基于因子分析和聚類分析的學生成績評價對預(yù)防醫(yī)學專業(yè)人才培養(yǎng)的探討

許小琴，陳禮彬

(1.福建醫(yī)科大學教務(wù)處，福建 福州 350122； 2.福建醫(yī)科大學省立臨床醫(yī)學院/福建省立醫(yī)院兒科，福建 福州 350100)

預(yù)防醫(yī)學本科教育為我國培養(yǎng)著大批高素質(zhì)的公共衛(wèi)生人才。目前，我國高等醫(yī)學院校預(yù)防醫(yī)學專業(yè)本科教育體系基本沿用傳統(tǒng)的教學模式，課程分為必修課程和選修課程。其中，必修課程一般由公共基礎(chǔ)課程、基礎(chǔ)醫(yī)學課程、臨床醫(yī)學課程、預(yù)防醫(yī)學專業(yè)課程組成[1]。隨著公共衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展以及新發(fā)傳染病的出現(xiàn)，預(yù)防醫(yī)學人才培養(yǎng)模式不斷改革創(chuàng)新[2]。人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學效果是衡量人才發(fā)展的重要方面，目前已成為教育工作者重點關(guān)注的問題。

福建醫(yī)科大學是一所以醫(yī)學為主，相關(guān)多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的省屬高等醫(yī)學本科院校。該校預(yù)防醫(yī)學專業(yè)緊緊圍繞我國公共衛(wèi)生問題，根據(jù)《普通高等學校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹(2012年)》進行培養(yǎng)方案修訂和課程設(shè)置調(diào)整。筆者利用因子分析和聚類分析對該校預(yù)防醫(yī)學本科專業(yè)學生的課程成績進行研究，綜合評價學生素質(zhì)能力，旨在反映出教與學各方面隱藏的特征和規(guī)律，為學生的就業(yè)發(fā)展、優(yōu)化學科建設(shè)及人才培養(yǎng)提供參考依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象和變量的選取

本研究選取福建醫(yī)科大學2015級五年制預(yù)防醫(yī)學專業(yè)175名學生作為研究對象，收集其大學五年期間47門必修課課程的學習成績作為研究對象，課程成績均為百分制。其中，大學英語和體育分別取4個學期的平均成績。課程成績以第一次考試的初試成績?yōu)橹鳎瑢τ谌笨肌⒕徔嫉仍騽t以學生補考成績記錄。

1.2 數(shù)據(jù)處理方法

運用Excel 2010核對、整理數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)庫，再將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS 26.0統(tǒng)計軟件進行因子分析和聚類分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 分析和結(jié)果

2.1 適用性檢驗

采用KMO檢驗和Bartlett球形檢驗對變量之間的相關(guān)性進行分析，結(jié)果顯示，KMO統(tǒng)計值為0.945>0.7，提示本研究數(shù)據(jù)適宜進行因子分析；Bartlett球形檢驗卡方值為5 630，且P值<0.001,說明成績變量之間的偏相關(guān)性較強，變量選取合理(表1)。

表1 KMO和Bartlett球形檢驗

2.2 提取公因子

應(yīng)用主成分分析法提取公因子，方差分析結(jié)果見表2(限于篇幅，該表僅列出前9個特征值及其對應(yīng)的方差)，本研究選取前9個公因子進行后續(xù)分析(其特征值均大于1，累積貢獻率為71.538%)，表明所提取的9個公因子可解釋原始成績變量71.538%的信息。

表2 因子解釋的總方差

2.3 公因子的命名、解釋和歸納

為了突出因子載荷，使用最大方差法得到旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣，以因子載荷大于0.50為標準，可以找出影響各因子的主要變量(見表3)。結(jié)果顯示：第一公因子(F1)在衛(wèi)生法學、衛(wèi)生毒理學、社會醫(yī)學、流行病學、環(huán)境衛(wèi)生學等課程有較大的載荷，而這些課程是預(yù)防醫(yī)學專業(yè)的主干課程，主要培養(yǎng)學生掌握公共衛(wèi)生和疾病預(yù)防知識的核心能力，將第一公因子命名為“公共衛(wèi)生能力因子”。醫(yī)學物理學、基礎(chǔ)化學、醫(yī)用高等數(shù)學、細胞生物學、系統(tǒng)解剖學、組織學與胚胎學等課程在第二公因子(F2)的載荷系數(shù)較大。這些課程反映學生的數(shù)理能力、邏輯思維能力和記憶能力，是學好專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)，可將該因子解釋為“公共基礎(chǔ)能力因子”。第三公因子(F3)在醫(yī)學免疫學、病理學、病理與生理學、藥理學以及機能學實驗等專業(yè)基礎(chǔ)課程中有較大的載荷，反映學生掌握正常人體結(jié)構(gòu)和功能以及病理改變機制等知識程度，因此將該因子命名為“基礎(chǔ)醫(yī)學能力因子”。第四公因子(F4)在內(nèi)科學、外科學、婦產(chǎn)科、兒科學、臨床診斷學及傳染病學有較大載荷，反映學生掌握臨床醫(yī)學基本理論知識和臨床思維能力，因此將該因子命名為“臨床醫(yī)學綜合能力”。第五公因子(F5)在計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程有較大載荷，反映學生的計算機應(yīng)用能力，將該因子命名為“計算機應(yīng)用能力因子”。第六公因子(F6)在衛(wèi)生管理學、衛(wèi)生監(jiān)督學等課程有較大載荷，反映學生的衛(wèi)生管理能力，將該因子命名為衛(wèi)生管理能力因子。第七公因子(F7)在毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、中國近現(xiàn)代史、醫(yī)學倫理學等課程有較大載荷，反映學生掌握人文社會科學知識能力，將該因子命名為“通識教育素養(yǎng)能力因子”。第八公因子(F8)在英語等課程有較大載荷，反映學生的英語語言能力，將該因子命名為“英語語言能力因子”。第九公因子(F9)在體育課程有較大載荷，反映學生的身體素質(zhì)能力，將該因子命名為“身體素質(zhì)能力因子”。

表3 公因子及其對應(yīng)的課程表

2.4 計算每個學生的綜合得分并進行評價

根據(jù)9個公因子得分，以公因子的方差貢獻率占累計貢獻率的比重作為權(quán)重計算得出每個學生的綜合得分F，即綜合得分的表達式為：

F=0.282F1+0.206F2+0.157F3+0.121F4+0.060F5+0.050F6+0.046F7+0.038F8+0.038F9

由此可以算出每位學生的綜合得分及其排名，可看出每個學生在不同學科能力上的差異。學號為24，87，174，34，18，36，44，175，29，39等10位學生由因子分析法得到的綜合得分最好，而學號為145，126，77，127，46，96，129，106，157，114等10位學生因子綜合得分最低。將因子分析綜合得分排名與傳統(tǒng)成績排名對比，我們發(fā)現(xiàn)二者并不完全相同，但大多數(shù)學生的兩種排序方式得到的結(jié)果差距較小，說明因子分析法對175名學生的成績綜合評價可信度較高。

2.5 聚類分析

在得到綜合成績的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)聚類法對175名學生進行聚類分析。學生總體分為3類，不同類別學生存在不同的能力差異。第一類學生：有92名，占總?cè)藬?shù)的52.57%，這類學生公共基礎(chǔ)學習能力和計算機應(yīng)用能力較強，而醫(yī)學基礎(chǔ)知識和公共衛(wèi)生能力一般，身體素質(zhì)較差。第二類學生：有77名，占總?cè)藬?shù)的44.00%，這類學生公共衛(wèi)生能力最強，掌握醫(yī)學基礎(chǔ)知識和公共衛(wèi)生理論知識扎實，醫(yī)學基礎(chǔ)知識和臨床綜合能力較強，但衛(wèi)生管理能力和計算機應(yīng)用能力相對不足。第三類學生：僅有6名，占總?cè)藬?shù)的3.43%，這類學生基礎(chǔ)醫(yī)學能力和臨床綜合能力較強，衛(wèi)生管理能力較突出，但公共衛(wèi)生能力和通識教育素養(yǎng)能力相對較差。

3 結(jié)論

3.1 統(tǒng)計結(jié)果討論

考試成績是直接反映學生掌握知識程度和教學效果的重要指標，同時也是學生升學、獎學金評定、推薦就業(yè)等工作的參考依據(jù)[2]。傳統(tǒng)的學習成績評價單純的以績點或加權(quán)平均分給學生進行綜合排名，這種方法忽略了學科的內(nèi)在聯(lián)系以及學生的個體差異，不利于學科建設(shè)、人才培養(yǎng)及教學質(zhì)量的提高。隨著計算機科學技術(shù)的發(fā)展，多元統(tǒng)計分析方法越來越多地應(yīng)用教育領(lǐng)域[3-5]。因子分析是多元統(tǒng)計學中的一種重要方法，由英國心理學家C.E.斯皮爾曼提出。其主要特征是利用少數(shù)公共因子去反映原始變量的絕大部分信息，探索出不易觀察的潛在因素[6]。而聚類分析是研究分類的基本方法，通過對個體數(shù)據(jù)顯示的特征將個體進行分類，將最相似的個體分到一起，從而形成有特征的類別。

本研究利用因子分析法對175名預(yù)防醫(yī)學專業(yè)學生的課程成績進行降維處理，挖掘出影響學生知識和能力的九個潛在因子：公共衛(wèi)生能力因子、公共基礎(chǔ)課能力因子、基礎(chǔ)醫(yī)學能力因子、臨床醫(yī)學綜合能力因子、計算機應(yīng)用能力因子、衛(wèi)生管理能力因子、通識教育素養(yǎng)能力因子、英語語言能力因子以及身體素質(zhì)能力因子，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建變量的綜合得分函數(shù)計算學生的綜合成績，然后應(yīng)用聚類分析將學生分為3類，并對各類學生成績進行深入分析。相對于傳統(tǒng)評分標準，因子分析和聚類分析結(jié)果可以看出不同學生在不同學科能力上的差異，客觀了解學生的特點及發(fā)展?jié)摿Γ兄卺槍π缘匾龑?dǎo)學生挖掘潛能及其就業(yè)發(fā)展。這種評價以學生為出發(fā)點，了解學生在不同方面的能力差異并對其進行綜合評價，有助于教師因材施教及其他教學工作的開展[5-6]。

3.2 建議及對策

根據(jù)人才培養(yǎng)方案，我校預(yù)防醫(yī)學專業(yè)旨在培養(yǎng)公共衛(wèi)生領(lǐng)域應(yīng)用型人才。本研究應(yīng)用多元統(tǒng)計方法對預(yù)防醫(yī)學專業(yè)學生成績進行了系統(tǒng)分析與評價。這種評價方法不僅反映學生的特點和能力，而且對學科建設(shè)、課程設(shè)置、學生就業(yè)等有啟示意義。

3.2.1 優(yōu)化課程設(shè)置

課程設(shè)置是專業(yè)人才培養(yǎng)的核心，科學、合理的課程體系設(shè)置是培養(yǎng)合格人才的關(guān)鍵[7]。本研究對175名預(yù)防醫(yī)學專業(yè)學生的課程成績進行因子分析，挖掘出影響學生知識和能力的九個潛在因子，反映了課程學科之間的內(nèi)在聯(lián)系，體現(xiàn)課程設(shè)置對學生能力培養(yǎng)的要求。我校預(yù)防醫(yī)學專業(yè)課程體系設(shè)置沿用傳統(tǒng)“四位一體”課程結(jié)構(gòu)，即為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、醫(yī)學基礎(chǔ)課、預(yù)防醫(yī)學專業(yè)課。從以上分析結(jié)果來看，提取的公因子能夠較為全面地反映人才培養(yǎng)方案中課程設(shè)置對學生能力的培養(yǎng)要求，這與傳統(tǒng)預(yù)防醫(yī)學專業(yè)課程結(jié)構(gòu)體系基本相一致[8]。然而，本研究中僅對必修課課程成績進行分析，而在培養(yǎng)學生個性發(fā)展的選修課以及培養(yǎng)學生實踐能力環(huán)節(jié)方面沒有納入研究，無法體現(xiàn)人才培養(yǎng)方案中選修課課程和實踐環(huán)節(jié)對學生創(chuàng)新意識、實踐能力和科研能力的培養(yǎng)要求。今后在專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂中應(yīng)充分調(diào)研、了解社會對人才培養(yǎng)的能力要求。課程設(shè)置和教學內(nèi)容應(yīng)根據(jù)社會需求做出相應(yīng)調(diào)整和優(yōu)化，優(yōu)化課程設(shè)置，合理安排課程,以滿足公共衛(wèi)生事業(yè)和疾病預(yù)防對公共衛(wèi)生人才發(fā)展的需求[9-10]。

3.2.2 開展專業(yè)思想教育

預(yù)防醫(yī)學專業(yè)主要是培養(yǎng)公共衛(wèi)生人才，但本研究中僅有44%的學生公共衛(wèi)生能力突出，大部分學生存在偏科現(xiàn)象，各方面能力不是很均衡，側(cè)面反映人才培養(yǎng)目標與實際培養(yǎng)效果存在一定差異，提示學校應(yīng)深入分析調(diào)研，找出原因；優(yōu)化學科建設(shè)，加強學生專業(yè)思想教育，積極與學生溝通交流，重視基礎(chǔ)學科的學習，促進學生均衡發(fā)展，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

3.2.3 引導(dǎo)學生就業(yè)方向

目前高校主要采用績點或加權(quán)平均分來評價學生成績，具有一定的局限性。利用多元統(tǒng)計學方法對學生進行綜合評價，有助于學生了解自己的優(yōu)勢和劣勢，引導(dǎo)學生進行就業(yè)或繼續(xù)深造學習。從聚類分析結(jié)果來看，第一類學生公共基礎(chǔ)課程成績較理想，計算機應(yīng)用能力較強，其在職業(yè)選擇上范圍較廣泛，適合考取公務(wù)員等單位或進入企業(yè)工作；第二類學生各學科較均衡發(fā)展，公共衛(wèi)生能力較強，適合考取研究生進行深造學習或進入公共衛(wèi)生領(lǐng)域就業(yè)；第三類學生臨床醫(yī)學綜合能力和衛(wèi)生管理能力比較突出，學生可應(yīng)聘一些管理類崗位，適合醫(yī)院等行政部門工作。學生在就業(yè)選擇上應(yīng)充分考慮自己的能力和優(yōu)勢，選擇適合自己的就業(yè)方向。學校應(yīng)有針對性引導(dǎo)學生就業(yè)，擴大學生就業(yè)面，讓學生選擇適合自己的就業(yè)方面[11]。

總之，因子分析法和聚類分析作為一種重要的多指標綜合評價方法能夠客觀地了解學生的特點和能力差異，分析學生成績與課程設(shè)置的關(guān)系，驗證專業(yè)培養(yǎng)方案對人才培養(yǎng)的要求，從而更好地指導(dǎo)教學工作。