文/張瑾 張增修 周玨

美國高校的信息化建設進度總體上比我們快十年，我們現(xiàn)在遇到的問題，他們十幾年前已面對過。因此，了解美國高校如何利用數(shù)據(jù)為學校的管理決策服務，可以給我們帶來一些重要啟示。

高校的數(shù)據(jù)建設可以分為數(shù)據(jù)采集建設和數(shù)據(jù)應用建設。數(shù)據(jù)采集建設期間，各種業(yè)務系統(tǒng)分頭建設上線，逐步積累大量業(yè)務數(shù)據(jù)。如何應用這些業(yè)務數(shù)據(jù)就是數(shù)據(jù)應用建設。本文介紹了美國高校的數(shù)據(jù)應用建設情況，即在建設數(shù)據(jù)倉庫的基礎上進行數(shù)據(jù)挖掘，以期對正處于由數(shù)據(jù)采集建設向數(shù)據(jù)應用建設過渡的我國大多數(shù)高校有所啟示。

在過去十幾年里，國內(nèi)幾乎所有的高校都不同程度地開展各種業(yè)務系統(tǒng)的建設。這些業(yè)務系統(tǒng)涵蓋學生、教學、科研、財務、人事等各項管理。各種業(yè)務系統(tǒng)的不斷上線，提高了管理的效率和質(zhì)量，提升了學校為師生服務的意識，使學校各項制度的執(zhí)行更加到位，并且積累了大量的業(yè)務數(shù)據(jù)。目前，多數(shù)高校業(yè)務系統(tǒng)大規(guī)模建設的階段已進入尾聲，面對海量數(shù)據(jù)，很多高校開始思考這樣一個問題：這些數(shù)據(jù)應該如何被利用，使其成為學校決策的強有力支持。

美國高校的信息化建設進度總體上比我們快十年，我們現(xiàn)在遇到的問題，他們十幾年前已碰到過。因此，了解美國高校如何利用數(shù)據(jù)為學校的管理決策服務，可以給我們帶來一些重要啟示。

數(shù)據(jù)應用基于校級數(shù)據(jù)倉庫

美國高校的數(shù)據(jù)應用建設是建立在數(shù)據(jù)倉庫基礎上的數(shù)據(jù)挖掘。其實，就數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘這兩個概念本身而言，并沒有必然的聯(lián)系。數(shù)據(jù)挖掘不一定要建立在數(shù)據(jù)倉庫的基礎上，任何數(shù)據(jù)都可以進行挖掘。當然，越準確、越全面的數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)挖掘而言更有價值。因此，美國高校普遍認為，數(shù)據(jù)倉庫建設是進行數(shù)據(jù)挖掘的基礎，數(shù)據(jù)挖掘是對數(shù)據(jù)倉庫的一種高級應用。美國高校數(shù)據(jù)應用建設的一般模式如圖所示。

美國高校的數(shù)據(jù)倉庫建設是在完成各個業(yè)務系統(tǒng)建設后進行的。擁有了各種業(yè)務系統(tǒng)后，很多美國高校發(fā)現(xiàn)他們依然無法便捷地獲得各種數(shù)據(jù)報表。當需要獲得報表時，發(fā)現(xiàn)各個業(yè)務系統(tǒng)沒有提供靈活、強大的報表工具，因此，用戶必須自己去做報表。自己制作，費時費力是肯定的，而且一個報表制作完成后，下一次需要使用該報表，還要重復制作。更關鍵的問題是，用戶自己制作報表，需要用戶有查詢數(shù)據(jù)庫的能力。例如，理解數(shù)據(jù)庫結構，懂得SQL語法，正確執(zhí)行查詢條件。這些都對用戶的信息素養(yǎng)提出很高的要求，從而限制了各種業(yè)務系統(tǒng)報表在學校中的獲得和使用。由于報表的獲得比較困難，并且準確性、權威性也存在質(zhì)疑，因此，學校無法使用報表去做分析和決策。

為了解決數(shù)據(jù)報表獲取上的問題，構建以數(shù)據(jù)事實為依據(jù)的學校決策氛圍，很多美國高校開始意識到要建立校級數(shù)據(jù)倉庫。

早在2002年，根據(jù)Robert Kvavik博士對全美500所高校的調(diào)研結果顯示，39%的高校已經(jīng)或者正在建設數(shù)據(jù)倉庫，37%的高校計劃在接下來的3年里建設數(shù)據(jù)倉庫，并且，其中的1/3將會在2003年開始數(shù)據(jù)倉庫的建設。目前，美國有一百多所大學擁有自己的數(shù)據(jù)倉庫，并對外提供數(shù)據(jù)服務。高等教育數(shù)據(jù)倉庫網(wǎng)站（Data Warehousing in Higher Education，http://dheise.andrews.edu/dw/DWData.htm）列出了最新的擁有數(shù)據(jù)倉庫的美國大學名單及數(shù)據(jù)倉庫的訪問地址。

建設數(shù)據(jù)倉庫給學校的工作帶來的好處包括：不同來源的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)倉庫中被抽取轉(zhuǎn)換成同一格式的元數(shù)據(jù)進行存貯，用戶能夠快速、便捷地獲取所需要的數(shù)據(jù)報表，節(jié)省了編輯、組織數(shù)據(jù)報告所花費的時間和精力。

數(shù)據(jù)倉庫的建設對學校的理念、工作方式產(chǎn)生深刻影響。在數(shù)據(jù)世界里打破現(xiàn)實世界中各個院系、部門的物理屏障，使建立學校共享的數(shù)據(jù)資源成為一種共識，使基于數(shù)據(jù)事實的決策方式深入人心。

圖 美國高校數(shù)據(jù)應用建設的一般模式

數(shù)據(jù)挖掘為管理決策服務

所謂數(shù)據(jù)挖掘就是從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)某些規(guī)律，以分析預測出所分析對象的趨勢，從而做出相應的決策。例如，某個在網(wǎng)上開店的企業(yè)根據(jù)客戶填寫的資料，近期的購物傾向，可以分析出客戶的喜好，并推薦相應的商品給客戶。

數(shù)據(jù)挖掘可以運用于學校管理的方方面面?；趯嶋H需求的、靈活而有創(chuàng)意的數(shù)據(jù)挖掘，為學校的各個方面的工作提供有價值的參考。

美國高校的很多數(shù)據(jù)挖掘工作是借助一些數(shù)據(jù)分析工具完成的。這些工具有自行開發(fā)的，也有商業(yè)工具。以下介紹幾個美國高校對學生在校期間的學習方面的數(shù)據(jù)進行分析挖掘的案例。

普渡大學（Purdue University ）

有些學生缺課多，課后也很少參與交流和提問，這些學生很有可能不能順利完成學業(yè)。如果通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)有這種傾向的學生，并讓學術顧問對其進行早期干預，部分學生能夠避免最終不能完成學業(yè)的結果。

普渡大學認為決定學生是否能完成學業(yè)的數(shù)據(jù)有兩類：

1. 學生的學術能力方面的數(shù)據(jù)（例如考試的成績）。

2. 學生自身努力情況的數(shù)據(jù)（例如登錄課程管理系統(tǒng)的情況）。

具體而言是以下六種數(shù)據(jù)：ACT或SAT成績、GPA、課程管理系統(tǒng)使用情況數(shù)據(jù)、課程管理系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)、課程管理系統(tǒng)作業(yè)完成情況數(shù)據(jù)、課程管理系統(tǒng)課程的日程數(shù)據(jù)。普渡大學建立了專門針對新生的數(shù)據(jù)分析模型和針對所有學生的數(shù)據(jù)分析模型。以上六種數(shù)據(jù)在兩個模型中分別所占的權重不同。

中佛羅里達大學（University of Central Florida）

美國高校普遍通過部署學習管理系統(tǒng)來為學生營造傳統(tǒng)課堂之外的自主學習環(huán)境。美國大多數(shù)高校使用的是Blackboard商業(yè)軟件，也有部分高校嘗試開源軟件。學習管理系統(tǒng)的部署豐富了高校的教學模式。

目前，主要存在3種教學模式：

1. 面對面教學模式：即傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式；

2.混合式教學模式：即面對面教學模式與在線教學模式相結合的教學模式。在這種教學模式中，學習管理系統(tǒng)被看作是面對面教學模式的補充。在課堂教學之外，學生可以從教學管理系統(tǒng)中獲得相關的、更加豐富的教學資源，自主進行拓展學習，并和其他師生在線討論。

3.完全的在線教學模式：即一門課程完全由學生通過教學平臺自主學習，沒有面對面教學的環(huán)節(jié)。

以上三種教學模式，哪種更優(yōu)一直是一個有爭議的話題。中佛羅里達大學對以上三種教學模式的教學效果進行分析，為未來學校的課程設置提供參考。

首先，分析是分專業(yè)進行的，因為不同的專業(yè)特點和課程要求，對最佳教學模式的選擇不同。

其次，分析中使用到的數(shù)據(jù)有教學模式（Modality）、課程等級（Course Level）、班級規(guī)模（Class Size）、學生性別（Gender）、學生的種族（Ethnicity）、學生年齡（Age）、SAT成績、所屬學院（College）、高中的GPA和累計GPA。

最后，分析的目標是：在某個專業(yè)中，根據(jù)以往的關于這三種教學模式中的“成績優(yōu)秀（Satisfaction）”、“順利通過（Success）”、“中途放棄（Withdrawal）”和“未通過課程（No-Success）”的比例的數(shù)據(jù)，預測未來各種教學模式下的“成績優(yōu)秀”、“順利通過”、“中途放棄”和“未通過課程”的比例。

通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分析，預測出未來三種教學模式在某個專業(yè)中的教學效果前景，為該專業(yè)的課程設計提供參考。

奧斯丁皮耶州立大學（Austin Peay State University）

在美國，學生進入高校后，在專業(yè)范圍內(nèi)，學生的學習自主性大大增加，甚至有很多學校在學生進校的時候并不定專業(yè)，只是分文理科，學生可以有很多選擇。整個大學期間，在學術顧問的指導下，學生需要自行選擇每個學期合適的課程，安排學習計劃，最終達到某專業(yè)的畢業(yè)要求。

在面臨眾多課程選擇的時候，學生常常感到迷茫：哪種選擇是最適合自己完成高等教育所有課程的最佳安排，課程的先后次序該怎樣安排最合理。學校的課程介紹往往過于簡單，不會針對具體的學生進行個性化介紹。學術顧問雖然對本專業(yè)的課程比較了解，但是學生在讀期間會涉及選讀很多本專業(yè)以外的課程，對于這些課程，學術顧問無法為學生提供有效的幫助。

因此，奧斯丁皮耶州立大學開發(fā)使用了一個課程指南系統(tǒng)（course-recommendation system），叫做學位指南針（Degree Compass），幫助學生制定最適合自己的學習計劃。

該學位指南針系統(tǒng)的分析原理如下：

1. 數(shù)據(jù)依據(jù)

（1）過去學生學習情況的數(shù)據(jù)。

（2）某位需要給予幫助的學生的基本數(shù)據(jù)。

2. 數(shù)據(jù)匹配

根據(jù)需要為幫助的學生提供基本數(shù)據(jù)，從以往學生的案例庫中找到最匹配的數(shù)據(jù)。例如，與該學生具有相似專業(yè)背景、學術能力的學生的課程計劃記錄，從而提供建議性課程計劃，供該學生參考。

當然，數(shù)據(jù)挖掘不僅僅局限于對學習的分析方面，在整個高校的各種管理工作環(huán)節(jié)中，數(shù)據(jù)挖掘點無處不在。例如美國高校都是自主招生的。每年的招生工作一般是由潛在的學生自行通過電話、郵件獲取招生簡章，了解學校的情況和自己想要申請的專業(yè)后，自行在線申請的。美國很多高校每年要接收成千上萬份申請。為了盡快鎖定最可能被錄取的潛在學生，節(jié)省整個招生工作的成本，貝勒大學（Baylor University）使用一個招生預測模型，根據(jù)學校所掌握的申請人的情況，分析預測出最可能的潛在學生的名單，將招生工作的重點放在這些學生上。

總之，美國高校的很多數(shù)據(jù)挖掘點是出于實際需求。實際需求與創(chuàng)新思路的結合，就是好的數(shù)據(jù)挖掘點。

有些學生缺課多，課后也很少參與交流和提問，這些學生很有可能不能順利完成學業(yè)。如果通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)有這種傾向的學生，并讓學術顧問對其進行早期干預，部分學生能夠避免最終不能完成學業(yè)的結果。

數(shù)據(jù)應用建設的總結

近十年間，我國高校通過建設和上線各種業(yè)務系統(tǒng)，優(yōu)化了管理工作的流程，規(guī)范了管理制度，并且提高了工作效率，方便了師生。伴隨著各種業(yè)務系統(tǒng)的使用，各種業(yè)務數(shù)據(jù)，包括中間數(shù)據(jù)被大量積累下來。我國很多高校精心保存這些數(shù)據(jù)，但只是讓這些數(shù)據(jù)逐年積累在存貯中，而沒有有效使用它們?，F(xiàn)在是我們開始考慮如何使用這些數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)應用建設的時候了。

數(shù)據(jù)應用建設的最終目標是讓數(shù)據(jù)分析的結果成為學校決策的主要依據(jù)，即讓事實說話。

大多數(shù)美國高校的數(shù)據(jù)應用建設分兩個階段進行：

1. 數(shù)據(jù)倉庫：對各種業(yè)務數(shù)據(jù)分類整合，使用戶方便獲取各種業(yè)務數(shù)據(jù)報表。

2. 數(shù)據(jù)挖掘：開發(fā)使用各種數(shù)據(jù)分析工具，對數(shù)據(jù)倉庫中獲取的業(yè)務數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，預測未來。

通過以上兩個階段的建設，可搭建一個靈活的集成、挖掘和分析數(shù)據(jù)的技術平臺。很顯然，實現(xiàn)數(shù)據(jù)應用的目標不能僅僅依靠技術建設，更重要的是學校管理層具備以數(shù)據(jù)為依據(jù)的管理決策理念，并致力于在學校里推行這種理念，使之形成風氣。同時，盡管一個好的數(shù)據(jù)應用平臺使管理人員不需要去直接接觸數(shù)據(jù)庫查詢語法，但是學校行政部門的管理人員還是需要具備能夠輕松使用各種數(shù)據(jù)進行分析的素養(yǎng)。