基于灰色理論的研究生學術創新和綜合能力評價的程序實現

秦俊 周子龍

基金項目：2022年度中南大學研究生教育教學改革研究項目（重點項目）礦業安全類高層次拔尖創新人才培養模式與機制研究“礦業安全類研究生培養過程監控評價體系與指標研究及實踐”（項目編號：2022JGA007）；湖南省學位與研究生教育改革項目“工科研究生學位論文質量量化評價與監控環節設計和實施研究”（項目編號：JG2016B015）。

作者簡介：秦俊（1972—），女，碩士，中南大學資源與安全工程學院研究生干事，研究方向為研究生管理教學；周子龍（1979—），男，博士，中南大學資源與安全工程學院院長，教授，研究方向為礦山安全。。

摘? 要：文章基于研究生學習形式和學習內容，依照學術創新能力和綜合能力評價指標選取原則，構建學術創新能力和綜合能力評價指標體系，融合評價指標體系、研究生學習特點和所獲取的具體數據，對比多種測評模型，運用灰色系統理論并結合層次分析法和熵值法構建的灰色定權聚類評估模型作為研究生學術創新能力和綜合能力評價模型，并以某高校某研究生為對象進行實例分析，分別對其學術創新能力和綜合能力不足之處提出改進建議。

關鍵詞：學術創新能力；綜合能力評價；灰色系統理論

中圖分類號：G643? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）31-0050-06

目前國內外對研究生學術創新能力和綜合能力評價研究尚淺，采取的評價方法主觀性太強，缺乏客觀依據［1］。此外由于評價對象的特殊性，不能單純采用定量方法，需選用一種能夠在不確定的“貧信息”條件下進行評價的方法，而灰色系統理論是最佳選擇。灰色系統評價通過對“部分”已知信息的生成、開發，提取有價值的信息，實現對系統運行行為、演化規律的正確描述與有效監測，因此文章基于灰色理論對研究生學術創新能力及綜合能力評價開展研究。

一、學術創新和綜合能力評價方法簡介

研究生學術創新能力和綜合能力評價是一項復雜工程，不僅需依靠前人經驗，也需要科學方法，要求必須對其各自評價方法進行深入探討與研究［2］。

（一）評價指標體系

研究生學術創新與綜合能力評價是一項復雜而系統的工程，首先需確定科學評價指標［3］。

1. 學術創新能力評價指標體系

綜合考慮研究生學習形式與內容，結合創新能力評價指標選取原則，基于可評價原理，將學術創新能力評價指標確定為5個一級指標和18個二級指標。具體指標體系見表1。

2. 綜合評價指標體系

綜合考慮研究生學習狀況，結合綜合能力評價指標選取原則，將綜合能力評價指標確定為4個一級指標和16個二級指標［4］，具體指標體系見表2。

（二）評價方法

學術創新能力與綜合能力評價方法較為類似，兩者都包括對指標體系進行賦權重與評分賦值［5］。賦權重方法有：層次分析法和熵值法等。評分賦值方法有線性加權求和法、模糊評價法等。上述評價法均可對研究生學術創新能力和綜合能力進行評價分析。但兩者在對不確定的“貧信息”處理過程中均存在不足，故文章引進灰色系統理論來解決以往評價法的局限性。

二、灰色系統理論

（一）灰色系統理論內涵

灰色系統理論由鄧聚龍教授最先提出，著重研究概率統計、模糊數學難以解決的“小樣本”“貧信息”等問題，基于信息覆蓋，通過序列算子作用探索事物運動的現實規律［6］。灰色系統理論包括三個基本概念：灰數、灰色方程和灰色矩陣。

（二）灰色聚類測評模型

灰色聚類是根據灰色關聯矩陣或灰數的白化權函數將觀測指標、對象劃分成若干可定義類別的方法，分為灰色關聯聚類和灰色白化權函數聚類。灰色白化權函數聚類用于檢查觀測對象是否屬于事先設定的不同類別，其中基于三角白化權函數的灰色聚類評估模型如下：

設有n個對象，m個評估指標，s個不同灰類，對象i關于指標j的樣本觀測值為xi j（1，2，....n；j=1，2，...，m），根據xi j值對相應對象i進行評估診斷。具體步驟如下：

1. 按評估所需將各指標取值范圍相應劃為s個灰類，如將指標取值范圍［a1，as+1］劃分為：

（1）［a1，a2］，...，［ak-1，ak］，...，［as-1，as］，［as，as+1］。

其中，ak（k=1，2，...，s，s+1）值根據實際要求確定。

令λk=屬第k個灰類的白化權函數值為1，連續（λk，1）與第k-1個灰類的起點ak-1和第k+1個灰類的終點ak+1，得j指標關于k灰類的三角白化權函數？蘩k j（），j=1，2，...，m；k=1，2，...，s。對？蘩1 j（）和？蘩s j（），可分別將j指標取數域向左、右延拓到（a0，as+2）。

對指標j的一個觀測值x，可由

（2）？蘩k j（x）=0，x∈［ak-1，ak+2］，x∈［ak-1，λk］，x∈［λk，ak+2］

得灰類k（k=1，2，...，s）的隸屬度？蘩k j（x）。

2. 計算對象i（i=1，2，...，n）關于灰類k（k=1，2，...，s）的綜合聚類系數σ k i，

（3）σ k i? =∑m j=1？蘩k j （xij）？耷j

其中，？?j （xij）為j指標k子類白化權函數，？耷j為指標j在綜合聚類中的權重。

3. 由σ k i? =σ k* i? ，判斷對象i屬灰類k*；當多個對象同屬k*灰類時，根據綜合聚類系數大小確定同屬k*灰類各個對象位次。

三、學術創新和綜合能力評價的程序實現

研究生學術創新能力和綜合能力評價的程序實現，實質是利用各指標體系和測評模型開展實例分析，檢驗其準確性，通過結果對不足之處提出改進建議，最終推動研究生綜合素質的全面進步［7］。

（一）學術創新能力評價

選某高校一位在讀研究生，依據研究生階段取得的各項成果和數據，對創新能力評價進行程序實現。

某高校研究生劉某學術創新能力體現在五個方面，其各方面數據經調研如下：創新知識習得能力（X1）：基礎知識水平（X11=3.56）、專業知識水平（X12=3.76）、記憶能力（X1388）、理解能力（X14=92）、知識運用能力（X15=95）；創新思維聚散能力（X2）：觀察能力（X21=93）、想象能力（X22=88）、邏輯能力（X32=72）；創新技能操作能力（X3）：分析判斷能力（X31=88）、計劃組織能力（X32=67）、實驗操作能力（X33=72）；創新人格特征（X4）：開放性（X41=83）、批判精神（X42=69）、堅韌的毅力（X43=66）、協作精神（X44=82）；創新成果狀況（X5）：學術論文狀況（X51=22）、課題研究狀況（X52=12）、發明狀況（X53=8）。

1. 評價指標權重

按照學術創新能力評價指標體系確定各級指標層次結構，獲取各專家對指標的評估狀況，利用熵值法對各指標計算得各層次指標權重，見表3。

2. 創新能力灰色聚類測評

創新能力評價指標賦予權重后進行灰色聚類測評［8］，共分為四步：確定指標灰類、確定指標數域延拓值、計算指標隸屬度、計算指標綜合聚類系數。

（1）評價指標灰類

為反映該生學術創新能力，共劃分五個灰類等級，為“優”“良”“中”“差”“劣”。結合創新能力現狀、各類數據和測評細則，得指標所屬相應灰類。

（2）評價指標數域延拓值

利用三角白化權函數時需將各指標數域向左、右分別延拓一個值，結合該生創新能力實際狀況，給定二級指標延拓值，具體見表3。

（3）指標隸屬度

由隸屬度函數？蘩k j（x）計算各二級指標隸屬度，見表4。

（4）指標綜合聚類系數

利用各二級指標隸屬度和層次權重，得二級指標各灰類綜合聚類系數，結合一級指標權重，得到學術創新能力一級指標各灰類綜合聚類系數，見表5。

3. 結果分析

基于該生學術創新能力評價結果，得出其整體學術創新能力屬“良”。根據各分類指標：知識心得能力屬“優”，說明該生學習能力很強；思維聚散能力屬“良”，說明該生解決問題能力較強；技能操作能力屬“差”，說明該生實際運用技能較弱；創新人格特征屬“中”，說明該生的創新人格可塑性一般；創新成果方面屬“良”，說明該生在學術創新上能取得較好成績。

（二）綜合能力評價

基于該生取得的其他成果和數據，對其綜合能力評價進行程序實現。

該生綜合能力體現在以下四個方面，經調研其具體數據如下：智育能力（X1）：平時作業成績（X11=88）、學科競賽成績（X12=16）、等級考試成績（X13=3）、體育考核成績（X14=91）；社會交往能力（X2）：社會志愿服務（X21=8）、社會實踐活動（X22=10）、團隊合作能力（X23=88）；學術創新能力（X3）：知識習得能力（X31=92）、思維聚散能力（X32=82）、技能操作能力（X33=76）、創新人格特征（X34=75）、創新成果狀況（X35=42）；個人修養能力（X4）：科學文化能力（X41=92）、心理素質能力（X42=93）、動手實踐能力（X43=83）、應變能力（X44=87）。

1. 評價指標權重

按照綜合能力評價指標體系確定各級指標層次結構，獲取專家對指標的評估數據，利用熵值法最終獲得各層次指標的權重，結果見表8。

2. 綜合能力灰色聚類測評

對綜合能力評價指標賦予權重后進行灰色聚類測評。參照創新能力測評，灰色聚類測評同樣可分為四步［9］：

（1）評價指標灰類

為反映研究生綜合能力，可參照學術創新能力評價將其劃分為5個灰類等級，為“優”“良”“中”“差”“劣”，各指標所屬相應灰類。

（2）評價指標數域延拓值

進行灰色棸權評價時結合該生綜合能力實際狀況，確定各二級指標延拓值，見表6。

（3）指標隸屬度

由隸屬度函數？蘩k j（x）得出各二級指標隸屬度，具體見表7。

（4）指標綜合聚類系數

利用綜合能力二級指標隸屬度和層次權重，得二級指標各灰類綜合聚類系數，結合一級指標權重，得綜合能力一級指標各灰類綜合聚類系數，見表8。

3. 結果分析

基于綜合能力評價結果，該生綜合能力屬“良”。基于各分類指標分析：智育能力屬“良”，說明該生在德智體方面發展優秀；社會交往能力屬“良”，說明該生社會交往能力有待提升；學術創新能力屬“優”，說明該生有較強學術創新能力；個人修養能力屬“優”，說明該生自我修養能力較強。

（三）程序實現

為實現學術創新能力和綜合能力評價程序化，基于C語言于C語言自編灰色程序系統，將該程序用于學術創新能力和綜合能力評價，程序化實現過程見圖1、圖2。

四、結語

文章利用綜合調研法制定研究生評價指標體系，運用熵值法對體系中各指標進行權重賦值，基于灰色系統理論，完成對學術創新能力和綜合能力評價程序實現。測評結果表明各指標對研究生學術創新能力和綜合能力的影響程度，為該生未來學習指明了方向，且表明基于灰色系統理論的學術創新能力與綜合能力評價方法具備科學性與準確性。

參考文獻：

［1］ 趙琴琴，湯富榮. 研究生創新能力培養的探索與實踐［J］. 四川教育學院學報，2011，27（04）：15-18.

［2］ 夏陽，屈曉婷. 學術活動與研究生創新素質培養［J］. 中國電力教育，2004（Z1）：82-85.

［3］ 孫琳，殷明. 淺析研究生創新能力的培養［J］. 課程教育研究，2012（24）：26-27.

［4］ 車誠，李雷鳴，王軍會，等. 研究生綜合能力評價體系及模糊綜合分析［J］. 陜西科技大學學報（自然科學版），2011，29（01）：165-168.

［5］ 曹成秀. 基于創新能力的研究生培養模式研究［D］. 合肥：安徽大學，2011.

［6］ 劉思峰. 灰色系統理論及其應用［M］. 北京：科學出版社，2010：5.

［7］ 洪新星. 基于灰色理論的珠三角都市農業企業創新能力測評模型研究［D］. 廣州：華南理工大學，2010.

［8］ 鄧聚龍. 灰色系統綜述［J］. 世界科學，1983（07）：1-5.

［9］ 蔡云. 研究生學術失范研究［D］. 南昌：江西師范大學，2012.

（薦稿人：周子龍，中南大學資源與安全工程學院院長，教授）

（責任編輯：胡甜甜）