陳曉冰 張帥普 湯珊珊 張紅霞

（桂林理工大學 環(huán)境科學與工程學院，廣西 桂林 541004）

一、研究背景

近年來，隨著國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的進一步明確，加之社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人才需求標準不斷提高，培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新實踐能力的人才，已成為當前我國高校人才培養(yǎng)的目標。高校要培養(yǎng)創(chuàng)新型實踐人才［1］，必須改造升級現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式，構建符合創(chuàng)新實踐要求的人才培養(yǎng)方案，這在一定程度上加快了高校特別是地方高校專業(yè)建設的改革發(fā)展速度，有利于提升高校人才的整體實力。

目前，高校為培養(yǎng)創(chuàng)新實踐人才，開展了以契合國家政策導向為目標的改革，其中以工程教育專業(yè)認證［2］和“新工科”建設［3］為背景的人才創(chuàng)新實踐較多。探索科學化、合理化的人才創(chuàng)新實踐培養(yǎng)模式已成為高校專業(yè)建設的核心內容。符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)標準的教學內容、教學形式等教學模式改革，為人才培養(yǎng)提供了基礎保障。但是，人才創(chuàng)新實踐能力的評價機制過多地集中于理論定性研究［4］，如評價依據(jù)主要是社會調研反饋和畢業(yè)生就業(yè)現(xiàn)狀調查等，缺少較為系統(tǒng)的定量分析研究。因此，基于人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，以定量方式評價高校人才創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)效果，開展人才培養(yǎng)模式的優(yōu)化調整，對高校尤其是地方高校的專業(yè)建設與發(fā)展具有十分重要的指導作用。本文以地方高校桂林理工大學的水文與水資源工程專業(yè)為例，依托工程教育認證標準與“新工科”建設指導要求，結合統(tǒng)計分析方法定量評價分析水文與水資源工程專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力，以期為后續(xù)相關專業(yè)人才培養(yǎng)結構調整提供方法支撐。

具體而言，是基于“新工科”建設要求，借助CDIO工程教育模式［5］，并結合人才培養(yǎng)過程中的相關課程，匹配劃分創(chuàng)新實踐能力，進一步從掌握相關工程基礎知識能力、問題分析能力、問題解決能力、問題研究能力、工具使用能力、服務社會能力、職業(yè)素養(yǎng)能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力、管理能力與自我提升能力等方面，建立人才創(chuàng)新實踐能力評價類型指標。

二、水文專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力評價模型選取

以高校水文與水資源工程專業(yè)學生一個周期（大一至大四）內所獲得的課程成績?yōu)榛A數(shù)據(jù)，開展評價指標的劃分與計算。不同類型指標的屬性類別獨立，劃分界限顯著，即可以利用相近相似的類別劃分手段劃分同類表征指標，但相同類別內部表征指標之間如何相互作用，無法明確。根據(jù)類別指標的這個特性，選取模糊聚類統(tǒng)計學方法對類型指標進行統(tǒng)計分析［6］81-114，開展學生創(chuàng)新實踐能力評價。

三、水文專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力評價模型構建

（一）數(shù)據(jù)矩陣

對于全體數(shù)據(jù)，可設一個包含全體數(shù)據(jù)的X={x1,x2…xn}，稱為待聚類分析的全體或論域，其中，xn即數(shù)據(jù)元素，可根據(jù)其性能指標分為m個，即可構建n×m個數(shù)據(jù)的矩陣：

（二）數(shù)據(jù)規(guī)格化

不同的數(shù)據(jù)由于屬性不一致，具有不同的量綱。為統(tǒng)一分析數(shù)據(jù)，需進行不同數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)規(guī)格化處理。本研究采用極大值規(guī)格化的方法進行數(shù)據(jù)規(guī)格化處理，公式如下：

公式中：Zij(i=1,2…,n,j=1,2…,m)為規(guī)格化后的數(shù)據(jù)，xij(i=1,2…,m)為矩陣中的原始數(shù)據(jù)，xij(i=1,2…,n)為矩陣中的列數(shù)據(jù)。

（三）模糊相似關系建立

根據(jù)數(shù)據(jù)分析矩陣組中xi和xj各數(shù)據(jù)之間的相似程度，建立模糊相似矩陣R=(rij)n×m(i=1,2…,n,j=1,2…,m)，本研究模糊相似矩陣中rij采用最大最小值法獲得，公式如下：

公式中：rij(i,j=1,2…,n)為模糊矩陣數(shù)據(jù)，xik和xjk(i,j,k=1,2…m)均為原始矩陣中的行數(shù)據(jù)。

（四）模糊等價矩陣建立

建立的模糊相似關系矩陣R具有自反性和對稱性特點，存在一個最小自然數(shù)k，使得Rk為模糊等價矩陣，如R滿足等價性質，且必然存在一個對所有大于k的自然數(shù)，設該自然數(shù)為l，使得Rl=Rk。求算等價矩陣的方法主要有傳遞包法、布爾矩陣法等，本研究采用傳遞包法建立模糊等價矩陣，矩陣關系為R→R2→R4→R8→…→R2k，當Rk=R2k時，Rk即為模糊等價矩陣t(R)。根據(jù)分析需要，再依據(jù)實際問題的分析需要，選取閾值λ(0≤λ≤1)進行聚類分類分析評價。

四、水文專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力評價分析

（一）數(shù)據(jù)矩陣構建

選取本校2013—2015級水文與水資源工程專業(yè)學生大學4年所學課程中可表征創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的課程（課程數(shù)n=63）進行創(chuàng)新實踐能力評價，其中課程類型包括基礎課、專業(yè)課和選修課。結合掌握相關工程基礎知識能力、問題分析能力等12個方面進行劃分，建立所選課程對應的評價值（創(chuàng)新能力指標達成度），具體類型指標對應的數(shù)據(jù)矩陣如表1所示。

表1 水文專業(yè)創(chuàng)新實踐能力類型指標

（二）規(guī)格化數(shù)據(jù)矩陣構建

水文與水資源工程專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力指標類型數(shù)據(jù)內，課程的評分標準存在差異，需進行規(guī)格化處理。如表2所示，12個代表學生創(chuàng)新實踐能力的指標中，指標4平均評價值最低，僅為0.920，即學生的研究問題能力相對較低。本校水文與水資源工程專業(yè)90%的生源來自廣西本地，與我國其他地區(qū)相比，生源質量低，學生自我探索、思考以及分析問題的能力較低，這在一定程度上會影響學生的自我創(chuàng)新能力。而指標12平均評價值最高，達到了0.990，即自我提升能力較高，說明學生在學習過程中創(chuàng)新實踐意識逐漸增強。

表2 水文專業(yè)創(chuàng)新實踐能力類型規(guī)格化指標

（三）模糊相似數(shù)據(jù)矩陣構建

根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)格化后的水文與水資源工程專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力指標數(shù)據(jù)，利用傳遞閉包法構建模糊相似關系，即確定R，處理分析后的數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 水文專業(yè)創(chuàng)新實踐能力模糊相似矩陣

（四）模糊等價數(shù)據(jù)矩陣構建與分析

利用所獲得的R矩陣計算獲得模糊等價矩陣t(R)，經(jīng)計算分析得到R2=R4=R8，即模糊等價矩陣（R2），數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 水文專業(yè)創(chuàng)新實踐能力模糊等價矩陣

通過所得模糊等價矩陣t(R)，選取不同的截距λ(0≤λ≤1)獲取不同的截距陣。當λ=0.970時，可得模糊矩陣的截距陣，如表5所示。

表5 水文專業(yè)創(chuàng)新實踐能力模糊等價矩陣（λ=0.970）

從表5可以看出，當λ=0.971時，三個年級可劃分為{X1}{X2,X3}兩類；當λ=0.965時，三個年級可劃分為{X1,X2,X3}一類。根據(jù)以上內容可以得到動態(tài)聚類圖，如圖1所示。

圖1 水文專業(yè)創(chuàng)新實踐能力動態(tài)聚類圖

由聚類分析結果可以得出，經(jīng)過4年的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)，2013級學生的創(chuàng)新實踐能力與2014級和2015級學生有所差別，而2014級和2015級學生創(chuàng)新實踐能力相似；隨著專業(yè)建設的持續(xù)發(fā)展，水文與水資源工程專業(yè)學生的創(chuàng)新實踐能力有所改變，結合規(guī)格化后的學生創(chuàng)新實踐能力指標，可以得出2014級學生創(chuàng)新實踐能力（11.713）相對較高，其次為2013級學生（11.635），最低為2015級學生（11.613）。

結論

采用模糊聚類分析方法，分析評價地方高校水文與水資源工程專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)效果，可以得出以下結論：

（1）經(jīng)過4年的人才培養(yǎng)，2013級水文與水資源工程專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力與2014級和2015級學生有所差別，2014級和2015級學生創(chuàng)新實踐能力綜合評價相似。

（2）在創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)過程中，學生的問題研究能力相對較低，而自我提升能力較高，且隨著年級遞增，創(chuàng)新實踐能力會發(fā)生改變。

（3）模糊聚類方法可以針對不同分析樣本進行模糊關系的定量確定，以達到客觀準確的分類目的，可為后續(xù)人才培養(yǎng)模式的改進與優(yōu)化提供定量的分析方法，也為人才培養(yǎng)效果的反饋機制提供重要的分析手段。