黃炎磊，林小平，何國(guó)健

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院信息與教育技術(shù)中心，廣東佛山528000）

中小學(xué)教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施和公用管理平臺(tái)評(píng)價(jià)模型研究
——以佛山市為例

黃炎磊，林小平，何國(guó)健

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院信息與教育技術(shù)中心，廣東佛山528000）

基礎(chǔ)設(shè)施和公用管理平臺(tái)是中小學(xué)教育信息化的基礎(chǔ)，但對(duì)其評(píng)價(jià)缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。本文提出一種基于主成分分析的方法，首先建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，再隨機(jī)選取佛山市52所中小學(xué)進(jìn)行采樣，最后利用主成分分析方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

教育信息化；主成分分析；基礎(chǔ)設(shè)施；公用管理平臺(tái)；評(píng)價(jià)模型

引言

實(shí)現(xiàn)教育信息化要達(dá)到“四通”，即高速安全、布局合理、多種接入方式并存、覆蓋全市教育城域網(wǎng)的“物理通”；教育管理信息資源和優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源共建共享的“資源通”；以網(wǎng)絡(luò)視頻、衛(wèi)星通信和有線電視為主要載體的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的“教學(xué)通”；由學(xué)生庫(kù)、教師庫(kù)、公文庫(kù)等組成的教育管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的“管理通”。這“四通”的基礎(chǔ)就是各中小學(xué)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施和公用管理平臺(tái)應(yīng)用。近年來(lái)，各個(gè)地區(qū)中小學(xué)信息技術(shù)教育的投入不斷增加，環(huán)境和條件不斷改善，但也存在務(wù)虛不務(wù)實(shí)、資源利用率低等問(wèn)題。由于缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，通常人們處理這類問(wèn)題大多以經(jīng)驗(yàn)定性分析為主，主觀隨意性較大。本文提出一種基于主成分分析的方法，首先建立基礎(chǔ)設(shè)施和公用管理平臺(tái)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，再隨機(jī)選取佛山市52所中小學(xué)進(jìn)行采樣，最后利用主成分分析方法對(duì)中小學(xué)教育信息化基本條件進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)并分類，最后得出結(jié)論。

一、指標(biāo)體系

基礎(chǔ)設(shè)施與公用管理平臺(tái)應(yīng)用主要考察學(xué)校在信息化過(guò)程中的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況及使用效率。包括信息化場(chǎng)室建設(shè)、校園網(wǎng)建設(shè)、教師及學(xué)生用機(jī)建設(shè)、信息化公用管理平臺(tái)建設(shè)等情況。建立如表1所示的指標(biāo)體系。

表1 教育信息化基本環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

二、數(shù)學(xué)模型

主成分分析(Principal Components Analysis，PCA)也稱為主分量分析，是一種通過(guò)降維來(lái)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法：把多個(gè)變量（指標(biāo)）化為少數(shù)幾個(gè)綜合變量（綜合指標(biāo)），而這幾個(gè)綜合變量可以反映原來(lái)多個(gè)變量的大部分信息。為了使這些綜合變量所含的信息互不重疊，要求它們之間互不相關(guān)。因此用少量的幾個(gè)綜合變量代替原來(lái)的許多變量是有實(shí)際意義的，由這幾個(gè)綜合變量出發(fā)還有可能得到一個(gè)總的指標(biāo)，按此總指標(biāo)來(lái)排序、分類，問(wèn)題就簡(jiǎn)單多了。具體數(shù)學(xué)模型如下。

A=(aij)n*m=(a1、a2、am)，Rai=λiai，R為相關(guān)系數(shù)矩陣，λi、ai是相應(yīng)的特征值和單位特征向量，λ1≥λ2≥……≥λn≥0。

進(jìn)行主成分分析的主要步驟如下：

（1）根據(jù)研究問(wèn)題選取指標(biāo)與數(shù)據(jù)。

（2）進(jìn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除量綱不同的影響。

（3）求無(wú)量綱后的相關(guān)系數(shù)矩陣R，進(jìn)行指標(biāo)之間的相關(guān)性判定。

（4）求R的特征值、特征向量和貢獻(xiàn)率。

（5）確定主成分的個(gè)數(shù)，本文按照特征值大于1以及和累積貢獻(xiàn)率（即主成分解釋的方差占總體方差的比例）大于85%的原則提取主成分因子。

（6）對(duì)主成分因子的經(jīng)濟(jì)意義作解釋，一般由權(quán)重較大的幾個(gè)指標(biāo)的綜合意義來(lái)確定。

（7）確定主成分Fi表達(dá)式。

（8）計(jì)算各主成分和綜合主成分值并進(jìn)行評(píng)價(jià)與研究。

三、實(shí)證分析

根據(jù)建立的指標(biāo)體系，由佛山市教育局、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院信息中心組成專家組，隨機(jī)抽取佛山市52所學(xué)校，利用搜集整理現(xiàn)有資料、網(wǎng)絡(luò)調(diào)查、走訪座談、典型案例分析跟蹤等多種方式進(jìn)行采樣，并將各二級(jí)指標(biāo)加權(quán)求和，得到原始數(shù)據(jù)（見(jiàn)表2）。

佛山共有五個(gè)區(qū)，分別為：A—禪城，B—南海，C—順德，D—三水，E—高明；

學(xué)校分別用代碼（001—052）表示。

表2 原始數(shù)據(jù)

續(xù)表2

表3 各主成分的特征值及貢獻(xiàn)率

對(duì)原始數(shù)據(jù)按評(píng)價(jià)模型進(jìn)行計(jì)算，限于篇幅，略去計(jì)算過(guò)程，直接給出結(jié)果。各主成分對(duì)應(yīng)的特征值、方差貢獻(xiàn)率和累積方差貢獻(xiàn)率見(jiàn)表3。

一般依據(jù)特征根的貢獻(xiàn)率來(lái)決定應(yīng)當(dāng)取多少個(gè)主成分比較合適，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，在通常情況下，特征根累計(jì)貢獻(xiàn)率的閾值標(biāo)準(zhǔn)為85%。由表3可見(jiàn)，第一、二主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率已達(dá)85.75%，即第一、二主成分以85.75%的精度體現(xiàn)了原始數(shù)據(jù)的特征，所以在此只需要取第一、二主成分做進(jìn)一步分析，便可得到期望結(jié)果。綜合評(píng)價(jià)函數(shù)為：

第一主成分的計(jì)算公式為：

第二主成分的計(jì)算公式為：

按上述公式進(jìn)行計(jì)算，并將結(jié)果排序，得到表4。

第一主成分中五個(gè)指標(biāo)的系數(shù)相當(dāng)且都為正值，所以第一主成分中每個(gè)指標(biāo)的影響是差不多的，這反映了這些指標(biāo)在教育信息化基本環(huán)境中的重要性，也反映了指標(biāo)體系設(shè)計(jì)的合理性，每個(gè)指標(biāo)都是不可缺少的，不過(guò)有著影響大小的區(qū)別。

表4 計(jì)算結(jié)果

從計(jì)算結(jié)果可以看出，由于佛山地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠三角地區(qū)，佛山市中小學(xué)教育信息化的基本環(huán)境還是非常好的，教育信息化水平走在全省乃至全國(guó)的前列，表現(xiàn)在：

（1）學(xué)校大多擁有多媒體教室、學(xué)科電教室，設(shè)備功能滿足教學(xué)需求。

（2）校園網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)寬帶介入佛山教育城域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)覆蓋到教室、功能室和辦公室。

（3）擁有教師專門用機(jī)，基本能滿足教師教學(xué)需求。

（4）建有學(xué)生專門機(jī)房，機(jī)房充分向?qū)W生開(kāi)放，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。

（5）建有較完整的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（如財(cái)務(wù)管理、檔案管理、圖書管理等）、教務(wù)教學(xué)管理系統(tǒng)（學(xué)籍管理、成績(jī)管理、排課、教室管理），有的學(xué)校還建有獨(dú)立的考試質(zhì)量監(jiān)控分析系統(tǒng)。

（6）各中小學(xué)的大規(guī)模信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入收尾階段，也具備了基本的信息化公用管理平臺(tái)，工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楣芎谩⒂煤眠@些設(shè)備，提高其使用效果，同時(shí)推進(jìn)軟件資源的開(kāi)發(fā)、共享和利用。

當(dāng)然，各中小學(xué)教育信息化的發(fā)展也存在地域的不平衡性，如經(jīng)濟(jì)條件、地理位置和自然環(huán)境稍差的高明地區(qū)，從計(jì)算結(jié)果看，此區(qū)學(xué)校最高排在第19位，所以當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門還需要更加重視教育問(wèn)題，進(jìn)一步加大投入，改善中小學(xué)教育信息化的基礎(chǔ)設(shè)施和公用管理平臺(tái)狀況。

結(jié)束語(yǔ)

用主成分分析方法，從信息化課室、校園網(wǎng)、教師用機(jī)、學(xué)生用機(jī)和信息化公用管理平臺(tái)等方面，對(duì)佛山市中小學(xué)的教育信息化基本環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，所得結(jié)果客觀可信，為區(qū)域教育信息化布局提供依據(jù)。本文提出的分析方法具有普遍性，對(duì)其他地區(qū)的中小學(xué)教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施和公用管理平臺(tái)的評(píng)估分析具有較好的借鑒作用。

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（編輯：劉軒）

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G40-058.1

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1673-8454（2010）12-0073-04