高萬里　張麗

摘 要： 提出一種基于結(jié)構(gòu)方程建模技術(shù)的高校教學(xué)管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用B/S體系架構(gòu)獲取和存儲高校教學(xué)數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵教學(xué)信息并使用結(jié)構(gòu)方程建模技術(shù)構(gòu)建教學(xué)統(tǒng)計分析模型，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度和教學(xué)效果這4類變量對教師教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行定量分析。用Smartpls 3.0軟件對某高校2015—2016學(xué)年教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，所建立的模型能有效地擬合教學(xué)數(shù)據(jù)，解釋了影響教學(xué)質(zhì)量的因素，為教學(xué)質(zhì)量統(tǒng)計分析提供一種更公平、更合理的方式，同時促進(jìn)了教學(xué)方式的改革與創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞： 結(jié)構(gòu)方程建模； B/S體系架構(gòu)； 教學(xué)管理； 統(tǒng)計分析系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

中圖分類號： TN911?34； TP203 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）16?0057?03

Abstract： A college teaching management data statistical system based on structural equation modeling technology is proposed in this paper. The B/S architecture is used in the system to acquire and store college teaching data. The key teaching information is extracted and a teaching statistical analysis model is constructed with structural equation modeling technology. The teaching quality of teachers is quantitatively analyzed according to the， the variables of teaching contents， teaching methods， teaching attitude and teaching effect. The teaching data of a college in the school year of 2015～2016 are simulated with Smartpls3 software. The simulation results show that the model can effectively fit the teaching data， explain the factors that affect the teaching quality， provide a more equitable and reasonable way for the statistical analysis of teaching quality， and promote the reform and innovation of teaching methods.

Keywords： structural equation modeling； B/S architecture； teaching management； statistical analysis system； data statistics

0 引 言

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和開放式教學(xué)的廣泛應(yīng)用，帶動了高校教學(xué)管理方式的改革與創(chuàng)新，將數(shù)據(jù)統(tǒng)計技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)質(zhì)量評估中，促進(jìn)了教學(xué)方式的改革和多元化發(fā)展[1?2]。跟隨著教育的信息化浪潮，教學(xué)管理和教學(xué)質(zhì)量評估也逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和現(xiàn)代化方向發(fā)展。對于各種各樣的教學(xué)數(shù)據(jù)和報告，人工處理已無法跟上現(xiàn)代管理的步伐。隨著計算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展，“標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化”是教學(xué)管理改革的必然選擇。通過完善教學(xué)管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)，可以規(guī)范管理，保證教學(xué)效益，提高管理效率，有效提升標(biāo)準(zhǔn)化與現(xiàn)代化管理進(jìn)程。

以教學(xué)管理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立穩(wěn)定、可擴(kuò)展和可維護(hù)的數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)，對高校教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析，有利于精確、直觀地評估學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)質(zhì)量；有利于教師快速了解教學(xué)中的長處，并發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中遇到的問題，從而積極有效地解決問題；有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。高校教學(xué)數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)的研究、設(shè)計與實現(xiàn)已成為高校教學(xué)管理的一個重要措施。然而，目前教學(xué)管理系統(tǒng)的研究僅局限于對教學(xué)管理軟件系統(tǒng)的設(shè)計與改造。文獻(xiàn)[3]提出使用XML編程技術(shù)，運(yùn)用MVC框架和Struts 2，Hibernate 3.0技術(shù)在JavaEE平臺實現(xiàn)教務(wù)管理與分析系統(tǒng)，同時使用FusionCharts Java語言插件實現(xiàn)對教務(wù)數(shù)據(jù)的可視化和動態(tài)顯示。文獻(xiàn)[4]提出了一種基于用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫和ASP.NET技術(shù)的網(wǎng)上成人教學(xué)管理系統(tǒng)。文獻(xiàn)[5]提出利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了一種自動化管理教學(xué)系統(tǒng)。目前，對教學(xué)管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)的研究仍不足，教學(xué)管理有著其特殊性，如何科學(xué)合理的構(gòu)建高校教學(xué)評估系統(tǒng)是一個必須解決的問題。

為了提高教學(xué)管理的效率和減輕管理人員的負(fù)擔(dān)，本文提出一種基于結(jié)構(gòu)方程建模技術(shù)的高校教學(xué)管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用B/S體系架構(gòu)獲取和存儲高校教學(xué)數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵教學(xué)信息并使用結(jié)構(gòu)方程建模技術(shù)構(gòu)建教學(xué)評價模型，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度和教學(xué)效果這4類變量對教師教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行定量分析。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)選擇

瀏覽器/服務(wù)器（B/S）架構(gòu)是一種由瀏覽器和服務(wù)器構(gòu)建的三層或分布式系統(tǒng)的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[6?7]。服務(wù)器包括：Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等。B/S架構(gòu)是一種瘦客戶端應(yīng)用系統(tǒng)，客戶端使用單個瀏覽器軟件，對硬件的要求較低，便于系統(tǒng)的管理與維護(hù)，并減少了開發(fā)和維護(hù)工作。Web瀏覽器軟件可免費從互聯(lián)網(wǎng)上下載，并可免費升級。B/S模式使用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP，HTTP協(xié)議，可以結(jié)合使用企業(yè)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，同時其有良好的可擴(kuò)展性，可直接連接內(nèi)部。所以B/S方式使用和維護(hù)方便，且信息共享程度高，正逐漸取代C/S模式[8?9]。endprint

1.2 系統(tǒng)的組成和功能劃分

本文設(shè)計的教學(xué)管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)主要由教學(xué)數(shù)據(jù)采集、教學(xué)資源管理和教學(xué)質(zhì)量評估等子系統(tǒng)組成。

各子系統(tǒng)的主要功能如下：

教學(xué)數(shù)據(jù)采集：該模塊主要負(fù)責(zé)采集和存儲教學(xué)數(shù)據(jù)，包括學(xué)生信息、教學(xué)計劃、教學(xué)課表和學(xué)生成績等數(shù)據(jù)。

教學(xué)資源管理：該模塊主要負(fù)責(zé)教學(xué)資源的導(dǎo)入、維護(hù)和查詢。通過關(guān)聯(lián)教師所使用到的教學(xué)資源，也可在一定程度上反映教師的教學(xué)質(zhì)量。

教學(xué)質(zhì)量評估：這是本系統(tǒng)的核心，通過對采集到的教學(xué)管理信息進(jìn)行統(tǒng)計建模，來評估教師的教學(xué)質(zhì)量。

2 基于結(jié)構(gòu)方程建模的教學(xué)評價系統(tǒng)

本文使用結(jié)構(gòu)方程建模[6]（Structure Equation Modeling，SEM）的方法來構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量評估模型，發(fā)現(xiàn)影響教學(xué)質(zhì)量的主要因素。SEM起源于20世紀(jì)60年代末，是一種通用的線性統(tǒng)計建模技術(shù)[10]。SEM可分析觀測變量和潛變量間的關(guān)系。一旦已經(jīng)估計了模型的參數(shù)，則可將所得到模型的協(xié)方差矩陣與經(jīng)驗或基于數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣進(jìn)行比較。若兩個矩陣彼此一致，則結(jié)構(gòu)方程模型可被認(rèn)為是對于解的解釋。

2.1 模型構(gòu)造

本文基于某高校2015—2016學(xué)年教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立結(jié)構(gòu)方程模型。教學(xué)質(zhì)量主要由教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度和教學(xué)效果這4類變量決定。將這4個變量作為潛變量：H1，H2，H3，H4，每個潛變量對應(yīng)的觀測變量如表1所示。其中，潛變量“H1教學(xué)內(nèi)容”對應(yīng)7個觀測變量V1～V7；潛變量“H2教學(xué)方法”對應(yīng)4個觀測變量V8～V11；潛變量“H3教學(xué)態(tài)度”對應(yīng)5個觀測變量V12～V16；潛變量“H4教學(xué)效果”對應(yīng)4個觀測變量V17～V20。

2.2 模型參數(shù)估計

本文使用Smartpls 3.0軟件的偏最小二程方法（PLS）對模型進(jìn)行參數(shù)估計。求出教學(xué)評測模型及其相互間的通經(jīng)系數(shù)。通經(jīng)系數(shù)反映了各個潛變量與觀測變量之間的關(guān)系如圖2所示。從圖2可看出，教學(xué)效果對教學(xué)質(zhì)量的解釋程度最優(yōu)。觀測變量V1和V6均較好地測量了教學(xué)內(nèi)容的重要性，分別達(dá)到0.714和0.832，說明采用V1和V6這兩個觀測變量平均能夠解釋教學(xué)內(nèi)容重要性的75%以上。變量V8，V10和V11也較好地體現(xiàn)了教學(xué)方法的重要性。而變量V13能較好解釋教學(xué)態(tài)度的重要性，達(dá)到了0.925。對于教學(xué)效果，各變量的解釋能力相當(dāng)。

2.3 模型評價

結(jié)構(gòu)方程在意識到潛變量之間相關(guān)關(guān)系的同時，仍能驗證觀測變量與潛變量之間的關(guān)系，這主要是由各變量間的通經(jīng)系數(shù)來檢驗。通經(jīng)系數(shù)的大小反映了不同潛變量對教學(xué)質(zhì)量的影響程度。圖2結(jié)果表明，教學(xué)效果對教學(xué)質(zhì)量的影響程度相對較強(qiáng)；而教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)態(tài)度和教學(xué)方法對于教學(xué)質(zhì)量的影響程度逐漸減弱。

本文使用6個評價指標(biāo)[6?7]來評價第2.2節(jié)所構(gòu)建的模型的有效性：擬合優(yōu)度（GFI）；調(diào)整自由度的擬合優(yōu)度（AGFI）；均方根殘差（RMR）；比較擬合指數(shù)（CFI）；正規(guī)指數(shù)（NFI）；非正規(guī)指數(shù)（NNI）。這些指數(shù)越接近1，說明模型越好。模型的擬合指標(biāo)結(jié)果如表2所示，擬合優(yōu)度達(dá)到了0.919，正規(guī)指數(shù)達(dá)到0.959，以及其他的指標(biāo)結(jié)果表明第2.2節(jié)所構(gòu)造的教學(xué)評測模型具有較好的區(qū)分效果。

3 結(jié) 語

為了提高教學(xué)管理效率，并減輕管理人員的負(fù)擔(dān)，本文提出一種基于結(jié)構(gòu)方程建模技術(shù)的高校教學(xué)管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用B/S體系架構(gòu)獲取和存儲高校教學(xué)數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵教學(xué)信息并使用結(jié)構(gòu)方程建模技術(shù)構(gòu)建教學(xué)評價模型，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)態(tài)度和教學(xué)效果這4類變量對教師教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行定量分析。用Smartpls 3.0軟件對某高校2015—2016學(xué)年教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，教學(xué)效果對教學(xué)質(zhì)量的影響程度相對較強(qiáng)；而教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)態(tài)度和教學(xué)方法對于教學(xué)質(zhì)量的影響程度依次減弱。本文建立的結(jié)構(gòu)方程模型能有效地擬合教學(xué)數(shù)據(jù)，解釋了影響教學(xué)質(zhì)量的因素，為教師教學(xué)評價提供一種更公平、更合理的方式，同時促進(jìn)了教學(xué)方式的改革與創(chuàng)新。

表2 結(jié)構(gòu)方程模型的擬合指標(biāo)結(jié)果表

參考文獻(xiàn)

[1] 王幸君，黎光明，張敏強(qiáng)，等.高校教師教學(xué)水平評價的概化理論分析[J].心理科學(xué)，2016（1）：90?96.

[2] 汪劍鯤.高校教學(xué)管理評價體系設(shè)計研究[J].黑龍江高教研究，2015（3）：44?46.

[3] 許多.基于WAP的高職院校教務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2015.

[4] 謝堯.基于B/S模式的教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].廈門：廈門大學(xué)，2015.

[5] 許慧，張立銘.基于Web的圖書館檔案管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2016，39（16）：48?51.

[6] 游金崇，李隱峰，尤吳晶.基于Web的高校畢業(yè)生就業(yè)信息服務(wù)平臺設(shè)計[J].電子科技，2014，27（11）：81.

[7] MEYER J P， LIU X， MASHBURN A J. A practical solution to optimizing the reliability of teaching observation measures under budget constraints [J]. Educational and psychological measurement， 2014， 74（2）： 280?291.

[8] 李萬莉，項著廷.基于B/S結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計[J].計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2015（3）：15?18.

[9] 陳娟，李元，李萬國.基于B/S模式的嵌入式系統(tǒng)測試方法與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2016，42（2）：50?52.

[10] 馮桂蓮，陳超.C/S與B/S相結(jié)合的民族院校運(yùn)動會管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2016，39（12）：77?79.endprint