曹起武

(遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，遼寧 丹東 118009)

學(xué)生軟件項(xiàng)目質(zhì)量的模糊評(píng)價(jià)研究

曹起武

(遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，遼寧 丹東 118009)

學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)是教學(xué)過程中十分重要的環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的試卷等評(píng)價(jià)方式可以比較準(zhǔn)確地得出分?jǐn)?shù)，而對(duì)于一些類似作品、項(xiàng)目等成果則很難給出客觀的分?jǐn)?shù)。針對(duì)計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)學(xué)生軟件項(xiàng)目的質(zhì)量評(píng)價(jià)問題，文中展開了基于多屬性模糊評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)研究。根據(jù)不同屬性的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，并采用相應(yīng)的評(píng)語集合來評(píng)價(jià)各學(xué)生軟件項(xiàng)目。通過建立基準(zhǔn)評(píng)語集合把來自不同評(píng)語集合的語言屬性評(píng)價(jià)值轉(zhuǎn)化為基準(zhǔn)評(píng)語集合的模糊集，實(shí)現(xiàn)了不同評(píng)語集合之間的可比性，并進(jìn)一步將它們有效集成，從而得出各學(xué)生軟件項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)值以及它們的排序。最后，通過一個(gè)實(shí)際算例來說明根據(jù)模糊集方式設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)方法，可以對(duì)學(xué)生的軟件項(xiàng)目給出一個(gè)比較客觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

學(xué)生軟件項(xiàng)目；多屬性決策；語言評(píng)價(jià)；模糊集；排序

1 概 述

學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)是高等教育教學(xué)過程中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，而且是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。與中小學(xué)等較低教育層次對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)多數(shù)通過具有固定答案的試卷方式不同，高等教育過程所生成的學(xué)習(xí)成果多數(shù)是一些沒有唯一固定標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目或成果，這就需要有一種方法可以科學(xué)、合理、公平地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及成果[1-3]。評(píng)價(jià)方法的科學(xué)性與合理性直接決定了學(xué)生成果評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，而評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性直接影響到學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)積極性和態(tài)度，所以隨著信息化教學(xué)體系的不斷完善，一個(gè)科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系是成熟教學(xué)體系不可或缺的一部分。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和在生產(chǎn)及生活中的廣泛應(yīng)用，各高校都開設(shè)了軟件設(shè)計(jì)等專業(yè)，為信息產(chǎn)業(yè)提供必要的人才支撐。而作為衡量相關(guān)專業(yè)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技術(shù)，分析并解決實(shí)際問題能力的重要標(biāo)準(zhǔn)，其設(shè)計(jì)并實(shí)施的軟件工程項(xiàng)目是最重要的學(xué)習(xí)成果。由于通常軟件工程項(xiàng)目具有較大的開放性和一定的模糊性，計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)課程教學(xué)過程中學(xué)生軟件項(xiàng)目質(zhì)量的評(píng)價(jià)問題，具有一定的挑戰(zhàn)性[4-5]。學(xué)生軟件項(xiàng)目的評(píng)價(jià)問題也屬于軟件評(píng)價(jià)問題，相應(yīng)的研究并不多見，目前主要通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[6]、灰色關(guān)聯(lián)度法[7]和模糊評(píng)價(jià)法[8-9]等來解決對(duì)軟件項(xiàng)目質(zhì)量的評(píng)價(jià)問題。灰色關(guān)聯(lián)度法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的局限性在于要求各指標(biāo)的評(píng)語集合具有相同個(gè)數(shù)的評(píng)語(元素)，即各指標(biāo)的評(píng)語集合具有相同粒度。同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法還要有一定量的訓(xùn)練樣本，有時(shí)在實(shí)際決策過程中無法滿足。學(xué)生軟件項(xiàng)目質(zhì)量具有難以度量和可見性差等特點(diǎn)，而模糊評(píng)價(jià)法可以很好地適應(yīng)以上特點(diǎn)。針對(duì)以往采用模糊評(píng)價(jià)法所設(shè)計(jì)的算法，多數(shù)存在評(píng)價(jià)信息容易丟失的缺點(diǎn)[8-9]。雖然很多設(shè)計(jì)者采用了多粒度的評(píng)語集方式進(jìn)行解決，并把模糊矩陣的合成運(yùn)算方式改為普通的矩陣運(yùn)算方式。但是，上述算法具有隨意性和粗糙性等缺點(diǎn)，基本沒有解決評(píng)語集中元素按照各自實(shí)現(xiàn)的難易程度和所處的優(yōu)劣程度分別賦值所引起的上述缺點(diǎn)。

需要指出，計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)學(xué)生軟件項(xiàng)目的評(píng)價(jià)問題具有一定的特殊性，主要體現(xiàn)在：針對(duì)一些評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(例如軟件的特征等準(zhǔn)則)無法給出精確的數(shù)值評(píng)價(jià)，只能給出定性的主觀語言評(píng)價(jià)。值得注意的是，由于各評(píng)價(jià)準(zhǔn)則具有不同的特性，因此它們相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(如語言評(píng)價(jià))并不相同，采用的語言評(píng)語集合不會(huì)相同，具有不同的粒度(各語言評(píng)語集合的元素個(gè)數(shù)不同)。例如,評(píng)價(jià)準(zhǔn)則“軟件項(xiàng)目前臺(tái)界面設(shè)計(jì)的友好度，是否具有吸引力”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是:

(1)軟件的界面簡(jiǎn)單、友好和有吸引力；

(2)軟件的界面類似于一般的Windows桌面；

(3)軟件的界面是文本性的,沒有明顯的功能提示。

評(píng)價(jià)準(zhǔn)則“軟件如需求分析那樣工作嗎?”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是:(1)是；(2)否。評(píng)價(jià)準(zhǔn)則“軟件的反應(yīng)時(shí)間快嗎?”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是:(1)非?？欤?2)快；(3)一般；(4)慢；(5)非常慢。

目前，針對(duì)具有多粒度語言評(píng)價(jià)的計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)學(xué)生軟件項(xiàng)目的評(píng)價(jià)問題的研究并不多見。這種評(píng)價(jià)方法屬于多屬性決策，其特點(diǎn)是具有主觀不確定性。文中認(rèn)為，在計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)課程教學(xué)過程中，如何評(píng)價(jià)學(xué)生軟件項(xiàng)目質(zhì)量的問題上,集結(jié)來自不同語言評(píng)語集合的主觀語言評(píng)價(jià)，通過模糊評(píng)價(jià)法得到一個(gè)科學(xué)合理的評(píng)價(jià)結(jié)果，具有十分重要的意義，值得研究。

2 問題描述與語言評(píng)價(jià)基礎(chǔ)

2.1 問題描述

在算法設(shè)計(jì)過程中，文中采用一系列符號(hào)來描述計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)學(xué)生軟件項(xiàng)目的多屬性評(píng)價(jià)決策問題：

記S={S1,S2,…,Sm}為m個(gè)方案(即學(xué)生軟件項(xiàng)目)的集合，m≥2。

記C={C1,C2,…,Cn}為n個(gè)屬性集合，n≥2。

2.2 語言評(píng)價(jià)的有關(guān)概念

2.2.1 語言短語

語言短語的自身特征，可以很好地在模糊不定或是比較復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)決策環(huán)境中，比較準(zhǔn)確地表達(dá)出人們對(duì)于事物的主觀判斷或感覺[10]。

(1)

2.2.2 語言評(píng)價(jià)集合

各方案針對(duì)各屬性評(píng)價(jià)之前，首先要對(duì)各個(gè)屬性上采用的語言評(píng)價(jià)集合方案進(jìn)行確定，根據(jù)屬性間各自的特點(diǎn)，采用相適應(yīng)的語言評(píng)價(jià)集合。

簡(jiǎn)單來說，方案中假設(shè)REMARKSET={t0,t1,…,tg}為一個(gè)語言評(píng)價(jià)集合，并且這個(gè)集合為有序集合，由奇數(shù)個(gè)(g+1)元素構(gòu)成。例如，REMARKSET是一個(gè)由7條評(píng)價(jià)語言短語構(gòu)成的評(píng)價(jià)集合，即REMARKSET={t0=“極差”,t1=“很差”,t2=“差”，t3=“一般”,t4=“好”,t5=“很好”,t6=“極好”}。語言評(píng)價(jià)需要集合REMARKSET滿足如下性質(zhì)[11-12]：

(1)具有有序性。當(dāng)i≥j時(shí)，有ti≥tj，這里符號(hào)“≥”表示“好于或等于”。

(2)存在逆運(yùn)算算子“Neg”。當(dāng)j=g-i時(shí)，有Neg(ti)=tj，其中的元素表示REMARKSET語言評(píng)價(jià)集合的元素個(gè)數(shù)。同時(shí)，語言評(píng)價(jià)集合REMARKSET中的最大短語為tg。

(3)進(jìn)行最大化和最小化運(yùn)算。當(dāng)ti≥tj時(shí),有Max{ti,tj}=ti;Min{ti,tj}=tj。

2.2.3 基準(zhǔn)評(píng)語集合

在語言型的決策矩陣中，不同方案對(duì)于不同屬性的語言評(píng)價(jià)值可能來自不同的語言評(píng)價(jià)集合，也就是存在不同的粒度。這些評(píng)價(jià)不具備直接的可比性，必須通過某種規(guī)則或公式對(duì)其進(jìn)行規(guī)范和統(tǒng)一。

3 提出的方法

3.1 基準(zhǔn)評(píng)語集合模糊集的轉(zhuǎn)換

(2)

(3)

(4)

3.2 綜合評(píng)價(jià)值的計(jì)算

學(xué)生軟件質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)值決策方案通過加權(quán)和法計(jì)算得來，計(jì)算需要用到由3.1中得到的決策矩陣，該矩陣以基準(zhǔn)評(píng)語集合REMARKSETB的模糊集形式進(jìn)行表達(dá)。

(5)

在質(zhì)量評(píng)價(jià)方案中，各屬性的權(quán)重可以邀請(qǐng)專家根據(jù)層次分析法給出，或者由決策者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。

3.3 方案的排序與等級(jí)分配

評(píng)價(jià)所需要的基準(zhǔn)等級(jí)集合REMARKSETB的模糊集，記為

(6)

(7)

4 算例分析

文中算例針對(duì)5個(gè)計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)學(xué)生課程學(xué)習(xí)過程中信息系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)作業(yè)軟件項(xiàng)目(記為方案S1,S2,S3,S4和S5)展開多屬性評(píng)價(jià)，這些屬性分別為：“軟件的界面友好而有吸引力嗎?”(C1),“軟件的反應(yīng)時(shí)間快嗎?”(C2),“安全性”(C3)和“軟件如需求分析那樣工作嗎?”(C4)。

針對(duì)屬性“軟件的界面友好而有吸引力嗎?”采用語言集合{“軟件的界面簡(jiǎn)單、友好和有吸引力”(簡(jiǎn)記為“友好”)，“軟件的界面類似于一般的Windows桌面”(簡(jiǎn)記為“一般”)和“軟件的界面是文本性的,沒有明顯的功能提示”(簡(jiǎn)記為“差”)}來評(píng)價(jià)。針對(duì)屬性“軟件的反應(yīng)時(shí)間快嗎?”采用語言集合{“非常快”，“快”，“一般”，“慢”，“非常慢”}來評(píng)價(jià)。針對(duì)屬性“軟件的安全性”采用語言集合{“非常高”，“較高”，“高”，“一般”，“低”，“較低”，“非常低”}來評(píng)價(jià)。而針對(duì)屬性“軟件如需求分析那樣工作嗎?”的評(píng)價(jià)，采用語言集合{“是”，“否”}。

具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 學(xué)生軟件項(xiàng)目的多屬性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)

使用文中算法，以7個(gè)語言評(píng)語的集合為基準(zhǔn)評(píng)語集合，將表1中的各列數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范，可以得到各方案的綜合評(píng)價(jià)值分別為：

進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)式(7)得出各決策方案的單點(diǎn)值型綜合評(píng)價(jià)值分別為：d1i=4.970 6，d2i=2.600 2，d3i=4.067 4，d4i=3.126 7，d5i=2.237 4。這樣得出各決策方案的排序?yàn)椋篠1>S3>S4>S2>S5。

5 結(jié)束語

為了克服當(dāng)前針對(duì)計(jì)算機(jī)軟件類專業(yè)學(xué)生軟件項(xiàng)目的質(zhì)量評(píng)價(jià)問題存在的不足，文中進(jìn)行了模糊多屬性評(píng)價(jià)研究。該算法針對(duì)不同屬性特征制訂了有針對(duì)性的評(píng)語集合，以此對(duì)不同的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，解決了學(xué)生軟件項(xiàng)目的開放性和模糊性特征。在完成基準(zhǔn)評(píng)語集合的基礎(chǔ)上，通過使用模糊運(yùn)算法將不同評(píng)語集合的屬性評(píng)價(jià)值轉(zhuǎn)換為相對(duì)統(tǒng)一的基準(zhǔn)評(píng)語集合模糊集。該方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同粒度屬性評(píng)價(jià)值的規(guī)范，并在規(guī)范的基礎(chǔ)上得到了各軟件項(xiàng)目質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)值及質(zhì)量排序。同時(shí)，該評(píng)價(jià)方式可以對(duì)學(xué)生軟件項(xiàng)目的多方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，使得考核者有的放矢地解決學(xué)生項(xiàng)目中出現(xiàn)的普遍性問題[14]。

可以說，文中提出的方法具有普遍的適用性和推廣性，也克服了當(dāng)前針對(duì)一般軟件評(píng)價(jià)方法存在的不足，可以根據(jù)實(shí)際情況允許不同的屬性采用不同的評(píng)語集合。此外，該算法易于操作，并且容易在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)，具有一定的可應(yīng)用性。同時(shí)需要指出的是，由于使用該評(píng)價(jià)方法對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程中有多個(gè)評(píng)委專家參加，所以此類問題的群決策支持研究將是該研究今后的主要發(fā)展方向，其解決實(shí)際問題的效果值得期待。

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Fuzzy Evaluation Research on Quality of Student Software Projects

CAO Qi-wu

(Department of Information Engineering,Liaoning Jidian Polytechnic,Dandong 118009,China)

The evaluation of students’ learning achievement is one of the most important links in the teaching process.It is accurate to get the score by means of traditional evaluation methods like paper tests.But for some similar works,projects and results,it is difficult to give an objective score.In order to evaluate the quality of the student software projects for computer software professional,propose the fuzzy evaluation research based on multiple attributes.According to the respective characteristics of the different attributes,the appropriate linguistic evaluation sets are designed for assessing the projects.The basic linguistic evaluation set is designed,based on which various linguistic evaluation terms from different sets are all transformed into the fuzzy sets over it.Thus,various linguistic evaluation terms from different sets are comparable,and further integrated for calculating the overall values of the projects.In addition,the rankings of the student software projects can be obtained.Finally,an example is used for illustrating that an objective and accurate evaluation can be given to the students according to the evaluation of fuzzy set design.

student software projects;multiple attribute decision making;linguistic evaluation;fuzzy set;ranking

2015-05-04

2015-08-05

時(shí)間：2016-01-26

遼寧省人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目2014年立項(xiàng)課題(W2014351)；遼寧省職教學(xué)會(huì)2015-2016年度科研規(guī)劃立項(xiàng)課題(LZY15551)作者簡(jiǎn)介：曹起武(1979-)，男，碩士，副教授，研究方向?yàn)檐浖こ毯蛿?shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用。

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20160126.1517.010.html

TP311.1

A

1673-629X(2016)02-0043-04

10.3969/j.issn.1673-629X.2016.02.010