Luận văn Thạc sĩ Hệ thống thông tin: Rút trích thông tin từ tập dữ liệu ý kiến phản hồi về hoạt động dạy và học của một trường Cao đẳng bằng phương pháp trực quan

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn “Rút trích thông tin từ tập dữ liệu ý kiến phản hồi về hoạt động dạy và học của một trường cao đẳng bằng phương pháp trực quan” áp dụng phương pháp phân tích trực quan đối với tập dữ liệu khảo sát về hoạt động dạy và học của một trường để trích xuất thông tin cần thiết phục vụ xây dựng chính sách cải thiện hoặc nâng cao chất lượng giáo dục của trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hệ thống thông tin: Rút trích thông tin từ tập dữ liệu ý kiến phản hồi về hoạt động dạy và học của một trường Cao đẳng bằng phương pháp trực quan

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT LÊ THỊ LIỄU RÚT TRÍCH THÔNG TIN TỪ TẬP DỮ LIỆU Ý KIẾN PHẢN HỒI VỀ HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC CỦA MỘT TRƯỜNG CAO ĐẲNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỰC QUAN CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG THÔNG TIN MÃ SỐ: 8 48 01 04 LUẬN VĂN THẠC SĨ BÌNH DƯƠNG – 2021
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT LÊ THỊ LIỄU RÚT TRÍCH THÔNG TIN TỪ TẬP DỮ LIỆU Ý KIẾN PHẢN HỒI VỀ HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC CỦA MỘT TRƯỜNG CAO ĐẲNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỰC QUAN CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG THÔNG TIN MÃ SỐ: 8 48 01 04 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRẦN VĨNH PHƯỚC BÌNH DƯƠNG – 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác. Bình Dương, ngày tháng năm 2021 Tác giả Lê Thị Liễu i
LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Trần Vĩnh Phước, đã tận tụy hướng dẫn, hỗ trợ, chia sẻ, động viên tôi trong cả quá trình thực hiện đề tài và viết luận văn này. Tôi xin được cảm ơn đến Ban giám hiệu, quý thầy cô Viện Kỹ thuật Công nghệ, Phòng sau Đại học trường Đại học Thủ Dầu Một, đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện vật chất, môi trường học tập thuận lợi. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Trung cấp Nông Lâm nghiệp Bình Dương đã tạo điều kiện về thời gian để đi học và hoàn thành đề tài. Xin cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, các anh chị em lớp cao học 17 hệ thống thông tin đã động viên, khích lệ, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tác giả Lê Thị Liễu ii
TÓM TẮT Luận văn “Rút trích thông tin từ tập dữ liệu ý kiến phản hồi về hoạt động dạy và học của một trường Cao đẳng bằng phương pháp trực quan” áp dụng phương pháp phân tích trực quan đối với tập dữ liệu khảo sát về hoạt động dạy và học của một trường để trích xuất thông tin cần thiết phục vụ xây dựng chính sách cải thiện hoặc nâng cao chất lượng giáo dục của trường. Luận văn được thực hiện trên dữ liệu thật của một trường cao đẳng, sử dụng các phương pháp phân tích trực quan, hình học, đại số, đồ thị, chuyên gia để đạt được kết quả sau: 1. Qui trình phân tích tập dữ liệu khảo sát về chất lượng giáo dục: Luận văn đã xây dựng các bước để phân tích tập dữ liệu khảo sát về chất lượng giáo dục của một chương trình giảng dạy tại một trường cao đẳng bằng phương pháp trực quan. 2. Cấu trúc tập dữ liệu: Luận văn đã nghiên cứu tính chất của tập dữ liệu khảo sát để thành lập tập của những biến dữ liệu đánh giá. Luận văn đã phân tích quan hệ của biến dữ liệu đánh giá với các biến đối tượng đánh giá, biến tiêu chí đánh giá, biến thời gian, để thiết lập các đồ thị trực quan biểu diễn tập dữ liệu. 3. Biểu diễn trực quan tập dữ liệu khảo sát một chương trình: Luận văn đã triển khai biến đổi tất cả dữ liệu khảo sát các năm học 2015-2016, 2016-2017, 2017-2018 thành các đồ thị trực quan mô hình khối không gian thời gian nhiều chiều để áp dụng phân tích trực quan. Kết quả được trình bày trong phụ lục với những thông tin trích xuất có giá trị như sau: - Mức độ phù hợp của chương trình đào tạo với yêu cầu của các nhà tuyển dụng. - Năng lực thực chất của sinh viên. - Mức độ phù hợp của chương trình đào tạo đối với sinh viên. - Mức độ chất lượng giảng dạy của giáo viên. iii
- Đánh giá thời gian sinh viên tốt nghiệp có việc làm. - Cho biết mức độ ảnh hưởng của các yếu tố năng lực sinh viên, chương trình đào tạo, và chất lượng giảng dạy đối với lợi thế cạnh tranh của sinh viên. Những kết quả này có thể hỗ trợ cho lãnh đạo nhà trường ra quyết định và xây dựng chính sách cải thiện, nâng cao chất lượng giáo dục phù hợp với nhu cầu luôn thay đổi của xã hội. iv
MỤC LỤC Lời cam đoan ......................................................................................................... i Lời cảm ơn ............................................................................................................ ii Tóm tắt: ................................................................................................................ iii Danh mục các bảng ............................................................................................ vii Danh mục hình ảnh ........................................................................................... viii Chương 1. GIỚI THIỆU...................................................................................... 1 1.1 Giới thiệu ........................................................................................................ 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................... 2 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................. 3 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 3 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 3 1.4 Phương pháp nghiên cứu................................................................................ 3 1.5 Cấu trúc luận văn ........................................................................................... 3 Chương 2. TỔNG QUAN VỀ TRỰC QUAN HÓA DỮ LIỆU ........................ 6 2.1 Giới thiệu ........................................................................................................ 6 2.2 Dữ liệu ............................................................................................................ 6 2.3 Hệ thống thị giác của con người .................................................................... 7 2.4 Tính chất trực quan ........................................................................................ 9 2.5 Biến trực quan .............................................................................................. 10 2.5.1 Biến vị trí .......................................................................................... 11 2.5.2 Biến thị giác ...................................................................................... 11 2.6 Trực quan hóa dữ liệu .................................................................................. 13 2.6.1 Hiển thị trực quan .............................................................................. 13 2.6.2 Phân tích trực quan ............................................................................ 14 Chương 3. TẬP DỮ LIỆU KHẢO SÁT ........................................................... 16 3.1 Giới thiệu ..................................................................................................... 16 3.2 Nội dung khảo sát ....................................................................................... 16 3.2.1 Chương trình đào tạo ......................................................................... 17 3.2.2 Hoạt động giảng dạy .......................................................................... 18 v
3.2.3 Năng lực của sinh viên mới tốt nghiệp ............................................... 18 3.2.4 Uy tín của trường ............................................................................... 20 3.3 Cấu trúc tập dữ liệu khảo sát ...................................................................... 21 3.3.1 Biến đối tượng ................................................................................... 21 3.3.2 Biến tiêu chí ...................................................................................... 22 3.3.3 Biến thời gian .................................................................................... 22 3.3.4 Biến khảo sát ..................................................................................... 22 3.3.5 Biến đánh giá ..................................................................................... 23 3.4 Quan hệ giữa các biến dữ liệu ......................................................................... 23 Chương 4. PHÂN TÍCH TRỰC QUAN TẬP DỮ LIỆU KHẢO SÁT .......... 27 4.1 Giới thiệu ..................................................................................................... 27 4.2 Mô hình biểu diễn trực quan tập dữ liệu khảo sát ..................................... 28 4.2.1 Biểu diễn trực quan biến đánh giá theo tiêu chí .................................. 28 4.2.2 Biểu diễn trực quan biến đánh giá theo lĩnh vực ................................. 29 4.3 Thực nghiệm ................................................................................................ 30 4.3.1 Qui trình biểu diễn trực quan và phân tích tập dữ liệu khảo sát ........ 30 4.3.2 Câu hỏi phân tích dữ liệu ................................................................... 30 4.3.3 Trường hợp khảo sát .......................................................................... 38 Chương 5. KẾT LUẬN ...................................................................................... 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 42 PHỤ LỤC ............................................................................................................ 44 vi
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Bảng phân loại dữ liệu dựa vào thuộc tính ........................................... 7 Bảng 2.2: Bảng tóm tắt các biến thị giác và minh họa các phần tử của biến (nguồn [6]) ................................................................................................... 12 Bảng 3.1: Cấu trúc bảng dữ liệu thành lập từ tập dữ liệu (những giá trị của bảng sử dụng dữ liệu khảo sát của một trường ở Tp. Hồ Chí Minh năm học 2015- 2016) ............................................................................................................ 25 vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hệ thống trực quan hóa ánh xạ dữ liệu thành thông tin và/hoặc tri thức thông qua cảm nhận trực quan của con người. .............................................. 2 Hình 2.1: Nguyên lý cảm thụ thông tin bằng hệ thống thị giác (nguồn [1]) ........ 8 Hình 2.2: Kỹ thuật trực quan biểu diễn tập dữ liệu thành đồ thị cấu trúc rồi ánh xạ lên màn hình phẳng................................................................................. 11 Hình 2.3: Hai tiếp cận phân tích dữ liệu là mô hình toán và trực quan hóa (nguồn [8]) ............................................................................................................... 14 Hình 4.1: Những khối biểu diễn Rm. j (t ) : khối (a) biểu diễn Rm. j (t ) cho một năm học; khối (b) biểu diễn Rm. j (t ) bởi một lớp đối tượng; khối (c) biểu diễn Rm. j (t ) cho một tiêu chí. ................................................................................................... 28 Hình 4.2: Mô hình những khối biểu diễn : khối (a) biểu diễn giá trị Rm.k (t ) cho một năm học; khối (b) biểu diễn giá trị Rm.k (t ) bởi một lớp đối tượng; khối (c) biểu diễn giá trị Rm.k (t ) của một lĩnh vực đánh giá. ............................................ 29 Hình 4.3: Các đối tượng đánh giá cho lĩnh vực chương trình đào tạo ................ 32 Hình 4.4: Các đối tượng đánh giá cho lĩnh vực hoạt động giảng dạy ................. 33 Hình 4.5: Các đối tượng đánh giá cho lĩnh vực năng lực của sinh viên mới tốt nghiệp ................................................................................................................... 34 Hình 4.6: Các đối tượng đánh giá các tiêu chí trong 3 năm học ......................... 35 Hình 4.7: Đánh giá lĩnh vực uy tín của trường ................................................... 36 Hình 4.8: Đánh giá của đối tượng sinh viên về lĩnh vực chương trình đào tạo, hoạt động giảng dạy và tiêu chí lợi thế cạnh tranh ...................................................... 37 Hình 4.9: Đánh giá của đối tượng sinh viên và doanh nghiệp về lĩnh vực chương trình đào tạo, hoạt động giảng dạy, năng lực sinh viên và tiêu chí lợi thế cạnh tranh, phối hợp giữa trường và đối tác ........................................................................... 38 viii
Hình 4.10: Một đồ thị biểu diễn Rm. j (ti ) sử dụng trung bình số học cho trường hợp m  1, 2,3, 4 và j  6 đối với một phần tập dữ liệu khảo sát trong 3 năm học 2015-2016, 2016-2017, 2017-2018. ..................................................... 38 Hình phụ lục.01: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c1 .......................................... 44 Hình phụ lục.02: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c2 .......................................... 44 Hình phụ lục.03: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c3 .......................................... 45 Hình phụ lục.04: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c4 .......................................... 45 Hình phụ lục.05: Các đối tượng đánh giá tiêu chí C5 ......................................... 45 Hình phụ lục.06: Các đối tượng đánh giá tiêu chí C6 ......................................... 46 Hình phụ lục.07: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c7 .......................................... 46 Hình phụ lục.08: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c8 .......................................... 46 Hình phụ lục.09: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c9 .......................................... 47 Hình phụ lục.10: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c10 ........................................ 47 Hình phụ lục.11: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c11 ........................................ 47 Hình phụ lục.12: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c12 ........................................ 48 Hình phụ lục.13: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c13 ........................................ 48 Hình phụ lục.14: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c14 ........................................ 48 Hình phụ lục.15: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c15 ........................................ 49 Hình phụ lục.16: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c16 ........................................ 49 Hình phụ lục.17: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c17 ........................................ 49 Hình phụ lục.18: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c18 ........................................ 50 Hình phụ lục.19: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c19 ........................................ 50 Hình phụ lục.20: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c20 ........................................ 50 Hình phụ lục.21: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c21 ........................................ 51 Hình phụ lục.22: Các đối tượng đánh giá tiêu chí c22 ........................................ 51 ix
Chương 1. GIỚI THIỆU 1.1 GIỚI THIỆU Những năm gần đây, công tác quản lý giáo dục Việt Nam được điều chỉnh theo hướng vừa hiện đại vừa đáp ứng nhu cầu thực tiễn của xã hội. Nhiều trường đại học và cao đẳng tiến hành kiểm định tại nhiều cấp, trong nước và quốc tế, với những qui mô khác nhau, kiểm định chương trình hoặc kiểm định toàn trường. Các hoạt động trong qui trình kiểm định phân tích cho lãnh đạo trường nhận thức được các giá trị của trường đang sở hữu, nhận thức rõ hơn vị trí của trường mình trước yêu cầu hiện đại có tính quốc tế và yêu cầu thực tiễn xã hội Việt Nam, để từ đó hình thành các chính sách cần thiết nâng tầm của trường trong môi trường cạnh tranh. Một trong những hoạt động của qui trình kiểm định trường là thu thập ý kiến của xã hội đối với sản phẩm của trường. Trong đó, ý kiến của nhà tuyển dụng đánh giá về sản phẩm của trường tạo ra là những sinh viên tốt nghiệp đóng góp cho xã hội, ý kiến của sinh viên tốt nghiệp đánh giá về mức độ thích nghi của hành trang vào đời do trường trang bị cho mình trong thời gian học, ý kiến của người dạy (thầy cô giáo) về khả năng đáp ứng của mình đối với công tác giảng dạy và sự phù hợp của các chính sách của trường. Trong thực tế, nhiều trường hợp lãnh đạo trường chưa phân tích đầy đủ và áp dụng ý nghĩa của dữ liệu để tạo ra những chính sách quản lý phù hợp. Về phương diện kỹ thuật, trực quan hóa là một tiếp cận mới có thể giúp cho những nhà quản trị các cấp của trường dễ dàng hiểu được ý nghĩa của dữ liệu mình đang có bằng những kinh nghiệm, kiến thức quản lý, và yêu cầu riêng của mình. Trực quan hóa là một ánh xạ biến đổi dữ liệu thành thông tin hoặc trí thức thông qua cảm nhận bằng thị giác của con người. Nói cách khác, trực quan hóa biến đổi dữ liệu từ các dạng, các cấu trúc khác nhau thành hình ảnh để con người có thể cảm nhận thông tin và/hoặc tri thức bằng hệ thống thị giác, bằng phương pháp nhìn-hiểu. Hệ thống trực quan hóa gồm 2 hợp phần, kỹ thuật trực quan và cảm nhận trực quan (Hình 1.1). Hợp phần kỹ thuật trực quan sử dụng khả năng của máy 1
tính để hỗ trợ người dùng cảm nhận thông tin/tri thức thông qua những đồ thị biểu diễn dữ liệu hiển thị trên màn hình phẳng. Hợp phần cảm nhận trực quan là những người quản trị trường nhìn vào những đồ thị sản phẩm của hợp phần kỹ thuật trực quan để hiểu ý nghĩa ẩn chứa trong dữ liệu. Thông tin / Làm thế nào? Tri thức Kỹ thuật Cảm nhận trực quan trực quan Hình 1.1: Hệ thống trực quan hóa ánh xạ dữ liệu thành thông tin và/hoặc tri thức thông qua cảm nhận trực quan của con người. Trong luận văn này, các kỹ thuật trực quan được áp dụng để biểu diễn dữ liệu khảo sát về hoạt động dạy và học của trường thành những đồ thị trực quan sao cho những người quản trị có thể cảm nhận được ý nghĩa ẩn chứa trong dữ liệu. Nguyên lý cơ bản của phân tích dữ liệu là trích xuất thông tin từ dữ liệu. Trong phân tích trực quan người dùng trích xuất thông tin bằng cách trả lời những câu hỏi phân tích dựa trên dữ liệu đã được biểu diễn như những đồ thị trực quan. Luận văn xây dựng qui trình phân tích trực quan dữ liệu khảo sát về chất lượng giáo dục của một chương trình, biến đổi tập dữ liệu khảo sát thành tập dữ liệu đánh giá và cấu trúc tập dữ liệu như là tập của các biến dữ liệu và các quan hệ của chúng. Thiết lập bảng câu hỏi phân tích và thiết kế các đồ thị trực quan mà người dùng có thể nhìn- hiểu và trả lời các câu hỏi phân tích phục vụ việc làm chính sách quản lý phát triển trường. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Luận văn “Rút trích thông tin từ tập dữ liệu ý kiến phản hồi về hoạt động dạy và học của một trường cao đẳng bằng phương pháp trực quan” áp dụng phương 2
pháp phân tích trực quan đối với tập dữ liệu khảo sát về hoạt động dạy và học của một trường để trích xuất thông tin cần thiết phục vụ xây dựng chính sách cải thiện hoặc nâng cao chất lượng giáo dục của trường. 1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu  Dữ liệu khảo sát về hoạt động dạy và học của một trường cao đẳng.  Đồ thị trực quan  Câu hỏi phân tích 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Áp dụng cho tập dữ liệu khảo sát dùng để kiểm định của một trường cao đẳng. 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp phân tích. Luận văn áp dụng phương pháp phân tích để phân tích tính chất của dữ liệu, quan hệ giữa các biến, lập các câu hỏi phân tích dữ liệu, và phân tích các đồ thị trực quan. - Phương pháp hình học. Luận văn áp dụng phương pháp hình học để thiết kế đồ thị trực quan. - Phương pháp đại số. Luận văn áp dụng phương pháp đại số để biến đổi biến khảo sát thành biến đánh giá và phân tích quan hệ giữa các biến dữ liệu. - Phương pháp đồ họa. Luận văn áp dụng phương pháp đồ họa để biểu diễn trực quan tập dữ liệu nhiều biến và thiết kế đồ thị trực quan giúp cho nhà quản trị tự trả lời các câu hỏi. - Phương pháp chuyên gia. Luận văn áp dụng phương pháp chuyên gia để thiết lập bảng câu hỏi phân tích và thiết kế đồ thị trực quan. 1.5 CẤU TRÚC LUẬN VĂN Luận văn được bố cục thành 5 chương như sau: Chương một. Giới thiệu Chương một nêu sự cần thiết phải phân tích dữ liệu khảo sát dạy và học của một trường cao đẳng. Sự phân tích tập dữ liệu khảo sát không chỉ được áp dụng cho các tổ chức kiểm định mà còn cần để giúp trường nhận định hiện trạng khi thiết kế những chính sách cải thiện hoặc nâng cao chất lượng giảng dạy. Do đó, ý 3
nghĩa của tập dữ liệu khảo sát cần được những người quản trị các cấp của trường cảm nhận một cách đầy đủ và thống nhất. Phân tích trực quan là một tiếp cận giúp những người quản trị các cấp nhìn nhận hiện trạng của trường hoặc của chương trình trong các phiên họp hoặc hội nghị thảo luận về chính sách cải thiện hoặc nâng cao chất lượng giáo dục của trường. Do đó, luận văn nghiên cứu tiếp cận phân tích trực quan dữ liệu với mô hình trực quan hóa 2 hợp phần, trong đó hợp phần kỹ thuật trực quan biến đổi tập dữ liệu khảo sát thành đồ thị trực quan, hợp phần cảm nhận trực quan gồm những người quản trị nhìn-hiểu ý nghĩa dữ liệu. Chương hai. Tổng quan về trực quan hóa dữ liệu Chương hai đề cập đến một chiến lược phân tích dữ liệu được phát triển hiện nay là phân tích trực quan, trong đó, dữ liệu với nhiều kiểu khác nhau được biểu diễn thành đồ thị để con người có thể cảm nhận nội dung ẩn chứa trong đó bằng phương pháp nhìn-hiểu. Nội dung của chương này liên quan đến những khái niệm về trực quan hóa, những đặc điểm cảm nhận thông tin và tri thức bằng thị giác của con người, tổng hợp các lý luận về đánh giá tính trực quan của đồ thị và nghiên cứu biến thị giác để làm công cụ tăng tính trực quan của đồ thị. Chương ba. Tập dữ liệu khảo sát Chương ba phân tích tính chất của tập dữ liệu khảo sát việc dạy và học của một trường cao đẳng, xác định các biến dữ liệu, loại dữ liệu. Phương pháp đại số được áp dụng để biến đổi biến dữ liệu khảo sát thành biến dữ liệu đánh giá và cấu trúc tập dữ liệu đánh giá. Trong đó, các biến dữ liệu được mô tả và xác định các quan hệ giữa các biến. Chương bốn. Phân tích dữ liệu dạy và học của trường cao dẳng Chương bốn áp dụng mô hình khối nhiều chiều phi không gian để biểu diễn tập dữ liệu đánh giá theo nhiều kiểu khác nhau. Các mô hình biểu diễn trực quan được triển khai với dữ liệu thực được trình bày trong phần phụ lục của luận văn. Một đồ thị được trích dẫn tại chương này để minh họa tính hiệu quả của đồ thị trực quan trong phân tích dữ liệu. Câu hỏi phân tích là nội dung không thể thiếu trong các bài toán phân tích dữ liệu vì phân tích dữ liệu liên quan đến việc trả lời những câu hỏi đặt ra trước hoặc phát sinh trong khi cảm nhận ý nghĩa của dữ liệu. Do đó, 4
một số câu hỏi phân tích chất lượng giáo dục của chương trình đã được đề xuất tại chương bốn. Chương năm. Kết luận Kết quả chính của luận văn là qui trình phân tích trực quan tập dữ liệu khảo sát về một chương trình giáo dục tại một trường cao đẳng được đề xuất để sử dụng trong các phiên thảo luận của những người quản trị trường về cải thiện hoặc nâng cao chất lượng giáo dục của chương trình. Luận văn đã nghiên cứu và biến đổi tập dữ liệu khảo sát thành tập dữ liệu đánh giá và cấu trúc tập dữ liệu đánh giá gồm nhiều biến, trong đó biến đánh giá tham chiếu biến đối tượng đánh giá hoặc lớp đối tượng đánh giá, tiêu chí hoặc biến lĩnh vực, và biến thời gian. Ngoài ra, luận văn đã triển khai biến đổi tất cả dữ liệu khảo sát các năm học 2015-2016, 2016- 2017, 2017-2018 thành các đồ thị trực quan để sử dụng trong các phiên thảo luận của những người quản trị các cấp của trường. Tóm lại, chương một giới thiệu sự cần thiết phải phân tích dữ liệu khảo sát dạy và học của một trường cao đẳng. Thể hiện mục tiêu, phương pháp nghiên cứu và bố cục của luận văn. Sự phân tích tập dữ liệu khảo sát không chỉ được áp dụng cho các tổ chức kiểm định mà còn cần để giúp trường nhận định hiện trạng khi thiết kế những chính sách cải thiện hoặc nâng cao chất lượng giảng dạy. Do đó, ý nghĩa của tập dữ liệu khảo sát cần được những người quản trị các cấp của trường cảm nhận một cách đầy đủ và thống nhất. Phân tích trực quan là một tiếp cận giúp những người quản trị các cấp nhìn nhận hiện trạng của trường hoặc của chương trình trong các phiên họp hoặc hội nghị thảo luận về chính sách cải thiện hoặc nâng cao chất lượng giáo dục của trường. 5
Chương 2 TỔNG QUAN VỀ TRỰC QUAN HÓA DỮ LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU Con người nhận thức thế giới thực bằng cách thu thập thông tin qua năm giác quan: thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác, và vị giác. Dữ liệu từ thế giới thực được cảm nhận bởi các giác quan được dẫn về hệ thống não bộ để phân tích, xử lý trích xuất thành thông tin hoặc tri thức của con người. Trong đó, thị giác là kênh thông tin rộng nhất và thu thập nhiều thông tin nhất và nhanh nhất. Đối với kênh thị giác, dữ liệu về các thực thể trong thế giới thực được các tia sáng mang vào mắt, dẫn lên não bộ để giải mã thành thông tin và/hoặc tri thức. Nhiều nghiên cứu đã kết luận rằng trên 80% thông tin mà con người thu thập được từ thế giới thực là thông qua kênh thị giác [1]. Nói cách khác, dữ liệu hình ảnh, hoặc dạng hình ảnh như đồ thị được con người cảm nhận được nhiều thông tin hơn những loại dữ liệu khác. Do đó, các loại dữ liệu thu thập bằng những dạng như âm thanh, chữ viết, số, v.v… được chuyển đổi thành dạng đồ thị, biểu đồ, sơ đồ, gọi là biểu diễn trực quan, để giúp người dùng dễ nhận biết được ý nghĩa của dữ liệu thông qua hệ thống thị giác [2]. 2.2 DỮ LIỆU Dữ liệu là những giá trị định tính hoặc định lượng mô tả các đối tượng, hiện tượng, sự vật tồn tại trong thế giới thực. Dữ liệu được thu thập, ghi nhận bằng các sensors, các thiết bị đo đạc, hoặc ghi chép thủ công. Dữ liệu được dùng để phân tích tìm kiếm thông tin hoặc tri thức ẩn chứa trong đó, đặc biệt được dùng để làm quyết định. Mọi quyết định đều cần dựa vào thông tin trích xuất từ dữ liệu, không thể có một quyết định tốt nếu không có dữ liệu đầy đủ và tin cậy. Dữ liệu và thông tin có quan hệ mật thiết với nhau, trong đó thông tin là ý nghĩa của dữ liệu, dữ liệu là những dạng vật chất mang thông tin, thông tin có tính trừu tượng cao hơn dữ liệu. Nếu thông tin được phát hiện có tính qui luật thì nâng lên thành tri thức. 6
Dữ liệu được phân loại thành dữ liệu định danh, dữ liệu thứ tự, dữ liệu khoảng cách, và dữ liệu tỉ lệ [3]. Xét quan hệ giữa các giá trị của dữ liệu những dữ liệu định danh, dữ liệu thứ tự, dữ liệu khoảng cách không có quan hệ nhân ( x ) hoặc chia (  ); dữ liệu định danh và dữ liệu thứ tự không có quan hệ cộng ( + ) hoặc trừ ( - ); dữ liệu định danh không có quan hệ lớn hơn ( > ) hoặc nhỏ hơn ( < ). Những tính chất này được tóm tắt trong Bảng 2.1. Bảng 2.1: Bảng phân loại dữ liệu dựa vào thuộc tính Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu Phép toán Dữ liệu tỉ lệ định danh thứ tự khoảng cách cơ bản (Ratio) (Nominal) (Ordinal) (Inteval)           2.3 HỆ THỐNG THỊ GIÁC CỦA CON NGƯỜI Thị giác của con người được cấu trúc như là một hệ thống thu thập dữ liệu mô tả thế giới thực được mã hóa trong sóng bức xạ điện từ với khoảng bước sóng 0.4 m  0.8 m , gọi là ánh sáng thấy được. Trong hệ thống thị giác, mắt là bộ phận sinh học tiếp nhận các tia sóng ánh sáng mang dữ liệu của đối tượng phát ra hoặc phản xạ đến mắt. Tại võng mạc, dữ liệu mã hóa trong sóng ánh sáng được giải mã rồi dẫn lên não bộ để xử lý và phân tích thành những thông tin có ý nghĩa. Trong thế giới thực, mọi thực thể đều phát ra những tia sáng do chính thực thể đó tự sinh ra ra hoặc phản chiếu từ nguồn sáng khác (Hình 2.1). Các tia sáng mang dữ liệu mô tả các thực thể như là sóng mang tín hiệu được điều chế (modulation) đi vào mắt rồi hội tụ tại võng mạc, giải điều chế (demodulation) để tách dữ liệu khỏi tia sáng. Dữ liệu này được dẫn lên não bộ ở hai mức khái quát và chi tiết. Tại mức khái quát, não bộ phân tích song song nhanh những đặc tính nổi 7
trội của thực thể. Tại mức chi tiết, não bộ phân tích nối tiếp để phát hiện và lưu trữ những chi tiết của thực thể. Hình 2.1: Nguyên lý cảm thụ thông tin bằng hệ thống thị giác (nguồn [1]) Tiến trình cảm nhận thông tin bằng phương pháp nhìn-hiểu được con người được thực hiện theo các bước sau: - Cảm nhận toàn thể: Khi nhìn vào một thực thể hoặc đồ thị, mắt người tiếp nhận những tia sáng đến từ thực thể hoặc đồ thị đó để cung cấp cho não bộ xử lý nhanh, não bộ trích xuất thông tin ở mức khái quát, như các hợp phần của thực thể hay đồ thị. - Cảm nhận chi tiết: Sau khi xử lý nhanh để cảm nhận toàn thể và trích xuất thông tin tại mức khái quát, não bộ xử lý chi tiết hơn bằng phương pháp nối tiếp để nhận dạng các chi tiết của thực thể hoặc các biến, đặc tính các biến của đồ thị. - Cảm nhận quan hệ: Trong khoa học trực quan hóa, phương pháp nhìn-hiểu hoặc là nhìn để hiểu một đồ thị biểu diễn dữ liệu, mỗi người dùng tùy theo kiến thức và trải nghiệm của mình có thể cảm nhận các quan hệ giữa các biến, giữa các thành phần của đồ thị tại những góc nhìn khác nhau với kỳ vọng phát hiện ra những quan hệ hoặc qui luật mới. Trong hệ thống trực quan hóa dữ liệu, đồ thị biểu diễn trực quan dữ liệu được thiết kế sao cho con người có thể cảm nhận thông tin ẩn chứa trong dữ liệu bằng cách nhìn-hiểu. Nói cách khác, đồ thị biểu diễn dữ liệu cần được thiết kế phù hợp với cơ chế và khả năng cảm nhận của các cơ quan thị giác của con người. Mặc dù khả năng cảm nhận bằng thị giác của mỗi người khác nhau do cấu trúc sinh học 8
khác nhau và do trải nghiệm khác nhau, nhưng các nhà khoa học trực quan hóa đã thống nhất nhau cơ bản những tính chất trực quan cần có cho một đồ thị biểu diễn trực quan dữ liệu. 2.4 TÍNH CHẤT TRỰC QUAN Tính hiệu quả của một đồ thị trực quan được đánh giá khách quan dựa trên các tính chất trực quan của đồ thị. Nhiều tác giả đã thống nhất với nhau về cách đánh giá khách quan tính chất trực quan của đồ thị dựa trên tính phối hợp, tính chọn lọc, tính thứ tự, tính định lượng, và độ dài biến [4, 5]. Các tính chất trực quan áp dụng trên những phần tử của cấu trúc đồ thị mà còn được gọi là những dấu hiệu (marks) của cấu trúc đồ thị, hoặc là áp dụng trên những phần tử của cấu trúc đồ thị phẳng trên màn hình mà còn được gọi là những dấu hiệu phẳng (planar marks). 1. Tính phối hợp: Tính phối hợp của một đồ thị liên quan đến sự tương đồng về một hoặc vài tính chất của những dấu hiệu của cấu trúc đồ thị hoặc đồ thị phẳng. Tính phối hợp giúp cho người dùng gom nhóm các dấu hiệu (của cấu trúc hoặc của đồ thị phẳng) có cùng tính chất. Tính phối hợp liên quan đến thuật toán bằng (=) và khác (≠) của dữ liệu. Ví dụ, những nội dung đánh giá của tất cả các đối tượng khác nhau có cùng định danh là “tiêu chí”. 2. Tính chọn lọc: Tính chọn lọc của một đồ thị liên quan đến sự phân biệt giữa các dấu hiệu của đồ thị (cấu trúc đồ thị hoặc đồ thị phẳng) đó. Một đồ thị có tính chọn lọc tốt hỗ trợ người dùng phát hiện các dấu hiệu đặc trưng hoặc phân biệt những dấu hiệu của đồ thị có tính chất khác nhau. Ví dụ dấu hiệu biểu diễn các tiêu chí c1 đến c6 được phân biệt với dấu hiệu biểu diễn các tiêu chí c7 đến c11 bằng nội dung khảo sát. 3. Tính thứ tự: Tính thứ tự liên quan đến trật tự các dấu hiệu của đồ thị. Tính thứ tự thể hiện theo tính chất từ lớn tới nhỏ hoặc ngược lại, từ cao đến thấp hoặc ngược lại, đến trước đến sau hoặc ngược lại, từ nhiều đến ít hoặc ngược lại. Tính thứ tự giúp cho người dùng so sánh các dấu hiệu của đồ thị bằng các thuật toán bằng (=), khác (≠), nhỏ hơn () tương ứng với tính chất của dữ liệu. Ví dụ, các tiêu chí được đánh giá từ năm học 2015-2016 rồi đến 2016- 2017 sau. 9