中小学教育信息化基础设施和公用管理平台评价模型研究——以佛山市为例

黄炎磊，林小平，何国健

（佛山科学技术学院信息与教育技术中心，广东佛山528000）

中小学教育信息化基础设施和公用管理平台评价模型研究
——以佛山市为例

黄炎磊，林小平，何国健

（佛山科学技术学院信息与教育技术中心，广东佛山528000）

基础设施和公用管理平台是中小学教育信息化的基础，但对其评价缺乏相应的标准和规范。本文提出一种基于主成分分析的方法，首先建立评价指标体系，再随机选取佛山市52所中小学进行采样，最后利用主成分分析方法进行综合评价。

教育信息化；主成分分析；基础设施；公用管理平台；评价模型

引言

实现教育信息化要达到“四通”，即高速安全、布局合理、多种接入方式并存、覆盖全市教育城域网的“物理通”；教育管理信息资源和优质教育教学资源共建共享的“资源通”；以网络视频、卫星通信和有线电视为主要载体的现代远程教育系统的“教学通”；由学生库、教师库、公文库等组成的教育管理数据库系统的“管理通”。这“四通”的基础就是各中小学的信息化基础设施和公用管理平台应用。近年来，各个地区中小学信息技术教育的投入不断增加，环境和条件不断改善，但也存在务虚不务实、资源利用率低等问题。由于缺乏相应的标准和规范，通常人们处理这类问题大多以经验定性分析为主，主观随意性较大。本文提出一种基于主成分分析的方法，首先建立基础设施和公用管理平台评价指标体系，再随机选取佛山市52所中小学进行采样，最后利用主成分分析方法对中小学教育信息化基本条件进行综合评价并分类，最后得出结论。

一、指标体系

基础设施与公用管理平台应用主要考察学校在信息化过程中的基础设施建设情况及使用效率。包括信息化场室建设、校园网建设、教师及学生用机建设、信息化公用管理平台建设等情况。建立如表1所示的指标体系。

表1 教育信息化基本环境评价指标体系

二、数学模型

主成分分析(Principal Components Analysis，PCA)也称为主分量分析，是一种通过降维来简化数据结构的方法：把多个变量（指标）化为少数几个综合变量（综合指标），而这几个综合变量可以反映原来多个变量的大部分信息。为了使这些综合变量所含的信息互不重叠，要求它们之间互不相关。因此用少量的几个综合变量代替原来的许多变量是有实际意义的，由这几个综合变量出发还有可能得到一个总的指标，按此总指标来排序、分类，问题就简单多了。具体数学模型如下。

A=(aij)n*m=(a1、a2、am)，Rai=λiai，R为相关系数矩阵，λi、ai是相应的特征值和单位特征向量，λ1≥λ2≥……≥λn≥0。

进行主成分分析的主要步骤如下：

（1）根据研究问题选取指标与数据。

（2）进行指标数据标准化处理，以消除量纲不同的影响。

（3）求无量纲后的相关系数矩阵R，进行指标之间的相关性判定。

（4）求R的特征值、特征向量和贡献率。

（5）确定主成分的个数，本文按照特征值大于1以及和累积贡献率（即主成分解释的方差占总体方差的比例）大于85%的原则提取主成分因子。

（6）对主成分因子的经济意义作解释，一般由权重较大的几个指标的综合意义来确定。

（7）确定主成分Fi表达式。

（8）计算各主成分和综合主成分值并进行评价与研究。

三、实证分析

根据建立的指标体系，由佛山市教育局、佛山科学技术学院信息中心组成专家组，随机抽取佛山市52所学校，利用搜集整理现有资料、网络调查、走访座谈、典型案例分析跟踪等多种方式进行采样，并将各二级指标加权求和，得到原始数据（见表2）。

佛山共有五个区，分别为：A—禅城，B—南海，C—顺德，D—三水，E—高明；

学校分别用代码（001—052）表示。

表2 原始数据

续表2

表3 各主成分的特征值及贡献率

对原始数据按评价模型进行计算，限于篇幅，略去计算过程，直接给出结果。各主成分对应的特征值、方差贡献率和累积方差贡献率见表3。

一般依据特征根的贡献率来决定应当取多少个主成分比较合适，根据统计学原理，在通常情况下，特征根累计贡献率的阈值标准为85%。由表3可见，第一、二主成分的累计方差贡献率已达85.75%，即第一、二主成分以85.75%的精度体现了原始数据的特征，所以在此只需要取第一、二主成分做进一步分析，便可得到期望结果。综合评价函数为：

第一主成分的计算公式为：

第二主成分的计算公式为：

按上述公式进行计算，并将结果排序，得到表4。

第一主成分中五个指标的系数相当且都为正值，所以第一主成分中每个指标的影响是差不多的，这反映了这些指标在教育信息化基本环境中的重要性，也反映了指标体系设计的合理性，每个指标都是不可缺少的，不过有着影响大小的区别。

表4 计算结果

从计算结果可以看出，由于佛山地处经济发达的珠三角地区，佛山市中小学教育信息化的基本环境还是非常好的，教育信息化水平走在全省乃至全国的前列，表现在：

（1）学校大多拥有多媒体教室、学科电教室，设备功能满足教学需求。

（2）校园网能实现宽带介入佛山教育城域网，网络信息点覆盖到教室、功能室和办公室。

（3）拥有教师专门用机，基本能满足教师教学需求。

（4）建有学生专门机房，机房充分向学生开放，满足学生学习需求。

（5）建有较完整的办公自动化系统（如财务管理、档案管理、图书管理等）、教务教学管理系统（学籍管理、成绩管理、排课、教室管理），有的学校还建有独立的考试质量监控分析系统。

（6）各中小学的大规模信息技术硬件环境建设已经进入收尾阶段，也具备了基本的信息化公用管理平台，工作的重点转变为管好、用好这些设备，提高其使用效果，同时推进软件资源的开发、共享和利用。

当然，各中小学教育信息化的发展也存在地域的不平衡性，如经济条件、地理位置和自然环境稍差的高明地区，从计算结果看，此区学校最高排在第19位，所以当地有关部门还需要更加重视教育问题，进一步加大投入，改善中小学教育信息化的基础设施和公用管理平台状况。

结束语

用主成分分析方法，从信息化课室、校园网、教师用机、学生用机和信息化公用管理平台等方面，对佛山市中小学的教育信息化基本环境进行评价，所得结果客观可信，为区域教育信息化布局提供依据。本文提出的分析方法具有普遍性，对其他地区的中小学教育信息化基础设施和公用管理平台的评估分析具有较好的借鉴作用。

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（编辑：刘轩）

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1673-8454（2010）12-0073-04