交叉學(xué)科學(xué)生發(fā)展評(píng)價(jià)體系研究

摘 要：交叉學(xué)科建設(shè)已然成為知識(shí)創(chuàng)新與科學(xué)發(fā)展的時(shí)代顯著特征。在數(shù)智社會(huì)的背景下，構(gòu)建面向高校交叉學(xué)科學(xué)生的人才發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，能夠?yàn)閷W(xué)生的發(fā)展?fàn)顟B(tài)測評(píng)、能力提升以及培育提供重要參考。本研究提出了交叉學(xué)科人才發(fā)展評(píng)估框架，通過多元線性回歸數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化指標(biāo)體系，利用隨機(jī)森林確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，最終形成了涵蓋“學(xué)習(xí)興趣與認(rèn)知投入”“創(chuàng)新潛力與實(shí)踐”“外部驅(qū)動(dòng)與生活平衡”3個(gè)一級(jí)指標(biāo)以及14個(gè)二級(jí)指標(biāo)的交叉學(xué)科人才發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，應(yīng)用于交叉學(xué)科學(xué)生的認(rèn)知站位、內(nèi)驅(qū)路徑和情景創(chuàng)建三個(gè)方面，為人才發(fā)展培養(yǎng)管理策略的提出提供有力依據(jù)。

關(guān)鍵詞：交叉學(xué)科；多元回歸分析；隨機(jī)森林；指標(biāo)體系

近年來，交叉學(xué)科建設(shè)已成為人才發(fā)展的戰(zhàn)略必需以及順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然走向［1］。交叉學(xué)科學(xué)生作為在知識(shí)融合環(huán)境下成長起來的新型學(xué)習(xí)者群體，對(duì)多學(xué)科知識(shí)的感受與接納表現(xiàn)得極為積極。然而，當(dāng)前交叉學(xué)科學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)科素養(yǎng)及跨學(xué)科整合能力表現(xiàn)各異，面對(duì)日益繁雜的知識(shí)體系以及多學(xué)科交叉所帶來的強(qiáng)勁挑戰(zhàn)，提升與培育新時(shí)期高階的交叉學(xué)科人才，成為人才發(fā)展在戰(zhàn)略層面的關(guān)鍵需求，也是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然抉擇［2］。明確新時(shí)代背景下交叉學(xué)科發(fā)展的概念體系，有助于進(jìn)一步推動(dòng)交叉學(xué)科發(fā)展評(píng)價(jià)與培育工作。

1 交叉學(xué)科人才發(fā)展相關(guān)研究概述

目前，高校人才培養(yǎng)方向已逐漸從專業(yè)需求向產(chǎn)業(yè)需求轉(zhuǎn)變，知識(shí)體系也由專業(yè)類學(xué)科向?qū)W科交叉融合方向轉(zhuǎn)變。交叉學(xué)科絕非原有學(xué)科的單純疊加，而是通過深度交叉融合形成具有新特質(zhì)的學(xué)科領(lǐng)域，這對(duì)于促進(jìn)學(xué)科間的共性問題研究、打破語言壁壘和推動(dòng)深度融合具有重要作用［3］。隨著知識(shí)融合的深化和社會(huì)對(duì)復(fù)合型人才需求的增長，交叉學(xué)科人才發(fā)展將有更廣闊的空間［4］。

學(xué)科交叉研究的發(fā)展趨勢表明會(huì)聚研究正逐步成為新興的研究范式，解決社會(huì)重大挑戰(zhàn)問題成為學(xué)科交叉研究的主要驅(qū)動(dòng)力，自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的交叉趨勢持續(xù)增強(qiáng)，學(xué)科交叉研究的發(fā)展需要與之相適配的研究與創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)［5］。然而，國內(nèi)外學(xué)者大多僅致力于對(duì)人才發(fā)展的研究，而已有部分關(guān)于交叉學(xué)科人才發(fā)展的探討主要集中在理論層面，缺乏實(shí)證數(shù)據(jù)的支撐。整體來看，現(xiàn)有關(guān)于交叉學(xué)科人才發(fā)展的研究從單一維度構(gòu)建評(píng)估框架，難以滿足其在縱向深度上的延伸以及橫向輪廓上的豐富這一雙重發(fā)展要求。

2 交叉學(xué)科學(xué)生人才發(fā)展框架構(gòu)建

本文從多學(xué)科融合的視角出發(fā)，將交叉學(xué)科人才發(fā)展視為動(dòng)態(tài)演進(jìn)的綜合性概念，圍繞高校交叉學(xué)科學(xué)生人才發(fā)展的科學(xué)內(nèi)涵與實(shí)現(xiàn)路徑，形成“學(xué)習(xí)態(tài)度—?jiǎng)?chuàng)新能力—綜合影響”3個(gè)維度，采用文獻(xiàn)研究、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、問卷調(diào)研等方法，構(gòu)建高校交叉學(xué)科學(xué)生人才發(fā)展質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用多元回歸分析進(jìn)行指標(biāo)優(yōu)化，并利用隨機(jī)森林算法計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

2.1 評(píng)價(jià)體系構(gòu)建原則

在交叉學(xué)科學(xué)生人才發(fā)展中要探究其內(nèi)在的核心影響力，明確其和何種因素存在直接或間接關(guān)聯(lián)。交叉學(xué)科學(xué)生人才發(fā)展應(yīng)當(dāng)適應(yīng)交叉學(xué)科特點(diǎn)，構(gòu)建交叉學(xué)科人才發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的各項(xiàng)指標(biāo)能夠體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中的變化特性，梳理概括當(dāng)下的學(xué)生發(fā)展成果，滿足社會(huì)對(duì)交叉學(xué)科學(xué)生的需求，揭示未來交叉學(xué)科人才發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力量以及給出相應(yīng)發(fā)展建議。

（1）全面考量學(xué)生發(fā)展需求。交叉學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容復(fù)雜且綜合，難以用單一指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。因此，教師需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)動(dòng)力和基礎(chǔ)認(rèn)知、創(chuàng)造力與行動(dòng)能力、外部環(huán)境和生活狀態(tài)。

（2）適應(yīng)交叉學(xué)科特點(diǎn)的需求。交叉學(xué)科要求學(xué)生具備跨領(lǐng)域知識(shí)技能，能促使學(xué)生探索學(xué)科交叉點(diǎn)，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新成果，能提供外部支持與平衡保障，以應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)。

（3）滿足社會(huì)對(duì)人才的需求。當(dāng)今社會(huì)對(duì)交叉學(xué)科人才需求日益增長，他們須具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、創(chuàng)新能力與良好的適應(yīng)能力，培養(yǎng)符合社會(huì)需求的人才，以此提升其在未來職業(yè)生涯中的競爭力。

2.2 交叉學(xué)科學(xué)生發(fā)展指標(biāo)選取

依據(jù)上述研究進(jìn)行歸納并以多元回歸分析法進(jìn)行驗(yàn)證，從3個(gè)維度構(gòu)建一級(jí)指標(biāo)，在一級(jí)指標(biāo)下用14個(gè)二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行表示，構(gòu)架交叉學(xué)科發(fā)展評(píng)價(jià)體系，完成最終指標(biāo)的確立。

2.2.1 數(shù)據(jù)來源與信效度檢驗(yàn)

本研究的數(shù)據(jù)采集對(duì)象為東北林業(yè)大學(xué)理學(xué)院信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)2020—2023級(jí)的224名學(xué)生。數(shù)據(jù)由兩部分組成：（1）學(xué)生所學(xué)習(xí)課程的課程成績；（2）通過問卷調(diào)查獲取學(xué)生的數(shù)據(jù)。本研究共收到204名學(xué)生完成的問卷調(diào)查，數(shù)據(jù)清理后，有效問卷率約95.1%，剔除無效問卷，采用完整性、一致性、合理性原則，對(duì)收集到的有效問卷進(jìn)行克隆巴赫系數(shù)信度檢驗(yàn)、KMO檢驗(yàn)和Bartlett球形檢驗(yàn)，得到表1，表明調(diào)查問卷所收集的結(jié)果可以支撐學(xué)習(xí)分析。

2.2.2 指標(biāo)優(yōu)化

為切實(shí)提升研究的科學(xué)性與有效性，我們引入學(xué)生學(xué)業(yè)表現(xiàn)這一中介變量，對(duì)初始指標(biāo)體系進(jìn)行全面修訂與完善。學(xué)生學(xué)業(yè)表現(xiàn)對(duì)其發(fā)展起著重要的引領(lǐng)作用。采用多元回歸分析方法，得到如下相關(guān)系數(shù)見圖1。

1.數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)業(yè)表現(xiàn)；2.計(jì)算機(jī)學(xué)科學(xué)業(yè)表現(xiàn);3.數(shù)學(xué)學(xué)科喜愛度；4.計(jì)算機(jī)學(xué)科喜愛度；5.數(shù)學(xué)學(xué)科重要認(rèn)知度；6.計(jì)算機(jī)學(xué)科重要認(rèn)知度；7.數(shù)學(xué)學(xué)科投入度；8.計(jì)算機(jī)學(xué)科投入度；9.數(shù)學(xué)創(chuàng)新敏感度；10.計(jì)算機(jī)創(chuàng)新敏感度；11.創(chuàng)新項(xiàng)目參與意向；12.網(wǎng)課影響度；13.授課方式影響度；14.日常娛樂平衡度

2.2.3 指標(biāo)選取

通過表中的數(shù)據(jù)所示，各指標(biāo)對(duì)學(xué)業(yè)表現(xiàn)具有顯著的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，能直接反映學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、投入程度和綜合素養(yǎng)，對(duì)學(xué)業(yè)表現(xiàn)的影響更為顯著和穩(wěn)定，且部分指標(biāo)之間存在高度相關(guān)性，共同作用于學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和行為模式，為構(gòu)建更加合理的指標(biāo)體系提供了有力依據(jù)。最終形成由3個(gè)一級(jí)指標(biāo)和14個(gè)二級(jí)指標(biāo)組成的交叉學(xué)科學(xué)生發(fā)展評(píng)價(jià)體系，見表2。

2.3 基于隨機(jī)森林的評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)

2.3.1 構(gòu)建隨機(jī)森林模型

隨機(jī)森林以決策樹作為基分類器，在構(gòu)建CART決策樹過程中，以基尼指數(shù)最小的屬性來作為最優(yōu)劃分屬性。特征的基尼指數(shù)越小，說明該特征就越重要?；嶂笖?shù)作為CART算法的分區(qū)準(zhǔn)則，在決策樹的每個(gè)內(nèi)部結(jié)點(diǎn)上選擇屬性。

第i棵樹節(jié)點(diǎn)q的基尼指數(shù)GI計(jì)算公式為：

GI（i）q=∑Cc=1∑Cc′≠cp（i）qcp（i）qc′=1-∑Cc=1（p（i）qc）2

其中，C表示C個(gè)類別，pqc表示節(jié)點(diǎn)q中類別c所占的比例。

對(duì)于第j個(gè)特征，在第i棵樹節(jié)點(diǎn)q處，計(jì)算其重要性變化量：

VIM（Gini）（i）j=GI（i）q-GI（i）l-GI（i）r

其中GI（i）l和GI（i）r分別表示分枝之后兩個(gè)新節(jié)點(diǎn)的基尼指數(shù)。

假設(shè)隨機(jī)森林中共有i棵樹，M個(gè)特征，那么特征j在整個(gè)隨機(jī)森林中的重要性（歸一化后）為：

VIM（Gini）j=1I·∑Ii=1VIM（Gini）（i）j∑Mj=1∑Ii=1VIM（Gini）（i）j

得到最終的評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性權(quán)重。

2.3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)結(jié)果

根據(jù)隨機(jī)森林模型計(jì)算出的特征重要性結(jié)果，計(jì)算各指標(biāo)的綜合權(quán)重值，得到各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重見圖2。

圖2 交叉學(xué)科學(xué)生發(fā)展體系各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重圖

3 對(duì)策與建議

3.1 認(rèn)知站位方面

（1）強(qiáng)化課程認(rèn)知與價(jià)值觀念。引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)課程投入與認(rèn)知的重要性，樹立正確態(tài)度與取向。提升學(xué)生對(duì)課程興趣、重要性和創(chuàng)新性的感知維度，從認(rèn)知心理學(xué)強(qiáng)化元認(rèn)知，激發(fā)內(nèi)在動(dòng)機(jī)，提高認(rèn)知深度與廣度。

（2）重視外部環(huán)境認(rèn)知。協(xié)助學(xué)生認(rèn)識(shí)外部環(huán)境對(duì)自身發(fā)展的影響，引導(dǎo)其積極利用外部資源，從生態(tài)系統(tǒng)理論視角優(yōu)化外部生態(tài)環(huán)境，通過培訓(xùn)課程促進(jìn)學(xué)生與外部環(huán)境良性互動(dòng)。

3.2 內(nèi)驅(qū)路徑方面

（1）培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。教師應(yīng)激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過程，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和參與度，培育學(xué)生分析問題和創(chuàng)新思維的能力；為學(xué)生提供自我探索和實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力，支持學(xué)生的個(gè)人成長和發(fā)展。

（2）發(fā)展高階思維能力。教師應(yīng)重視學(xué)生批判性思維和創(chuàng)造性思維等高階思維技能的培育；引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層次的思考和批判性評(píng)價(jià)，提高他們的思維水平和創(chuàng)新能力，為他們的未來發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（3）明確個(gè)人發(fā)展目標(biāo)。教師指導(dǎo)學(xué)生依興趣、特長和職業(yè)計(jì)劃制定學(xué)習(xí)目標(biāo)、職業(yè)目標(biāo)和計(jì)劃；幫學(xué)生確立目標(biāo)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓其結(jié)合自身情況設(shè)立目標(biāo)和方向，保障成長有正確方向和持續(xù)動(dòng)力。

3.3 情景創(chuàng)建方面

（1）優(yōu)化課程教學(xué)情景。教師應(yīng)創(chuàng)新教學(xué)情景，采用多媒體教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)等方式，提高課程的趣味性與實(shí)用性；為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)與應(yīng)用，提升實(shí)踐能力。

（2）拓展外部學(xué)習(xí)情景。教師應(yīng)充分利用外部環(huán)境資源，為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；讓學(xué)生在真實(shí)的工作環(huán)境中鍛煉自己的能力；讓學(xué)生在真實(shí)的社會(huì)情境中學(xué)習(xí)與成長，拓寬學(xué)生的視野與發(fā)展空間。

（3）建立良好的學(xué)習(xí)氛圍。教師應(yīng)為學(xué)生營造積極向上的學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作；鼓勵(lì)學(xué)生相互學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，建立良好的學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)與合作。

總之，通過從認(rèn)知站位、內(nèi)驅(qū)路徑以及情景創(chuàng)建三方面采取相應(yīng)的對(duì)策建議，可以有效地提高學(xué)生的課程投入與認(rèn)知水平，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新能力，為學(xué)生的全面發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。這三個(gè)方面相互關(guān)聯(lián)、相互作用，共同構(gòu)成了促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的有機(jī)整體。通過綜合施策，可以優(yōu)化學(xué)生發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)與競爭力。

結(jié)語

在當(dāng)今數(shù)智化時(shí)代浪潮澎湃涌動(dòng)之際，學(xué)生發(fā)展的評(píng)價(jià)體系在持續(xù)演進(jìn)并臻于完善。本文聚焦于學(xué)生發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，展開了深入且系統(tǒng)的探究。通過對(duì)各指標(biāo)權(quán)重的縝密分析與綜合考量，明晰了學(xué)習(xí)興趣與認(rèn)知投入、創(chuàng)新潛力與實(shí)踐、外部因素與生活平衡對(duì)于學(xué)生發(fā)展的關(guān)鍵影響。

然而，我們的研究尚存一定的局限性。未來，我們將進(jìn)一步探索更為科學(xué)、客觀的指標(biāo)體系賦權(quán)方式，同時(shí)持續(xù)驗(yàn)證研究指標(biāo)的可操作性，廣泛收集多元化的數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為交叉學(xué)科學(xué)生發(fā)展提供更為精準(zhǔn)、有效的建議方略。

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項(xiàng)目基金：東北林業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“機(jī)器學(xué)習(xí)視域下學(xué)習(xí)相關(guān)性的研究”（編號(hào)：2024 10225439）；黑龍江省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“‘產(chǎn)賽教學(xué)研用’多元融合育人機(jī)制下應(yīng)用統(tǒng)計(jì)專碩課程建設(shè)與實(shí)踐研究——以《大數(shù)據(jù)分析方法》課程為例”

作者簡介：關(guān)雅馨（2004— ），女，漢族，河北石家莊人，本科在讀，研究方向：數(shù)據(jù)分析；李明睿（2005— ），男，漢族，遼寧葫蘆島人，本科在讀，研究方向：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；劉奎澤（2005— ），男，漢族，黑龍江訥河人，本科在讀，研究方向：機(jī)器學(xué)習(xí)；高增武（2004— ），男，漢族，河北滄州人，本科在讀，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘。

*通信作者：馬曉劍（1977— ），女，漢族，碩士研究生，副教授，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘和圖像處理。