方家軒，林南暉，鄭凱，李瑞維

（1.華南師范大學國際文化學院，廣州 510631；2.華南師范大學網(wǎng)絡中心，廣州 510631）

1 教務分析的內(nèi)容及意義

在高校信息化的背景下[1]，從不同維度對高校教務數(shù)據(jù)進行分析[2]，從數(shù)據(jù)的角度[3]全面把握每位學生，每位教師、每門課程、每個班級、每個專業(yè)、每個學院的教學效果，是學校教學管理工作的重要內(nèi)容[4]。教務數(shù)據(jù)分析的內(nèi)容十分廣泛，下面從靜態(tài)分析和動態(tài)分析兩方面舉例闡述。

靜態(tài)分析方面，從教師的角度出發(fā)，分析教師的期末教學評估數(shù)據(jù)，了解學生對教師的評價；從課程角度出發(fā)，分析課程的教學成績，了解教學的具體效果；從學生的角度出發(fā)，分析學生的學習成績，了解學生的學習情況；從專業(yè)角度出發(fā)，分析教師和學生數(shù)據(jù)，了解專業(yè)的開設及教學情況。

動態(tài)分析方面，從橫向?qū)Ρ冉嵌瘸霭l(fā)，分析比較學院和學院之間的授課情況，了解不同學院的開課授課情況；分析比較同一門課程不同教師的教學效果，了解不同教師的教學差異；從縱向?qū)Ρ冉嵌瘸霭l(fā)，可以比較教師在不同學年的教學評估數(shù)據(jù)，了解教師的教學技能發(fā)展情況；可以比較同一門課程在不同學年的教學成績，了解課程的開設情況與效果。

2 相關名稱定義

在高校的教務管理過程中，涉及到各式各樣的數(shù)據(jù)，其中基礎數(shù)據(jù)有：教師基本信息、學生基本信息以及教育部門的開課信息。在教學任務完成后，還有課堂評估數(shù)據(jù)及學生學習成績。為方便對教務數(shù)據(jù)進行分析，下面給出一些常用指標的定義及計算方式。

2.1 總評成績

總評成績是指：修讀某門課程的學生取得的最終成績，該成績由學生平時成績和學生期末考試成績按一定的比例組成。學生a在課程b的總評成績用符號gab表示，平時成績用pab表示，期末成績用qab表示，則有：gab=θpab+(1-θ)qab，其中θ是平時成績所占比例。

2.2 課程平均分

課程平均分是指：修讀該門課程的所有學生取得的總評成績平均分。課程a的選修的學生集合為B，課程平均分用符號表示，計算公式為，其中為選修該門課程的學生人數(shù)。

2.3 學生平均分

學生平均分是指：學生修讀所有課程取得的總評成績平均分。學生a的修讀的課程集合為D，學生平

2.4 學生課堂表現(xiàn)、學生平時表現(xiàn)

學生課堂表現(xiàn)是指：學生修讀某門課程的過程中，教師對學生的表現(xiàn)評分。由于教務系統(tǒng)中沒有教師對學生課堂表現(xiàn)評分的直接數(shù)據(jù)，可以用間接使用學生的平時成績來衡量，由于不同教師對學生的要求標準存在高低，為了剔除教師因素的影響，需要把數(shù)據(jù)歸一化處理。這里使用min-max標準化的方法，學生a在課程b的學生課堂表現(xiàn)計算方法為：

學生a平時表現(xiàn)是指學生在所有修讀課程的學生課堂表現(xiàn)平均分，計算方法同學生平均分計算方法類似。

2.5 教師評估分[5]

教師評估分是指：在某個學年，所有學生對教師課堂的評價平均分。由于不同學生對教師的評分標準不同，為了對教師評估進行排序，需要把數(shù)據(jù)歸一化處理。這里使用Z-score標準化方法，能得到均值為0，標準差為1的評分集。設學生a對教師f的評分為taf，學生a評價的所有教師集合為E，則：

教師f評估分是教師所教全部學生的教師評估分平均分。

3 基于FineReport的教務數(shù)據(jù)的分析

FineReport報表軟件[6]是一款純Java編寫的、集數(shù)據(jù)展示和數(shù)據(jù)錄入功能于一身的企業(yè)級Web報表工具。該軟件支持多種數(shù)據(jù)庫連接，僅需簡單的操作便可以設計復雜的中國式報表，搭建數(shù)據(jù)決策分析系統(tǒng)。FineReport中提供了豐富的圖表[7]類型，主要有柱狀圖、折線圖、面積圖、散點圖、詞云圖等。只要將需要展示的數(shù)據(jù)統(tǒng)計出來，軟件就可以生成對應的圖表，方便數(shù)據(jù)的可視化查看與分析。下面以高校教務系統(tǒng)的實際業(yè)務數(shù)據(jù)為例子，分別使用這些類型的圖表對教務數(shù)據(jù)進行分析。

3.1 柱狀圖

柱狀圖使用一系列高度不等的長方形來表示數(shù)據(jù)的分布情況，通常的，橫軸是條件，縱軸是該條件下的對應數(shù)值，可用來分析不同條件下目標變量的數(shù)值。使用柱狀圖可以用來分析學校各開課單位總體的平均分、及格率、開課數(shù)量等。

圖1是2017-2018學年第2學期學校所有開課單位開課平均分，從圖中可以直觀看出不同單位平均分的高低；將平均分由高到低進行排序，可以直觀看到每個單位平均分的排名情況；計算全校平均分并在圖表中畫出分界線，能清晰地看出哪些單位平均分低于全校平均分。

圖1

3.2 折線圖[8]

折線圖是按照時間先后將坐標點用折線進行連接形成的圖表，可以直觀表現(xiàn)目標變量隨時間的變化趨勢。使用折線圖可以分析一個單位相關教學指標的隨時間的發(fā)展情況。比如可以統(tǒng)計一個學院過去5年開課數(shù)據(jù)的情況、授課教師人數(shù)情況，教授級別的教師給學生授課占所有課程的比例情況，教師平均承擔的課程數(shù)量等。也可以統(tǒng)計某個學院過去幾年課程的平均分、及格率情況。

圖2展示的學院A、B、C近5年的開課數(shù)量情況。從圖表中可以看出，學院A的開課數(shù)量比較穩(wěn)定，學院B，C在近3年開課數(shù)量有大幅度增加，學院C每年的開課量最大。

圖2

圖3 展示的是近5年課程A和課程B的平均分情況?？梢钥闯稣n程A近三年平均分在逐步上升，和課程A相比，課程B總體平均分比較高。課程A在2014-2015年，課程B在2016-2017年平均分都有下跌的情況，可以尋找下跌原因。

圖3

3.3 面積圖

面積圖顯示每個數(shù)值所占大小隨類別變化的趨勢，可顯示部分與整體的關系。使用面積圖可以分析一門課程成績的分布情況，也可以分析一個班級的學生表現(xiàn)情況，進而了解課程的教學效果。

圖4展示了n學年m學期課程A的學生課程成績分布情況，該課程由三位教師負責授課。教師A所教班級的學生成績分布比較廣泛，大部分平均分布在70-90分之間，教師B學生的成績有三個波峰，從高到低依次是85分，75分，65分，學生成績比較集中在這三個范圍。教師C學生成績分布接近正態(tài)分布，波峰大約75分。從圖中可以明顯看出同一門課程三位不同教師打分的差異。

圖4

圖5 展示了n學年m學期課程A的學生表現(xiàn)分布情況，教師A對學生的評價比較中立，接近33%的學生獲得0.4分，評分分布接近正態(tài)分布。教師B對班級學生的課堂評價高，對接近50%的學生給了0.9分的評價，對學生的評分普遍高于0.6分。教師C對學生的評價介于教師A和教師B之間，有高分的學生，也有低分學生。從圖中可以明顯看出同一門課程三位不同教師對學生課堂表現(xiàn)打分的差異。

圖5

3.4 散點圖[8]

散點圖將兩組數(shù)據(jù)構成的多個坐標點標記在直角坐標系中，考察兩個變量是否存在關聯(lián)關系，并對數(shù)據(jù)點進行擬合。使用散點圖可以分析一門課程中，教師對平時成績、總評成績打分是否合理，對于學習成績較差的學生，教師是否有通過提高平時成績來幫助學生及格的行為等。

圖6展示了n學年m學期課程a所有學生成績散點圖，每個點坐標為（gia,-Si），橫坐標表示學生i在課程a的總評成績，縱坐標表示學生i的學生平均分。該課程由兩位教師授課?？梢悦黠@看出，所有學生的平均分介于70-90分之間。教師A的學生大部分點在y=x右下方，表示大部分學生在本門課程取得的成績高于學生平均分，教師B的大部分學生點在y=x左上方，表示大部分學生在本門課程取得的成績低于學生平均分。和教師A相比，教師B課程平均分比較低?？梢酝茰y教師B教學效果比教師A差，或者教師B給學生的平時成績比較低。

圖6

圖7 展示了該課程a的學生表現(xiàn)的散點圖，每個點的坐標為（pia，gia），橫坐標表示學生i在a課程的平時成績，縱坐標表示學生i在a課程的總評成績?？梢悦黠@看出，教師A的學生平時成績分布區(qū)間較廣，對學生有加分也有扣分，教師B的學生平時成績大部分介于0-10分之間，并且學生總評成績越低，教師給學生的平時成績會相應提高，可以推測，學生期末考試不及格時，教師B通過提高平時成績讓學生總評成績及格。

圖7

3.5 詞云圖

詞云圖可以快速分析文本或數(shù)據(jù)出現(xiàn)的頻次，并用多種風格和顏色突出顯示頻繁出現(xiàn)的內(nèi)容。使用詞云圖可以展示學生對教師課程評估的文本內(nèi)容，了解學生對教師評價，也可以分析某個專業(yè)的學生選修課程，了解哪些課程受學生喜歡。

圖8展示了專業(yè)A的學生選修課的選修情況，從圖中可以直觀看到，最受該專業(yè)學生歡迎的課程依次有《數(shù)學建?！贰秈Phone程序設計》《生物起源與進化等》《自然災害學》《汽車構造與駕駛技術》等。

圖8

4 結語

目前，越來越多的高校正在建設智慧校園應用[9]，目的是給各個管理部門提供數(shù)據(jù)支撐和決策支持。本文使用了不同類型的圖表，從多個維度對教務數(shù)據(jù)進行了展示并分析，并從中發(fā)現(xiàn)教學工作中存在的問題，但這僅僅是教務分析的基礎內(nèi)容。在此基礎上，還有可以開展更加深入的開發(fā)與研究。

第一，針對教務分析的內(nèi)容，可以開發(fā)教務數(shù)據(jù)分析平臺，提供學校專任教師、學生、授予學位、優(yōu)秀畢業(yè)生、優(yōu)秀論文等指標的統(tǒng)計，為學校教務部門在學科評估、人才培養(yǎng)等指標提供數(shù)據(jù)；第二，提供教師評估結果及教學工作量數(shù)據(jù)分析，為人事部門在教師的職稱評聘、崗位聘用等工作提供參考；第三，提供班級之間和專業(yè)之間的學習情況對比分析，為每年學生工作部門評比優(yōu)秀班級和專業(yè)提供依據(jù)；第四，提供學生的學習情況分析，為學校評優(yōu)工作小組在學生年度評優(yōu)、獎學金評選等工作提供數(shù)據(jù)支撐。

此外，如何將用這些數(shù)據(jù)來指導實際教學，提升教學效果，也是需要深入研究的問題。進一步的，目前的教務數(shù)據(jù)僅僅是線下課程的數(shù)據(jù)，相比于線下課程，線上課程[10]學習系統(tǒng)具有更多的數(shù)據(jù)，如何對線上課程教學數(shù)據(jù)進行分析，也值得深入探討和分析的問題。