基于模糊层次分析法的工业设计专业评估指标体系研究

王志愿 闫磊磊

关键词：工业设计 模糊层次分析法 模糊一致性矩阵 专业评估 指标体系

引言

专业评估是完善中国特色现代大学制度的重要举措。在新工科的背景下，基于工业设计专业的评估指标体系研究是对工程教育的新要求。现行高校工业设计专业评估形式多样、内容复杂，使得其评价易受到主观因素的影响。传统的评价方法大都以定性分析为主，难以通过量化的方法衡量各指标对于专业评估的重要性。模糊层次分析法是基于定性和定量分析相结合的一种设计决策方法，让多指标、多因素的评价问题更系统化与科学化。本文采用基于模糊一致矩阵的模糊层次分析法进行工业设计专业评估，它避免了层次分析法判断矩阵不一致而导致的多次一致性检测问题。采用模糊层次分析法，通过定性与定量相结合的方式，建立了一种符合工业设计专业评估的数学模型，计算出评估指标体系权重值，分析专业评估优势和不足，为专业建设方面提供新思路。以安徽理工大学工业设计专业评估为实验案例，证明了该方法的可行性和有效性。

一、工业设计专业评估指标体系的确定

遵循教育部新一轮本科评估的指导思想，以安徽理工大学专业评估为基础，建立符合工业设计专业特色的评价体系与标准。利用基于模糊一致性矩阵的模糊层次分析法，计算出评估指标体系权重值，分析专业优势和不足，为专业建设方面提供新思路。

（一）工业设计专业评估指标体系构建的基本思路

工业设计专业评估指标体系构建的基本思路是结合专业人才培养的特色和专业建设基本规律，将工业设计自身评估与外部评估有机结合，构建一个既与审核评估有效对接，又兼顾工业设计特色的专业评估背景下的教学与改革体系。安徽理工大学是全日制多科性大学，是安徽省重点建设的特色高水平大学。我校工业设计专业面向国家和省战略性重点新兴产业及工业设计的发展方向，以建设国家一流专业为目标，培养具备坚实的工业设计基础理论与应用能力，具有国际化视野和综合性的创新思维方式，具有团队合作精神，能在工业设计领域从事产品开发、研究、策划、管理等方面工作的高素质专门人才，立足安徽，服务全国，支撑制造业、家电业、文化创意等領域和行业的发展。专业依托一级学科国家、省部级平台，产学研协同创新，充分与机械工程、机械电子工程、车辆工程等专业进行学科交叉融合，围绕矿山智能装备产品设计特色，建设了一流教学硬件资源，形成了“智能装备设计”“家电产品设计”“汽车造型设计”等多个富有特色的专业发展方向，努力打造“艺工融合”“学生导师制”的专业教学特色。

（二）工业设计专业评估指标体系的确立

基于以上思路，通过文献研究与问卷调查法，由行业专家最终确定了工业设计专业评估指标体系框架。工业设计专业评估指标体系框架是由三层级指标有序构成的指标群集，包括“一级指标”“二级指标”和“三级指标”三个层次。如表1所示。

二、模糊层次分析方法

模糊层次分析法是在层次分析法基础上提出的一种定性分析和定量分析相结合的决策方法[1]，继承了层次分析法层次化的结构模式[2]，将具有不确定性的多个因素进行层次划分，再运用模糊数学原理进行整体综合评价分析[3]。模糊层次分析法可以有效地帮助决策者在特定问题的层次框架下做出更合理的评估，让多指标、多因素的评价问题更系统化与科学化。[4]许多研究[5-6]表明模糊层次分析法是一种基本且被广泛使用的方法。模糊层次分析法主要分为两种，一种是基于模糊一致矩阵的模糊层次分析法 ，另一种则是基于模糊数的模糊层次分析法。在模糊数学中 ，模糊矩阵是模糊关系的矩阵表示。本文采用基于模糊一致矩阵的模糊层次分析法进行工业设计专业评估，它避免了AHP判断矩阵不一致而导致的多次一致性检测问题。模糊一致矩阵的原理和进行评价的一般步骤内容如下。

1.建立评估指标体系层次结构。通过文献研究与问卷调查法，由专家最终确定了工业设计专业评估指标体系框架。

2.建立模糊互补矩阵。采用0.1～0.9 模糊标度法，如表2所示。

对每一层次中的指标两两比对重要性，给出数量表示，得出模糊互补矩阵R。

三、工业设计专业评估评价模型的实现

基于模糊一致性矩阵的模糊层次分析方法对工业设计专业评估指标体系进行研究的步骤如下：

（一）建立评估指标体系层次结构

工业设计专业评估指标体系层次结构，如表1所示，其中一级指标包括专业定位与特色优势、课程体系与教材建设、教学研究与科学研究、师资队伍与教学条件、实践教学、人才培养与创新教育、教学管理与质量保障以及学生发展与社会声誉八个方面。在二级与三级指标因素中，采用多元化和动态的评估标准，体现专业优势和特色。

（二）建立模糊互补矩阵

采用 0.1～0.9 模糊标度法对已建立评估指标体系层次结构（见图1）中的指标两两比较重要性，建立建立模糊互补矩阵。以一级指标层的八个指标因素为例，两两比较后给出重要性赋值见表3，建立模糊互补矩阵R。

（四）计算各指标权重

根据模糊一致矩阵F，利用公式（1），计算出一级指标层的八个指标因素的权重为：Wi=（0.127，0.118，0.118，0.123，0.107，0.135，0.135，0.135），其中W1=0.127表示，专业定位与特色优势（B1）对工业设计专业评估（A）的权重，W2=0.118 表示，课程体系与教材建设指标（B2）工业设计专业评估（A）的权重，以此类推其他一级指标层项目的权重。通过各指标层权重计算与综合排序，可看出就业情况（D811），升学情况（D812）以及社会声誉（D821），绝对权重综合排序并列第一，对工业设计专业评估影响最大。近三年，我校工业设计专业毕业生就业率达到100%，是本校就业最好的专业之一。本专业平均升硕率为12%，升学情况相对较弱，有待提高。本专业社会声誉较好，志愿填报率均在110%以上，生源质量较为优秀。

具体的指标因素的权重与综合排序，见表4所示。

基于表4，通过模糊综合评价法，对我校工业设计专业进行评估，最终获得评价等级为良，与优秀还有一定得差距，通过分析发现人才培养与创新教育、学生发展与社会声誉两方面得分较高，体现了工业设计专业的特色优势。而在教学研究与、师资队伍与教学条件得分较低，因此专业规划中应着重此方面的建设，具体措施如下：1.改革与优化现有的教学体系与内容。制订新的更合理的教学体系和教学内容，建立课程之间的联系，使学生不仅掌握各方面的知识和能力，更能融会贯通。在教学方法上，采用微课、慕课等新教学手段吸引学生注意，活跃课堂气氛，变灌输型教育方式为启发型学习方式，结合先进的教学技术APP方式，实现课堂教学的大数据统计与分析，深化基于过程性管理的课程考核评价机制。采用多种多样的教学形式，调动学生的学习积极性。通过线上与线下自主探究性学习相结合，满足学生多样化和个性化的学习需求。采用线上和线下多种成绩加权计算方式对学生成绩进行评定，通过线上数据与线下的课堂小组讨论、设计报告汇报、设计模型、最终设计大作业、设计作品交流展示等形式，更加合理全面地评价学生的学习效果。鼓励教师将前沿设计理论和方法引入相关课程中，激发学生的学习兴趣，实现教学科研相辅相成;激发教师教育教学改革的热情，通过政策导向，鼓励教师采用新方法、新手段提高课程教学质量;增加教学内容的国际化程度，提高学生对专业知识的解读能力。

2.依托我校机械工程学院省部共建国家重点实验室、省重点实验室、工业设计中心等平台，积极开展学科师资梯队建设。学科师资梯队建设的健康发展是专业建设的基础，通过进一步深造学习提高专业化水平和多方交流拓宽教师的知识面和眼界，与社会经济发展相适应，建设一支热爱党的教育事业、富有奉献和合作精神、学术和教学水平高的师资队伍。同时，以“学生导师制”为抓手，使教师明确自己的科研科方向，进行业务能力和职业发展规划。通过教师担任学生团队导师，引入科研项目，提升教师的科研项目成果，促进教师梯队的发展，学生创新能力和科研项目实践能力也得到提升，两者相辅相成。

3.构建一流教师队伍，加强师德师风和课程思政建设。加强内培外引力度，拓展教师工程教育经历，提升教师综合能力，构建一流人才队伍。通过制定教师定期进修制度，鼓励教师參加与专业和课程相关的各类教学、实践、学科会议，与行业内专家交流，了解行业发展现状。坚持立德树人和“四个回归”，坚持价值引领、人格塑造、知识传授、能力培养“四位一体”办学理念，全面加强教师师德师风建设。以现有各类核心课程、精品课程为抓手，打造一批课程思政示范课程，培养一批课程思政优秀教师，带动课程思政向纵深发展。发挥课程思政教育功能，把学科、学术资源有效转化为思政教育资源，实现“知识传授”与“价值引领”有机融合，提炼“爱国情怀、文化自信、社会责任、为民服务”等价值范式，在专业学习中潜移默化地对学生进行科学价值观的熏陶。

4.提高实验室硬件设施的建设，满足实验教学和学生实践活动的需要。专业实践教学依托于教学实验室和实习基地两个方面，需要进一步加强这两方面的建设，以培养专业学生的创新精神和专业素质，提高学生的设计实践能力，推进人才培养与社会生产实践相结合，积极开展校企合作，拓展学生的实践平台，培养学生的解决实际问题的能力。一方面继续建设有特色的教学实验设备，目前专业实验室涵盖了本专业实验课程所涉及的大部分实验对象和系统，但与新工科教育还存在一定的差距，在学生的创新能力培养方面还缺乏一些开放性的、总整性的、与中国制造2025相匹配的大平台;另一方面提高设备使用效率，使实验室资源得到充分利用。

结论

工业设计专业评估是专业健康发展的重要途径。本文提出基于模糊一致性矩阵的模糊层次分析法的工业设计专业评估指标体系，内含8个一级因素和23个二级因素以及42个三级因素;采用0.1～0.9模糊标度法建立建立模糊互补矩阵，并转化为模糊一致性矩阵，最后对各指标层权重计算与综合排序，可以明确地看出各指标因素对工业设计专业评估的影响重要性，并根据综合评估结果，提出专业建设与发展的意见。通过此方法的评估可以系统地对工业设计专业评估进行量化处理，减少评估过程中的主观因素，使评估更加科学与严谨，也为其他学校工业设计专业评估提供了可量化的参考依据。在模糊互补矩阵阶段，指标要素相对重要性赋值有一定的主观性，设计出更科学客观的评判标准是未来研究的重点内容。