基于Python的大數(shù)據(jù)分析在高職院校教學(xué)管理中的應(yīng)用

王錦坤

（1.福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.國網(wǎng)福建省電力有限公司技能培訓(xùn)中心）

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展加快了社會變革的速度，如今，信息技術(shù)使得我們周圍的手機(jī)、電腦、聊天軟件、購物平臺等不斷改善，互聯(lián)網(wǎng)正在以強(qiáng)大的力量改變我們的生活。而高職院校仍舊沿用傳統(tǒng)老舊的教育管理模式，并未隨著時代的發(fā)展而積極進(jìn)行教育管理模式的創(chuàng)新。傳統(tǒng)的教育管理模式?jīng)]有凸顯學(xué)生的主體地位，在這樣的教育管理模式下，學(xué)生的思維受到限制，課堂質(zhì)量得不到保障，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)造性都得不到鍛煉。近幾年，高職教育管理者為了改進(jìn)教育管理模式積極引入了教學(xué)管理平臺，比如筆者所在的福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院引入了智慧職教云平臺，利用職教云平臺搭建線上教學(xué)資源庫，并依托該資源庫結(jié)合線下課堂教學(xué)，實現(xiàn)了線上線下、課前課中課后教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，該系統(tǒng)在日常的使用過程中產(chǎn)生了大量的使用數(shù)據(jù)。本文利用免費、開源、跨平臺且具有簡潔、易讀懂、易維護(hù)以及數(shù)據(jù)分析庫豐富等優(yōu)點的Python語言作為主要工具，對職教云平臺的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)技術(shù)分析，并為如何應(yīng)用分析結(jié)果服務(wù)教學(xué)管理方式改進(jìn)提供了一些思路。

一、教學(xué)管理和大數(shù)據(jù)

（一）教學(xué)管理和教學(xué)大數(shù)據(jù)簡述

大數(shù)據(jù)可以看作一種技術(shù)工具、一種信息資源，或者是一種思維理念。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和信息手段的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，我國迎來了大數(shù)據(jù)時代，在大數(shù)據(jù)的時代背景下，各行各業(yè)都在努力地適應(yīng)當(dāng)前的大環(huán)境帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。高校的教育管理方法作為教育事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要支撐之一，也在這樣的環(huán)境中積極地進(jìn)行探索和創(chuàng)新。通過大數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為高校教育管理工作提供創(chuàng)新性的技術(shù)支撐和方法依據(jù)，改進(jìn)當(dāng)前教育管理的固有工作模式，增強(qiáng)相關(guān)指導(dǎo)人員的大局意識，促進(jìn)管理服務(wù)能力和教育專業(yè)水平的提升，保障高校教學(xué)工作的穩(wěn)定發(fā)展，為社會和國家的建設(shè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

高校教育管理過程中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)資料庫相對來說比較龐大。在實踐運用中，通過對數(shù)據(jù)實時進(jìn)行追蹤，能夠在數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間建立聯(lián)系，進(jìn)行分類，建立歸類，進(jìn)而進(jìn)行挖掘。另外，隨著數(shù)據(jù)的不斷增加和呈現(xiàn)出共性的現(xiàn)象，具有數(shù)量大、增加快和價值高的特點，為教育管理的發(fā)展趨勢提供可靠的依據(jù)。

高校教學(xué)管理大數(shù)據(jù)的主要來源分為兩大部分：一是學(xué)生的學(xué)習(xí)行為產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從學(xué)生開始使用智慧職教云平臺時的基本信息和在后續(xù)每門學(xué)科日常簽到、課件視頻學(xué)習(xí)、課堂提問討論、課后作業(yè)、期末考試直到畢業(yè)為止所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息；二是教師的備課、上課行為產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從每門課程建課開始，到上傳相關(guān)課程課件、視頻，題庫、作業(yè)布置、作業(yè)批改、試卷組成、試卷評閱直至期末資料歸檔等一系列全過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息。

（二）大數(shù)據(jù)教學(xué)管理創(chuàng)新的內(nèi)涵

大數(shù)據(jù)下的教學(xué)管理既是對學(xué)生的教育教學(xué)管理，也是對教師的教育教學(xué)服務(wù)。要想實現(xiàn)教學(xué)管理模式的創(chuàng)新和改進(jìn)，首先要有效地利用和深度地挖掘數(shù)據(jù)平臺的大數(shù)據(jù)信息，并實施動態(tài)的追蹤和分析，尋找數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，依據(jù)這些信息對高校學(xué)生的狀態(tài)進(jìn)行分類，并對學(xué)生的行為進(jìn)行檢測，分析在教學(xué)管理中學(xué)生的滿意度，能夠幫助日常教學(xué)管理了解高校學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中的思想狀態(tài)、興趣愛好以及心理狀況，對學(xué)習(xí)目標(biāo)的期望傾向以及意愿，這就為教學(xué)管理內(nèi)容提供了依據(jù)，促進(jìn)了教育質(zhì)量的提升。

二、教學(xué)管理大數(shù)據(jù)分析過程

教學(xué)管理大數(shù)據(jù)是基于數(shù)據(jù)庫的知識發(fā)現(xiàn)，從大量的數(shù)據(jù)中獲取新穎、有效、潛在有用的關(guān)聯(lián)、分類等。

（一）搭建分析工具，實施動態(tài)分析

Python語言免費、開源、跨平臺且具有簡潔、易讀懂、易維護(hù)以及數(shù)據(jù)分析庫豐富等優(yōu)點，2017年5月就已在TIOBE編程語言社區(qū)排行榜中占據(jù)前五的位置。同時，其具有較強(qiáng)的綜合性，可以運行在Linux、Windows等多個平臺，與C/C++、java等各種語言結(jié)合，能夠同時開發(fā)計算機(jī)版或手機(jī)版。因此，選擇Python語言構(gòu)建教學(xué)管理分析是有現(xiàn)實意義的。

（二）依靠成熟數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)實時改進(jìn)

筆者所在福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院2019年引入了智慧職教云平臺，學(xué)院教師員工利用職教云平臺搭建線上教學(xué)資源庫，并依托該資源庫結(jié)合線下課堂教學(xué)，實現(xiàn)了線上線下、課前課中課后教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，該系統(tǒng)在日常的使用過程中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。既有學(xué)生開始使用智慧職教云平臺時的基本信息和在后續(xù)每門學(xué)科日常簽到、課件視頻學(xué)習(xí)、課堂提問討論、課后作業(yè)、期末考試直到畢業(yè)為止所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息；又有教師的備課、上課行為產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從每門課程建課開始，到上傳相關(guān)課程課件、視頻，題庫、作業(yè)布置、作業(yè)批改、試卷組成、試卷評閱直至期末資料歸檔等一系列全過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息。我們通過分析結(jié)果，可以實時反饋教師，實時改進(jìn)方法。

（三）建立分析方案任務(wù)，挖掘教學(xué)需求

用Python語言建立分析方案，支持用戶通過梳理學(xué)校各層級的分析目標(biāo)，實現(xiàn)對學(xué)校、專業(yè)、教師、學(xué)生、課程的分析。分析教學(xué)需求任務(wù)，根據(jù)分析方案，支持用戶進(jìn)行分析任務(wù)的創(chuàng)建，對某些特定的分析對象進(jìn)行周期性分析，可設(shè)置對應(yīng)的分析方案、分析對象和分析頻率?？蓪Ψ治鋈蝿?wù)進(jìn)行增、刪、改、查的操作。

進(jìn)行分析任務(wù)的創(chuàng)建，設(shè)定不同類型的任務(wù)，包括學(xué)校、專業(yè)、課程、教師、學(xué)生五個類型的分析方向，根據(jù)任務(wù)類型選取對應(yīng)類型的方案。專業(yè)類型的任務(wù)可定義多個專業(yè)作為分析對象，其他類型的任務(wù)默認(rèn)以學(xué)校作為分析對象。支持用戶設(shè)置任務(wù)的等級及對應(yīng)分值，可根據(jù)實際業(yè)務(wù)需要設(shè)置多個等級。支持用戶定義任務(wù)的分析頻率，可按學(xué)期、學(xué)年頻率進(jìn)行設(shè)置；支持設(shè)定任務(wù)執(zhí)行周期。設(shè)置完成后，對任務(wù)進(jìn)行發(fā)布操作，系統(tǒng)將根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)，按頻率進(jìn)行自動分析。

（四）分析技術(shù)持續(xù)改進(jìn)，推動教學(xué)管理創(chuàng)新

關(guān)聯(lián)性分析方法是分析過程中使用頻率最多、使用范圍最廣的數(shù)據(jù)分析技術(shù)之一，可以很好地應(yīng)用于教學(xué)管理的決策分析中。在數(shù)據(jù)分析中，運用關(guān)聯(lián)性分析方法，可以判斷哪一種教學(xué)方法適合哪一類學(xué)生或某門課程，從而方便教師進(jìn)行教學(xué)方法的選擇，從而個性化教學(xué)方法能夠在實踐教學(xué)中得到進(jìn)一步的應(yīng)用和實施。所以利用關(guān)聯(lián)性分析法，尋找教師、學(xué)生各種行為活動之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而引導(dǎo)和影響相關(guān)的師生行為。

通過智慧職教云平臺中存放的各專業(yè)課程的歷史數(shù)據(jù)，包括日常簽到、課件視頻學(xué)習(xí)、課堂提問討論、課后作業(yè)、期末考試等，找出影響學(xué)生成績的各方面的原因，進(jìn)而科學(xué)、合理地改進(jìn)教學(xué)設(shè)置。另外，還可以從大量的教學(xué)數(shù)據(jù)中，分析出教學(xué)效果與哪些因素有關(guān)，從而為教學(xué)管理決策提供支撐。

三、大數(shù)據(jù)分析對教學(xué)管理產(chǎn)生的影響

（一）主觀影響

教學(xué)管理是否有效以及實施效率的高低，主要影響因素來源于教育過程中的主體和客體，比如教師的學(xué)歷、年齡、心理和素養(yǎng)等，學(xué)生的家庭、興趣、特長等，通過數(shù)據(jù)的收集對其進(jìn)行分析和處理，借助大數(shù)據(jù)分析所產(chǎn)生的結(jié)果，幫助相關(guān)的教師進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。在這個過程中，教師的主觀因素對大數(shù)據(jù)的利用率產(chǎn)生了非常重要的影響，而學(xué)生的主觀因素也對數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、分類以及數(shù)據(jù)的價值和教學(xué)滿意度的評價起著關(guān)鍵性作用，因此在進(jìn)行教學(xué)管理改進(jìn)的過程中，需要針對教師和學(xué)生的數(shù)據(jù)信息、行為特征、性別和年齡進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)收集、整理和分類，這樣才能夠有助于教學(xué)管理成效性的提升。

（二）客觀影響

在大數(shù)據(jù)的背景下，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和獲取都依賴于一整套完整的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，所以在對高校教學(xué)管理進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新的過程中，需要配置專業(yè)的硬件、完善的軟件資源以及各類數(shù)據(jù)資源。所以在本次研究分析過程中，所依托的平臺雖然還有一些小瑕疵，但利用已經(jīng)具備的數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善，并將分析數(shù)據(jù)系統(tǒng)引進(jìn)，建立交互性強(qiáng)、時效化的數(shù)據(jù)平臺，總體的效果還是比較滿意的，促進(jìn)了教學(xué)管理質(zhì)量的提升。

在現(xiàn)代社會發(fā)展的過程中，信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展為社會的每一個領(lǐng)域都帶來了新的發(fā)展機(jī)會。在大數(shù)據(jù)的時代背景下，復(fù)雜的信息通過整理、歸類和分析處理對教育行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要的價值，尤其是在當(dāng)前的教育管理中，為高校教師提供了新型的教育理念和技術(shù)的支撐。基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對教師和學(xué)生的信息進(jìn)行深度挖掘，能夠掌握教師和學(xué)生在教學(xué)過程中真實的傾向和需求，促進(jìn)了教育個性化的發(fā)展，也豐富了當(dāng)前階段的教育管理的方式和內(nèi)容。在互動性的教學(xué)過程中為師生提供了更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)建議，促進(jìn)了教育管理方式的轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新，實現(xiàn)了學(xué)校、教師、學(xué)生、社會多方的人才供需平衡，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。