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摘要:课程设置和课程内容是教育的核心,现在研究生教育中,现行教育教学模式是否适应现代科学技术发展的要求,是否适应培养高层次的专业人才的要求,学生对此满意度如何。本文以河北省部分高校研究生为例进行了问卷调查,对调查数据利用核主成分分析方法(KPCA)找出影响高校研究生教育教学的主要因素,分析相关因素在学生培养中的作用,最后根据以上统计分析的结果给出指导性建议。
关键词:教育教学;核主成分分析;导师;课程设置
作者简介:张军(1962-),男,河北唐山人,河北理工大学研究生学院党委书记,副教授,高级政工师,主要研究方向:高校管理与思想政治教育;万星火(1962-),男,河北理工大学理学院,教授,主要研究方向:高等数学、应用数理统计。(河北 唐山 063009)
研究生群体是未来我国科技队伍的生力军,是重要的人才资源,研究生教育担负着为国家培养现代化建设者和社会主义接班人的使命。当前,国家正在开展研究生创新计划,在目前研究生教育体制和培养模式的条件下,研究生的教学内容是否适应时代的要求,能否达到我们的教学目的,这些直接影响着我们的人才培养质量。如何进行教育教学改革,完善现行的课程设置、课程内容,这些都是值得深入研究和探讨的问题。本文拟通过对河北省部分高校(涉及理、工、农、医类院校)的研究生培养状况的实际调查,从学生对高校研究生教育教学满意程度的角度,对这些问题进行初步的探讨。
一、数据收集
本研究采用问卷调查的方式,结合河北省高校研究生教育教学现状和研究生关心的热点问题来设计答卷,对河北省部分高校的研究生进行问卷调查。共发放问卷2200份,收回2011份,其中有效问卷1864 份。经统计分析最后确定了影响研究生教育教学的主要影响因素。
答卷中题目的赋值方法如下:选出了9道题,分别将这些题中题干作为评价指标,并对这些题的选项进行量化,因为问题选项所涉及的内容就已经分出了等级。例如:导师对你的影响:(1)影响很大;(2)有一定影响;(3)一般;(4);影响不大;(5)基本无影响。该问题选项已经有了5个等级,并且这些等级之间是平等的,所以,设定(1)影响很大这一选项为数值1;(2)有一定影响设定为0.75;(3)一般设定为0.5;(4)影响不大设定为0.25;(5)基本无影响设定为0。通过这样的赋值,可以知道导师对学生的影响程度,并且这个程度也是现实中存在的,所以,这种赋值不违背常理。至于选项中没有分出等级的题目(你从导师那里获得的最重要的是:(1)知识;(2)修养;(3)方法;(4)资金)。从实际中可以看出,对于从导师那里学习到知识是很重要的,其次是方法,至于修养以及资金,是很少考虑进去的,所以对这些选项,由于重要性不同,赋知识为1,方法为0.75,修养和资金为0.25。通过这样的赋值可以看出主观性很强,但也是在现实理解意义上进行的,所以也不失客观性。这样就将答卷中文字部分予以量化了。
二、研究方法
利用多元统计分析的核主成分分析方法找出影响高校研究生教育教学的主要因素,并对最终的主成分进行实际意义的解释,最后给出河北省各高校在这个评价指标下的聚类结果,并进行分析。
三、研究结果
在问卷中学生的课程方面,现就学生的课程方面选定9个指标,接着用统计学技术—核主成分分析,找出影响学生课程的主要因素。如果想改进目前的课程教学,只需从这几个主要因素着手即可。
对于河北省各高校(2011份答卷)的情况,用SPSS13.0统计影响课程的9个指标,如表1所示:
1.核主成分分析(KPCA)理论方法
核主成分分析是将核函数和主成分分析有机地结合起来,操作简单且能提供较多信息,是解决非线性问题的一种有效方法,降维效果十分显著。基于核的主成分分析是一种非线性特征提取方法,它通过一个非线性映射将数据从输入空间映射到特征空间,然后在特征空间中进行通常的主成分分析,其中的内积运算采用一个核函数来代替。
KPCA方法的具体评价步骤:
(1)采用标准化处理方法初始化输入样本x,再通过核函数的映射,得到矩阵K;
(2)求解矩阵,其中;
(3)求矩阵的特征值和特征向量;
(4)找出m个主元对应的特征值和特征向量;
(5)求出特征值的贡献率和累积贡献率。
2.核主成分分析方法在教育教学中的应用
原样本数据为河北省各高校给出的2011份答卷,为了使数据具有可比性,将数据进行了标准化处理,利用spss软件包以及matlab数学软件进行编程,对已获得的2011个样本经计算后得:相关系数矩阵(见表2),主成分/因子矩阵(见表3),可解释的总方差(见表4)。在多项式核函数中,赋值其中的核参数为:。
从表4中可以看出,只需取第一主成分进行分析即可。
3.模型结果分析
(1)主成分及其变量的关系。
Y1=0.1171x1+0.1171x2+0.1185x3+0.1171x4-0.9428x5+0.1216x6+0.1171x7+0.1171x8+0.1171x9
(2)主成分载荷分析。
在这一主成分中变量x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9都有较高的正载荷。这说明研究生教育模式跟各个专业的专业课学习有较大的联系,说明研究生教育教学跟学生的课堂教学有关,所以将此指标可以看成“学生的综合学习能力”指标。
通过上述分析,我们找到了影响研究生教育教学模式的最重要的综合指标:“学生的综合学习能力”这一指标。
四、存在的问题和解决的途径
通过以上的分析可以看出,当前的研究生教育教学模式存在以下几个问题。
一是研究生的课程设置不太合理,课程安排过于泛泛,缺乏针对性,没有充分体现出研究生课程与本科课程的区别,课程内容与实际要求联系不够紧密,培养特色不突出。
二是部分任课教师责任心不强,专业课学习以学生自学为主,教学效果很差;部分导师对学生的指导少,师生交流少,不能充分调动学生的积极性,学生学习的主动性不高。
三是学校对研究生教育的投入不足,研究生科研条件相对较弱,实验设备相对落后,图书馆、网络资源等文献资料还不能充分满足学习研究的需要;科研项目较少,论文课题来源层次较低,学生缺乏科研锻炼的机会。
四是社会与生产实践环节薄弱,学生参与社会实践与生产实践的机会少,学习与实践脱节,研究生实践能力差。目前,学校较多地注重研究生的查阅资料、课题研究及发表论文能力的培养,忽视创新与实践能力的培养。
五是研究生的学习风气和科研氛围有待提高,对学生有吸引力的学术报告、科技活动少,学生的科研激情和科研素养有待进一步加强。
六是研究生的人生观、价值观、世界观的教育有待加强,积极进取、勇于探索、甘于寂寞、锲而不舍的求学精神还没有形成主流;研究生面临着学习、就业、社会融入等心理问题,压力较大,心理健康教育和心理健康辅导工作需要进一步强化。
这些问题的存在,在很大程度上影响着研究生的培养质量,因此要在充分调研的基础上,对研究生的教育教学改革进行认真的研究,采取行之有效的措施,提高教育教学质量,至少要在以下几个方面有所突破。
(1)修订研究生培养方案,加强教改研究,加大课程改革的力度,针对不同专业设置相关合理的课程,对一些不常用的课程和陈旧的课程内容进行大力度的修改,以改善学生的知识结构,提高学生的学习效率。
(2)增加培养过程中的实践环节,增加实践教学和实习在总学时中的比重,同时请企业的专家上讲台或开设讲座,增强学生的实践教育,争取和实践近距离接触。
(3)增强任课教师的责任心,重视对学生能力的培养,教学方式要灵活,教学内容要更新,在教学活动中更加人性化,培养学生的学习兴趣,教会学生学习方法,让学生形成良好的学习习惯。
(4)学校应增加对研究生培养的投入,改善研究生培养的硬件条件。引进先进的实验设备,为学生提供良好的科研条件。
(5)加大研究生学术交流与讨论活动开展力度,多举办学术讲座,加强学术交流,邀请知名学者来校讲学,营造浓厚的学校学术氛围,提高学生的科研素质和学术素质。
(6)加强研究生思想教育,积极开展社会实践活动,使学生能够更贴近社会,使学生认识社会,亲身体会社会,了解国情;学校应该加大和社会团体、公司的合作,让学生去实践,培养其交流与合作能力。
(7)注重学生综合素质的培养,为研究生开设一些关于心理健康、人生规划等方面的课程,加强日常的心理辅导;增加综合素质的讲座,举办例如坚守诚信、名人名家成才历程介绍等活动,提高学生的科学精神。
参考文献:
[1]吴今培.基于核函数的主成分分析及应用[J].系统工程,2005,23(2):117-120.
[2]Schol korf B,Smola A,Muller K R.Nonlinear component analysis as a kernel eigenvalue problem[J].Neural Computation,1998,10(11):1299-1319.
[3]Muller K R,Mika S,Ratsch S,et al.An introduction to kernel based learning algorithms[J].IEEE Trans on Neural Network,2001,12(2):181.
[4]Twining C,Taylor C .The use of Kernel principal component analysis to model data distributions[J].Pattern Recognition,2003,36(1):217-227.
[5]Cao L J,Chua K S,Chong W K.A comparison of PCA,KPCA and ICA for dimensionality reduction in support vector machine[J].Neurocomputing.2003,(55):321-336.
[6]陈炜鸿.论导师在研究生培养中的作用[J].学位与研究生教育,2009,(12):24-27.
(责任编辑:张中)
关键词:教育教学;核主成分分析;导师;课程设置
作者简介:张军(1962-),男,河北唐山人,河北理工大学研究生学院党委书记,副教授,高级政工师,主要研究方向:高校管理与思想政治教育;万星火(1962-),男,河北理工大学理学院,教授,主要研究方向:高等数学、应用数理统计。(河北 唐山 063009)
研究生群体是未来我国科技队伍的生力军,是重要的人才资源,研究生教育担负着为国家培养现代化建设者和社会主义接班人的使命。当前,国家正在开展研究生创新计划,在目前研究生教育体制和培养模式的条件下,研究生的教学内容是否适应时代的要求,能否达到我们的教学目的,这些直接影响着我们的人才培养质量。如何进行教育教学改革,完善现行的课程设置、课程内容,这些都是值得深入研究和探讨的问题。本文拟通过对河北省部分高校(涉及理、工、农、医类院校)的研究生培养状况的实际调查,从学生对高校研究生教育教学满意程度的角度,对这些问题进行初步的探讨。
一、数据收集
本研究采用问卷调查的方式,结合河北省高校研究生教育教学现状和研究生关心的热点问题来设计答卷,对河北省部分高校的研究生进行问卷调查。共发放问卷2200份,收回2011份,其中有效问卷1864 份。经统计分析最后确定了影响研究生教育教学的主要影响因素。
答卷中题目的赋值方法如下:选出了9道题,分别将这些题中题干作为评价指标,并对这些题的选项进行量化,因为问题选项所涉及的内容就已经分出了等级。例如:导师对你的影响:(1)影响很大;(2)有一定影响;(3)一般;(4);影响不大;(5)基本无影响。该问题选项已经有了5个等级,并且这些等级之间是平等的,所以,设定(1)影响很大这一选项为数值1;(2)有一定影响设定为0.75;(3)一般设定为0.5;(4)影响不大设定为0.25;(5)基本无影响设定为0。通过这样的赋值,可以知道导师对学生的影响程度,并且这个程度也是现实中存在的,所以,这种赋值不违背常理。至于选项中没有分出等级的题目(你从导师那里获得的最重要的是:(1)知识;(2)修养;(3)方法;(4)资金)。从实际中可以看出,对于从导师那里学习到知识是很重要的,其次是方法,至于修养以及资金,是很少考虑进去的,所以对这些选项,由于重要性不同,赋知识为1,方法为0.75,修养和资金为0.25。通过这样的赋值可以看出主观性很强,但也是在现实理解意义上进行的,所以也不失客观性。这样就将答卷中文字部分予以量化了。
二、研究方法
利用多元统计分析的核主成分分析方法找出影响高校研究生教育教学的主要因素,并对最终的主成分进行实际意义的解释,最后给出河北省各高校在这个评价指标下的聚类结果,并进行分析。
三、研究结果
在问卷中学生的课程方面,现就学生的课程方面选定9个指标,接着用统计学技术—核主成分分析,找出影响学生课程的主要因素。如果想改进目前的课程教学,只需从这几个主要因素着手即可。
对于河北省各高校(2011份答卷)的情况,用SPSS13.0统计影响课程的9个指标,如表1所示:
1.核主成分分析(KPCA)理论方法
核主成分分析是将核函数和主成分分析有机地结合起来,操作简单且能提供较多信息,是解决非线性问题的一种有效方法,降维效果十分显著。基于核的主成分分析是一种非线性特征提取方法,它通过一个非线性映射将数据从输入空间映射到特征空间,然后在特征空间中进行通常的主成分分析,其中的内积运算采用一个核函数来代替。
KPCA方法的具体评价步骤:
(1)采用标准化处理方法初始化输入样本x,再通过核函数的映射,得到矩阵K;
(2)求解矩阵,其中;
(3)求矩阵的特征值和特征向量;
(4)找出m个主元对应的特征值和特征向量;
(5)求出特征值的贡献率和累积贡献率。
2.核主成分分析方法在教育教学中的应用
原样本数据为河北省各高校给出的2011份答卷,为了使数据具有可比性,将数据进行了标准化处理,利用spss软件包以及matlab数学软件进行编程,对已获得的2011个样本经计算后得:相关系数矩阵(见表2),主成分/因子矩阵(见表3),可解释的总方差(见表4)。在多项式核函数中,赋值其中的核参数为:。
从表4中可以看出,只需取第一主成分进行分析即可。
3.模型结果分析
(1)主成分及其变量的关系。
Y1=0.1171x1+0.1171x2+0.1185x3+0.1171x4-0.9428x5+0.1216x6+0.1171x7+0.1171x8+0.1171x9
(2)主成分载荷分析。
在这一主成分中变量x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9都有较高的正载荷。这说明研究生教育模式跟各个专业的专业课学习有较大的联系,说明研究生教育教学跟学生的课堂教学有关,所以将此指标可以看成“学生的综合学习能力”指标。
通过上述分析,我们找到了影响研究生教育教学模式的最重要的综合指标:“学生的综合学习能力”这一指标。
四、存在的问题和解决的途径
通过以上的分析可以看出,当前的研究生教育教学模式存在以下几个问题。
一是研究生的课程设置不太合理,课程安排过于泛泛,缺乏针对性,没有充分体现出研究生课程与本科课程的区别,课程内容与实际要求联系不够紧密,培养特色不突出。
二是部分任课教师责任心不强,专业课学习以学生自学为主,教学效果很差;部分导师对学生的指导少,师生交流少,不能充分调动学生的积极性,学生学习的主动性不高。
三是学校对研究生教育的投入不足,研究生科研条件相对较弱,实验设备相对落后,图书馆、网络资源等文献资料还不能充分满足学习研究的需要;科研项目较少,论文课题来源层次较低,学生缺乏科研锻炼的机会。
四是社会与生产实践环节薄弱,学生参与社会实践与生产实践的机会少,学习与实践脱节,研究生实践能力差。目前,学校较多地注重研究生的查阅资料、课题研究及发表论文能力的培养,忽视创新与实践能力的培养。
五是研究生的学习风气和科研氛围有待提高,对学生有吸引力的学术报告、科技活动少,学生的科研激情和科研素养有待进一步加强。
六是研究生的人生观、价值观、世界观的教育有待加强,积极进取、勇于探索、甘于寂寞、锲而不舍的求学精神还没有形成主流;研究生面临着学习、就业、社会融入等心理问题,压力较大,心理健康教育和心理健康辅导工作需要进一步强化。
这些问题的存在,在很大程度上影响着研究生的培养质量,因此要在充分调研的基础上,对研究生的教育教学改革进行认真的研究,采取行之有效的措施,提高教育教学质量,至少要在以下几个方面有所突破。
(1)修订研究生培养方案,加强教改研究,加大课程改革的力度,针对不同专业设置相关合理的课程,对一些不常用的课程和陈旧的课程内容进行大力度的修改,以改善学生的知识结构,提高学生的学习效率。
(2)增加培养过程中的实践环节,增加实践教学和实习在总学时中的比重,同时请企业的专家上讲台或开设讲座,增强学生的实践教育,争取和实践近距离接触。
(3)增强任课教师的责任心,重视对学生能力的培养,教学方式要灵活,教学内容要更新,在教学活动中更加人性化,培养学生的学习兴趣,教会学生学习方法,让学生形成良好的学习习惯。
(4)学校应增加对研究生培养的投入,改善研究生培养的硬件条件。引进先进的实验设备,为学生提供良好的科研条件。
(5)加大研究生学术交流与讨论活动开展力度,多举办学术讲座,加强学术交流,邀请知名学者来校讲学,营造浓厚的学校学术氛围,提高学生的科研素质和学术素质。
(6)加强研究生思想教育,积极开展社会实践活动,使学生能够更贴近社会,使学生认识社会,亲身体会社会,了解国情;学校应该加大和社会团体、公司的合作,让学生去实践,培养其交流与合作能力。
(7)注重学生综合素质的培养,为研究生开设一些关于心理健康、人生规划等方面的课程,加强日常的心理辅导;增加综合素质的讲座,举办例如坚守诚信、名人名家成才历程介绍等活动,提高学生的科学精神。
参考文献:
[1]吴今培.基于核函数的主成分分析及应用[J].系统工程,2005,23(2):117-120.
[2]Schol korf B,Smola A,Muller K R.Nonlinear component analysis as a kernel eigenvalue problem[J].Neural Computation,1998,10(11):1299-1319.
[3]Muller K R,Mika S,Ratsch S,et al.An introduction to kernel based learning algorithms[J].IEEE Trans on Neural Network,2001,12(2):181.
[4]Twining C,Taylor C .The use of Kernel principal component analysis to model data distributions[J].Pattern Recognition,2003,36(1):217-227.
[5]Cao L J,Chua K S,Chong W K.A comparison of PCA,KPCA and ICA for dimensionality reduction in support vector machine[J].Neurocomputing.2003,(55):321-336.
[6]陈炜鸿.论导师在研究生培养中的作用[J].学位与研究生教育,2009,(12):24-27.
(责任编辑:张中)