基于灰色关联和模糊理论的大学生学科竞赛人才培养效果评价——以中原工学院为例

中原工学院 李新杰

学科竞赛是在一定科学理论基础知识的前提下，选择某科学领域或分支，以个人或团队的组织形式完成比赛内容的一系列活动，是面向大学生的群众性科技活动。在紧密结合课堂教学又高于课堂教学水平的基础上，以竞赛的方式考查学生某学科理论知识及解决实际问题的能力。大学生学科竞赛作为高等教育领域中的一项重要活动，对人才培养的效果日渐显现。学科竞赛在实践中引导创新，通过创新成效检验课程教学，全面促进人才培养。Barry等对竞赛是否提升了参赛学生的BOK2所列的24项能力进行了评估。Sirianni通过对是否参加过学科竞赛的学生对比研究发现：两者在组织能力、主动学习能力等方面存在显著差异，参加过学科竞赛的学生有更强的主动学习能力和更高的自我成就感。Koehn发现参加过学科竞赛的学生的动手操作能力、方案设计能力等提升显著，而这些能力是被ABET（工程认证委员会）所看重的能力。L.D.Hahn认为四分之一拖拉机设计大赛促进了参赛学生的专业知识和专业技能的提升。王步、武贤惠根据ABET对大学生能力的培养要求，对学科竞赛对大学生能力培养进行了评估。郑冬梅等认为学科竞赛促进了大学生专业能力、主动学习能力、完成实践应用能力等四个方面能力的提升。学科竞赛有利于促进大学生自学、创新能力及完善人格的形成，大学生学科竞赛与人才培养效果的关联性如何？学科竞赛究竟能多大程度提高人才培养效果？目前，研究成果多集中在大学生学科竞赛对人才培养作用等方面的定性研究，相关的实证研究并不多见。

一、构建大学生学科竞赛人才培养效果评价指标体系

2016年以来，中原工学院资助的学科竞赛达200余项，资助金额达百余万元。中国高等教育学会发布的2016—2020年全国普通高校学科竞赛排行榜、全国普通高校大学生竞赛排行榜五轮总排行榜与全国地方本科院校大学生竞赛排行榜显示：中原工学院分别位列全国135名、136名和77名。随着学校对学科竞赛资助力度的加大，对学科竞赛项目管理也将日趋规范和科学，对学科竞赛的绩效进行评价逐渐成为学校教学实践管理部门的重要工作。以中原工学院为例，对大学生学科竞赛的人才培养效果进行了评价，为进一步科学资助和管理学科竞赛项目，进一步推进学科竞赛与理论课堂在人才培养上的深度融合提高参考。

（一）构建评价指标体系

基于已有的研究成果，结合《中原工学院支持鼓励重点学科竞赛管理办法》和《中原工学院人才培养目标和培养方案》，构建了包含专业知识水平、创新能力、实践能力、团队协作能力等15项人才培养效果评价指标。运用德尔菲法邀请专家组对所构建评价指标体系进行归纳收敛，最终确立了学科竞赛人才培养效果评价指标体系，如下表所示。

学科竞赛人才培养效果评价指标体系

（二）问卷设计及数据搜集

问卷包括个人信息部分和能力测试两部分，个人信息部分主要包括个人基本信息和学科竞赛的参与情况，能力测试量表采用李克特5级量表，被试者根据自己的实际情况和量表的符合程度进行选择。本次调研对象为中原工学院2020届毕业生，调研共回收有效问卷463份，回收有效率100%。其中，工学类专业毕业生问卷286份占61.8%，经济管理类专业问卷占20.3%，理学、法学类等专业问卷占17.9%。参加过学科竞赛的样本量为131份，占比28.3%；没有参加过学科竞赛的样本量为332，占比为71.7%。

二、中原工学院大学生学科竞赛人才培养效果评价

近年来，基于灰色理论和模糊理论的组合评价模型被运用到多个领域，组合评价模型集灰色关联分析与模糊理论于一体，采用灰色关联分析方法，计算各指标的灰色关联度，建立模糊关系矩阵，根据各指标的权重进行模糊合成进行评价。通过“是否参加过大学生学科竞赛”将样本分为两组：参加过学科竞赛（样本131份）和未参加过学科竞赛（样本332份）。

学科竞赛人才培养效果评价模型评价过程如下。

1.确定评价对象集。设评价对象集A={a1，a2}，其中a1表示参加过学科竞赛的学生，a2表示没有参加过学科竞赛的学生。

2.确定指标集。设指标集为U={u1，u2，…，um}，其中uj（j=1，2，…，11），代表了专业知识水平、创新能力、实践能力、团队协作能力等11项人才培养效果评价指标。

3.确定最优指标集U*={u*1，u*2，…，u*m}。式中u*j（j=1，2，…，m）为第j个指标在各个评价对象中的最优值，构造初始矩阵并对指标值无量纲化处理。

4.计算灰色关联系数并构造模糊关系矩阵。把最优指标集C*=（C*1，C*2，…，C*m）作为参考序列，将各评价对象的指标值C1=（Ci1，Ci2，…，Cim）作为比较序列，那么第i个评价对象ai在第j个指标uj下的无量纲化指标值Cij与其最优指标C*j的灰色关联系数为rij（图1），式中ρ∈[0，1]为分辨系数，一般ρ取0.5，得到灰色关联度系数矩阵r和模糊关系矩阵rT。

5.确定权重矩阵，进行模糊合成综合评价。论文采用主成分分析法确定了权重矩阵P=（p1，p2，…，pm），根据模糊综合隶属度公式（图2），bi为评价对象ai（i=1，2，…，n）的综合隶属度，即该对象的优越程度。最后，根据bi（i=1，2，…，n）的大小，对评价对象进行综合评价，其中bi越大表示评价效果越好。

根据上文所得权重矩阵P=（0.110 0.140 0.014 0.085 0.032 0.045 0.052 0.104 0.120 0.168 0.130），由B=P·R，则B=（0.9894，0.3514），即b1=0.9894＞b2=0.3514。从以上11个评价指标来看，参加过学科竞赛的学生a1的人才培养效果要好于没有参加过学科竞赛的学生a2。

从中原工学院学科竞赛的人才培养评价结果看，学科竞赛对人才培养效果良好，学科竞赛与学生较高综合能力水平、较高专业理论水平及家长满意度的关联度较强，是否参加学科竞赛对学生的创新能力、专业实践能力等综合能力以及学业水平影响显著。学科竞赛要与理论课堂在人才培养上深度融合，尚需要进一步完善学科竞赛管理体制和管理体系。鉴于大部分学生对本专业的学科竞赛了解不多，参赛主动性不强，盲目、被动参赛现象普遍，有超过10%的参赛者遇到没有团队的困难，在学校的帮助下才能组成自己的竞赛小队，因此，学校营造良好的学科竞赛舆论宣传氛围，使学生能够了解、熟悉本专业的权威赛事，进而能够积极参与学科竞赛，提高学生的创新意识。完善学科竞赛的资助体系，提高学生、教师参加学科竞赛的积极性；做好指导教师和学生的培训工作，提升参赛团队的竞争力；促进学科竞赛指导教师队伍建设，鼓励科研、教学骨干指导学科竞赛，真正实现以赛促教，以赛促研，赛教融合。