基于AHP法的土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評價研究

陳玲 王穎林 賴芨宇

[摘 要]現(xiàn)階段我國對土木工程專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評價的研究尚少，項目組針對土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中存在的問題，運用層次分析法（AHP法），構(gòu)建土木工程本科畢業(yè)設(shè)計評價指標體系并求出各項指標的權(quán)重數(shù)值，使本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評價結(jié)果更加客觀、科學(xué)。

[關(guān)鍵詞]土木工程專業(yè)；層次分析法；評價指標體系

[中圖分類號] G642.477 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）07-0083-04

福建農(nóng)林大學(xué)交通與土木工程學(xué)院現(xiàn)設(shè)有土木工程、交通運輸和工程管理等6個全日制本科專業(yè)。從早期的交通土建工程專業(yè)，后發(fā)展為土木工程專業(yè)，已積累了60年的辦學(xué)歷史，現(xiàn)已為福建省的建筑，交通及設(shè)計院等行業(yè)輸送了大量優(yōu)秀的人才。隨著我國對土木工程領(lǐng)域畢業(yè)生的需求量日益增大，提高該專業(yè)畢業(yè)生質(zhì)量就顯得尤為重要。而畢業(yè)設(shè)計作為土木工程本科教學(xué)中至關(guān)重要的部分，它要求畢業(yè)生能夠?qū)⒈究齐A段所學(xué)知識應(yīng)用到實際工程中，培養(yǎng)他們獨立完成一項實際工程問題的能力。而本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量的好壞直接影響到我校的教學(xué)質(zhì)量，因此做好本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）工作起到非常關(guān)鍵性的作用。為了客觀評價學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計（論文）成績以及提高辦學(xué)質(zhì)量和更好地發(fā)展學(xué)科，有必要建立一個科學(xué)、規(guī)范、操作性較強的指標評價體系，培養(yǎng)出具有實踐和創(chuàng)新能力的人才[1]。筆者擬構(gòu)建土木工程本科畢業(yè)設(shè)計評價指標體系，并采取層次分析法（AHP法）來確定各項指標的權(quán)重，給高校的土木工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評定提供一些指導(dǎo)性意見。

一、畢業(yè)設(shè)計中存在的問題[2][3]

1.畢業(yè)設(shè)計選題單一，有些缺乏實際的工程背景，有些則不滿足經(jīng)濟性建設(shè)。這類畢業(yè)設(shè)計過于理論化和單一化，導(dǎo)致學(xué)生走上工作崗位后難以適應(yīng)實際工程問題，無法符合現(xiàn)在社會對土木工程專業(yè)畢業(yè)生的高標準。另外，沒有相應(yīng)的工程背景，當(dāng)學(xué)生不能及時解決遇到的問題時，將會在一定程度上打擊學(xué)生的積極性。

2.畢業(yè)設(shè)計缺乏創(chuàng)新性。有些學(xué)生甚至照搬照抄別人的勞動成果，有些則是生搬硬套步驟方法，使學(xué)生喪失了創(chuàng)新意識，不利于學(xué)生獨立思考能力的培養(yǎng)。有些指導(dǎo)教師直接將沒有經(jīng)過修改和提煉的實際工程作為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計題目，題目的工作量和難度不符合學(xué)生的實際程度，這樣也達不到畢業(yè)設(shè)計的根本目的。

二、AHP法簡介

層次分析法（AHP法）是指采用定性和定量分析相結(jié)合的方法，將多目標、多準則的決策問題轉(zhuǎn)化為多層次單目標問題，最后選擇出最優(yōu)方案的一種評價決策方法。它具有系統(tǒng)性強，簡潔實用，所需定量數(shù)據(jù)少的優(yōu)點。近年來，AHP法已經(jīng)在城鎮(zhèn)規(guī)劃、交通安全評價、經(jīng)濟管理、工程技術(shù)和能源系統(tǒng)分析等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。文獻[4]～[7]分別介紹了AHP法的含義、步驟、實際應(yīng)用等。

層次分析法的基本步驟是：首先，由決策者提出要研究的總目標，然后選出該目標中包含的各個要素。其次，比較各個要素之間的重要程度，根據(jù)重要性組成一個遞階層次結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可由目標層、準則層和方案層等層次組成。再次，對每個層次的各個要素采用定性和定量的分析方法，對各個要素進行兩兩比較，通過計算得到每一層次相對上一層次的權(quán)重數(shù)值并進行層次單排序。為了使結(jié)果更加科學(xué)有效，還需進行一致性檢驗。最后，進行總體排序和一致性檢驗，得出各個要素的相對權(quán)重值。

三、研究步驟

（一）確定評價指標體系

在建立科學(xué)有效的綜合評價指標體系時應(yīng)遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、一致性、可行性以及簡易性這五項原則。筆者通過參閱同類對畢業(yè)論文評價指標體系的研究和理論，設(shè)立了3個二級指標和11個三級指標，構(gòu)成了土木工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計評價指標體系，如表1所示。

（二）構(gòu)造判斷矩陣

采用問卷調(diào)查的方法，由相關(guān)領(lǐng)域的專家根據(jù)表2的1-9及其倒數(shù)的標度法進行打分，然后將結(jié)果匯總，進行加權(quán)平均，得出每個指標的數(shù)值。

以二級指標B中各因素對應(yīng)于一級指標A的判斷矩陣A為例：

（三）計算判斷矩陣的最大特征值和特征向量

以判斷矩陣A為例，計算判斷矩陣A的最大特征根[λmax]和其對應(yīng)的經(jīng)歸一化后的特征向量[W=WB1，WB2，WB3T]，此特征向量就作為二級指標的權(quán)重向量。

（四）層次單排序及一致性檢驗

通過求解上述判斷矩陣最大特征值[λmax]所對應(yīng)的特征向量W，經(jīng)歸一化處理后得到的同一層次各元素相對重要性的排序權(quán)值，這一過程稱為層次單排序。為了評價上述得出的權(quán)重值具有科學(xué)有效性，還需對每一個判斷矩陣的結(jié)果進行一致性檢驗。

一致性指標計算公式為：[CI=（λmax-n）/（n-1）]，其中n為判斷矩陣的階數(shù)。

計算平均隨機一致性指標R.I.

R.I.是多次重復(fù)進行隨機判斷矩陣特征值的計算后取算術(shù)平均數(shù)得到的，表3是1～15維矩陣重復(fù)計算1000次的平均隨機一致性指標：

計算一致性比率C.R.：[C.R.=C.I./R.I.]。當(dāng)[C.R.<0.1]時，則代表判斷矩陣滿足一致性要求，否則需要調(diào)整判斷矩陣的元素取值。C.R.愈接近0，表明判斷矩陣的一致性愈好。

以判斷矩陣A為例，進行一致性檢驗：

三級指標C中各因素對應(yīng)于二級指標的判斷矩陣計算結(jié)果如下表所示：

（五）層次總排序及一致性檢驗

評價指標體系中最后一級指標中各元素相對于第一級指標的權(quán)重，稱為層次總排序。通過計算，得出各級指標的權(quán)重表。對層次總排序也需要進行一致性檢驗，計算公式為：

上述公式中，CIi為單排序的一致性指標，RIi為單排序相對應(yīng)的平均隨機一致性指標。經(jīng)計算，CR=0.012285/0.7686=0.016<0.1，滿足總體一致性要求。說明各級指標的權(quán)重賦值具有科學(xué)有效性。

四、各指標權(quán)重含義解析

1.從二級指標權(quán)重數(shù)值看，能力水平占的比例最大（WB2=0.648），然后依次是設(shè)計（論文）質(zhì)量（WB3=0.230），選題質(zhì)量（WB1=0.123）。表明應(yīng)更加重視學(xué)生的能力水平。學(xué)生的能力水平涉及多方面的內(nèi)容，既包括所學(xué)的專業(yè)知識，分析和解決問題的能力，運用軟件制圖的能力以及創(chuàng)新能力，這些都是檢測學(xué)生綜合能力的重要因素。三個指標中賦值最低的則是選題質(zhì)量，然而選好題目卻是完成畢業(yè)設(shè)計的關(guān)鍵步驟。選題好壞與否主要取決于該題目是否能反映當(dāng)前土木工程行業(yè)的發(fā)展程度和科技水平，是否符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標以及是否具有足夠的難度和工作量。有些學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計題目單從理論角度出發(fā)，缺乏實際工程背景，或是設(shè)計內(nèi)容用到方法較陳舊，都會導(dǎo)致學(xué)生不能很好完成畢業(yè)設(shè)計（論文）工作。學(xué)生應(yīng)該針對自己掌握知識的實際程度進行選題，除了設(shè)計類題目外，可以根據(jù)自己的就業(yè)方向加入各種類型的題目，使選題更加豐富，更符合“大土木”的特點。

2.三級指標中，能力水平指標下的理論分析能力和創(chuàng)新能力權(quán)重賦值最高?？梢钥闯霈F(xiàn)在大學(xué)教育更加注重學(xué)生運用大學(xué)階段所學(xué)的基本理論和技能解決實際工程問題的能力，這對大學(xué)生獨自分析和完成工作的能力的提高有著十分重要的意義。理論分析能力有利于學(xué)生對知識關(guān)聯(lián)性的運用以及培養(yǎng)學(xué)生進行科學(xué)研究的能力，這里的創(chuàng)新能力要求學(xué)生具有見解的獨特性以及創(chuàng)新性思維，不僅指不能與別人的舊理論和舊觀點相同，還應(yīng)該有較高的學(xué)術(shù)價值或較強的應(yīng)用價值，否則該畢業(yè)設(shè)計（論文）就失去了它的價值。

五、結(jié)語

本文結(jié)合土木工專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的特點，運用層次分析法構(gòu)建土木工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計評價指標體系，確定各項指標的權(quán)重賦值。利用層次分析法簡潔實用，系統(tǒng)性以及將定性和定量分析方法相結(jié)合的優(yōu)點，使整個評價體系更加完善，對成果的考核更加客觀，科學(xué)與公正。提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量可以為社會輸送適應(yīng)力強，入手快，實踐能力強的土木工程專業(yè)人才。在以后的實際教學(xué)中，要不斷對畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量的評價問題進行改進與探索，進一步完善該評價指標體系。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責(zé)任編輯：林志恒]