基于AHP法的土木工程专业学生毕业设计质量评价研究

陈玲 王颖林 赖芨宇

[摘 要]现阶段我国对土木工程专业学生的毕业设计质量评价的研究尚少，项目组针对土木工程专业学生毕业设计中存在的问题，运用层次分析法（AHP法），构建土木工程本科毕业设计评价指标体系并求出各项指标的权重数值，使本科毕业设计质量评价结果更加客观、科学。

[关键词]土木工程专业；层次分析法；评价指标体系

[中图分类号] G642.477 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）07-0083-04

福建农林大学交通与土木工程学院现设有土木工程、交通运输和工程管理等6个全日制本科专业。从早期的交通土建工程专业，后发展为土木工程专业，已积累了60年的办学历史，现已为福建省的建筑，交通及设计院等行业输送了大量优秀的人才。随着我国对土木工程领域毕业生的需求量日益增大，提高该专业毕业生质量就显得尤为重要。而毕业设计作为土木工程本科教学中至关重要的部分，它要求毕业生能够将本科阶段所学知识应用到实际工程中，培养他们独立完成一项实际工程问题的能力。而本科生毕业设计（论文）质量的好坏直接影响到我校的教学质量，因此做好本科生毕业设计（论文）工作起到非常关键性的作用。为了客观评价学生的毕业设计（论文）成绩以及提高办学质量和更好地发展学科，有必要建立一个科学、规范、操作性较强的指标评价体系，培养出具有实践和创新能力的人才[1]。笔者拟构建土木工程本科毕业设计评价指标体系，并采取层次分析法（AHP法）来确定各项指标的权重，给高校的土木工程专业本科毕业设计质量评定提供一些指导性意见。

一、毕业设计中存在的问题[2][3]

1.畢业设计选题单一，有些缺乏实际的工程背景，有些则不满足经济性建设。这类毕业设计过于理论化和单一化，导致学生走上工作岗位后难以适应实际工程问题，无法符合现在社会对土木工程专业毕业生的高标准。另外，没有相应的工程背景，当学生不能及时解决遇到的问题时，将会在一定程度上打击学生的积极性。

2.毕业设计缺乏创新性。有些学生甚至照搬照抄别人的劳动成果，有些则是生搬硬套步骤方法，使学生丧失了创新意识，不利于学生独立思考能力的培养。有些指导教师直接将没有经过修改和提炼的实际工程作为学生的毕业设计题目，题目的工作量和难度不符合学生的实际程度，这样也达不到毕业设计的根本目的。

二、AHP法简介

层次分析法（AHP法）是指采用定性和定量分析相结合的方法，将多目标、多准则的决策问题转化为多层次单目标问题，最后选择出最优方案的一种评价决策方法。它具有系统性强，简洁实用，所需定量数据少的优点。近年来，AHP法已经在城镇规划、交通安全评价、经济管理、工程技术和能源系统分析等领域得到了广泛应用。文献[4]～[7]分别介绍了AHP法的含义、步骤、实际应用等。

层次分析法的基本步骤是：首先，由决策者提出要研究的总目标，然后选出该目标中包含的各个要素。其次，比较各个要素之间的重要程度，根据重要性组成一个递阶层次结构。该结构可由目标层、准则层和方案层等层次组成。再次，对每个层次的各个要素采用定性和定量的分析方法，对各个要素进行两两比较，通过计算得到每一层次相对上一层次的权重数值并进行层次单排序。为了使结果更加科学有效，还需进行一致性检验。最后，进行总体排序和一致性检验，得出各个要素的相对权重值。

三、研究步骤

（一）确定评价指标体系

在建立科学有效的综合评价指标体系时应遵循系统性、科学性、一致性、可行性以及简易性这五项原则。笔者通过参阅同类对毕业论文评价指标体系的研究和理论，设立了3个二级指标和11个三级指标，构成了土木工程专业本科毕业设计评价指标体系，如表1所示。

（二）构造判断矩阵

采用问卷调查的方法，由相关领域的专家根据表2的1-9及其倒数的标度法进行打分，然后将结果汇总，进行加权平均，得出每个指标的数值。

以二级指标B中各因素对应于一级指标A的判断矩阵A为例：

（三）计算判断矩阵的最大特征值和特征向量

以判断矩阵A为例，计算判断矩阵A的最大特征根[λmax]和其对应的经归一化后的特征向量[W=WB1，WB2，WB3T]，此特征向量就作为二级指标的权重向量。

（四）层次单排序及一致性检验

通过求解上述判断矩阵最大特征值[λmax]所对应的特征向量W，经归一化处理后得到的同一层次各元素相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序。为了评价上述得出的权重值具有科学有效性，还需对每一个判断矩阵的结果进行一致性检验。

一致性指标计算公式为：[CI=（λmax-n）/（n-1）]，其中n为判断矩阵的阶数。

计算平均随机一致性指标R.I.

R.I.是多次重复进行随机判断矩阵特征值的计算后取算术平均数得到的，表3是1～15维矩阵重复计算1000次的平均随机一致性指标：

计算一致性比率C.R.：[C.R.=C.I./R.I.]。当[C.R.<0.1]时，则代表判断矩阵满足一致性要求，否则需要调整判断矩阵的元素取值。C.R.愈接近0，表明判断矩阵的一致性愈好。

以判断矩阵A为例，进行一致性检验：

三级指标C中各因素对应于二级指标的判断矩阵计算结果如下表所示：

（五）层次总排序及一致性检验

评价指标体系中最后一级指标中各元素相对于第一级指标的权重，称为层次总排序。通过计算，得出各级指标的权重表。对层次总排序也需要进行一致性检验，计算公式为：

上述公式中，CIi为单排序的一致性指标，RIi为单排序相对应的平均随机一致性指标。经计算，CR=0.012285/0.7686=0.016<0.1，满足总体一致性要求。说明各级指标的权重赋值具有科学有效性。

四、各指标权重含义解析

1.从二级指标权重数值看，能力水平占的比例最大（WB2=0.648），然后依次是设计（论文）质量（WB3=0.230），选题质量（WB1=0.123）。表明应更加重视学生的能力水平。学生的能力水平涉及多方面的内容，既包括所学的专业知识，分析和解决问题的能力，运用软件制图的能力以及创新能力，这些都是检测学生综合能力的重要因素。三个指标中赋值最低的则是选题质量，然而选好题目却是完成毕业设计的关键步骤。选题好坏与否主要取决于该题目是否能反映当前土木工程行业的发展程度和科技水平，是否符合本专业的培养目标以及是否具有足够的难度和工作量。有些学生的毕业设计题目单从理论角度出发，缺乏实际工程背景，或是设计内容用到方法较陈旧，都会导致学生不能很好完成毕业设计（论文）工作。学生应该针对自己掌握知识的实际程度进行选题，除了设计类题目外，可以根据自己的就业方向加入各种类型的题目，使选题更加丰富，更符合“大土木”的特点。

2.三级指标中，能力水平指标下的理论分析能力和创新能力权重赋值最高。可以看出现在大学教育更加注重学生运用大学阶段所学的基本理论和技能解决实际工程问题的能力，这对大学生独自分析和完成工作的能力的提高有着十分重要的意义。理论分析能力有利于学生对知识关联性的运用以及培养学生进行科学研究的能力，这里的创新能力要求学生具有见解的独特性以及创新性思维，不仅指不能与别人的旧理论和旧观点相同，还应该有较高的学术价值或较强的应用价值，否则该毕业设计（论文）就失去了它的价值。

五、结语

本文结合土木工专业毕业设计的特点，运用层次分析法构建土木工程专业本科毕业设计评价指标体系，确定各项指标的权重赋值。利用层次分析法简洁实用，系统性以及将定性和定量分析方法相结合的优点，使整个评价体系更加完善，对成果的考核更加客观，科学与公正。提高毕业设计质量可以为社会输送适应力强，入手快，实践能力强的土木工程专业人才。在以后的实际教学中，要不断对毕业设计（论文）质量的评价问题进行改进与探索，进一步完善该评价指标体系。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 厉嘉玲，笪薇. 对开放教育本科畢业论文评价指标体系的探讨[J]. 现代远距离教育，2003（1）：48-50.

[2] 张晋元，芦燕，韩庆华. 土木工程专业本科毕业设计创新与实践[J]. 高等建筑教育，2016（1）：162-166.

[3] 易丹丽，张锋. 土木工程专业毕业设计现状及对策探讨[J]. 大舞台（双月号），2009（6）：161-162.

[4] 秦吉，张翼鹏. 现代统计信息分析技术在安全工程方面的应用——层次分析法原理[J]. 工业安全与防尘，1999（5）：44-48.

[5] 董君. 层次分析法权重计算方法分析及其应用研究[J]. 科技资讯，2015（29）：218+220.

[6] 郭金玉，张忠彬，孙庆云. 层次分析法的研究与应用[J]. 中国安全科学学报，2008（5）：148-153.

[7] 刘浪，王利. 层次分析法在数学建模中的应用[J]. 成功（教育），2013（10）：78-79.

[8] 徐萌萌. 基于AHP法的本科毕业论文（设计）质量评价模型[J]. 教育与职业，2011（11）：185-187.

[责任编辑：林志恒]