Tích hợp ý kiến ngôn ngữ và xác định độ nhất trí của nhóm chuyên gia ứng dụng trong đánh giá giáo dục

i MỤC LỤC MỤC LỤC I DANH MỤC BẢNG BIỂU III DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ IV LỜI CAM ĐOAN VI LỜI CẢM ƠN VII PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: TẬP MỜ VÀ BIẾN NGÔN NGỮ 1.1 Tập mờ 1.1.1 Định nghĩa tập mờ Ví dụ * Định nghĩa 1.1 1.1.3 Các phép toán tập mờ 1.2 Số mờ phép toán số mờ 17 1.2.1 Số mờ: 17 1.2.2 Tập mờ lồi: 17 1.2.3 Tập mờ chuẩn 17 1.2.4 Các số mờ hay dùng 17 1.3.1 Nhãn ngôn ngữ 19 1.3.2 Biến ngôn ngữ: 20 1.4 Kết luận chương 22 CHƯƠNG II TÍCH HỢP Ý KIẾN VÀ XÁC ĐỊNH 23 ĐỘ ĐỒNG THUẬN CỦA NHÓM CHUYÊN GIA 23 2.1 Một số phương pháp tích hợp 23 2.1.1 Phương pháp tích hợp FLOWA 23 2.1.2 Phương pháp tích hợp trọng số FLOWA 28 2.2 Độ trí nhóm chuyên gia 32 2.1.1 Đo mức đồng thuận 32 ii 2.2.2 Xếp hạng ứng viên .33 2.2.3 Tính độ đồng thuận 35 2.2.4 Giá trị trung bình sở đồng thuận 35 2.3 Kết luận: 36 CHƯƠNG III CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG .37 3.1 Đặt toán 38 3.2 Các thao tác tính toán: 40 3.3 Ngôn ngữ lập trình 41 3.4 Giao diện hướng dẫn sử dụng 41 3.5 Kết thử nghiệm 47 3.6 Đánh giá thi đua Trường THPT thuộc Sở Giáo dục đào tạo tỉnh Ninh Bình 50 3.7 Một số kết luận từ kết thử nghiệm 52 3.8 Kết luận chương 53 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 iii DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG 2.1 KẾT QUẢ TẬP HỢP SAU KHI FLOWA VỚI THÁI ĐỘ RỦI RO: 30 BẢNG 2: VÍ DỤ XẾP HẠNG 34 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 1.1 ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN TẬP MỜ CHO SỐ NGUYÊN .5 HÌNH 1.2: BIỂU DIỄN TẬP MỜ CHO CÁC TẬP NGƯỜI THẤP, TRUNG BÌNH VÀ CAO HÌNH 1.3 MINH HỌA CHO PHÉP HỢP GIỮA TẬP MỜ HÌNH 1.4 MINH HỌA CHO PHÉP GIAO GIỮA TẬP MỜ .9 HÌNH 1.5 MINH HỌA CHO PHÉP LẤY PHẦN BÙ CỦA TẬP MỜ .9 HÌNH 1.6 PHÉP CO 11 HÌNH 1.7 CÁC HÀM THUỘC CỦA BIẾN NHIỆT ĐỘ 16 HÌNH 1.8: SỐ MỜ HÌNH THANG 18 HÌNH 1.9: SỐ MỜ TAM GIÁC 19 HÌNH 2.1 KHÁI NIỆM FLOWA 24 HÌNH 2.2: VÍ DỤ VỀ TÍCH HỢP NHÃN NGÔN NGỮ 27 HÌNH 2.3: SỰ PHÂN BỐ TRỌNG SỐ CỦA CHUYÊN GIA LẠC QUAN 28 HÌNH 2.4: SỰ PHÂN BỐ TRỌNG SỐ TỪ CÁC CHUYÊN GIA E2 31 HÌNH 2.5: KẾT QUẢ TÍCH HỢP SAU KHI FLOWA VỚI THÁI ĐỘ RỦI RO 31 HÌNH 2.6: CÁC HÀM THÀNH VIÊN CỦA SỐ MỜ A, B VÀ C 34 HÌNH 3.1: GIAO DIỆN CHÍNH CỦA MÀN HÌNH 42 HÌNH 3.2: GIAO DIỆN SAU KHI KẾT NỐI CƠ SỞ DỮ LIỆU THÀNH CÔNG .42 HÌNH 3.3: GIAO DIỆN CẬP NHẬT DỮ LIỆU 43 v HÌNH 3.4: GIAO DIỆN NHẬP CÁC ĐỐI TƯỢNG .43 HÌNH 3.5: GIAO DIỆN NHẬP DỮ LIỆU CHUYÊN GIA .44 HÌNH 3.6: GIAO DIỆN CHỌN DANH SÁCH VÀ NHẬP KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ 44 HÌNH 3.7: GIAO DIỆN CHỌN CÁC ĐỐI TƯỢNG CẦN ĐÁNH GIÁ 45 HÌNH 3.8: LƯU CÁC ĐỐI TƯỢNG VỪA CHỌN 45 HÌNH 3.9: CHỌN CÁC CHUYÊN GIA THAM GIA ĐÁNH GIÁ 46 HINH 3.10: NHẬP DỮ LIỆU PHẦN ĐÁNH GIA CỦA TỪNG CHUYÊN GIA 46 HÌNH 3.11: DỮ LIỆU ĐÁNH GIÁ CỦA TỪNG CHUYÊN GIA 47 HÌNH 3.12: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ĐỒNG THUẬN CỦA CÁC CHUYÊN GIA .48 HÌNH 3.13: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ĐỒNG THUẬN KHI ĐÃ CÓ SẴN DỮ LIỆU 49 HÌNH 3.14 : DỮ LIỆU VÀO CỦA CÁC CHUYÊN GIA ĐÁNH GIÁ 50 HÌNH 3.15 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ THI ĐUA GIỮA CÁC TRƯỜNG THPT Ở TỈNH NINH BÌNH 51 HÌNH 3.16: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ THI ĐUA KHI ĐÃ CÓ SẴN DỮ LIỆU 52 vi LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Tích hợp ý kiến ngôn ngữ xác định độ trí nhóm chuyên gia - Ứng dụng đánh giá giáo dục” công trình nghiên cứu tôi, hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Tân Ân, tham khảo nguồn tài liệu rõ trích dẫn danh mục tài liệu tham khảo Các nội dung công bố kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố công trình Thái Nguyên, tháng năm 2014 Quách Thị Thanh Hải vii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Tân Ân, Thầy tận tình bảo giúp đỡ suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô khoa Sau đại học Trường Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông Thái Nguyên nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho kiến thức quý báu suốt thời gian học tập trường Xin cảm ơn bạn lớp đồng nghiệp nơi công tác tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình động viên suốt trình học tập hoàn thành luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng hoàn thành luận văn cách tốt nhất, nhiên lực nhiều hạn chế nên tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, mong nhận đóng góp quý báu thầy cô bạn PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài tính cấp thiết Ra định nhóm hoạt động quan trọng, cần thiết kinh doanh, sản xuất, dịch vụ đánh giá giáo dục Ra định nhóm (có nghĩa nhiều chuyên gia) hoạt động định chuẩn sử dụng số chuyên gia làm giảm bớt số khó khăn việc định giảm độ phức tạp không chắn vấn đề Vấn đề mô tả sau: Có số lựa chọn (hay ứng viên hay phương án) Làm để lựa chọn tốt Đây toán tối ưu thường có đa mục tiêu Khi thông tin lựa chọn lại thông tin mờ vấn đề khó Trong trường hợp này, hạ thấp độ tốt nghiệm, thay tìm phương án tối ưu ta cần tìm phương án chấp nhận vấn đề không đơn giản Có cách giải lấy ý kiến chuyên gia Có nhóm chuyên gia, chuyên gia đóng vai trò người đánh giá Nhiều trường hợp, chuyên gia gán trọng số phản ánh vai trò hay tầm quan trọng việc ảnh hưởng tới kết chung Trước lựa chọn, chuyên gia cho đánh giá lựa chọn, để theo họ cho đâu lựa chọn tốt Từ ý kiến riêng lẻ, làm để có ý kiến chung? Hơn ý kiến chung phải đạt mức độ đồng thuận cao nhóm? Rất ý kiến riêng lẻ chuyên gia lại trùng nhau, việc tích hợp ý kiến chuyên gia thành ý kiến chung việc trước tiên phải làm Trong trình tìm ý kiến chung, phải tìm ý kiến chung đạt đồng thuận cao nhóm Vì ta phải xác định mức độ đồng thuận thuận kèm theo ý kiến chung tìm Đã có số tác giả công bố kết nghiên cứu vấn đề này, nhiên kết không đủ tổng quát để áp dụng cho trường hợp để trường hợp đạt hiệu cao Trong khuôn khổ luận văn thạc sỹ, chọn đề tài “Tích hợp ý kiến ngôn ngữ xác định độ trí nhóm chuyên gia - Ứng dụng đánh giá giáo dục” nhằm nghiên cứu phương pháp tích hợp ý kiến dạng ngôn ngữ chuyên gia xác định độ trí kết tích hợp Luận văn nhằm minh họa khẳng định tính khả thi kết nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu tích hợp ý kiến dạng ngôn ngữ xác định độ trí nhóm chuyên gia ý kiến chung Ứng dụng đánh giá giáo dục Hướng nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lý thuyết tập mờ, số mờ, biến ngôn ngữ, nhãn ngôn ngữ - Nghiên cứu tích hợp tích hợp nhãn ngôn ngữ - Phương pháp tính độ trí chuyên gia - Xây dựng ứng dụng đánh giá giáo dục Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp đọc tài liệu, phân tích, tổng hợp - Phương pháp thực nghiệm đối chứng Ý nghĩa khoa học đề tài Việc nghiên cứu phương pháp tích hợp ý kiến dạng ngôn ngữ chuyên gia xác định độ trí kết tích hợp Từ xây dựng ứng dụng đánh giá giáo dục PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: TẬP MỜ VÀ BIẾN NGÔN NGỮ 1.1 Tập mờ Năm 1965, L.A Zadeh lần đưa khái niệm lý thuyết tập mờ thông qua báo “Fuzzy Set” đăng tạp chí Information and Control sau với hàng loạt báo sau mở đầu cho phát triển ứng dụng lý thuyết Ngày nay, lý thuyết tập mờ không ngừng phát triển đóng góp ứng dụng vào nhiều ngành nghiên cứu như: lý thuyết điều khiển, trí tuệ nhân tạo, khai phá liệu,… Ý tưởng tập mờ xuất phát từ khái niệm trừu tượng ngữ nghĩa thông tin không chắn như: trẻ, xinh, cao, tốt,… Khi nói đến khái niệm tập hợp thường phần tử có số tính chất chung đó, ví dụ tập học sinh Ta có: S = {s | s học sinh} Vậy người học sinh thuộc tập S, ngược lại không thuộc tập S Tuy nhiên, thực tế có nhiều trường hợp mà khái niệm không định nghĩa cách rõ ràng Ví dụ, nhận xét người: “người cao” có câu hỏi: “như cao?”, có ví dụ khác như: “lớp xe đẹp”, “lớp người già ”,… Khi khái niệm gọi khái niệm mờ, khái niệm không định nghĩa cách rõ ràng Những tập hợp dạng Zadeh biểu diễn khái niệm toán học gọi tập mờ coi trường hợp riêng khái quát từ khái niệm tập hợp kinh điển Xét lại ví dụ trên, ta biểu diễn ngữ nghĩa khái niệm “cao” việc đánh giá người Giả sử chiều cao người biểu diễn đoạn từ [0.5, 2.5] tính theo đơn vị mét Theo Zadeh, khái niệm 42 Hình 3.1: Giao diện hình - Sau kết nối với sở liệu lúc ta có giao diện sau Hình 3.2: Giao diện sau kết nối sở liệu thành công - Sau kết nối thành công muốn cập nhật liệu ta vào menu: Dữ liệu 43 Hình 3.3: Giao diện cập nhật liệu - Ta cập nhật lại liệu vào bảng nhập đối tượng bảng nhập chuyên gia sau cập nhật xong ta nhấn vào nút lưu, ta có giao diện sau: Hình 3.4: Giao diện nhập đối tượng 44 Hình 3.5: Giao diện nhập liệu chuyên gia - Muốn đánh giá ý kiến chuyên gia vào chức năng: Chuyên gia> đánh giá thị giao diện sau Hình 3.6: Giao diện chọn danh sách nhập kết đánh giá 45 - từ giao diện ta chọn “chọn danh sách đối tượng” để đánh giá Hình 3.7: Giao diện chọn đối tượng cần đánh giá - Kết thúc việc chọn ta nhấn Enter sau đóng cửa sổ lưu lại Hình 3.8: Lưu đối tượng vừa chọn 46 - Số lượng nhãn ngôn ngữ đánh giá đây: mặc định 10 - Chọn chức “ nhập kết đánh giá” + Bước đầu ta chọn danh sách chuyên gia tham gia đánh giá đối tượng sau nhấn enter đóng cửa sổ Hình 3.9: Chọn chuyên gia tham gia đánh giá + Sau xuất cửa sổ đánh giá chuyên gia chọn Ta nhập liệu cho phần đánh giá chuyên gia Hinh 3.10: Nhập liệu phần đánh gia chuyên gia 47 - Hệ thống chuyển sang chuyên gia hỏi người dùng chuyên gia không Nếu nhập tiếp không tổng hợp để kết đánh giá mức độ đồng thuận chuyên gia - Nếu có liệu nhập sẵn cần chọn file liệu vào tổng hợp để đưa kết đánh giá mức độ đồng thuận chuyên gia 3.5 Kết thử nghiệm Hình 3.11: Là kết thử nghiệm nhập liệu đánh giá chuyên gia Hình 3.11: Dữ liệu đánh giá chuyên gia 48 - Hệ thống chuyển sang chuyên gia hỏi người dùng chuyên gia không - Hình 3.12 kết thử nghiệm tổng hợp mức độ đồng thuận chuyên gia đánh giá Hình 3.12: Kết đánh giá mức độ đồng thuận chuyên gia 49 - Hình 3.13 kết đánh giá mức độ đồng thuận chuyên gia có sẵn liệu Hình 3.13: Kết đánh giá mức độ đồng thuận có sẵn liệu 50 3.6 Đánh giá thi đua Trường THPT thuộc Sở Giáo dục đào tạo tỉnh Ninh Bình Chương trình áp dụng với trường THPT tỉnh Ninh Bình đợt tổng kết thi đua năm học 2012- 2103 Chương trình đánh giá thi đua trường dựa phương pháp tính mức độ đồng thuận chuyên gia tham gia đánh giá Mà liệu vào chuyên gia cho tiêu chí đạt trường với cách đánh giá mờ sử dụng nhãn ngôn ngữ để đánh giá Sau giao diện hiển thị liệu chuyên gia tham gia đánh giá trường Hình 3.14 : Dữ liệu vào chuyên gia đánh giá 51 - Sau chạy chương trình thu kết sau: Hình 3.15 Kết đánh giá thi đua Trường THPT tỉnh Ninh Bình 52 Hình 3.16: Kết đánh giá thi đua có sẵn liệu Như sau chạy chương trình Từ đánh giá mờ chuyên gia, chương trình đưa bảng xếp loại thi đua trường từ đưa mức độ đồng thuận chuyên gia Thời gian thực đánh giá gần giây 3.7 Một số kết luận từ kết thử nghiệm - Từ ý kiến riêng lẻ chuyên gia đưa ý kiến chung nhóm ý kiến chung đạt đồng thuận cao nhóm - Qua bảng đánh giá chuyên gia ta nhận bảng xếp loại thứ tự ý kiến đánh giá chuyên gia mức độ đồng thuận chuyên gia ý kiến thông qua đánh giá mờ 53 - Sau kết thử nghiệm ta áp dụng đánh giá cho thi đạt kết cao 3.8 Kết luận chương Qua nội dung Chương 3, trình bày số vấn đề liên quan đến việc xây dựng chương trình Đánh giá ý kiến chuyên gia lựa chọn thành ý kiến chung nhóm, từ ý kiến chung nhóm đưa mức độ đồng thuận độ trí cao nhóm áp dụng phương pháp đánh giá để đánh giá thi đua trường THPT tỉnh Ninh Bình năm học 2012 - 2013 dựa hai phương pháp phương pháp tích hợp ý kiến chuyên gia thành ý kiến chung từ để tính mức độ đồng thuận chuyên gia 54 KẾT LUẬN •Những kết thu từ luận văn: Sau trình nghiên cứu thực hiện, luận văn tập trung vào vấn đề sau: Chương giới thiệu số khái niệm tập mờ định nghĩa, ứng dụng, phép toán tập mờ phép giao, hợp, lấy phần bù, tích Đề-các,… khái niệm liên quan đến nhãn ngôn ngữ biến ngôn ngữ Chương tập trung vào trình bày chi tiết phương pháp trình bày phương tích hợp đánh giá riêng lẻ chuyên gia thành ý kiến chung nhóm Dựa ý kiến chung nhóm để xếp hạng lựa chọn tính mức độ đồng thuận dựa khác ý kiến riêng lẻ ý kiến nhóm để thu độ trí cao nhóm Chương trình bày số nội dung liên quan đến việc xây dựng ứn dụng đánh giá đối tượng dựa phương pháp nêu trên, tích hợp ý kiến riêng lẻ chuyên gia thành ý kiến chung nhóm để từ đưa mức độ đồng thuận cao nhóm áp dụng phương pháp để đánh giá thi đua trường THPT tỉnh Ninh Bình •Những hạn chế hướng phát triển tương lai: Hạn chế: Do điều kiện nên việc thử nghiệm thực tế hạn chế, việc thử nghiệm chưa nhiều chưa phổ biến Trong hiển thị kết đánh giá chuyên gia chưa hiển thị đầy đủ đánh giá diện tích hình có hạn - Với kết đạt luận văn, đề xuất số công việc cần làm thời gian tới Cụ thể sau: + Vì vậy, cần tiếp tục nghiên cứu, thử nghiệm đánh giá hay thi đơn vị, quan 55 - Mặc dù cố gắng, nỗ lực thời gian trình độ có hạn chế định nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Trong tương lai học viên cố gắng hoàn thiện hạn chế phát triển vấn đề nêu để mang lại vấn đề khả quan Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn để luận văn ngày hoàn thiện 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Cát Hồ Nguyễn Công Hào (2009) Giáo trình logic mờ ứng dụng Tiếng Anh [2] Baas, S M, & Kwakemaak H (1997) Rating and ranking of multiple – aspect altematives using fuzzy sets Automatica, 13(1), 47 – 58 [3] Ben- Arieh, D., & Chen, Z (2006) On linguistic label aggregation and consensus measure for auto – cratic decision – making using group recommendations IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part A, 36 (3), 558 – 568 [4] Herrera, F, & Herrere – Viedma E (1997) Aggregation operators for linguistic weighted informa – tion IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybemetics Part A: Systems and Humans, 27(5), 646- 656 [5] Ness, J., & Hoffman C (1998) Putting sense into consensus: Solving the puzzle of making tema decisions Tacoma, Wash: VISTA Associates [6] Kacprzyk, J., Fedrizzi, M., & Nurmi, H (1993) Group decision making with fuzzy majorities rep - represented by linguistic quantifiers In D Dubois, H Prade, & R R Yager (Eds.), Readings in fuzzy sets for intelligent systems Los Altos, CA: Morgan Kaufmann [7] Wang, R.-C, & Chuu, S.-J (2002) Group decision making using a fuzzy linguistic approach for eval – uating the flexibility in a manufacturing sytem European journal of Operational Research, 154, 563 – 572 ... ngôn ngữ xác định độ trí nhóm chuyên gia ý kiến chung Ứng dụng đánh giá giáo dục Hướng nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lý thuyết tập mờ, số mờ, biến ngôn ngữ, nhãn ngôn ngữ - Nghiên cứu tích hợp. .. mức độ đồng thuận nhóm Từ ứng dụng đánh giá giáo dục 23 CHƯƠNG II TÍCH HỢP Ý KIẾN VÀ XÁC ĐỊNH ĐỘ ĐỒNG THUẬN CỦA NHÓM CHUYÊN GIA 2.1 Một số phương pháp tích hợp Ra định nhóm hoạt động quan trọng,... quát để áp dụng cho trường hợp để trường hợp đạt hiệu cao Trong khuôn khổ luận văn thạc sỹ, chọn đề tài Tích hợp ý kiến ngôn ngữ xác định độ trí nhóm chuyên gia - Ứng dụng đánh giá giáo dục nhằm