杜榮貞 吳穎惠 劉大鵬

【摘 要】為了突破智慧教育建設(shè)瓶頸，解決數(shù)據(jù)“卡脖子”問題，海淀區(qū)教委進(jìn)行前瞻性布局，抓好頂層設(shè)計(jì)和底層搭建，通過海淀區(qū)智慧教育軟件服務(wù)支撐平臺(tái)對全區(qū)已建軟件系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)整合和數(shù)據(jù)融合，探索教育數(shù)據(jù)應(yīng)用模式，在教育大數(shù)據(jù)服務(wù)創(chuàng)新方面取得了一定的突破和成效。

【關(guān)鍵詞】智慧教育；數(shù)據(jù)融合；教育大數(shù)據(jù)；模式創(chuàng)新；數(shù)字化轉(zhuǎn)型

【中圖分類號(hào)】G434? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）01-032-04

以大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等為代表的顛覆性技術(shù)正在全球蓬勃發(fā)展，掀起新一輪科技革命，推動(dòng)人類社會(huì)邁向智能時(shí)代[1]。大數(shù)據(jù)作為智能技術(shù)發(fā)展的新趨勢，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快捷的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型、巨大的數(shù)據(jù)價(jià)值和真實(shí)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。教育大數(shù)據(jù)作為教育領(lǐng)域重要的信息資產(chǎn)，能否有效融通應(yīng)用，是檢驗(yàn)智慧教育發(fā)展的重要指標(biāo)。對于區(qū)域教育主管部門來說，如何做好頂層的設(shè)計(jì)、平臺(tái)的搭建、機(jī)制的創(chuàng)新，充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)打破數(shù)據(jù)孤島，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融通，全面賦能教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是當(dāng)前面臨的重要課題。

前瞻性布局，抓好頂層設(shè)計(jì)和底層搭建

在“十三五”末期，海淀區(qū)教委對海淀區(qū)智慧教育軟硬件建設(shè)進(jìn)行了整體統(tǒng)籌規(guī)劃，搭建了海淀教育云作為堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)；鋪設(shè)教育光纜專網(wǎng)形成內(nèi)外部高速信息網(wǎng)路；發(fā)布《海淀區(qū)教育軟件系統(tǒng)互操作技術(shù)規(guī)范》確定軟件系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)互通機(jī)制；搭建“海淀區(qū)智慧教育軟件服務(wù)支撐平臺(tái)”（以下簡稱“支撐平臺(tái)”）為所有已建、新建軟件系統(tǒng)提供統(tǒng)一的軟件基座，提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、智能運(yùn)維、安全防護(hù)、運(yùn)算能力等支撐服務(wù)。這些共同構(gòu)成了海淀智慧教育發(fā)展框架，為“十四五”時(shí)期的全面統(tǒng)籌軟硬件建設(shè)和教育大數(shù)據(jù)匯集打下了必要基礎(chǔ)。

海淀區(qū)教委在2022年發(fā)布的《海淀區(qū)“十四五”時(shí)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃》中提出：“提升智慧教育服務(wù)支撐能力；積極利用大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈和人工智能技術(shù)，圍繞教育治理、教學(xué)服務(wù)、校園管理、學(xué)位供給、師資調(diào)配等方面開展決策分析、監(jiān)測預(yù)警等大數(shù)據(jù)應(yīng)用，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，暢通內(nèi)外銜接，推動(dòng)教育數(shù)據(jù)從統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)可視化等初級(jí)應(yīng)用向服務(wù)、支撐教育綜合改革的深層次應(yīng)用轉(zhuǎn)變?！北本┦泻５韰^(qū)作為全國智慧教育示范區(qū)，在教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面先行先試、積極探索，以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，持續(xù)推進(jìn)海淀教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

以目標(biāo)為導(dǎo)向，探索教育數(shù)據(jù)應(yīng)用模式

近年來，海淀區(qū)教委利用區(qū)域教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)，解決發(fā)展過程中遇到的問題時(shí)，不斷增強(qiáng)數(shù)據(jù)采集手段，提升數(shù)據(jù)融合治理和數(shù)據(jù)資產(chǎn)化程度，增加了數(shù)據(jù)共享機(jī)制，完善了數(shù)據(jù)目錄，強(qiáng)化了數(shù)據(jù)分析挖掘的能力，建設(shè)了規(guī)模性大數(shù)據(jù)應(yīng)用，保障了教育數(shù)據(jù)的安全。

基于教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)，沉淀教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)，將教育教學(xué)數(shù)據(jù)、教育治理數(shù)據(jù)、教育管理數(shù)據(jù)、學(xué)情數(shù)據(jù)等，進(jìn)行整合匯聚，挖掘教育數(shù)據(jù)的價(jià)值，通過多維度的數(shù)據(jù)分析和挖掘，將數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)資產(chǎn)，為海淀區(qū)各級(jí)教育管理機(jī)構(gòu)提供數(shù)據(jù)共享、管理分析和決策咨詢，提高數(shù)據(jù)服務(wù)決策的輔助能力。

構(gòu)建從可視化數(shù)據(jù)采集、治理、存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)資產(chǎn)化管理、分析挖掘、數(shù)據(jù)安全等全鏈條的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，完善教育大數(shù)據(jù)處理與分析能力，增補(bǔ)教育數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)化管理，為各類大數(shù)據(jù)分析服務(wù)提供平臺(tái)級(jí)支撐和數(shù)據(jù)服務(wù)保障，對教育核心數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集中管理，建立常態(tài)化數(shù)據(jù)維護(hù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)平臺(tái)、一數(shù)一源、一處更新、全網(wǎng)調(diào)用、集約建設(shè)”的教育數(shù)據(jù)應(yīng)用模式。

依托智慧教育支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)互聯(lián)互通

經(jīng)過多年的不懈努力，海淀區(qū)教委在大數(shù)據(jù)建設(shè)上已經(jīng)取得了階段性的成果，從支撐平臺(tái)提供應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，到數(shù)據(jù)采集、匯聚、融合、治理、應(yīng)用的大數(shù)據(jù)服務(wù)，再到大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，逐步建成一套完整的教育大數(shù)據(jù)體系。

1.智能化的教育服務(wù)體系支撐平臺(tái)

2019年，海淀區(qū)教委建設(shè)了“支撐平臺(tái)”，該平臺(tái)的核心目標(biāo)是支撐區(qū)級(jí)軟件系統(tǒng)的統(tǒng)一部署和管理，實(shí)現(xiàn)區(qū)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)的全生命周期管理，區(qū)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一應(yīng)用門戶、統(tǒng)一訪問終端。建設(shè)區(qū)級(jí)大數(shù)據(jù)中心，包括大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心和大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心，按HWIF規(guī)范匯聚區(qū)級(jí)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)到區(qū)級(jí)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。這在功能上滿足了區(qū)級(jí)應(yīng)用互聯(lián)互通、統(tǒng)一管理需求，同時(shí)促進(jìn)信息技術(shù)與校園管理的整合。

2.多樣化的數(shù)據(jù)采集和融合處理服務(wù)

教育數(shù)據(jù)資源是海淀區(qū)教育的重要資產(chǎn)，既需要將散布在各教育機(jī)構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)里的教育教學(xué)數(shù)據(jù)、教育治理數(shù)據(jù)、教育管理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯聚與標(biāo)準(zhǔn)化處理，也需要對匯聚的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整理編目，以形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)，讓資產(chǎn)清晰可見。

海淀區(qū)教委對市、區(qū)級(jí)共11個(gè)機(jī)構(gòu)提供的14個(gè)不同來源、不同架構(gòu)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，共完成約1730萬條異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集、清洗、規(guī)劃、處理工作。按照數(shù)據(jù)規(guī)范，啟動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚和轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一存儲(chǔ)至“支撐平臺(tái)”，再根據(jù)數(shù)據(jù)的教育屬性，將其分類整編成體質(zhì)健康數(shù)據(jù)、成績數(shù)據(jù)等29類數(shù)據(jù)目錄，讓海淀區(qū)教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)可見可查，方便領(lǐng)導(dǎo)和各教育機(jī)構(gòu)在平臺(tái)內(nèi)檢索查閱，或按目錄傳回自有系統(tǒng)使用。最終達(dá)成構(gòu)建同源數(shù)據(jù)中心，增強(qiáng)區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)共享能力的目標(biāo)。隨著教育大數(shù)據(jù)治理與服務(wù)的推進(jìn)，將逐步實(shí)現(xiàn)區(qū)級(jí)全業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的全維度覆蓋。

3.高效化的教育大數(shù)據(jù)管理服務(wù)

完成教育數(shù)據(jù)的清洗、匯聚、目錄化后，在支撐平臺(tái)的基礎(chǔ)上，為使用者提供了教育大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)填報(bào)采集、在線申請、審核、查看、下載等功能，對數(shù)據(jù)權(quán)限、流轉(zhuǎn)進(jìn)行管理。各教育機(jī)構(gòu)用戶既可實(shí)現(xiàn)專項(xiàng)數(shù)據(jù)采集填報(bào)，也可以按自有權(quán)限，點(diǎn)選數(shù)據(jù)目錄、申請查閱使用數(shù)據(jù)，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享，提升數(shù)據(jù)價(jià)值。截至目前，“支撐平臺(tái)”為區(qū)級(jí)資源平臺(tái)、作業(yè)管理系統(tǒng)、活動(dòng)評選系統(tǒng)、區(qū)級(jí)師訓(xùn)四個(gè)授權(quán)系統(tǒng)提供安全、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)幾十萬余條。

4.精準(zhǔn)化的大數(shù)據(jù)分析服務(wù)

發(fā)揮數(shù)據(jù)在教育教學(xué)管理中的基礎(chǔ)要素作用，對跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全維度分析、多層級(jí)穿透，做到共性復(fù)用、數(shù)據(jù)貫通、融合計(jì)算，初步形成以教育主題分析、工作專題分析為主的教育數(shù)據(jù)應(yīng)用典型模式。根據(jù)教育工作需求，“支撐平臺(tái)”累計(jì)為主管決策部門建立129個(gè)主題分析專用數(shù)據(jù)集、8個(gè)主題分析報(bào)告和2個(gè)專題分析報(bào)告，制作大數(shù)據(jù)分析報(bào)表112張，展示海淀教育治理工作全貌和多項(xiàng)具體工作內(nèi)容。充分利用“支撐平臺(tái)”提供的工具和算法，聚焦教育工作的熱點(diǎn)、難點(diǎn)，為教育機(jī)構(gòu)的具體工作需求提供精準(zhǔn)服務(wù)，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教育科學(xué)決策和精準(zhǔn)治理。

利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，配合教委人力資源科、人才服務(wù)中心、教師進(jìn)修學(xué)校等單位為教師交流輪崗工作提供數(shù)據(jù)層面的輔助決策支撐服務(wù)。

5.可視化的大數(shù)據(jù)平臺(tái)

“支撐平臺(tái)”數(shù)據(jù)交換中心雖然解決了不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換需求，并對已標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，但對于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的交換需求以及尚未接入“支撐平臺(tái)”的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，“支撐平臺(tái)”的能力是不足的，同時(shí)數(shù)據(jù)融合處理能力是缺失的。

為此，海淀區(qū)教委在充分利用支撐平臺(tái)原有的存儲(chǔ)和底層能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建設(shè)全流程全功能的教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)（圖1），大數(shù)據(jù)平臺(tái)是大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息流通的陣地，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)融通，為數(shù)據(jù)共享提供服務(wù)[2]。該平臺(tái)功能包括采集匯聚、治理與資產(chǎn)、目錄化與共享、分析挖掘與應(yīng)用、安全五大部分。

在海淀區(qū)教委所屬教育機(jī)構(gòu)軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，存儲(chǔ)著多重維度、不同類型的教育治理和教育管理數(shù)據(jù)，可視化數(shù)據(jù)采集匯聚系統(tǒng)從這些數(shù)據(jù)源中采集匯聚海量的原始、非標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，充分融合海淀區(qū)教育系統(tǒng)已有數(shù)據(jù)，為構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的教育數(shù)據(jù)中心建立基礎(chǔ)，為教育數(shù)據(jù)治理和決策分析提供原始數(shù)據(jù)。

海淀區(qū)教育的數(shù)據(jù)資產(chǎn)通過可視化數(shù)據(jù)分析挖掘系統(tǒng)進(jìn)行直觀地展示，為各教育機(jī)構(gòu)開展日常工作和領(lǐng)導(dǎo)決策所使用。通過使用學(xué)校數(shù)據(jù)、教師數(shù)據(jù)、學(xué)生數(shù)據(jù)、教育資產(chǎn)數(shù)據(jù)、教學(xué)數(shù)據(jù)等不同維度的數(shù)據(jù)制作可視化分析報(bào)告，全面直觀地展現(xiàn)出多個(gè)維度的信息。大數(shù)據(jù)分析中心以數(shù)據(jù)駕駛艙的形式，集中展示全區(qū)各類教育主題數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析報(bào)告，為教育決策者和領(lǐng)導(dǎo)者提供數(shù)據(jù)支撐。

多元化數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)賦能區(qū)域教育治理

1.自動(dòng)獲取和分享數(shù)據(jù)，減量增效

“支撐平臺(tái)”完成了市、區(qū)多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)打通、清洗、整合、互通工作，能向海淀區(qū)教委各科室原有填報(bào)系統(tǒng)共享平臺(tái)已具備的數(shù)據(jù)，向海淀區(qū)資源平臺(tái)、海淀區(qū)作業(yè)系統(tǒng)等區(qū)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)自動(dòng)分發(fā)師生數(shù)據(jù)和部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（圖2），不再需要教師單獨(dú)填寫相應(yīng)數(shù)據(jù)，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證，減少教師操作步驟，實(shí)現(xiàn)“一處填報(bào)，多處使用”。

2.便捷的在線審批實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)放

以往海淀區(qū)教育的各項(xiàng)數(shù)據(jù)分散在各個(gè)不同教育機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)里，教育機(jī)構(gòu)很難獲取精準(zhǔn)的全區(qū)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，各教育機(jī)構(gòu)需要使用區(qū)級(jí)整合的大數(shù)據(jù)時(shí)，只需要在平臺(tái)上勾選自己需要使用的數(shù)據(jù)和字段，提交使用申請，在線審批通過后，教師即能在平臺(tái)上看到自己需要的數(shù)據(jù)列表，也可下載使用。這項(xiàng)工作讓數(shù)據(jù)“多跑路”，讓教師“少跑路”，極大改善了以往教師收集數(shù)據(jù)時(shí)跑斷腿、四處求人的情況。

3.高效的采集能力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

充分利用“支撐平臺(tái)”的數(shù)據(jù)采集能力，各教育機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)特殊數(shù)據(jù)采集無紙化和統(tǒng)計(jì)分析自動(dòng)化，簡化工作流程，降低組織難度，減輕老師工作負(fù)擔(dān)。2022年“支撐平臺(tái)”輔助海淀區(qū)教委食品安全科對全區(qū)中小學(xué)、幼兒園、社辦點(diǎn)共計(jì)637個(gè)校址的食堂進(jìn)行每月2次的食堂安全檢查，共完成1841次檢查數(shù)據(jù)采集，并協(xié)助完成449所學(xué)校學(xué)生就餐情況數(shù)據(jù)的上報(bào)和匯總工作。配合海淀區(qū)教委學(xué)前科和綜治辦開展社區(qū)辦園點(diǎn)專項(xiàng)治理檢查工作，完成100所社區(qū)辦園點(diǎn)涉及校園安全、收費(fèi)情況、疫情防控等方面90個(gè)指標(biāo)項(xiàng)的檢查工作。

4.利用大數(shù)據(jù)分析支持業(yè)務(wù)開展

聚焦教育工作的熱點(diǎn)、難點(diǎn)，充分使用支撐平臺(tái)提供的工具和能力，為教育機(jī)構(gòu)的具體工作需求提供精準(zhǔn)服務(wù)，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教育科學(xué)決策和精準(zhǔn)治理。

海淀區(qū)教委人力資源科、人才服務(wù)中心、教師進(jìn)修學(xué)校使用“支撐平臺(tái)”的數(shù)據(jù)分析功能，在教師交流輪崗工作中，對市級(jí)、區(qū)級(jí)共6個(gè)教育機(jī)構(gòu)提供的系統(tǒng)中近70萬條數(shù)據(jù)進(jìn)行全維度分析、多層級(jí)穿透，建立綜合分析、學(xué)區(qū)和集團(tuán)校分析、學(xué)科教師分析、學(xué)生成績和體質(zhì)健康分析等7個(gè)維度分析共75個(gè)數(shù)據(jù)模型（圖3），形成17個(gè)學(xué)區(qū)、36所集團(tuán)校、134所學(xué)校的精準(zhǔn)畫像，鎖定127所符合輸出要求的集團(tuán)校和非集團(tuán)校，結(jié)合年齡、教齡等因素，考慮學(xué)科傾向性、骨干教師引領(lǐng)性，最終確定6814名符合要求的可輪崗教師。

在輪崗過程中，根據(jù)干部教師交流輪崗效果的數(shù)據(jù)反饋，實(shí)時(shí)改進(jìn)工作方式，不斷優(yōu)化政策細(xì)節(jié)，形成了良性循環(huán)。這提升了學(xué)校的綜合辦學(xué)能力、教師隊(duì)伍的整體實(shí)力，推動(dòng)了海淀教育的優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展。

作為海淀區(qū)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的開局破題之舉，“支撐平臺(tái)”在功能上滿足了市、區(qū)、校級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)互通、統(tǒng)一管理、性能提升的需求，成為海淀教育數(shù)字化藍(lán)圖中的統(tǒng)一賦能引擎、數(shù)據(jù)交換樞紐和軟件安全屏障。海淀區(qū)教育科學(xué)研究院在實(shí)際使用和工作推進(jìn)中，矚目長遠(yuǎn)、立足當(dāng)下，關(guān)照全局、疏通堵點(diǎn)，協(xié)助各業(yè)務(wù)科室實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+業(yè)務(wù)創(chuàng)新”。海淀智慧教育已開始初步呈現(xiàn)大數(shù)據(jù)管理和分析實(shí)效，后續(xù)將充分發(fā)揮支撐平臺(tái)的彈性和成長性，嵌入專業(yè)大數(shù)據(jù)工具，引入機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的深度學(xué)習(xí)，圍繞教育管理和教育教學(xué)創(chuàng)建新場景，提供以學(xué)校、教師、學(xué)生、管理者為中心的泛在服務(wù)，推動(dòng)教育數(shù)據(jù)的整合和服務(wù)的創(chuàng)新。

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