基于灰關(guān)聯(lián)分析的培養(yǎng)方案質(zhì)量測(cè)評(píng)模型研究

喻芳宇 高勝哲

（大連海洋大學(xué) 信息工程學(xué)院 遼寧省大連市 116023）

人才培養(yǎng)方案是學(xué)校根據(jù)不同層次不同專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格所制定的實(shí)施人才培養(yǎng)活動(dòng)的具體方案，是學(xué)校指導(dǎo)、組織與管理教學(xué)工作的基本文件，是專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)規(guī)格的具體化、實(shí)踐化，是實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格的中心環(huán)節(jié)[1]。本文以人才培養(yǎng)方案質(zhì)量測(cè)評(píng)為研究目標(biāo)，為避免學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)存在信息不平衡而影響數(shù)據(jù)分析結(jié)果，選取分段隨機(jī)采樣策略，采用灰關(guān)聯(lián)分析方法，選擇課程體系中各模塊課程成績(jī)加權(quán)平均值為比較序列，選取畢業(yè)論文成績(jī)?yōu)閰⒖夹蛄校瑯?gòu)建人才培養(yǎng)方案課程體系各模塊間序關(guān)系模型，并以某高校一理科專(zhuān)業(yè)的2016 版培養(yǎng)方案為對(duì)象，通過(guò)對(duì)該專(zhuān)業(yè)的2016 版專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案執(zhí)行全周期所產(chǎn)生的學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)?yōu)榛A(chǔ)，開(kāi)展了實(shí)證研究。

1 相關(guān)研究

關(guān)于培養(yǎng)方案質(zhì)量評(píng)價(jià)方面已開(kāi)展了相關(guān)研究工作。文獻(xiàn)[2]從指導(dǎo)思想、需求調(diào)研、課程體系、教學(xué)安排、改革創(chuàng)新、條件保障等6 個(gè)方面構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用層次分析法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，采用灰統(tǒng)計(jì)構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型；文獻(xiàn)[3]從OBE 理念出發(fā)，明確對(duì)人才培養(yǎng)方案的要求，設(shè)計(jì)基于 OBE 理念的培養(yǎng)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；文獻(xiàn)[4]統(tǒng)計(jì)教學(xué)運(yùn)行中產(chǎn)生的課程和師資數(shù)據(jù)，分析在培養(yǎng)方案和師資結(jié)構(gòu)方面存在的問(wèn)題，基于大數(shù)據(jù)分析提出地方高校本科教學(xué)運(yùn)行質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)措施；文獻(xiàn)[5]提出以?xún)r(jià)值工程為研究方法，以工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)為研究對(duì)象，研究人才培養(yǎng)在多種目標(biāo)需求的導(dǎo)向下，制定人才培養(yǎng)方案的可量化的評(píng)價(jià)與調(diào)整策略；文獻(xiàn)[6]采用因子分析方法構(gòu)建學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成度評(píng)價(jià)模型，并對(duì)學(xué)生個(gè)體、群體和課程體系進(jìn)行評(píng)價(jià)；文獻(xiàn)[7]綜合運(yùn)用因子分析法和層次分析法構(gòu)建了專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案評(píng)價(jià)體系，并以調(diào)查數(shù)據(jù)為樣本，給出了計(jì)算實(shí)例；文獻(xiàn)[8]在學(xué)校內(nèi)部的評(píng)價(jià)（過(guò)程導(dǎo)向評(píng)價(jià)）和學(xué)校外部評(píng)價(jià)（結(jié)果導(dǎo)向評(píng)價(jià)）兩個(gè)維度對(duì)資產(chǎn)評(píng)估人才培養(yǎng)方案的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行界定，設(shè)計(jì)了針對(duì)兩個(gè)維度的評(píng)價(jià)量表和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，以期可以為業(yè)界資產(chǎn)評(píng)估本科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的修訂與完善提供參考。

2 專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案課程體系模塊間銜接關(guān)系評(píng)價(jià)過(guò)程與方法

2.1 評(píng)價(jià)過(guò)程

首先，根據(jù)研究目標(biāo)確定研究對(duì)象和原始數(shù)據(jù)。本文以專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案為研究對(duì)象，選擇某高校一個(gè)理科類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生全學(xué)程學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)；為保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)不同計(jì)分制成績(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對(duì)不同模塊成績(jī)進(jìn)行加權(quán)平均；結(jié)合學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)實(shí)際，采取分段隨機(jī)采樣策略，建立多組獨(dú)立分析樣本；隨后，結(jié)合研究數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采用灰關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行模型構(gòu)建；最后，基于多組獨(dú)立樣本的評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)研究目標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.2 分段隨機(jī)采樣策略

文獻(xiàn)[9]研究發(fā)現(xiàn)大學(xué)生入學(xué)前的性別、民族、生源地、高中教育、父母職業(yè)情況等因素對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)有一定的影響；文獻(xiàn)[10]研究發(fā)現(xiàn)錄取志愿、是否經(jīng)常逃課以及電腦游戲是影響學(xué)生學(xué)業(yè)的主要因素。

為了避免抽取樣本數(shù)據(jù)存在信息不平衡性而對(duì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果的影響，本文采取分段隨機(jī)采樣策略，保證分析樣本能夠較為全面反映學(xué)生學(xué)業(yè)情況。本文的具體分段隨機(jī)采樣策略為以某個(gè)專(zhuān)業(yè)的各自然班為單元，為每條數(shù)據(jù)指定序號(hào)，以事先確定的每組樣本容量，利用隨機(jī)數(shù)生成抽取樣本序號(hào)集合，分別從各自然班抽取樣本，形成獨(dú)立樣本。

2.3 灰關(guān)聯(lián)分析[11]

灰關(guān)聯(lián)分析是以整體關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)化思想為指導(dǎo)，以多角度思維為基本特征，尋求事物間關(guān)聯(lián)性的一種因素分析方法，能為復(fù)雜系統(tǒng)的建模提供重要的技術(shù)分析手段，其基本原理是通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)序列幾何關(guān)系的比較來(lái)分清系統(tǒng)中多因素間的關(guān)聯(lián)程度，序列曲線(xiàn)的幾何形狀越接近，則它們之間的關(guān)聯(lián)度越大。

灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算步驟：

設(shè)

從幾何上看，灰色關(guān)聯(lián)度是序列曲線(xiàn)之間的幾何相似程度，幾何形狀越接近，則關(guān)聯(lián)度越大。

2.4 綜合評(píng)價(jià)

采用測(cè)評(píng)結(jié)果組合法，對(duì)基于各獨(dú)立樣本的分析結(jié)果賦予相應(yīng)地權(quán)重，通過(guò)加權(quán)平均計(jì)算方法計(jì)算綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

綜合評(píng)價(jià)模型為

其中，k表示隨機(jī)樣本的個(gè)數(shù)，wk表示基于第k組樣本計(jì)算得到的因素i對(duì)參考序列綜合灰色關(guān)聯(lián)度的權(quán)重，表示基于第k組樣本計(jì)算得到的因素i對(duì)參考序列綜合灰色關(guān)聯(lián)度，r0i表示因素i對(duì)參考序列綜合灰色關(guān)聯(lián)度。

根據(jù)計(jì)算所得的各因素對(duì)參考序列的綜合灰色關(guān)聯(lián)度，確定各因素間的序關(guān)系，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)因素分析。

3 實(shí)證研究

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文實(shí)證分析數(shù)據(jù)選擇國(guó)內(nèi)一高校理科專(zhuān)業(yè)2017年9 月-2021 年6 月2021 屆畢業(yè)生全學(xué)程學(xué)業(yè)成績(jī)，執(zhí)行專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案為2016 年修訂的，該專(zhuān)業(yè)的2016 版人才培養(yǎng)方案中的課程體系模塊設(shè)置包含公共基礎(chǔ)課、公共選修課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)必修課、專(zhuān)業(yè)方向課、專(zhuān)業(yè)任選課、集中實(shí)踐環(huán)節(jié)等七個(gè)模塊，共開(kāi)設(shè)71 門(mén)課程（不包括公共選修課）。

3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

為了保證數(shù)據(jù)的有效性和完整性，對(duì)退學(xué)、已結(jié)業(yè)或降級(jí)學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)不納入分析范圍，予以剔除；根據(jù)各模塊中開(kāi)設(shè)課程在所屬模塊所占學(xué)分比例，確定相應(yīng)課程成績(jī)的權(quán)重，將各模塊所設(shè)課程成績(jī)的加權(quán)平均值作為該模塊所對(duì)應(yīng)影響因素的序列值。其中，在計(jì)算集中實(shí)踐環(huán)節(jié)模塊加權(quán)平均值時(shí)不包含畢業(yè)論文成績(jī)。

專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案中課程成績(jī)是以百分制和五分制進(jìn)行記錄，為了便于數(shù)據(jù)分析，將學(xué)生的五分制成績(jī)折算成百分制成績(jī)，具體折算方法為五分制成績(jī)中的優(yōu)、良、中、及格、不及格分別對(duì)應(yīng)百分制成績(jī)中的95 分、85 分、75 分、65 分、40 分。

3.3 參考序列與比較序列的確定

在灰關(guān)聯(lián)分析中，參考序列是反映事物發(fā)展變化的主要因素，比較序列是進(jìn)行分析的對(duì)象。在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案中，畢業(yè)論文在培養(yǎng)大學(xué)生探求真理、強(qiáng)化社會(huì)意識(shí)、進(jìn)行科學(xué)研究基本訓(xùn)練、提高綜合實(shí)踐能力與素質(zhì)等方面，具有不可替代的作用，是教育與生產(chǎn)勞動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的重要體現(xiàn)，是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。同時(shí)，畢業(yè)論文的質(zhì)量也是衡量教學(xué)水平，學(xué)生畢業(yè)與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。本文中將畢業(yè)論文成績(jī)?nèi)≈翟O(shè)為參考數(shù)列X0，將專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案課程體系各模塊課程成績(jī)加權(quán)平均值序列作為比較序列Xi(i=1,2,3,4,5,6,7)。具體指標(biāo)名稱(chēng)與變量符號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1 所示。

表1： 指標(biāo)名稱(chēng)與變量符號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系表

3.4 分組隨機(jī)采樣

以專(zhuān)業(yè)設(shè)置自然班為對(duì)象，獨(dú)立隨機(jī)抽取一定容量樣本，利用隨機(jī)數(shù)生成抽取個(gè)體編號(hào)集合，抽取相應(yīng)個(gè)體，構(gòu)建n 組樣本。本文中所研究的專(zhuān)業(yè)2021 屆設(shè)置2個(gè)自然班，獨(dú)立隨機(jī)抽取容量為10 的樣本，得到2 個(gè)獨(dú)立樣本。具體樣本數(shù)據(jù)分別詳見(jiàn)表2 和表3 所示。

表2： 第一組獨(dú)立樣本所含數(shù)據(jù)列表

表3： 第二組獨(dú)立樣本所含數(shù)據(jù)列表

3.5 均值化序列生成

用序列X的平均值X(avg)去除序列x中所有數(shù)據(jù)X(k)，從而得到均值化序列，從平均的觀(guān)念對(duì)事物發(fā)展進(jìn)行分析。

本文對(duì)兩個(gè)獨(dú)立樣本的畢業(yè)論文、公共基礎(chǔ)課、公共選修課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)必修課、專(zhuān)業(yè)方向課、專(zhuān)業(yè)任選課、集中實(shí)踐環(huán)節(jié)8 個(gè)指標(biāo)序列采用均值化生成方法進(jìn)行數(shù)值變換。

3.6 計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度

第一組獨(dú)立樣本灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果，如表4 所示。

表4： 第一組獨(dú)立樣本灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果

第二組獨(dú)立樣本灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果，如表5 所示。

表5： 第二組獨(dú)立樣本灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果

3.7 綜合評(píng)價(jià)

對(duì)兩組獨(dú)立樣本灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。本文基于各獨(dú)立樣本計(jì)算所得灰色關(guān)聯(lián)度的權(quán)重確定方法采用等權(quán)重法，計(jì)算綜合灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)果如表6 所示。

表6： 綜合評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果

根據(jù)綜合灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果，可得：

序關(guān)系為：

R(4, 1, 3, 7, 2, 5, 6)

=R（專(zhuān)業(yè)必修課，公共基礎(chǔ)課，學(xué)科基礎(chǔ)課，集中實(shí)踐環(huán)節(jié)，公共選修課，專(zhuān)業(yè)方向課，專(zhuān)業(yè)任選課）

從序關(guān)系表明：

專(zhuān)業(yè)必修課、公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、集中實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)畢業(yè)論文影響程度分別列在前4 位。

4 結(jié)論

學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)是在人才培養(yǎng)過(guò)程中執(zhí)行專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的直接產(chǎn)出，因此，以學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)視角對(duì)培養(yǎng)方案質(zhì)量測(cè)評(píng)是對(duì)培養(yǎng)方案執(zhí)行、修訂、評(píng)價(jià)的一條重要依據(jù)。本文提出的結(jié)合分段隨機(jī)采樣策略的基于灰關(guān)聯(lián)分析的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案課程體系各模塊間序關(guān)系模型，能夠有效地對(duì)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，并取得較好的效果。