基于大數(shù)據(jù)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李 晶

（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000）

0 引言

當(dāng)前，高校的教育教學(xué)正面臨著新的挑戰(zhàn)，伴隨著時(shí)代的發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)際形勢(shì)與環(huán)境的變化以及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變革等，國(guó)家和社會(huì)對(duì)高校教育教學(xué)的時(shí)效性提出了更多的新要求。時(shí)效性是同一件事物在不同的時(shí)間具有很大的性質(zhì)上的差異。教學(xué)時(shí)效性一般是指，教師在一定的時(shí)間內(nèi)可以向?qū)W生傳授知識(shí)量的多少或是課堂效率的高低，這些均會(huì)對(duì)高校教育教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。因此，對(duì)高校教育教學(xué)的時(shí)效性進(jìn)行分析，能夠保證提升課堂效率以及教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)高校教育教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。

根據(jù)以上分析，本文設(shè)計(jì)了一種基于大數(shù)據(jù)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)。

1 高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)

1.1 基于大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

高校教育教學(xué)數(shù)據(jù)采集方式以及對(duì)應(yīng)的軟件支持方式的具體描述如下：

在采集高校教育教學(xué)數(shù)據(jù)的過(guò)程中，通過(guò)電子書(shū)包獲取學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的行為數(shù)據(jù)，并采用教室錄制終端自動(dòng)錄制實(shí)時(shí)的課堂情況，具體包括學(xué)生在不同學(xué)習(xí)終端上，使用不同的輸入設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及在智能終端上所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在傳感數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集過(guò)程當(dāng)中，利用課堂中或是移動(dòng)終端上的定位系統(tǒng)或是傳感器來(lái)采集學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)。

在高校教育教學(xué)時(shí)效性分析過(guò)程中，教學(xué)的基本數(shù)據(jù)分析是其重要組成部分之一。根據(jù)上述分析，假設(shè)某一班中的第k名學(xué)生對(duì)于某一課程的第i項(xiàng)指標(biāo)的成績(jī)?yōu)閖，則均值以及方差的具體計(jì)算公式如下：

上述公式中，m表示參與高校教育教學(xué)評(píng)價(jià)的學(xué)生總量。

1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

通過(guò)構(gòu)建高校教育教學(xué)時(shí)效性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并根據(jù)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果與模糊綜合評(píng)價(jià)法實(shí)現(xiàn)高校教育教學(xué)時(shí)效性分析。

本文通過(guò)文獻(xiàn)分析以及專家問(wèn)卷調(diào)查法分析高校教育教學(xué)時(shí)效性評(píng)價(jià)指標(biāo)，以此構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。計(jì)算高校教育教學(xué)時(shí)效性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，具體計(jì)算公式如下：在此基礎(chǔ)上，根據(jù)高校教育教學(xué)時(shí)效性評(píng)價(jià)的特點(diǎn)、需求分析中了解到的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，從而建立評(píng)價(jià)因素集。其中，一級(jí)評(píng)價(jià)因素集的具體描述如下：由于高校教育教學(xué)時(shí)效性評(píng)價(jià)過(guò)程中的一級(jí)指標(biāo)由多個(gè)二級(jí)指標(biāo)組成，因此可以獲取二級(jí)評(píng)價(jià)因素集，其具體描述如下：

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，構(gòu)建模糊矩陣，該矩陣的具體描述如下：對(duì)高校教育教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，確定隸屬度，具體計(jì)算公式如下：

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的基于大數(shù)據(jù)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)的有效性，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此次實(shí)驗(yàn)需要在統(tǒng)一的環(huán)境下進(jìn)行，具體的實(shí)驗(yàn)環(huán)境如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

將傳統(tǒng)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)，作為實(shí)驗(yàn)對(duì)比指標(biāo)，通過(guò)比較不同系統(tǒng)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析的相對(duì)誤差率與系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間來(lái)檢驗(yàn)不同系統(tǒng)的應(yīng)用性能。

先比較了不同系統(tǒng)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析的相對(duì)誤差率，誤差率計(jì)算公式如下：

式中，R表示高校教育教學(xué)時(shí)效性分析的實(shí)際結(jié)果，該結(jié)果主要通過(guò)專家問(wèn)卷調(diào)查得到；T表示不同系統(tǒng)的實(shí)效性分析結(jié)果。

高校教育教學(xué)時(shí)效性分析的相對(duì)誤差率比較結(jié)果如表2所示。

表2 相對(duì)誤差率比較結(jié)果

分析表2中的數(shù)據(jù)可知，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，基于大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析相對(duì)誤差率始終保持在10%以下，說(shuō)明該系統(tǒng)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析結(jié)果更精準(zhǔn)。

系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是檢驗(yàn)高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)的又一重要指標(biāo)，因此不同系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試

分析圖1中的數(shù)據(jù)可知，傳統(tǒng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間在0.8s～3.1s之間變化，而基于大數(shù)據(jù)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間始終在0.3s以下，說(shuō)明該系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間更短，響應(yīng)效率越高。

3 結(jié)束語(yǔ)

時(shí)效性分析是高校教育教學(xué)過(guò)程中的最為重要的環(huán)節(jié)之一，而若是想提升高校教育教學(xué)時(shí)效性，必須要對(duì)其進(jìn)行深入分析，并根據(jù)相關(guān)結(jié)果提出相關(guān)策略，以期促進(jìn)高校教育教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提升。由于傳統(tǒng)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)存在分析相對(duì)誤差率較高以及系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種基于大數(shù)據(jù)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)的高校教育教學(xué)時(shí)效性分析相對(duì)誤差率始終保持在10%以下，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間始終在0.3s以下，可以充分解決傳統(tǒng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，可以在實(shí)際中得到進(jìn)一步推廣。