高等教学管理中智能化管理技术应用

王晓玲， 刘嘉滨

(上海交通大学 a.媒体与设计学院; b.物理与天文系， 上海 200240)

0 引 言

近些年，高校办学规模越来越大，学校招生人数越来越多，随着学分制度的推行，教学资源显得日趋紧张，因此，在管理、教学及科研等诸多方面面临着挑战。同时，在经济全球化背景下，也推动了高等教育的国际化，使得高校国际间交流合作和竞争也日趋激烈。为适应与满足高等教育走出去引进来，需要利用科学发展观方法来提高办学管理和教育教学水平。

1 高教管理综述

为提升高校自身综合竞争实力，要不断提高办学管理效率，提高教学质量，提升服务水平，从而促进科研、教学的双向互动，共同培养优秀高等人才。同时，面对当今信息时代的挑战，还需要进行教育创新，包括教学、科研等管理的创新，涉及对象、方法和技术等[1]。随着现代信息、计算机、互联网等技术的高速发展，高等学校结合自身发展需求，纷纷利用这些先进技术来建设校园信息化，在综合管理、教学质量、科学研究等诸多方面提高学校综合竞争力[2]。近几年来，高校信息化建设工作成绩显著[3]，多方面有着巨大的变化，如校园骨干网络带宽已达千兆，甚至万兆，同时，高校越来越重视信息化建设，不仅在人、财、物方面给予非常大支持，而且还制定了中长期规划。高校信息化建设全面整合了教务管理、科研管理、人才管理、财务管理、虚拟校园、校园信息化建设等多种资源，显著提升了高校现代化智能管理服务层次。

2 智能化管理技术概述

在当今信息社会时代，以信息化为目标的新技术及为信息化服务的新技术有着迅猛的发展，这些新技术为高校信息化建设提供了强有力的支撑，同时，也为智能化管理技术应用提供可行性。高校教学管理是校园信息化建设重要应用之一，其中教学计划制定、课程管理、学生管理等诸多教学工作每个学期都要进行。面对数量众多的学生及繁重的教学工作，采用智能化管理技术可以进一步提高教学管理效率，提升教学服务水平[4]。智能化管理技术可以借助计算机和网络通过精确的计算，模拟人脑的思考、判断及决策，将复杂工作简单化，从而代替或协助管理人员处理和完成图书馆管理、教学管理等事务[5-6]，典型智能化管理系统如图1所示，其核心为数据仓库、数据挖掘及联机分析处理等部件。

图1 典型智能化管理系统

文献[7-8]介绍了人工智能的概念、研究内容及应用研究等。指出人工智能AI概念由美国学者John McCarthy于1956年提出，是一门主要研究和开发计算机模拟、延伸和扩展人的智能的理论与应用等的技术科学。人工智能研究内容丰富，涉及多门学科如信息论、控制论、自动化等，不仅是一门综合学科，而且还是一门交叉学科。并且已在多个领域有应用如专家系统、自然语言处理、人工神经网络等。

文献[9]介绍了商业智能是通过技术手段整合各系统数据，然后将有用的信息转化为知识，来辅助制定商业决策。商业智能BI概念由加特纳集团提出，它描述了一系列方法可供企业有效地分析各种数据如订单、库存等，再通过将数据转化为知识，成为企业经营决策强有力的工具。商业智能技术在多个行业有成功应用，如人力资源管理应用[10]、医院信息统计应用[11]、企业信息化建设应用[12]等。

3 智能化管理技术应用

依托高校信息化系统，高校教学管理工作都已信息化与网络化。高校教学管理是利用计算机、通信网络等技术来收集和处理学生信息、教学信息、科研信息等，在面对日益繁重的教学任务，除采用传统信息技术外，应用智能化管理技术可使教学管理更加规范、更加科学，使得教学管理模式更适应时代发展要求。

高校教学管理具体包括教学计划制定、教学资源管理、学生学籍管理等诸多内容，其管理的数据量巨大，并且也具有较多的动态信息，因此，对教学管理工作的准确性、实时性及严谨性提出更高要求。智能化管理技术利用先进信息技术对教学管理部门采集到的各类信息数据进行智能化分析与处理，为教学管理工作决策提供强有力的支撑，同时也可有利地辅助学校行政事务。

文献[7]也介绍到人工智能与教育教学有着密切的关系，其应用日益丰富，典型的应用领域有专家系统、自然语言理解与人工神经网络等。专家系统利用人类专家提供的专门知识，模拟人类专家的思维过程，运用知识和推理解决只有领域专家才能解决的复杂问题[13]。形成的教学专家系统通过对教学管理部门收集到的相关信息进行智能化分析，通过推理与判断得出满足教学管理工作的方案。自然语言理解就是使用自然语言与计算机进行双向通信[14]。通过让计算机接收人类的语言，然后进行智能理解如语音识别、分析、机器翻译、自动成文等，从而完成教务人员输入的指令，得出教学管理需要的各种数据报表。人工神经网络则用模拟生物神经元的某些基本功能元件，按照多种不同的方式组合连接而成的一个网络。在应用中与专家系统结合，通过学习、记忆、联想、识别及推理最后导出符合到逻辑的输出结果，并且也可解释系统的推理过程[7]。

文献[15]指出目前高校经过快速发展，在招生、教学、财务、科研等方面积累许多数据，为更好地管理高校各种事物及辅助做出科学的各种决策，需要在高校建立信息化商业智能系统，并对该系统做了详细阐述。商业智能系统是建立在数据仓库、联机在线分析处理和数据挖掘等技术的基础上[11]。其中数据仓库是一个数据集合，用于支持管理决策，通过将具体管理中产生与收集到的各种数据进行存储，并进行抽取，清理，集成，然后按照业务主题通过前端工具如报表工具、查询工具、数据分析功能等展现出来。联机分析处理通过将汇总的数据进行统计计算，然后挖掘、抽取数据中的隐含的、有意义的并有潜在使用价值的知识，对多维的数据进行分析从而快速响应具体管理中需求[16]。商业智能技术的应用在高校管理中有非常积极的影响，不仅在具体管理事务处理中提供高效性，而且在学校业务决策和发展上提供科学性。

4 智能化管理技术在交大的应用

学校始终把人才培养作为办学的根本任务，改革开放以来，学校以“敢为天下先”的精神，大胆推进改革；校园信息化建设上更是先行一步，进行了许多有益的探索。我校早在1973年就创建了计算中心，是高校中建立最早、规模最大的计算中心之一。近年来学校更明确提出本科教学是“立校之本”，研究生教学是“强校之路”。为更好地推进科研，服务教学，原计算中心历经变革，于2006年12月与原信息化办公室下设的信息中心合并更名为网络信息中心，成为学校“数字大学”和信息化建设的主要部门，承担着对外负责中国教育和科研计算机网络(Cernet)华东南地区网、上海教育与科研计算机网(Shernet)和上海交通大学校园网(SJTUnet)的建设工作，是三个网络的运行和管理中心。对内负责学校各类信息系统建设，以及管理校内单位代码和信息标准的制定。

目前学校教学管理与教学过程信息化主要依托于新一代教学管理支撑平台。从模块构成上，构建了学生模块、教师模块和管理人员三大模块，赋予了各模块业务交叉的功能和权限；从模块职能上，开发出了业务功能涵盖更完整、使用效率更高的教务管理系统、教学资源管理及教学过程支撑系统、实践教学系统以及教学评估与决策支持系统等，如图2所示。

图2 新一代教学管理支持平台

4.1 教务管理系统

这一系统通过排序及时间特性功能实现了教学过程管理和教学事务管理双重功能；教务管理系统由学籍管理、培养管理、学位管理模块构成，搭建了教学管理的大平台。以学籍管理系统为例，一般包括学籍信息管理、学生注册管理以及学籍异动管理三大模块，通过数据挖掘与点击指标进行的检索和排序等数据查询和导出功能是最基本也最繁琐、然而也是必需的业务，通过系统处理，可以确保数据的精确性，极大地提高了工作效率，也使得各类查询简单、迅速、准确，完全可以满足教师、学生、管理人员等各层次的工作需要，在实践上也极大减轻了工作量，创造了更友好、更符合人体工学特征的界面体验。

4.2 教学资源管理及教学过程支撑系统

我校经过长期的发展，目前国内学生规模基本稳定。在建设国际一流大学过程中，包括留学生在内的各类、各层次学生规模扩大，人数增加，为日常教学管理提出了新的挑战。基于师生人数的正向变化，教学资源是否得到恰当调配就非常必要且重要了。考试管理、教室管理、教学资源管理、排课管理等应用要求对智能技术的运用提出了更高的要求。通过身份认证和用户界面统一的方式，使教学资源管理实现以电脑调配为主、人工调配为辅的模式，既发挥了智能化技术的优势，也通过人工协调和沟通弥补了技术的短板，最大程度地实现资源的有效利用。

4.3 实践教学系统

离开实践的教学是无源之水。当知识的更新换代日益以加速度的频率发生时，实践教学对理论教学的支撑和反哺作用益发突出。我校历来重视实践教学，校级层面设立了针对本科生科研实践的PRP项目、研究生创新能力培育项目以及面向全校学生的大学生创新计划、丰富多彩的第二课堂等形式，真正在教学中充分发挥实践教学的作用。基于此开发的实践教学管理，从项目申请到过程管理、从中期审核到立项结题全部使用专门的实践教学管理系统，环节主要包括查询、立项、审批、结项等，审核流程上增加至校、院、学科的三级审核，确保项目的可行性和实践性。

5 智能化管理技术应用体会

我校逐步通过先进的、智能化的高新技术，并结合本校实际应用需求，建设完善了各类教学管理及教学过程支撑平台。一方面通过提供先进的教育技术设施，促进教师更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果；另一方面也积极促进教育内容、教学手段和方法的现代化。随着我校争创世界一流大学，我校的学生和教师的规模和种类会越来越多，传统的教学管理方式已不能满足实际需求。完善丰富的信息资源和便捷人性化的资源服务是世界一流大学建设成效的重要标志之一，而教学管理中的智能化技术应用为其提供了强有力的技术支撑。

我校新一代教学管理支撑平台通过对数据实施动态处理，充分实现和完成了数据在各层级系统中的实时流转，并根据各层级用户使用权限和使用需求存储在系统数据库中，同时通过对业务数据的动态整合与组织以满足学生、教师等用户的学习和办公之需。新型平台还可通过对数据的多位分析和全方位的查询检索，经数据分析处理形成各类报表，不仅提升了业务处理能力，还有助于使用者决策处理。

6 结 语

随着高校信息化建设水平的提升，为智能技术在高校教学管理中应用提供了广阔的施展平台。面对激

烈竞争的国际高等教育，高校要在竞争中求突破和发展，在具体办学管理中有越来越多的系统应用。采用智能化管理技术将会有效地整合各系统协同工作，从而提高管理效率、教学质量及服务水平等，增强高校在国际化背景下的综合实力与竞争力。

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