高校本科專業(yè)設(shè)置預(yù)測(cè)模型構(gòu)建研究

余新宏，王禮霞，許 芳，丁 潔

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230011）

本科專業(yè)是教育部門根據(jù)學(xué)科分工和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的需要設(shè)置的，它是人才培養(yǎng)規(guī)格的重要標(biāo)志。按學(xué)科專業(yè)劃分開展教學(xué)是大學(xué)與生俱來的特點(diǎn)，但隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，本科專業(yè)設(shè)置的依據(jù)和內(nèi)涵不斷豐富，且本科專業(yè)設(shè)置與社會(huì)人才需求之間的關(guān)系越來越密切，尤其在現(xiàn)階段高校畢業(yè)生就業(yè)形勢(shì)日益嚴(yán)峻的背景下，積極調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)，主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)需求是21 世紀(jì)高等教育改革與發(fā)展的主要任務(wù)。當(dāng)前?以就業(yè)為導(dǎo)向、以市場(chǎng)為中心?的高校本科專業(yè)設(shè)置理念已經(jīng)深入人心。

由于高等教育人才培養(yǎng)具有周期性，而市場(chǎng)需求具有及時(shí)性，因此，如果等到社會(huì)表現(xiàn)出對(duì)某個(gè)專業(yè)的需求時(shí)教育部門才想著去設(shè)置該專業(yè)，其結(jié)果必然是高校培養(yǎng)的人才不能滿足社會(huì)需求。這一矛盾客觀上要求高校本科專業(yè)設(shè)置必須在預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并且這種預(yù)測(cè)是一個(gè)間接預(yù)測(cè)，即在人才需求預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行本科專業(yè)設(shè)置預(yù)測(cè)[1]，以便于促進(jìn)高校教育與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，全面提高高等教育的整體效益。

1 高校本科專業(yè)設(shè)置預(yù)測(cè)模型構(gòu)建的思路

決定一個(gè)本科專業(yè)在高等院校中能否生存發(fā)展下去的關(guān)鍵因素有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技、學(xué)科專業(yè)布局、學(xué)校培養(yǎng)能力等。其中，經(jīng)濟(jì)因素可用社會(huì)需求來衡量，社會(huì)需求是高校本科專業(yè)設(shè)置的基礎(chǔ)，離開了社會(huì)需求，專業(yè)設(shè)置就失去了意義。社會(huì)因素可用國(guó)家政策來衡量，國(guó)家的相關(guān)政策有時(shí)可以決定高校相關(guān)學(xué)科和專業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，國(guó)家和地方政府的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)政策甚至可以催生相關(guān)行業(yè)，高校本科專業(yè)設(shè)置必須要建立在對(duì)國(guó)家和地方政府政策的研究基礎(chǔ)上?？茖W(xué)技術(shù)是學(xué)科存在與發(fā)展的基本指導(dǎo)因素，任何一門學(xué)科，都是科學(xué)技術(shù)體系的一個(gè)重要組成部分，因此，高校學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)的發(fā)展必然要受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展內(nèi)在邏輯的影響。學(xué)科專業(yè)布局要考慮的是某學(xué)科專業(yè)人才的供需是否平衡；在人才市場(chǎng)上，高校之間也會(huì)有某種程度的競(jìng)爭(zhēng)，高校設(shè)置專業(yè)，當(dāng)然也要考慮高等教育整體的學(xué)科專業(yè)布局。與此同時(shí)，高校本科專業(yè)設(shè)置還受到高校的培養(yǎng)能力即教育供給的制約，沒有足夠的教育供給，專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量將難以得到保證，也就不可能真正地適應(yīng)社會(huì)需求。簡(jiǎn)而言之，社會(huì)需求、國(guó)家政策、科學(xué)發(fā)展水平、學(xué)科專業(yè)布局、高校培養(yǎng)能力構(gòu)成了本科專業(yè)設(shè)置的五個(gè)坐標(biāo)軸，因此，本科專業(yè)設(shè)置預(yù)測(cè)的總模型可表示如下：

其中，W表示某專業(yè)設(shè)置，d表示該專業(yè)的社會(huì)需求，s表示該專業(yè)的人才培養(yǎng)能力，a表示與該專業(yè)發(fā)展密切相關(guān)的科學(xué)發(fā)展水平，b代表與該專業(yè)有關(guān)的國(guó)家政策，c代表該學(xué)科專業(yè)的宏觀布局。

究竟什么專業(yè)應(yīng)該增設(shè)或擴(kuò)大招生規(guī)模，什么專業(yè)應(yīng)該撤銷或縮小招生規(guī)模，最關(guān)鍵的是應(yīng)該從社會(huì)需求和高校人才培養(yǎng)能力兩方面來考慮。由此，構(gòu)建高校本科專業(yè)設(shè)置預(yù)測(cè)模型需要解決以下兩個(gè)方面問題：

1.1 人才需求和人才供給預(yù)測(cè)

按照市場(chǎng)機(jī)制的相關(guān)原理，本科專業(yè)設(shè)置不合理歸根結(jié)底是供需關(guān)系失衡的問題。本科專業(yè)設(shè)置要與人才市場(chǎng)需求相適應(yīng)，就要對(duì)未來社會(huì)人才需求和人才供給進(jìn)行科學(xué)的分析和預(yù)測(cè)。經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為，需求決定供給，有需求才能消化供給，因此，社會(huì)人才需求狀況是推動(dòng)高校進(jìn)行專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化的根本動(dòng)力，是高校本科專業(yè)設(shè)置的主要依據(jù)。對(duì)人才需求與供給的分析和預(yù)測(cè)，可通過對(duì)近年就業(yè)總體形勢(shì)、行業(yè)發(fā)展、急需人才的分析，再結(jié)合國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化情況，做出客觀的符合實(shí)際的人才需求預(yù)測(cè)，從而為高校的人才培養(yǎng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持和參考依據(jù)。研究思路是在建立若干年歷史人才需求數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，通過分析人才需求的影響因素，建立數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)未來社會(huì)人才需求的總量和結(jié)構(gòu)[2]。

根據(jù)以上分析，本文設(shè)計(jì)的未來社會(huì)人才需求和人才供給預(yù)測(cè)模型理論框架如圖1 所示。

圖1 人才供需預(yù)測(cè)模型框架

1.2 評(píng)估高校培養(yǎng)能力，進(jìn)行高校人才供給能力預(yù)測(cè)

教育資源是本科專業(yè)設(shè)置的重要基礎(chǔ)，為保證人才培養(yǎng)的質(zhì)量，避免出現(xiàn)或加劇專業(yè)重復(fù)設(shè)置問題，有必要組織專門人員對(duì)目標(biāo)專業(yè)進(jìn)行專業(yè)師資力量、專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模、專業(yè)教學(xué)水平、辦學(xué)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)設(shè)備等軟硬件方面以及專業(yè)科研能力的綜合評(píng)估，以明確該專業(yè)的人才培養(yǎng)能力（見圖2）。研究思路是在建立高校本科人才供給數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)高校本科人才供給的影響因素，建立數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)未來的高校人才供給能力。

圖2 高校培養(yǎng)能力評(píng)估維度

2 高校本科專業(yè)設(shè)置預(yù)測(cè)模型的實(shí)現(xiàn)

2.1 建立分行業(yè)的人才需求預(yù)測(cè)模型

由于人才需求受到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、教育和科技發(fā)展等多方面因素的影響，而且這些因素對(duì)人才需求量的影響一般來說并不是線性的。因此，本文使用基于灰色關(guān)聯(lián)分析的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人才需求預(yù)測(cè)模型，該預(yù)測(cè)模型對(duì)于探尋多因素影響的變量之間的關(guān)系具有獨(dú)到之處。它不僅可以提高預(yù)測(cè)精度，而且具有很強(qiáng)的模型適應(yīng)能力，是解決非線性問題的一種有效方法[3]。但因人才需求的影響因素較多，若直接采用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合人才需求量與指標(biāo)間的關(guān)系比較困難，所以采用灰色理論的關(guān)聯(lián)分析方法來確定主要因素變量，建立基于灰色關(guān)聯(lián)序的BF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人才需求預(yù)測(cè)模型，并以最后的預(yù)測(cè)精度來判斷指標(biāo)選擇的好壞。具體建模步驟如下：

（1）根據(jù)基于灰色關(guān)聯(lián)序的動(dòng)態(tài)指標(biāo)模型，計(jì)算得出指標(biāo)體系關(guān)于人才需求量X0的關(guān)聯(lián)序，并將指標(biāo)按關(guān)聯(lián)序大小排序，設(shè)排序后得到的指標(biāo)順序?yàn)闉榻?jīng)過預(yù)篩選后的指標(biāo)個(gè)數(shù)）。

（2）根據(jù)趨勢(shì)外推法，對(duì)人才需求預(yù)測(cè)系統(tǒng)的各指標(biāo)分別預(yù)測(cè)其年，……年的值，設(shè)加入預(yù)測(cè)值后的指標(biāo)向量仍為

（3）根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，設(shè)定指標(biāo)數(shù)量選擇范圍為[l,h],l、h均為正整數(shù)，且l1，h不超過指標(biāo)的樣本數(shù)。

（4）為壓縮數(shù)據(jù)間的冗余，選擇前l(fā) 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到前m個(gè)主成分為,對(duì)應(yīng)的荷載因子向量為

（7）利用訓(xùn)練集數(shù)據(jù)，運(yùn)用MATLAB 軟件建立m-s-1 結(jié)構(gòu)的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

（8）將測(cè)試集輸入建立好的BP 網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算BP 網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)精度。

2.2 對(duì)分學(xué)科專業(yè)的高校人才供給預(yù)測(cè)模型的選擇

由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)口徑的限制，在影響高校人才供給能力的因素中，很多數(shù)據(jù)存在缺失，故關(guān)于分學(xué)科專業(yè)的高校人才供給預(yù)測(cè)模型，目前常采用時(shí)間序列外推模型、多元線性回歸、灰色預(yù)測(cè)模型及支持向量機(jī)回歸模型。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，運(yùn)用支持向量機(jī)回歸模型對(duì)高校畢業(yè)生供給人數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，其結(jié)果具有精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。因而支持向量機(jī)回歸模型可以作為高校本科畢業(yè)生供給預(yù)測(cè)的有效工具。支持向量機(jī)回歸模型構(gòu)建步驟如下：

（1）構(gòu)建樣本集，并將樣本集劃分為訓(xùn)練集合測(cè)試集。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)樣本集和核函數(shù)建立ε-SVR 目標(biāo)函數(shù)。

（2）修改訓(xùn)練集和測(cè)試集中數(shù)據(jù)的格式，并使用Libssvm 軟件中的scmscale.exe 工具對(duì)訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化。其中，歸一化的公式為：

這里，為第k個(gè)樣本的第i維歸一化數(shù)值，xki為實(shí)際值，為變換后區(qū)間上限。本模型中為變換后區(qū)間下限；本模型中為輸入向量維數(shù)，p為樣本數(shù)。

（4）采用最佳參數(shù)C和g對(duì)整個(gè)訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練并獲SVR 模型。

（5）利用測(cè)試基數(shù)據(jù)對(duì)已獲取模型進(jìn)行誤差檢驗(yàn)。

2.3 基于邏輯斯蒂回歸的高校人才培養(yǎng)能力預(yù)測(cè)模型

高校人才培養(yǎng)能力的預(yù)測(cè)模型公式如下所示：

其中，因變量為一個(gè)二元分類變量，有兩個(gè)變量值（1 或0），其中?1?代表強(qiáng)，?0?代表弱。?代表對(duì)高校人才培養(yǎng)能力的解釋變量，包括師資力量、科研能力、辦學(xué)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)資源等。各個(gè)系數(shù)表示解釋變量對(duì)高校人才培養(yǎng)能力的影響。

2.3.1 因變量

本部分考察的是高校人才培養(yǎng)能力。其信息來自對(duì)?目前就您所知，您所在專業(yè)的人才培養(yǎng)能力如何?這一問題的回答。該問題有兩個(gè)選項(xiàng)，分別是：（1）相對(duì)較強(qiáng)；（2）相對(duì)較弱。將上述兩個(gè)選項(xiàng)依次賦值1、0，當(dāng)作本研究的因變量?人才培養(yǎng)能力??？梢?，本部分的因變量?人才培養(yǎng)能力?是一個(gè)二元分類變量。

2.3.2 解釋變量

（1）師資力量。這方面的信息來自對(duì)?就您所學(xué)專業(yè)，以下項(xiàng)目的狀況如何？請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)數(shù)字下面畫‘√’?這一問題的回答。這一問題包括專任教師數(shù)、師生比、教師職稱結(jié)構(gòu)、教師年齡結(jié)構(gòu)、教師學(xué)歷結(jié)構(gòu)5 個(gè)項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目均用李克特五分量表形式列出。具體見表1。

表1 師資力量情況調(diào)查項(xiàng)目

專任教師數(shù)和師生比對(duì)教育教學(xué)質(zhì)量有著重要的影響。師生比是指專任教師數(shù)與在校生人數(shù)之比，如果師生比較高，說明師資較為充足，專業(yè)規(guī)模還有擴(kuò)大的空間；如果師生比較低，則表明師資相對(duì)短缺，擴(kuò)大專業(yè)規(guī)模相對(duì)困難。教師職稱結(jié)構(gòu)主要考察正副教授占教師總數(shù)的比例。教師學(xué)歷結(jié)構(gòu)主要考察擁有博士學(xué)位的教師占教師總數(shù)的比例。教師年齡結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，我們?cè)O(shè)Ra為最佳年齡區(qū)以下的教師人數(shù)，Rb為最佳年齡區(qū)的教師人數(shù)，Rc為最佳年齡區(qū)以上的教師人數(shù)，結(jié)果可能出現(xiàn)以下幾種情況：

（2）辦學(xué)經(jīng)費(fèi)。這方面信息來自對(duì)?就您所學(xué)專業(yè)，以下項(xiàng)目的狀況如何？請(qǐng)?jiān)趯?duì)應(yīng)數(shù)字下面畫‘√’?這一問題的回答。辦學(xué)經(jīng)費(fèi)包括行政撥款、社會(huì)捐贈(zèng)、學(xué)校創(chuàng)收3 個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目均用李克特五分量表形式列出。具體見表2。

表2 辦學(xué)經(jīng)費(fèi)情況調(diào)查項(xiàng)目

（3）科研能力。這方面的信息來自于對(duì)?就您所學(xué)專業(yè)，以下項(xiàng)目的狀況如何？請(qǐng)?jiān)趯?duì)應(yīng)數(shù)字下面畫‘’?這一問題的回答。這一問題包括教師人均專著、教師人均國(guó)內(nèi)外論文、教師人均課題、教師人均科研經(jīng)費(fèi)4 個(gè)項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目均用李克特五分量表形式列出。具體見表3。

表3 科研能力情況調(diào)查項(xiàng)目

（4）教學(xué)資源。這方面的信息來自于對(duì)?就您所學(xué)專業(yè)，以下項(xiàng)目的狀況如何？請(qǐng)?jiān)趯?duì)應(yīng)數(shù)字下面畫‘√’?這一問題的回答。這一問題包括圖書資料、教學(xué)用房、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、校舍場(chǎng)地4 個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目均用李克特五分量表形式列出。具體見表4。

表4 教學(xué)資源情況調(diào)查項(xiàng)目

3 總結(jié)

高等教育人才培養(yǎng)具有周期性，要實(shí)現(xiàn)高校本科專業(yè)設(shè)置與社會(huì)需求的良性互動(dòng)，有必要建立有效的預(yù)測(cè)機(jī)制，以提高高校本科專業(yè)設(shè)置的科學(xué)性和前瞻性。因此，根據(jù)社會(huì)人才需求的變化趨勢(shì)開展高校本科專業(yè)設(shè)置與調(diào)整預(yù)測(cè)，為國(guó)家和高校前瞻性地調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化專業(yè)布局提供科學(xué)依據(jù)，避免高校本科專業(yè)設(shè)置與調(diào)整的盲目性和隨意性，是非常必要的。