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高職教育課程設置關(guān)聯(lián)性的實(shí)證研究
【 標 題】高職教育課程設置關(guān)聯(lián)性的實(shí)證研究
【 作 者】王齊＠①
【作者簡(jiǎn)介】王齊＠①(1969-)，女，高級講師 浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎部 杭州 311112
【內容提要】采用主成份因素分析和多因子典型相關(guān)分析方法，對高職某專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的10門(mén)課程成績(jì)進(jìn)行了統計分析，結果顯示(1)學(xué)生課程學(xué)習情況可由四個(gè)主成份來(lái)反映；(2)基礎課程、專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程與專(zhuān)業(yè)課程成績(jì)呈顯著(zhù)相關(guān)。研究結果對揭示課程設置的內在關(guān)聯(lián)性，為課程設置的科學(xué)化、最優(yōu)化提供理論依據。
【摘 要 題】課程建設
【關(guān) 鍵 詞】高職教育/課程設置/主成份因素分析/多因子典型相關(guān)分析/DPS
【 正 文】
中圖分類(lèi)號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-234X(2003)01-0041-04
在高職教學(xué)中，一些學(xué)生甚至教師常常會(huì )產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)：作為培養高級應用性技術(shù)人才的高職院校，學(xué)生是否有必要在學(xué)校理論學(xué)習階段學(xué)習諸如高等數學(xué)之類(lèi)的課程，基礎課、專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課與以后的專(zhuān)業(yè)課程有無(wú)直接的關(guān)聯(lián)？一些教師憑多年教學(xué)的經(jīng)驗直覺(jué)，認為專(zhuān)業(yè)課程成績(jì)較好者往往基礎課程成績(jì)也較好，對課程之間關(guān)系的認識也僅僅停留在感性認識上。課程之間到底存在什么聯(lián)系，尚未有一個(gè)理論上的證實(shí)。為了挖掘高職教育課程設置的內在聯(lián)系，本文將從主成份因素分析和多因子典型相關(guān)分析方法的基本原理出發(fā)，選取我院高職公路與橋梁專(zhuān)業(yè)學(xué)生作為實(shí)證研究對象，通過(guò)分析以期揭示課程設置的內在關(guān)聯(lián)性，為課程設置的科學(xué)化、最優(yōu)化提供理論參考依據。
1 主成份因素分析和多因子典型相關(guān)分析方法[1-2]
1.1 主成份因素分析法
主成份(Principal Components)分析法是一種數學(xué)變換方法。它把給定的一組變量x[,1],x[,2]，…，x[,K]，通過(guò)線(xiàn)性變換轉換為一組不相關(guān)的變量y[,1],y[,2]，…，y[,K]。在變換中保持變量的總方差（x[,1],x[,2]，…，x[,K]的方差之和）不變，同時(shí)，使y[,1]具有最大方差，稱(chēng)為第一主成份；y[,2]具有次大方差，稱(chēng)為第二主成份；依次類(lèi)推。其實(shí)質(zhì)是以較少成份解釋原始變量變異量較大部分，成份變異量通常以特征值(Eigenvalues)表示。
本文采用這種方法，以達到簡(jiǎn)化觀(guān)測及評價(jià)系統的目的。
假定觀(guān)測n個(gè)個(gè)體（樣本）在k個(gè)指標下的數值（或者用這k個(gè)指標來(lái)評價(jià)n個(gè)對象），就可得到數據矩陣x[,kxn](k＜n)：
附圖寫(xiě)成矩陣形式為
X=AY+e
其中X,Y,e均為k維向量，A為k×k負荷矩陣，e為誤差向量，可將上式改寫(xiě)為
X=∧F+E
這里的X含義與上式相同，但F稱(chēng)為公共因素，是一個(gè)n維列向量(n＜k)，∧是k×n矩陣，E是一個(gè)k維向量，它包括了特殊因素和誤差項。這些主成份因素的提取，目前可借助統計軟件方便地求取，SPSS統計軟件包即是國際上普遍采用的分析工具之一。它是根據上述原理來(lái)進(jìn)行分析并運算。
1.2 多因子典型相關(guān)分析法[2,5]
典型相關(guān)分析法(canonical correlation analysis)是研究?jì)山M變量之間相關(guān)關(guān)系的一種統計方法。它設有兩組變量：
附圖
2 課程設置關(guān)聯(lián)性的實(shí)證研究
從我院設置的專(zhuān)業(yè)中，選取教育部重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)——公路與橋梁專(zhuān)業(yè)作為實(shí)證研究對象，并從該專(zhuān)業(yè)設置的課程中以基礎課程、專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程、專(zhuān)業(yè)課程三個(gè)層面選取了10門(mén)課程的成績(jì)?yōu)樵紨祿�，分別為高等數學(xué)成績(jì)(x[,1])、工程力學(xué)成績(jì)(x[,2])、工程制圖成績(jì)(y[,1])、測量學(xué)成績(jì)(y[,2])、道路建筑材料成績(jì)(y[,3])、橋涵水力水文成績(jì)(z[,1])、路基路面工程成績(jì)(z[,2])、橋梁工程成績(jì)(z[,3])、公路工程管理成績(jì)(z[,4])和隧道工程成績(jì)(z[,5])。分別記為X=(x[,1],x[,2]);Y=(y[,1],y[,2],y[,3]);Z=(z[,1],z[,2],z[,3],z[,4],z[,5])
2.1 研究對象
選取我院2002屆及以前公路與橋梁專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的高職專(zhuān)業(yè)學(xué)生共356人，其中男276人，女80名。
2.2 數據獲取與處理
所有統計分析數據均來(lái)源于學(xué)院教務(wù)處和學(xué)院檔案室保存的該專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)籍檔案，用Excel匯編成數據庫，應用計算機軟件SPSS11.0與DPS進(jìn)行處理[3-5]。
3 結果與分析
3.1 主成份因素分析
對10門(mén)課程進(jìn)行主成份因素分析，其KMO值(Kaiser-Meyer-Olkin)為0.885,Bartlett's球形檢驗的X[2]值為1260.868（自由度為45），達到顯著(zhù)水平(p＜0.01)，代表數據樣本的相關(guān)矩陣間有共同因素存在，適合進(jìn)行主成份因素分析[3]。
調入10門(mén)課程成績(jì)的原始數據，以主成份分析法并配合最大變異法(Varimax)行正交轉軸，抽取特征值大于1的3個(gè)因素，其特征值分別為4.444、1.130、0.924、0.699，其解釋變量為44.440%、11.298%、9.244%、6.994%，累積的解釋變異量為71.977%。詳見(jiàn)表1。
表1 10門(mén)課程成績(jì)的主成份因素分析
主成份 特征值 貢獻率（％） 累積貢獻率（％）
1 4.444 44.440 44.440
2 1.130 11.298 53.738
3 0.924 9.244 64.982
4 0.699 6.994 71.977
根據因子成份矩陣(Component Matrix)， 四個(gè)主成份構成為：
附圖
3.2 主成份意義及其解釋
第一主成份C[,1]中所有基礎課程X、專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程Y和專(zhuān)業(yè)課程Z的每一個(gè)變量的系數都是正值，并且相差也不大，C[,1]反映了學(xué)生在整個(gè)學(xué)習階段的學(xué)習狀況，可以將C[,1]作為評價(jià)學(xué)生學(xué)習狀況的依據。
第二主成份C[,2]中，z[,1]、y[,3]、z[,2]、z[,4]和z[,5]的系數為正值，且z[,1]、z[,5]系數較大，y[,2]、x[,2]、x[,1]、y[,1]、z[,3]的系數是負值，說(shuō)明C[,2]反映了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課與其他基礎課成績(jì)的差異。
第三主成份C[,3]中，z[,1]、y[,3]、y[,2]、x[,2]、x[,1]、z[,5]和y[,1]的系數為正值，且x[,2]、z[,5]、y[,1]系數較大，而z[,3]、z[,2]系數較大且為負值，反映了學(xué)生的基礎課與專(zhuān)業(yè)課成績(jì)的差異。第二、第三主成份可作為度量學(xué)生學(xué)習習慣與風(fēng)氣的依據。
第四主成份C[,4]中，專(zhuān)業(yè)課程Z的系數均為正值，可以認為主要反映了學(xué)生畢業(yè)時(shí)的學(xué)習狀況。
通過(guò)上述研究分析，筆者認為可在實(shí)際應用中將第一主成份作為反映學(xué)生學(xué)習情況和教師的教學(xué)情況的指標，第二、第三主成份用來(lái)反映學(xué)生學(xué)習風(fēng)氣的指標，第四主成份可用作學(xué)生畢業(yè)時(shí)自我評價(jià)的指標。
3.3 多因子典型相關(guān)分析
根據社會(huì )科學(xué)的研究實(shí)踐經(jīng)驗，兩個(gè)變量集團之間的關(guān)系是非常復雜的。因此，以前在這方面的研究也大多局限于因子對因子之間的相關(guān)分析水平上。本研究運用多因子典型相關(guān)分析法，這對了解課程設置中基礎課程(X)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程(Y)與專(zhuān)業(yè)課程(Z)多因子之間的復雜多樣的互作關(guān)系是十分有意義的。
分別對基礎課程(X)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程(Y)和專(zhuān)業(yè)課程(Z)兩組指標作典型相關(guān)分析。運用文獻[5]中的DPS軟件，計算可得如下典型相關(guān)系數及典型相關(guān)系數檢驗，分析數據見(jiàn)表2。
表2 典型相關(guān)分析表
附圖
3.4 典型相關(guān)分析意義及其解釋
從表2可知，對于所討論的每一對分析變量組，第一個(gè)典型相關(guān)系數均呈顯著(zhù)，有統計意義。對不顯著(zhù)的典型相關(guān)系數所對應的典型變量，本文不再討論。
基礎課程(X)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程(Y)的第一典型相關(guān)系數是0.675，也就是說(shuō)，基礎課程的第一典型變量U[,1]對專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程的第一典型變量V[,1]的影響很大，而在U[,1]中起主要作用的是x[,2]（工程力學(xué)），其次是x[,1]（高等數學(xué)），在V[,1]中，起主要作用的是y[,2]（測量學(xué)）。分析的第一個(gè)結論是：工程力學(xué)和高等數學(xué)的學(xué)習情況對測量學(xué)的學(xué)習有很大的影響。
基礎課程(X)與專(zhuān)業(yè)課程(Z)的第一典型相關(guān)系數是0.623，即基礎課程的第一典型變量U[,1]和專(zhuān)業(yè)課程(Z)的第一典型變量間的關(guān)系也較大。同時(shí)，在U[,1]中起主要作用的仍為x[,2]（工程力學(xué)），在V[,1]中起作用的依次是z[,1]（橋涵水力水文）、z[,2]（路基路面工程）、z[,4]（公路工程管理）和z[,3]（橋梁工程），而z[,5]（隧道工程）的作用不大。所以可以說(shuō)工程力學(xué)、高等數學(xué)對學(xué)習專(zhuān)業(yè)課程橋涵水力水文、路基路面工程、公路工程管理、橋梁工程有較大的促進(jìn)作用，而與隧道工程關(guān)系則相對不大。
專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程(Y)與專(zhuān)業(yè)課程(Z)的第一典型相關(guān)系數是0.753，可見(jiàn)Y與Z的第一典型相關(guān)變量之間有很強的相關(guān)性。在U[,1]中y[,1]的系數很小，而在V[,1]中z[,3]與z[,5]的系數很小，且z[,5]的系數為負數，于是我們認為專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程中y[,2]、y[,3]與專(zhuān)業(yè)課程中z[,1]、z[,2]、z[,4]有較大的關(guān)聯(lián)性。
從上述分析可知，X與Y,Y與Z的第一典型變量間的關(guān)系都很大，我們可以得出下述結論：學(xué)習工程力學(xué)與高等數學(xué)，對訓練公路與橋梁專(zhuān)業(yè)學(xué)生的思維與計算能力，對學(xué)好后續的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課程與專(zhuān)業(yè)課程有很大幫助。所以對于學(xué)生來(lái)說(shuō)，對學(xué)校開(kāi)設的每一門(mén)課程，特別是基礎課程，都要給予充分的重視，而不能抱有基礎課程對以后的工作沒(méi)多大關(guān)系，只要學(xué)好專(zhuān)業(yè)課就行了的錯誤想法。
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