職業院校數據共享的教學管理系統構建＊

董 毅

(云南旅游職業學院，云南 昆明 650221)

0 引言

職業院校正在逐步實現數字化校園，各種業務系統的引入提高了學校日常管理的工作效率，減輕了工作人員的勞動強度，涉及教師、學生的各種數據保存在各業務系統的數據庫中，但隨著學校管理不斷規范化，各部門對數據的要求越來越綜合化，任何一個業務系統的數據已經不能完全滿足學校對數據的要求。各業務系統的數據因開發框架不同、數據模式和數據格式不同而不能相互共享，解決數據共享的根本辦法是構建數據共享的數據中心。

1 校園云數據中心的建設

建設校園數據中心的目的是為了將數據統一保存在同一個位置，便于各級領導、部門工作人員、教師和學生對數據的統計、查詢和分析。數據中心的建設有兩種方案：一是傳統的以設備為中心的數據中心，二是基于云的數據中心。基于云的數據中心采用虛擬化技術，實現服務器、存儲、網絡、應用等虛擬化，使用戶可以按需調用各種資源[1]，相較于傳統的數據中心其高效率和低成本優勢，構建校園私有云的數據中心更能充分利用硬件資源。云數據中心的結構模型主要包括以下幾個層次。

⑴基礎設施層：包括服務器、存儲設備、網絡設備、安全設備、輔助設備，用于構成中心機房的硬件資源。

⑵云計算平臺：云計算平臺是校園業務部署的主要支撐平臺，通過虛擬化技術整合服務器、存儲和網絡設備，實現服務器、存儲和網絡的虛擬化，構建全校共享資源池。

⑶數據層：數據層既可以將不同數據源的數據收集、整理、清洗、轉換后加載到一個新的數據源，也可按照主題數據格式存入大數據平臺進行數據分析和挖掘，其主要應用場景就是數據倉庫和數據集市[3]。

⑷業務應用層：是在數據層的基礎上開發的業務管理系統，為用戶提供數據服務。

⑸云服務統一管理：負責云數據中心的運行和維護，通過設立最高權限和二級管理權限減輕數據中心的管理強度，二級管理權限對接相應的職能部門和各二級院部。

⑹數據中心安全保障：安全保障層是從物理設施安全、網絡安全、主機安全、虛擬化安全、數據安全、應用安全、用戶接入安全、安全管理等多層次為校園業務系統的運行提供全面的安全保障。

⑺服務對象層：涉及到業務應用層的使用者，包括了校級領導、職能部門管理人員、二級學院教學秘書、教師、學生，可以通過統一門戶平臺獲取到相關的數據。

2 教學管理的數據倉庫的構建

職業院校的教學管理模式主要采用二級管理模式，二級院部負責統計本部門的數據，然后匯總至教學職能部門。由于大量數據主要集中在二級院部，所以采用自下而上的方法構建數據倉庫更加符合職業院校對教學管理數據的需求，即數據是通過ETL[4]轉化為事實表和維度表導入數據集市，形成二級院部的數據集市，再集成數據形成校級數據倉庫。

2.1 教學管理數據集市的數據來源

數據集市的數據來源總體可以劃分成三種類型：各業務系統的數據庫、外部Word 文檔和Excel 表格、分布式數據庫文檔[2]。數據主要與以下教學管理有關。

⑴教研室管理：包括課程進企業、頂崗實習、畢業設計（論文）、畢業答辯等一系列教學計劃。教研室的各項數據一部分保存在現有的教務系統的數據庫中，另一部分以Word或Excel文檔形式保存。

⑵教務管理：包括排課、選修課、考務、試卷、成績、教材、調停換課等管理，數據主要保存在現有的教務管理系統的數據庫中。

⑶評教管理：包括學生評教、教師互評、督導聽課，數據保存在教學質量評估系統的數據庫中。

⑷教師管理：包含了教師信息、科研、進修培訓，數據主要保存在人事管理系統中和Excel表格中。

⑸學生日常管理：包含了實習崗位、學生資格證書、學生考勤日志，頂崗實習日常數據保存在頂崗實習管理系統中，學生資格證書、學生考勤主要保存在Excel文檔中。

2.2 二級院部教學管理的數據集市

從二級院部教學管理中涉及到的服務對象分析，二級院部教學管理的數據集市主要包含了與學生、教師、課程、教學秘書等有關的主題[6]，例如學生綜合素質測評主題、教師教績考核主題、專業課程設置主題、教師工作量統計主題等，下面以教師工作量統計為例說明主題的設計。

⑴主題設計

教師的工作量是由課堂教學工作量、實訓工作量、實習工作量和考務工作量組成。結合職業院校所出臺的教師工作量核算管理辦法，建立二級院部教師工作量統計主題。

⑵維表的設計

①班級維：包含了班級代號、班級名稱、班級人數等。

② 教師維：包括了教師工號、教師名稱、職稱編號、部門編號、崗位類別代號。

③課程維：包括了課程編號、教師職工號、課程名稱、課程類別、開課部門編號、學時。

④實訓維：包括實訓編號、實訓名稱、教師工號、教師名稱、實訓周數。

⑤實習維：包括實習編號、實習名稱、教師工號、教師名稱、學生人數。

⑥時間維：包括學年、學期、周數、月份。

⑦監考維：監考編號、監考名稱、課程類型、監考類別。

⑧門數系數維：包括課程代號、課程名稱、課程類型、班級代號、門數系數。

⑨課程類型系數維：包括課程代號、課程名稱、課程類別、課程系數。

⑩人數系數維：包括班級代號、班級名稱、班級人數、人數系數。

⑶教師工作量事實表設計

教師工作量的事實表與課堂工作量維表、實訓工作量維表、實習工作量維表和考務工作量維表相關，由各相關維表的外鍵和工作量總計值構成；課堂、實訓、實習、考務等維表又與下一級其他維表相關聯，教師工作量統計主題的雪花維度模型[5]如圖1所示。

圖1 教師工作量統計的維度模型

2.3 校級數據倉庫的構建

校級教學管理的數據倉庫目的是匯總各二級院部的主題數據形成全校性的數據，再通過對數據的分析和挖掘完成教學管理的分析與決策[7]。從院校的信息化規劃角度上看，教學管理是學校整個管理的一部分，因此教學管理是校級倉庫中的一個主題域，學生、教師、課程是教學管理主題域下的子主題域。在學生子主題域中包含了學生的成績、素質測評等所有有關信息；教師子主題域中包含了教師的基本信息、科研、授課等相關數據；課程子主題域中包含了公共課、專業課和選修課，用于對專業課程設置的合理性進行分析。各子主題域包含的數據信息存在相互重疊，但各主題域具有獨立內涵。教學管理數據倉庫主題域的數據信息如表1所示。

表1 教學管理的數據倉庫主題域

3 結束語

在當前大數據時代的背景下，高職院校通過構建數據共享的云數據中心，將外部和內部教學管理數據整合，統一向不同部門、各級人員提供數據服務，滿足數據的統計、分析和決策需求。隨著數據整合不斷深入，職業院校的學工、人事、后勤管理、辦公等數據也會集成到數據中心，將構建出一個完整的數字化校園信息平臺。數據倉庫作為數據集成和共享的核心，需要保存哪些數據，清洗哪些數據是需要對數據倉庫的粒度進行設計的，粒度是數據倉庫的數據單元保存數據的細化或綜合程度的級別，深刻地影響存放在數據集市和倉庫中的數據體量，此外數據倉庫中數據來源于各業務管理系統，數據的遷移需要通過ETL 工具實現，如何設計符合教學管理數據倉庫需求的ETL 工具是需要進一步解決的問題。