基于MVC的高校教學大數(shù)據(jù)可視化設計與實現(xiàn)

張少龍

摘要：高校中分散在各個教學信息系統(tǒng)如招生系統(tǒng)、教務系統(tǒng)、在線學習平臺、圖書館系統(tǒng)中的各類教學數(shù)據(jù)共同構成了高校的教學大數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)可視化技術將教學大數(shù)據(jù)以直觀、高效的可視化信息呈現(xiàn)可以有效地服務高校領導決策。本文中筆者提出了基于MVC的大數(shù)據(jù)可視化架構，并以浙江開放大學“浙江學習網(wǎng)”可視化大屏設計和實現(xiàn)為例，利用德爾菲法和層次分析法等建模方法和ETL及可視化工具完成MVC可視化架構的設計和實現(xiàn)，取得了較好的效果，具有理論到應用的現(xiàn)實指導意義。

關鍵詞：MVC;教學信息系統(tǒng);大數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)可視化;可視化技術

Abstract： All kinds of data distributed over the systems such as teaching manager information system， online learning platform and digital library constitute the teaching big data of universities. Using data visualization technology to present teaching big data with intuitive and efficient information can effectively serve the decision-making of university leaders. In this paper a case of data visualization of Zhejiang Open University is implemented with Delphi method，AHP method and ETL，Data visualization tool based on MVC mode .

Key words： MVC; teaching information system; big data; data visualization; visualization technology

1引言

目前各高校都建設了各類教學信息系統(tǒng)如招生系統(tǒng)、教務系統(tǒng)、在線學習平臺、學習資源管理系統(tǒng)、圖書館系統(tǒng)等。隨著歷史的積累，這些系統(tǒng)中都包含著大量的各類教學數(shù)據(jù)，共同構成了高校的教學大數(shù)據(jù)。如何有效利用這些教學大數(shù)據(jù)，以直觀、高效的可視化信息呈現(xiàn)形式服務高校領導決策，數(shù)據(jù)可視化正好滿足了這項需求。數(shù)據(jù)可視化起源于1960年計算機圖形學，通過計算機創(chuàng)建圖形圖表，可視化提取出來的數(shù)據(jù)，可以將數(shù)據(jù)的各種屬性和變量呈現(xiàn)出來，它們是數(shù)據(jù)可視化的最基礎最常見的應用。近年來隨著計算機硬件的發(fā)展以及復雜或大規(guī)模異型數(shù)據(jù)集的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)可視化也逐漸發(fā)展為大數(shù)據(jù)可視化，需要應用包括數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)采集、 數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)挖掘在內的一系列復雜數(shù)據(jù)處理技術，然后由可視化算法及技術實現(xiàn)[1]。

目前在教學數(shù)據(jù)可視化研究和應用上，較多是針對特定專業(yè)系統(tǒng)的專題數(shù)據(jù)可視化，如教務系統(tǒng)、教學平臺、圖書館系統(tǒng)等[2，3，4]。在當前各高校實踐中，由于信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的“孤島現(xiàn)象”以及跨部門業(yè)務協(xié)調和溝通的困難，也主要采用多屏形式分別建設多個數(shù)據(jù)大屏展示各類教學信息。割裂的數(shù)據(jù)展示帶來數(shù)據(jù)統(tǒng)計的不統(tǒng)一和主題表達的分散，難以向校領導決策層提供基于一個統(tǒng)一教學大數(shù)據(jù)主題的可視化全貌展現(xiàn)，使可視化的直觀，高效呈現(xiàn)的優(yōu)勢難以發(fā)揮。

如何綜合學校各類教學數(shù)據(jù)，設計和實現(xiàn)一個基于學校教學大數(shù)據(jù)下的可視化大屏是本文的研究目的，本文提出了一個基于MVC的大數(shù)據(jù)可視化架構，并以筆者所在學校實際情況為例，運用德爾菲法和層次分析法完成教學數(shù)據(jù)模型的建立，利用ETL和可視化工具完成了數(shù)據(jù)控制和可視化大屏設計。

2 大數(shù)據(jù)可視化的MVC架構

MVC已是一種為眾多實踐所應用的標準設計模式，MVC是模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）的縮寫。模型用來封裝業(yè)務邏輯和基礎數(shù)據(jù)。模型對外提供接口，可以被控制器和視圖調用，視圖是應用程序與用戶的接口，作用是負責顯示，也就負責表達邏輯的內容。視圖是模型的外觀，可以訪問模型的數(shù)據(jù)，但不能改變這些數(shù)據(jù)?？刂破魇悄Ｐ秃鸵晥D之間的橋梁，它解釋用戶的輸入并進行相應的處理，再將請求轉發(fā)給視圖[5]。

MVC模式可以很好地分割業(yè)務邏輯和表達邏輯的內容。模型可以封裝應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，視圖是作為與用戶的接口，負責數(shù)據(jù)的顯示和交互，控制器是模型和視圖之間的橋梁，能夠較好地滿足大數(shù)據(jù)可視化的架構設計需求。

3 模型的構建

3.1主題和數(shù)據(jù)指標的確立

主題確定了可視化的表達目標，數(shù)據(jù)指標確定了從眾多系統(tǒng)中提取哪些數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)重要性的排序。高校教學大數(shù)據(jù)主題和數(shù)據(jù)指標確定的難點是在于學校教學業(yè)務的多樣性和復雜性，而且每所高校的情況各不相同，沒有統(tǒng)一的標準。以筆者所在浙江開放大學（浙江廣播電視大學）為例，是一所以開放教育為主體、多元辦學、多種教育類型協(xié)調發(fā)展的省屬現(xiàn)代遠程開放大學，學校還增掛浙江省社區(qū)教育指導中心、浙江老年開放大學牌子履行相應職能。

學校教學的多元性和復雜性，使得主題和數(shù)據(jù)指標的建立較為困難。本例中筆者綜合使用了德爾菲法和層次分析法進行主題和數(shù)據(jù)指標的建立。

德爾菲法系以一系列問卷向各類專家征詢意見，依據(jù)所有專家對原問卷的答復再擬定下一份問卷，再次向各類專家征詢意見，直到大多數(shù)專家的意見看法趨于一致才獲得結論的一種定性預測、評估方法[6]。

本研究在開大（電大）體系內選擇在教學管理、教學實踐、招生、學工、技術各相關領域具有豐富理論和實踐經驗的專家10人組成專家組，首選進行了二輪的德爾菲法咨詢，第一輪向各位專家下發(fā)問卷對可視化的主題、維度和指標進行征詢，由于各個專家的需求和目標不盡相同，征詢意見比較分散，根據(jù)第一輪問卷結果向專家進行反饋后，進行了第二輪的征詢，大多數(shù)專家的意見看法趨于一致，確定了可視化主題、維度和指標，同時各專家各自獨立地給出隸屬度等評估值。