教學狀態信息體系的開發及實踐

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根據國家統計局批準的《普通高等學校本科教學基本狀態數據統計報表》表明，教學狀態數據應包括師資信息、學生信息、課程開設信息、科研信息、校舍等基礎設施信息、經費信息等；基本數據來源于教務、學工、人事、科研、財務、后勤等多個專業信息系統。這些系統的數據更新由各職能部門獨立管理，除了少數實施了數字化校園的高校，上述信息系統往往是互不侵犯的信息孤島。采集教學狀態信息，將這些系統的數據匯集起來之后，如教師、學生這樣的共有信息難免存在數據不一致問題，有的信息不完整難以合并，有的存在重復，使得采集無法得到準確的數據。此外，各個系統的選用在數據格式標準、技術規范和功能設置上缺少科學合理的評估與論證，有67.3%的學校數據查詢需要部分人工干預，有34.8%的學校主要數據分析及預測完全由人工方式處理[3]，共享的瓶頸及數據處理能力的低下嚴重制約了教學狀態信息的獲取。

工作慣性與信息化管理理念的沖突。教學狀態數據來源于各職能系統，各職能信息的更新又有賴于工作人員的態度和應用水平。信息維護人員常常愿意使用更簡單的電子表格或自己喜歡的方式操作數據，對數據系統或覺得操作繁瑣，或覺得有很多與自己無關的內容需要額外維護，有一種抵觸情緒，未能從信息化管理全局的高度來理解信息儲存與記錄的重要意義。時間一長，所有數據都變成這一個工作人員的數據，除了他自己就沒有人清楚信息的變化了，遇到人員變更則沒人能看懂歷史數據，一旦故障引起數據丟失則所有信息都煙消云散。同時，信息內容的更新往往不受到重視，隨著數據挖掘與信息分析的廣泛應用，任一個細微的信息細節都可能在分析處理中占有舉足輕重的地位，如若只更新用的上的部分而不管其他可發生信息關聯的字段，信息化管理的效率也是極其低下的。

模式單一，未能體現應用價值。教學狀態信息系統不同于普通的業務信息系統，不能只是各數據系統的信息記錄器，它還發揮著反映教學運行狀態、數據分析供決策參考、各種綜合報表查詢等功能，是數字化校園里數據中心的雛形。同時也是集校情信息、教學科研于一體的綜合性平臺。因此，在系統建設時，要從學校實際出發，結合現有的信息系統找尋開發的路徑；在功能設計上，要兼顧工作習慣與信息標準，使得系統能夠真正被接受和易于使用；在數據管理上，綜合本科教學工作水平評估、專業評估的需要，增強數據系統應用廣度和深度。因此，教學狀態信息系統的建設，與業務系統有共性之處，也有其自身不可替代的個性一面，是校本特色的反映，不能是其他業務系統的簡單疊加。二、總體設計思路為及時收集和查詢學校本科教學狀態數據，了解教學實際情況，更好地進行教學改革，保障教學質量，實現資源共享，同時結合校內本科評估和專業評估的需要，我們從2007年開始構建本科教學狀態信息系統。教學狀態信息系統要反映學校本科教學的真實情況，必須具備原始性和及時性兩個特點，同時具有反映現狀和分析開發兩大功能。據此，應解決三個問題：一是處理好教學狀態信息系統與各業務系統之間的關系，主要涉及公共基礎數據來源及更新數據與教學狀態信息系統的同步，在不影響各業務系統數據原始性的前提下，使得狀態信息系統中的數據保持一致和相對獨立的自我更新。二是教學狀態數據結構的設計，基本數據表的設計根據教育部本科教學評估的考察點，并結合本校專業評估的需要，字段設計細化到最小數據元，既字段自身具有不可替代性，并能相互關聯起來生成一切統計信息。三是數據讀寫權限控制，由于數據既有來源于職能部門，也有來源于教學單位，因此在不同的基本數據表中需要有交叉的讀寫權限設置，采用RBAC（基于角色的訪問控制）和UCON（基于用戶的訪問控制）相結合的方法，實現數據共同維護和相互監管，確保更新的及時準確。

教學狀態信息系統設計

1．開發工具與技術選擇。教學狀態信息系統在功能實現上分為兩部分：一是面向教務管理部門和各教學單位教務人員的管理子系統；二是面向領導和職能部門的信息查詢。系統獨立配置數據庫存儲所有信息，每學期初始信息來源于各職能部門運行的業務系統，使本系統的數據取用不須時時依賴于對其他業務系統的連接，又能在本地數據副本中進行歸檔整理。實現這兩種功能目標分別采用C/S和B/S模式，如圖1所示。服務器端采用SQLServer作為數據庫，提供web查詢。服務端通過客戶端獲取各業務系統數據并傳輸儲存到服務端數據庫，服務端與客戶端為二層結構，并在客戶端提供一個本地的access庫，使每個客戶端既能做數據備份，又能在缺少網絡的情況下快捷使用系統，實現本地和網絡數據相結合的自由切換方式，增強易用性和可維護性，以滿足不同應用環境的需要。軟件開發平臺選擇DELPHI7.0，通過ADO控件對數據庫進行操作。在數據讀寫權限控制上，系統管理員可以對每個用戶和角色分配相應的訪問權限，實現對權限內的數據能查添改刪。遵照軟件工程的原則，模塊與模塊之間是相互獨立的關系，從代碼上和數據上都沒有相互的耦合，既為了軟件開發設計過程中的清晰可控，也為了用戶在使用這些模塊的功能的時候不會造成混淆。

2．數據庫設計。數據庫是信息系統的核心和基礎，它把系統中大量的信息按一定的模式組織起來，提供存儲、維護、檢索信息的功能。一個信息系統的組件能否緊密地結合在一起以及如何結合，關鍵在于數據庫的框架。而對于跨多個業務系統數據庫的系統而言，數據庫設計尤其應充分考慮數據間的相關關系，使數據庫結構體現管理中的邏輯關系，既使數據的冗余度保持最小，也考慮一定的冗余度，優化信息處理的效率。在此，我們從教師、學生、課程等基礎信息出發，結合各類教學評價所需的統計觀測點，設計了教師信息表、學生信息表、成績表、班級表、單位表等共49張數據表，合成一個完整的數據庫。

3.主要功能模塊。為實現上述功能，本系統包括系統管理、學生信息管理、教師信息管理、質量工程、教務與質量監控五個子系統，如圖2所示。①系統管理是一個綜合的控制菜單，由系統自身的參數設置和統計分析兩部組成。參數配置包括登錄用戶管理、基于角色的讀寫權限控制、與其他業務系統數據庫的關聯和獲取數據規則。尤其在數據獲取上，既能夠通過excel文件導入其他業務系統數據到本系統，也可以直接建立數據庫連接，基于數據表和字段匹配，通過比較重復記錄篩選出更新記錄并自動保存到本系統中，保證已有數據不被覆蓋，又不遺漏更新數據。生成統計分析報表是本系統最富實用性的功能，在各部分數據格式準確、信息完整的情況下，能根據基本數據統計出各種分析數據，如師資管理所需的學緣結構、職稱結構等；學生管理所需的成績正態分布情況、四六級通過比例等。統計信息的隨時生成為日常管理、各種材料報送帶來了便捷，并且也進一步規范了日常數據的歸檔。②學生信息管理包括學生相關的各類基本信息表，分別記錄學生的成績、獲獎、參與科研等各方面基本信息。特別值得一提的是打印學生家信信封，該菜單讀取學生基本信息表中維護的家庭住址信息，能夠對寄回家的成績單信封實現批量打印，減輕教務人員的負擔的同時，也減少了錯填錯裝的機率。③教師信息管理包括教師授課、科研、出版、獲獎等各方面基本信息。④質量工程包括各項項目的基本信息。⑤教務與質量監控是較為綜合的信息管理菜單，涉及教學基本條件、教學評估等多方面信息。各教學單位僅能查看和增改各自單位的信息數據，并對各項數據更新負責。職能部門能夠查看和修改自己職能內的數據信息，也對數據的準確性負責。

4.教學狀態信息系統的應用。數據由“源頭”———各教學單位或相關職能部門負責維護，及時和準確的更新各項數據，如教師的職稱變化、學歷變化、科研立項結題等，系統能結合基本數據，生成評估或上報材料所需的各種相關統計信息，系統使這些二次、三次數據的生成更加動態化、更加準確。在使用過程中，數據更新將作為一個日常工作來要求，只有更新及時準確，系統能才發揮應有的效率和作用；而及時準確的要求也反過來促使日常管理環節向規范化發展，做到更新不脫節、數據不遺漏，從而整體提升教學管理的水平，也使教學管理者和決策者能實時準確地把握教學狀態。系統中所需的一部分教務和科研相關固定信息，如教學任務、學生成績等，通過與教務管理系統建立接口實現同步，減輕了數據維護的工作量，降低了人工維護造成的誤差（數據格式誤差和準確性誤差）。在自身數據查詢和使用上，與Excel軟件無縫結合，可以方便的進行導入導出。導入的數據除學生基本信息和教師基本信息采用覆蓋，其余信息均比較重復數據后進行追加導入，實現維護數據在熟悉的Excel中進行，存儲數據在規范的數據系統中；導出的數據在Excel里可以再加工利用，與平日調閱和使用數據的習慣保持了一致，使既有數據能夠更加便捷的再利用。本系統自開發應用以來，經逐步調試和推廣，具備了以下幾個特點：①系統操作界面簡單易懂，使用方便，只要能較熟練使用電腦進行日常辦公的工作人員，即便不進行相應培訓，也能較快掌握使用。②系統字段設計結合教育部評估和專業評估指標體系，即全面覆蓋能反映教學狀態的各個信息點，又能相互關聯自動生成相應統計結果，使其具備了綜合信息共享的雛形。③數據的采集兼顧了工作人員日常習慣，使得Excel編輯和保存的基本信息能方便的導入系統，也能按需導出各個基本數據，在熟悉的Excel上進行再利用。④基本數據的加工、分析。對通過采集得到的海量數據，系統融人了觀測點的質量標準體系，根據質量標準對導入的海量數據進行加工處理、統計分析、形成各種匯總報表。⑤具備學生成績分析、打印學生家信信封、等級考試成績查詢等實用功能，可以在一定程度上彌補既有系統在某些方面的不足，優化教學管理事務。⑥在各數據信息維護完整、準確的情況下，可以通過系統的統計功能，生成評估或上報材料所需的各種報表，報表以Excel文件形式生成，方便再利用，且生成的報表的排版格式控制全部在程序中完成，生成的報表直接打印出來即可，不需要手工再進行相應的排版和格式控制。⑦在軟件更新的分發上，客戶端軟件能自動識別服務器上的新版升級包，在用客戶端登錄時會收到相應提示并進行自動更新，減輕系統管理員的軟件升級維護工作量。教學狀態信息系統將職能部門及各教學單位分散管理的信息變為全校統一的管理模式，在教務管理部門的統一規劃協調下，各教學單位根據自己被賦予的管理權限進行統一性的管理，提升了管理水平，提高了管理效率。系統基本框架合理、易于操作、性能可靠、安全性好、運行穩定、效果良好，針對現代大學教學管理和狀態數據的特點開發，功能模塊具有很好的通用性及開放性，同時對于不同層次高校的特殊要求具有非常方便的可擴展性。

作者：雷建云單位：中南民族大學計算機科學學院