基于灰色聚类的学生综合素质评价方法研究

来源:用户上传      作者:梁庆卫　黄汉成　胡姗姗

　　摘要：为了对学生综合素质进行定性定量分析，以便因材施教，提出一套面向学生综合素质评价的指标体系，并基于白化权函数建立了适合素质教育背景下的灰色聚类评价模型。首先，将不同评价指标的值划分为若干个灰类，并建立相应的白化权函数。然后，确定各评价指标的灰色聚类权和聚类系数，构造聚类向量对不同学生进行分类。实例计算分析表明，所建立的模型可以应用于学生综合素质评价中，从而进一步提升教学质量。
　　关键词：综合素质评价；白化权函数；灰色聚类；教学质量
　　教育是人类永恒的话题，始终贯穿于创造知识、传播知识和培养人才的环节中。我国作为一个教育大国，有关教育评价的话题一直备受关注，良好的教学评价模式将有助于实现我国教育发展速度和质量的同步［1］。
　　早在20世纪80年代，我国尝试在学生评价方面探索一套方案，但这些探索是浅层的，所设计的方案仍是以考试成绩作为评价标准，而忽视了学生的特长和潜能。近年来，教育改革不断深入，原有评价体系所反映的问题日益凸显［2］。为此，学者们提出更应该注重学生学习的态度、价值观、潜力、主动性和积极性，并根据学生的个性因材施教，推进素质教育，充分培养学生的综合能力，为社会输送优秀的人才。而素质教育全面推广和实施需要有效的评价制度作为保障，没有一套科学的评价体系，素质教育便难以推行。因此，如何科学评价学生的综合素质，是提高学生培养质量、促进教育健康发展的关键［3］。
　　灰色系统最早由邓聚龙［4］教授提出，其本质是一种“贫信息”的不确定系统，适用于小样本问题的研究。在教学研究领域，一些学者利用灰色系统理论针对教学质量评价问题展开讨论分析。杨益等［5］构建了基于层次分析法和灰色聚类法的教学质量评价模型；马永梅等［6］提出了一种基于灰色聚类的大学生课程学习效果评价模型；董青青［7］针对长沙市小学的足球活动质量评价问题展开研究，运用灰色聚类分析法提出相关对策和建议；马守明等［8］基于白化权函数研究了高校教学质量评价问题；赵桂兰等［9］构建了面向教师的课堂教学质量评价指标体系，并结合层次分析和灰色聚类法进行研究；郑钰莹［10］研究了灰色聚类模型，并将其应用于本科生生源质量评价问题中。
　　学生的综合表现由多种因素导致，而各因素之间的作用机理是灰色的。根据这一实际情况，本文建立了学生综合素质评价指标体系，并基于白化权函数建立了灰色聚类评价模型。实例表明，所建灰色聚类模型用于学生综合素质评价中，具有可行性和有效性。
　　一、学生灰色聚类综合素质评价方法
　　（一）指标体系
　　构建面向学生的综合素质评价指标体系应遵循客观实际，符合现代教育理念，从学校教育整体出发，形成相应的指标集合。本文在充分考虑科学性和全面性等原则的基础上，确立了面向学生的综合素质评价指标体系，具体包括：学习成绩、学习态度、身心素质、创新精神和实践能力。
　　（二）确定样本值
　　（三）确定灰类的白化权函数
　　（四）求各评价指标的灰色聚类权
　　（五）确定聚类系数和聚类向量
　　二、算例
　　为了说明论文所提方法的可行性，本文结合实例进行具体分析。研究对象为学生A、B、C、D、E，评价指标为学习成绩、学习态度、身心素质、创新精神和实践能力，各指标的打分区间为［0，100］。
　　（一）确定样本值矩阵
　　表1给出了学生A、B、C、D、E综合素质的评价指标得分，并由此确定样本值矩阵如式（10）所示。
　　（二）建立灰类的白化权函数
　　对于每一个评价指标，优、良、中和差四个灰类的阈值如下表所示。
　　（三）求灰色聚类权和聚类系数
　　（四）向量聚类
　　结语
　　随着素质教育体系的不断发展，对学生的综合素质评价应多元化，只有通过科学、有效的评价方法才能对学生做出合理的评价。本文考虑了学生学习成绩、学习态度、身心素质、创新精神和实践能力等方面，提出了一种面向学生的灰色聚综合素质评价模型。该模型以建立的白化权函数为基础，确定了与评价指标相关的灰色聚类权和聚类系数，并构造聚类向量对不同学生进行分类。本研究有助于针对不同的学生实施因材施教，具有一定的实际意义。
　　参考文献：
　　［1］夏池玉.基于灰色聚类的小学生学习效果综合评估［D］.南昌：江西财经大学，2014.
　　［2］黄少珍.基于灰色聚类分析的新型教学评价在开放大学教学当中的应用［J］.电子科学技术，2016，03（05）：654-661.
　　［3］臧传芹，谢孔峰.基于灰色聚类分析的教师课堂教学测评模型［J］.赤峰学院学报（自然科学版），2015，31（23）：15-16.
　　［4］邓聚龙.灰理论基础［M］.武汉：华中科技大学出版社，2002.
　　［5］杨益，王云江，宁翠萍.基于AHP+GCM联合分析的课堂教学质量评价研究［J］.中国多媒体与网络教学学报（中旬刊），2021（08）：168-170.
　　［6］马永梅，龙兵，胡传双.基于灰色聚类的大学生课程学习效果评价模型［J］.牡丹江师范学院学报（自然科学版），2020（03）：62-66.
　　［7］董青青.长沙市小学校园足球特色学校足球活动质量评价研究［D］.长沙：湖南师范大学，2020.
　　［8］马守明，郑武，程晨，等.应用型高校教学质量的灰色聚类分析方法［J］.高教学刊，2020（13）：77-79+85.
　　［9］赵桂兰，孙冻.基于灰色聚类分析的教师课堂教学质量评价［J］.兰州石化职业技术学院学报，2019，19（03）：58-61.
　　［10］郑钰莹.基于灰色聚类的本科生生源质量评价研究［J］.西南师范大学学报（自然科学版），2018，43（12）：189-194.
　　通讯作者：梁庆卫（1970―），女，汉族，广东高州人，博士，副教授，研究方向：系统工程。
　　作者简介：黄汉成（1996―），男，汉族，安徽马鞍山人，博士生，研究方向：水下航行器总体设计；
　　胡姗姗（1995―），女，汉族，安徽黄山人，博士生，研究方向：水下航行器故障预测与诊断。

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