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基于突变理论的高校稳定状况动态模糊评判


        高校稳定工作是一项系统工程,其中与学生关系比较密切的是教学管理、学生管理、后勤服务和安全保障、校园治安状况四个子系统。学校从稳定状态到不稳定的过程是一个复杂并且包含着大量的突发性非连续性变化过程,如何从四个子系统发现对学校稳定状况产生突变的因素,科学地评判并预警,需要结合突变理论,运用模糊隶属函数和突变级数,将突变理论与模糊分析结合起来,对学校稳定这样一个复杂系统进行多层目标分解,再根据归一公式进行量化递归运算,最后得到学校稳定总突变隶属函数值,进而通过分析不同时期学校稳定总突变隶属函数值及其变化趋势,动态地对学校稳定状况进行模糊综合评判,以提高高校处置突发事件的能力,构建和谐校园。

        突变理论基本原理

        突变理论是20世纪 60年代末法国数学家雷内·托姆(Rene·Thom)为了解释胚胎学中的成胚过程而提出来的。突变理论的出现引起各方面的重视,被称之为“是牛顿和莱布尼茨发明微积分三百年以来数学上最大的革命”。它用以解释自然界和社会现象中所发生的不连续的变化过程,描述各种现象为何从性状的一种形式突然地跳跃到根本不同的另一种形式。突变理论在物理学、化学、生物学、生态学、社会科学等领域应用较多,但将其运用到高校稳定状况评判的研究比较鲜见。
        雷内·托姆指出,发生在三维空间和一维空间的四个因子控制下的突变,即余维数≤4的情况下,有七种突变类型:折迭突变、尖点突变、燕尾突变、蝴蝶突变、双曲型脐点突变、椭圆型脐点突变、抛物型脐点突变。

表1  七种突变类型

表1  七种突变类型


        上述方程还不能直接用于分析与评判,需要对之进行推导,得出相应的归一公式。常用的三种突变模型示意图及归一公式如下:

图1  常用突变模型的系统示意图

图1  常用突变模型的系统示意图

        尖点突变归一公式:xa=a1/2,xb=b1/3
        燕尾突变归一公式:xa=a1/2,xb=b1/3,xc=c1/4 
        蝴蝶突变归一公式:xa=a1/2,xb=b1/3,xc=c1/4,xd=d1/4 

        高校稳定状况评判体系

        影响高校稳定状况的因素很多,本文主要从学校内部管理方面的因素进行考量。基于目前高校稳定工作的实际情况和上海市教育委员会对2005~2007年上海市高校学生问卷调查中的汇总数据,本文从教学管理、学生管理、后勤服务和安全保障、校园治安状况四个方面进行分类,建立如下的指标体系。

图2  与学生有关的高校稳定状况评判体系

图2  与学生有关的高校稳定状况评判体系

图2  与学生有关的高校稳定状况评判体系

        其中,U=高校稳定状况
        U={U1,U2,U3,U4}={教学管理、学生管理、后勤服务和安全保障、校园治安状况 }
        U1={U11,U12,U13}={学籍管理,专业及课程设置,师资队伍}
        U2={U21,U22,U23,U24}={社会实践,困难学生资助,就业指导,心理健康教育}
        U3={U31,U32}={生活服务,条件和设备}
        U4={U41,U42,U43,}={治安管理,制度规范,网络服务管理}
        在高校稳定工作分析与评判中,将稳定状态分为四个等级,即稳定、亚稳定、风险、高风险,分别代表由稳定向不稳定转变的四种状态。

        突变理论动态模糊综合分析与评判方法

        在将影响高校稳定工作的因素表示为递阶层次结构之后,可以利用突变理论来综合分析与评判。步骤如下:
        I.建立模型的指标体系。
        II.对底层指标进行原始数据规格化,得到初始隶属值。
        在归一公式中,控制变量a、b、c、d表示的是状态变量x的不同方面的特征,其原始数据聚类范围和度量单位各不相同,它们之间无法进行相互比较。因此,应先用以下公式将控制变量的原始数据转化到0~1范围内的越大越好型无量纲可比较数值,即对控制变量进行原始数据规格化。
        由于底层指标大多属于模糊变量,底层指标原始数据规格化也存在着一定的模糊性,将这种定义在0~1范围内的控制变量的原始数据规格化值称作初始模糊隶属函数值。
        本文根据上海市教育委员会对2005~2007年上海市高校学生问卷调查中的汇总数据,选择上海某高校作为研究对象,围绕学校内部管理对学校稳定状况影响面向多位专家对图二所示底层指标调查和评分,然后进行统计分析并规格化,其中2005年数据如下。
        U1={U11,U12,U23}={0.7,0.84,0.73}
        U2={U21,U22,U23,U24}={0.73,0.76,0.67,0.73}
        U3={U31,U32}={0.72,0.7}
        U4={U41,U42,U43}={0.66,0.77,0.67}
        III.利用归一公式进行量化递归运算,求出学校稳定状况总突变隶属函数值。
        根据初始隶属值,按归一公式可以计算出各控制变量的相应中间值,这种中间值称为突变级数值。然后考虑两个原则,即“互补”与“非互补”原则,得到状态变量的突变隶属函数值。所谓“非互补”原则是指一个系统的控制变量(如a、b、c、d)之间不可互相弥补其不足,因而按照归一公式求得系统状态变量x的值时,要从诸控制变量相对应的xa,xb,xc,xd等中取最小的一个作为整个系统的x值,这叫“大中取小”。因为只有这样,才能满足分歧方程,才能质变。所谓“互补”原则是指一个系统诸控制变量之间可以相互弥补其不足,以使相应的x值达到较高的平均值,即x=(xa+xb+xc+xd)/4。同理逐层递阶运算,即可得到总突变隶属函数值。
        在高校稳定状况评判指标体系中,各指标之间满足“非互补原则”,即采取“大中取小”的方法,计算如下:

表2  各指标总突变隶属函数值


        故该校2005年总突变函数隶属函数值即0.92。同理,根据上海市教育委员会的有关2006年及2007年数据。可以计算出三年数据汇总如下:

表3  2005-2007年总突变函数隶属函数值

        该校2005年、2006年、2007年三年学校稳定状况总突变隶属函数值均较大,且基本稳定,无明显变化,据此可判断该校目前的整体状况是比较稳定的。

        结论

        在高校稳定工作分析与评判过程中,运用突变级数法能够比较准确地量化高校稳定状况等级,同时该法有效地避免了其它方法中难以确定的权重的困难。
        运用突变理论进行高校稳定工作分析与评判,本文的工作还只是初步的尝试,主要是给出一个基于突变理论的适用于高校稳定状况的评判框架。本文所述方法还有待进一步深化,如底层指标的选择问题和评分方法问题;如何将总突变函数值与参考等级分值相映射的问题等还需要进一步探讨和研究,以提高对学校稳定状况评判的准确性。

 

参考文献:
[1] HBE: CRISIS MANAGEMENT. Harvard Business School Press. 2004-09-01;
[2]Crisis Planning at Rivier College. By: Jansky, Linda M.. Recruitment & Retention in Higher Education, Apr2008, Vol. 22 Issue 4, p1-3, 3p;
[3]Forestalling Disaster. By: Green, Richard J.; Lepkowski, Wil. America, 3/31/2008, Vol. 198 Issue 11, p9-12, 4p, 1c;
[4]Catastrophe theory: A unified model for educational change.ByCryer, Patricia; Elton, Lewis. Studies in Higher Education, Volume 15, Number 1, 1990 , pp. 75-86(12);
[5]罗鄂湘等.组织变革中员工行为的突变分析[J].科技进步与对策,2006(12).
[6]史志富,张安,刘海燕,张圣云.基于突变理论与模糊集的复杂系统多准则决策[J].系统工程与电子技术2006(07)
[7]姜璐,王连宇.初等突变理论在社会科学中的应用[J].系统工程理论与实践,2002(10).
[8]何金平,李珍照. 基于突变理论的大坝安全动态模糊综合分析与评判[J].系统工程,1997(05)