基于AHP法的土木工程專業學生畢業設計質量評價研究

陳玲 王穎林 賴芨宇

[摘 要]現階段我國對土木工程專業學生的畢業設計質量評價的研究尚少，項目組針對土木工程專業學生畢業設計中存在的問題，運用層次分析法（AHP法），構建土木工程本科畢業設計評價指標體系并求出各項指標的權重數值，使本科畢業設計質量評價結果更加客觀、科學。

[關鍵詞]土木工程專業；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

福建農林大學交通與土木工程學院現設有土木工程、交通運輸和工程管理等6個全日制本科專業。從早期的交通土建工程專業，后發展為土木工程專業，已積累了60年的辦學歷史，現已為福建省的建筑，交通及設計院等行業輸送了大量優秀的人才。隨著我國對土木工程領域畢業生的需求量日益增大，提高該專業畢業生質量就顯得尤為重要。而畢業設計作為土木工程本科教學中至關重要的部分，它要求畢業生能夠將本科階段所學知識應用到實際工程中，培養他們獨立完成一項實際工程問題的能力。而本科生畢業設計（論文）質量的好壞直接影響到我校的教學質量，因此做好本科生畢業設計（論文）工作起到非常關鍵性的作用。為了客觀評價學生的畢業設計（論文）成績以及提高辦學質量和更好地發展學科，有必要建立一個科學、規范、操作性較強的指標評價體系，培養出具有實踐和創新能力的人才[1]。筆者擬構建土木工程本科畢業設計評價指標體系，并采取層次分析法（AHP法）來確定各項指標的權重，給高校的土木工程專業本科畢業設計質量評定提供一些指導性意見。

一、畢業設計中存在的問題[2][3]

1.畢業設計選題單一，有些缺乏實際的工程背景，有些則不滿足經濟性建設。這類畢業設計過于理論化和單一化，導致學生走上工作崗位后難以適應實際工程問題，無法符合現在社會對土木工程專業畢業生的高標準。另外，沒有相應的工程背景，當學生不能及時解決遇到的問題時，將會在一定程度上打擊學生的積極性。

2.畢業設計缺乏創新性。有些學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，使學生喪失了創新意識，不利于學生獨立思考能力的培養。有些指導教師直接將沒有經過修改和提煉的實際工程作為學生的畢業設計題目，題目的工作量和難度不符合學生的實際程度，這樣也達不到畢業設計的根本目的。

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合的方法，將多目標、多準則的決策問題轉化為多層次單目標問題，最后選擇出最優方案的一種評價決策方法。它具有系統性強，簡潔實用，所需定量數據少的優點。近年來，AHP法已經在城鎮規劃、交通安全評價、經濟管理、工程技術和能源系統分析等領域得到了廣泛應用。文獻[4]～[7]分別介紹了AHP法的含義、步驟、實際應用等。

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，根據重要性組成一個遞階層次結構。該結構可由目標層、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重數值并進行層次單排序。為了使結果更加科學有效，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重值。

三、研究步驟

（一）確定評價指標體系

在建立科學有效的綜合評價指標體系時應遵循系統性、科學性、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論文評價指標體系的研究和理論，設立了3個二級指標和11個三級指標，構成了土木工程專業本科畢業設計評價指標體系，如表1所示。

（二）構造判斷矩陣

采用問卷調查的方法，由相關領域的專家根據表2的1-9及其倒數的標度法進行打分，然后將結果匯總，進行加權平均，得出每個指標的數值。

以二級指標B中各因素對應于一級指標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]和其對應的經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]所對應的特征向量W，經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值，這一過程稱為層次單排序。為了評價上述得出的權重值具有科學有效性，還需對每一個判斷矩陣的結果進行一致性檢驗。

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。

計算平均隨機一致性指標R.I.

R.I.是多次重復進行隨機判斷矩陣特征值的計算后取算術平均數得到的，表3是1～15維矩陣重復計算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[C.R.<0.1]時，則代表判斷矩陣滿足一致性要求，否則需要調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中各因素對應于二級指標的判斷矩陣計算結果如下表所示：

（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重，稱為層次總排序。通過計算，得出各級指標的權重表。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為單排序相對應的平均隨機一致性指標。經計算，CR=0.012285/0.7686=0.016<0.1，滿足總體一致性要求。說明各級指標的權重賦值具有科學有效性。

四、各指標權重含義解析

1.從二級指標權重數值看，能力水平占的比例最大（WB2=0.648），然后依次是設計（論文）質量（WB3=0.230），選題質量（WB1=0.123）。表明應更加重視學生的能力水平。學生的能力水平涉及多方面的內容，既包括所學的專業知識，分析和解決問題的能力，運用軟件制圖的能力以及創新能力，這些都是檢測學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量，然而選好題目卻是完成畢業設計的關鍵步驟。選題好壞與否主要取決于該題目是否能反映當前土木工程行業的發展程度和科技水平，是否符合本專業的培養目標以及是否具有足夠的難度和工作量。有些學生的畢業設計題目單從理論角度出發，缺乏實際工程背景，或是設計內容用到方法較陳舊，都會導致學生不能很好完成畢業設計（論文）工作。學生應該針對自己掌握知識的實際程度進行選題，除了設計類題目外，可以根據自己的就業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新能力權重賦值最高。可以看出現在大學教育更加注重學生運用大學階段所學的基本理論和技能解決實際工程問題的能力，這對大學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生對知識關聯性的運用以及培養學生進行科學研究的能力，這里的創新能力要求學生具有見解的獨特性以及創新性思維，不僅指不能與別人的舊理論和舊觀點相同，還應該有較高的學術價值或較強的應用價值，否則該畢業設計（論文）就失去了它的價值。

五、結語

本文結合土木工專業畢業設計的特點，運用層次分析法構建土木工程專業本科畢業設計評價指標體系，確定各項指標的權重賦值。利用層次分析法簡潔實用，系統性以及將定性和定量分析方法相結合的優點，使整個評價體系更加完善，對成果的考核更加客觀，科學與公正。提高畢業設計質量可以為社會輸送適應力強，入手快，實踐能力強的土木工程專業人才。在以后的實際教學中，要不斷對畢業設計（論文）質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 ]

[1] 厲嘉玲，笪薇. 對開放教育本科畢業論文評價指標體系的探討[J]. 現代遠距離教育，2003（1）：48-50.

[2] 張晉元，蘆燕，韓慶華. 土木工程專業本科畢業設計創新與實踐[J]. 高等建筑教育，2016（1）：162-166.

[3] 易丹麗，張鋒. 土木工程專業畢業設計現狀及對策探討[J]. 大舞臺（雙月號），2009（6）：161-162.

[4] 秦吉，張翼鵬. 現代統計信息分析技術在安全工程方面的應用——層次分析法原理[J]. 工業安全與防塵，1999（5）：44-48.

[5] 董君. 層次分析法權重計算方法分析及其應用研究[J]. 科技資訊，2015（29）：218+220.

[6] 郭金玉，張忠彬，孫慶云. 層次分析法的研究與應用[J]. 中國安全科學學報，2008（5）：148-153.

[7] 劉浪，王利. 層次分析法在數學建模中的應用[J]. 成功（教育），2013（10）：78-79.

[8] 徐萌萌. 基于AHP法的本科畢業論文（設計）質量評價模型[J]. 教育與職業，2011（11）：185-187.

[責任編輯：林志恒]