于衛(wèi)紅

(大連海事大學(xué) 航運經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，遼寧 大連 116026)

一、引言

高等航海教育指的是“培養(yǎng)高級航海專門人才的學(xué)校教育”，其育人功能主要體現(xiàn)為培養(yǎng)航海人才, 其社會功能主要體現(xiàn)為傳承航海文明、傳播航海文化[1]。國家的“海上絲綢之路”“海洋強國”“航運強國”等戰(zhàn)略的實施意味著應(yīng)將航海教育置于優(yōu)先發(fā)展的地位。

培養(yǎng)目標(biāo)的特殊性及管理模式的特殊性[2]使得航海教育成為高等教育的一個特殊存在。這一特殊性也導(dǎo)致高等航海教育的研究和發(fā)展未受到普遍的關(guān)注。與其他領(lǐng)域的教育研究相比，航海教育研究相關(guān)文獻(xiàn)無論在數(shù)量上還是在質(zhì)量上都存在明顯的不足。比如在中國知網(wǎng)上以“經(jīng)濟(jì)教育”為主題，檢索類別設(shè)定為“SCI來源期刊”“北大核心”“CSSCI”“CSCD”,時間不限，檢索出5068條期刊文獻(xiàn)；而在同樣條件下，以“航海教育”為主題，只檢索出125條結(jié)果。同時，對于已發(fā)表的航海教育研究成果，也缺乏全面的研究熱點梳理和變化趨勢分析。

基于此，本研究從中國知網(wǎng)上獲取近20年以“航海教育”為主題的期刊論文，從階段性特征詞比較和主題建模分析兩個途徑對我國近20年航海教育的研究熱點、主題分布和主題演化趨勢進(jìn)行了全面分析，其意義在于：一是加強社會各界對航海教育及航海教育研究與發(fā)展的認(rèn)知與關(guān)注；二是總結(jié)航海教育研究的歷史成果、預(yù)測未來的研究趨勢，為我國航海教育的長足發(fā)展以及航海人才的高質(zhì)量培養(yǎng)提供參考。

二、研究思路

本文研究思路如圖1所示。

圖1 研究思路

1.數(shù)據(jù)獲取

在中國知網(wǎng)平臺上以“航海教育”為主題，檢索時間范圍為2000年至2020年，檢索類別為全部期刊，剔除“年會綜述”“期刊重點選題”等篇目后，獲取到研究文獻(xiàn)1259篇。之后，從這些文獻(xiàn)中抽取出題目、摘要和關(guān)鍵詞，進(jìn)行整合后形成本研究的語料文件。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理

首先在R語言環(huán)境下，使用字符串處理程序，以分號為分隔符將每篇文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞拆分成一個個詞條，去重后保存成用戶自定義詞典文件，這樣做的目的是保留航海教育領(lǐng)域的專有名詞、專業(yè)術(shù)語等在分詞時不被拆分，使得分詞結(jié)果更加合理；然后使用jiebaR數(shù)據(jù)包中的相關(guān)函數(shù)基于用戶自定義詞典對語料文件進(jìn)行分詞，并進(jìn)一步使用百度停用詞表去掉無意義的虛詞，以得到高質(zhì)量的詞條數(shù)據(jù)。

3.數(shù)據(jù)分析

從詞語和主題兩個層面進(jìn)行研究熱點識別及研究主題變遷分析。在詞語層面，將所獲取的文獻(xiàn)按照發(fā)表時間分為兩類：發(fā)表于2000—2010年的文獻(xiàn)歸為一類，發(fā)表于2011—2020年的文獻(xiàn)歸為另一類。然后使用卡方檢驗算法進(jìn)行顯著性檢驗，計算不同詞語對不同類別文獻(xiàn)的貢獻(xiàn)度，繼而根據(jù)詞語貢獻(xiàn)度的大小識別出不同類別文獻(xiàn)的特征詞，通過比較兩類文獻(xiàn)特征詞的差異，分析出前后兩個階段航海教育研究熱點的變化。在主題層面，使用STM(Structural Topic Model，結(jié)構(gòu)性主題建模)算法挖掘出近二十年航海教育研究的熱點主題，繼而以主題分布矩陣為因變量、文獻(xiàn)的發(fā)表年度為自變量、文檔元數(shù)據(jù)為協(xié)變量進(jìn)行回歸分析，探測出基于時序的主題演化趨勢。

三、基于詞語粒度的研究熱點變化分析

使用R語言編程，將發(fā)表于2000—2010年的文獻(xiàn)歸為一類(類別標(biāo)記為pre2011，以下簡稱“前10年”)，將發(fā)表于2011—2020年的文獻(xiàn)歸為另一類(類別標(biāo)記為post2011，以下簡稱“后10年”)。然后使用卡方檢驗進(jìn)行文本特征選擇。

1.卡方檢驗用于文本特征選擇的基本方法

卡方檢驗是目前公認(rèn)的效果最好的文本特征選擇算法之一。

卡方檢驗的基本思想是通過觀察實際值與理論值的偏差來確定理論是否正確。進(jìn)行卡方檢驗時，常常首先假設(shè)兩個變量確實是獨立的，然后觀察實際值與理論值的偏差程度(理論值指的是在“兩者確實獨立”的情況下應(yīng)該具有的值)。如果偏差足夠小，則接受原假設(shè)，認(rèn)為兩者確實是獨立的；如果偏差大到一定程度，則否定原假設(shè)，接受備擇假設(shè)。

在文本特征選擇方面，可以通過使用卡方檢驗度量詞語與文檔類別之間的相關(guān)程度來為某一類別的文檔確定特征詞[3]。

根據(jù)卡方檢驗的基本原理，首先建立原假設(shè)H0和備擇假設(shè)H1。

H0：詞語t與文檔類別f不相關(guān)

H1：詞語t與文檔類別f有關(guān)聯(lián)

使用公式(1) 計算詞語t對于文檔類別f的卡方值chi2 (t,f)。

(1)

在公式(1)中，A代表類別為f的文檔集合中包含詞語t的文檔數(shù)；B代表類別不為f的文檔集合中包含詞語t的文檔數(shù)；C代表類別為f的文檔集合中不包含詞語t的文檔數(shù)；D代表類別不為f的文檔集合中不包含詞語t的文檔數(shù)。

卡方值越大說明詞語t與文檔類別f的關(guān)聯(lián)性越強。計算完各詞語的卡方值后，對詞語按照卡方值的大小從大到小排序，取前N個詞作為文檔類別f的特征詞。

2.不同階段文本特征詞的變化分析

通過卡方檢驗，得到前后兩個10年研究文獻(xiàn)特征詞的差異，如圖2所示。

圖2 前后兩個10年文本特征詞的差異

這些特征詞具有鮮明的時代特色，可以看出，前后兩個10年航海教育研究熱點主要發(fā)生了如下幾點變化：

(1)關(guān)注的教育類型發(fā)生變化(“高等航海教育”→“高職院?！?

前10年的研究主要關(guān)注的是以培養(yǎng)高級航運技術(shù)管理人才為主要任務(wù)的“高等航海教育”[4-5]，后10年研究的關(guān)注點向“高職院?！钡暮胶＝逃D(zhuǎn)變[6]。這一轉(zhuǎn)變體現(xiàn)了我國航海教育在分類、分層的教育宏觀管理體系下，尊重學(xué)生個體差異與人才需求的多樣性，實現(xiàn)按需培養(yǎng)、因材施教的教育理念。

(2)依托的時代背景發(fā)生變化(“WTO”→“一帶一路”“海洋強國”)

前10年，我國航海教育研究主要在我國加入“WTO”的時代背景下展開[7]，研究熱點包括：加入“WTO”后我國高等航海教育的機遇與挑戰(zhàn)、航海教育“國際”化的策略、航海教育“立法”以及中國海員走向“國際船員勞務(wù)市場”和“航運人才市場”的對策；后10年，我國航海教育研究依托“一帶一路”“海洋強國”的時代背景，視野越來越寬，格局越來越大，“人才培養(yǎng)模式”改革的研究成為熱點[8-9]。

(3)教育的培養(yǎng)目標(biāo)發(fā)生變化(“國際”“船員勞務(wù)市場”“航運人才市場”→“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”)

前10年的研究主要關(guān)注如何面向“國際”、面向“船員勞務(wù)市場”和“航運人才市場”，培養(yǎng)合格的航海類人才[10]?？梢钥闯?，當(dāng)時階段的航海教育以培養(yǎng)滿足航運業(yè)要求的合格的就業(yè)者為基本目標(biāo)。后10年的研究中一個顯著的變化是引入了“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”教育[11]，從傳統(tǒng)的就業(yè)教育到“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”教育的轉(zhuǎn)變，說明：近年來，我國航海教育順應(yīng)新形勢，革新教育觀，在培養(yǎng)過程中不僅僅是把學(xué)生培養(yǎng)成一名合格的就業(yè)者，更加有意識地幫助學(xué)生發(fā)展創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的自我價值感和自我實現(xiàn)能力。

(4)航海教育的優(yōu)化重點發(fā)生變化(“素質(zhì)教育”“人文教育”→“航海文化”)

前10年的研究主要關(guān)注如何通過“素質(zhì)教育”和“人文教育”提升個體人才的培養(yǎng)質(zhì)量[12]，后10年研究的轉(zhuǎn)變在于強化“航海文化”建設(shè)[13-14]?！坝^乎天文，以察時變；觀乎人文，以化成天下”，“航海文化”自信是航海教育不斷進(jìn)步的源泉，“航海文化”教育是提升航海教育質(zhì)量的軟動力機制。從個體素質(zhì)的優(yōu)化到整體教育氛圍的優(yōu)化，這一轉(zhuǎn)變體現(xiàn)了航海教育研究中對航海文化的認(rèn)同、重視、開發(fā)與利用。

(5)履約機制發(fā)生變化(“STCW78/95公約”→“STCW公約馬尼拉修正案”)

履約是頗具航海教育特色的詞語，指的是航海教育與培訓(xùn)必須履行《海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)國際公約》(STCW公約)。STCW公約對航海類人才培養(yǎng)具有重要的指導(dǎo)和評價作用。近20年來，航海教育領(lǐng)域經(jīng)歷了從“STCW78/95公約”到“STCW公約馬尼拉修正案”的重大轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變意味著航海教育在向新公約過渡、轉(zhuǎn)制和接軌過程中必須對航海類“人才培養(yǎng)模式”的調(diào)整和優(yōu)化進(jìn)行深入研究[15]。

(6)教育資源建設(shè)發(fā)生變化(“精品課程”→“慕課”“課程體系”)

在教育資源的建設(shè)方面，前10年的研究主要關(guān)注“精品課程”的建設(shè)[16]，后10年的研究轉(zhuǎn)變?yōu)閷Α澳秸n”建設(shè)[17]以及“課程體系”構(gòu)建的關(guān)注[18]。這一轉(zhuǎn)變體現(xiàn)出：我國航海教育適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代要求以及教育技術(shù)前沿的發(fā)展要求，通過積極地研究“慕課”的建設(shè)、推廣與應(yīng)用，更好地發(fā)揮航海教育的社會責(zé)任，推動優(yōu)質(zhì)教育資源的共享和教育公平。

四、基于主題建模的研究熱點識別及研究熱點演化趨勢分析

1.STM主題建模的基本原理

一篇文檔通常由若干主題按照一定概率組成，而一個主題又由若干詞語按照一定概率組成。主題建模就是指以非監(jiān)督學(xué)習(xí)的方式，利用統(tǒng)計分布，從文檔集合中挖掘出潛在的語義結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的主題建模主要使用David Blei等人提出的LDA(Latent Dirichlet Allocation，潛在狄利克雷分布)算法。LDA算法基于貝葉斯算法，利用主題的先驗分布和詞語的先驗分布對文本數(shù)據(jù)進(jìn)行似然估計，最終得到主題和詞語的后驗分布[19]。

STM算法是對LDA算法的一種改進(jìn)[20]，它允許在主題和詞語的先驗分布中加入研究感興趣的輔助變量[21]，如論文的發(fā)表時間、作者單位，這些輔助變量作為一種附加信息，在統(tǒng)計推斷過程中重新“構(gòu)造(Structure)”了主題模型中的先驗分布，故稱該算法為Structural Topic Model(結(jié)構(gòu)性主題建模)。由于在主題建模的過程中引入了論文的發(fā)表時間等附加信息，在得到最終的主題分布矩陣后就可以通過建立標(biāo)準(zhǔn)回歸模型分析出主題隨時間的變化趨勢。

2.研究熱點主題識別

(1)最優(yōu)主題數(shù)的確定

主題建模需要預(yù)先設(shè)定好主題的個數(shù)，確定最優(yōu)的主題數(shù)至關(guān)重要。比較常見的確定最優(yōu)主題數(shù)的方法是讓主題數(shù)K在一定的范圍內(nèi)遞增變化，每變化一次就生成一個主題模型，評估不同主題數(shù)下主題模型的性能指標(biāo)。最常用的兩個評價指標(biāo)是困惑度和一致性。如：陸敬筠等[22]在高校網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測方法的研究中，以高校百度貼吧為數(shù)據(jù)源提取其中的熱門主題，取困惑度值最小且為拐點時所對應(yīng)的主題數(shù)為最優(yōu)主題數(shù)等；陳嘉鈺等[23]在基于LDA主題模型的社交媒體倦怠研究中使用了一致性這一主題性能評價指標(biāo)。

主題困惑度可以理解為所訓(xùn)練出的主題模型對于詞語隸屬于哪個主題的不確定程度，很顯然，主題困惑度越小越好。主題困惑度是通過將數(shù)據(jù)集分成兩部分來計算的——一個訓(xùn)練集和一個測試集，使用訓(xùn)練集訓(xùn)練一個主題模型，然后在測試集上測試該模型。測試集在英文中常用“held-out dataset”來表示，對測試集計算其對數(shù)似然值，這一指標(biāo)就被稱為“held-out likelihood”，主題困惑度就是主題對數(shù)似然的一種數(shù)學(xué)變形，二者在本質(zhì)上是一樣的，主題對數(shù)似然越大越好。

主題困惑度或主題對數(shù)似然的缺點之一是它們并不捕捉主題中詞語之間的語義關(guān)系以及文檔中主題之間的語義關(guān)系。而語義關(guān)系對人類的理解卻非常重要。因此，學(xué)者們又開發(fā)了其他方法試圖捕捉文檔中的語義關(guān)系，通過計算條件似然而不是對數(shù)似然來衡量主題中詞語間的共現(xiàn)關(guān)系。主題一致性指標(biāo)就是這種思想的體現(xiàn)，它通過計算主題中高分詞之間的語義相似度來評價單個主題，主題一致性的分值越高越好。

但是，單純依靠任何一個指標(biāo)來判斷一個模型的好壞都是不全面的，極易出現(xiàn)過擬合現(xiàn)象。因此，本研究中綜合考慮了主題對數(shù)似然和主題一致性這兩個指標(biāo)，同時引入了模型殘差(殘差越小越好)。

主題模型評估結(jié)果如圖3所示，綜合考量后認(rèn)為主題數(shù)為16時的主題模型性能最優(yōu)。

圖3 主題模型評估結(jié)果

(2)主題識別的結(jié)果

使用STM算法，挖掘出近20年“航海教育”研究相關(guān)文獻(xiàn)的16個研究熱點主題，見表1所列。

表1 近20年航海教育研究的主題

經(jīng)過統(tǒng)計計算，得到各主題的總體分布情況，如圖4所示。

圖4 主題的總體分布情況

主題識別結(jié)果表明：近20年，航海教育領(lǐng)域圍繞教育者、受教育者、教育內(nèi)容、教育手段、教育途徑和教育環(huán)境等要素開展了頗具航海特色的多方位研究，其中主題6占比最大。

①教育者：關(guān)于“教育者”的研究主要體現(xiàn)在師資建設(shè)方面，如高職院校雙師型師資隊伍建設(shè)、教師職稱評審制度；涉及的主題主要是主題13。

②受教育者：關(guān)于“受教育者”的研究主要體現(xiàn)在對學(xué)生的半軍事化管理、心理健康教育和思政教育，對船員的素質(zhì)提升幾個方面；涉及的主題包括主題1、主題3、主題4、主題8。

③教育內(nèi)容：從廣義上看，關(guān)于“教育內(nèi)容”的研究遍涉所有主題，心理健康教育、思政教育、實踐教學(xué)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等也都屬于重要的教育內(nèi)容；從狹義的授課內(nèi)容的角度看，主要關(guān)注了船員教育培訓(xùn)的內(nèi)容、航海類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的特殊性及教育資源的整合。典型的主題包括主題5、主題16。

④教育手段和教育途徑：從廣義上看，關(guān)于“教育手段”和“教育途徑”的研究亦遍涉所有主題，重點關(guān)注了航海模擬器的應(yīng)用，認(rèn)識實習(xí)，實踐活動，通過立法保障航海教育活動，通過教學(xué)綜合改革、課程改革、人才培養(yǎng)模式改革提升教育質(zhì)量，通過國內(nèi)外合作辦學(xué)拓寬人才培養(yǎng)途徑，通過構(gòu)建質(zhì)量管理體系提升航海教育培訓(xùn)的履約質(zhì)量，通過航海文化建設(shè)提升航海教育軟實力等教育手段和教育途徑。典型的主題包括主題2、主題5、主題7、主題9、主題10、主題11、主題12、主題14。

⑤教育環(huán)境：在“教育環(huán)境”方面，航海教育研究中對自然環(huán)境、政治環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、文化環(huán)境、體制環(huán)境、國際環(huán)境等均有所關(guān)注。關(guān)注熱點包括加入WTO后航海教育發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)，國內(nèi)外航運市場環(huán)境的變化，船員培訓(xùn)、考試、發(fā)證體制及規(guī)則的變化，航海文化及校園文化環(huán)境的建設(shè)；涉及的主題主要包括主題2、主題3、主題6、主題7、主題15。

3.熱點主題的演化趨勢分析

以主題分布為因變量，文獻(xiàn)的發(fā)表年度為自變量，文檔元數(shù)據(jù)為協(xié)變量進(jìn)行回歸分析，探測出基于時序的主題演化趨勢，如圖5所示。

圖5 主題的演化趨勢

從演化趨勢可以看出：研究熱度逐漸降低的主題有主題1、主題3、主題4、主題6、主題9、主題14、主題15；研究熱度保持平穩(wěn)的主題有主題2；研究熱度逐漸上升的主題有主題5、主題7、主題8、主題10、主題11、主題12、主題13、主題16。

五、結(jié)論與建議

本研究在R語言環(huán)境下使用卡方檢驗、結(jié)構(gòu)性主題建模等算法，通過階段性特征詞比較、主題識別、主題熱度統(tǒng)計、主題演化趨勢分析，對我國近20年航海教育研究的熱點以及熱點的變化進(jìn)行了全面梳理。

階段性特征詞的分析表明：以2011年為分界線，前后兩個階段我國航海教育研究的熱點在所關(guān)注的教育類型、依托的時代背景、教育的培養(yǎng)目標(biāo)、教育的重點優(yōu)化對象、教育資源建設(shè)等方面都發(fā)生了明顯的變化。

結(jié)構(gòu)性主題建模的分析表明：近20年，我國航海教育領(lǐng)域圍繞教育要素開展了頗具航海特色的多方位研究。其中，關(guān)于船員培訓(xùn)、學(xué)生思政教育、教學(xué)改革、課程改革、人才培養(yǎng)模式、師資建設(shè)、教育資源整合、航海文化建設(shè)的研究仍是下一階段研究的熱點。

為了支持我國航海教育事業(yè)更加健康、可持續(xù)的發(fā)展，結(jié)合當(dāng)前形勢，本研究提出如下幾點建議：

(1)當(dāng)前研究生教育規(guī)模不斷擴大，研究生群體在航海類高校中所占的比例亦明顯升高，建議加強航海類研究生教育及航海類研究生教育的研究。

(2)人工智能的發(fā)展是時代的必然，亦是對傳統(tǒng)航海教育的巨大沖擊。建議加強面向智能船舶、智慧海洋、智慧航運的航海類人才培養(yǎng)模式的重構(gòu)研究。

(3)《中國教育現(xiàn)代化2035》《關(guān)于高等學(xué)校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見》等政策文件營造了新的競爭有序的高等教育生態(tài)環(huán)境，航海教育如何在新的生態(tài)系統(tǒng)中明確定位、整合資源、提升內(nèi)涵、優(yōu)化結(jié)構(gòu)、踐行現(xiàn)代化治理也是非常值得研究的主題。