區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展參考框架*

劉邦奇 張振超 王亞飛

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區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展參考框架*

劉邦奇1,2張振超3王亞飛1[通訊作者]

（1．訊飛教育技術(shù)研究院，安徽合肥 230088； 2．首都師范大學(xué) 教育學(xué)院，北京 100048； 3．廣東省教育廳 規(guī)劃發(fā)展處，廣東廣州 510080）

如何規(guī)劃和發(fā)展區(qū)域教育大數(shù)據(jù)，是當(dāng)前教育信息化2.0推進(jìn)實(shí)踐與學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)。文章首先從教育信息化深化發(fā)展中遇到的問(wèn)題入手，指出教育大數(shù)據(jù)是信息化深入發(fā)展的必然結(jié)果，并指出區(qū)域發(fā)展教育大數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃。隨后，文章提出了“區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展參考框架”，指出應(yīng)在規(guī)劃教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的同時(shí)，注重專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)協(xié)同與各項(xiàng)保障制度的建設(shè)。最后，文章以廣東省某市教育大數(shù)據(jù)規(guī)劃為例，分享了該參考框架的應(yīng)用實(shí)踐，并討論了該參考框架的優(yōu)點(diǎn)與不足。

教育大數(shù)據(jù)；區(qū)域教育大數(shù)據(jù)規(guī)劃；參考框架

引言

國(guó)務(wù)院在2015年8月印發(fā)的《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》中指出，要“完善教育管理公共服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的伴隨式收集”[1]。此后，教育部在《2018年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》中提出：“出臺(tái)教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃”、“推動(dòng)大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等新技術(shù)在教育教學(xué)中的深度應(yīng)用”。自此，發(fā)展教育大數(shù)據(jù)受到了全國(guó)各地的廣泛關(guān)注。本研究通過(guò)搜索引擎（包括百度搜索和Bing搜索）查找了全國(guó)31個(gè)省級(jí)行政區(qū)域（不包括港澳臺(tái)地區(qū)）的信息化規(guī)劃情況，發(fā)現(xiàn)所有區(qū)域都明確規(guī)定了本區(qū)域發(fā)展教育大數(shù)據(jù)的任務(wù)與目標(biāo)。通過(guò)進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，全國(guó)多數(shù)省會(huì)城市和大量教育信息化基礎(chǔ)良好的城市，正在開(kāi)展或籌劃本區(qū)域的教育大數(shù)據(jù)發(fā)展工作。區(qū)域教育大數(shù)據(jù)規(guī)劃研究已成為各地區(qū)籌劃教育信息化深化發(fā)展、推進(jìn)教育信息化2.0實(shí)踐與研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

一區(qū)域發(fā)展教育大數(shù)據(jù)的背景與意圖

1 區(qū)域發(fā)展教育大數(shù)據(jù)恰逢其時(shí)

教育大數(shù)據(jù)之所以受到了區(qū)域的高度重視，一方面在于國(guó)家及本省（市、自治區(qū)）政策的支持；另一方面，當(dāng)前我國(guó)教育信息化發(fā)展進(jìn)入2.0時(shí)代，區(qū)域教育信息化也進(jìn)入新的發(fā)展階段，需要借助創(chuàng)新技術(shù)持續(xù)推動(dòng)教育信息化的進(jìn)步。在眾多區(qū)域，教育信息化發(fā)展取得了巨大進(jìn)步：教學(xué)環(huán)境越來(lái)越好、教育資源越來(lái)越豐富、信息化教學(xué)越來(lái)越普及、公共教育平臺(tái)的服務(wù)水平越來(lái)越高且覆蓋面越來(lái)越廣[2]。但由于教育信息化具有應(yīng)用場(chǎng)景多樣、業(yè)務(wù)邏輯繁復(fù)、需求差異顯著等特點(diǎn)，不得不建設(shè)越來(lái)越多的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)對(duì)；在全國(guó)各個(gè)區(qū)域都積累了大量的、建設(shè)于不同時(shí)期、針對(duì)不同目標(biāo)、交由不同廠商、采用不同技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)的教育信息化系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在解決問(wèn)題的同時(shí)也給用戶(hù)帶來(lái)了巨大的困擾與挑戰(zhàn)。本研究以2017年5月筆者在廣東東部某市的調(diào)研數(shù)據(jù)為依據(jù)，發(fā)現(xiàn)了如下問(wèn)題：①縣區(qū)級(jí)教育局日常使用的信息化系統(tǒng)數(shù)量過(guò)多（總量多達(dá)30余個(gè)），熟悉、管理和使用全部的系統(tǒng)較為困難；②經(jīng)常需要在多個(gè)系統(tǒng)之間導(dǎo)入、導(dǎo)出和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)；③重要數(shù)據(jù)需要在多個(gè)系統(tǒng)中錄入；④同一個(gè)指標(biāo)在不同系統(tǒng)中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果不一致，需承受大量的人工分析與處理工作等。

傳統(tǒng)信息技術(shù)應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題時(shí)總是“按下葫蘆浮起瓢”，而大數(shù)據(jù)提供了系統(tǒng)性解決問(wèn)題的手段。教育大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集，使所有的應(yīng)用系統(tǒng)都成為數(shù)據(jù)采集端，彌補(bǔ)了特定數(shù)據(jù)只能由專(zhuān)門(mén)的信息化系統(tǒng)采集的不足，解決了系統(tǒng)重復(fù)冗余的問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一交換，使數(shù)據(jù)能夠在系統(tǒng)與中心之間非實(shí)時(shí)交換，極大地降低了數(shù)據(jù)交換技術(shù)的復(fù)雜度，解決了數(shù)據(jù)高效流轉(zhuǎn)的問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)了離線數(shù)據(jù)的統(tǒng)一加工，使數(shù)據(jù)能夠被全面清洗、集中規(guī)整并以統(tǒng)一的口徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，規(guī)避了相同指標(biāo)在不同系統(tǒng)中含義不一致的現(xiàn)象，解決了數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)了離線數(shù)據(jù)與在線數(shù)據(jù)的統(tǒng)一利用，使數(shù)據(jù)可以跨場(chǎng)景、多角度、全方位地呈現(xiàn)和發(fā)掘規(guī)律，擴(kuò)大了數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，極大地提升了數(shù)據(jù)的內(nèi)在價(jià)值。因此，區(qū)域發(fā)展教育大數(shù)據(jù)是教育信息化進(jìn)一步深化發(fā)展的必然結(jié)果。

2 區(qū)域發(fā)展教育大數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃

社會(huì)的進(jìn)步總是從工具的革新開(kāi)始的，正如蒸汽機(jī)的發(fā)明推動(dòng)了工業(yè)革命。教育大數(shù)據(jù)技術(shù)也為教學(xué)、學(xué)習(xí)及管理決策等教育活動(dòng)提供了全新的科學(xué)工具，并有力地推動(dòng)了教育的變革。區(qū)域應(yīng)基于教育大數(shù)據(jù)技術(shù)開(kāi)展區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展的規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作，一方面解決教育大數(shù)據(jù)工具如何打造的問(wèn)題，即海量數(shù)據(jù)如何采集、加工、存儲(chǔ)和管理？如何通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析和挖掘，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律、構(gòu)建數(shù)據(jù)模型？如何在信息化系統(tǒng)中運(yùn)用數(shù)據(jù)規(guī)律、應(yīng)用數(shù)據(jù)模型？另一方面解決教育大數(shù)據(jù)工具如何應(yīng)用的問(wèn)題，即如何培養(yǎng)運(yùn)用教育大數(shù)據(jù)工具的意識(shí)與習(xí)慣？教育大數(shù)據(jù)工具的最佳使用模式是什么？如何持續(xù)推動(dòng)教育大數(shù)據(jù)工具的創(chuàng)新與發(fā)展？因此，系統(tǒng)考慮區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展的問(wèn)題而非僅僅關(guān)注信息化系統(tǒng)建設(shè)本身，是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。構(gòu)建一個(gè)包含上述問(wèn)題解決方案的參考框架，用以指導(dǎo)編制區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展規(guī)劃，成為必然選擇。

二區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展參考框架概述

從2016年開(kāi)始，本研究團(tuán)隊(duì)在全國(guó)幾十個(gè)地市級(jí)區(qū)域開(kāi)展了關(guān)于教育大數(shù)據(jù)規(guī)劃與建設(shè)的需求調(diào)研，與區(qū)域教育主管部門(mén)進(jìn)行了廣泛溝通交流，并對(duì)規(guī)劃及建設(shè)方案在部分區(qū)域進(jìn)行了試點(diǎn)驗(yàn)證。結(jié)合各地共性需求，本研究提出了“區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展參考框架”（下文簡(jiǎn)稱(chēng)“參考框架”）。當(dāng)前已有多個(gè)城市以該參考框架為藍(lán)本，編寫(xiě)了本區(qū)域的教育大數(shù)據(jù)發(fā)展規(guī)劃。

1 區(qū)域教育大數(shù)據(jù)三要素模型

參考框架認(rèn)為，區(qū)域教育大數(shù)據(jù)離不開(kāi)“大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系（簡(jiǎn)稱(chēng)‘應(yīng)用體系’）建設(shè)”、“大數(shù)據(jù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)（簡(jiǎn)稱(chēng)‘專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)’）建設(shè)”和“大數(shù)據(jù)保障制度（簡(jiǎn)稱(chēng)‘保障制度’）建設(shè)”等三個(gè)關(guān)鍵要素的協(xié)同配合，每個(gè)要素又由多項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容組成，如圖1所示。“應(yīng)用體系”建設(shè)是教育大數(shù)據(jù)規(guī)劃的主體內(nèi)容，描述了應(yīng)提供怎樣的大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)以服務(wù)于各類(lèi)教育教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)也回答了“教育大數(shù)據(jù)工具如何打造”的問(wèn)題。“專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)”建設(shè)為區(qū)域大數(shù)據(jù)與教育的融合創(chuàng)新應(yīng)用提供了人才保障，使區(qū)域有多領(lǐng)域的專(zhuān)家隊(duì)伍，系統(tǒng)性規(guī)劃應(yīng)用體系建設(shè)與各項(xiàng)制度建設(shè)問(wèn)題，并重點(diǎn)研究與推廣大數(shù)據(jù)在教學(xué)、學(xué)習(xí)與管理中的應(yīng)用問(wèn)題。“保障制度”建設(shè)為區(qū)域大數(shù)據(jù)建設(shè)有序開(kāi)展和持續(xù)發(fā)揮價(jià)值建立可靠的長(zhǎng)效機(jī)制，使各項(xiàng)工作能夠安全、自主、有序地推進(jìn)。可以說(shuō)，“專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)”建設(shè)與“保障制度”建設(shè)為“應(yīng)用體系”建設(shè)提供了重要的支撐，同時(shí)也回答了“教育大數(shù)據(jù)工具如何應(yīng)用”的問(wèn)題。

圖1 區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展三要素模型

2 大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系建設(shè)

大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系建設(shè)的核心內(nèi)容可概括為“完成三項(xiàng)任務(wù)、構(gòu)建一個(gè)體系”，即以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，通過(guò)完成數(shù)據(jù)源管理、能力平臺(tái)搭建和應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)三項(xiàng)任務(wù)，使數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、匯聚與賦能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，最終完成區(qū)域教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系（如圖2所示）的構(gòu)建。

圖2 區(qū)域教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)之間流轉(zhuǎn)的規(guī)范，必須在應(yīng)用體系構(gòu)建之初優(yōu)先做規(guī)劃。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具體定義了基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、平臺(tái)/支撐標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容[3]。可通過(guò)遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和制定地方標(biāo)準(zhǔn)三種形式，構(gòu)建區(qū)域教育大數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，具體包括四類(lèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：①研發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，定義了需采用哪一類(lèi)開(kāi)源技術(shù)框架，如明確規(guī)定計(jì)算框架是采用Hadoop MapReduce、Spark、Storm中的一個(gè)還是多個(gè)；定義了在數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中算法的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)版本、參數(shù)值的取值范圍等。②數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，定義了數(shù)據(jù)伴隨式上報(bào)服務(wù)的接口標(biāo)準(zhǔn)、上報(bào)內(nèi)容的格式標(biāo)準(zhǔn)、用戶(hù)行為日志格式標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)等。③數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，定義了各種教育統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的含義及計(jì)算方法，定義了教師、學(xué)生、學(xué)校、應(yīng)用場(chǎng)景等教育大數(shù)據(jù)主要研究對(duì)象的數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)。④應(yīng)用服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了對(duì)外輸出的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)的接口定義與應(yīng)用集成策略等。總之，區(qū)域應(yīng)以遵循統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為前提，完成以下三項(xiàng)工作，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系的構(gòu)建。

（1）數(shù)據(jù)源管理

數(shù)據(jù)源管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域教育相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)性地調(diào)查、分析、整理和數(shù)據(jù)匯聚前的預(yù)處理等，它是教育大數(shù)據(jù)建設(shè)的基礎(chǔ)工作。按照數(shù)據(jù)的歸屬關(guān)系，數(shù)據(jù)源可分為兩大類(lèi)：①區(qū)域教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)，是指可由本地教育部門(mén)直接管理和使用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于本地管理和使用的各類(lèi)教育信息化系統(tǒng)，并物理存儲(chǔ)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、行為日志、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)及消息隊(duì)列等系統(tǒng)模塊之中。②第三方數(shù)據(jù)，既包括上級(jí)區(qū)域、下級(jí)區(qū)域、兄弟區(qū)域所管理的教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)，又包括其它行業(yè)數(shù)據(jù)（如智慧城市的數(shù)據(jù)）。當(dāng)前，區(qū)域教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)是教育大數(shù)據(jù)研究與分析的主體內(nèi)容，但第三方數(shù)據(jù)也在越來(lái)越多的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用中發(fā)揮價(jià)值，如“學(xué)區(qū)學(xué)位劃分”問(wèn)題依賴(lài)于住房、戶(hù)籍等第三方數(shù)據(jù)。

根據(jù)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生方式與使用目的的不同，教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)可粗略分為四大類(lèi)：①管理數(shù)據(jù)，指在各類(lèi)教育管理信息化系統(tǒng)中生成、使用和管理的數(shù)據(jù)，如學(xué)籍、師籍系統(tǒng)中的學(xué)生和教師的個(gè)人信息，教育辦公系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)，軟硬件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，各項(xiàng)教育指標(biāo)統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)等；②測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)，指在各類(lèi)測(cè)評(píng)診斷系統(tǒng)中產(chǎn)生、使用和管理的數(shù)據(jù)，如作業(yè)系統(tǒng)中的作業(yè)數(shù)據(jù)，考試系統(tǒng)中的考試答卷數(shù)據(jù)與閱卷成績(jī)數(shù)據(jù)，綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)、實(shí)踐活動(dòng)數(shù)據(jù)、指標(biāo)分析數(shù)據(jù)等；③行為數(shù)據(jù)，指用戶(hù)在使用各類(lèi)教育信息化系統(tǒng)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如智慧課堂系統(tǒng)中記錄的教師教學(xué)行為數(shù)據(jù)、師生互動(dòng)數(shù)據(jù)，在線作業(yè)系統(tǒng)中記錄的學(xué)生答題行為數(shù)據(jù)等；④資源數(shù)據(jù)，指在各類(lèi)教育信息化系統(tǒng)中使用或產(chǎn)生的各類(lèi)多媒體資源，如應(yīng)用于智慧課堂系統(tǒng)中的課程資料、教學(xué)課件，應(yīng)用于在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的微課資源與試題資源，課堂分析系統(tǒng)中記錄的課堂實(shí)錄音視頻資源等。

（2）能力平臺(tái)搭建

能力平臺(tái)的搭建實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)匯聚、存儲(chǔ)、加工及統(tǒng)計(jì)挖掘服務(wù)等技術(shù)能力的平臺(tái)化輸出，也是教育大數(shù)據(jù)建設(shè)的核心內(nèi)容。能力平臺(tái)不僅提供了功能完備的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，保障了區(qū)域教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)的積累、管理和增值，還提供了功能強(qiáng)大的用戶(hù)工作臺(tái)，降低了面向教育領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用門(mén)檻。此外，能力平臺(tái)還實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的深度融合，一方面人工智能引擎的集成增強(qiáng)了平臺(tái)的數(shù)據(jù)智能化處理能力，另一方面平臺(tái)的海量數(shù)據(jù)與計(jì)算框架又助推了人工智能引擎的改進(jìn)與優(yōu)化。

能力平臺(tái)可依據(jù)業(yè)務(wù)功能劃分為四大中心模塊：①數(shù)據(jù)匯聚中心，是平臺(tái)的數(shù)據(jù)入口，實(shí)現(xiàn)了從信息化系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)、支持平臺(tái)主動(dòng)從數(shù)據(jù)源抽取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)源主動(dòng)向平臺(tái)上報(bào)數(shù)據(jù)、平臺(tái)與數(shù)據(jù)源之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)同步等；實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)與第三方數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)交換；實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的清洗、補(bǔ)齊、歸一化等預(yù)處理操作。②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，為各模塊輸出存儲(chǔ)能力，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)；通過(guò)建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，不僅支持只經(jīng)過(guò)預(yù)處理的原始數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，還支持經(jīng)過(guò)加工與建模后的專(zhuān)題數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，支持對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制。③數(shù)據(jù)加工中心，為各模塊輸出計(jì)算能力；基于開(kāi)源技術(shù)建立分布式存儲(chǔ)與計(jì)算框架，支持任務(wù)監(jiān)管與安全管理。④數(shù)據(jù)服務(wù)中心，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)大數(shù)據(jù)能力的對(duì)外輸出；集成人工智能技術(shù)，支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)計(jì)算，對(duì)外提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)和數(shù)據(jù)挖掘模型的計(jì)算服務(wù)。

（3）大數(shù)據(jù)應(yīng)用研發(fā)

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了將大數(shù)據(jù)能力轉(zhuǎn)化為應(yīng)用系統(tǒng)或集成到教育信息化系統(tǒng)之中。大數(shù)據(jù)應(yīng)用是教育大數(shù)據(jù)價(jià)值的集中體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)化教學(xué)和科學(xué)化管理等大數(shù)據(jù)智能服務(wù)在具體教育教學(xué)場(chǎng)景中的工具化和可視化。

依據(jù)大數(shù)據(jù)能力的應(yīng)用模式，大數(shù)據(jù)應(yīng)用可劃分為兩大類(lèi)：①大數(shù)據(jù)專(zhuān)題應(yīng)用，是將大數(shù)據(jù)能力直接進(jìn)行工具化形成的應(yīng)用系統(tǒng)。主要包括：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)類(lèi)應(yīng)用，如教育大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)、教學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)、區(qū)域/校園管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)等；數(shù)據(jù)分析類(lèi)應(yīng)用，如教育大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分析服務(wù)、學(xué)情分析系統(tǒng)、區(qū)域/校園教育管理分析大屏系統(tǒng)等；數(shù)據(jù)挖掘類(lèi)應(yīng)用，如教育大數(shù)據(jù)專(zhuān)題預(yù)測(cè)模型、個(gè)性化學(xué)習(xí)推薦引擎、決策支持系統(tǒng)等。②大數(shù)據(jù)集成應(yīng)用，是將大數(shù)據(jù)能力引擎化并集成到教育信息化系統(tǒng)之中，如集成了學(xué)情分析服務(wù)的智慧課堂系統(tǒng)、用作指標(biāo)分析服務(wù)的智慧校園系統(tǒng)、提供資源推薦服務(wù)的智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)等。

3 大數(shù)據(jù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)建設(shè)

大數(shù)據(jù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)建設(shè)的核心工作可概括為“依靠三類(lèi)專(zhuān)家、組建一支團(tuán)隊(duì)”，即組建一支囊括業(yè)務(wù)專(zhuān)家、教育專(zhuān)家和技術(shù)專(zhuān)家的團(tuán)隊(duì)，并實(shí)現(xiàn)三類(lèi)專(zhuān)家各司其職、協(xié)同配合，系統(tǒng)推進(jìn)教育大數(shù)據(jù)在區(qū)域的建設(shè)、應(yīng)用與發(fā)展。

（1）業(yè)務(wù)專(zhuān)家

業(yè)務(wù)專(zhuān)家既是教育大數(shù)據(jù)需求的調(diào)研歸納者和分析管理者，也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的推動(dòng)者。一方面，業(yè)務(wù)專(zhuān)家對(duì)各級(jí)教育行政機(jī)構(gòu)及各類(lèi)學(xué)校的大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研，摸清需要建設(shè)哪些業(yè)務(wù)需求急迫、與大數(shù)據(jù)關(guān)系密切的管理系統(tǒng)；另一方面，業(yè)務(wù)專(zhuān)家以中立的視角，開(kāi)展針對(duì)教師教學(xué)過(guò)程和學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的大規(guī)模觀察與記錄活動(dòng)，探尋并明確教師與學(xué)生的痛點(diǎn)需求。業(yè)務(wù)專(zhuān)家通過(guò)對(duì)上述原始需求進(jìn)行記錄、分析和研究，形成對(duì)本區(qū)域教育大數(shù)據(jù)建設(shè)詳實(shí)且可落地的規(guī)劃建設(shè)方案。在系統(tǒng)建設(shè)前期，著重解決區(qū)域教育具體的業(yè)務(wù)問(wèn)題，因此，專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)成員主要來(lái)自于熟悉管理業(yè)務(wù)的教育主管部門(mén)；而在系統(tǒng)建設(shè)后期及持續(xù)運(yùn)營(yíng)階段，著重應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)與方法解決教與學(xué)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，因此，專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)成員主要來(lái)自于教育信息化應(yīng)用典型學(xué)校。

（2）教育專(zhuān)家

教育專(zhuān)家既是教育大數(shù)據(jù)理念的傳播者與推廣者，也是將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到教育教學(xué)過(guò)程中的實(shí)踐者與布道者。一方面，教育專(zhuān)家為區(qū)域發(fā)展教育大數(shù)據(jù)建言獻(xiàn)策、提供發(fā)展思路、建設(shè)方案和實(shí)施路線圖，同時(shí)幫助業(yè)務(wù)專(zhuān)家掌握面向教育領(lǐng)域用戶(hù)的需求調(diào)研技巧，熟悉教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系規(guī)劃與設(shè)計(jì)的方法論：另一方面，教育專(zhuān)家將針對(duì)典型的教育教學(xué)場(chǎng)景，深入到一線的教職員工之中，開(kāi)展大數(shù)據(jù)應(yīng)用技能培訓(xùn)，同時(shí)開(kāi)展聯(lián)合科研活動(dòng)，以期在實(shí)踐中總結(jié)大數(shù)據(jù)教學(xué)、大數(shù)據(jù)管理的最佳應(yīng)用模式與最佳應(yīng)用案例，并進(jìn)行示范和推廣。在系統(tǒng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)前期，教育專(zhuān)家主要來(lái)自于高校和教育大數(shù)據(jù)廠商，包括教育技術(shù)、教育評(píng)價(jià)、教育統(tǒng)計(jì)與測(cè)量以及教育大數(shù)據(jù)等相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家；而在持續(xù)運(yùn)營(yíng)期間，也會(huì)有大量參與教育大數(shù)據(jù)科研的教師成長(zhǎng)為教育專(zhuān)家。

（3）技術(shù)專(zhuān)家

技術(shù)專(zhuān)家是教育大數(shù)據(jù)體系的建設(shè)者和運(yùn)營(yíng)者。一方面，技術(shù)專(zhuān)家將業(yè)務(wù)專(zhuān)家的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)方案，并開(kāi)展具體的系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)施活動(dòng)；另一方面，技術(shù)專(zhuān)家持續(xù)關(guān)注系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)狀況和用戶(hù)的使用狀況，結(jié)合業(yè)務(wù)專(zhuān)家的需求調(diào)研報(bào)告和教育專(zhuān)家的模式研究成果，不斷統(tǒng)計(jì)、分析區(qū)域教育數(shù)據(jù)，探索、挖掘教育大數(shù)據(jù)規(guī)律，并將大數(shù)據(jù)研究成果產(chǎn)品化，提供產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)。技術(shù)專(zhuān)家主要來(lái)自于兩大類(lèi)：一類(lèi)是教育大數(shù)據(jù)廠商和高校的外部專(zhuān)家，包括大數(shù)據(jù)挖掘、信息化系統(tǒng)架構(gòu)等相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家，他們是團(tuán)隊(duì)的骨干；另一類(lèi)是本地引進(jìn)和培養(yǎng)的技術(shù)專(zhuān)家，他們是團(tuán)隊(duì)的主體。

4 大數(shù)據(jù)保障制度建設(shè)

大數(shù)據(jù)管理制度建設(shè)的核心工作可概括為“建立三維保障、形成一套制度”，即從安全機(jī)制、協(xié)作機(jī)制和管理規(guī)范三個(gè)維度，建立一整套制度，以保障區(qū)域教育大數(shù)據(jù)得到長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展。

（1）安全機(jī)制

數(shù)據(jù)安全是區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展在制度方面應(yīng)考慮的首要問(wèn)題，應(yīng)從三個(gè)方面構(gòu)建安全機(jī)制：①制定并執(zhí)行安全制度，應(yīng)根據(jù)2017年6月1日正式實(shí)行的《中華人民共和國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全法》的具體要求，結(jié)合區(qū)域特色和教育大數(shù)據(jù)的行業(yè)特點(diǎn)，全面建立并嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安全保密制度，包括數(shù)據(jù)收集與隱私保護(hù)規(guī)范、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份管理規(guī)范、數(shù)據(jù)分層分級(jí)授權(quán)訪問(wèn)規(guī)范、數(shù)據(jù)保密制度、數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度、數(shù)據(jù)模型知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度以及數(shù)據(jù)安全的獎(jiǎng)懲措施等。②樹(shù)立與強(qiáng)化安全意識(shí)，區(qū)域教育大數(shù)據(jù)的各類(lèi)用戶(hù)應(yīng)參加有關(guān)安全制度的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，使數(shù)據(jù)生產(chǎn)者和數(shù)據(jù)使用者都牢牢樹(shù)立安全意識(shí)，并養(yǎng)成尊重用戶(hù)隱私和保守?cái)?shù)據(jù)秘密的習(xí)慣。③測(cè)試與完善安全對(duì)策，一方面應(yīng)建立“數(shù)據(jù)安全應(yīng)急預(yù)案”，即先制定預(yù)案，再進(jìn)行反復(fù)的測(cè)試與演練，最后豐富與完善預(yù)案；另一方面應(yīng)參考國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全框架和數(shù)據(jù)安全提升機(jī)制[4]，先評(píng)估當(dāng)前安全狀況并制定期望達(dá)成的目標(biāo)，再分析和確定兩者之間的差距并實(shí)施行動(dòng)計(jì)劃，最后達(dá)成預(yù)期目標(biāo)并實(shí)施完成標(biāo)準(zhǔn)化、程序化的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)的管理策略與技術(shù)方法。

（2）協(xié)作機(jī)制

建立教育大數(shù)據(jù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)協(xié)作機(jī)制，應(yīng)明確規(guī)范專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)的組織歸屬、職責(zé)范圍、選聘辦法以及工作協(xié)作模式：①專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)正式設(shè)置在相關(guān)管理部門(mén)（如教育局、大數(shù)據(jù)辦公室等），以專(zhuān)業(yè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)單位（如“教育大數(shù)據(jù)規(guī)劃研究院”）的形式存在；②專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)為區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展提供規(guī)劃設(shè)計(jì)方案和建設(shè)思路，并推動(dòng)系統(tǒng)建設(shè)、系統(tǒng)實(shí)施和應(yīng)用落地等相關(guān)事項(xiàng)；③專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)從高校和教育信息化行業(yè)延聘外部專(zhuān)家，積極從外部引進(jìn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才并從本地教職員工中培養(yǎng)本地專(zhuān)家；④專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)角色和任務(wù)分工合作，以年度為單位，將各項(xiàng)工作以項(xiàng)目的方式進(jìn)行推動(dòng)，同時(shí)明確首席專(zhuān)家負(fù)責(zé)制度。

（3）管理規(guī)范

區(qū)域制定的管理規(guī)范從政策、制度的角度為教育大數(shù)據(jù)的健康、有序發(fā)展保駕護(hù)航，具體包括：①地方政策與規(guī)劃，如制定本區(qū)域的“教育大數(shù)據(jù)五年發(fā)展規(guī)劃”、“教育大數(shù)據(jù)行動(dòng)計(jì)劃”等；②系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)與保障制度，如制定本區(qū)域的“數(shù)據(jù)平臺(tái)管理辦法”、“大數(shù)據(jù)開(kāi)放服務(wù)管理辦法”等；③應(yīng)用推廣與獎(jiǎng)懲機(jī)制，如“教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用示范校評(píng)比管理辦法”、“基于大數(shù)據(jù)的教師評(píng)價(jià)指標(biāo)體系”等。

三參考框架的應(yīng)用實(shí)踐

參考框架的建設(shè)內(nèi)容與設(shè)計(jì)思想，已在全國(guó)多個(gè)區(qū)域得到實(shí)踐與驗(yàn)證。以廣東省某市教育大數(shù)據(jù)規(guī)劃為例，本研究團(tuán)隊(duì)與該市教育行政規(guī)劃部門(mén)及教育信息中心合作，協(xié)助推動(dòng)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)組建和管理制度設(shè)計(jì)，并完成了該市《教育大數(shù)據(jù)發(fā)展規(guī)劃方案（建議稿）》的編寫(xiě)。該市以此規(guī)劃方案為藍(lán)本，正在推動(dòng)教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系（如圖3所示）一期建設(shè)，初步成果已得到該市教育部門(mén)及學(xué)校用戶(hù)的高度評(píng)價(jià)。

圖3 廣東省某市教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系

該市教育大數(shù)據(jù)發(fā)展規(guī)劃工作包括以下內(nèi)容：①推動(dòng)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)的組建工作，一方面開(kāi)辟外部合作及人才引進(jìn)通道，與知名師范類(lèi)高校中教育技術(shù)與教育測(cè)量方面的專(zhuān)家和知名技術(shù)廠商中大數(shù)據(jù)與人工智能方面的專(zhuān)家建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，聘任首席技術(shù)專(zhuān)家和首席教育專(zhuān)家，同時(shí)系統(tǒng)引入專(zhuān)業(yè)人才；另一方面制定需求調(diào)研計(jì)劃、制定教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用課題研究指南，從教育局和學(xué)校選拔、聘任業(yè)務(wù)專(zhuān)家，并建立教育專(zhuān)家培養(yǎng)計(jì)劃。②開(kāi)展各項(xiàng)制度的設(shè)計(jì)工作，推動(dòng)“市教育大數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系”（通過(guò)選擇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和編寫(xiě)地方標(biāo)準(zhǔn)三種方式組合完成）、“市教育大數(shù)據(jù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)管理辦法”和“市教育大數(shù)據(jù)管理辦法”等技術(shù)規(guī)范與管理制度的編寫(xiě)、論證、審批與試點(diǎn)。③推動(dòng)系統(tǒng)建設(shè)方案的規(guī)劃工作，與長(zhǎng)期服務(wù)于該市教育領(lǐng)域的、某全國(guó)領(lǐng)先的技術(shù)咨詢(xún)公司展開(kāi)合作，在業(yè)務(wù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)的協(xié)助下初步實(shí)現(xiàn)對(duì)教育局和典型學(xué)校需求的調(diào)研，在教育專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)的協(xié)助下初步實(shí)現(xiàn)教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)，并在技術(shù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)的協(xié)助下完成對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系的架構(gòu)設(shè)計(jì)及技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案的規(guī)劃。

四結(jié)語(yǔ)

“區(qū)域教育大數(shù)據(jù)發(fā)展參考框架”為區(qū)域發(fā)展教育大數(shù)據(jù)提供了整體工作思路和系統(tǒng)性規(guī)劃框架，避免重蹈信息化系統(tǒng)建設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)的“缺乏頂層設(shè)計(jì)”、“重建設(shè)輕使用”等覆轍[5]，使區(qū)域在發(fā)展教育大數(shù)據(jù)的過(guò)程中不僅關(guān)注系統(tǒng)的建設(shè)與改進(jìn)，更關(guān)注數(shù)據(jù)規(guī)律的探索與研究，以及系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用與反饋，把區(qū)域教育大數(shù)據(jù)真正打造成為教育變革的“利器”。目前的參考框架仍不夠完善，如只探討了影響教育大數(shù)據(jù)規(guī)劃的三個(gè)關(guān)鍵要素，并沒(méi)有對(duì)其它要素進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)與梳理，不夠全面和完善；只探討了區(qū)域的共性需求，對(duì)區(qū)域更多的個(gè)性化需求支持不夠，還需在應(yīng)用時(shí)結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H進(jìn)行針對(duì)性的探討與分析。因此，在未來(lái)的理論研究與應(yīng)用實(shí)踐中，參考框架還需要不斷地改進(jìn)與發(fā)展，以期不僅能夠覆蓋更多的應(yīng)用場(chǎng)景，滿(mǎn)足更多區(qū)域的個(gè)性需求，還要能夠提供更詳實(shí)的最佳實(shí)踐與案例研究報(bào)告，使框架更易于落地實(shí)踐。

[1]國(guó)務(wù)院.促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要[OL].

[2]教育部.教育信息化“十三五”規(guī)劃[OL].

[3]中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院.人工智能標(biāo)準(zhǔn)化白皮書(shū)(2018版)[OL].

[4]National Institute of Standards and Technology. Framework for improving critical infrastructure cybersecurity[OL].

[5]蔣東興.信息化頂層設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2015:14-16.

編輯：小西

Reference Framework for the Development of Big Data in Regional Education

LIU Bang-qi1,2ZHANG Zhen-chao3WANG Ya-fei1[Corresponding Author]

The plan and development of regional education big data are becoming hot topics in education informatization 2.0 supported activities and academic research. Firstly, the present article explores the problems encountered in the deepening development of educational informatization, and points out that big data in education is the inevitable result of the further development of informatization. Meanwhile, systematic planning is demanded in order to cope with the development of regional education big data. Then, the article puts forward the “reference framework for developing regional education big data”, and proposes that while planning the application system of big data in education, we should emphasize the construction of the collaborative experts team and various security systems. Finally, this article shares a real case with application of the framework, and discusses its advantages and disadvantages.

big data in education; big data planning in regional education; reference framework

G40-057

A

1009—8097（2018）04—0005—08

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.04.001

本文為國(guó)家語(yǔ)委“十三五”重大課題“智能語(yǔ)音及人工智能技術(shù)在語(yǔ)言學(xué)習(xí)中的應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：ZDA135-4）的階段性研究成果。

劉邦奇，訊飛教育技術(shù)研究院執(zhí)行院長(zhǎng)，首都師范大學(xué)教育學(xué)院教授，碩士，研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)應(yīng)用、教育大數(shù)據(jù)、智慧課堂，郵箱lbq-nj@163.com。

2018年2月25日