基于大數(shù)據(jù)的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

唐秀忠 蘭曉俐 陳洪磊

（普洱學(xué)院 理工學(xué)院，云南 普洱 665000）

高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)是教育教學(xué)過(guò)程的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)于教育教學(xué)的改革和發(fā)展起著正向激勵(lì)作用［1］。在教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究中，主要包括理論研究和實(shí)踐研究?jī)煞矫?。其中，理論研究?jī)?nèi)容集中在評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)要素選擇以及評(píng)價(jià)的客觀性評(píng)判。實(shí)踐研究則主要對(duì)實(shí)際課堂的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行分析，能提供大量教學(xué)行為數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，可以讓評(píng)教人員從各個(gè)角度對(duì)教學(xué)過(guò)程的各個(gè)節(jié)點(diǎn)給予客觀評(píng)價(jià)。隨后，將教學(xué)過(guò)程數(shù)據(jù)與相應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果分類匯總，完成大數(shù)據(jù)分析。從文獻(xiàn)分析結(jié)果可以看出［2］，當(dāng)前的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)大部分是從專家角度對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，忽視了從學(xué)生視角進(jìn)行評(píng)價(jià)。在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天，高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)面臨著理念、方式以及方法等多方面的轉(zhuǎn)型。因此，本系統(tǒng)選用基于網(wǎng)絡(luò)錄播教室開(kāi)展課堂教學(xué)活動(dòng)的實(shí)例為研究對(duì)象，以課堂中發(fā)生的教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)等行為為數(shù)據(jù)資源，從多個(gè)角度分別進(jìn)行評(píng)判，并對(duì)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，能夠有效發(fā)揮課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的作用，促進(jìn)教學(xué)模式改革、教師教學(xué)能力提升和學(xué)生學(xué)習(xí)能力增強(qiáng)。

一、大數(shù)據(jù)與高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)

（一）大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

當(dāng)前，大數(shù)據(jù)分析在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。不同于傳統(tǒng)的小范圍、少量數(shù)據(jù)分析法，大數(shù)據(jù)分析法利用機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別和數(shù)據(jù)挖掘等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，給出的分析結(jié)果更加準(zhǔn)確和可靠［3］。大數(shù)據(jù)的特性是數(shù)據(jù)量大且比較復(fù)雜，若采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不但會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，而且只能獲得數(shù)據(jù)的表面統(tǒng)計(jì)結(jié)果，這需要通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘算法完成數(shù)據(jù)內(nèi)部深層次的相關(guān)性分析，最終服務(wù)于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

隨著大數(shù)據(jù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，大量的傳統(tǒng)行業(yè)采用大數(shù)據(jù)能完成更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析和決策，對(duì)于與網(wǎng)絡(luò)融合越來(lái)越緊密的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)也必須借助于大數(shù)據(jù)分析和決策的優(yōu)勢(shì)，以更優(yōu)化的方式、更精準(zhǔn)的結(jié)果完成教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)。

（二）基于大數(shù)據(jù)分析的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)

本系統(tǒng)以基于網(wǎng)絡(luò)錄播教室開(kāi)展的課堂教學(xué)活動(dòng)為研究實(shí)例，利用云平臺(tái)技術(shù)建設(shè)，依托大數(shù)據(jù)分析（云計(jì)算）的強(qiáng)大能力，采用云平臺(tái)提供的分布式集群計(jì)算、存儲(chǔ)功能，整合教學(xué)、管理和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，使教學(xué)行為數(shù)據(jù)和相應(yīng)的評(píng)價(jià)處理更為快捷，效果更為顯著［4］。本系統(tǒng)的主要評(píng)價(jià)對(duì)象是課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)是教學(xué)過(guò)程中的活動(dòng)以及評(píng)價(jià)、被評(píng)價(jià)對(duì)象之間的交流互動(dòng)，即對(duì)課堂教學(xué)的教師、學(xué)生雙方進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋，以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和教師教學(xué)水平的提高，推動(dòng)課堂教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提升。本系統(tǒng)主要包括評(píng)價(jià)要素、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)分析和反饋跟蹤四個(gè)部分，如圖1 所示。

在圖1 中，評(píng)價(jià)要素選擇了教師和學(xué)生，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要是指定評(píng)價(jià)人、評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)基礎(chǔ)，使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)收集的課堂學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘方法進(jìn)行分析，獲取評(píng)價(jià)結(jié)果。反饋跟蹤功能主要是將評(píng)價(jià)結(jié)果傳遞給各個(gè)評(píng)價(jià)要素，依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，從而促進(jìn)課堂教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提升。

二、基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）總體架構(gòu)

基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)設(shè)計(jì)的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)主要由教室端、服務(wù)端和用戶端組成，如圖2所示。

本系統(tǒng)采用了B/S 體系結(jié)構(gòu)，能夠較好地滿足不同課程課堂教學(xué)的需求，如圖3 所示。

圖1 基于大數(shù)據(jù)分析的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)

圖2 高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

圖3 基于B/S 體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)

圖3 給出了基于B/S 體系結(jié)構(gòu)的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括業(yè)務(wù)表達(dá)層、通用功能層以及數(shù)據(jù)分析層。在業(yè)務(wù)表達(dá)層中，需要設(shè)計(jì)不同角色用戶與系統(tǒng)的交互界面；在通用功能層中，主要實(shí)現(xiàn)用戶與系統(tǒng)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸，并將大數(shù)據(jù)分析結(jié)果反饋給用戶，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)判的主體功能；在數(shù)據(jù)分析層中，引入不同的大數(shù)據(jù)分析方法，在系統(tǒng)服務(wù)器中完成大數(shù)據(jù)分析，并給出各種分析結(jié)果，這屬于高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的核心部分。

（二）高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的課堂教學(xué)數(shù)據(jù)與質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，較好地完成高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的功能設(shè)計(jì)。在總體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)的功能模塊主要包括大數(shù)據(jù)信息的采集與分析功能模塊、課程資源管理功能模塊、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)管理和反饋跟蹤功能模塊以及用戶管理功能模塊。在教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊與基于網(wǎng)絡(luò)錄播教室開(kāi)展的課堂教學(xué)活動(dòng)的常態(tài)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，不但能夠動(dòng)態(tài)采集基于網(wǎng)絡(luò)錄播教室開(kāi)展的課堂教學(xué)活動(dòng)數(shù)據(jù)，還能夠?qū)崟r(shí)采集課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)情況。

1.大數(shù)據(jù)采集與分析功能模塊

本系統(tǒng)實(shí)施的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)采集。只有完整采集與課堂教學(xué)質(zhì)量相關(guān)的全部數(shù)據(jù)，才能夠保證質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性與準(zhǔn)確性［5］。因此，大數(shù)據(jù)采集應(yīng)包括兩部分，一部分是課堂教學(xué)過(guò)程的行為數(shù)據(jù)采集，另一部分是教學(xué)過(guò)程的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集。對(duì)于課堂教學(xué)過(guò)程行為數(shù)據(jù)的采集，本系統(tǒng)擬采用智能錄播技術(shù)自動(dòng)錄制實(shí)時(shí)的課堂情況，并且該技術(shù)支持各種課堂的直播和點(diǎn)播服務(wù)。通過(guò)直播的方式，高校教學(xué)管理者和質(zhì)量評(píng)價(jià)方即可不受時(shí)間、地域的限制，在任意時(shí)間、地點(diǎn)直播或點(diǎn)播相應(yīng)的課堂教學(xué)過(guò)程，給出評(píng)價(jià)結(jié)果。到目前為止，筆者所在單位已經(jīng)有76 間多媒體教室完成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行三年，能夠滿足課堂教學(xué)活動(dòng)過(guò)程視頻錄制需求，為采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)開(kāi)展課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)奠定了良好基礎(chǔ)。

2.課程資源管理功能模塊

本系統(tǒng)包括云服務(wù)器、數(shù)據(jù)挖掘工具以及云存儲(chǔ)平臺(tái)，開(kāi)通智能錄播系統(tǒng)接口，自動(dòng)上傳錄制的課堂教學(xué)視頻并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。因此，課程資源管理功能模塊也是必備功能之一。在該功能模塊中，本系統(tǒng)擬將課堂教學(xué)的視頻數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成教學(xué)電子檔案，并備份到每名教師的電子檔案中，形成有效的記錄和反饋。經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)以后，教師登錄電子檔案即可查閱教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，并能夠反復(fù)觀看課堂教學(xué)視頻，總結(jié)教學(xué)中存在的問(wèn)題，通過(guò)教學(xué)反思改進(jìn)課堂教學(xué)過(guò)程，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

3.教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)管理和反饋跟蹤功能模塊

教學(xué)質(zhì)量管理模塊是基本系統(tǒng)的核心功能，支持視頻直播和點(diǎn)播的評(píng)價(jià)，主要采用打分評(píng)價(jià)和文字評(píng)價(jià)兩種方式，并統(tǒng)計(jì)教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果給出圖表分析結(jié)果［6］。其中，打分評(píng)價(jià)給出多個(gè)選項(xiàng)，采用量表方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，管理員可以自定義量表，讓不同權(quán)限用戶的評(píng)價(jià)選項(xiàng)各不相同，這樣有利于保證教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的客觀性。教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)量表一般包括多種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)學(xué)生、教師、督導(dǎo)和管理者等角色設(shè)計(jì)不同的選項(xiàng)，共同評(píng)價(jià)同一課堂的教學(xué)質(zhì)量。文字評(píng)價(jià)采用教學(xué)視頻標(biāo)記法，標(biāo)注需要評(píng)價(jià)的視頻播放點(diǎn)，并給予相應(yīng)的文字記錄評(píng)價(jià)。用戶觀看課堂教學(xué)直播或點(diǎn)播視頻時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題就在該節(jié)點(diǎn)標(biāo)記，指出該節(jié)點(diǎn)存在的教學(xué)問(wèn)題，并給出改進(jìn)建議。教學(xué)問(wèn)題應(yīng)該根據(jù)教學(xué)要素進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，主要包括目標(biāo)、內(nèi)容、方法、語(yǔ)言和展示等要素，文字評(píng)價(jià)也應(yīng)該圍繞這些要素展開(kāi)。

教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的反饋跟蹤模塊包括回復(fù)點(diǎn)評(píng)和反饋報(bào)告兩部分。其中，教師對(duì)點(diǎn)評(píng)的回復(fù)應(yīng)該針對(duì)每條評(píng)價(jià)分別寫出教學(xué)反思和改進(jìn)方法，點(diǎn)評(píng)者可以查看回復(fù)內(nèi)容并繼續(xù)指導(dǎo)，最終形成評(píng)價(jià)-回復(fù)-反思-再評(píng)價(jià)的反饋過(guò)程。反饋報(bào)告包括主觀評(píng)價(jià)部分和客觀評(píng)價(jià)部分。主觀評(píng)價(jià)根據(jù)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果將各種問(wèn)題分類匯總，出具主觀評(píng)價(jià)報(bào)告；客觀評(píng)價(jià)按照不同課程的教學(xué)質(zhì)量打分并匯總，出具圖表形式的分析報(bào)告。

4.用戶管理功能模塊

本系統(tǒng)還為用戶提供了用戶信息管理、角色管理以及權(quán)限管理等功能，通過(guò)批量導(dǎo)入用戶數(shù)據(jù)，設(shè)置系統(tǒng)管理員、教學(xué)管理者、教學(xué)督導(dǎo)員、教師和學(xué)生等角色，并對(duì)不同角色分配對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)、課程訪問(wèn)、修改等操作權(quán)限，完善系統(tǒng)管理體系，增強(qiáng)系統(tǒng)使用體驗(yàn)，以便能更好地滿足教學(xué)評(píng)價(jià)的需要。

結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的高校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，能對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)錄播平臺(tái)開(kāi)展教學(xué)的課堂教學(xué)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)給予評(píng)價(jià)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，呈現(xiàn)相應(yīng)的大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，完成課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，給出教學(xué)質(zhì)量反饋，開(kāi)展教學(xué)改進(jìn)跟蹤。高?？梢苑e極利用本系統(tǒng)，提升教師的教學(xué)能力，營(yíng)造學(xué)比趕超的學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)課堂教學(xué)良好氛圍的形成，真正提高課堂教學(xué)質(zhì)量。