高校研究生創新型人才微環境影響系統模型構建

張 勛 胡 妍 李文國 李 娟 李本銀

1．哈爾濱工程大學，黑龍江 哈爾濱 150001；2．青島市不動產登記中心，山東 青島 266001；3．青島哈爾濱工程大學創新發展中心，山東 青島 266000

高校研究生作為創新人才的一部分，是創新的重要力量。對高校研究生創新人才的培養，已經成為世界各國走向創新型國家的重要戰略途徑之一。通過對高校研究生創新人才微環境的分析，不難發現這些微環境之間不是相互獨立的個體，而是相互影響、相互關聯形成的一個相對穩定的統一體系［1］。根據我國目前高校研究生創新人才的培養形式來看，影響高校研究生創新人才的微環境主要包括家庭、社會、高校、個人四個層面［2］。本文主要通過構建系統模型的方法，對不同層面的微環境因素進行系統分析，并最終求解出基于系統模型的微環境因素的最優解。

一、創新人才微環境分析

在創新人才培養過程中，社會大環境以及人文環境、國家或者高校所制定的政策，概括起來是一個宏觀的概念，在宏觀層面上的一些具體措施是難以實施和操作的。對于創新人才本身和高校實際培養創新人才的教育者本身的一些因素是微觀的概念，在這里借鑒一個醫學上的術語，稱為“微環境”。

（一）家庭微環境對創新人才發展的影響

家庭教育在國家培養人才的過程中起到了不可估量的作用［3］，主要表現于三個方面。1．創新人才的培養源于家庭教育的啟蒙；2．創新人才的培養長期依賴于家庭教育影響；3．創新人才學習思維方式的培養離不開家庭教育影響。在素質教育的大背景下，更加突出的是創新人才的想象力的培養，以及靈活運用所學知識的思維方式的培養，家庭微環境具有深遠影響。

（二）社會微環境對創新人才發展的影響

社會教育對創新人才培養的質量問題提出了更高的要求［4］。社會微環境主要表現在兩個方面。1．社會教育微環境的形成與社會生產活動中的每一個個體獲取知識及產出有益于社會進步的能力息息相關；2．改革開放以來，我國與世界各國高等人才之間交流的機會日益增加，許多到歐美等國進修學習的中國留學生，在當地高校的課堂及考試中十分突出，然而當參與實踐創新活動時，中國留學生的創新能力與西方國家的學生還是有所差距。社會教育源于實踐活動，受教育群體所學到的理論知識都需要充分的實踐活動來驗證，從而提升我國創新人才的質量。因此，社會微環境不僅在創新人才發展過程中具有重要的作用，同時對于創新人才的質量具有直接影響。

（三）高校微環境對創新人才發展的影響

高校微環境對于高校創新人才的培養具有重要作用［5］，主要表現在三個方面。1．高校教育理念在高校創新人才培養過程中起到導向作用；2．高校學術氛圍本身應是百花齊放的存在，在學術研究上應去鼓勵及獎勵那些真正具有創新精神的高校教授或專家學者，同時對那些創新能力強的碩博士研究生應該給予各層面的認同與資助［6］；3．高校教育學習過程中，導師微環境的影響不容小覷，導師是否能夠鼓勵并支持創新人才進行創新活動，將會對創新人才的培養產生影響。因此，對于高校微環境的研究具有積極意義。

（四）個人微環境對創新人才發展的影響

高校研究生的培養是導師與研究生相互交流的一個過程。在此期間，研究生作為交流的主體，同樣對其創新能力的提升起到了重要作用，故對研究生個人微環境的分析也顯得尤為重要［7］。1．個人行為習慣的養成是一個長期過程，良好的行為習慣會使創新人才在遇到難題時沉著冷靜，處理得當；2．個人思維意識的養成對于創新型人才在創新發展中，能夠幫助其實現技術突破與革新；3．個人微環境中短期的好奇心及洞察力，在創新人才進行創新過程中將會取得創新性進展。對創新人才來說，創新能力的培養并不是一蹴而就的。因此，對于受教育者本身而言，要抓住教育本身的主要矛盾，并找到合適的方式去開拓思路、拓寬視野，其中對基礎知識的扎實掌握及對新事物進行探究的好奇心和機敏的直覺起到了關鍵作用。

二、系統分析模型的構建

（一）微環境因素系統分析模型的構建

將創新人才微環境作為自變量，創新人才的最終質量作為因變量建立方程（1）。

其中F指的是創新人才評估總得分，i 指的是某個微環境指標的序號，ni指的是系統中第i 個指標的得分，θi指的是第i 個指標所占的權重。將系統微環境的得分劃分為五個等級，每個等級分別為1、2、3、4、5；將創新人才的質量分為五個層次，分別是極優，優秀，良好，一般，較差。對于某一個微環境因素的層級介于兩者之間的情況，可以選擇將此微環境因素的賦值為1．5、2．5、3．5、4．5。此外，F的數值越大，說明創新型人才的質量就越高。

（二）確定系統模型中微環境因素權重的工具

在創新人才發展的過程中，不難發現各個環節的微環境都將會對其產生深遠的影響。不同環節的微環境主要有以下四個方面：家庭微環境、社會微環境、高校微環境、個人微環境。家庭微環境包括家庭受教育水平、家庭創新引導、家庭實踐引導等；社會微環境包括社會人才政策、社會科創環境、社會學術環境等；高校微環境包括高校地域環境、高校科研環境、高校導師指導等；個人微環境包括個人學術積累、個人行為習慣、個人思維意識等。在對系統模型進行求解的過程中，需先確定每個微環境因素對創新人才發展的影響，即每個微環境因素所占的權重。采用熵值法對微環境各個因素的權重進行確定。熵值法確定微環境因素權重的過程如下：

1．計算第j 個二級指標中第i 個三級指標的比重Pij：

其中m 為指標的個數；

2．計算指標的熵值e 及信息效用值r：

其中κ=1/1n m，有效信息值r =1－e；3．計算第j 個指標的熵權ωj：

其中n 為樣本個數；

4．確定指標的綜合權重βj：

（三）樣本分析

采用問卷調查法，在哈爾濱工程大學進行線上問卷調查，主要調查對象有碩、博士研究生、在職工作者及其他相關人員。此次線上的問卷調查，由問卷星平臺提供技術支持，共發放問卷300份，收回問卷254 份，回收率為84．7%，有效問卷246 份，有效率為96．9%。樣本數據主要包括家庭微環境、社會微環境、高校微環境、個人微環境因素，其中共含有24 項研究指標，樣本數據匯總情況如表1 所示。

表1 樣本數據匯總

（四）樣本評價

創新人才的質量會受到多方面微環境的影響，依據現有的研究成果，并且根據數據處理的綜合有效性，我們不難確定創新人才微環境體系的4 個一級指標，即家庭微環境、社會微環境、高校微環境、個人微環境；每個一級指標包括3個二級指標，每個二級指標中包含2 個三級指標，共24 個三級指標。

家庭受教育水平（α1：父母接受過高等教育；α2：與父母就教育方面有過討論并得出較為一致的結論）、家庭創新引導（α3：父母鼓勵您有自己的想法，培養創造力、想象力；α4：父母鼓勵您獨立思考解決問題）、家庭實踐引導（α5：父母對您進行有效的監督；α6：父母重視培養您的實踐動手能力）、社會人才政策（β1：所在地區具有完善的人才吸引政策；β2：所在地區具有完善的人才服務政策）、社會科創環境（β3：所在地區對新事物具有較高的接受程度；β4：所在地區有較豐富的科技資源）、社會學術環境（β5：社會追求學術進步的氛圍濃厚；β6：創新人才因微視頻的迅速崛起而廣受影響）、高校地域環境（γ1：所在高校為北京、上海、廣州等一線城市；γ2：所在地區對創新有較高的支持程度）、高校科研環境（γ3：學校將實踐與理論教育同樣重視；γ4：圖書館書籍電子文件等滿足需求）、高校導師指導（γ5：導師具有很高的學術水平；γ6：導師會鼓勵學生發散思維并自己解決問題）、個人學術積累（ε1：對本專業研究具有較為全面的掌握；ε2：喜歡并參加過理論或科研實踐活動）、個人行為習慣（ε3：能夠遇事自主解決；ε4：刻苦努力學習并相信勤能補拙）、個人思維意識（ε5：個人長期關注自己創新思維的建立；ε6：個人長期注重創新意識的培養）。

依據熵值法確定微環境因素權重的過程，最終確定本次問卷調查項目中24 個三級指標的權重如表2 所示。

表2 微環境因素權重

三、基于遺傳算法的優化模型求解

基于系統模型的高校研究生創新人才微環境研究的過程，利用遺傳算法［8］求解最優解。

（一）創新人才染色體編碼

采用二進制基因編碼的方式，將每位創新人才12 個不同微環境因素（即二級指標）的得分序列編碼成一條染色體，將形成的每條染色體作為一組遺傳基因進行后續遺傳操作［9］。其中，每條染色體基因序列從左向右依次為上述12 個不同微環境因素的得分。

（二）初始化種群

將每位創新人才的12 個微環境因素得分進行編碼形成一條染色體后，由Matlab 軟件隨機生成Nκ個初始化的字符串，將每一個字符串稱為一個遺傳個體［10］。在遺傳算法的運行中，計算機是以Nκ個個體字符串的形式進行迭代遺傳的，其中Nκ為初始化種群規模，即Nκ個個體形成了一個大的群體，從而完成了種群的初始化操作。依據遺傳算法的流程，在對高校研究生創新人才微環境研究的過程中，令初始化種群的種群規模Nκ=4，且每個遺傳個體中基因位的值可由［0，1］隨機的產生，并轉換為十進制的實際值，即利用Matlab 軟件生成一定數量的微環境因素矩陣，不同的遺傳個體可以獲得多種隨機產生的編碼，經過篩選后去除掉重復的遺傳個體，從而獲取到不同微環境因素的初始化字符串。最后對所有遺傳個體進行綜合分析后形成本文所需要的初始化種群。

（三）適應度函數值的計算

在遺傳算法中，適應度函數所反映的是遺傳個體對于環境適應性的強弱，根據適者生存的遺傳法則及適應度函數的值，能夠有效控制遺傳個體在大環境下生存的機會，從而對適應環境的遺傳個體達到選擇的目的。

為了能夠保證適應度函數值的有效性及合理性，在構建適應度函數時要參考多種約束條件。本文假設綜合評價分數F∈［3．2，4．1］時，創新人才的質量達到良好水平。如果經過目標函數的計算后距離4．1 的差距越小，則說明遺傳個體的適應度越強，越有利于進行遺傳操作；反之，越容易被環境所淘汰。

根據高校研究生創新人才微環境因素研究問題的特點并依據遺傳特性，構建以下適應度函數來確定微環境因素的適應度函數值：

其中

F（nκ）表示創新人才評估目標函數值；nκ表示對每位創新人才微環境因素得分經過編碼形成的字符串進行反編碼之后的真實值；ωi表示二級指標的權重；Fn 表示在假設指標水平良好的基礎上所得到的適應度函數值；Fm 表示調整后的適應度函數值。經過綜合分析，依據本文數據所得到的N1－N4適應度函數值為0．3742、0．1568、0．4982、0．7662，在創新人才微環境因素得分序列中對環境適應能力最強的是N4，對環境適應能力最弱的是N2。

（四）遺傳算子設計

1．選擇

通過對適應度函數值的比較，來決定哪些由創新人才微環境因素得分組成的染色體序列的遺傳個體保留下來，進行后續的遺傳操作，即選擇出新的由創新人才微環境因素得分組成的染色體序列群體。本文利用“輪盤賭”的方式，將適應度函數值按照一定的比例進行遺傳概率的分配，經由模擬輪盤旋轉的方式得到有限個隨機數（即產生介于不同分配概率之間的隨機值），通過隨機數的比較選擇出合適的遺傳個體，從而達到選擇的目的。概率分配函數為：

2．交叉

將經過選擇之后用于遺傳的個體，隨機選取編碼的位置進行交叉變換，從而產生兩個新的遺傳個體。該過程是在經過選擇后保留下來的遺傳個體中隨機選擇出兩條染色體作為父輩，并選取染色體中的一個節點，將兩個父輩染色體節點右端的部分進行交叉操作，本文是將社會學術環境與高校地域環境進行交叉操作。

3．變異

將遺傳群體中的遺傳個體經過變異操作后，將得到一個新的遺傳個體從而得到一個新的遺傳群體。對遺傳群體中由創新人才微環境因素得分序列構成的遺傳個體進行隨機的選擇后，將選擇出來的遺傳個體進行編碼處理，并將該個體按照一定的變異概率，隨機對編碼字符串的某一位數字的數值進行改變。由于使用了二進制編碼的方式，故在進行變異操作的時候，將字符串的0 變換為1 或將字符串的1 變換為0，即完成了遺傳個體的變異操作［11］。本文是將創新人才12 個微環境因素得分中隨機選取遺傳個體的家庭創新引導或者家庭實踐引導的得分序列段，進行字符串的遺傳變異操作。

（五）遺傳終止

通過遺傳算法的優化求解，使得每一代種群中的優良基因都向下一代進行遺傳操作，從而保證了在最新形成的一代種群中包含了前面每一代的良好基因。在上述遺傳過程中，由創新人才微環境因素得分序列構成的染色體遺傳群體及遺傳個體的適應度都呈現上升趨勢，對于目標函數所需要的最優解，在迭代遺傳操作的作用下逐漸向設定的目標值趨近。在完成多次選擇、交叉、變異操作及達到系統終止條件后，系統完成遺傳終止操作，即遺傳過程到達一定的條件后，系統通過終止程序對系統微環境因素的研究進行函數收斂性操作，最終得到最優的個體解，所求即為系統所需的最優解。

其中

由上式分析可得，在高校研究生創新人才微環境研究過程中，當假設創新人才綜合評價分數F∈［3．2，4．1］為良好成立時，創新人才微環境因素中家庭受教育水平、家庭創新引導、家庭實踐引導、社會人才政策、社會科創環境、社會學術環境、高校地域環境、高校科研環境、高校導師指導、個人學術積累、個人行為習慣、個人思維意識（共計12 個因素）的綜合評價分數依次為：3．4152、4．3561、2．6114、3．9032、3．5492、4．0782、3．5146、3．2564、3．8725、3．0026、3．8425、3．9142。此時所求即所得，由綜合評價分數的大小，可以判斷出各個微環境因素的重要程度。按照不同微環境因素的重要程度，從大到小的順序排列依次為：家庭創新引導、社會學術環境、個人思維意識、社會人才政策、高校導師指導、個人行為習慣、社會科創環境、高校地域環境、高校科研環境、家庭受教育水平、個人學術積累、家庭實踐引導。

四、創新人才培養意見及建議

隨著國家創新發展戰略的不斷推進，對創新人才微環境的研究具有深遠意義。通過建立微環境系統模型并通過遺傳算法對數據進行分析及優化［12］，在假設創新人才的質量為良好水平的基礎上，求解出有效的最優組合，再按照綜合評價分數從高到低的原則排列順序為：家庭創新引導、社會學術環境、個人思維意識、社會人才政策、高校導師指導、個人行為習慣、社會科創環境、高校地域環境、高校科研環境、家庭受教育水平、個人學術積累、家庭實踐引導。

基于微環境系統模型及遺傳算法對問卷調查數據的分析及優化，提出如下意見和建議。

（一）政府要積極協調各方面資源，營造良好的社會學術氛圍并構建起有效的創新人才實踐活動體系。政府部門要統籌協調各大公司、企業等重大機構，將有限的資源進行最優化分配，建立健全求職機制，為創新人才就業、創新等活動提供更為有力的保障，并加大創新人才對于創新項目的資金支持、資源傾向等。

（二）大學文化和大學宗旨是創新型人才成長和創造性成果產出的沃土，它與高校體制機制的改革息息相關。

首先，應克服人才管理領域存在的行政化弊端和“官本位”傾向，建設健康的大學學術環境。這種良好創新環境的形成需要相應的文化支持和文化創新，建設重視創新的學術環境。其次，我國現行的教育體系存在著封閉性弊端，要使其得以改善，應著重拓展學生學習區域，著力建設開放式的教育體系，與校外企業、社會部門建立廣泛的聯系與交流。最后，積極促成產學研合作，促進書本知識與社會實踐相結合，促進科學研究與知識轉化、技術運用相結合，并建設項目研究基地與創新團隊，為創新人才成長提供充足的條件。

（三）在家庭教育中，要切實重視創新人才對于創新能力、創新思維及意識的引導和培養，并充分意識到實踐對創新活動起到的重要作用。一方面，家庭成員應該積極鼓勵孩子養成獨立思考的習慣，同時形成自己看待問題的價值觀，并不斷培養其創造力及想象力；另一方面，家庭成員應該重視培養孩子的實踐動手能力，在一定的條件下，應該就教育方面的問題與孩子進行討論并形成較為正確的一致結論。

五、結語

高校研究生創新人才建設是我國在復雜多變的國際環境中不斷迎接新挑戰的重要一環。在創新人才培養過程中，不斷提高個人思維意識能力、提升社會學術大環境的水準，是使得創新人才數量及能力取得重大突破的重要理念。

依據建立的高校研究生微環境因素系統模型，并運用遺傳算法對多個微環境因素進行優化分析，最終得到的一組最優解，即影響高校研究生創新型人才培養起主導作用的因素。系統模型的構建為創新人才培養提供了有力依據，同時提升了創新人才的創新能力及思維意識，促進了高校教育的改革與發展，為國家創新發展注入了新的生機。