[發明專利]一種基于TOPSIS、熵權法和因子分析的教育體系評價方法

在審

• 申請號: 202110329203.5
• 申請日: 2021-03-27
• 公開（公告）號: CN113011760A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 鄧錢鈺;辛朋哲;劉如凡;汪煒澄
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/20
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 王光建

教育關系著國家的命運和前途，建立一個健康、可持續的高等教育體系意義非凡。基于這些，我們提出了一種基于TOPSIS、熵權法和因子分析的教育體系評價方法，實現對教育系統的綜合評價，并結合模型結果，分析影響教育體系的重要因素。本方法的設計主要分為如下幾個部分：首先，用基于熵權法的TOPSIS綜合評價模型對教育體系數據集進行評分；接著，用因子分析模型對指標進行降維，得到包含特征絕大部分信息并且可解釋的主成分，很大程度上簡化模型；最后，對主成分特征進行合理解釋，并依此確定對教育系統健康程度影響較大的指標。

技術領域

本發明屬于教育體系評價領域，具體涉及一種基于TOPSIS、熵權法和因子分析的教育體系評價方法。

背景技術

近年來，時代不停發展，教育關系著國家的命運和前途。教育評價體系，是指針對教育的評價體系，由各類教育評價標準組成。全面、科學、客觀評價區域教育發展水平的關鍵是構建一套涵蓋該系統各因素的評價指標體系。建立合適的教育體系評價方法對學校的健康、持續發展具有重要的意義。隨著統計學和數據科學的發展，讓我們看到了利用統計學算法對教育體系數據進行分析進而對教育體系進行評價的可能。

但是目前，對于教育體系的評價方法的相關研究還很欠缺，研究也不夠深入，對于教育體系的評價并沒有很明確的方法和標準，難以準確地衡量教育體系的健康程度；同時也缺少對教育體系數據的深入探究，無法提供針對性的方案以改善教育體系現狀。

發明內容

為了解決現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種基于TOPSIS、熵權法和因子分析的教育體系評價方法。

為了實現上述目標，本發明技術方案如下：

本系統的設計主要分為如下幾個部分：首先，用基于熵權法的TOPSIS綜合評價模型對教育體系數據集進行評分；接著，用因子分析模型對指標進行降維，得到包含特征絕大部分信息并且解釋性極強的主成分，很大程度上簡化模型。

教育體系數據集的評分大致流程為：首先使用熵權法確定每個指標的重要程度，消除人為的客觀因素，得到比較精確的權重結果。然后把所得到的權重帶入TOPSIS方法中，最終得到所需要的帶熵權的TOPSIS評價模型。其中熵權法的步驟主要為：首先，進行數據的預處理；接著，將矩陣標準化到非負區間；然后，得到Z矩陣，計算出概率矩陣P；最后，計算每個指標的信息熵，并歸一化得到每個指標的熵權。TOPSIS法的計算步驟為：首先，將原始矩陣正向化；接著，將正向化矩陣標準化；最后，計算得分并歸一化。

接下來，對評分指標進行因子分析。采用因子分析模型，得出可以包含原始特征絕大部分信息的主成分。因子分析法通過研究變量間的相關系數矩陣，可以把這些變量間錯綜復雜的關系歸結成少數幾個綜合因子，也就是以降維的手段，用少數幾個綜合因子包含大部分原始特征信息，并且各因子的線性組合構成了原始特征，因此得到的綜合因子具有較強的可解釋性。得到因子模型后，其中的公共因子不一定能反映問題的實質特征，為了能更好地解釋每一個公共因子的實際意義，且減少解釋的主觀性，可以通過因子旋轉達到目的，不過需要保證新公共因子的載荷系數的絕對值盡可能接近0或1。這里我們采用最大方差法，即一種正交旋轉方式，使得對每個因子有高負載的變量的數目達到最小，同時新的公共因子仍然保持彼此獨立的性質，簡化了因子的解釋。接下來需要計算因子得分。我們反過來將公共因子表示為原變量的線性組合，即可得到因子得分。

隨后，我們根據因子分析的結果，確定對教育系統健康程度影響較大的指標。

附圖說明

圖1為教育體系評價方法整體框圖；

圖2為熵權法步驟流程圖；

圖3為TOPSIS方法步驟流程圖；

圖4為因子分析方法步驟流程圖。

具體實施方式