本發明涉及教育信息化評價
技術領域：
，具體涉及一種教育信息化發展水平區域差異對比分析方法及系統。
背景技術：
：教育信息化是我國重點發展任務之一，各校各區正在積極開展教育信息化建設，教育信息化水平評估對教育信息化建設有重要作用。教育信息化涉及數據復雜多樣，在區域差異的測算中選取的評估指數十分重要。而目前常用的區域教育信息化評估方法中主要涵蓋標準差、變異系數等，無法精確量化絕對組間差異和組內差異對總差異影響的大小。技術實現要素：針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種教育信息化水平區域差異對比分析方法及系統，其目的在于，結合了泰爾指數和方差分解法的優點，在區域差異分析時能夠對總差異的影響程度進行分解量化，并詳細分析教育信息化各個分量的相對重要性，實現對教育信息化水平的科學和系統區域差異對比分析，為教育信息化發展提供有效決策支撐。一種教育信息化發展水平區域差異對比分析方法，包括以下步驟：(1)將待評價的整個區域劃分為多個子區域，為各子區域設定教育信息化評估指標及評分值；(2)結合評估指標的權重和評分值評估各子區域的教育信息化發展指數值zk，進而通過計算指數值均值得到整個區域的教育信息化發展指數值ul；(3)將各子區域與整個區域化的教育信息化發展指數值zk與ul進行差異評估,得到整個區域的教育信息化發展差異值tl；(4)將評價指標分類到不同維度，分別結合各緯度下的評估指標權重和評分值確定各子區域在各維度下的教育信息化發展指數值zks，進而通過計算指數值均值得到整個區域在各維度下的教育信息化發展指數值uls；(5)將各子區域與整個區域在各維度下的教育信息化發展數值zks與uls進行差異評估，得到整個區域在各維度下的教育信息化發展差異值tls；(6)計算整個區域在各維度下的教育信息化發展差異值tls對教育信息化發展差異值tl的影響度，從而得到各維度所對應的差異貢獻率vs；(7)從區域各維度的教育信息化發展指數值uls和差異貢獻率vs兩方面分析整個區域在各維度的教育信息化發展差異情況。進一步地，所述步驟(2)評估各子區域的教育信息化發展指數值zk的具體實現過程為：(21)構建各個專家分別關于評估指標的成對比較矩陣ajj′為評估指標j與j′間相對重要性比較的量化值，j＝1,…,m,j′＝1,…,m，m為指標數量；(22)對各個專家的成對比較矩陣求平均值，得到指標評判矩陣(23)根據成對比較矩陣p計算權重向量w＝(w1,w2,…,wm)，其中，評估指標j的歸一化后權重其中，(24)構建指標權重向量w＝(w1,w2,…,wm)。(25)計算各子區域的教育信息化發展指數值其中，zk表示第k個子區域教育信息化發展的數值，zj表示第j個指標的評分值；(26)通過計算指數值均值得到整個區域的教育信息化發展指數值其中ul是第l個區域的教育信息化發展指數值，n為第l個區域包含的子區域數量。進一步地，所述(3)差異評估得到整個區域教育信息化發展差異值tl的具體實現過程為：計算整個區域的教育信息化發展差異值其中n為第l個區域包含的子區域數量，zk為第k個子區域的教育信息化發展指數值，ul是第l個區域的教育信息化發展指數值。進一步地，所述(4)的具體實現過程為：(41)將m個指標分類到x個維度，計算第s個維度的教育信息化發展數值其中zks為第k個子區域的第s個維度的教育信息化發展指數值，q為第s個維度包含的指標數量，zj″表示第j"個指標的評分值，wj″表示第j"個指標的權重；(42)通過計算指數值均值得到整個區域在各維度下的教育信息化發展指數值其中，uls是第l個區域在第s個維度下的發展指數值，n為第l個區域包含的子區域數量。進一步地，所述(5)的具體實現過程為：計算整個區域在各維度下的發展差異值其中n為第l個區域包含的子區域數量，zks為第k個子區域在第s個維度下的發展指數值，uls是第l個區域在第s個維度下的發展指數值。進一步地，所述(6)的具體實現過程為：(61)計算區域教育信息化發展差異值的方差cov(tls,tld)表示第s個維度和第d個維度的差異值協方差，s,d＝1,…,x，x表示維度的數量；(62)令var(tls)′＝cov(tls,tl1)+…+cov(tls,tlx)，其中i＝1,…,p；則var(tl)＝var(tl1)′+var(tl2)′+...+var(tlx)′；(63)計算各維度所對應的差異貢獻率進一步地，所述步驟(7)的具體實現過程為：將教育信息化發展指數值及差異貢獻率進行了分類，將其劃分成為四類：第一類發展指數值高、差異貢獻率大：教育信息化某維度發展指數較高、差異貢獻率大，表明這類地區該維度發展水平較高，但區域內發展較為不均衡；第二類發展指數值高、差異貢獻率小：教育信息化某維度發展指數高、發展差異貢獻率小，表明這類地區該維度發展水平較高，并且區域內發展較為均衡；第三類發展指數值低、差異貢獻率大：教育信息化某維度發展指數低、發展差異貢獻率大，表明這類地區該維度發展水平較低，并且區域內發展較為不均衡；第四類發展指數值低、差異貢獻率小：教育信息化某維度發展指數低、發展差異貢獻率小，表明這類地區該維度發展水平較低，并且區域內發展較為均衡。一種關于教育信息化水平評估系統，包括以下模塊：第一模塊，用于將待評價的整個區域劃分為多個子區域，為各子區域設定教育信息化評估指標及評分值；第二模塊，用于結合評估指標的權重和評分值評估各子區域的教育信息化發展指數值zk，進而通過計算指數值均值得到整個區域的教育信息化發展指數值ul；第三模塊，用于將各子區域與整個區域化的教育信息化發展指數值zk與ul進行差異評估,得到整個區域的教育信息化發展差異值tl；第四模塊，用于將評價指標分類到不同維度，分別結合各緯度下的評估指標權重和評分值確定各子區域在各維度下的教育信息化發展指數值zks，進而通過計算指數值均值得到整個區域在各維度下的教育信息化發展指數值uls；第五模塊，用于將各子區域與整個區域在各維度下的教育信息化發展數值zks與uls進行差異評估，得到整個區域在各維度下的教育信息化發展差異值tls；第六模塊，用于計算整個區域在各維度下的教育信息化發展差異值tls對教育信息化發展差異值tl的影響度，從而得到各維度所對應的差異貢獻率vs；第七模塊，用于從區域各維度的教育信息化發展指數值uls和差異貢獻率vs兩方面分析整個區域在各維度的教育信息化發展差異情況。總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，由于本發明針對當前教育信息化發展水平區域差異對比分析方法存在的不足，提出一種教育信息化發展水平區域差異對比分析方法，在區域差異分析時能夠對總差異的貢獻率進行分解量化，并詳細分析教育信息化各個分量的相對重要性，從而使得對比分析結果更加精確、可靠。附圖說明圖1是本發明區域差異對比分析方法的總流程圖；圖2是本發明建立評價指標及評分值的具體步驟示意圖；圖3是本發明對區域教育信息化發展指數評估的具體步驟示意圖；圖4是本發明測算區域在各維度的教育信息化發展指數的具體步驟示意圖；圖5是本發明對教育信息化差異量化分析的具體步驟示意圖；圖6是本發明從發展指數和差異程度進行對比分析的具體步驟示意圖；圖7是各區域基礎設施發展差異及發展差異貢獻率示意圖；圖8是各區域數字資源發展差異及發展差異貢獻率示意圖；圖9是各區域應用服務發展差異及發展差異貢獻率示意圖；圖10是各區域應用效能發展差異及發展差異貢獻率示意圖；圖11是各區域機制保障發展差異及發展差異貢獻率示意圖。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。圖1給出本發明教育信息化水平評估方法流程圖，包括以下步驟：(1)將待評價的整個區域劃分為多個子區域，為各子區域設定教育信息化評估指標及評分值。如圖2所示，所述步驟(1)設定評價指標及評分值的具體實現過程為：根據教育信息化建設要求，為待評價對象確定評價指標及評分值。根據評價目標設定相應的評價指標，通過對評價指標的打分來量化評價值。評估指標包括基礎設施發展指數、數字資源發展指數、應用服務發展指數、應用效能指數、機制保障指數中的一類或多類。基礎設施發展指類指標包括多媒體教室發展指數、學生信息化終端指數、教師信息化終端指數、校園網發展指數、網絡環境發展指數中的一個或多個；數字資源建設指數類指標包括數字資源建設指數、數字資源應用指數、資源公共服務平臺應用指數、學校空間發展指數、多媒體教學環境應用指數、教育管理信息化指數中的一種或多種；應用服務發展指數類指標包括學校空間發展指數、多媒體教學環境應用指數、教育管理信息化指數中的一種或多種；應用效能指數類指標包括信息技術課應用比例、學生使用意愿指數、家長支持指數、學科教學應用指數中的一種或多種；機制保障指數類指標包括機構隊伍建設指數、信息技術培訓指數、信息化投入指數和信息化發展階段指數中的一種或多種。在對信息化程度評價時，有各種各樣的指標，為評價的便捷需對數據預處理，統一其量綱。在指標體系建立后，評價指標與評價準則一般有三種關系：a)正向型關系，即指標評分值越大，反映信息化程度越高，評價越好。b)逆向型關系，即指標評分值越大，反映信息化程度越低，評價越差。c)適度型關系，即指標評分有一適度值，在此適度值上，信息化程度最高，大于或小于此適度值，信息化程度均由高向地方向發展。對數據的歸一化處理，即對這些定量指標無量綱化的處理可采用極值法，其中，正向型指標的處理公式為：其中，ai表示該指標的評價分數，amax表示該指標的所有評價分數中最大值，ai為無量綱化后的評價分數，d為打分范圍區間長度。逆向型指標的處理公式為：其中，ai表示該指標的評價分數，amin表示該指標的所有評價分數中最小值，ai為無量綱化后的評價分數，d為打分范圍區間長度。適度型指標的處理公式為：當ai≥a時，當ai≤a時，其中，a表示該指標評價的適度值，ai表示該指標的評價分數，ai為無量綱化后的評價分數，d為打分范圍區間長度。依據各專家對各評估指標的打分，取得各個指標的評分值。(2)結合評估指標的權重和評分值評估各子區域的教育信息化發展指數值zk，進而通過計算指數值均值得到整個區域的教育信息化發展指數值ul。如圖3所示，教育信息化水平指數計算的具體實現過程為：(21)構建指標評判矩陣為算出各個指標的權重值，首先需由專家對指標之前的相對重要性評價，即構造成對比較矩陣。依據已經給定的標度，見表1，構造成對比較矩陣。表1評判矩陣構建原則其中，aij為成對比較矩陣中，因素i與因素j比較所得值(即矩陣第i行j列元素)。例如，做成對比較矩陣p，則j＝1,…,m,j′＝1,…,m，m為指標數量根據表1中的規則，p矩陣為對稱矩陣，且主對角線都為1。作為優化，可對比較矩陣進行一致性檢驗，保持專家思想邏輯上的一致性。一致性檢驗是用于判斷專家在判斷指標重要性時思維是否一致。當出現3個以上的指標互相比較時，各個判斷之間協調一致，不會出現內部相互矛盾的結果。例如，指標a,b,c之間兩兩比較，在a比b略重要，b比c略重要的情況下，如出現c比a略重要的評價，則稱專家思維非一致性。這種不一致性的情況，在多階判斷中，極容易發生。這種不一致性通常都是專家的邏輯思維失誤所照成的，為了避免這種情況，需要進行一致性檢驗。當一致性檢驗不通過時，需要讓專家重新評定成對比較矩陣，之后重新按上述步驟進行一致性檢驗，直至通過為止。一般使用一致性指標或一致性比率做一致性檢驗，步驟如下：當比較的矩陣維數較低時，使用一致性指標ci檢驗。其中，λmax為p矩陣的最大特征值。ci的值越大，判斷矩陣的完全一致性越差。一般ci≤0.1，認為判斷矩陣的一致性可以接受。當比較矩陣維數較高時，引入修正值ri(可直接查表得到)，使用一致性比率cr作為判別標準。cr值也是小于0.1即可接受。(22)對各個專家的成對比較矩陣求平均值，得到指標評判矩陣(23)根據成對比較矩陣p計算權重向量。計算評分矩陣的最大特征值對應的特征向量，特征向量歸一化后即為權重向量w。計算步驟如下：(231)計算判斷矩陣p的每一行元素的積mi：其中，ajj′為矩陣p的元素，m為矩陣p的階數。(232)計算各行mj的m次方根值：(233)將向量歸一化，計算如下：(24)構建指標權重向量w＝(w1,w2,…,wm)；(25)依據綜合指數法中的線性加權模型計算各項發展指數，其中發展指數越高表明該子區域的教育信息化發展水平越高。發展指數的具體計算方法是：其中zk表示第k個子區域教育信息化發展指數值，zj表示第j個指標的評分值。(26)通過計算指數值均值得到整個區域的教育信息化發展指數值其中ul是第l個區域的教育信息化發展指數值，n為第l個區域包含的子區域數量。(3)將各子區域與整個區域化的教育信息化發展指數值zk與ul進行差異評估,得到整個區域的教育信息化發展差異值tl。確定區域差異性的具體實現過程為：依據區域包含的子區域教育信息化發展指數值的差異性，得到區域教育信息化發展差異值：其中n為第l個區域包含的子區域數量，zk為第k個子區域的教育信息化發展指數值，ul是第l個區域的教育信息化發展指數值。(4)將評價指標分類到不同維度，分別結合各緯度下的評估指標權重和評分值確定各子區域在各維度下的教育信息化發展指數值zks，進而通過計算指數值均值得到整個區域在各維度下的教育信息化發展指數值uls。如圖4所示，具體實現過程為：(41)依據各個指標所屬于的評估內容，可將m個指標分為x個維度，例如基礎設施發展指數、數字資源發展指數等。計算第s個維度的教育信息化發展數值：其中zks為第k個子區域的第s個維度的教育信息化發展指數值，q為第s個維度包含的指標數量，zj″表示第j"個指標的評分值，wj″表示第j"個指標的權重。(42)依據各個子區域在不同維度下的教育信息化發展指數值，可得到各區域在不同維度下的教育信息化發展指數值：其中ula是第l個區域在第s個維度下的發展指數值，n為第l個區域包含的子區域數量，zks為第k個子區域在第s個維度下的發展指數值。(5)將各子區域與整個區域在各維度下的教育信息化發展數值zks與uls進行差異評估，得到整個區域在各維度下的教育信息化發展差異值tls。依據各區域包含的子區域不同維度下的發展指數值的差異性，得到區域不同維度下的發展差異值：其中n為第l個區域包含的子區域數量，zks為第k個子區域在第s個維度下的發展指數值，ula是第l個區域在第s個維度下的發展指數值。(6)計算整個區域在各維度下的教育信息化發展差異值tls對教育信息化發展差異值tl的影響度，從而得到各維度所對應的差異貢獻率vs。如圖5所示，具體實現過程為：(61)計算區域教育信息化發展差異值的方差：其中var(tl)表示區域教育信息化發展差異值的方差，cov(tls,tld)表示第s個維度和第d個維度的差異值協方差，s,d＝1,…,x，x表示維度的數量。(62)令var(tls)′＝cov(tls,tl1)+…+cov(tls,tlx)，其中i＝1,…,p；則var(tl)＝var(tl1)′+var(tl2)′+…+var(tlx)′。(63)將上述公式進一步簡化，得到其中公式右邊部分表示各個維度所對應的差異貢獻率。(7)從區域各維度的教育信息化發展指數值uls和差異貢獻率vs兩方面分析整個區域在各維度的教育信息化發展差異情況。從發展水平、差異貢獻率兩個視角對發展其進行了對比研究，構建了“教育信息化發展差異的組合矩陣”。將教育信息化發展水平及差異貢獻率進行了分類，將其劃分成為四類：第一類發展指數值高、差異貢獻率大：教育信息化某維度發展指數較高、差異貢獻率大，表明這類地區該維度發展水平較高，但區域內發展較為不均衡；第二類發展指數值高、差異貢獻率小：教育信息化某維度發展指數高、發展差異貢獻率小，表明這類地區該維度發展水平較高，并且區域內發展較為均衡；第三類發展指數值低、差異貢獻率大：教育信息化某維度發展指數低、發展差異貢獻率大，表明這類地區該維度發展水平較低，并且區域內發展較為不均衡；第四類發展指數值低、差異貢獻率小：教育信息化某維度發展指數低、發展差異貢獻率小，表明這類地區該維度發展水平較低，并且區域內發展較為均衡。以上劃分的四個類別分別對應坐標軸的四個象限，橫軸為“發展水平”，表示教育信息化各維度的發展水平；縱軸為“發展差異貢獻率”，表示教育信息化各維度發展差異的貢獻率。下面以某區域教育信息化發展為例，進行區域差異對比分析。1.該區域共包含14個子區域，根據其地理位置分布情況，將這些子區域劃分為3個區域。具體情況如表2所示。表2子區域分布根據區域教育信息化水平的實際情況，對區域教育信息化發展水平區域差異對比分析，設定評價指標，如表3所示。表3某區域教育信息化評價指標2.邀請專家根據教育信息化指標對該區域教育信息化針對每個指標進行評價，得到初步評價矩陣a。在該評價矩陣中因為前文所說的指標的性質有正向、逆向和適度型，所以無法直接對矩陣處理，需按照公式(1)、(2)、(3)、(4)處理對應類型的指標后，得到專家的評分矩陣e。3.教育信息化發展評估權重集合的確定，根據層次分析法，由專家構建成對比較矩陣p，然后根據公式(5)、(6)對矩陣進行一致性檢驗。根據計算所得ci以及表6中對應ri可得cr，判斷其是否小于0.1。表4ri取值表n1234567891011ri0.00.00.520.891.121.241.361.411.461.491.52其中n為p矩陣階數。檢驗通過，根據公式(7)、(8)、(9)算出其最大特征值對應的特征向量標準化向量w。教育信息化發展評估通過綜合指數法中的線性加權模型計算各項發展指數，依據公式(10)、(11)、(13)、(14)算出各項發展指數如表5所示。表5教育信息化發展水平4.測算區域教育信息化的區域差異性區域教育信息化發展差異的泰爾指數由公式(12)得到，結果如表6所示。表6教育信息化發展差異5.教育信息化區域差異方差分解分析依據方差分解法，在教育信息化水平評估指標上進行量化分析。根據公式(15)、(16)得到各個維度(一級指標)對應的區域差異貢獻率，結果如表7所示。表7教育信息化發展差異構成分解6.教育信息化發展差異對比分析采用方差分解的方法對教育信息化區域差異情況進行了量化研究，并從發展水平、差異貢獻率兩個視角對發展其進行了對比研究。基礎設施發展差異如圖7所示，三個區域均屬于第iv象限(高水平、差異貢獻率小)，表明這些區域基礎設施發展較好，且發展差異較小。數字資源發展差異分析如圖8所示，區域b屬于第i象限(高水平、差異貢獻率大)，區域a、c屬于第iv象限(高水平、差異貢獻率小)，表明各區域的數字資源發展較好，但是區域b的數字資源發展差異較為顯著。應用服務發展差異分析如圖9所示，三個區域均屬于第i象限(高水平、差異貢獻率大)，表明它們應用服務發展較好，但發展差異較為顯著。應用效能發展差異分析如圖10所示，三個區域均屬于第iv象限(高水平、差異貢獻率小)，但是都十分接近第iii象限(低水平、差異貢獻率小)，表明它們的應用效能相對發展較弱，但發展差異較小。機制保障發展差異如圖11所示，三個區域均屬于第iv象限(高水平、差異貢獻率小)，表明這些區域機制保障發展較好，且發展差異較小。本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁12