基于結構方程模型的高校排課系統(tǒng)研究

胡 娟 殷志祥 張麗麗

（1 淮南職業(yè)技術學院，安徽 淮南 232001）

（2 安徽大學，安徽 合肥 230031）

（3 安徽理工大學，安徽 淮南 232001）

十九大報告提出優(yōu)先發(fā)展教育事業(yè)，全國再次掀起教育改革熱潮，計算機網絡技術和人工智能的迅猛發(fā)展也為高校教務排課系統(tǒng)管理帶來了新契機。有效規(guī)避課程沖突、提高教學效率、減少差錯率是排課系統(tǒng)模型得以滿足實際教學需求的基本要求。

國內對教務排課問題的探究始于80年代初[1]，經歷了從手動排課到借助人工智能構建決策系統(tǒng)的階段。石昭仲[2]基于遺傳算法，從系統(tǒng)管理員模塊、教學管理模塊、學生管理模塊、教師管理模塊4個模塊展開高校教務管理系統(tǒng)設計研究；古衛(wèi)濤[3]選取教師和學生兩種用戶角色，其中教師角色包含9種，系統(tǒng)探究課程管理、排課、課表生成、課程查詢等功能模塊，滿足各部門用戶使用需求；劉騰[4]等選取廣東海洋大學二級學院排課模式為研究樣本，探究學科專業(yè)、課程類別、班級類別、學生人數、教師人數等多種資源的優(yōu)化編排組合；信東旭等[5]通過探究UEAS高校教務管理系統(tǒng)，認為教務處為排課系統(tǒng)的總管理員，二級單位教務人員為二級管理員，全校授課教師的用戶名和密碼由總管理員統(tǒng)一分配的檢索準確性和效率更高；楊靜華[6]采用數據流圖、數據字典明晰排課管理流程，構建開課計劃、教學任務、課表等7個模塊較為全面的排課管理系統(tǒng)優(yōu)化組合模型。

結合案例高校排課實際情況，從滿足排課需求、優(yōu)化管理方案著手，辨識排課管理影響因子，明晰因子間作用關聯，保障高校教務排課管理系統(tǒng)有效運行。

1 樣本選取

依托前期研究基礎，結合排課實踐經驗，抽取六所代表性高校作為案例樣本。通過查閱案例高校的教務管理系統(tǒng)以及眾多文獻資料，篩選功能模塊及相應影響指標[7-8]，在此基礎上，借助問卷驗證指標有效性并加以識別，共計篩選出20個觀測變量。經過甄別，剔除無效問卷，收回有效問卷200份，有效率達89.384%。借助Cronbach′s Alpha檢驗問卷信度，通常 Cronbach′s Alpha超過 0.7有效[9]。整體Cronbach′s Alpha為0.896，單指標Cronbach′s Alpha均超過參考值0.7，問卷信度較高。借助KMO與Bartlett檢驗效度，所列20個指標題項的綜合KMO為0.876，Bartlett球形檢驗值為1588.405，對應Sig值為0.000，問卷效度較好，也說明指標數據擬合效果好，適合展開因子分析。

2 研究變量設計

高校教務部門合理安排課程是提升并優(yōu)化教學服務質量的關鍵環(huán)節(jié)，教學效果評判取決于教師和學生對排課系統(tǒng)分配課程的滿意程度。在問卷調查量化指標數據的基礎上，對提取的20個指標數據進行因子分析，得到五個主成分因子，解釋率為82.637%。五個主成分分別是課程信息管理（CIM）、教學計劃管理（TPM）、成績錄入查詢管理（AIQM）、師生評教管理（MTSAT）與排課系統(tǒng)管理（CASM），初始理論結構模型如圖1所示。

圖1 高校排課系統(tǒng)影響因素初始理論模型圖

3 模型假設與檢驗

3.1 假設檢驗

考慮到高校排課系統(tǒng)管理主要受課程信息管理、教學計劃管理、成績錄入查詢管理和師生評教管理四個外在潛變量與主體因素的影響，故提出如下假設：

假設Ha1：高校排課系統(tǒng)受課程信息、教學計劃、成績錄入查詢管理以及師生評教管理等因素影響；Ha2：假設課程信息受教學計劃、成績錄入查詢管理的影響；Ha3：假設教學計劃受課程信息、成績錄入查詢管理的影響；Ha4：假設成績錄入查詢管理受課程信息、教學計劃的影響；Ha5：假設師生評教管理受課程信息、教學計劃、成績錄入查詢管理的影響。

3.2 模型構建

剖析高校教務排課系統(tǒng)管理影響路徑與作用機理是科學規(guī)劃高校教育教學工作的基礎保障，另外，高校排課系統(tǒng)關聯路徑探究是檢驗關鍵觀測變量是否顯著的重要環(huán)節(jié)，考慮高等教育教學模式的改革以及“雙一流”高校建設，高校教務管理系統(tǒng)邏輯關聯層面復雜多樣日益增加。結合多年實際教務排課經驗，對比分析多種模型方法，最終選取結構方程模型作為測度高校排課系統(tǒng)影響因素路徑系數及作用效應的解析工具。

通過前期問卷篩選、數據提取，實證分析4個外在潛變量對排課系統(tǒng)管理的作用路徑。模型構建如下：①篩選影響高校排課系統(tǒng)管理的課程信息、教學計劃、成績錄入查詢管理以及師生評教管理四個主因子視作外因潛變量；②篩選排課系統(tǒng)管理視作內因潛變量；③篩選20個測量指標視作觀測變量；④篩選問卷量表數據協方差視作模型初始數據，運用SEM模型對高校教務排課系統(tǒng)管理進行結構方程建模，參照結構方程運行參數擬合標準值及Modification Indices（MI）數值大小，對不滿足擬合優(yōu)度的指標之間展開修正，接著選用與進行求解、檢驗。求解所得觀測變量之間的因果關聯及SEM模型輸出結果如圖2。

圖2 高校排課系統(tǒng)影響因素標準化運算結果

3.3 結果分析

參照模型中協方差修正指標信息，對顯示的MI修正指標值以及Regression Weights估計參數改變量展開相應修正，監(jiān)測模型參數和擬合優(yōu)度，修正后的模型適配度結果如表1所示。

表1 高校排課系統(tǒng)結構模型適配度檢驗

通過表1可知，高校教育教學排課系統(tǒng)管理結構模型中為x2/df＝1.658，模型在可接受范圍內。RMSEA數值愈小，模型適配度愈佳[9]，本模型RMSEA為0.052，適配良好。GFI為0.918、AGFI為0.913、NFI為0.921、CFI為0.906、PCFI為0.927，整體全部達到參照標準臨界值以上，根據數據參數值推斷所構建的高校教務排課系統(tǒng)管理結構模型整體適配良好，同案例高校所甄選的20個指標樣本數據解釋程度較高，差異程度偏低，排課系統(tǒng)管理模型可接受?；诖耍碜兞恐g的直接效應值、間接效應值，求解總的標準化效應值如表2和表3。

表2 外因潛變量對內因潛變量的作用效應值

根據表2所得檢驗結果可知，對于假設Ha1，外因潛變量MTSAT、AIQM、TPM、CIM對內因潛變量CASM 有影響，對應路徑系數依次為0.403、0.754、0.665、0.547，影響較為顯著，即 MTSAT、AIQM、TPM、CIM每增加1個百分比就會引起CASM分別改變0.403、0.754、0.665、0.547個百分比，Ha1通過驗證。

表3 外因潛變量間的作用關聯

對于假設Ha2，外因潛變量課程信息CIM受教學計劃TPM、成績錄入查詢AIQM的影響，作用路徑系數依次為0.998、0.500，均通過顯著性檢驗，課程信息管理CIM同教學計劃管理TPM的關聯系數最大，即兩者關系最密切，相互影響程度較高，假設成立；假設Ha3，外因潛變量教學計劃TPM受課程信息CIM、成績錄入查詢AIQM的影響，作用路徑系數依次為0.998、0.397，通過檢驗，這表明教學計劃管理同成績的錄入與查詢管理關聯程度不大；假設Ha4，外因潛變量成績錄入查詢AIQM受課程信息CIM、教學計劃TPM的影響，作用路徑系數分別為0.500、0.397，通過檢驗但是關聯性不大；假設Ha5，外因潛變量師生評教MTSAT受課程信息CIM、教學計劃TPM、成績錄入查詢AIQM的影響，對應關聯系數分別為0.692、0.733、0.855，影響較為顯著，通過檢驗。

4 結論

在高校教務課程編排管理過程中，對高校排課系統(tǒng)影響最大的是成績錄入查詢管理，其作用效應值為0.754，是高校教育教學排課系統(tǒng)管理的主要影響因素。因此，要根據不同年級的不同課程，合理優(yōu)化教務管理總部門和不同二級單位教研室自動和手動排課管理流程，設置相應的課程表管理辦法，對排課結果進行最優(yōu)化約束管理，以期實現資源最大化利用。

師生評教管理是提升高校排課系統(tǒng)管理的調控變量和催化劑，其總的作用效應值等于0.403，課程信息管理作用效應值為0.547，教學計劃管理作用效應值為0.665，對教務排課系統(tǒng)管理影響都很大。因此，加強師生評教管理、課程信息管理、教學計劃管理以及成績錄入查詢管理可以管控和督促教學資源更全面、更合理的使用和調配，統(tǒng)籌規(guī)劃，真正實現高校教務教學管理最優(yōu)化。