基于AI技術(shù)的高職院校評教信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：近年來，國內(nèi)高職院校迅速發(fā)展，在辦學(xué)規(guī)模、教學(xué)內(nèi)涵擴(kuò)展、人才質(zhì)量培養(yǎng)等方面有了顯著的提高。教學(xué)質(zhì)量是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，更是高職院校生存與發(fā)展的根本，因而對教學(xué)質(zhì)量實(shí)施動態(tài)的監(jiān)控，是學(xué)校管理教學(xué)質(zhì)量的重要手段，對提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

關(guān)鍵詞：AI技術(shù)；高職院校；評教；管理系統(tǒng)

一、高職院校評教信息管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀

（一）辦學(xué)壓力持續(xù)增大

隨著高職院校的辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，各大高職院校的辦學(xué)壓力越來越大。其中，教學(xué)質(zhì)量越來越受到社會的重視。在教學(xué)雙方關(guān)系中，教師在教學(xué)過程中發(fā)揮著主導(dǎo)地位，但實(shí)際上主體是學(xué)生，教師在教學(xué)過程中的干預(yù)與調(diào)控措施，必須通過學(xué)生進(jìn)行接受并吸收，才能使相應(yīng)的干預(yù)調(diào)控產(chǎn)生效果，進(jìn)而提高教學(xué)的質(zhì)量。應(yīng)該科學(xué)公正地評價教師的教學(xué)行為。目前的評教系統(tǒng)還僅僅停留在學(xué)生評教，但實(shí)際在進(jìn)行教師教學(xué)評教工作的過程中，學(xué)生、督導(dǎo)（專家）需要從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等多個角度對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評價。因此，從實(shí)際工作的角度出發(fā)，為使現(xiàn)有教學(xué)管理系統(tǒng)更趨完善，需要開發(fā)一個功能更加強(qiáng)大的高職院校評教信息管理系統(tǒng)，解決教學(xué)相關(guān)環(huán)節(jié)在管理上存在的缺陷，使教學(xué)質(zhì)量得到更加科學(xué)的評價。

（二）人工智能應(yīng)用普遍

科技發(fā)展日新月異，以人工智能最為顯著。教育作為與人工智能密切聯(lián)系的領(lǐng)域，得到了廣泛關(guān)注。高職院校評教信息管理系統(tǒng)也需要引入人工智能的新技術(shù)——AI心理情緒測評。AI心理情緒測評主要基于語音情緒識別、面肌心理情緒識別、人臉情緒識別、眼動情緒識別等，采用多維度、多模態(tài)心理情緒特征、三級數(shù)據(jù)建模及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型，結(jié)合個人大數(shù)據(jù)和多級大數(shù)據(jù)的分析與管理，對評教者的心理情緒做出科學(xué)趨向性分析與評估，使評教者符合評教的基本要求。

（三）過程性評教管理不足

截至目前，高職學(xué)校的評教系統(tǒng)只能從結(jié)果上反映學(xué)生的滿意度，而不能體現(xiàn)學(xué)生在評教過程中的情緒，以及是不是本人真實(shí)意愿的體現(xiàn)，因而存在局限性。要使評價結(jié)果更為客觀、科學(xué)和全面，就需要建立一種新的評價方式，真正地實(shí)現(xiàn)教學(xué)評教管理的科學(xué)化、自動化、網(wǎng)格化。

二、評價指標(biāo)體系的原則

在高職院校評教信息管理系統(tǒng)的核心部分建立對學(xué)生評教、督導(dǎo)評教質(zhì)量的評價機(jī)制。本文在本次體系建設(shè)中遵循以下原則。

（一）科學(xué)性原則

科學(xué)性原則要從理論和實(shí)踐結(jié)合的角度去考慮問題，作出判斷時要有一定的理論依據(jù)bamfdciH/LGO7ax4uFN3yw==，而且結(jié)論能夠反映評價對象的具體客觀的實(shí)際情況。本系統(tǒng)的評價指標(biāo)分別從師德師風(fēng)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)效果四個方面來考慮。師德師風(fēng)又可以分為三點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容又可以分為兩點(diǎn)，教學(xué)方法又可以分為三點(diǎn)，教學(xué)效果又可以分為兩點(diǎn)。具體指標(biāo)見學(xué)生質(zhì)量評價層次模型和教師質(zhì)量評價層次模型。同時，教學(xué)效果的兩個指標(biāo)，理論課、實(shí)踐課都可以使用。

（二）一致性原則

一致性原則體現(xiàn)了教學(xué)評價的公平性、公正性，要求每個教師不管工齡、級別、職稱等因素，用相同的方法進(jìn)行評價。

（三）導(dǎo)向性原則

本文的評價目的并非單純得出教師的排名或評判教學(xué)的好壞，而是更深層次地引導(dǎo)和鼓勵教師從評教結(jié)果中深入剖析存在的問題，識別自身教學(xué)中的不足之處，找到正確的教學(xué)方法加以改進(jìn)，達(dá)到理想的教學(xué)目標(biāo)。

（四）操作性原則

設(shè)計(jì)出來的評價系統(tǒng)應(yīng)該是可控可操作的，該系統(tǒng)的使用者是學(xué)生、教師和督導(dǎo)，每學(xué)期必須進(jìn)行一次教學(xué)評價。由于不可能每學(xué)期組織學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，因此，在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時要考慮到所開發(fā)的軟件是否可操作，按鈕的使用要靈活，一些關(guān)鍵步驟需要出現(xiàn)提示說明性的文字，使用方便，真正做到無需培訓(xùn)就能上手使用。

（五）通用可比性原則

在設(shè)計(jì)評價指標(biāo)時，要對高職院校的不同對象進(jìn)行分析比較，找出他們的共同點(diǎn)，按照這個要求設(shè)計(jì)評價體系。當(dāng)然具體情況具體分析，采取靈活調(diào)整權(quán)重的方法，評價分的計(jì)算方法要標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。

（六）獨(dú)立性原則

在設(shè)計(jì)評價指標(biāo)時，要相互獨(dú)立，具有層次性，非相互重疊的因果關(guān)系。本系統(tǒng)評價的其中一個主體是學(xué)生。學(xué)生在評價的過程中，需要根據(jù)系統(tǒng)中所提示的具體指標(biāo)進(jìn)行評測，而非主觀產(chǎn)生。如上課重點(diǎn)是否突出，信息量是否集中，是否具有理論聯(lián)系實(shí)際等，這些內(nèi)容稱為評價系統(tǒng)的具體評價指標(biāo)。將評價指標(biāo)體系分為學(xué)生評價、教師自評、同行評價和督導(dǎo)（專家）評價。評價最終結(jié)果由學(xué)生評價、教師自評、同行評價和督導(dǎo)（專家）四方面評定。圖1列出了學(xué)生質(zhì)量評價層次模型，圖2列出了督導(dǎo)質(zhì)量評價層次模型。

三、高職院校評教信息管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

高職院校評教信息管理系統(tǒng)采用三層架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，即分為用戶界面層（用于顯示數(shù)據(jù)以及接受用戶的輸入等操作）、業(yè)務(wù)邏輯層（將系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理的代碼寫在這個層里）和數(shù)據(jù)處理層（與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的操作，如讀寫數(shù)據(jù)庫等操作）。

圖3 評教信息管理功能模塊圖

1.管理員模塊

管理員模塊又分為課程信息管理、人員管理、課程評比管理、系統(tǒng)管理四個子模塊。這一模塊主要管理教師信息和學(xué)生信息。將督導(dǎo)（專家）的信息管理分類到教師信息管理中。包括查詢學(xué)生（教師）的基本信息、添加學(xué)生（教師）的基本信息、修改和刪除學(xué)生（教師）的基本信息等操作。

2.學(xué)生登錄模塊

學(xué)生登錄模塊是本系統(tǒng)的核心模塊，主要完成查看評價課程信息，查看評價教師信息。學(xué)生輸入自己的用戶名和密碼登錄，相應(yīng)地進(jìn)入學(xué)生頁面，學(xué)生如果對課程的基本信息不是很了解，可以通過該模塊了解課程的基本信息。學(xué)生主要從教師的師德師風(fēng)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)效果四個方面考慮。需要特別注意的是學(xué)生評選只能操作一次，如果評完了只能查看課程基本信息，無法進(jìn)行重復(fù)評選操作。

3.教師登錄模塊

教師登錄模塊可以分為教師自評和教師互評，主要完成查看學(xué)生的名單，查看授課的課程信息。教師輸入自己的用戶名和密碼登錄，相應(yīng)地進(jìn)入教師頁面，通過對工作的自我評價和自我總結(jié)完成自評模塊。教師互評管理模塊通過教師之間的相互評價，來完成對教師工作狀態(tài)的評價。

4.督導(dǎo)登錄模塊

督導(dǎo)登錄模塊主要實(shí)現(xiàn)督導(dǎo)對教師進(jìn)行評教。這一模塊可以查看教師信息及教師所授課的課程信息，從教師的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理和總體評價等方面進(jìn)行。

四、高職院校評教信息管理系統(tǒng)安全性問題

（一）用戶管理安全性

該設(shè)計(jì)與系統(tǒng)能否安全使用密切相關(guān)，包括查看用戶操作，添加用戶操作，刪除和修改用戶操作。系統(tǒng)需要設(shè)置用戶的權(quán)限，本系統(tǒng)主要分為管理員、學(xué)生、教師、督導(dǎo)（專家）。不同用戶具有的操作權(quán)限不同。

（二）用戶登錄的安全性

每個用戶要使用本系統(tǒng)必須經(jīng)過兩個過程的身份認(rèn)證，第一個過程是登錄的用戶是否具有和服務(wù)器進(jìn)行連接的資格，第二個過程是所登錄的用戶是否具有訪問以及操縱數(shù)據(jù)庫的資格。

（三）信息輸入安全性

該系統(tǒng)使用到很多信息數(shù)據(jù)輸入對話框，如對教師和學(xué)生的基本信息輸入時，沒有要求，任其輸入，比如姓名字段很長，設(shè)置的密碼簡單，電話號碼只允許輸入數(shù)字，可能會產(chǎn)生不可控制的差錯，所以應(yīng)該對數(shù)據(jù)輸入有效性驗(yàn)證設(shè)置限定。

（四）維護(hù)幫助

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，用戶使用手冊的設(shè)計(jì)是非常有必要的。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，用戶根據(jù)系統(tǒng)使用手冊解決系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。

五、關(guān)鍵技術(shù)

（一）情緒識別技術(shù)

該功能利用攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進(jìn)而對檢測到的人臉圖像進(jìn)行一系列的相關(guān)操作。情緒識別技術(shù)根據(jù)面部實(shí)時或視頻文件識別的情感數(shù)據(jù)，利用AI情感識別技術(shù)根據(jù)特有的情緒建模及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得評教者評教時刻或在說話片段中的害怕、排斥、壓力、沖突、期待、興奮、邏輯、比率、概率、猶豫、分心、認(rèn)知、壞感、思考、想象、潛意識、潛在情緒等數(shù)據(jù)，從而保證評教的結(jié)果是評教者真實(shí)意愿的體現(xiàn)。該技術(shù)主要由以下四個過程組成：①人臉檢測。提取圖像中的人臉，劃定邊界。②人臉對準(zhǔn)。使用一組位于圖像中固定位置的參考點(diǎn)縮放和裁剪人臉圖像；人臉圖像的光線補(bǔ)償、噪聲過濾、對比度增強(qiáng)、圖像縮放等，中值濾波以及銳化等對人臉進(jìn)行矯正人臉特征提取，建立人臉特征建模數(shù)據(jù)。③人臉表征。人臉圖像的像素值會被轉(zhuǎn)換成緊湊且可判別的特征向量，或稱模板。④人臉匹配。選取并計(jì)算兩個模板間的相似度分?jǐn)?shù)度量兩者屬于同一個主體的可能性。

（二）Struts、Spring、Hibernate技術(shù)整合

結(jié)合實(shí)際需求，本系統(tǒng)采用了當(dāng)前比較流行的B/S（瀏覽器/服務(wù)器）模式，結(jié)合軟件工程思想，使用JSP動態(tài)網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)和SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫，同時結(jié)合Struts、Spring、Hibernate三種不同的技術(shù)。這三種技術(shù)支持Web應(yīng)用擴(kuò)展，在Web開發(fā)中起到了非常重要的作用。因此，通過對Spring、Struts 2、Hibernate等技術(shù)的集成，在系統(tǒng)開發(fā)過程中形成綜合性的應(yīng)用框架。

六、結(jié)束語

綜上所述，通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生信息管理、教師信息管理、督導(dǎo)（專家）信息管理，學(xué)生和督導(dǎo)完成評教，教師管理員查看評教和評比結(jié)果等功能，優(yōu)化了評教管理工作，提高了評教管理的網(wǎng)絡(luò)化、信息化。評教管理系統(tǒng)的研究和開發(fā)，必將豐富和完善高職院校評教系統(tǒng)，進(jìn)一步簡化實(shí)際教學(xué)管理工作，提高工作質(zhì)量和工作效率，具有實(shí)際應(yīng)用價值。

作者單位：胡君映 寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院

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