摘 要：教育信息化是衡量一个地方，乃至具体一个学校教育水平的重要标志。在学校信息化建设的“三通两平台”建设中，教育管理公共服务平台具有综合性强、数据量大的特点，对保障学校的教育教学质量具有重要意义。本文从教育教学质量评价管理中的成绩质量评价入手，通过成绩质量分析系统的信息化创建过程，深入探究数据分析在教学成绩质量评价中的应用，对成绩质量分析的可视化、定制化、多维度数据挖掘、多场景应用等需求有了较为直观的体验，并在此基础上，进一步总结了低成本、轻代码、可视化、易移植部署是目前教学单位进行教学成绩质量评价管理的极佳性价比方案。

关键字：教育信息化；教学成绩；质量分析；系统开发

在教学质量评价中，学生的课程成绩和教师的教学成绩分析是重要的评价维度。做好成绩质量分析是提升学校教学质量的重要抓手，对于有效提升学生学习效果，提高教师教学水平以及改进学校教育教学管理等都具有重要意义。在具体的学校教育信息化建设过程中，我们常常对标“三通两平台”的建设任务，而教育管理公共服务平台则是“两平台”建设中的重要内容，主要包括门户管理、在线办公管理、教务管理、课程管理、考试成绩管理和师生档案管理等基本功能。考试成绩作为教学质量评价中数据分析的主体，其系统的设计开发，不仅要具有开放性，实现多终端的互联互通，方便数据维护和功能升级，以便教育教学方面的应用，同时还要具有安全性，保证一定程度的信息安全。

一、成绩质量分析系统的功能需求分析

本文以崇左市民办高中A校的成绩质量分析系统的建设为例。该校自2021年正式办学，目前共有2021级、2022级、2023级三个年级共2200多名学生，为保障学校教育教学质量的稳步提升，严守教学质量生命线，实现民办教育的高质量发展，学校在教育信息化建设的软、硬件设施方面投入了大量的人力、物力成本，在教育管理的信息化平台建设上做了大量的规划部署，推进多项工程的建设，这也直接催生了该校成绩质量分析子系统，并持续在各个版本的基础上不断演化。

成绩质量分析系统作为教育管理公共服务平台的重要组成部分，其功能需求可概括为以下几个方面：

（1）建立可维护、易扩展的成绩数据库，持续录入学生历次考试的课程成绩。且数据库的主表尽量保持在1-2个之间，保证其独立性，不受其他数据分析操作的影响。这样可以使数据库的更新维护简洁明了，发现问题时容易溯源；

（2）设立角色权限等级，对不同角色的成绩查询、编辑和删除等操作做严格要求；

（3）实现成绩的多维度分析，满足数据分析的多样化需求，可定制发布形式丰富的数据报表；

（4）操作简捷直观，易于推广使用，可在多种场景，如不同层级的会议中应用；

（5）考虑事物发展过程中的各种不确定性，该系统还应在成本上尽可能少地占用各种人力、物力资源。

二、成绩质量分析的几个重要分析维度和指标

在成绩质量分析中，学生的学科成绩是最为直观，也是首要的数据。我们既要从宏观上分析学校整体的教学成绩情况，也要从微观上观察每个学生的成绩明细。为此，我们设计了几个重要的分析维度。

首先是学生成绩维度，即针对学生学习效果的情况分析。可根据其历次考试的各科成绩的得分，计算其对应的班级排名与年级排名、不同学科组合的得分排名，从而推断其进退步情况、优势科目与短腿科目；使用方差、标准差来观测学生的学科成绩、总分成绩的波动情况等等，进而为其选科组合、复习等规划做最优化设计。

其次是学科考试成绩维度，即针对考试的质量分析，如试卷的出题质量，就需要从该科考试学生得分的平均分、最高分、最低分、优秀率、良好率、及格率、成绩分布等指标来分析。一份质量较高的试卷，其难度应在0.5-0.6之间，等于该卷的得分平均除以该卷的卷面总分，而学生的得分成绩应在一定程度上追求正态分布。

再次，则是教师教学成绩维度。这里主要设计均分差、均分比、目标生占比分布等指标。以班级为单位，均分差 = 该教师所任教班级的学科平均分 - 该年级该学科全部班级的平均分，该指标的观测优势在于计算值有正负值，可以直观体现学科教师的整体教学水平和学生成绩水平；均分比 = 该教师所任教班级的学科平均分 / 该年级该学科全部班级的平均分，该指标的观测特点在于计算值控制在大于0和小于2之间，既可以方便划分该教师教学水平在本学科年级内全体教师中的位置，还可以从历次考试的均分比变化体现该教师教学水平的进退步情况。因为相比均分差的差值计算，均分比的系数值更能稳定体现一名教师教学水平相对于本层次全体教师中的位置。

这里要注意的是，如果年级内班级分层次教学的话，则均分差、均分比的计算应作对应调整，如均分差 = 该教师所任教班级的学科平均分 - 该年级该学科同层次班级的全体平均分。此外，我们还可以根据不同年级的学生人数，划定年级排名的分段比例，如年级排名前5%为重点培优，前6-15%为目标生，以此确定各层次学生在各班的分布情况，进一步说明教师的学科教学水平。

三、成绩质量分析系统建设的实现路径

（一）引入大数据综合服务平台

大数据综合服务平台是政府主导开发的公共服务平台，涵盖了教学管理服务平台、教学资源管理服务平台等多个内容。这类平台在实际使用过程中，我们发现其最大的特点是大而全，无法做到小而精。具体来说，这类平台的优点在于功能涵盖广、信息资源来源丰富。比如，它在“两平台”之外，还特设了“可视化大数据平台”，门下包括了新闻资讯、仿真实验室、电子图书馆、网络阅卷、微课资源、智慧题库等板块。但是，我们可以从这看到平台设计存在明显的功能版块交叉，将本应属于“两平台”的内容如“微课资源、智慧题库”等混淆到一起。且个别操作的导航路径复杂，很多一时间用不到的功能版块占据了过多的页面，无法做到模块化的按需加载。

此外，它的主要缺点还包括数据来源复杂，特别是教师、学生的档案信息存在跟其他门户系统、单位用户的数据联动，数据库独立性欠缺。最为关键的是，在功能开发上与具体学校的实情结合不够紧密和直接。这种公共的大平台开发，在系统设计上往往忽略了对潜在使用对象的用户调查，导致功能开发出来后与实际使用场景往往有所出入。比如教务管理中的排课管理、监考安排等两个功能模块，功能较为单一，无法满足较为复杂的应用场景，而诸如教师岗位调动、请假的排课调整、周末的临时辅导安排、或是监考工作量的比对统计等等均难以在系统中直接呈现。

总体来说，此类大平台的设计逻辑是先平台，后用户。如果要与具体的教学一线深入结合，往往需要对系统平台进行二次开发，做相应场景的功能定制升级，这在人力物力资源上都是庞大而艰难的调动。

（二）开发成绩分析系统的网站

将教学成绩质量分析系统进行在线网站开发，则可以很好地满足系统需求分析中的第1、2点。这种方式可以实现与学校门户网站绑定，轻松设置不同角色的访问权限，既方便师生对成绩的在线查询，又能增加学校门户网站的访问量，间接促进学校宣传。此类系统的网站开发应实现以下功能：

1.权限设置：系统角色分为系统管理员、教务管理员、教研组长、班主任、科任教师、学生等种类，不同角色赋予相应的角色权限，有效防止成绩档案数据被篡改、外泄。

2.统计分析：对班级进行分层次统计，生成对应学生群体的成绩表，包括各班各层次的人数、一分三率表（平均分、及格率、良好率、优秀率）、历次考试的学科成绩统计（含各班参加考试的人数、科任教师信息、均分差、均分比以及均分比排名等）；

3.档案建设：包括成绩的批量导入，学生的个人成绩档案建设（含历次考试的成绩及排名，如单科排名、全科排名、语数英三科排名、文科排名、理科排名等）。每次考试的成绩分析报告生成（含个人得分、得分率与平均分对比、年级所在位置、自动生成评语等），并支持学生个人成绩条、成绩分析报告的定制和下载。

4.推广应用：成绩分析的统计结果可接入Echart之类的第三方报表插件，形成可视化图表，方便学校教学质量分析会议及家长会等各级各类会议所需。此外，该网站还应实现多终端多平台的互联互通，如手机端、电脑端的多人访问。

在实际开发过程中，我们搭建了一个本地的成绩分析网站，利用虚拟机VMware部署了Ubuntu操作系统作为服务器，初步实现局域网内访问。该系统网站有几个亮点，如在可视化图表、自动生成分析报告和评语、学生个人成绩档案的呈现上较为直观，可以提供教师、学生多角色的在线访问。其缺点主要有两个，一是要实现外网访问需要公网IP地址和备案服务器；二是开发难度较高，且后期的维护升级较为复杂、功能改进成本较高。

（三）用Excel工作表制作成绩分析系统

从教学成绩质量分析系统的功能需求第3、4、5点出发，Excel工作表则是最为贴合的开发平台，其数据处理灵活、可任意扩展的特点是一大优势。经过不断探索和研究，创建的Excel版教学成绩质量分析系统初步实现了包括建立教师教学档案、学生的成绩档案、定制查询系统等功能。

该查询以学号作为学生的唯一标识，可实现学生历次考试的全科成绩及对应校级排名查询。查询结果返回该学生的姓名、班级、选科信息及记录在案的历次考试成绩等。

教师档案查询文档包含了教师基础信息档案和对应的教学档案，可以查询、分析每位老师的基本信息和教学信息。为确立查询的唯一标识，须为每个教职工配备唯一的工号，该工号8位，前4位是入职年份，后4位按升序排列。查询结果分两部分，个人档案与教学档案。个人档案为教职工个人基础信息，教学档案为历次考试的记录。

Excel版成绩质量分析系统存在的问题，首先是信息安全方面。Excel版系统平台必须实时关联数据源，后者包含了教师的详细信息，特别是身份证、邮箱、手机号码等敏感信息，极易造成个人信息泄露。其次，Excel的优势在于数据分析，每个工作表之间相对独立，但联动报表的设计以及系统平台的不同等级权限配置实现起来较为困难。再次，Excel版成绩系统无法在线部署，如挂靠学校官网或微信小程序等，导致应用推广范围较窄。

四、成绩质量分析系统开发的阶段性总结与再创新

（1）成绩质量分析系统开发的阶段性总结

经过上述的几次实践探究，我们对成绩质量分析系统的开发与应用有了较为深刻的认识，从紧密结合学校发展实情出发，围绕系统功能的需求分析，把成绩质量分析系统按核心功能和次要功能两方面进行梳理。核心功能如下：

建立师生成绩档案库，并实现师、生的教学信息等一览表的查询。

能够灵活定制各类成绩分析报表，实现多种维度的成绩数据挖掘。

在线发布成绩质量分析报表，实现多终端的访问应用。

其次则是次要功能：

在完善成绩质量分析系统的前提下，逐步独立成教学管理服务平台，向平台化方向发展。

做好必要的信息安全防护。

在教育管理服务平台迭代成熟之前，尽可能降低子系统的开发成本。

经过多番考察研究，我们从低成本、轻代码、可视化、易部署的角度出发对各类可视化数据库进行比对，决定引用Excel插件衍生而来的可视化数据分析工具Power BI来完成教学质量分析系统的建设。

（2）成绩质量分析系统在Power BI平台上的创建

在制作成绩质量分析的数据源方面，为保证历次考试数据的独立性，方便后续成绩数据的校对和更新，应尽可能减少数据源中工作表的数量，这里我们设置两个工作表，一个是学生成绩总表，一个是学科成绩分析表。

学生成绩总表的设计，要求成绩数据源的格式务必统一，使其加载到Power BI报表中时，可按班级、学号、姓名等字段进行成绩的查询和筛选。而学科成绩分析表的设计，首先要汇总各学科的“学科分析表”，在此基础上，再进行均分差、均分比、均分排名的统计。可运用Power Query将学科成绩与教师任课安排表进行合并查询，形成完整的包含任课教师信息的学科成绩分析表（包含字段：学科、班级、任课教师、考试、总人数、考试人数、最高分、最低分、平均分、均分差、均分比、均分比排名、优秀率、良好率、及格率、年级前5%人数、年级前6-15%人数、年级后10%人数）。

以2021级2023春月考四的语文学科为例，在Power BI中新建三个列“语文前5%”、“语文前5-16%”、“语文后10% ”，各层次人数占比的计算公式如下：

语文前5% = IF（'学生成绩'[语文校名]>0，IF（'学生成绩'[语文校名]<=23，1，0））

该公式对语文的成绩排名列进行条件判断，将参加语文学科考试的学生人数乘以5%，得到年级排名前5%所在的名次区间，即上述公式中的判断条件：大于0，且小于或等于23，符合该条件则赋值1，否则赋值0。然后对赋值为1的项进行计数，即可得到该名次区间内各班级的人数分布。同理如下：

语文前5-16% = IF（'学生成绩'[语文校名]>23，IF（'学生成绩'[语文校名]<=69，1，0））

语文后10% = IF（'学生成绩'[语文校名]>=417，1，0）

注意：不同年级的学生人数不同，选科走班后各学科的学生人数也不同，故而每个学科都要单独进行公式计算，公式中的区间值参数设定应按该学科的实际参加考试的人数进行统计。做好各层次人数的字段后，在Power BI报表中新建表格，加载上述字段和相应班级、考试，报表中自动生成该学科本次考试年级排名前5%、年级前6-15%、年级后10%在各班的人数。

在成绩质量分析报表的设计与发布方面，我们按不同的教学成绩质量分析维度，设计了3张报表。报表1为”学生成绩”，包括学生历次考试成绩不同组合的得分排序（文科排序、理科排序、语数英3科排序及总分排序）、历次考试的总分年级排名曲线图、学生历次考试的成绩明细一览表。3个数据图表统一通过切片器的“行政班级”和“学生学号”字段进行联动筛选，可以实现单人或多人，同班或跨班级的比对。

报表2则是“班级成绩”，以班级为单位，包含历次考试各科平均分的拼图、历次考试全科总平均值的分曲线图、各科平均分明细表。这里的切片器筛选字段设计为“班级”。报表3则是“教师成绩”，通过数据切片器中“学科”、“教师”、“考试名称”、“班级名称”的依次筛选，呈现教师任教班级的学科平均分、均分比，同时联动加载对应学科成绩分析表（一览表）。设计好所有分析报表后，使用Power BI账号进行发布，生成嵌入报表，得到可分享的URL网址。自此，我们便可通过手机端、电脑端对该成绩分析报表进行访问，该形式的教学成绩分析报表，既可以通过互联网的网页独立访问，也可以嵌套到PPT中进行会议宣讲，还可以以网页链接的方式加载到学校门户网站上，供不同群体访问。

结论

教学成绩质量分析系统的创建，是提升教育信息化建设水平的重要内容，该系统的建立和推广，将极大地方便一线教师、班主任及教学部门的教学成绩质量分析工作。对学校教育教学质量的提升，提供最优化、最直观的可视化数据参考。现阶段来看，市面上主流的可视化数据分析智能软件Tableau、Power BI，乃至SPSS、MatLab、Python等都能为不同类型的数据分析提供良好的解决方案，但从低成本、轻代码、可视化、易部署的角度看，Power BI在中学成绩质量分析的应用上，无疑设计更便捷、开发成本更低、维护升级更方便，更贴合教学实践场景，符合其灵活多样的数据分析需求。

作者简介：杨慎（1988.01），男，汉族，广西贵港，研究生学历，讲师，崇左市崇青园高级中学，教务处主任助理兼信息中心主任，研究方向：文学与教育、教育技术。

【基金】本文是2022年崇左市崇青园高级中学校级教研重点项目《民办高中教育高质量发展实现路径研究》的阶段性成果，课题编号：2022JY01