數(shù)據(jù)可視化高校評(píng)教成績(jī)分析系統(tǒng)研究

孫高強(qiáng) 魏巍 阮曉龍

摘? 要 數(shù)據(jù)可視化的高校評(píng)教成績(jī)分析系統(tǒng)，是利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)分析評(píng)教成績(jī)，再將分析的結(jié)果和結(jié)論通過數(shù)據(jù)可視化的方式進(jìn)行展示，為教育評(píng)價(jià)和教育研究提供有力數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)有效總結(jié)發(fā)展中的經(jīng)驗(yàn)，有針對(duì)性地解決教學(xué)過程中的問題。

關(guān)鍵詞 高校評(píng)教;數(shù)據(jù)可視化;數(shù)據(jù)分析;評(píng)教成績(jī)分析系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP315? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）19-0016-06

1 前言

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，學(xué)生評(píng)教從以前的紙質(zhì)評(píng)教轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)上評(píng)教，并且評(píng)教體系日趨成熟，評(píng)教數(shù)據(jù)的積累與保存變得更加容易，這就為評(píng)教成績(jī)的挖掘分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[1]。

通過對(duì)評(píng)教數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，提取數(shù)據(jù)中有價(jià)值的數(shù)據(jù)，并以圖形化的方式進(jìn)行展示，可對(duì)學(xué)校的課程進(jìn)行多角度的分析挖掘，為學(xué)校的教學(xué)研究、教學(xué)改革提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 評(píng)教成績(jī)分析現(xiàn)狀

評(píng)教數(shù)據(jù)完善，有著極大的價(jià)值? 學(xué)生評(píng)教最早開始于美國(guó)，1984年，北京師范大學(xué)在我國(guó)最先開始進(jìn)行學(xué)生評(píng)教，經(jīng)過30余年的發(fā)展，我國(guó)的學(xué)生評(píng)教體系逐漸完善，學(xué)生評(píng)教的指標(biāo)涵蓋了教學(xué)的方方面面[2]。各高校經(jīng)過多年的學(xué)生評(píng)教已經(jīng)累積了大量的評(píng)教數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可直觀地了解教學(xué)信息，進(jìn)而得出任課教師的教學(xué)水平變化情況、學(xué)生對(duì)課程信息的關(guān)注情況。同時(shí)，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中還可反映出學(xué)校在課程教學(xué)中存在的問題，學(xué)校的教學(xué)改革與教學(xué)執(zhí)行可以重點(diǎn)關(guān)注此類問題的解決。

僅完成學(xué)生評(píng)教，未進(jìn)行評(píng)教分析? 目前，許多高校在學(xué)生評(píng)教結(jié)束后將學(xué)生評(píng)教數(shù)據(jù)用簡(jiǎn)單平均法泛化為一個(gè)綜合評(píng)分值公布出來。但是單純的綜合評(píng)分僅能反映評(píng)教的整體成績(jī)，并不能查看學(xué)生對(duì)課程的關(guān)注點(diǎn)、教師教學(xué)的薄弱點(diǎn)、學(xué)生滿意度最高的課程等信息[3]。這些信息的獲取都需要對(duì)包含全體數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘，但部分高校對(duì)評(píng)教分析的重視程度不高，不能有效地挖掘評(píng)教價(jià)值，更不能提供有針對(duì)性的決策數(shù)據(jù)支撐。

評(píng)教成績(jī)分析系統(tǒng)的建立刻不容緩? 評(píng)教數(shù)據(jù)不僅能夠展示教師在教學(xué)活動(dòng)中的真實(shí)狀態(tài)，反映教師教學(xué)質(zhì)量，通過對(duì)評(píng)教的數(shù)據(jù)分析還可發(fā)現(xiàn)學(xué)生、教師在教學(xué)活動(dòng)中的特點(diǎn)，對(duì)學(xué)校教學(xué)理論研究提供有力的數(shù)據(jù)支撐[4]。因此，建立一套評(píng)教成績(jī)分析系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)教成績(jī)的分析與公示，是非常迫切的。本文以河南中醫(yī)藥大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院為例，介紹評(píng)教成績(jī)分析系統(tǒng)的探索與實(shí)現(xiàn)。

3 原始數(shù)據(jù)解讀

數(shù)據(jù)的產(chǎn)生? 河南中醫(yī)藥大學(xué)對(duì)學(xué)生評(píng)教有完善的規(guī)章制度和管理辦法，教務(wù)系統(tǒng)中有成熟的評(píng)教模塊，信息技術(shù)學(xué)院的評(píng)教工作也是基于該模塊進(jìn)行的。每至學(xué)期末，學(xué)生需要在該系統(tǒng)上對(duì)本學(xué)期所上課程進(jìn)行評(píng)價(jià)，學(xué)生需要完成教師評(píng)價(jià)之后方可繼續(xù)使用教務(wù)系統(tǒng)的其他功能。信息技術(shù)學(xué)院每學(xué)期可以產(chǎn)生三萬條左右的評(píng)教數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是評(píng)教分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)的解讀? 學(xué)生在評(píng)教時(shí)，需要針對(duì)表1所示的十項(xiàng)內(nèi)容對(duì)教師的教學(xué)表現(xiàn)給予0～100分的分值，且每一項(xiàng)都是必填項(xiàng)。

4 數(shù)據(jù)的處理與存儲(chǔ)

基于評(píng)教結(jié)果數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗與格式化，使之成為適合分析的數(shù)據(jù)格式。

數(shù)據(jù)預(yù)處理? 使用管理員賬號(hào)從教務(wù)系統(tǒng)中將評(píng)教成績(jī)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，導(dǎo)出的數(shù)據(jù)是以Excel的方式進(jìn)行存儲(chǔ)的。其中一個(gè)學(xué)生對(duì)一門課程的一個(gè)評(píng)價(jià)內(nèi)容的評(píng)分作為一條記錄，該記錄包括學(xué)年、學(xué)期、評(píng)教階段、班級(jí)、課程名稱、教師姓名、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)分、評(píng)教時(shí)間。

該數(shù)據(jù)只用評(píng)教的相關(guān)字段，不包含班級(jí)和課程的基本信息，無法進(jìn)行更加全面的關(guān)聯(lián)分析。為了擴(kuò)大分析面，完善分析模型，從教學(xué)辦獲取《各學(xué)科承擔(dān)課程一覽表》，該表包含課程名稱、專業(yè)、學(xué)時(shí)、學(xué)分、理論課時(shí)、實(shí)驗(yàn)課時(shí)、班級(jí)總?cè)藬?shù)、課程類別、考試方式、任課教師等信息。對(duì)文檔中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，剔除錯(cuò)誤、不完整、不規(guī)范、無用的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)? 結(jié)合評(píng)教的具體情況，將數(shù)據(jù)抽象為三個(gè)實(shí)體，分別為課程、教師、班級(jí)，如圖1所示。其中課程的屬性有課程號(hào)、課程名、學(xué)時(shí)、學(xué)分、理論學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、課程類別、考試方式;教師的屬性有工號(hào)、姓名;班級(jí)的屬性有班級(jí)名稱、所屬專業(yè)、班級(jí)人數(shù)。

根據(jù)E-R圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表與字段的設(shè)計(jì)如表2、表3、表4所示。

數(shù)據(jù)導(dǎo)入? 將數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，使用Navicat for MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理和開發(fā)工具，該工具可以通過可視化的方式，將數(shù)據(jù)從Excel導(dǎo)入MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作方便快捷、效率高。

5 數(shù)據(jù)分析與分析結(jié)果可視化

關(guān)鍵技術(shù)分析? 本系統(tǒng)使用LAMP結(jié)構(gòu)，即在Linux操作系統(tǒng)上部署Apache作為Web服務(wù)器，使用MySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)，服務(wù)器端程序使用PHP語言進(jìn)行開發(fā)。Web端程序使用HTML+CSS實(shí)現(xiàn)，輔以jQuery進(jìn)行用戶交互行為的處理，數(shù)據(jù)可視化使用Echarts，其所用技術(shù)的示意圖如圖2所示。

分析模型的建立? 根據(jù)參與評(píng)教活動(dòng)的對(duì)象，將評(píng)教成績(jī)的分析分為總體分析、教師分析、班級(jí)分析、課程分析四個(gè)部分。

1）總體分析的分析點(diǎn)與意義如表5所示。

2）教師分析的分析點(diǎn)與意義如表6所示。

3）班級(jí)分析的分析點(diǎn)與意義如表7所示。

4）課程分析的分析點(diǎn)與意義如表8所示。

分析系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)? 基于PHP的MVC結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與頁(yè)面分離。采用SQL語句將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取，生成JSON格式數(shù)據(jù)，返回給前臺(tái)程序。前臺(tái)程序利用JSON數(shù)據(jù)生成可視化的圖形進(jìn)行數(shù)據(jù)的展示，具體的數(shù)據(jù)處理流程如圖3所示。

6 成果展示

教學(xué)評(píng)價(jià)是學(xué)生向教師、向?qū)W校傾訴內(nèi)心想法的一種途徑，學(xué)生可以將自己內(nèi)心的想法、對(duì)教師的建議、對(duì)課程的建議，通過教學(xué)評(píng)價(jià)的方式反饋給學(xué)校。本系統(tǒng)將學(xué)生的評(píng)教信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)分析點(diǎn)確立，構(gòu)建出一套評(píng)教成績(jī)分析模型，將數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，方便教師、學(xué)校了解學(xué)生的所思所想，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整，以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

系統(tǒng)界面

1）通過總體分析，如圖4所示，可看出本學(xué)期評(píng)教工作的整體情況，如評(píng)教成績(jī)平均分、參與教師人數(shù)、學(xué)生人數(shù)、參評(píng)比、班級(jí)數(shù)、課程數(shù)。同時(shí)，總體分析還基于教師對(duì)評(píng)教成績(jī)進(jìn)行排行，基于課程對(duì)評(píng)教成績(jī)進(jìn)行排行，基于專業(yè)對(duì)評(píng)教成績(jī)進(jìn)行對(duì)比，基于院系班級(jí)對(duì)評(píng)教繼續(xù)排行，基于評(píng)教內(nèi)容進(jìn)行分析，從不同的角度展示院系評(píng)教的整體情況，幫助院系領(lǐng)導(dǎo)了解本學(xué)期課程評(píng)價(jià)信息，有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)管理與教學(xué)改革。

2）教師分析主要圍繞教師所教課程、課程的類型、學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行分析，如圖5所示。可重點(diǎn)查看學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)，可幫助教師了解學(xué)生最關(guān)注的問題與課程講授的薄弱點(diǎn)，后續(xù)的課程教學(xué)可根據(jù)學(xué)生反饋情況進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)教學(xué)效果。

3）班級(jí)分析主要圍繞本班級(jí)所上課程的評(píng)教成績(jī)進(jìn)行分析，如圖6所示。相同班級(jí)不同課程得到的評(píng)教成績(jī)的差異，可以反映教師的教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生對(duì)該教師的滿意度。

4）課程分析圍繞選修相同課程的不同班級(jí)的評(píng)教成績(jī)進(jìn)行分析，如圖7所示，可反映不同班級(jí)對(duì)相同課程的接受程度。

其他成果? 通過評(píng)教成績(jī)分析系統(tǒng)對(duì)學(xué)生評(píng)教的信息進(jìn)行挖掘，將教師在教學(xué)活動(dòng)中最真實(shí)的一面展示出來[1]，不僅能發(fā)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)中存在的問題以及客觀規(guī)律，還能為教學(xué)研究工作提供數(shù)據(jù)支撐。

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