技校学籍信息数据分析与研究

邝琬君

近来年，广州市¬¬多家技工学校开始建立和完善学籍信息管理系统。这些数据库收集了大量的学生个人资料，通过联机事务处理（OLTP）将其零散地收集于单个的事务数据库中。这些数据是指导学校进行教学管理、提高教学质量的重要依据，因此必须建立相应的数据分析模型，设计出一系列的分析工具，把零散的数据转换成可视的分析结果。

一、建立面向主题和历史的数据

为了快速搭建学籍信息的数据分析平台，使数据库能更好地为数据分析服务，在分析过程中需要建立面向主题和历史的数据做铺垫。在分析设计中采用自下向上的数据构建策略，以提高分析结果的正确性和指导性作用。这种策略从最关键的部分开始，先以最小的资源完成当前需求，最快获得回报，然后再不断扩充。目的是使教学管理部门能合理安排教学计划和教学资源；学生管理部门能动态更新学生的个人资料和学籍变更信息；就业推荐部门能及时了解学生毕业成绩、专业资格证和身体状况，从而合理地推荐学生就业等等。

二、数据体系结构分析

此体系结构把来自联机事务处理（OLTP）的源数据，经抽取、转换、装载，将离散的外部数据集，配合历史数据形成新的数据库集合；以关系数据组织联机分析处理（OLAP）存储，用户查询工具和数据分析工具直接从数据集中访问数据。管理平台对数据库中的数据进行管理、维护，分析结果可反馈至分析工具，也可在可视化查询软件中查看。在分析工具与数据库之间简化了OLAP服务的工作，多维数据结构直接融入到数据库系统中，降低系统开销，缩减了工作量。图1为学籍管理数据库的体系结构图。

本系统采用C/S架构即客户/服务器模式，服务器端采用SQL Server 2000数据库管理系统，管理从其它数据源抽取、装载的异构数据。将待分析的数据导入系统中，进行数据清理、概念分层、离散化、数值化等处理，用图、表的形式表现、分析数据。为了使分析结果有更好的指导性作用，要使用合适的算法对数据库中的数据进行分析和挖掘。通过修改算法中的参数，可以得到不同的分析结果；通过评价所得结果的可信度，循环调用最终获取满意的分析结果，用输出结果指导教学管理实践。

例如利用考勤信息收集的记录，通过分析平台后可以得出各类不同的情况和发展趋势，利用这些结果可以作适当的调整；使用学生成绩数据统计各学科各系的优良率、合格率，各系部按自己需求收取统计结果，指导、调整本部门的工作安排；通过学生综合信息数据分析和整理，提供补考、毕业办理以及推荐就业指导信息。还有很多类似的数据分析可以由分析平台进行统计、分析得出所需的结果。图2、图3、图4为其中几类信息的简要分析效果图。

三、数据分析过程

在实际操作时，系统中的每个分析都必须是面向主题的，离开主题的分析结果就没有了意义。下面以学生计算机基础中级考证为主题详细讲述数据分析过程，检查结果对于教学管理的指导意义。

1. 主题中包括一个事实表和三个维表

事实表是一个包含多属性值的关系表，是数据库的核心，通过数据转换清理工具来提取有用的信息装入事实表中。在事实表中，需要有度量值来作为数据分析的依据和尺度，度量值一般是数值型，可以进行求和、求平均等简单的函数计算。本主题的事实表主要反映学生计算机基础中级考证的成绩，如果需要进行更复杂的计算，就需要通过程序中构造算法来实现。

2.考证成绩是该主题分析中的度量信息，也是事实表中的事实数据

不同的分析角度对应为不同的维度表，下面的关键问题是如何进行层次的划分。各维表中层次关系的确定是非常重要的，层次将维分成多个抽象层，有利于用户从不同的角度观察数据，同时为OLAP提供处理的依据。我们在确定维的层次关系时，主要根据学校组织机构及教学管理系统中与学生考证成绩信息相关的表来确定。

（1）学生表。学生分别属于各班级，而班级本身就存在层次关系，每一专业都包含了多个班级，而每一个教学体系又包括多个专业，这样一来学生维的层次关系可以为：教学系—>专业—>班级—>学生，这个层次关系是按照概念分层组织的。计算机工程系想了解各班学生的考证通过率，以考核带考证教师的教学质量、及时调整教学方法和教学计划；而教务处则想了解全校学生的考证通过率情况，查看是否达到ISO的标准。

（2) 地区表。学生生源是学生的基本信息，从中可以发现不同地区学生的计算机基础是不相同的。这一发现可以帮助我们改变教学计划，对基础较差的班级进行重点训练，或适当增加课时以提高考证通过率。

（3）教师表。教师维的分析包括教师的姓名、性别、年龄、学历、职称、部门、教学经历等信息。此信息可以显示教师本身的素质和教学经历，以合理分配课程，达到资源的最优化配置。

图2-2采用星型模式来设计维表和事实表，该结构将分布于多张表的信息进行转换和整合，提取和分析主题关系密切的属性来形成维表。

学生学籍信息与教学分析、研究基于大量的原始数据积累，在每学年教学结束后根据实际过程进行系统的分析调整，在系统完善和成熟后还可以逐步扩展应用到整个教学过程中。

本系统的分析功能不仅是对学生信息库、学生成绩库、教务管理库的分析，还可以对学生的学习日志、教师的教学过程进行跟踪和分析。系统数据库的信息通过分析、提取、过滤和生成可视化结果，令学生学籍管理和教学管理产生的教学设计更合理、更具智能性。

（作者单位：广州市公用事业高级技工学校）