数据可视化高校评教成绩分析系统研究
来源:用户上传
作者:孙高强 魏巍 阮晓龙
摘 要 数据可视化的高校评教成绩分析系统，是利用数据分析技术分析评教成绩，再将分析的结果和结论通过数据可视化的方式进行展示，为教育评价和教育研究提供有力数据支撑，同时有效总结发展中的经验，有针对性地解决教学过程中的问题。
关键词 高校评教;数据可视化;数据分析;评教成绩分析系统
中图分类号：TP315 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）19-0016-06
1 前言
在互联网时代，学生评教从以前的纸质评教转变为网上评教，并且评教体系日趋成熟，评教数据的积累与保存变得更加容易，这就为评教成绩的挖掘分析提供了数据基础[1]。
通过对评教数据进行挖掘分析，提取数据中有价值的数据，并以图形化的方式进行展示，可对学校的课程进行多角度的分析挖掘，为学校的教学研究、教学改革提供数据基础。
2 评教成绩分析现状
评教数据完善，有着极大的价值 学生评教最早开始于美国，1984年，北京师范大学在我国最先开始进行学生评教，经过30余年的发展，我国的学生评教体系逐渐完善，学生评教的指标涵盖了教学的方方面面[2]。各高校经过多年的学生评教已经累积了大量的评教数据，这些数据可直观地了解教学信息，进而得出任课教师的教学水平变化情况、学生对课程信息的关注情况。同时，评价数据中还可反映出学校在课程教学中存在的问题，学校的教学改革与教学执行可以重点关注此类问题的解决。
仅完成学生评教，未进行评教分析 目前，许多高校在学生评教结束后将学生评教数据用简单平均法泛化为一个综合评分值公布出来。但是单纯的综合评分仅能反映评教的整体成绩，并不能查看学生对课程的关注点、教师教学的薄弱点、学生满意度最高的课程等信息[3]。这些信息的获取都需要对包含全体数据特征的数据进行分析挖掘，但部分高校对评教分析的重视程度不高，不能有效地挖掘评教价值，更不能提供有针对性的决策数据支撑。
评教成绩分析系统的建立刻不容缓 评教数据不仅能够展示教师在教学活动中的真实状态，反映教师教学质量，通过对评教的数据分析还可发现学生、教师在教学活动中的特点，对学校教学理论研究提供有力的数据支撑[4]。因此，建立一套评教成绩分析系统进行评教成绩的分析与公示，是非常迫切的。本文以河南中医药大学信息技术学院为例，介绍评教成绩分析系统的探索与实现。
3 原始数据解读
数据的产生 河南中医药大学对学生评教有完善的规章制度和管理办法，教务系统中有成熟的评教模块，信息技术学院的评教工作也是基于该模块进行的。每至学期末，学生需要在该系统上对本学期所上课程进行评价，学生需要完成教师评价之后方可继续使用教务系统的其他功能。信息技术学院每学期可以产生三万条左右的评教数据，这些数据是评教分析的基础数据。
数据的解读 学生在评教时，需要针对表1所示的十项内容对教师的教学表现给予0～100分的分值，且每一项都是必填项。
4 数据的处理与存储
基于评教结果数据，对数据进行清洗与格式化，使之成为适合分析的数据格式。
数据预处理 使用管理员账号从教务系统中将评教成绩数据导出，导出的数据是以Excel的方式进行存储的。其中一个学生对一门课程的一个评价内容的评分作为一条记录，该记录包括学年、学期、评教阶段、班级、课程名称、教师姓名、评价内容、评分、评教时间。
该数据只用评教的相关字段，不包含班级和课程的基本信息，无法进行更加全面的关联分析。为了扩大分析面，完善分析模型，从教学办获取《各学科承担课程一览表》，该表包含课程名称、专业、学时、学分、理论课时、实验课时、班级总人数、课程类别、考试方式、任课教师等信息。对文档中的数据进行处理，剔除错误、不完整、不规范、无用的数据。
数据库设计 结合评教的具体情况，将数据抽象为三个实体，分别为课程、教师、班级，如图1所示。其中课程的属性有课程号、课程名、学时、学分、理论学时、实验学时、课程类别、考试方式;教师的属性有工号、姓名;班级的属性有班级名称、所属专业、班级人数。
根据E-R图，进行数据库设计，数据库的数据表与字段的设计如表2、表3、表4所示。
数据导入 将数据导入数据库时，使用Navicat for MySQL数据库管理和开发工具，该工具可以通过可视化的方式，将数据从Excel导入MySQL数据库中，操作方便快捷、效率高。
5 数据分析与分析结果可视化
关键技术分析 本系統使用LAMP结构，即在Linux操作系统上部署Apache作为Web服务器，使用MySQL作为数据库，服务器端程序使用PHP语言进行开发。Web端程序使用HTML+CSS实现，辅以jQuery进行用户交互行为的处理，数据可视化使用Echarts，其所用技术的示意图如图2所示。
分析模型的建立 根据参与评教活动的对象，将评教成绩的分析分为总体分析、教师分析、班级分析、课程分析四个部分。
1）总体分析的分析点与意义如表5所示。
2）教师分析的分析点与意义如表6所示。
3）班级分析的分析点与意义如表7所示。
4）课程分析的分析点与意义如表8所示。
分析系统的实现 基于PHP的MVC结构，实现数据与页面分离。采用SQL语句将数据从数据库中抽取，生成JSON格式数据，返回给前台程序。前台程序利用JSON数据生成可视化的图形进行数据的展示，具体的数据处理流程如图3所示。
6 成果展示 教学评价是学生向教师、向学校倾诉内心想法的一种途径，学生可以将自己内心的想法、对教师的建议、对课程的建议，通过教学评价的方式反馈给学校。本系统将学生的评教信息进行数据化处理，通过科学严谨的数据建模、数据分析点确立，构建出一套评教成绩分析模型，将数据进行可视化展示，方便教师、学校了解学生的所思所想，及时进行教学计划的调整，以促进教学质量的提升。
系统界面
1）通过总体分析，如图4所示，可看出本学期评教工作的整体情况，如评教成绩平均分、参与教师人数、学生人数、参评比、班级数、课程数。同时，总体分析还基于教师对评教成绩进行排行，基于课程对评教成绩进行排行，基于专业对评教成绩进行对比，基于院系班级对评教继续排行，基于评教内容进行分析，从不同的角度展示院系评教的整体情况，帮助院系领导了解本学期课程评价信息，有针对性地进行教学管理与教学改革。
2）教师分析主要围绕教师所教课程、课程的类型、学生对教师的评价内容进行分析，如图5所示。可重点查看学生对教师的评价，可帮助教师了解学生最关注的问题与课程讲授的薄弱点，后续的课程教学可根据学生反馈情况进行调整，增强教学效果。
3）班级分析主要围绕本班级所上课程的评教成绩进行分析，如图6所示。相同班级不同课程得到的评教成绩的差异，可以反映教师的教学质量、学生对该教师的满意度。
4）课程分析围绕选修相同课程的不同班级的评教成绩进行分析，如图7所示，可反映不同班级对相同课程的接受程度。
其他成果 通过评教成绩分析系统对学生评教的信息进行挖掘，将教师在教学活动中最真实的一面展示出来[1]，不仅能发现教学活动中存在的问题以及客观规律，还能为教学研究工作提供数据支撑。
参考文献
[1]李姝琴.高校学生成绩与学生评教之间关系的分析[J].科技广场，2016（7）：11-13.
[2]劉涛.大数据时代下数据分析理念[J].电子技术与软件工程，2018（19）：165.
[3]陆红.机器学习分布式大数据分析模型构建方法[J].现代信息科技，2018，2（9）：85-87.
[4]唐潇，张红霞，范子怡，等.数据挖掘技术在高校学评教中的模型应用研究[J].科学技术创新，2018（19）：64-65.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-15144638.htm
