大數據時代 區域教育信息化準備好了嗎——以上海市閔行區教育信息化為例

劉太如

（上海市閔行區教育學院 教育技術部，上海200241）

教育信息化的發展主要有以下幾個階段，一是基礎設施投入階段，主要以網絡基礎設施建設和終端設備的采購為標志。在這一階段教育系統引入了眾多的信息化基礎設施。二是應用系統開發推廣階段。在第一階段的硬件設施建設的基礎上，教育系統紛紛開展信息系統的開發、推廣、應用工作，信息化的應用水平逐步提高，教育信息化開始體現應有的價值。在該階段，無論是教育行政，還是基層學校，都紛紛建立了單位門戶網站，開發了涉及教育系統人事、資產、財務等業務的信息化系統，教育信息化初步進入正軌。三是應用集成階段。在應用系統開發推廣階段，教育系統各個業務條線為了支撐本條線業務，獨立開發了相應的業務系統，各系統之間存在數據冗余、重復建設等問題，形成了許多信息孤島，迫切需要將各個業務系統進行整合。在本階段主要制定數據規范、數據交換標準，完成應用系統集成。四是以大數據應用為代表的教育輔助決策階段，信息化系統遍及所有的核心業務，信息化數據覆蓋系統內所有領域，數據增加速度快，數據范圍廣，形成了教育大數據，在這樣的全樣本數據中，挖掘教育發展規律，指導教育教學決策。第四階段的主要特點為：數據全，應用系統覆蓋各個業務條線，產生了大量數據；數據分析面向全體數據；數據分析重在相關關系，而不是因果關系；數據化程度高；數據復用程度高；以預測為主的輔助決策功能。

在大數據時代背景下，教育信息化正處在什么階段呢？是否已經準備好迎接大數據時代的到來了呢？首先要了解本區域教育信息化發展現狀，分析判斷所處教育信息化發展階段。然后在當前發展階段上進行深入發展，以迎接大數據時代的到來。下面以筆者所在的閔行區為例進行分析。

一、現狀分析

為了了解本區信息化現狀，首先隨機選取40所學校作為調查對象，其中中學13所，九年一貫制學校5所，小學22所。分別從基礎硬件建設、信息化系統建設的現狀進行分析統計。

1.硬件設施現狀

根據調研結果和表1可知，閔行區教育系統基層學校基礎硬件設施配備比較齊全。在網絡方面，校園網100%地實現了全覆蓋，100%地實現了百兆到桌面，七寶中學、閔行中學、薔薇小學等學校還實現了千兆到桌面。有線網絡環境覆蓋辦公室和教室，每個教室至少有一個網口，能夠連接互聯網。部分學校甚至實現無線網絡的全覆蓋，如汽輪小學。外網帶寬100%達到10M及以上，部分學校達到450M的帶寬。各學校都建設有專門的網絡中心機房，專門用于服務器及網絡核心設備的存放，專業化程度較高。平均每校擁有4.8臺服務器，用于學校相關業務系統的支撐。40所學校教師人均電腦達到1.2臺，很多學校已經實現人手兩機，一臺臺式電腦，一臺筆記本電腦。平均每校有1.8個專用電腦機房，用于信息科技教學。平均每校擁有1.125個遠程教室，平均每校擁有19.35個多媒體教室。閔行區基層學校基礎硬件已經達到較高水平，網絡帶寬逐年提高，網速不斷提升。學校所有電腦設備每滿五年便會統一申報購置新的機器，硬件建設已經基本進入良性循環狀態。

表1 閔行區40所學校信息化統計表

2.信息化系統現狀

基礎教育領域的信息化系統復雜程度高，個性化程度高，開發難度大，市場中缺少成熟產品，因此信息化系統的開發普遍不盡如人意。

在調研過程中發現，所有學校都建設了學校新聞門戶，用于學校的新聞宣傳。在學校的日常管理和教與學的相關業務中，各學校只在以下領域進行建設。有75%的學校建設了學習（課程）管理系統，其中有28所學校采用開源的學習管理系統——Moodle。學習管理系統的建設缺乏個性化，沒有針對本校特點進行整體規劃設計。有62.5%的學校建設了內部辦公系統。辦公應用范圍較小，只有小部分學校實現了管理的流程化。有27.5%的學校建設了學習內容管理系統（資源庫），但是資源庫的建設層次比較低，沒有實現對資源的統一編碼，統一使用，缺乏系統性。有25%的學校建設了教師專業發展系統。在學生管理系統、學業質量分析系統、家校互動和其他特色網站方面，建設的學校不足25%。建設學業質量分析系統的學校最少，只有7.5%的學校建成了學業質量分析系統。

3.區級信息化現狀

閔行區教育信息化走在上海市前列，從基礎硬件方面看，區建成了基于多協議標簽交換（MPLS）的2.5G帶寬骨干網絡，全區300多所中小幼學校通過5個接入點接入教育城域網，核心設備設在閔行區教育信息中心的專業機房，配備專業人員進行管理，總出口帶寬達到1.2G，在上海市各區縣中處于領先地位。

從應用系統方面看，閔行區建設了面向管理、面向教師業務、面向學生業務等方面的業務系統。在面向管理方面，有區校辦公自動化系統，實現業務主管部門和基層學校的信息互聯互通，以及相應的財務系統、資產系統等。在面向教師業務方面，建成了面向師訓管理的學分銀行，主要管理全區教師的培訓業務；建成了面向教研業務的課堂教學研究網，實現了教研活動的數字化、流程化、規范化；正在建設輔助教師專業發展的教師檔案系統。區級應用系統如圖1所示。

圖1 區級應用系統

4.問題分析

由以上區校兩級單位的信息化現狀可知，閔行區教育信息化的發展已經走在了前列，基礎硬件設施已經不是制約信息化發展的主要因素。開了支撐多個業務條線的應用系統，業務系統覆蓋的面已經比較廣泛，根據教育信息化發展的階段來看，屬于第三階段向第四階段的過渡階段，目前閔行區教育信息化存在的問題為：

（1）沒有制定基礎業務數據規范。基礎業務數據規范是實現數據互通、資源共享的基礎。目前閔行區內學校之間沒有遵循統一的數據規范，如果要實現學校和區業務系統的數據交換，存在一定的難度。

（2）業務系統之間存在數據冗余，不能保證業務基礎數據的準確性和唯一性。在應用系統建設過程中，為了保證業務系統順利運行，在當時條件下，不得不重復建設了若干數據模塊，通過數據導入的方式實現數據共享，但一旦有一個業務系統更改相關數據，就會造成系統之間數據的差異。

（3）沒有實現基礎元數據的共享。如學校機構編碼、學籍信息、教師信息等，這些基礎元數據沒有實現全區的統一使用。

（4）業務系統建設中，沒有對區、校進行功能細分。在業務系統的開發過程中，沒有界定清楚，哪些是需要學校開發的，哪些是區內統一開發的。在區內統一開發的系統中，沒有充分體現區、校的功能定位，無法充分發揮學校的積極性。

（5）應用系統不夠全，沒有覆蓋所有業務。由現狀分析可知，區內在教育管理方面做得相對健全，在教與學的核心業務方面還比較欠缺。區內教育科研、德育工作、干部培訓、教師發展等業務沒有實現數字化；大多數學校不重視學習內容的統一管理；大多數學校沒有實現學生管理的數字化；雖然閔行區內正在進行數字化教學的實驗，但是數字化教與學的平臺還不夠完善。由此可見，閔行區教育系統的核心業務系統還不夠健全，需要繼續深化發展。

（6）用戶體驗不夠理想，沒有實現一站式登錄和統一消息機制。閔行區已建成的業務系統中，由于部門劃分等種種原因，系統獨立性較強，而對于終端用戶教師和學生來說，系統沒有實現統一登錄，系統之間的操作存在較大差異，沒有實現統一風格，造成用戶體驗不夠好。

（7）所有業務沒有實現規范化和流程化，沒有統一的業務流程標準。除了用戶體驗不好外，各業務系統很少實現了流程化，具體業務的操作復雜，沒有規范化的流程引導，信息系統運維難度大。

二、教育信息化發展策略

針對以上問題，為了更好地迎接大數據時代的來臨，需要對信息系統進行整體規劃；建設統一的標準；轉變系統建設理念，面向服務，服務于教師、學生、決策者及社會；實現公共數據的統一使用和共享，實現基礎元數據的共享；對區域教育業務進行深入梳理，完善業務系統；準確定位區校兩級平臺。

1.整體規劃

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》對教育信息化的發展提出了更高的要求，要求加快教育信息化進程，加快教育信息基礎設施建設；加強優質教育資源的開發與利用；構建國家教育管理信息系統。為了實現以上要求，在教育信息化發展過程我們應當將教育信息化提升到戰略發展的高度進行統一規劃、設計、部署。需要從系統和全局的高度，對各個業務條線的功能、層次、標準進行統籌考慮和明確界定，從而準確定位教育信息化發展的“藍圖”。

參照國家教育管理信息系統總體架構，設計了閔行區教育信息化總體架構（見圖2）。主要分為基礎硬件層、數據層、技術支撐層、業務層、門戶層、訪問層、用戶層。

圖2 區教育信息化架構

基礎硬件層，采用虛擬化解決方案，可以有效節約成本，提高硬件設備利用率，增加數據的安全性。此外還可以逐步實現向基礎硬件設備“云”的過渡。

數據層，主要由基礎庫（學籍庫、教師庫、組織機構庫、標準元數據庫）和各業務庫等主題庫組成。基礎庫除了供本業務系統調用外，還需實現基礎庫的共享。提供基礎庫使用接口，提供基礎數據源服務和基礎數據校驗服務。

技術支撐層，主要包括統一認證、數據交換、消息中間件和應用中間件。區域教育信息化平臺中需提供統一認證服務，提供統一認證開放接口，供所有業務系統統一使用，可供基層學校接入使用。數據交換實現各業務系統之間、區校之間的數據同步和交換。消息中間件主要用于分布式系統的集成，用戶不同系統之間的通信和協同。應用中間件則用于功能模塊，實現功能的系統間共用。技術支撐層為業務系統之間、區校平臺之間的數據交換與集成整合提供了基礎。

業務層主要針對教育系統不同的用戶主體，設計不同的業務系統。教育管理者，主要負責學籍的管理、教師基本信息的管理、機構管理，以及各個業務系統的數據統計分析、數據挖掘、輔助決策。面向教師，則主要提供覆蓋管理、培訓、業務指導各個方面的應用系統。針對學生則提供學習內容管理系統、學習管理系統、測評系統和學業質量管理系統等。業務層是支撐整個教育信息化的重要組成部分，是顯示教育數字化的關鍵。對業務系統的數據進行抽取和清洗后則可以進入相關的檔案系統，以供數據挖掘和教育決策使用。

門戶層，為教育系統的所有人員提供個性化門戶，為教育系統人員打造業務、管理的主通道。

學生、家長、教師、教育行政人員都可以通過主流的終端設備、主流的瀏覽器或客戶端來訪問相關系統。

制定好區域教育信息化整體規劃后，還需要制定相關的標準，以供區校兩級平臺參考使用。

在標準制定上，國家制定了教育管理信息標準、教育資源建設技術規范等一系列的標準體系，區域信息化發展中，需要嚴格遵循國家制定的標準體系，以便于數據的共享。此外，區域信息化的發展中還應制定符合本區實際的元數據規范集。如表2學期考核等第。

表2 XQKHDD學期考核等第

圖3 數據中心服務

2.建設統一的數據中心（見圖3）

在區級層面，建設統一的數據中心，為所有教育單位提供統一服務，包括傳統基礎服務——互聯網服務、基礎硬件租賃服務、服務器托管服務、虛擬服務器；數據共享服務——提供基礎標準元數據共享、基礎元數據校驗服務；認證服務——為區域教育信息化應用提供統一認證服務，支持應用系統的動態接入；教育信息化系統標準制定服務——為區域信息化發展制定標準，基層單位按照國家、區域教育信息化標準開發建設本單位的信息化系統；系統建設監管服務——基層單位在建設信息化系統時，區域教育數據中心有義務對相關信息化項目進行項目監管，從而符合區域信息化標準，便于數據交換與數據共享；安全監管——為區域城域網提供網絡安全監管服務，保證區域教育信息網的安全可靠。

3.服務教師、服務學生

教師和學生為教育系統的主體，在教育信息化發展中，應充分尊重教師和學生的主體性，為教師和學生提供個性化的服務。

對于教師，通過對教師的業務分析，可發現教師需要的服務內容包括：信息查詢與檢索服務——可檢索與本人相關的全部信息，含基本信息、學分信息、業務檔案信息、獲獎信息等；網絡教研服務——為教師提供網絡教學研討的渠道，實現教師技能的提升；教師培訓服務——針對教師的個體發展需求，自由選修培訓課程，為教師提供培訓的管理服務、培訓內容服務；為教師的教學質量數據錄入、存儲、分析、數據挖掘服務——實現對教學質量的全方位把握；為教師教育科研提供服務——為教師教育科研的過程管理、課題申報等科研業務提供服務；德育發展服務——為教師德育發展提供過程監管記錄服務，有效促進教師德育發展；此外還為教師提供溝通協作服務——為以上各個服務的實現奠定基礎。（見圖4）

對于學生，為學生提供基于個體發展所需的各項服務，如信息查詢服務；個性化自主學習支撐服務；測評服務；學習過程管理服務；學習資源服務；協作交流服務。在這些服務的基礎上還需實現家校互動服務，方便實現家長和學校的信息互通。（見圖5）

圖4 教師服務項目

4.完善業務系統，制定合理的業務系統建設路徑

區域教育信息化的支撐業務系統眾多，在教育信息化建設過程中，無法實現一次性全部構建完成，因此在信息化發展過程中應該分析業務系統建設的緊迫性，根據緊迫性和重要性制定合理的業務系統建設路徑。

圖5 學生服務項目

閔行區教師業務建設過程中，主要業務系統包含教研、教師發展、德育研究、教育科研。其中教研是關系教師工作主體的教學研討以及教學業務改進的業務系統，應該首先構建，在教研業務基礎上，分別朝著教師發展、德育、教育科研等方面延伸，然后在健全的業務系統上構建教師專業發展檔案系統，根據教師專業發展檔案進行數據分析、挖掘，形成各項數據報表，回饋教師的業務發展，形成一個螺旋前進的教師業務生態系統。

5.準確定位區、校教育信息化建設策略

在區域教育信息化發展過程中務必對區、校信息化發展進行準確定位，自上而下的發展策略會抹殺學校發展的自主性，自下而上的發展策略則缺乏整體性、系統性。因此在區域教育信息化發展過程中，要準確區分區、校的工作邊界，分清權利和責任，充分調動區校兩級的積極性和主動性，有效促進區域教育信息化發展。

閔行區在區、校功能定位過程中，走了一些彎路，發生過區域層面系統建設了學校層面業務系統的事件，學校對強加過來的業務系統心理充滿了排斥，從而造成信息化系統的應用績效不高。因此，在區域信息化發展過程中，區域層面只需設計一系列的規范和標準，構建一個數據匯聚平臺，構建一個區域數據挖掘平臺。在學校層面則在規范和標準的指導下，構建具體的業務系統，業務系統只需按照標準接入區域數據匯聚平臺，實現教師、學生相關業務數據的上報功能。這樣構建了一個區域、學校的松散耦合結構，區域層面不會過多地干涉學校管理業務，學校的業務數據也實現了上報。

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