基于灰色理论的研究生学术创新和综合能力评价的程序实现

秦俊 周子龙

基金项目：2022年度中南大学研究生教育教学改革研究项目（重点项目）矿业安全类高层次拔尖创新人才培养模式与机制研究“矿业安全类研究生培养过程监控评价体系与指标研究及实践”（项目编号：2022JGA007）；湖南省学位与研究生教育改革项目“工科研究生学位论文质量量化评价与监控环节设计和实施研究”（项目编号：JG2016B015）。

作者简介：秦俊（1972—），女，硕士，中南大学资源与安全工程学院研究生干事，研究方向为研究生管理教学；周子龙（1979—），男，博士，中南大学资源与安全工程学院院长，教授，研究方向为矿山安全。。

摘  要：文章基于研究生学习形式和学习内容，依照学术创新能力和综合能力评价指标选取原则，构建学术创新能力和综合能力评价指标体系，融合评价指标体系、研究生学习特点和所获取的具体数据，对比多种测评模型，运用灰色系统理论并结合层次分析法和熵值法构建的灰色定权聚类评估模型作为研究生学术创新能力和综合能力评价模型，并以某高校某研究生为对象进行实例分析，分别对其学术创新能力和综合能力不足之处提出改进建议。

关键词：学术创新能力；综合能力评价；灰色系统理论

中图分类号：G643    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2023）31-0050-06

目前国内外对研究生学术创新能力和综合能力评价研究尚浅，采取的评价方法主观性太强，缺乏客观依据［1］。此外由于评价对象的特殊性，不能单纯采用定量方法，需选用一种能够在不确定的“贫信息”条件下进行评价的方法，而灰色系统理论是最佳选择。灰色系统评价通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对系统运行行为、演化规律的正确描述与有效监测，因此文章基于灰色理论对研究生学术创新能力及综合能力评价开展研究。

一、学术创新和综合能力评价方法简介

研究生学术创新能力和综合能力评价是一项复杂工程，不仅需依靠前人经验，也需要科学方法，要求必须对其各自评价方法进行深入探讨与研究［2］。

（一）评价指标体系

研究生学术创新与综合能力评价是一项复杂而系统的工程，首先需确定科学评价指标［3］。

1. 学术创新能力评价指标体系

综合考虑研究生学习形式与内容，结合创新能力评价指标选取原则，基于可评价原理，将学术创新能力评价指标确定为5个一级指标和18个二级指标。具体指标体系见表1。

2. 综合评价指标体系

综合考虑研究生学习状况，结合综合能力评价指标选取原则，将综合能力评价指标确定为4个一级指标和16个二级指标［4］，具体指标体系见表2。

（二）评价方法

学术创新能力与综合能力评价方法较为类似，两者都包括对指标体系进行赋权重与评分赋值［5］。赋权重方法有：层次分析法和熵值法等。评分赋值方法有线性加权求和法、模糊评价法等。上述评价法均可对研究生学术创新能力和综合能力进行评价分析。但两者在对不确定的“贫信息”处理过程中均存在不足，故文章引进灰色系统理论来解决以往评价法的局限性。

二、灰色系统理论

（一）灰色系统理论内涵

灰色系统理论由邓聚龙教授最先提出，着重研究概率统计、模糊数学难以解决的“小样本”“贫信息”等问题，基于信息覆盖，通过序列算子作用探索事物运动的现实规律［6］。灰色系统理论包括三个基本概念：灰数、灰色方程和灰色矩阵。

（二）灰色聚类测评模型

灰色聚类是根据灰色关联矩阵或灰数的白化权函数将观测指标、对象划分成若干可定义类别的方法，分为灰色关联聚类和灰色白化权函数聚类。灰色白化权函数聚类用于检查观测对象是否属于事先设定的不同类别，其中基于三角白化权函数的灰色聚类评估模型如下：

设有n个对象，m个评估指标，s个不同灰类，对象i关于指标j的样本观测值为xi j（1，2，....n；j=1，2，...，m），根据xi j值对相应对象i进行评估诊断。具体步骤如下：

1. 按评估所需将各指标取值范圍相应划为s个灰类，如将指标取值范围［a1，as+1］划分为：

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

其中，ak（k=1，2，...，s，s+1）值根据实际要求确定。

令λk=属第k个灰类的白化权函数值为1，连续（λk，1）与第k-1个灰类的起点ak-1和第k+1个灰类的终点ak+1，得j指标关于k灰类的三角白化权函数？蘩k j（），j=1，2，...，m；k=1，2，...，s。对？蘩1 j（）和？蘩s j（），可分别将j指标取数域向左、右延拓到（a0，as+2）。

对指标j的一个观测值x，可由

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

得灰类k（k=1，2，...，s）的隶属度？蘩k j（x）。

2. 计算对象i（i=1，2，...，n）关于灰类k（k=1，2，...，s）的综合聚类系数σ k i，

（3）σ k i  =∑m j=1？蘩k j （xij）？耷j

其中，？ j （xij）为j指标k子类白化权函数，？耷j为指标j在综合聚类中的权重。

3. 由σ k i  =σ k* i  ，判断对象i属灰类k*；当多个对象同属k*灰类时，根据综合聚类系数大小确定同属k*灰类各个对象位次。

三、学术创新和综合能力评价的程序实现

研究生学术创新能力和综合能力评价的程序实现，实质是利用各指标体系和测评模型开展实例分析，检验其准确性，通过结果对不足之处提出改进建议，最终推动研究生综合素质的全面进步［7］。

（一）学术创新能力评价

选某高校一位在读研究生，依据研究生阶段取得的各项成果和数据，对创新能力评价进行程序实现。

某高校研究生刘某学术创新能力体现在五个方面，其各方面数据经调研如下：创新知识习得能力（X1）：基础知识水平（X11=3.56）、专业知识水平（X12=3.76）、记忆能力（X1388）、理解能力（X14=92）、知识运用能力（X15=95）；创新思维聚散能力（X2）：观察能力（X21=93）、想象能力（X22=88）、逻辑能力（X32=72）；创新技能操作能力（X3）：分析判断能力（X31=88）、计划组织能力（X32=67）、实验操作能力（X33=72）；创新人格特征（X4）：开放性（X41=83）、批判精神（X42=69）、坚韧的毅力（X43=66）、协作精神（X44=82）；创新成果状况（X5）：学术论文状况（X51=22）、课题研究状况（X52=12）、发明状况（X53=8）。

1. 评价指标权重

按照学术创新能力评价指标体系确定各级指标层次结构，获取各专家对指标的评估状况，利用熵值法对各指标计算得各层次指标权重，见表3。

2. 创新能力灰色聚类测评

创新能力评价指标赋予权重后进行灰色聚类测评［8］，共分为四步：确定指标灰类、确定指标数域延拓值、计算指标隶属度、计算指标综合聚类系数。

（1）评价指标灰类

为反映该生学术创新能力，共划分五个灰类等级，为“优”“良”“中”“差”“劣”。结合创新能力现状、各类数据和测评细则，得指标所属相应灰类。

（2）评价指标数域延拓值

利用三角白化权函数时需将各指标数域向左、右分别延拓一个值，结合该生创新能力实际状况，给定二级指标延拓值，具体见表3。

（3）指标隶属度

由隶属度函数？蘩k j（x）计算各二级指标隶属度，见表4。

（4）指标综合聚类系数

利用各二级指标隶属度和层次权重，得二级指标各灰类综合聚类系数，结合一级指标权重，得到学术创新能力一级指标各灰类综合聚类系数，见表5。

3. 结果分析

基于该生学术创新能力评价结果，得出其整体学术创新能力属“良”。根据各分类指标：知识心得能力属“优”，说明该生学习能力很强；思维聚散能力属“良”，说明该生解决问题能力较强；技能操作能力属“差”，说明该生实际运用技能较弱；创新人格特征属“中”，说明该生的创新人格可塑性一般；创新成果方面属“良”，说明该生在学术创新上能取得较好成绩。

（二）综合能力评价

基于该生取得的其他成果和数据，对其综合能力评价进行程序实现。

该生综合能力体现在以下四个方面，经调研其具体数据如下：智育能力（X1）：平时作业成绩（X11=88）、学科竞赛成绩（X12=16）、等级考试成绩（X13=3）、体育考核成绩（X14=91）；社会交往能力（X2）：社会志愿服务（X21=8）、社会实践活动（X22=10）、团队合作能力（X23=88）；学术创新能力（X3）：知识习得能力（X31=92）、思维聚散能力（X32=82）、技能操作能力（X33=76）、创新人格特征（X34=75）、创新成果状况（X35=42）；个人修养能力（X4）：科学文化能力（X41=92）、心理素质能力（X42=93）、动手实践能力（X43=83）、应变能力（X44=87）。

1. 评价指标权重

按照综合能力评价指标体系确定各级指标层次结构，获取专家对指标的评估数据，利用熵值法最终获得各层次指标的权重，结果见表8。

2. 综合能力灰色聚类测评

对综合能力评价指标赋予权重后进行灰色聚类测评。参照创新能力测评，灰色聚类测评同样可分为四步［9］：

（1）评价指标灰类

为反映研究生综合能力，可参照学术创新能力评价将其划分为5个灰类等级，为“优”“良”“中”“差”“劣”，各指标所属相应灰类。

（2）评价指标数域延拓值

进行灰色棸权评价时结合该生综合能力实际状况，确定各二级指标延拓值，见表6。

（3）指标隶属度

由隶属度函数？蘩k j（x）得出各二级指标隶属度，具体见表7。

（4）指标综合聚类系数

利用综合能力二级指标隶属度和层次权重，得二级指标各灰类综合聚类系数，结合一级指标权重，得综合能力一级指标各灰类综合聚类系数，见表8。

3. 结果分析

基于综合能力评价结果，该生综合能力属“良”。基于各分类指标分析：智育能力属“良”，说明该生在德智体方面发展优秀；社会交往能力属“良”，说明该生社会交往能力有待提升；学术创新能力属“优”，说明该生有较强学术创新能力；个人修养能力属“优”，说明该生自我修养能力较强。

（三）程序实现

为实现学术创新能力和综合能力评价程序化，基于C语言于C语言自编灰色程序系统，将该程序用于学术创新能力和综合能力评价，程序化实现过程见图1、图2。

四、结语

文章利用综合调研法制定研究生评价指标体系，运用熵值法对体系中各指标进行权重赋值，基于灰色系统理论，完成对学术创新能力和综合能力评价程序实现。测评结果表明各指标对研究生学术创新能力和综合能力的影响程度，为该生未来学习指明了方向，且表明基于灰色系统理论的学术创新能力与综合能力评价方法具备科学性与准确性。

参考文献：

［1］ 赵琴琴，汤富荣. 研究生创新能力培养的探索与实践［J］. 四川教育学院学报，2011，27（04）：15-18.

［2］ 夏阳，屈晓婷. 学术活动与研究生创新素质培养［J］. 中国电力教育，2004（Z1）：82-85.

［3］ 孙琳，殷明. 浅析研究生创新能力的培养［J］. 课程教育研究，2012（24）：26-27.

［4］ 车诚，李雷鸣，王军会，等. 研究生综合能力评价体系及模糊综合分析［J］. 陜西科技大学学报（自然科学版），2011，29（01）：165-168.

［5］ 曹成秀. 基于创新能力的研究生培养模式研究［D］. 合肥：安徽大学，2011.

［6］ 刘思峰. 灰色系统理论及其应用［M］. 北京：科学出版社，2010：5.

［7］ 洪新星. 基于灰色理论的珠三角都市农业企业创新能力测评模型研究［D］. 广州：华南理工大学，2010.

［8］ 邓聚龙. 灰色系统综述［J］. 世界科学，1983（07）：1-5.

［9］ 蔡云. 研究生学术失范研究［D］. 南昌：江西师范大学，2012.

（荐稿人：周子龙，中南大学资源与安全工程学院院长，教授）

（责任编辑：胡甜甜）