基于ISM的工科来华留学生教学体系结构解析

□翟风杰 张 磊

一、引言

来华留学生教育是我国教育事业的重要组成部分之一。进入新世纪，来华留学生规模持续扩大。2012年，共有来自200个国家和地区的328,330名各类外国留学人员分布在全国31个省、自治区、直辖市的690所高等院校、科研院所和其它教学机构中学习。面对规模不断扩大的来华留学生教育群体，教育机构有必要针对不同专业和类别的留学生采取不同的教育模式和教学体系，以达到培养高质量人才和促进我国教育国际化进程的目的。当前，针对医学类来华留学生的教育教学问题，诸多高校分别从授课语言、教育模式和教学方法等方面进行了大量地探索并取得了成功。但在工科类专业的来华留学生教育中，目前各高校还没有较为成功的经验，有关问题的探索也大多停留在定性分析和感性认识上，很少有通过系统性科学分析方法对留学生教育教学问题进行系统研究的。面对来华留学生的共同特点和工科类教育教学的特性，我们有必要对该类来华留学生的教育教学模式进行科学论证和系统探索，以提高教学效能。

二、基于ISM技术的工科来华留学生教学体系结构分析方法

工科类来华留学生教育教学是一个教育系统，根据系统工程方法论，可以从系统工程的角度借助系统模型的分析方法和技术对其进行研究和解构。作为系统工程学中最具特色的系统结构模型化技术，解释结构建模（ISM）技术可以在这个问题的研究中发挥关键作用。

ISM技术是美国J.N.沃菲尔德教授于1973年为分析复杂社会经济系统结构问题而开发的，其基本思想是：通过各种创造性技术，提取问题的构成要素，利用有向图、矩阵等工具和计算机技术对要素及其相互关系等信息进行处理，最后用文字加以解释说明，明确问题的层次和整体结构，提高对问题的认识和理解程度。使用该技术，需通过集体创造性技术搜集和整理问题的构成要素并设定要素间的二元关系，形成对问题初步认识的构思模型。在此基础上，实现模型的具体化、规范化、系统化和结构模型化。具体来说，就是根据要素间的传递性对邻接矩阵进行计算得到可达矩阵，进而形成基于二元关系的递阶结构模型。通过对结构的分析，可以找到系统中各要素发挥的作用以及层次。本文将使用ISM技术对工科来华留学生教学体系进行系统结构分解，并在此基础上对教学系统的关键环节进行识别并对各个环节的作用进行分析和研究，从而为工科来华留学生教育提供基于系统分析的指导。

三、工科类来华留学生教学体系结构分解

（一）工科类来华留学生教学体系构成

目前，工科类来华留学生教育教学体系基本延续了中国学生的教育教学体系，只是在其中加入了汉语教学和中国文化教育两个环节，师范类院校的教育中还加入了教育理论和教育实践等方面的内容。基本上，工科来华留学生的教育模式可以分为三大部分:一是语言文化教育，包括汉语教学和中国文化教育;二是专业理论教学，包括通识课、专业基础课和专业课，部分师范类院校还加入了教育理论课程;三是实践环节，包括技能训练、生产实践、课程/毕业设计，以及师范院校的教育实践环节。整个教学体系如图1所示。

图1 工科类来华留学生教学体系要素构成

（二）邻接矩阵—工科类来华留学生教学体系内部关联性

根据图1所示，工科类来华留学生的教学体系由汉语教学、中国文化、通识课、专业基础课、专业课、教育理论、教育实践、技能训练、生产实践、毕业设计十个环节（要素）组成，在分析中用 S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10表示，则教学系统 S 可表示为S={S1，S2，…，S10}。 根据项目分析团队专家的建议，这十个要素之间分别存在二元的影响关系，构成了教学系统的要素，可用邻接矩阵加以表示如下：

邻接矩阵A是表示要素间基本二元关系的方阵，其矩阵中的要素定义为：

（三）可达矩阵—工科类来华留学生教学体系可达关系运算

若在要素Si和Sj之间存在着某种传递性 （因果）二元关系，则称Si是可以到达Sj的。所谓可达矩阵就是表示系统要素之间任意次传递性二元关系可以到达的方阵，用M=（mij）n×n表示。若在无回路条件下最大传递次数为r，0≤t≤r，则可达矩阵的定义为：

需要指出的是，邻接矩阵A和可达矩阵M的元素均为“1”或“0”，是n×n阶 0-1 矩阵，本文中n=10。所有的运算需采用布尔代数运算规则。

通过对邻接矩阵A的运算，可求出系统要素的可达矩阵M，计算公式为M=（A+I）r。 其中，I为与A同阶的单位阵，反映了要素自身到达。最大的传递次数根据如下计算确定：

从而，据此采用Matlab软件对邻接矩阵进行计算得到工科来华留学生教育体系各要素的可达矩阵如下：

（四）基于可达集和先行集的教学系统层次及分部划分

建立反映工科来华留学生教学体系要素间层次关系的递阶结构模型，可以在可达矩阵M的基础上进行。为此，需要先定义几个要素集合：

可达集R(Si)={Sj|Sj∈S，mij=1,j=1,2,…n}，i=1,2,…n，表示可达矩阵中Si可到达的诸要素所构成的集合。

先行集A(Si)={Sj|Sj∈S，mij=1,j=1,2,…n}，i=1,2,…n，表示可达矩阵中Si可到达的诸系统要素所构成的集合。

共同集C（Si）=R（Si）∩A（Si），i=1,2,…n，是Si的可达集和先行集的共同部分。

起始集B(S)是在S中只影响其它要素而不受其它要素影响的要素集合。

1.层次及区域划分

在以上定义的基础上，要区分教学系统集合S是否可分割，只要研究系统起始集B(S)中的要素及其可达集要素能否分割就行了。其规则如下：

（1）如果R(bu)∩R(bv)=Φ，则bu，bv及R(bu)、R(bv)中的要素属于同一区域。若对所有的v和u均有此结果，则区域不可分。

（2）如果R(bu)∩R(bv)=Φ，则bu，bv及R(bu)、R(bv)中的要素不属于同一区域。

根据以上方法和原则，工科类来华留学生教学体系可以分七层，其计算过程由表1—表6表示。

2.分部划分及多级递阶解释结构

根据层次划分的结果，工科来华留学生教育教学体系可以表述为：

表1 教学系统第1级可达集和先行集

表2 第2级可达集和先行集

表3 第3级可达集和先行集

表4 第4级可达集和先行集

表5 第5级可达集和先行集

表6 第6级可达集和先行集

据此作出有向递阶图，也即工科来华留学生教学系统解释结构模型，如图2所示。

图2 工程来华留学生教学系统解释结构模型

（五）教学体系关联性分析

由图2可见，工科来华留学生教学体系的各个环节可以分为7个层次，其中汉语教学是教学体系的最基础、最深层次的因素，处于ISM的最基层。在汉语教学的基础上，通识课、专业基础课、专业课和技能训练顺层构成教学体系的基础性因素。在此基础上，生产实践和教育理论开始发挥作用，并进一步影响中国文化教育、毕业设计和教育实践。通过对这种层次结构计算结果的分析和因此产生层次的划分，由汉语教学、通识课、专业基础课、专业课、技能训练、生产实践、教育理论、中国文化、毕业设计和教育实践构成的来华留学生教学体系通过功能和结构的结合构成了一个整体，并通过相互之间的关联协同发挥作用，最终作用于受教育者自身。在这个过程中，针对各个不同层面的作用和功能，可以在学生的培养方案和教育模式的设计上有针对性地加以调整和优化，通过强化语言，夯实基础，突出技能等思路改进来华留学生培养模式。在此方面，ISM分析法能够提供科学可行的建议和方案指导。

四、结论与启示

通过对工科来华留学生教育教学体系的ISM技术分析，可以得到如下结论和启示：

第一，汉语教学是工科来华留学生教育教学体系中的基础性因素，影响来华留学生教育的各个方面和环节，因此汉语教育应该在来华留学生教育中占基础地位并作为关键因素加以考虑。只有在掌握汉语的基础上，留学生才能更好地学习专业基础课、专业课及技能训练。我们不否认当前许多高校正逐步实施和开展某些专业的英语授课，但汉语作为中国教育体系中的主体授课语言地位是不可改变的，教材、讲义和师资也带有中国特色，汉语学习是来华留学生教育中不可或缺的。我们认为汉语言和中国文化教育应该而且必须成为来华留学生教育中必不可少的一部分，这是他们学好专业课程的必要条件。无论授课语言是中文或者外文，他们在中国学习必然与具有中国特色的教师、同学和专业人员打交道，没有掌握中文就很难真正深入专业领域的学习、研究和训练。另一方面，语言的学习和专业的学习是一个互相促进的过程，对专业的深入学习可以有效促进语言能力的提高，形成一个良性循环。此外，来华留学生教育培养的是高水平的友好专业人才，不学习汉语和中国文化从教育目的上也是有争议的。因此，对零汉语基础的来华留学生开展至少一年的汉语学习是非常必要的。

第二，工科来华留学生教育教学体系的ISM结构分析结果为教学的进程提供了指导。各个模块的比例、学时和开设时间也应该根据此分析结果安排。总体上，工科来华留学生教育应遵循汉语教学、通识课、专业基础课、专业课、技能训练、生产实践、教育理论、中国文化教育、教育实践和毕业设计的进程来进行，汉语教学应该独立开展一学期至一学年，然后贯穿在整个学习过程中；通识课、专业基础课和专业课应该作为专业教育的基础性模块加以重视，并考虑学生对汉语授课的接受水平做适当调整；技能训练、生产实践和毕业设计等实践环节的教学应该作为专业教育的重中之重加以安排，因为这个模块的教育方式更加直观，通过实际地接触和操作，学生能够对专业理解得更加深入并且能够将知识和技能直接固化到受教育者本身上。

第三，虽然在分类上，工科来华留学生教育教学系统可以分为三大类，即语言文化教育、理论课教育和实践教育，但实际上，这三类内容是互相交织，并且其内部所包含的内容也存在互相影响以及先后关系。语言文化教育影响着理论课教育和实践教育，理论课教育也影响着实践教育。同时，在理论课教育内部，通识课的教育影响着专业基础课的教育，而专业基础课的教育又影响着专业课的教育；在实践教育中，技能训练影响到生产实践，并进而影响到教育实践和毕业设计等。通过ISM的结构，这些复杂的关系可以以一种层次性的结构关系较为清晰地分解出来，为分析整个体系的功效打下良好的基础。

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