基于PCA的高校信息化綜合評價研究

任姚鵬，王春紅

（運城學院計算機科學與技術系，運城　044000）

基于PCA的高校信息化綜合評價研究

任姚鵬，王春紅

（運城學院計算機科學與技術系，運城044000）

0　引言

自20世紀以來，信息化的技術得到了迅速的發展，而教育信息化一直就是國家整個信息的重要組成部分。隨著教育信息化的不斷發展，教育信息化的改革與發展也成為信息化的重要內容，而這種教育信息化主要表現在高等教育領域。目前，信息化技術已經深入到我國高校的各個方面。高校信息化的研究早已成為了許多研究者關注的重點。所謂“高校信息化”就是指充分利用網絡技術、計算機技術、多媒體技術實現校園的網絡化、信息資源的數字化、管理科學化，最終達到教學科研的現代化。信息技術應用正在逐漸影響著教學模式的傳統化，影響著師生之間的溝通方式，學校的管理模式。無可非議的是高校的信息化對于促進科研水平、提高教學的質量、改善學習生活環境及其對于學校變革求得生存，通過創新求得發展具有非常重要的意義［1］。但是，高校信息化還處于初始階段，還沒有形成一個完整的、公認的評價指標體系。

高校的信息化是一個系統的工程，因為它涉及到了高校發展的各個方面，要求進行統籌規劃，進行分步的實施。為了能夠正確以及客觀地評價高校信息化，有效地指導各個高校的信息化的發展程度，本文從高校信息化發展的多層次、多維度和綜合性的角度出發，建立了一套客觀的、系統的、理性的、科學的高校信息化評價指標。并通過使用主成分分析法對高校信息化進行客觀的綜合分析以及評價，能夠合理地科學地反映出高校信息化的發展水平。

1　高校信息化評價指標體系

高校信息化指標體系是指一系列的相互補充、相互聯系的用于高校信息化全面地進行評價的統一整體。進行高校教育信息化評價指標選取首先應該具有目的性以便實現它的導向。信息化的設計要求綜合性的反映出高校教育信息化的建設情況和當前發展的狀況，這樣有利于制定出相應的、必要的的制度和政策，從而有利于推進各個高校的高等教育信息化的發展［2］。結合已有信息化研究的成果以及實際調研情況，并根據中國教育信息化的實際情況，本文給定了如表1所示的高校信息化評價指標，能夠體現目前高校信息化水平的評價和測度的一般內容［3］。

本文選取信息化指標具有一定的可操作性，便于與現實數據相銜接；但要獲得某高校的信息化水平需要對其進行綜合性評價。本文將采用主分分析法，獲得主要成分，實現減少指標數量來完成綜合性的評價任務。

表1高校信息化水平的評價指標

2　主成分分析法

2.1主成分分析法思想

在實際研究問題中，為了能夠系統性、全面性地研究問題，這就必須要考慮到可能影響到最后分析結果的所有因素［4］。選取研究中所要用到的因素稱其為指標。這些指標中每個指標反映的問題都不相同。不同的指標代表著不同的信息。在一定程度上這些指標所代表的信息會有重疊性。在使用統計的方法來進行研究這種重疊信息的指標時會增加分析問題的難度和計算量。所以為了使研究更加的簡潔方便，需要在研究過程中從眾多的指標中篩選出較少的的指標，所選出的較少指標中所含的信息量大，不影響最終研究結果的判定。主成分分析法就是這種能夠縮減研究的指標數量來達到研究目的。

同樣的，進行實際評估時，一般情況下會選擇具有代表性的幾個綜合指標，這幾個綜合指標的選取是難點和重點?；谶@樣的情況，需要對原始數據的相關矩陣進行關系研究。把綜合指標轉變為線性。通過這樣的轉變方式既可以保留了原始的數據，而且還可以彼此之間不相關。這就是所謂的抓主要矛盾，突出重點。利用主成分選取主要成分可以消除一些無關緊要的因素，達到預期的分析目的。主成分分析法使得研究繞開錯綜復雜的微弱部分，在研究的過程中得到新的啟發。

2.2主成分分析算法步驟

首先，把原始數據進行標準化，得到P維的隨機向量

可得到標準化的矩陣Z。

然后，根據標準化矩陣求得相關系數矩陣

其次，在根據相關矩陣的特征方程|R-μIp|=0可得到P個特征值，主成分可以按照

最后，標準化以后指標的變量轉變成主成分

U1稱為第一主成分，U2稱為第二主成分，…UP稱為第P主成分。

3　高校信息化評價

3.1數據來源

本文通過問卷調查的方式，獲得了9所高校在19個評價指標下的數據。9所高校分別用A、B、C、D、E、F、G、H、I表示，數據如表2所示。

3.2高校信息化評價

（1）主成分分析

基于所獲取的9所高校相應信息化指標下的數據，在SPSS軟件中采用主成分分析法進行了數據分析，其最終獲得的方差分解主成分提取分析表如圖1所示。

從輸出的結果可以看出，前面的6個主成分F1，F2，F3，F4，F5以及F6的方差和占全部方差的比例95.910%。本文就選取F1為第一主成分，F2為第二主成分，F3為第三主成分，F4為第四主成分，F5為第五主成分，F6為第六主成分，且這六個主成分的和占全部方差的95.910%，即基本上保留了原來的指標信息，這樣就由原來的19個指標轉化為6個指標，起到了降維的作用。并依據其成分系數矩陣可獲得6大主成分的線性表達式，如下所示。

表2各個高校信息評價指標原始數據

圖1　方差分解主成分提取分析表

（2）綜合評價

基于每個主成分對應的特征值所占總特征值的比可獲得信息化評價的綜合評價模型，計算公式如下：F=61%F1+15%F2+11%F3+9%F4+3%F5+1%F6（5）

由主成分構成的綜合模型就可計算出綜合評價值，通過比較這9個高校的綜合值，可對進行評價排序，其評價結果如表3所示。

表3評價結果

4　結語

本文采用主成分分析法，將設定的高校信息化的19個評價指標轉換成6個綜合指標，將指標之間的重疊進行了消除，優化了由于多個指標給績效衡量帶來的弊端。在保存原來的大部分信息的前提下，可以用較少的指標對多個指標進行優化，從而利用所選的有代表性的綜合指標變量對高校信息便可進行有效的評價，提高了評價效率，進而促進高校的信息化建設。

［1］韓靖，鄧尚民，劉文云.高校信息化指標體系建立與指標權重的計算研究［J］.情報雜志，2007，1:133-135.

［2］李濤.高校信息化水平評估指標體系及綜合評判模型研究［D］.中南大學，2005.

［3］艾雨兵.浙江省高校教育信息化評價指標體系的構建［D］.浙江師范大學，2011.

［4］蒲善榮，劉建泉.高校信息化三級指標評價體系設計及測度研究［J］.四川師范大學學報（自然科學版），2010，33（6）:849-85.

任姚鵬，女，山西運城人，碩士研究生，講師，研究方向為數據挖掘、信息檢索

王春紅，女，山西運城人，本科，教授，研究方向為信息檢索、網絡信息系統

Principal Component Analysis（PCA）；Education Informatization；University Informatization；Evaluation Index

Research on the Comprehensive Evaluation of University Informatization Based
on AHP

REN Yao-peng，WANG Chun-hong
（Deparment of Computer Science and Technology，Yuncheng University，Yuncheng 044000）

國家級自然基金項目（No.11241005）、山西省高等學校教學改革研究項目（No.J2012098）

1007-1423（2015）29-0006-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.29.002

2015-08-11

2015-09-11

結合目前高校的實際情況，建立一套合理的高校信息化評價指標體系；并通過問卷調查，獲得9所高校的相應指標值；基于主成分分析法，對指標體系進行降維處理，從而實現對9所高校信息化水平的快速、合理、有效地綜合評價。

主成分分析法；教育信息化；高校信息化；評價指標

Presents a set of reasonable evaluation index system of university informatization，combining the actual situation of colleges and universities.And through the questionnaire survey，obtains nine universities'corresponding index values.Then based on the principal component analysis（PCA），the index system gets dimension reduction process，and obtains the comprehensive evaluation of the nine universities rapidly，reasonable and effectively.