基于Vauge集的實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)模型

吳 蔣

(瓊州學(xué)院 電子信息工程學(xué)院, 海南 三亞 572022)

0 引 言

瓊州學(xué)院是新近升為本科院校，2013年面臨教育部本科評(píng)估，而實(shí)驗(yàn)室評(píng)估是評(píng)估中硬實(shí)力的具體表現(xiàn)，關(guān)系著整個(gè)本科評(píng)估能否達(dá)標(biāo)的重要依據(jù)。實(shí)驗(yàn)室除了看設(shè)備外，還要深刻領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估是在一定的價(jià)值取向的指導(dǎo)下進(jìn)行的，價(jià)值取向的選擇和取舍將直接關(guān)系到整個(gè)評(píng)估活動(dòng)的成敗。因此，正確把握實(shí)驗(yàn)室評(píng)估的價(jià)值取向是有效發(fā)揮評(píng)估作用的首要問(wèn)題，也是體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室價(jià)值最大化的根本途徑。

1965年Zadeh 提出了模糊集，隨后模糊集理論就被應(yīng)用于處理模糊決策問(wèn)題，多準(zhǔn)則模糊決策方法成為管理領(lǐng)域決策、評(píng)價(jià)等的一個(gè)科學(xué)依據(jù)。傳統(tǒng)的模糊集推廣了集合論，把屬于、不屬于兩種隸屬情況推廣成為[0，1]之間的任意實(shí)數(shù)的隸屬度，較好地描述了模糊性， 它的單值的隸屬度包含了支持與反對(duì)證據(jù)的程度，但不能表示中立的證據(jù)。但現(xiàn)實(shí)情況中往往出現(xiàn)元素對(duì)模糊概念的肯定與否定兩個(gè)方面，且其中體現(xiàn)出介于肯定與否定之間的不確定性。1993年Gau和Bueher提出Vague集[1]，拓展了模糊集對(duì)事物表達(dá)的范圍，彌補(bǔ)了模糊集合的單值隸屬度只能描述支持的證據(jù)這一不足，更準(zhǔn)確地表達(dá)了模糊性。

本文根據(jù)本科評(píng)估實(shí)驗(yàn)室評(píng)審要求，定義評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用專(zhuān)家評(píng)分形式，形成原始抽樣數(shù)據(jù)，反復(fù)對(duì)抽樣進(jìn)行Vague集評(píng)價(jià)，得出最優(yōu)平均值。

1 價(jià)值評(píng)估和價(jià)值取向

湯姆·科普蘭[2]指出價(jià)值是衡量績(jī)效的最佳標(biāo)準(zhǔn)，以?xún)r(jià)值為基礎(chǔ)的評(píng)估是一個(gè)整體性過(guò)程，旨在強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵的價(jià)值驅(qū)動(dòng)因素，在整個(gè)組織內(nèi)改善戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)決策。作為實(shí)驗(yàn)室管理階層實(shí)施以?xún)r(jià)值為基礎(chǔ)的評(píng)估，可以將實(shí)驗(yàn)室的總體目標(biāo)和管理程序整合在一起，推動(dòng)管理者將管理決策集中在價(jià)值驅(qū)動(dòng)因素方面，最大限度地實(shí)現(xiàn)其價(jià)值，以?xún)r(jià)值為基礎(chǔ)的評(píng)估確立價(jià)值最大化為實(shí)驗(yàn)室的終極管理目標(biāo)[3]。

關(guān)于價(jià)值取向，目前學(xué)術(shù)界主要有三種論述?！皟A向說(shuō)”認(rèn)為，“價(jià)值取向指主體在價(jià)值選擇和決策過(guò)程中的一定的傾向勝[4]；“價(jià)值取向就是人們?cè)谝欢▓?chǎng)合以一定方式采取一定行動(dòng)的價(jià)值傾向”[5]；“價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)”認(rèn)為，“價(jià)值取向是指某一個(gè)人所信奉的，而且對(duì)其行為有影響的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)”[6]；“行為取向說(shuō)”認(rèn)為，“價(jià)值取向是在價(jià)值選擇過(guò)程中決定采取的方向”[7]。三種界定各有所側(cè)重，但又都忽略了價(jià)值取向的動(dòng)態(tài)性和過(guò)程性，本文認(rèn)為，價(jià)值取向是特定時(shí)期主體根據(jù)其需要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行價(jià)值選擇的動(dòng)態(tài)過(guò)程，以我校明年本科評(píng)估為例，評(píng)價(jià)指標(biāo)將在這特定時(shí)期中，參照已通過(guò)教育部本科評(píng)估的高校指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化選擇。

2 實(shí)驗(yàn)室價(jià)值指標(biāo)體系構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)室在長(zhǎng)期的教學(xué)、科研、生產(chǎn)活動(dòng)中所扮演的角色，具有舉足輕重的地位。利用價(jià)值取向理論建立評(píng)價(jià)指標(biāo)，在全面考慮、協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上制定各項(xiàng)切實(shí)可行的工作計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室人、財(cái)、物的全面的、合理的規(guī)劃和管理。教育部本科教學(xué)評(píng)估，應(yīng)把實(shí)驗(yàn)室的價(jià)值因素考慮在內(nèi)，評(píng)估體系模型的建立有利于考察實(shí)驗(yàn)室價(jià)值因素，并提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。首先我們把本科教學(xué)評(píng)估關(guān)于實(shí)驗(yàn)室評(píng)審主要條件作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的一級(jí)指標(biāo)，其他作為二級(jí)指標(biāo)。利用Vague集綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以目前已經(jīng)通過(guò)教育部本科評(píng)估的其他高校指標(biāo)為參照指標(biāo)[8-9]，采用專(zhuān)家評(píng)分進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體指標(biāo)如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)室價(jià)值取向評(píng)價(jià)指標(biāo)

3 Vague集理論

3.1 Vague集

Vague集是對(duì)模糊集的擴(kuò)展，模糊集把隸屬概念擴(kuò)大到了[0,1]區(qū)間，而Vague集的思想則認(rèn)為每個(gè)元素的隸屬都可以分成支持和對(duì)立兩個(gè)方面，即有真隸屬度u和假隸屬度f(wàn)構(gòu)成。如果我們把任意一個(gè)元素x和一個(gè)Vague集概念看成一個(gè)映射，那么Vague集的真隸屬度u就等價(jià)于同一度a，假隸屬度f(wàn)就等價(jià)于對(duì)立度c，而1-f-u恰對(duì)應(yīng)于差異度b，b表示了x對(duì)于Vague集的猶豫程度，有著更強(qiáng)的表示信息的能力。

設(shè)X為論域，其中的任意一個(gè)元素用x表示，X中的一個(gè)Vague集V用一個(gè)真隸屬函數(shù)tv和一個(gè)假隸屬函數(shù)fv表示。tv(x)是從支持x的證據(jù)所導(dǎo)出的x的肯定隸屬度下界，fv(x)則是從反對(duì)x的證據(jù)所導(dǎo)出的x的否定隸屬度下界，tv(x)和fv(x)將區(qū)間[0,1]中的一個(gè)實(shí)數(shù)與x中的每一個(gè)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，即：

tv:X→[0,1]，fv:X→[0,1]

其中，tv(x)+fv(x)≤1。

如定義一個(gè)Vague集V用一個(gè)真隸屬度tv(x)和一個(gè)假隸屬度f(wàn)v(x)來(lái)描述其隸屬度的界，這兩個(gè)界構(gòu)成了[0,1]上的子區(qū)間[tv(x)，1-fv(x)] 。反映了“一定范圍內(nèi)屬于”，是存在支持、反對(duì)和中立的客觀(guān)事物的數(shù)學(xué)模型。

3.2 相似度量

為合理度量?jī)蓚€(gè)Vague集之間的相似程度，Chen首先討論了Vague 集的相似度量[10]，接著Hong等指出Chen的相似度量方法在某些實(shí)際情況下不適用，并提出了改進(jìn)方法[11]，然后李凡等綜合考慮了Vague值的相對(duì)優(yōu)勢(shì)和相對(duì)已知信息的多少，提出了新的Vague值度量方法[12]，周曉光等又做了改進(jìn)，使其更加完備、客觀(guān)[13]。

設(shè)x是一個(gè)非空集合，V是x上所有的Vague集組成的集合，A∈X，B∈X，M:V×V→[0,1]。如果M(A,B)滿(mǎn)足性質(zhì):① 0≤M(A,B)≤1;② 如果A=B，則M(A,B)=1;③M(A,B)=M(B,A)。則稱(chēng)M(A,B)為A與B的相似度。

設(shè)x∈[tx,1-fx]，y∈[ty,1-fy]是論域X上的兩個(gè)Vague值，定義優(yōu)勢(shì)函數(shù)s(x)=tx-fx，s(y)=ty-fy。定義函數(shù)M∈[0,1]，其值越大，表示Vague值x和y越相似。

Chen給出的相似度量方法為

M(x,y)=1-|s(x)-s(y)|/2

Hong 的改進(jìn)方法為

M(x,y)=1-(|tx-ty|+|fx+fy|)/2

李凡等進(jìn)一步改進(jìn)為

M(x,y)=1-|s(x)-s(y)|/4-

(|tx-ty|+|fx+fy|)/4

周曉光等再次改進(jìn)為

M(x,y)=1-|s(x)-s(y)|/8-(|tx-ty|+|fx+fy|)/4-|s(x)-s(y)|/4

(1)

設(shè)A和B是兩個(gè)Vague集，A和B之間的相似程度可由函數(shù)T計(jì)算，T∈[0,1]，其值越大，表示Vague集A和B越相似：

(2)

4 實(shí)驗(yàn)室價(jià)值取向指標(biāo)的評(píng)價(jià)

4.1 加權(quán)平均法

利用表1所示的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)指標(biāo)分5個(gè)一級(jí)指標(biāo)和15個(gè)二級(jí)指標(biāo)，科研價(jià)值、教學(xué)價(jià)值、管理水平、人才培養(yǎng)和設(shè)備評(píng)估五個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。我們以?xún)蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)室的5份評(píng)價(jià)結(jié)果為例，給出加權(quán)平均法對(duì)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的評(píng)價(jià)。表2和表3是評(píng)分情況表[14-15]。

表2 對(duì)A實(shí)驗(yàn)室的評(píng)價(jià)

表3 對(duì)B實(shí)驗(yàn)室的評(píng)價(jià)

根據(jù)以上評(píng)價(jià)，加權(quán)平均法基本說(shuō)明了各個(gè)指標(biāo)的水平，從表2和表3可以得出結(jié)論:A的評(píng)價(jià)結(jié)果比B優(yōu)。但是針對(duì)教育部本科評(píng)估評(píng)審要求進(jìn)行解讀，得出設(shè)備評(píng)估指標(biāo)應(yīng)該是最終目的，量化評(píng)價(jià)中也是權(quán)值最高的。在上例中看出，B的設(shè)備評(píng)估指標(biāo)分值明顯優(yōu)于A，從該角度上可看出加權(quán)平均的不合理性。

4.2 基于Vague集理論的實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)方法

以表1的評(píng)價(jià)指標(biāo)為基本框架，為不失一般性，評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)為n個(gè)，記為xn。再設(shè)待評(píng)價(jià)對(duì)象為m個(gè)，記為Am。則所有評(píng)價(jià)對(duì)象可用矩陣表示如下：

(3)

在具體評(píng)價(jià)中，若設(shè)定同時(shí)必須滿(mǎn)足的指標(biāo)，如強(qiáng)調(diào)設(shè)備評(píng)估這一指標(biāo)或同時(shí)要求某幾個(gè)指標(biāo)最優(yōu)，則可用以下步驟：定義所強(qiáng)調(diào)或是要求達(dá)到的指標(biāo)為優(yōu)勢(shì)指標(biāo)，由Vague集理論，優(yōu)勢(shì)函數(shù)為s([tij,1-fij]=tij-fij)，其中，i,j=1,2,…,n。設(shè)優(yōu)勢(shì)指標(biāo)權(quán)值為wk，其中，k=1,2,…,n-1。再定義加權(quán)平均優(yōu)勢(shì)函數(shù)為G=∑(S*W)，其中∑w=1。則最優(yōu)項(xiàng)目為max(G,s)。

如表2和表3評(píng)價(jià)結(jié)果，可模糊化為很好、好、一般、差四個(gè)等級(jí)。實(shí)際操作中也可直接模糊評(píng)價(jià)。設(shè)有5位專(zhuān)家對(duì)A實(shí)驗(yàn)室和B實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行評(píng)價(jià)，針對(duì)某一評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)“很好”的有a位，評(píng)“好”的有b位，“一般”的有c位，“差”的有d位，則tij=a/5，fij=(c+d)/5。由于A實(shí)驗(yàn)室與B實(shí)驗(yàn)室分?jǐn)?shù)偏高，為更好地說(shuō)明問(wèn)題，假設(shè)[90,95]，[85,90]，[80,85]，[75,70]分別為“很好、好、一般、差”。由式(3)得：

(4)

優(yōu)勢(shì)指標(biāo)為設(shè)備評(píng)估指標(biāo)，根據(jù)優(yōu)勢(shì)函數(shù)計(jì)算，得SA=0.2，SB=0.8。

由∑w=1，按已知權(quán)值，得

w1∶w2∶w3∶w4=0.202∶0.202∶0.180∶0.202

按G=∑(S*W)，計(jì)算得，GA=0.237，GB=0.128。

顯然max(GA,SA)

在綜合評(píng)價(jià)方面，利用Vague集相似度量理論。設(shè)理想指標(biāo)為全優(yōu)，則可表示為：

A0=((1,1-0)(1,1-0)(1,1-0)

(1,1-0)(1,1-0))

由式(4)，根據(jù)式(1)和(2)經(jīng)編程計(jì)算得：

T(A,A0)=0.265T(B,A0)=0.397

表明B更接近理想指標(biāo)，說(shuō)明B實(shí)驗(yàn)室價(jià)值取向指標(biāo)的合理性比A實(shí)驗(yàn)室好。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室價(jià)值取向指標(biāo)評(píng)價(jià)體系和Vague集的研究分析，提出了科學(xué)、合理的基于Vague集理論的實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)模型。根據(jù)對(duì)該模型的研究，結(jié)合教育部本科評(píng)估關(guān)于實(shí)驗(yàn)室評(píng)審條件，得出以下結(jié)論：① 實(shí)驗(yàn)室評(píng)估不單只是看設(shè)備，應(yīng)從實(shí)驗(yàn)室所能體現(xiàn)的價(jià)值最大化為衡量標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估的價(jià)值取向應(yīng)以科學(xué)理論為依據(jù)；② 該實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)模型的指標(biāo)選取還有待進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，完全參照綜合性院校合格標(biāo)準(zhǔn)有一定的局限性，應(yīng)該有自己的特色；③ 該評(píng)價(jià)模型可作為評(píng)選優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)室的工具和評(píng)判依據(jù)，作為高校，擁有足夠多的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)室是走向國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的必由之路。

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