面向質量評估的高校教學數據中心數據模塊的設計與實踐

張宇翔

摘要：以往高校教學數據中心的建設主要是以教學業務數據的交換為目的，然而隨著對高校教學質量評估的開展，要求數據中心的基礎數據還能很好地支持周期性教學質量的評估。提出兼顧教學質量評估的高校教學數據中心數據模塊的設計與實踐。

關鍵詞：教學質量評估；數據標準化；數據模型

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2016.04.013

早在2007年底，為了落實國家“高等學校教學質量與教學改革工程”，教育部、財政部聯合發文啟動“全國高校教學基本狀態數據庫系統項目”。2012年，教育部頒發《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》，其中第十一條指出“加強高校自我評估，健全校內質量保障體系，完善本科教學基本狀態數據庫，建立本科教學質量年度報告發布制度”。通過教學基本狀態數據庫的建設，提供完整、權威的教學基本狀態數據，既可以推動高校信息化建設標準化和規范化，又可以完善監測評估體系，提高評估實際效果。

以往高校教學數據中心的建設主要采用面向支持教務業務的數據集成方案，其主要目的是為了解決相關教學系統之間的數據交換和共享。顯然，隨著高校教學質量評估和本科教學基本狀態數據庫建設的要求，對高校數據共享平臺的建設提出了更高的要求，也即除了實現現有相關教學系統之間數據的交換，還要兼顧本科教學質量評估。而教學質量評估內涵廣泛，包括教育部、省市教育主管部門、學校，涉及對課程評估、專業評估等的多方面評估。

旨在搭建一個面向應用、安全可靠、操作便捷、技術先進、規范統一、靈活可擴展的教學數據交換平臺，實現各教學相關業務系統、教學質量評估系統與數據中心平臺之間的數據交換和共享，為學校教學管理提供統一、規范、準確、實時的權威數據服務。著重介紹兼顧教學質量評估的教學數據中心數據模塊的設計與實踐。

1 數據模塊整體框架

教學數據中心數據模塊的建設從以下兩方面展開：（1）其與教學相關系統之間數據的交換；（2）兼顧多層次、多方面的教學質量評估。教學系統主要是圍繞教學過程展開，故其產生的數據主要面向教學過程業務；教學質量評估主要是針對教學結果，是以結果考核指標為導向。因此，教學數據中心的建設要遵循結果與過程相結合的原則。

教學業務數據（簡稱業務數據）直接來自于教學業務系統，其特點是以業務流為主導；教學質量評估所需數據（簡稱評估數據）來自于各級評估報告中的質量評估指標，其特點是以分類、分級為前提，以便服務于質量評估；教學數據中心數據（簡稱基礎數據）來源于教學相關系統，其既能為教學相關系統及教學質量評估提供準確、唯一的數據，又能提供便捷的數據共享和交換，其特點是面向評估和數據交換。圖1詳細給出了三者之間的相互關系。

從數據交互的角度（如圖中的實線所示），現有的教學相關業務系統既為數據中心基礎數據庫提供數據，又需要從數據中心索取必要的數據，以便支持系統運行；評估數據來自于教學數據中心基礎數據，但多數需要對基礎數據進行統計處理或分析。

從構建基礎數據的角度（如圖中的虛線所示），基礎數據的構建受限于評估數據需求以及業務數據。也即，根據教學質量評估的要求，結合教學過程業務，整理出所需的基礎數據。

2 數據模塊設計及實踐

2.1 基礎數據模塊設計

以服務于教學質量評估和數據交換為最終目的，構建教學數據中心基礎數據庫。因基礎數據是教學質量評估的基礎，故要求滿足統一、準確、可用、規范。

鑒于此，首先需要認真分類總結從教育部至學校的各方面的教學質量報告所需的數據，形成分類、分級的數據項。圖2左半部分給出了一個示例，一級數據分為學校基本數據、學科專業、人才培養、教學條件及利用、教學成果、教學管理及質量監控六大部分。在此基礎上，進一步總結出二級數據，如圖2中給出屬于“人才培養”的培養方案、教學計劃、教學任務和選課4個二級數據。然后，給出二級數據包括的數據項，由其最終組成教學基礎數據。

上述分類、分層的數據整理是建立在教育部、省市教育主管部門、學校對課程、專業等的多方面評估的基礎上的。這項工作是兼顧評估的教學數據中心建設成敗的關鍵因素之一，其需要投入大量的時間和精力展開這項工作，要求人員除了熟悉數據庫系統的設計之外，還得熟悉教學過程及評價工作，需要系統開發人員和教學管理人員共同參與完成。

此外，需要依照國家代碼標準、教育部代碼標準、高校代碼標準和學校代碼標準，并參照當前教務系統中各應用系統的代碼，建立統一的教務系統代碼標準。統一制定數據表的中英文名稱和對表的文字說明，以及表中字段的中英文名稱、類型、長度、取值范圍、字段說明等屬性的描述。

2.2 數據模塊實踐

完成基礎數據的設計之后，需要完成：（1）從業務數據中抽取數據，進而生成基礎數據；（2）在基礎數據的基礎上，根據質量評估指標計算生成評估數據。圖2右半部分給出了基礎數據、業務數據及評估數據之間的流轉關系。有的基礎數據可以從業務數據中直接得到，有的需要通過業務數據間的某種運算得出；同樣，有的評估數據可以從基礎數據中直接得到，有的需要通過基礎數據間的某種運算或統計分析得出。

為此，需要將基礎數據中的每個數據項找到業務數據的對應數據項，或者給出計算模型及在業務數據中對應的輸入數據。從基礎數據到評估數據也需要實現同樣的對應關系。之后通過中間件實現數據的抽取和轉換。

該項工作的工作量同樣特別大，最困難的地方是從各教學相關業務系統中抽取出基礎數據所需的支撐數據。同樣，這項工作是兼顧評估的教學數據中心建設成敗的關鍵因素之一。

3 數據交換方式選擇及實踐

以統一數據標準為依據，在涵蓋全校相關教學業務的基礎數據上，構建通用、靈活、高效的數據交換體系。一方面，實現基礎數據的抽取、過濾、存儲、管理，從而形成完整、統一的全校教學數據視圖；另一方面，為包括基于不同平臺、采用不同技術、異構的應用系統提供松耦合的數據交換。

數據交換的核心問題是信息的標準化，也即人和機器對數據的可理解性問題。目前常用的數據交換技術包括數據集中復制法、ETL（ExtractTransform Load）工具、中間數據庫、Web service等方法。這些方法各有優、缺點，就缺點而言，數據集中復制的缺點是交互性與實時性較差；ETL工具的缺點是可維護性較低且成本高；中間數據庫的缺點是缺乏良好的復用性和擴展性；Web service的缺點是交換效率低且開發成本較高。

現實情況是各教學相關業務系統是建設于不同時期的、基于不同開發平臺的、封閉、自治、異構系統。鑒于此，要求數據實時同步共享，在整個數據推送、共享過程中確保正在運行的教務管理相關業務系統的安全穩定，同時確保共享平臺中的數據與業務系統中數據的一致性和準確性，實現定期或根據請求進行數據實時更新。

結合現實情況和各數據共享技術的優缺點，最終采用了Web service和中間數據庫兩種方式。其中，基于Web service的數據交換采用了標準的協議，且提供開放的標準接口，具有廣泛適用性和良好的擴展性。但由于其需要在應用系統和數據交換平臺中開發相應的服務，且交換效率較低，故還提供了中間數據庫的數據交換方式，為相應要求的系統提供數據交換服務，主要涉及用戶權限管理、交換機注冊、業務庫、普通交換配置的相關邏輯、定時器、事務化配置邏輯、交換日志到等幾部分。

4 結論

本文給出了兼顧教學質量評估的高校教學數據中心數據模塊的設計與實踐。其目的是使得教學數據中心的數據既能支持教學相關業務系統之間的數據交換和共享，又能很好地支撐各級主管部門對各個教學方面的評估。從我們的建設情況來看，取得了很好的效果。