuǎn)換為客觀判斷矩陣B。計算C中各元素的重要性排序指數(shù):r i =cij，i=1～n。然后可得矩陣B={b i j | i，j=1～n}n×n，b i j =ar i- rj，a(a>1)為相鄰兩級客觀重要性比率。

步驟3:用AGA優(yōu)化B中a和計算排序權(quán)值wi，i=1～n。根據(jù)判斷矩陣的定義有b i j =wi / wj(i，j=1～n)。若判斷矩陣B滿足上式，即能精確度量b i j =wi / wj，則判斷矩陣具有完全一致性，于是有

(b i k w k)=(wi / wj)wk=nwi(i=1～n)，|(b i k w k)-nwi |=0

(1)

式中，| |為取絕對值。顯然，(1)式左端值越小，則判斷矩陣B的一致性就越高，當(dāng)式(1)成立時則判斷矩陣B具有完全的一致性。基于此，B層各要素的單排序及其一致性問題可以歸結(jié)為以下優(yōu)化問題:

minCIF(n)=|(b i k w k)-nwi | / ns.t.w k=1，w k > 0，k=1～n(2)

式中，CIF(n)為一致性指標(biāo)函數(shù)(consistency index function)，排序權(quán)值向量w k (k=1～n)及比率參數(shù)α為優(yōu)化參數(shù)。式(2)為一個常規(guī)方法較難處理的非線性優(yōu)化問題，而采用AGA來求解該問題則較為有效和簡單。當(dāng)CIF(n)<0.1時，可以認為判斷矩陣{bk i j}m×m具有滿意的一致性，據(jù)此計算的各個要素的單排序權(quán)值wk c i是可以接受的。

步驟4:C層各方案的總排序權(quán)值(即綜合重要度)wk c i計算及一致性檢驗:

wk c i=wkwk c i，i=1～m，CIFA(m)=wkCIFk(m)

步驟5:將總排序權(quán)值進行歸一化處理得到C層各方案的最終權(quán)值:wsi∶wsi=wk c iwkwk c m。ws i越大，則說明第i個方案越優(yōu)，據(jù)此可以對各個方案排序。

通過計算的結(jié)果我們可以對每種培養(yǎng)方法的權(quán)重進行分析，找出學(xué)生綜合技能培養(yǎng)最有效果的方案并用于實際。

二、實例研究

1.信息管理專業(yè)技能提升機制模型建立與評價過程。本文以信息管理類專業(yè)為實例來檢驗此模型的應(yīng)用價值。學(xué)生綜合技能的評價包括以下五個方面:A1:計算機系統(tǒng)操作能力、A2:參與企業(yè)經(jīng)濟管理的能力、A3:信息系統(tǒng)規(guī)劃與開發(fā)的能力、A4:文獻檢索資料查詢的能力、A5:組建內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能力。為了提升學(xué)生的這些技能，所能采取的方案措施有:案例教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)論文實踐應(yīng)用、畢業(yè)實習(xí)實踐鍛煉、校企合作項目，每一項措施都對綜合技能指標(biāo)中的每一項技能有鍛煉的作用。但是權(quán)重各不相同。我們利用指數(shù)標(biāo)度層次分析法建立模型如圖1所示。

下面給出A層和B層之間的表達系統(tǒng)定義:U={e1，e2，…，e15}表示e1~e15等15個學(xué)生的集合，C={K1，K2，K3，K4，K5}為條件因素集合，D={De}為決策因素集合。采用5分制，對15個學(xué)生的五種技能進行打分，統(tǒng)計分析結(jié)果如表1所示。

由表1和步驟1至步驟5可計算出總排序歸一化權(quán)重如下:

ws 1 = 0.250，ws 2 = 0.126，ws 3 = 0.068，ws 4 = 0.487，ws 5 = 0.250

由上述計算的結(jié)果可以看出，案例教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)論文實踐應(yīng)用、畢業(yè)實習(xí)實踐鍛煉、校企合作項目這五種培養(yǎng)信息管理專業(yè)學(xué)生綜合技能的方法的權(quán)重分別為0.252，0.126，0.068，0.487，0.252，其中最需要重視的環(huán)節(jié)是畢業(yè)實習(xí)的培養(yǎng)，其次是案例教學(xué)和校企合作項目，最后是課程設(shè)計和畢業(yè)論文。

2.具體應(yīng)該采取的措施。根據(jù)上述模型計算的結(jié)果我們發(fā)現(xiàn):首先，應(yīng)當(dāng)重視的是畢業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)校應(yīng)該要加強與企業(yè)、社會、政府機構(gòu)之間的聯(lián)系，同時從學(xué)校和企業(yè)兩方面強化畢業(yè)實習(xí)指導(dǎo)工作，強化實習(xí)過程的控制，避免畢業(yè)實習(xí)失控現(xiàn)象的出現(xiàn);其次，應(yīng)當(dāng)重視的是案例教學(xué)和校企合作項目。案例教學(xué)法通過大量現(xiàn)實的例子來說明問題，可以給學(xué)生在學(xué)習(xí)中以更大的自主權(quán);增加本科生參與科研以及實際項目的機會可以使學(xué)生的理論知識迅速轉(zhuǎn)換為實際的經(jīng)驗，學(xué)習(xí)能力得到迅速提高。最后，對于課程設(shè)計和畢業(yè)論文這兩個方案，相對影響的權(quán)重較小，所以暫時不用投入太大的精力。

結(jié)論

本文力圖將學(xué)生技能提升機制模型的影響因素進行量化，充分地將粗糙集和遺傳算法應(yīng)用于指數(shù)標(biāo)度層次分析法，較好地滿足了對學(xué)生技能提升機制評價的要求，有效地防止在評價過程中的片面性和主觀性。該模型可以應(yīng)用于對學(xué)生綜合技能培養(yǎng)的多種方案的評價對比，以了解該方案對學(xué)生綜合技能提升作用的大小，對于權(quán)重大的方案，應(yīng)當(dāng)加以重視，在實際的教學(xué)中提高其教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻:

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(責(zé)任編輯/ 王建國)