高等教學管理中智能化管理技術應用

王曉玲， 劉嘉濱

(上海交通大學 a.媒體與設計學院; b.物理與天文系， 上海 200240)

0 引 言

近些年，高校辦學規模越來越大，學校招生人數越來越多，隨著學分制度的推行，教學資源顯得日趨緊張，因此，在管理、教學及科研等諸多方面面臨著挑戰。同時，在經濟全球化背景下，也推動了高等教育的國際化，使得高校國際間交流合作和競爭也日趨激烈。為適應與滿足高等教育走出去引進來，需要利用科學發展觀方法來提高辦學管理和教育教學水平。

1 高教管理綜述

為提升高校自身綜合競爭實力，要不斷提高辦學管理效率，提高教學質量，提升服務水平，從而促進科研、教學的雙向互動，共同培養優秀高等人才。同時，面對當今信息時代的挑戰，還需要進行教育創新，包括教學、科研等管理的創新，涉及對象、方法和技術等[1]。隨著現代信息、計算機、互聯網等技術的高速發展，高等學校結合自身發展需求，紛紛利用這些先進技術來建設校園信息化，在綜合管理、教學質量、科學研究等諸多方面提高學校綜合競爭力[2]。近幾年來，高校信息化建設工作成績顯著[3]，多方面有著巨大的變化，如校園骨干網絡帶寬已達千兆，甚至萬兆，同時，高校越來越重視信息化建設，不僅在人、財、物方面給予非常大支持，而且還制定了中長期規劃。高校信息化建設全面整合了教務管理、科研管理、人才管理、財務管理、虛擬校園、校園信息化建設等多種資源，顯著提升了高校現代化智能管理服務層次。

2 智能化管理技術概述

在當今信息社會時代，以信息化為目標的新技術及為信息化服務的新技術有著迅猛的發展，這些新技術為高校信息化建設提供了強有力的支撐，同時，也為智能化管理技術應用提供可行性。高校教學管理是校園信息化建設重要應用之一，其中教學計劃制定、課程管理、學生管理等諸多教學工作每個學期都要進行。面對數量眾多的學生及繁重的教學工作，采用智能化管理技術可以進一步提高教學管理效率，提升教學服務水平[4]。智能化管理技術可以借助計算機和網絡通過精確的計算，模擬人腦的思考、判斷及決策，將復雜工作簡單化，從而代替或協助管理人員處理和完成圖書館管理、教學管理等事務[5-6]，典型智能化管理系統如圖1所示，其核心為數據倉庫、數據挖掘及聯機分析處理等部件。

圖1 典型智能化管理系統

文獻[7-8]介紹了人工智能的概念、研究內容及應用研究等。指出人工智能AI概念由美國學者John McCarthy于1956年提出，是一門主要研究和開發計算機模擬、延伸和擴展人的智能的理論與應用等的技術科學。人工智能研究內容豐富，涉及多門學科如信息論、控制論、自動化等，不僅是一門綜合學科，而且還是一門交叉學科。并且已在多個領域有應用如專家系統、自然語言處理、人工神經網絡等。

文獻[9]介紹了商業智能是通過技術手段整合各系統數據，然后將有用的信息轉化為知識，來輔助制定商業決策。商業智能BI概念由加特納集團提出，它描述了一系列方法可供企業有效地分析各種數據如訂單、庫存等，再通過將數據轉化為知識，成為企業經營決策強有力的工具。商業智能技術在多個行業有成功應用，如人力資源管理應用[10]、醫院信息統計應用[11]、企業信息化建設應用[12]等。

3 智能化管理技術應用

依托高校信息化系統，高校教學管理工作都已信息化與網絡化。高校教學管理是利用計算機、通信網絡等技術來收集和處理學生信息、教學信息、科研信息等，在面對日益繁重的教學任務，除采用傳統信息技術外，應用智能化管理技術可使教學管理更加規范、更加科學，使得教學管理模式更適應時代發展要求。

高校教學管理具體包括教學計劃制定、教學資源管理、學生學籍管理等諸多內容，其管理的數據量巨大，并且也具有較多的動態信息，因此，對教學管理工作的準確性、實時性及嚴謹性提出更高要求。智能化管理技術利用先進信息技術對教學管理部門采集到的各類信息數據進行智能化分析與處理，為教學管理工作決策提供強有力的支撐，同時也可有利地輔助學校行政事務。

文獻[7]也介紹到人工智能與教育教學有著密切的關系，其應用日益豐富，典型的應用領域有專家系統、自然語言理解與人工神經網絡等。專家系統利用人類專家提供的專門知識，模擬人類專家的思維過程，運用知識和推理解決只有領域專家才能解決的復雜問題[13]。形成的教學專家系統通過對教學管理部門收集到的相關信息進行智能化分析，通過推理與判斷得出滿足教學管理工作的方案。自然語言理解就是使用自然語言與計算機進行雙向通信[14]。通過讓計算機接收人類的語言，然后進行智能理解如語音識別、分析、機器翻譯、自動成文等，從而完成教務人員輸入的指令，得出教學管理需要的各種數據報表。人工神經網絡則用模擬生物神經元的某些基本功能元件，按照多種不同的方式組合連接而成的一個網絡。在應用中與專家系統結合，通過學習、記憶、聯想、識別及推理最后導出符合到邏輯的輸出結果，并且也可解釋系統的推理過程[7]。

文獻[15]指出目前高校經過快速發展，在招生、教學、財務、科研等方面積累許多數據，為更好地管理高校各種事物及輔助做出科學的各種決策，需要在高校建立信息化商業智能系統，并對該系統做了詳細闡述。商業智能系統是建立在數據倉庫、聯機在線分析處理和數據挖掘等技術的基礎上[11]。其中數據倉庫是一個數據集合，用于支持管理決策，通過將具體管理中產生與收集到的各種數據進行存儲，并進行抽取，清理，集成，然后按照業務主題通過前端工具如報表工具、查詢工具、數據分析功能等展現出來。聯機分析處理通過將匯總的數據進行統計計算，然后挖掘、抽取數據中的隱含的、有意義的并有潛在使用價值的知識，對多維的數據進行分析從而快速響應具體管理中需求[16]。商業智能技術的應用在高校管理中有非常積極的影響，不僅在具體管理事務處理中提供高效性，而且在學校業務決策和發展上提供科學性。

4 智能化管理技術在交大的應用

學校始終把人才培養作為辦學的根本任務，改革開放以來，學校以“敢為天下先”的精神，大膽推進改革；校園信息化建設上更是先行一步，進行了許多有益的探索。我校早在1973年就創建了計算中心，是高校中建立最早、規模最大的計算中心之一。近年來學校更明確提出本科教學是“立校之本”，研究生教學是“強校之路”。為更好地推進科研，服務教學，原計算中心歷經變革，于2006年12月與原信息化辦公室下設的信息中心合并更名為網絡信息中心，成為學校“數字大學”和信息化建設的主要部門，承擔著對外負責中國教育和科研計算機網絡(Cernet)華東南地區網、上海教育與科研計算機網(Shernet)和上海交通大學校園網(SJTUnet)的建設工作，是三個網絡的運行和管理中心。對內負責學校各類信息系統建設，以及管理校內單位代碼和信息標準的制定。

目前學校教學管理與教學過程信息化主要依托于新一代教學管理支撐平臺。從模塊構成上，構建了學生模塊、教師模塊和管理人員三大模塊，賦予了各模塊業務交叉的功能和權限；從模塊職能上，開發出了業務功能涵蓋更完整、使用效率更高的教務管理系統、教學資源管理及教學過程支撐系統、實踐教學系統以及教學評估與決策支持系統等，如圖2所示。

圖2 新一代教學管理支持平臺

4.1 教務管理系統

這一系統通過排序及時間特性功能實現了教學過程管理和教學事務管理雙重功能；教務管理系統由學籍管理、培養管理、學位管理模塊構成，搭建了教學管理的大平臺。以學籍管理系統為例，一般包括學籍信息管理、學生注冊管理以及學籍異動管理三大模塊，通過數據挖掘與點擊指標進行的檢索和排序等數據查詢和導出功能是最基本也最繁瑣、然而也是必需的業務，通過系統處理，可以確保數據的精確性，極大地提高了工作效率，也使得各類查詢簡單、迅速、準確，完全可以滿足教師、學生、管理人員等各層次的工作需要，在實踐上也極大減輕了工作量，創造了更友好、更符合人體工學特征的界面體驗。

4.2 教學資源管理及教學過程支撐系統

我校經過長期的發展，目前國內學生規模基本穩定。在建設國際一流大學過程中，包括留學生在內的各類、各層次學生規模擴大，人數增加，為日常教學管理提出了新的挑戰。基于師生人數的正向變化，教學資源是否得到恰當調配就非常必要且重要了。考試管理、教室管理、教學資源管理、排課管理等應用要求對智能技術的運用提出了更高的要求。通過身份認證和用戶界面統一的方式，使教學資源管理實現以電腦調配為主、人工調配為輔的模式，既發揮了智能化技術的優勢，也通過人工協調和溝通彌補了技術的短板，最大程度地實現資源的有效利用。

4.3 實踐教學系統

離開實踐的教學是無源之水。當知識的更新換代日益以加速度的頻率發生時，實踐教學對理論教學的支撐和反哺作用益發突出。我校歷來重視實踐教學，校級層面設立了針對本科生科研實踐的PRP項目、研究生創新能力培育項目以及面向全校學生的大學生創新計劃、豐富多彩的第二課堂等形式，真正在教學中充分發揮實踐教學的作用。基于此開發的實踐教學管理，從項目申請到過程管理、從中期審核到立項結題全部使用專門的實踐教學管理系統，環節主要包括查詢、立項、審批、結項等，審核流程上增加至校、院、學科的三級審核，確保項目的可行性和實踐性。

5 智能化管理技術應用體會

我校逐步通過先進的、智能化的高新技術，并結合本校實際應用需求，建設完善了各類教學管理及教學過程支撐平臺。一方面通過提供先進的教育技術設施，促進教師更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果；另一方面也積極促進教育內容、教學手段和方法的現代化。隨著我校爭創世界一流大學，我校的學生和教師的規模和種類會越來越多，傳統的教學管理方式已不能滿足實際需求。完善豐富的信息資源和便捷人性化的資源服務是世界一流大學建設成效的重要標志之一，而教學管理中的智能化技術應用為其提供了強有力的技術支撐。

我校新一代教學管理支撐平臺通過對數據實施動態處理，充分實現和完成了數據在各層級系統中的實時流轉，并根據各層級用戶使用權限和使用需求存儲在系統數據庫中，同時通過對業務數據的動態整合與組織以滿足學生、教師等用戶的學習和辦公之需。新型平臺還可通過對數據的多位分析和全方位的查詢檢索，經數據分析處理形成各類報表，不僅提升了業務處理能力，還有助于使用者決策處理。

6 結 語

隨著高校信息化建設水平的提升，為智能技術在高校教學管理中應用提供了廣闊的施展平臺。面對激

烈競爭的國際高等教育，高校要在競爭中求突破和發展，在具體辦學管理中有越來越多的系統應用。采用智能化管理技術將會有效地整合各系統協同工作，從而提高管理效率、教學質量及服務水平等，增強高校在國際化背景下的綜合實力與競爭力。

[1] 梁雨平.高校教學管理信息化研究[D].武漢： 華中農業大學，2009.

[2] 劉占勇.高校教學管理信息系統的設計和實現[D].上海：華東師范大學，2009.

[3] 周增國,李春蘭,龐有軍.高校信息化建設現狀分析和建設原則[J].辦公自動化，2008(8):19-21.

ZHOU Zeng-guo, LI Chun-lan, PANG You-jun. The Current Situation Analysis & Construction Principles of Informatization Construction in Universities & Colleges[J]. Office Informatization, 2008(8):19-21.

[4] 西米莎.智能化教學管理信息系統的設計與實現[D].長沙：湖南大學，2008.

[5] 魏 婷,馬曉亭.云計算環境下數字圖書館網絡與數據中心智能化管理策略研究[J].現代情報，2011，31(11):146-149.

WEI Ting, MA Xiao-ting. Study on Intelligence Management Strategy for Network and Data Center of Digital Library Based on Cloud Computing[J]. Journal of Modern Information,2011.31(11):146-149.

[6] 黃先政.成都大學師范學院智能化教學管理系統[D].成都：電子科技大學，2011.

[7] 王寶紅.人工智能技術研究綜述[J].價值工程，2012(12):171-172.

WANG Bao-hong. An Overview on the Theory of Artificial Intelligence[J]. Value Engineering 2012(12):171-172.

[8] 張 妮，徐文尚，王文文.人工智能技術發展及應用研究綜述[J].煤礦機械，2009，30(2):4-7.

ZHANG Ni, XU Wen-shang, WANG Wen-wen, Summary on Development and Application of Artificial Intelligence Technology[J].Coal Mine Machinery,2009，30(2):4-7.

[9] 趙英杰.基于商業智能技術的決策支持系統設計與開發[D].北京： 北京工業大學，2012.

[10] 伍業龍.商業智能技術的研究和在人力資源管理系統中的應用[D].武漢：華中科技大學，2007.6

[11] 賴伏虎，洪嘉銘,趙淑媛，等.引入商業智能技術 構建醫院統計智能[J]. 中國醫院統計，2007,14(4):292-294.

LAI Fu-hu,HONG Jia-ming,ZHAO Shu-yuan,etal. Structuring hospital statistics intelligence with business intelligence[J]. Chinese Journal of Hospital Statistics,2007,14(4):292-294.

[12] 祝錫永，林寶川. 集成ERP的移動商業智能系統[J].計算機系統應用，2012，21(10):1-4,13.

ZHU Xi-yong,LIN Bao-chuan. Mobile Business Intelligence Systems Integrated with ERP Applications[J]. Computer Systems & Applications,2012,21(10):1-4,13.

[13] Joseph C, Giarrat, Gary D Riley. 專家系統原理與編程[M]. 北京：機械工業出版社，2006.

[14] 劉小冬.自然語言理解綜述[J].統計與信息論壇，2007(3):5-12.

LIU Xiao-dong. Natural Language Understanding: the Survey [J]. Stat istics & Informat ion Forum, 2007(3):5-12.

[15] 萬 濤.校園信息化商業智能解決方案研究[D].南昌：南昌大學，2012.

[16] 王曉東.商業智能技術在快速消費品行業中的應用[D].上海：上海交通大學，2012.