教学状态信息体系的开发及实践

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根据国家统计局批准的《普通高等学校本科教学基本状态数据统计报表》表明，教学状态数据应包括师资信息、学生信息、课程开设信息、科研信息、校舍等基础设施信息、经费信息等；基本数据来源于教务、学工、人事、科研、财务、后勤等多个专业信息系统。这些系统的数据更新由各职能部门独立管理，除了少数实施了数字化校园的高校，上述信息系统往往是互不侵犯的信息孤岛。采集教学状态信息，将这些系统的数据汇集起来之后，如教师、学生这样的共有信息难免存在数据不一致问题，有的信息不完整难以合并，有的存在重复，使得采集无法得到准确的数据。此外，各个系统的选用在数据格式标准、技术规范和功能设置上缺少科学合理的评估与论证，有67.3%的学校数据查询需要部分人工干预，有34.8%的学校主要数据分析及预测完全由人工方式处理[3]，共享的瓶颈及数据处理能力的低下严重制约了教学状态信息的获取。

工作惯性与信息化管理理念的冲突。教学状态数据来源于各职能系统，各职能信息的更新又有赖于工作人员的态度和应用水平。信息维护人员常常愿意使用更简单的电子表格或自己喜欢的方式操作数据，对数据系统或觉得操作繁琐，或觉得有很多与自己无关的内容需要额外维护，有一种抵触情绪，未能从信息化管理全局的高度来理解信息储存与记录的重要意义。时间一长，所有数据都变成这一个工作人员的数据，除了他自己就没有人清楚信息的变化了，遇到人员变更则没人能看懂历史数据，一旦故障引起数据丢失则所有信息都烟消云散。同时，信息内容的更新往往不受到重视，随着数据挖掘与信息分析的广泛应用，任一个细微的信息细节都可能在分析处理中占有举足轻重的地位，如若只更新用的上的部分而不管其他可发生信息关联的字段，信息化管理的效率也是极其低下的。

模式单一，未能体现应用价值。教学状态信息系统不同于普通的业务信息系统，不能只是各数据系统的信息记录器，它还发挥着反映教学运行状态、数据分析供决策参考、各种综合报表查询等功能，是数字化校园里数据中心的雏形。同时也是集校情信息、教学科研于一体的综合性平台。因此，在系统建设时，要从学校实际出发，结合现有的信息系统找寻开发的路径；在功能设计上，要兼顾工作习惯与信息标准，使得系统能够真正被接受和易于使用；在数据管理上，综合本科教学工作水平评估、专业评估的需要，增强数据系统应用广度和深度。因此，教学状态信息系统的建设，与业务系统有共性之处，也有其自身不可替代的个性一面，是校本特色的反映，不能是其他业务系统的简单叠加。二、总体设计思路为及时收集和查询学校本科教学状态数据，了解教学实际情况，更好地进行教学改革，保障教学质量，实现资源共享，同时结合校内本科评估和专业评估的需要，我们从2007年开始构建本科教学状态信息系统。教学状态信息系统要反映学校本科教学的真实情况，必须具备原始性和及时性两个特点，同时具有反映现状和分析开发两大功能。据此，应解决三个问题：一是处理好教学状态信息系统与各业务系统之间的关系，主要涉及公共基础数据来源及更新数据与教学状态信息系统的同步，在不影响各业务系统数据原始性的前提下，使得状态信息系统中的数据保持一致和相对独立的自我更新。二是教学状态数据结构的设计，基本数据表的设计根据教育部本科教学评估的考察点，并结合本校专业评估的需要，字段设计细化到最小数据元，既字段自身具有不可替代性，并能相互关联起来生成一切统计信息。三是数据读写权限控制，由于数据既有来源于职能部门，也有来源于教学单位，因此在不同的基本数据表中需要有交叉的读写权限设置，采用RBAC（基于角色的访问控制）和UCON（基于用户的访问控制）相结合的方法，实现数据共同维护和相互监管，确保更新的及时准确。

教学状态信息系统设计

1．开发工具与技术选择。教学状态信息系统在功能实现上分为两部分：一是面向教务管理部门和各教学单位教务人员的管理子系统；二是面向领导和职能部门的信息查询。系统独立配置数据库存储所有信息，每学期初始信息来源于各职能部门运行的业务系统，使本系统的数据取用不须时时依赖于对其他业务系统的连接，又能在本地数据副本中进行归档整理。实现这两种功能目标分别采用C/S和B/S模式，如图1所示。服务器端采用SQLServer作为数据库，提供web查询。服务端通过客户端获取各业务系统数据并传输储存到服务端数据库，服务端与客户端为二层结构，并在客户端提供一个本地的access库，使每个客户端既能做数据备份，又能在缺少网络的情况下快捷使用系统，实现本地和网络数据相结合的自由切换方式，增强易用性和可维护性，以满足不同应用环境的需要。软件开发平台选择DELPHI7.0，通过ADO控件对数据库进行操作。在数据读写权限控制上，系统管理员可以对每个用户和角色分配相应的访问权限，实现对权限内的数据能查添改删。遵照软件工程的原则，模块与模块之间是相互独立的关系，从代码上和数据上都没有相互的耦合，既为了软件开发设计过程中的清晰可控，也为了用户在使用这些模块的功能的时候不会造成混淆。

2．数据库设计。数据库是信息系统的核心和基础，它把系统中大量的信息按一定的模式组织起来，提供存储、维护、检索信息的功能。一个信息系统的组件能否紧密地结合在一起以及如何结合，关键在于数据库的框架。而对于跨多个业务系统数据库的系统而言，数据库设计尤其应充分考虑数据间的相关关系，使数据库结构体现管理中的逻辑关系，既使数据的冗余度保持最小，也考虑一定的冗余度，优化信息处理的效率。在此，我们从教师、学生、课程等基础信息出发，结合各类教学评价所需的统计观测点，设计了教师信息表、学生信息表、成绩表、班级表、单位表等共49张数据表，合成一个完整的数据库。

3.主要功能模块。为实现上述功能，本系统包括系统管理、学生信息管理、教师信息管理、质量工程、教务与质量监控五个子系统，如图2所示。①系统管理是一个综合的控制菜单，由系统自身的参数设置和统计分析两部组成。参数配置包括登录用户管理、基于角色的读写权限控制、与其他业务系统数据库的关联和获取数据规则。尤其在数据获取上，既能够通过excel文件导入其他业务系统数据到本系统，也可以直接建立数据库连接，基于数据表和字段匹配，通过比较重复记录筛选出更新记录并自动保存到本系统中，保证已有数据不被覆盖，又不遗漏更新数据。生成统计分析报表是本系统最富实用性的功能，在各部分数据格式准确、信息完整的情况下，能根据基本数据统计出各种分析数据，如师资管理所需的学缘结构、职称结构等；学生管理所需的成绩正态分布情况、四六级通过比例等。统计信息的随时生成为日常管理、各种材料报送带来了便捷，并且也进一步规范了日常数据的归档。②学生信息管理包括学生相关的各类基本信息表，分别记录学生的成绩、获奖、参与科研等各方面基本信息。特别值得一提的是打印学生家信信封，该菜单读取学生基本信息表中维护的家庭住址信息，能够对寄回家的成绩单信封实现批量打印，减轻教务人员的负担的同时，也减少了错填错装的机率。③教师信息管理包括教师授课、科研、出版、获奖等各方面基本信息。④质量工程包括各项项目的基本信息。⑤教务与质量监控是较为综合的信息管理菜单，涉及教学基本条件、教学评估等多方面信息。各教学单位仅能查看和增改各自单位的信息数据，并对各项数据更新负责。职能部门能够查看和修改自己职能内的数据信息，也对数据的准确性负责。

4.教学状态信息系统的应用。数据由“源头”———各教学单位或相关职能部门负责维护，及时和准确的更新各项数据，如教师的职称变化、学历变化、科研立项结题等，系统能结合基本数据，生成评估或上报材料所需的各种相关统计信息，系统使这些二次、三次数据的生成更加动态化、更加准确。在使用过程中，数据更新将作为一个日常工作来要求，只有更新及时准确，系统能才发挥应有的效率和作用；而及时准确的要求也反过来促使日常管理环节向规范化发展，做到更新不脱节、数据不遗漏，从而整体提升教学管理的水平，也使教学管理者和决策者能实时准确地把握教学状态。系统中所需的一部分教务和科研相关固定信息，如教学任务、学生成绩等，通过与教务管理系统建立接口实现同步，减轻了数据维护的工作量，降低了人工维护造成的误差（数据格式误差和准确性误差）。在自身数据查询和使用上，与Excel软件无缝结合，可以方便的进行导入导出。导入的数据除学生基本信息和教师基本信息采用覆盖，其余信息均比较重复数据后进行追加导入，实现维护数据在熟悉的Excel中进行，存储数据在规范的数据系统中；导出的数据在Excel里可以再加工利用，与平日调阅和使用数据的习惯保持了一致，使既有数据能够更加便捷的再利用。本系统自开发应用以来，经逐步调试和推广，具备了以下几个特点：①系统操作界面简单易懂，使用方便，只要能较熟练使用电脑进行日常办公的工作人员，即便不进行相应培训，也能较快掌握使用。②系统字段设计结合教育部评估和专业评估指标体系，即全面覆盖能反映教学状态的各个信息点，又能相互关联自动生成相应统计结果，使其具备了综合信息共享的雏形。③数据的采集兼顾了工作人员日常习惯，使得Excel编辑和保存的基本信息能方便的导入系统，也能按需导出各个基本数据，在熟悉的Excel上进行再利用。④基本数据的加工、分析。对通过采集得到的海量数据，系统融人了观测点的质量标准体系，根据质量标准对导入的海量数据进行加工处理、统计分析、形成各种汇总报表。⑤具备学生成绩分析、打印学生家信信封、等级考试成绩查询等实用功能，可以在一定程度上弥补既有系统在某些方面的不足，优化教学管理事务。⑥在各数据信息维护完整、准确的情况下，可以通过系统的统计功能，生成评估或上报材料所需的各种报表，报表以Excel文件形式生成，方便再利用，且生成的报表的排版格式控制全部在程序中完成，生成的报表直接打印出来即可，不需要手工再进行相应的排版和格式控制。⑦在软件更新的分发上，客户端软件能自动识别服务器上的新版升级包，在用客户端登录时会收到相应提示并进行自动更新，减轻系统管理员的软件升级维护工作量。教学状态信息系统将职能部门及各教学单位分散管理的信息变为全校统一的管理模式，在教务管理部门的统一规划协调下，各教学单位根据自己被赋予的管理权限进行统一性的管理，提升了管理水平，提高了管理效率。系统基本框架合理、易于操作、性能可靠、安全性好、运行稳定、效果良好，针对现代大学教学管理和状态数据的特点开发，功能模块具有很好的通用性及开放性，同时对于不同层次高校的特殊要求具有非常方便的可扩展性。

作者：雷建云单位：中南民族大学计算机科学学院