基于數(shù)據(jù)挖掘的多維高職教學(xué)質(zhì)量保障管理系統(tǒng)研究與設(shè)計

馬靜

[摘? ? ? ? ? ?要]? 研究源于高職教學(xué)質(zhì)量管理的實際需要。首先以 “一線一關(guān)系”為研究思路，以學(xué)生為中心，從時間和社會關(guān)系兩個維度，對高職教學(xué)質(zhì)量保障體系進(jìn)行研究，旨在健全和完善高職教學(xué)質(zhì)量管理的內(nèi)、外部保障體系。然后在高職教學(xué)質(zhì)量保障體系和現(xiàn)有高職教務(wù)管理系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，分析高職教學(xué)質(zhì)量保障管理系統(tǒng)的需求和功能。最后探討設(shè)計一個符合高職辦學(xué)特點且基于數(shù)據(jù)挖掘的教學(xué)質(zhì)量保障管理系統(tǒng)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 數(shù)據(jù)挖掘 ;多維 ;高職;教學(xué)質(zhì)量保障體系;教學(xué)質(zhì)量保障管理系統(tǒng)

[中圖分類號]? G717? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）09-0016-04

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日趨成熟，信息化管理系統(tǒng)的“減少工作量、提高辦公效率”的特點越來越被人們認(rèn)可，各高職院校都已使用教務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行日常教務(wù)管理工作。各教務(wù)管理系統(tǒng)的功能大同小異，主要包含數(shù)據(jù)維護(hù)、基本數(shù)據(jù)管理、教學(xué)計劃管理、學(xué)籍管理、排課管理、考務(wù)管理、畢業(yè)生管理、教材管理等功能，這些功能滿足了教務(wù)管理工作的基本需求，但不夠完善。本文在高職教學(xué)質(zhì)量保障體系研究的基礎(chǔ)上，提出了高職教學(xué)質(zhì)量保障管理系統(tǒng)的設(shè)計方案。此方案在完善系統(tǒng)功能的大前提下，引入數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提升了教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的智能化程度，加大了對教學(xué)管理決策的支持力度。

一、基于數(shù)據(jù)挖掘的多維高職教學(xué)質(zhì)量保障體系研究

（一）研究思路

規(guī)范、科學(xué)的教學(xué)質(zhì)量保障體系是提高高職教學(xué)質(zhì)量、創(chuàng)設(shè)良好育人環(huán)境、增強(qiáng)自我約束和發(fā)展能力的根本要求。教學(xué)質(zhì)量保障是一項非常復(fù)雜的工程，大部分高職院校的教學(xué)質(zhì)量保障體系都是按“目標(biāo)→實施→評價→改進(jìn)”的思路來構(gòu)建和運行，而本文梳理了“一線一關(guān)系”的研究思路，以學(xué)生為中心，從時間和社會關(guān)系兩個維度，對如何健全和完善高職教育教學(xué)質(zhì)量的內(nèi)、外部保障體系進(jìn)行研究。如圖1所示，一線是指影響高職教育教學(xué)質(zhì)量的時間線，這條時間線是“基礎(chǔ)教育→高職教育→企業(yè)實習(xí)就業(yè)”。一關(guān)系是指在高職教育期間，影響高職教育教學(xué)質(zhì)量的社會關(guān)系，這個社會關(guān)系由政府、學(xué)校、企業(yè)、教師、同學(xué)及家長組成。

（二）研究方法與途徑

1.充分利用文獻(xiàn)資料及任職學(xué)?，F(xiàn)有模式，深入探究高職教學(xué)質(zhì)量保障體系運行原則和理論基礎(chǔ)，不斷調(diào)整自己的思路和明晰自己的觀點，找到完善高職教學(xué)質(zhì)量保障體系的途徑。

2.就“基礎(chǔ)教育與職業(yè)教育有效銜接途徑、校企合作背景下提升高職教學(xué)質(zhì)量的有效途徑、高職‘互聯(lián)網(wǎng)+家校合作教育模式”三個主題，對9所普通高中48名領(lǐng)導(dǎo)及教師、1135名高職新生、232名高職在校生家長，58家企業(yè)進(jìn)行了訪談和問卷調(diào)研。48名受訪普通高中的領(lǐng)導(dǎo)及教師一致認(rèn)為基礎(chǔ)教育與職業(yè)教育有效銜接的意義重大，但在我國教育體制不斷改革的背景下，銜接方式有待不斷完善。在1135名高職新生問卷中，96.37%的學(xué)生認(rèn)為基礎(chǔ)教育會影響學(xué)生在高職教育中的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)動力。在58份企業(yè)問卷中，100%的企業(yè)表示只要找到校企雙方的盈利點，愿意參與到職業(yè)教育中來，參與形式可多樣化;97%的企業(yè)表示若有便捷的工具或有效的途徑，愿意即時反饋學(xué)生在企業(yè)實習(xí)和就業(yè)時的表現(xiàn)情況給學(xué)校。在232份家長問卷中，100%的家長認(rèn)為家校合作非常重要，而現(xiàn)有的新媒體（微信、QQ等）是家校合作教育的有效工具。

3.借助SPSS公司的Clementine數(shù)據(jù)挖掘工具，對39位教師，6個學(xué)期的課堂教學(xué)評價信息表，總計966078條數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，嘗試構(gòu)建層次分析法的數(shù)據(jù)挖掘模型，并利用這個模型，驗證教學(xué)質(zhì)量評價體系中教學(xué)評價指標(biāo)權(quán)值分配的合理性。

（三）基于數(shù)據(jù)挖掘的多維高職教學(xué)質(zhì)量保障體系的構(gòu)建策略

1.以“二全式”原則構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量保障體系

從時間及社會關(guān)系兩個維度構(gòu)建的高職教學(xué)質(zhì)量保障體系應(yīng)該是一個“二全式”的教學(xué)質(zhì)量保障體系，即全過程、全員。全過程是指從基礎(chǔ)教育到企業(yè)工作，從課堂教學(xué)到實踐教學(xué)，對學(xué)生進(jìn)行全程引導(dǎo)與監(jiān)控，全面掌握學(xué)生動態(tài)，有針對性地解決問題[1]。全員是指政府、企業(yè)單位、學(xué)校、教師、學(xué)生和家長，他們都是保障體系的主體，他們都是教學(xué)質(zhì)量的影響因子，都應(yīng)該參與到教學(xué)質(zhì)量保障工作中來。

2.構(gòu)建基于數(shù)據(jù)挖掘的新型教學(xué)質(zhì)量評價體系

在大數(shù)據(jù)時代提供的新技術(shù)及新思路下，嘗試構(gòu)建基于數(shù)據(jù)挖掘的新型教學(xué)質(zhì)量評價體系是大勢所趨。新型評價體系在遵循民主性、可行性、系統(tǒng)性、反饋性及導(dǎo)向性原則下[2]，應(yīng)充分考慮評價體系中各評價指標(biāo)的權(quán)值分配問題，科學(xué)運用教育測量學(xué)、教育統(tǒng)計學(xué)、教育評價學(xué)的理論和技術(shù)，開展診斷性評價、形成性評價和總結(jié)性評價，并將定性評價與定量評價有機(jī)結(jié)合。新型評價體系還應(yīng)從多方面、多渠道、多層次開展教學(xué)質(zhì)量評價，以確保教學(xué)質(zhì)量評價的全面性、全過程性。本文構(gòu)建的新型評價體系如表1所示，它由教師教學(xué)評價及學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價兩大部分組成?；谇捌诘臄?shù)據(jù)挖掘研究，教師教學(xué)評價一級指標(biāo)權(quán)值分配如表2所示。

3.構(gòu)建校企合作的動態(tài)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系

在多維高職教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系中，“監(jiān)”的職能是從基礎(chǔ)教育到企業(yè)工作，從課堂教學(xué)到實踐教學(xué)全程監(jiān)測，捕捉影響教學(xué)質(zhì)量的所有信息，生成監(jiān)測數(shù)據(jù)?！翱亍钡穆毮苁菍W(xué)校依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行督控，以期動態(tài)提高教學(xué)質(zhì)量。

在新的高職教育背景下，校企合作不斷深入，企業(yè)在教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系中的主導(dǎo)地位不斷提升，他們勢必成為教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系改革的主要動力之一。校企雙方在教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系中，應(yīng)采用責(zé)任分擔(dān)的配合機(jī)制，學(xué)校負(fù)責(zé)學(xué)生理論知識和基本技能的提升，企業(yè)負(fù)責(zé)師生實踐能力的提升[3]。企業(yè)對教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控應(yīng)滲透到整個教學(xué)質(zhì)量保障體系中。學(xué)校依據(jù)企業(yè)需求和學(xué)生就業(yè)要求，確定教學(xué)質(zhì)量目標(biāo)，制定實施方案及標(biāo)準(zhǔn)。在校內(nèi)教學(xué)實施過程中，企業(yè)參與專業(yè)、課程、教材建設(shè)，作為教學(xué)督導(dǎo)團(tuán)隊及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊的主要成員，參與信息分析，并及時將分析結(jié)果反饋給學(xué)校，學(xué)校依據(jù)企業(yè)反饋信息，及時改善相關(guān)工作。在校外實踐、實習(xí)過程中，企業(yè)在監(jiān)控師生實踐的基礎(chǔ)上，將監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋學(xué)校，學(xué)校依據(jù)反饋數(shù)據(jù)，完善人才培養(yǎng)方案及師資培養(yǎng)方案。

互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的變革實現(xiàn)了萬物互聯(lián)。它不僅使學(xué)生的所有學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)得以監(jiān)測成為可能，而且獲取的方式也越來越簡單，但數(shù)據(jù)量也越來越大。那么如何從這些龐大數(shù)據(jù)中，挖掘出有潛在價值的信息呢？數(shù)據(jù)挖掘就是最佳選擇方案之一。對大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過動態(tài)數(shù)據(jù)挖掘后，提煉出暗含的、有用的信息和知識，并進(jìn)一步對數(shù)據(jù)分析，分析結(jié)果為教學(xué)管理部門提供決策依據(jù)，指導(dǎo)日常教學(xué)與管理工作，提升管理水平[4]。

二、系統(tǒng)功能需求分析

（一）問題描述

本文通過對高職教學(xué)質(zhì)量保障體系和現(xiàn)有高職教務(wù)管理系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有高職教務(wù)管理系統(tǒng)存在如下問題。

1.系統(tǒng)的辦公自動化程度有待提高。

2.系統(tǒng)多以被動的教學(xué)信息輸入輸出為主，缺乏政府、企業(yè)、家長等社會關(guān)系人員的反饋和互動數(shù)據(jù)輸入。

3.系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息還停留在存儲、修改、查詢等傳統(tǒng)功能上，利用聯(lián)機(jī)分析處理、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，統(tǒng)計分析信息的能力有待提高。

4.系統(tǒng)對教學(xué)的診斷、激勵、調(diào)控、導(dǎo)向能力有待提高。

5.系統(tǒng)缺少高職教育與基礎(chǔ)教育銜接的功能。

6.系統(tǒng)缺少企業(yè)參與高職教育的功能。

7.系統(tǒng)缺少家長參與高職教育的功能。

（二）系統(tǒng)總體功能需求

基于數(shù)據(jù)挖掘的多維高職教學(xué)質(zhì)量保障管理系統(tǒng)應(yīng)具備教學(xué)日常管理、教學(xué)質(zhì)量評價及教學(xué)監(jiān)控、教學(xué)信息分析等綜合管理功能。系統(tǒng)涵蓋“基礎(chǔ)教育→高職教育→企業(yè)實習(xí)就業(yè)”時間線上的教學(xué)和管理活動中，需要用計算機(jī)進(jìn)行管理或處理的所有環(huán)節(jié)，應(yīng)具備如下功能。

1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)功能：包括輔助字典、實體分類表、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)信息表、教師信息表、學(xué)生信息表、企業(yè)信息表、行業(yè)專家信息表、家長信息表、基礎(chǔ)教育組織機(jī)構(gòu)信息表等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)。

2.權(quán)限管理功能：用戶登錄時首先要進(jìn)行身份認(rèn)證，身份認(rèn)證后，可確定用戶屬于哪種角色，并擁有相應(yīng)系統(tǒng)操作權(quán)。權(quán)限從對象上可分為系統(tǒng)管理員、領(lǐng)導(dǎo)、企業(yè)專家、教師、學(xué)生、外部用戶等;從權(quán)限內(nèi)容上可分功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限;從數(shù)據(jù)操作上可分為查詢權(quán)限和修改權(quán)限。

3.教務(wù)管理基本功能：包括專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、教研活動、教學(xué)計劃制定、課程表編排、教材征訂、調(diào)課、實習(xí)實訓(xùn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、教師備課與上課、聽課、作業(yè)批改以及各類考試的組織、教學(xué)督導(dǎo)、教學(xué)評價等管理功能。

4.自動化辦公功能：自動化辦公功能主要實現(xiàn)電子簽章、流程類文件審核傳送兩大功能。電子簽章功能主要包括電子簽章的生成、加密防偽、授權(quán)使用、管理等幾個子功能。流程類文件審核傳送功能主要針對需要多人、多部門處理的文件，打破時間和空間限制，在工作流節(jié)點上依次審核傳送。

5.資料數(shù)字化加工功能：能夠?qū)堎|(zhì)資料、圖形圖像資料、視頻音頻資料數(shù)字化加工。

6.教學(xué)信息挖掘及分析功能：利用數(shù)據(jù)挖掘及數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)生基礎(chǔ)教育階段數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)挖掘、教學(xué)評價體系中各指標(biāo)權(quán)重分配的研究、按照用戶定制的信息生成報表、預(yù)測招生人數(shù)等功能。

7.數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)功能：軟件需要有備份、恢復(fù)、容錯、異常處理、實時監(jiān)控日志、預(yù)警、報警等功能。

8.對接功能：操作人員能夠輕松地與微信公眾平臺，微信小程序、專業(yè)社交群及相關(guān)APP等新媒體進(jìn)行對接。系統(tǒng)能夠與政府、企業(yè)、其他學(xué)校（包括普通高中）的數(shù)據(jù)平臺對接。

9.數(shù)據(jù)文件加密功能：重要文檔可加密保護(hù)，被加密的文檔只能被授權(quán)用戶在授權(quán)環(huán)境中應(yīng)用。

三、系統(tǒng)設(shè)計

（一）系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2所示，此架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用服務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度和管理，具備系統(tǒng)功能模塊化，系統(tǒng)集成松耦合，應(yīng)用的修改、重用和部署易操作，系統(tǒng)可彈性擴(kuò)展等特點。它不僅能支持學(xué)校教學(xué)資源的整合和管理，還能支持學(xué)校門戶網(wǎng)站、APP、微信公眾號、微信小程序等新媒體平臺的快速搭建，為它們提供統(tǒng)一的內(nèi)容管理、資源整合及安全管理。在有效的安全保障體系、科學(xué)的教學(xué)質(zhì)量保障體系及適用的系統(tǒng)管理體系基礎(chǔ)上，此架構(gòu)通過基礎(chǔ)層、應(yīng)用數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用管理層、展現(xiàn)層和接入層六個層次進(jìn)行分層組織。

基礎(chǔ)層是整個系統(tǒng)的物理層，它的建設(shè)是項目搭建的基礎(chǔ)保障，由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、安全系統(tǒng)組成。

應(yīng)用數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源的保障，系統(tǒng)架構(gòu)將數(shù)據(jù)資源分為結(jié)構(gòu)化資源和非結(jié)構(gòu)化資源。系統(tǒng)通過非結(jié)構(gòu)化資源整合模板，對不同場景產(chǎn)生的文本、圖形圖像、音頻及視頻等非結(jié)構(gòu)化資源進(jìn)行整合。對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源，系統(tǒng)設(shè)計了學(xué)生資源庫、教師資源庫、企業(yè)資源庫、基礎(chǔ)教育資源庫以及教學(xué)監(jiān)管資源庫。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源除了來源于本系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還可通過接口從其他相關(guān)管理系統(tǒng)獲取，或使用ETL工具提取。系統(tǒng)通過對資源庫的有效分類，建立完善的元數(shù)據(jù)管理規(guī)范，合理有效地實現(xiàn)資源的共享、檢索機(jī)制。

應(yīng)用支撐層實現(xiàn)工作流、智能分析、數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)挖掘等功能組件的定制。這些功能組件作為接口和實現(xiàn)調(diào)用方和被調(diào)用方分離的程序模塊，不僅方便程序拆卸，還提升了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、可擴(kuò)充性和可重用性，它是整個架構(gòu)設(shè)計的核心部分。

應(yīng)用管理層是系統(tǒng)的建設(shè)層，在相關(guān)整合機(jī)制的基礎(chǔ)上，通過對各功能組件有效整合，快速搭建系統(tǒng)管理、教務(wù)管理、教學(xué)評價、教學(xué)監(jiān)測、數(shù)據(jù)挖掘、新媒體管理等功能模塊。

展現(xiàn)層是用戶感知層，它的主要功能是根據(jù)計算機(jī)或移動設(shè)備的不同顯示特性，從設(shè)計、排版、控件、圖片、色彩、字體等各方面進(jìn)行技術(shù)規(guī)范及處理，最終將系統(tǒng)展現(xiàn)給用戶。用戶不僅可實現(xiàn)功能操作，還可從視覺、聽覺和觸覺上得到較好的使用體驗。

接入層主要將用戶分為內(nèi)網(wǎng)用戶和外網(wǎng)用戶，不同用戶通過客戶端登錄，并依據(jù)各自的權(quán)限對系統(tǒng)的應(yīng)用或資源進(jìn)行操作。

（二）系統(tǒng)總體功能設(shè)計

本系統(tǒng)以提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)管理效率為設(shè)計目標(biāo)，主要由系統(tǒng)管理功能、教務(wù)管理功能、數(shù)據(jù)挖掘功能及教務(wù)輔助功能四大功能模塊組成。

1.系統(tǒng)管理功能模塊

系統(tǒng)管理功能模塊如圖3所示，它實現(xiàn)了需求分析中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、電子簽章管理、數(shù)據(jù)對接等功能。新媒體管理子功能解決了系統(tǒng)被動輸入、輸出教學(xué)信息的問題，加強(qiáng)了學(xué)校與政府、企業(yè)、家長等人員的互動，使企業(yè)、家長能參與高職教育。系統(tǒng)接口管理子功能搭建了學(xué)校與企業(yè)、普通高中的數(shù)據(jù)橋梁，使“基礎(chǔ)教育→高職教育→企業(yè)實習(xí)就業(yè)”這條時間線上的數(shù)據(jù)通道暢通無阻，使高職教育與企業(yè)、基礎(chǔ)教育進(jìn)行有效銜接。

2.教務(wù)管理功能模塊

教務(wù)管理功能模塊如圖4所示，它實現(xiàn)了需求分析中的教務(wù)管理基本功能、資料數(shù)字化加工等功能。它是整個系統(tǒng)的核心功能模塊，在保證教學(xué)正常運作的同時，使企業(yè)及家長能參與高職教育。教學(xué)評價和教學(xué)監(jiān)測子功能提升了教學(xué)的診斷、激勵、調(diào)控和導(dǎo)向能力。

3.數(shù)據(jù)挖掘功能模塊

數(shù)據(jù)挖掘功能模塊如圖5所示，它實現(xiàn)了需求分析中的教學(xué)信息數(shù)據(jù)挖掘功能。此功能模塊突破了數(shù)據(jù)信息停留在存儲、修改、查詢等功能的現(xiàn)狀，充分利用了聯(lián)機(jī)分析處理、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，提升了系統(tǒng)的統(tǒng)計、分析信息的能力。

4.教務(wù)輔助功能模塊

教務(wù)輔助功能模塊如圖6所示，它實現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量保障體系中其他職能部門的管理功能，主要包括行政管理、辦公自動化、學(xué)工處管理、人事管理、后勤管理和財務(wù)管理幾個子功能。辦公自動化子功能提升了學(xué)校辦公自動化程度，使辦公流程更加簡潔流暢。

四、結(jié)束語

教學(xué)質(zhì)量保障體系和教務(wù)管理系統(tǒng)都是提高高職教學(xué)質(zhì)量的重要保障，兩者相輔相成，系統(tǒng)是體系的管理工具，體系的需求是系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)及根本。本文以系統(tǒng)需求為橋梁，將兩者進(jìn)行綜合研究。確定“二全式”教學(xué)質(zhì)量保障體系的構(gòu)建原則，分析了基于數(shù)據(jù)挖掘的新型教學(xué)質(zhì)量評價體系，闡述了校企合作的動態(tài)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系的構(gòu)建策略。從系統(tǒng)總體架構(gòu)和系統(tǒng)總體功能兩個方面，提出基于數(shù)據(jù)挖掘的多維高職教學(xué)質(zhì)量保障管理系統(tǒng)的設(shè)計方案。此設(shè)計方案適應(yīng)時代的變革，以新技術(shù)和新思路，使系統(tǒng)更智能，更自動化，功能更齊全。希望本文能為高職教學(xué)質(zhì)量保障體系的研究提供新思路，為高職教學(xué)質(zhì)量保障管理系統(tǒng)的開發(fā)提供藍(lán)本。

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◎編輯 武生智