基于教育城域网分布式网络协同云阅卷模式的应用实践与研究：课题成果报告

1、 基于中山教育城域网分布式网络协同云阅卷模式的应用实践与研究成果报告申请人： 黄世勇、吴宇清、李超毅、魏国营、李杰雄、 汤翠檀、周丽芬、利丽红、李景佳、李成恩、 罗振宇、陈志豪单 位：中山市教育信息中心地址：中山市东区博爱六路12号人才发展研究中心404室魏国营（收）邮编：528403手机基于中山教育城域网分布式网络协同云阅卷模式的应用实践与研究 项目申请人：黄世勇、吴宇清、李超毅、魏国营、李杰雄、汤翠檀、 周丽芬、利丽红、李景佳、李成恩、罗振宇、陈志豪 单位名称：中山市教育信息中心 单位地址：广东省中山市东区博爱六路12号人才发展研究中心404室魏国营（收） 联系电

2、话引言随着教育信息技术的迅猛发展，网络阅卷系统在各类考试中逐渐得到应用与推广，其相对于传统的“流水线式”人工阅卷，其优越性日益突显出来。“网络阅卷又称网上阅卷、计算机阅卷或无纸化阅卷。它是基于计算机网络环境,运用图片扫描、模式识别、图像处理等技术对考生试卷进行电子化处理的过程。”1此阅卷方式可以在同一张答题纸上实现客观题与主观题的统一, 通过高速文档扫描仪扫描存储到计算机内,从而获得清晰准确的图像文。客观题由计算机自动阅卷,主观题由老师通过计算机进行评判, 以控制主观题评卷误差、实现考试公平,减轻以传统翻卷批阅的负担。阅卷完毕后由计算机自动汇总分数, 并可生成几十种成

3、绩分析统计报表。网上阅卷方式充分体现了现代化考试过程中的公平公正原则,在降低教师工作强度的同时也大大提高了工作效率,对减少评卷误差、监控评卷质量起到了积极有效作用, 实现了从考试规划到统计分析各个步骤的全面信息化、自动化、网络化（如图1所示）。图1 “网络阅卷”模式拓扑图但传统的“网络阅卷”模式在对阅卷场地要求、试卷分析及试卷评价等诸多方面具有一定的局限性，其阅卷结果往往是“因阅而阅”，不能对阅卷结果进而数据分析，以及为任课教师提供科学的指导与评价；另一方面，中山教育城域网（）是中山市教育网络的核心。近年来，随着宽带网络校校通的持续建设与不断发展，中山教育城域网作为中山市教育网络的中枢和骨干，

4、承担着越来越重要的教育教学和教育管理的核心应用，在促进中山教育高位均衡发展上发挥着越来越重要的作用，原广东省教育厅电教馆彭红光馆长，形象地称赞中山教育城域网为城乡一体化搭建了一座优质高效的“一站式”教育公共服务平台。基于此，如何利用中山教育城域网的基础设施资源，发挥其技术优势，切入教育管理的重要应用就成为亟待研究的课题。中山市教育信息中心作为教育行政管理部门，在做好网络运维管理与安全保障的同时，更应该顺势而为，充分发挥城域网络专网专线的优势，整合分散的资源，将信息化与教育管理核心业务融合，因此，由中山市教育信息中心进行主导，通过创革工作方法，创新工作机制，开展了一系列的基于中山教育城域网云阅卷

5、模式的应用实践与研究，通过依托城域网架构，以中考及各类网络阅卷为实际需求，围绕业务整合开展了SWOT分析，针对中山教育城域网架构的网络协同云阅卷模式进行了技术设计，在系统分析层面、数据应用层面及技术框架上做了初步阐释，对开展中山教育城域网架构下的“云阅卷”工作提供了来自实务操作的参考和借鉴。一、项目现状背景分析 （一）“分布式网络协同云阅卷”项目开展的理论基础及前景概述释义 “分布式网络协同云阅卷”，顾名思义就是运用大数据系统，采用互联网技术，进行分散式网上阅卷，将阅卷信息实时反馈到数据库，其与以往传统定点集中式的电子阅卷不同，利用中山教育城域专网的“分布式网络阅卷系统”，每一个阅卷点就如同天

6、空中的一片片云，在任何一个有网络连接的环境下，均可点击打开系统进行试卷批阅，大大提高了网络阅卷的工作效率。因此，在当前大数据环境下，为切实提高我市统一阅卷工作的时效性与客观性，全面了解我市中学生的学情状况，在积累多年统考和电脑阅卷经验基础上，中山市教育和体育局积极引入社会资源，采用网络协同“云阅卷”形式，将参加试点的8个镇区及1所直属中学，共计22所学校31587位学生9个科目的答题卡进行集中回收，在中山市教育和体育局教育信息中心进行集中扫描，屏蔽考生信息后按预先设置的阅卷要求推送至各镇区进行分散式网上阅卷，考试结束第二天，考生即可登录中山教育信息港查询考试成绩（如图）。图中山教育城域网成绩查

7、询界面 2. 项目开展的意义中山市属于广东省经济发达的珠江三角洲地区，作为广东教育信息化的先行者, 中山市早在2001年就在高考阅卷中引入电脑阅卷模式, 该阅卷模式以其“更公平、更安全、更高效、更准确”的显著特性很快获得了广大阅卷教师的青睐，成为风靡一时的阅卷方式。但该阅卷模式是将分散在我市各镇区的教师进行定点集中为前提，其易受阅卷场室及阅卷人员数量等诸多因素的限制，为该阅卷模式在全市范围内的普及推广造成障碍。另一方面，随着中山教育信息化各项建设的纵深发展，中山市成为全省第一个实现基础教育类学校教育光纤专网100%接入、数字化校园网100%建成的地市。目前，中山教育城域专网上日常运行终端高达7

8、万多台，是全省使用率最高的城域专网；并且中山自2007年起就开始规建“中山教育城域网公共教育云服务平台”，至今已完成第二期扩容建设，是广东省第一个自主构建的教育云平台2。基于此，中山市教育和体育局审时度势，积极创新，在充分结合中山市的教育信息化发展的现实与趋势，积极构建“互联网”的发展战略，于2014年依托中山教育城域网和网络综合监控中心基础，构建起全市首个网络阅卷中心，并依托中山教育城域网在全国率先开创并实践了“分布式网络协同云阅卷”新模式，这是中山市应用信息技术变革传统考务、教务管理工作，探索“智慧教育”的积极举措。“云阅卷” 平台还将与“中山教育人人通”平台相对接，对汇总的数据进行挖掘分

9、析，从而针对考生的实际情况，更有针对性地提供个性化教学服务。一方面可以让教师更为全面地了解学生的薄弱环节，因材施教；另一方面，学生可以根据平台的个性化推送，更有针对性地进行查漏补缺，切实提高学习效率。同时该平台还会自动分析出学生知识点的短板，并推送相关知识点的视频和试题供学生学与练；经过长期、广泛的数据积累，该平台还会将自动保存的错题形成错题本，分析出每个知识点的错误率，便于考生有针对性的复习，切实提高学习效率和教育质量。这些个性化的服务，极大地提高了平台的利用率与便民性，这种全新尝试，也标志着中山市教育信息化发展又向前迈出坚实一步。（二）“分布式网络协同云阅卷”项目开展的可行性分析在当前“互

10、联网+教育”的大数据环境下，为切实提高我市统一阅卷工作的时效性与客观性，全面了解我市中学生的学情状况，在积累多年统考和电脑阅卷经验基础上，中山市教育和体育局积极以中山市教育信息中心为主导，积极引入社会资源，提出了“分布式网络协同云阅卷”的新模式，构筑起千人在线、实时监控、安全迅捷的网络协同云阅卷大平台，在全省范围内实现了真正意义上的大范围分布式网络协同云阅卷。在2014年确定采取该种阅卷模式之前，中山市教育信息中心在充分结合中山教育城域网和网络综合监控中心基础实际，对该模式的可行性进行了SWOT分析：即分别从Strength(优势)、Weakness(劣势)、Opportunity(机遇)、T

11、hreat(挑战)四个方面，对该模式的可行性进行研究分析。优势（Strength）：网络优势：中山是全国最早探索构建教育城域专网的地市之一,也是广东省最早实现校校通光纤、组建教育城域专网、开通教育官网的地级市。目前，为进一步充实、优化、完善教育城域专网，建立优质高效的资源服务体系，中山教育城域网正以“人人通”工程为契机，确保十二五期内教育城域网内终端1000M宽带到桌面。资源优势：依托中山教育城域网公共教育云服务体系（如图3），它打破了过往以学校为单位的数字化校园资源热点的孤立建设模式，通过“中山教育城域专网”宽带光纤骨干网的承载，将各区域、校域、个人的数字资源和应用“一网打尽”，并以“中山教

12、育信息港()”为公众教育服务窗口，统一为全市600多所公办民办各级各类学校(幼儿园)的近40万师生以及学生家长和广大市民提供公共的教育信息化云服务，也为“分布式网络协同云阅卷”的资源推送，提供强有力的数据支撑。图3 中山教育城域网公共服务体系劣势(Weakness)：（1）安全风险：依托中山教育城域网阅进行公布式网络阅卷，该模式在全国尚属首次尝试，在此之前无成功的案例作为标准与参考，其安全性可能为薄弱环节，对于考生信息及考试成绩的保密性要求较高，一旦出现信息安全事件，将直接导致家长的焦虑情绪及教育管理部门的信任危机。（2）管理风险：转变传统网络阅卷中“集中定点式”为“分散式”的形式，增加了在阅

13、卷中的管理风险，同时阅卷的质量可能不易掌控。（3）服务风险：在开展分布式网络协同“云阅卷”试点应用时，需要将各考点考生的答题卡进行回收，并统一运送至中山市教育和体育局教育信息中心进行集中扫描。为保证答题卡运输的及时性，计划将该运送环节进行服务外包，因此对物流的集密性要求较高，且对该服务的费用支出方面，也可能存在一定的行政风险。3.机遇(Opportunity)：一方面，往年中考及部分类型的考试已经采用局域网阅卷方式，在此基础上也积累了一定的经验。往年在我市各个镇区已有利用局域网开展网络协同阅卷的成功基础，只不过地理位置各自分散、网络结构相对隔离，但随着网络技术的不断发展，软硬件的高速更新，安全

14、管理的不断强化，完全有可能将该种形式移植到中山教育城域网上来；并且，在初期的调研考试和质量检测中，我市已经尝试对基于城域网进行网络阅卷方式，相关软件系统已经进行过多次大规模阅卷的模拟测试和实战演练，实践证明其完全能够为中考等其他类型考试提供网络协同阅卷服务，该项目的成功启用，必将为全市4 万多名考生提供更加公正、公信、公平的考务保障平台。另一方面，在当前“互联网+”战略已上升到国家政策层面，云计算也首次写入政府工作报告，所有这些都预示着互联网和云计算即将对我国教育信息化领域产生重要影响。因此，乘“互联网+”之东风，实现中山教育信息化互联网应用大发展，对优化提升中山教育行政管理部门的工作效能，改

15、善中山考务环境等方面都具有深远的影响。因此，在此背景下，开展“分布式网络协同云阅卷”模式的研究与实践，必将为全市师生及家长提供更加公正、公信、公平的考务环境，为师生的教学行为带来深刻变革。挑战(Threat)： 考试，牵动着千万家长的神经；成绩，更是对教育教学质量的反馈。构建“基于中山教育教育城域网的分布式网络协同云阅卷”模式（如图4），是对中山教育大数据的“深入挖掘综合分析实践应用”的具体体现，其既是一项复杂的系统工程，又是一项事关教育民生的大事，需要各个方面的统一配合，协同作战。经测算，从答题卡的扫描到最后向学生客体的成绩推送，期间至少包含有11个环节，且节节相扣，任何一个环节上出现问题都

16、会对整个过程带来重大影响。 因此，对于阅卷过程中存在着的任何风险和安全隐患都必须得以有效控制和彻底排除，特别是在流量的控制、安全的控制、并发的控制等方面。无论是对阅卷过程的协同合作，还是到“人人通”客户端的无缝对接，过程中存在着的风险和隐患必须可控。图4 分布式网络协同云阅卷系统流程图解决问题的主要方法和措施（一）基于中山教育城域网架构的分布式网络协同云阅卷模式的设计基于中山教育城域网架构的分布式网络协同云阅卷模式和传统的网络阅卷方式的最大区别就在于网络安全，网络安全同样也要依靠设计。网络安全领域的一句名言就是“三分技术、七分管理”，充分说明了安全也要依靠管理和技术方面的设计。1.管理方面的三

17、项设计（1）设计拓扑结构，体现过程管理网络设计的逻辑起点在其拓扑结构。设计中，我们在中心端、服务器前增加专门安全设备（VPN），审计设备及安全和性能监控平台（见图5）。安全设备的作用在于保证阅卷下载内容和上传数据的完整性、一致性和保密性，重在事前预防；审计设备可以详尽记录访问行踪， 便于事后追查； 安全和性能监控平台随时反馈流量，捕捉现场数据，做到事中监测。在此拓扑优化设计中还要考虑多个运营商的备份链路，以强化保障。图5 基于中山教育城域网分布式网络协同云阅卷模式拓扑图（2）设计技术选型，实施分级管理云阅卷平台要安全第一，性能优先，速度保障，同时考虑高可用性和冗余性。为此， 我们将该系统的设计

18、定位为“一个中心、三级管理”。“一个中心”即在中山教育城域网网络中围绕最核心的云阅卷服务器，做好阅卷服务中心的安全配套、建设与管理，“三级管理”即第一级做好中山教育城域网与运营商之间的链路传输和安全管理，第二级做好运营商与中山市云阅卷中心点的链路管理，第三级做好中山教育城域网与外网的链路传输和安全管理工作，确保进行网络协同云阅卷时的数据内容的万无一失。设计安全制度，落实责任保障安全离不开安全制度的制定和设计。在任何一次网络协同云阅卷期间，都要执行最严格的管理制度，阅卷中心人员进入机房前必须刷卡通过门禁系统，进入机房后全程视频监控（图6），离开机房须将工作内容登记，全程具有可追溯性，确保数据万无

19、一失。网络协同云阅卷工作是一项系统工作，必须依靠各个部门和相关人员的密切配合和协调。技术上，召开协调会，明确设备提供商、链路运营商的各自责任。业务上，召开联席会，从试卷入库扫描直到最后资源推送，明确各方职责，确保业务岗位没有空缺，管理空间没有死角，安全链条没有松动。图6 阅卷进度监控画面2.技术方面的三项设计（1）访问控制技术针对阅卷点制作ACL列表，做好安全系列设备的访问控制限制，实施双人管理密码的策略。阅卷点的共享访问由教师机控制，具体操作为，通过右键点击“网上领居”，打开计算机的“网络连接”对话框，右键点击“外网链接”属性，点击“高级”选项，在“高级”选项中，钩选“Internet 连接

20、共享”选项下的两个对话框，点击“确定”按钮，完成“本地链接”共享设置。（2）安全检测技术在进行分布式网络协同云阅卷过程中，时刻不能放松对各项设备及线路的及时检测和监控。一方面，本课题组在交换机中开放镜像端口，采用协议分析软件或嗅探器（如sniffer、wireshark 等），采用网络流量监控软件（如prtg、mrtg 等），对中山教育城域网进行实时监测；另一方面，根据中山教育城域网的线路特点，由中山市教育信息中心与电信首次合作应用开发了“基于中山教育城域网线路可视化监控系统”（图7），每半小时评测和通报网络状况,大大提高了对线路使用情况的监测效率。图7 基于中山教育城域网线路可视化监控系统截

21、图（3）安全备份技术为做好全方位的后备保障工作，尤其是对于类似网络协同阅卷的工作而言，一定要考虑好冗余备份和灾难恢复问题。我们目前采取的策略是实时备份和定期阶段备份相结合、热备份与冷备份相结合、系统备份和数据备份相结合的方式， 不但考虑设备备份， 也考虑链路备份、人员备份等等。确保网络云阅卷的系统不因设备宕机而损坏，网络阅卷的数据不因停电而消失，网络阅卷的业务不因链路中断而受影响，切实做到随机应变、有备无患。基于中山教育城域网的“中山教育人人通”云资源体系基于中山教育城域网架构的网络学习空间“中山教育人人通”资源推送，是针对考生（学习者）在考试结束后，由“中山教育城域网公共教育云服务体系”及其

22、“中山微课资源平台”依据考生的试卷分析结果而进行相应的资源推送，以对考生进行针对性的个性化教学辅导。目前，“中山教育人人通”主要由用户管理、个性学习、交互模块、课堂魔方四部分组成。功能模块如图8所示。图8 “中山教育人人通”功能模块 为落实教育部下发的构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面有效机制的实施方案的重点任务要求以及做好“学习空间人人通”的用户管理工作，中山市教育信息中心于2014年对全市40多万教育用户启动实施“教育用户统一注册认证工作”开展了教育通行证网络实名认证工作，将采集的数据与现有管理平台的数据进行一一关联和认证。因此，以上的“用户管理模块”包括注册、登陆和个人信息修改。首

23、次访问的用户需要通过如图9的登录界面进行实名注册，然后可以通过交互模块进行学习者之间的互动，分享学习经验和交流学习心得，并可以第一时间获取需要的资源。图9 中山市中小学校综合信息管理平台个性学习模块包含知识管理、学习计划、图库等。在知识管理模块中，用户可以发布生活中的语录、状态，收藏系统推荐或好友分享优秀资源；也可以发布文章，上传视频、文件等资源，还可以分享自己空间的资源给其他学习者。学习计划模块提供有日程表，用户可以在日程中添加待办事件(如对自己下阶段的学习安排)等，对用户的学习起到督促和提醒作用。课堂魔方是网络学习空间用于课堂教学的关键模块，该模块允许任何用户创建课程担当教师角色，也可以参

24、加课程扮演学生角色。系统为教师角色提供有编写教学设计方案的引导模块，该模块的设计基于文献资料3和教学设计的ADDIE模型，包括分析、设计、开发、实施、评估等步骤，即使不懂教学设计的教师只要按照系统设定的步骤填写即可完成教学设计。教学设计模块为微课程视频的制作、习题的编写起到关键的指导作用。为了满足考生（学习者）在“中山教育人人通”云资源平台中学习的需要，在参加课程学习时，空间主人将成为该课程的一名学员，在这里学习者可以看到该课教师课程方案，明确学习目标和计划，观看教学视频，阅读学习资料进行学习。随堂笔记功能实现学习者一边观看在线学习，一边记录困惑、心得体会或关键知识点。在线答疑是实现师生、生生

25、间沟通互动、交流心得即时解决问题的场所。个人网络学习空间是集合虚拟学习环境(VLE)和个人学习环境(PLE)的“中部空间”。作为协调教与学的第三方空间，它集合两者的优点于一体，弥补VLE不利于学习者个性化学习、难以发挥学习者主体作用的缺点和PLE难以使学习者获得学习指引、“教师”作用缺失的不足4。另外，“中山教育人人通”云资源体系通过与个人空间系统的交互和同步，收集和汇聚学习者的整个学习过程，收集细粒度（finegained data）信息，形成海量的学习过程性数据库，通过学习分析技术进行数据挖掘，可寻找出考生（学习者）个体或群体的特征模型5，从而实现管理和监控网络学习过程，支持学习者的个性化

26、学习和学习内容推荐6；同时，也可实现指导教学及课程设计，构建有效的学习模式，建设适合学习者的资源，并进行教与学的科学评价，实现智能化学习提供服务；也可用于网络学习学生流失分析、进行教学决策等，从而建设基于证据和“数据”驱动的教育决策支持模式7。数字教育资源的生产者其主要的职责包括两点：一是按平台标准要求设计开发数字教育资源；二是自主运营平台上自有的产品或应用，如自由定价或自主调整价格等数字教育资源的消费者，通过学籍卡管理系统中的身份认证，登陆教育超市，即可以付费或免费方式下载数字教育资源，并可对资源做出推荐和评价。需要说明的是：用于进行“中山教育人人通”云资源学习的移动终端，支持目前主流的智能

27、手机等学习终端，如基于Windows的台式机或笔记本、基于IOS或Aodroid的PAD和智能手机等。“中山教育人人通”云资源服务体系流程图如图10所示。图10 “中山教育人人通”云资源服务体系流程图三、创新表现在积累了多年网络阅卷的成功经验，依托中山教育城域网及中心机房相对完善的技术支撑，结合中山教育大数据的底层保障，2014年，中山市教育和体育局依托中山教育城域网和网络综合监控中心基础，构建起全市首个网络阅卷中心，全国率先应用“智阅卷”模式在初高中阶段实施期末统考组织工作。将参加试点的8个镇区及1所直属中学，共计22所学校31587位学生9个科目的答题卡进行集中回收，在中山市教育和体育局教

28、育信息中心进行集中扫描，屏蔽考生信息后按预先设置的阅卷要求推送至各镇区进行分散式网上阅卷，考试结束第二天，考生即通过“中山教育人人通”手机app或登录“中山教育信息港()”查询考试成绩（图11）。图11 山教育信息港成绩查询系统纵览整个试点过程，就该模式与传统网络阅卷模式逐一对比分析，“分布式网络协同云阅卷模式”的优势一目了然。（一）对学校的影响1.基于大数据分析的教学决策辅助功能“分布式网络协同云阅卷”是区别于传统的集中式电子阅卷，该阅卷方式是采用分散式网上改卷，对所批阅试卷的结果进行统计分析，通过应用计算机云技术和大数据分析方法，与已有全市的海量试卷信息进行横向与纵向的综合分析，将该考生成

29、绩、考生所在的班级成绩、考生所在学校成绩等相关信息进行综合对比分析，从而形成该校在本次考试中的成绩分析报告（图12），为学校编制或修订本校教育教学决策提供数据参考。图12 成绩分析报告流框图2.提高试卷运输及成绩发布的效率以2014年参加试点的22所学校为例，按照以往传统电子阅卷形式，在考试结束后需安排专用车辆由专人上送试卷，地市一级在接收试卷后，需大量人力进行试卷的装订、搬运、扫描、评阅及分数录入，整个环节需要耗费大量的人力物力5；而采用分布式网络协同云阅卷模式后，由具相关资质的外包物流将22所学校31587位学生9个科目的答题卡进行集中回收至中山市学业测评中心进行集中扫描，通过分布式的网上

30、阅卷后，系统自动进行分析核算成绩并自动得出成绩报告，其大大提高了试卷运输及成绩发布的效率，同时也减小了阅卷学校的管理压力。阅卷项目传统电子阅卷分布式网络协同云阅卷试卷装订工作量大无此过程试卷搬运学校上送，工作量大物流统一运送试卷扫描各考试学校单独扫描市级集中扫描试卷评阅主观题需人力批改，工作量大主客观题均可网络批阅试卷分析任课教师分析，主观性大大数据分析，形成分析报告图13 传统电子阅卷与分布式网络协同阅卷比照表（二）对教师的影响1.阅卷方式灵活, 不受阅卷场地及空间限制，大幅提高阅卷效率以2013年我市高二期末考试的20所学校为例：9个科目，共计29523位考生，按照以往定点集中式电子阅卷方

31、式，由于受阅卷场室限制，最多可同时组织300名阅卷教师进行集中批改，如不考虑休息时间，需要连续工作至少25小时批改完成，按此计算阅卷教师的平均阅卷速度为35.43份整卷/小时；而采用分布式网络阅卷后，以2014年参加试点的22所学校为例：9个科目，共计31587位考生，区别于传统电子阅卷，该模式支持局域网与互联网阅卷，教师只需要在有网络环境的场所，登录阅卷平台即可进行在线批阅试卷（图15），如不考虑休息时间，需要最多连续工作11小时批改完成，按此计算阅卷教师的平均阅卷速度为47.38份整卷/小时，阅卷效率提升了33.73%。考试类别阅卷方式考生人数科目数阅卷教师人数阅卷场室工作时间阅卷效率（整

32、卷/小时）期末考试传统电子阅卷295239300人需固定场室25小时35.43期末考试分布式网络阅卷315879600人无此要求10小时47.38图14 传统电子阅卷与分布式网络阅卷工作效率对比图15 阅卷平台登录界面强大的数据统计和分析功能, 为教师的教学提供参考教育数据，是记录教育信息的载体，教育数据的激增，意味着人类教育科学及管理活动的记录范围、测量范围和分析范围在不断扩大，关于教育知识的边界在不断延伸。教育数据具有越来越强的可视性、可操作性和可用性，能够越来越细致、精准、全面和及时地反映教育团体与个人的思维、行为和情感以及事物的特性和发展规律，以更加有效地为提升人类各方面的生产力和生活

33、质量服务。正如比尔盖茨曾在德克萨斯州首府奥斯汀举行的一个教育会议上说：“利用数据分析的教育大数据能够提高学生的学习成绩，拯救美国的公立学校系统，教育技术的发展是数据”6，尤其伴随着移动互联网的发展，迎接的是大数据，而基于中山教育大数据的“分布式网络协同云阅卷”便是对教育大数据应用的一个缩影。当然，对于大数据的理解众说纷纭，其中目前多数国内外学者是从宏观层面对大数据进行相关研究，将其定义为需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产，具有4V特点，如Volume(数据量大)、Velocity(实时性强)、 Variety(种类多样)、Veraci

34、ty(真实性)，还有些学者认为应该加入另外两个V ：Value(价值)和Visualization(可视化)7。笔者认为从宏观角度还不足以认识到大数据的应用前景和价值，尤其在教育领域中的应用，更应从微观视角去理解大数据的内涵，它是一种价值观、方法论。大数据之“大”，其侧重点并不在于其表象的“大容量”，而在于分析数据的全面性和潜在的“大价值”。教育中的大数据分析应以崭新的思维和技术重点对学习过程中的微观表现进行测量，从多个维度，如努力程度、学习态度、智力水平、领域能力、交互协作等深层次挖掘有价值数据信息，揭示其中隐藏的学习行为等模式并以可视化方式呈现，一方面实现教师根据学习者的学习行为分析其知识

35、基础和认知能力为学习者定制个性化学习方案，实施教学干预，促进教与学；另一方面系统全面地记录、跟踪和掌握学习者特性、学习需求、学习基础和学习行为，为不同类型的学习者适应性推送教学资源、学习路径等，促进个体理解的学与教的知识结构，给养个性化发展8。其实学生、教师一言一行，所有学校里发生的事物，无不可以转化为数据。当每个在校学生都能用自己的计算机终端学习，包括上课、读书、写笔记、做作业、发博客、进行实验、讨论问题、参加各种活动等便是教育大数据一个来源。与之相应的学生利用这些课程在网上学习、互动 、互助，这些都将是教育大数据所在。由于人的感觉中存在盲点，直觉不可信任，理性思维也有局限，大脑即使有惊人的

36、记忆力，也未必有惊人的信息加工能力，因此无论是学生的学习需求分析以便向他们推送最适当的学习资源，还是根据学生的教育行为进行评价，都需要基于大数据的自我量化，去记录、研究、分析自己的在线学习行为，走出错觉、认识真正的自己、提高自己。基于以上的认识，在本课题研究中，对于中山本土教育大数据的应用与实践就显得更具有针对性与实用性：相对于传统的电子阅卷，“分布式网络协同云阅卷”系统不仅可以对试卷中的客观题、主观题、每道大题及每道小题的每个得分点提供大量样本数据，用于分析评价试题，了解学情，因材施教9；还可对每个考生的考试数据分析，分析出考生各科成绩的轨迹、等级、排名、知识点的掌握情况，错题中知识点分布情

37、况，并进行更细化的S-P表分析；另外，该系统还可通过对阅卷数据的综合分析及班级间的多元对比，以评估教师的教学质量，及时发现教学中的优势与不足（图8），提升任课教师在教学中的自我管理。（三）对学生及家长的影响1.在线学习（e-Learning）：建构学生个性化自适应在线学习分析结构“美国通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学简报中给出了学习者自适应学习结构及数据流程10”，实现了数据分析显性数据和隐性数据，构建学习者特征模型，图16 班级成绩分析统计然后向其提供适应性的学习路径、学习对象等，同时教师也能根据考生试卷的分析结果来掌握学习者学习行为、学习需求，实施个性化指导、干预，整个过程中主要是学习

38、者与系统、学习者与教师之间的交互学习，既培养了学生的自主学习效率，实现了教师个性化的干预指导，又实现了系统根据用户特征适应性推送物化资源进行学习和推送具有类似学习兴趣偏好的学习者在学习过程中产生式信息进行学习。基于此，在结合中山教育城域网进行分布式网络协同云阅卷模式的应用实践与研究中，本项目也为学生建构了初步的“基于大数据的学生个性化自适应在线学习（e-Learning）分析结构”11，（如图17所示）。基于全市考生的大数据信息，从而实施考生个性化自适应的学习结构，其有7个环节组成：其中通过等4个环节，可以实现学习者根据试卷分析结果中可视化信息(如学习者特征、学习结果、学习需求等)进行自主学习

39、，通过制定并执行学习计划、自主选择学习策略、学习资源、对学习进行自我评估，有助于提高学生的学习能动性和主动性；然后通过等3个环节可以实现系统采用贝叶斯网络、协同过滤推荐技术、项目反映理论、Felder-Silverman学习风格模型及霍夫斯坦德文化模型等判定学习风格、兴趣偏好、知识水平、学习文化等学习者特征，适应性呈现个性化、可视化的学习路径、学习资源、同伴信息、工具等，有助于培养学生的自我效能感；通过等5个环节，可以实现教师、中山教育城域网资源管理者根据“中山教育城域网公共教育云服务体系”中可视化的用户信息，及时调整教学策略，实施个性化指导和教学干预，有助于掌握学习者的学习规律，优化学习过程

40、，改进学习效果，提升教育质量。图17 学生个性化自适应在线学习（e-Learning）分析结构 需要说明的是：为“分布式网络协同云阅卷”的在线教学资源提供强有力的数据支撑。2014年上半年，由中山市信息中心开发完成了“中山微课资源平台”（图18），作为“中山教育城域网公共教育云服务体系”的一部分，“中山微课资源平台”共上传微课视频30000多节，该微课资源涵盖了小学至高中的各个课程领域，通过对学生学科考试结果的大数据分析与数据挖掘，在综合分析全市考生失分率最高的知识点后，通过组织市内优秀教师摄制相应知识点的微课视频，构建系列化的学习资源平台，丰富的课程资源，为学生的在线学习及差异化学习提供了更

41、具针对性的学习保障。基于此而建设的2014年高考一模资源平台，还为当年我市高考作出了巨大贡献。图18 中山微课资源平台移动学习（m-Learning）：基于大数据的个性化自适应移动学习模型随着数字化学习和移动技术的发展和广泛的应用，推动了移动学习的兴起和发展。移动学习主要是利用移动设备的便捷性、移动性和无处不在的无线通信技术，把学习内容以“推”送方式来实现知识的传递，由网络传递方式变为无线通信方式的传递，注重学习的内容呈现，移动学习不仅关注数字化学习内容，还关注其学习过程与结果12。因此，结合学生个性化自适应在线学习（e-Learning）的分析结构，既需要考虑学生个性化特征，又要考虑从海量数

42、据中挖掘有价值的个性化学习信息方法等。基于此，在基于大数据的个性化自适应移动学习（m-Learning）研究中，在充分结合分布式网络协同云阅卷的项目需要，而研发了本自适应学习系统13，其以学生端的个性化自主学图19 基于大数据的个性化自适应移动学习（m-Learning）模型习、个性化学习资源推荐等为理论基础，从数据与环境(What)、关益者(Who)、方法(How)和目标(Why)等4维度构建个性化自适应在线学习分析模型，如图19所示。需要说明的是：在所建构的学生个性化学习分析结构和学习模型之中，“分布式网络协同云阅卷”不仅可帮助考生将错题汇总保存，有效帮助考生制定考前的复习计划；还可依据该

43、考生在试卷分析报告中的薄弱环节进行资源推送，学生可通过登录“中山教育人人通”手机端（图20），及时查看由任课教师推送的相应知识点的微课视频，并完成相关的练习及作业，其中对于答错的题目，系统还给出答对学生的解题过程进行查看，为学生提供更为个性化的学习。 图20 中山教育人人通手机端 （四）对教育管理部门的影响提升教育管理部门的考务管理水平区别于传统网络阅卷模式中各考试学校均需要备有至少一台高速试卷扫描仪，以对考生的试卷进行扫描上传；在“分布式网络协同云阅卷”中，只需要在中山市教育和体育局学业测评中心进行集中扫描，在屏蔽考生信息后按预先设置的阅卷要求推送至各参考单位位镇区进行分散式网上阅卷，不仅提

44、高了设备的使用率，节省了大量的设备支出费用，还避免了因在考试学校进行试卷扫描时所存在的人为不确定因素，确保了考试的公平公正，提高教育管理部门的公信力。比照项目传统网络阅卷分布式云阅卷设备使用情况不同场地，需重复购买试卷扫描设备集中扫描，综合利用设备支出费用2万元*考试学校数量1台设备费用试卷扫描地点在各考试学校内扫描在中山市学业测评中心集中扫描图212.基于数据可视化的学业质量差异化评价学业质量差异化评价不以某一次考试成绩作为评价学校的唯一标准，通过数据引领，引导学校多元发展，引导学校寻找适合学生的教育。因此，基于中山教育大数据，依据我市2013年2月高一上学期期末考试至2015年2月高三上学

45、期期末考试的质量跟踪，描绘学校的动态质量曲线，以1：2：4：2：1“橄榄型”结构来评价各校学业质量的发展水平与分化程度，以对学校进行的适当的干预和及时调整。图22 A学校文理转化示意图通过上图可知，由于A校在本市所属名校之列，生源素质相对较高，至高三上学期，该校的尖子生、优秀生和中等生理科成绩，在全市同级46937名高中生中的排名略呈现下降趋势；而中下和入校时相对后进学生的成绩则呈现较大幅度上升的趋势。图23 B学校文理转化示意图通过上图可知，B校学生至高三上学期，所有学生的文科成绩，在全市同级46937名高中生中的排名均呈现上升趋势。创新效果自开展实施“基于中山教育城域网分布式网络协同云阅卷模式的应用实践与研究”以来，全市的阅卷工作又步入一个新的高度，尤其是对于教育大数据的应用效果更是有目共睹，得到了基层学校的一致好评！中山市教育信息中心的全体参与者在该项工作的开展过程中，不断探索和创新管理及工作方法，翻阅了大量的关于本课题研究领域的参考文献，并进行了多种教学活动的尝试。其中，该项目作为广东省“教育管理变革”项目代表之一，于2015年5月23-25日参加了在山东省青岛市国际会展中心举办的国际教育信息化大会暨全国中小学教学信息化应用展览活动，该活动由