復合型工程科技人才評價模型研究

張　利,　徐　娟,　呂格格,　黃景榮

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復合型工程科技人才評價模型研究

張利1,徐娟2,呂格格1,黃景榮3

(1.合肥工業大學 機械與汽車工程學院,安徽 合肥 230009; 2.合肥工業大學 計算機與信息學院, 安徽 合肥 230009; 3.合肥工業大學 創新學院, 安徽 合肥230009)

復合型人才培養的評價體系對高校選擇培養機制有著指導性作用。文章應用層次分析法在決策模糊問題上定性與定量相結合的優點,采用重要度內積概念來定義直觀兩元素之間的重要度比值,構建了基于管理體系、環境平臺、教學模式、實踐應用及培養效果等準則的重要度權重,建立了一種評價高校復合型工程科技人才培養指標體系的模型,并通過構造判斷矩陣進行一致性檢驗以驗證模型的準確性,為評價高校復合型人才培養水平提供參考。

層次分析法;判斷矩陣;權重;評價指標體系;重要度內積

0　引　　言

進入21世紀以來,復合型人才的培養開始受到人們的廣泛關注?？茖W合理的復合型人才培養評價指標體系能夠為高校人才培養模式的調整提供決策參考,從而有利于提高高校培養人才質量[1]。目前有關復合型人才培養評價存在指標量化缺乏系統性、定性和定量分析不充分等缺陷,層次分析法可以很好地解決這些問題[2]。文獻[3]利用指標體系和層次分析法(analyticalhierarchyprocess,AHP)解決了洱海流域水環境承載力評估問題；文獻[4]研究了基于層次分析法的應用型人才培養評價問題；文獻[5]在校園網絡安全評估指標體系研究中利用可拓層次分析法解決了校園網安全評估指標體系的問題。

本文基于AHP構建層次函數映射關系,在提出重要度內積概念的基礎上計算層次權重,進而建立復合型工程科技人才培養的評價模型,為高校復合型人才培養評價提供參考。

1　層次分析法基本原理

AHP是20 世紀 70 年代初由美國著名運籌學家薩蒂提出的。該方法顯著優點是將定性問題定量化,把復雜問題分成若干有序層次,將直觀認識從簡單到復雜層層累加,最終模仿人腦決策問題。

AHP的基本思路是根據對客觀現象的判斷,就某一層次上的排列因素對高層次因素的相對重要性做出表述,即構造各層的比較判斷矩陣,繼而根據這一矩陣的最大特征根及特征向量來確定每一層次中各因素相對重要性的次序權重。最后,通過對各層的分析得到整個問題的總排序權重,從而為決策者提供數量化的決策依據[6]。

AHP分析步驟如下:

(1) 構建層次模型。首先確定模型層數設為n,然后整理評價指標確定層次位置與關系,根據AHP的特點可知,下層(X)與上層(Y)之間滿足的函數映射關系為:

(1)

即Y對應的X可以有n個X值,但下層的X有且只有一個上層的元素,當n=1時,無需再進一步分層,Y作為最底層。

(2) 構造判斷矩陣。所需判斷矩陣的個數n與模型層數n和層元素個數m有關。判斷矩陣元素取值為重要度內積。定義內積(Xi,Xj)=(Xi+Xj)/Xi-1為Xi相較于Xj在A層次中的重要度,則(Xi,Xi)=(Xi+Xi)/Xi-1=1。所計算值對應的是判斷矩陣中的數值,若判斷矩陣中(X2,X1)=a,則(X1,X2)=1/a。顯然內積值大于0。另外根據重要度內積定義可知,若Xi比Xj重要值為 t,則Xj比Xi重要值為1/t。內積大小見表1所列,內積取值則根據表1所列進行判斷。

表1　內積大小

驗證判斷矩陣合理性并計算權重步驟如下:

(1) 將判斷矩陣行元素(即每行全部內積值)相乘,具體公式為:

(2)

(2) 計算權重，其公式為:

(3)

由此得出對應的權重向量為：

(3) 層次單排序與一致性檢驗。驗證判斷矩陣在邏輯上是合理的,若不符合一致性要求則要調整判斷矩陣。所須檢驗的值是一致性指標大小，一致性指標CI的計算公式[7]為:

(4)

一致性指標比率CR計算公式為:

CR=CI/RI

(5)

其中

(6)

將其定義為判斷矩陣的特征值。RI為平均隨機一致性指標,其取值與矩陣階數有關。通過比較CR的值是否滿足要求(即CR<0.1)來判斷所選判斷矩陣是否合理。

(4) 層次總排序與檢驗。總排序是指元素在頂層的相對權重,采用從上而下的方法逐層合成。設第k層n個元素對于k-1第j個元素的單排序權重Ωj(k)=[ω1j(k)ω2j(k)…ωnj(k)]T,不受j支配的元素的權重為0。令Ω(k)=[ω1(k)ω2(k)…ωn(k)]T表示第k層元素對頂層元素的排序,則第k層元素對于總目標的總排序滿足:

(7)

2　培養水平評價模型的構建

2.1復合型工程科技人才培養水平評價層次

為了使復合型工程科技人才培養模型規范有效,本文參考美國人才培養的創新模式[8],并結合復合型人才培養模式的研究經驗,對復合型工程科技人才培養進行層次分析。為了客觀地反映學生理論知識、職業素質及實踐能力的真實情況,本文設定了復合型工程科技人才培養水平評價層次，主要包括管理體系、環境平臺、教學模式、實踐應用及培養效果等5個層面，在這5個層面都有各自方面的因素,管理體系中分為領導體制、培養政策、培養管理制度及激勵機制4個方面;環境平臺下分為教風和學風建設、學術交流平臺及學術型社團創辦3個方面;教學模式分為教學理念、教學內容、教學方法、復合課程設置及考核機制5個方面;實踐應用分為課外科技活動、社會科技實踐及參與科研項目3個方面;培養效果分為社會服務、經濟效益、科技成果3個方面。

2.2復合型工程科技人才培養水平評價模型

復合型人才培養水平評價模型指標的確定是構建復合型人才培養指標體系的關鍵,本文將建立復合型工程科技人才培養水平評價模型如下:

(1) 確定評價指標。將復合型工程科技人才培養評價體系分為3層，分別為：頂層為目標層(A),即復合型工程科技人才培養評價指標體系;中間層為準則層(B),包括管理體系、環境平臺和教學模式等;底層為方案層(C),包括領導體制、培養政策和培養管理制度等。

根據(1)式列出3層函數的關系如下:

(8)

其中，B1=G(C11,C12,C13,C14);B2=G(C21,C22,C23);B3=G(C31,C32,C33,C34,C35);B4=G(C41,C42,C43);B5=G(C51,C52,C53)。

即A層下面分為5個B準則,B1準則有4個C1方案組成,B1準則的方案與B2準則的方案是相互獨立關系。

(2) 確定層次之間的判斷矩陣。為獲得準確的判斷矩陣,對熟悉教學或管理的領導、老師做出了關于重要度的問卷調查。

根據專家填寫的問卷表列出對應的判斷矩陣表格,首先對每個專家的判斷進行評價,根據某專家給出的A=F(B)、B1=F(C)的表格列出判斷矩陣，見表2、表3所列。剔除有明顯不合實際甚至偏激的表格,然后根據余下可信的表格綜合計算排序向量。

表2　判斷矩陣(目標層A)

表3　判斷矩陣(準則層B1)

根據(2)式將判斷矩陣行元素(即每行全部內積值)相乘,得到表2中X1=3/8，X2=3/8，X3=12，X4=12，X5=4/81；同理得，表3中X1=1/24，X2=2/3，X3=32/3，X4=27/8。

根據(3)式計算權重,得到表2中權重向量為Ω=[0.1640.1640.2820.2820.108]T；同理得表3中權重向量為Ω=[0.100 50.200 10.399 80.299 6]T。

(3) 層次單排序與一致性檢驗。根據(4)～(6)式求得。表2中λmax=5.034，CI=0.007 5，CR=0.006 7。同理得表3中λmax=4.001，CI=0.000 5，CR=0.000 7。

由于CR<0.1,故判斷矩陣選取合適,可以進一步用來構造總體模型。

(4) 層次總排序與檢驗。根據(7)式求B1準則層對應的方案層C11、C12、C13、C14，目標總排序分別為:

0.164×0.100 5=0.016，

0.164×0.200 1=0.033，

0.282×0.399 8=0.066，

0.108×0.299 6=0.049。

按照上述要求繼續構造B2、B3、B4、B5的判斷矩陣并計算權重檢驗合理性,求得方案層(C)每個元素相對目標層(A)的權重,得到復合型工程科技人才培養評價指標體系模型見表4所列。

表4　復合型工程科技人才培養評價指標體系

3　建模結果分析

根據本文構建的復合型工程科技人才培養水平模型可知,在B層中教學模式所占權重最多為0.282,實踐應用與教學模式權重相當,這與在構建模型時給出的函數關系一致;B層5個元素的重要度扇形圖如圖1所示。

圖1　B層次元素重要度扇形圖

對于C層,管理體系中領導體制的權重最小為0.016,表示可以適當減少領導體制;在環境平臺中應注重學術交流平臺,因為其所占權重較高為0.082; 教學模式中復合課程權重為0.057,僅次于教學內容權重0.085,這與培養復合型人才的最終目標相統一;實踐應用3個方案權重值一樣,重要程度相同;培養效果占的總排序為0.108,經濟效益和社會服務及科技成果同等重要。

此外，從B層“實踐應用”對應的C層指標分析可知,課外科技活動、社會科技實踐、參與科研項目權重最大,因此這3個方面在培養復合型人才時需要著重實施;教學內容、學術交流平臺權重次之,說明這2個方面要側重要求;師資力量、培養管理制度及復合課程設置權重也不低,表明這3個方面也要重點要求。

4　結　　論

本文通過AHP建立了一種復合型工程科技人才培養的評價體系模型,把AHP對直觀模糊問題定性與定量分析這一優點充分應用到評價人才培養體系的模型中。提出重要度內積這一概念,定義直觀的2個元素之間的重要度比值。將復合型工程科技人才培養的評價體系模型分為管理體系、環境平臺、教學模式、實踐應用、培養效果等準則,通過構建判斷矩陣并對其進行邏輯合理性判斷,驗證得出該方法所構造的模型是符合邏輯準則的,可以作為評價復合型科技人才培養體系的依據。

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[3]李新,石建屏,曹洪.基于指標體系和層次分析法的洱海流域水環境承載力動態研究[J].環境科學學報,2011,31(6):1338-1344.

[4]吳大親,么文學.基于層次分析法的應用型人才培養評價模式研究[J].長春師范學院學報(自然科學版),2010,29(4):28-30.

[5]壽志勤,陶建平,周健,等.基于可拓層次分析法的校園網絡安全評估指標體系研究[J].合肥工業大學學報(自然科學版),2010,33(11):1643-1647.

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[7]矯永康,李小民,毛瓊.改進模糊層次分析法在虛擬維修訓練評估中的應用[J].計算機工程,2014,40(10):314-317.

[8]李祖超,別雪君.美國高校拔尖創新人才培養模式評析[J].中國高等教育,2011(18):58-59.

(責任編輯萬倫來)

Studyofevaluationsystemmodelofcompoundengineeringscienceandtechnologytalentstraining

ZHANG LI1, XU JUAN2， LU GEGE1， HUANG JINGRONG3

(1.SchoolofMachineryandAutomobileEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China； 2.SchoolofComputerandInformation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China； 3.SchoolofInnovation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)

Compoundtalentstrainingevaluationsystemhasaguidingeffectonthechoiceoftrainingmechanismforcollegesanduniversities.Takingtheadvantagesofanalyticalhierarchyprocess(AHP)onmakingpolicyonvagueissuesinqualitativeandquantitativeways,theconceptoftheinnerproductofimportancedegreeisproposedtodescribetheimportantdegreeofratiobetweentwoelements.Theimportanceweightbasedonmanagementsystem,environmentplatform,teachingmode,practiceandapplicationandtrainingeffectisconstructed.Theevaluationindexsystemmodelofthetrainingofcompoundtalentsinengineeringscienceandtechnologyisestablished,andtheconsistencytestisconductedbyconstructingjudgementmatrixtoverifytherationalityofthemodel.Thestudyprovidesareferencefortheevaluationofcompoundtalentstrainingincollegesanduniversities.

analyticalhierarchyprocess(AHP);judgementmatrix;weight;evaluationindexsystem;innerproductofimportancedegree

2015-03-30；

2015-05-04

安徽省自然科學基金資助項目(1408085QE99);國家國際科技合作專項資助項目(2012DFB10060)和教育部工程科技人才培養專項研究資助項目(12JDGC007)

張利(1955-),女,安徽蚌埠人,合肥工業大學教授,碩士生導師.

10.3969/j.issn.1003-5060.2016.08.026

G420

A

1003-5060(2016)08-1138-04