整合增效实现迭代发展 问题导向推进数据应用创新

【摘要】为了突破智慧教育建设瓶颈，解决数据“卡脖子”问题，海淀区教委进行前瞻性布局，抓好顶层设计和底层搭建，通过海淀区智慧教育软件服务支撑平台对全区已建软件系统进行系统整合和数据融合，探索教育数据应用模式，在教育大数据服务创新方面取得了一定的突破和成效。【关键词】智慧教育；数据融合；教育大数据；模式创新；数字化转型以大数据、人工智能、5G等为代表的颠覆性技术正在全球蓬勃发展，掀起新一轮科技革命，推动人类社会迈向智能时代[1]。大数据作为智能技术发展的新趋势，具有海量的数据规模、快捷的数据流转、多样的数据类型、巨大的数据价值和真实的数据内容。教育大数据作为教育领域重要的信息资产，能否有效融通应用，是检验智慧教育发展的重要指标。对于区域教育主管部门来说，如何做好顶层的设计、平台的搭建、机制的创新，充分利用大数据技术打破数据孤岛，真正实现数据融通，全面赋能教育的数字化转型，是当前面临的重要课题。前瞻性布局，抓好顶层设计和底层搭建在“十三五”末期，海淀区教委对海淀区智慧教育软硬件建设进行了整体统筹规划，搭建了海淀教育云作为坚实的硬件基础；铺设教育光缆专网形成内外部高速信息网路；发布《海淀区教育软件系统互操作技术规范》确定软件系统建设标准和数据互通机制；搭建“海淀区智慧教育软件服务支撑平台”（以下简称“支撑平台”）为所有已建、新建软件系统提供统一的软件基座，提供业务数据、智能运维、安全防护、运算能力等支撑服务。这些共同构成了海淀智慧教育发展框架，为“十四五”时期的全面统筹软硬件建设和教育大数据汇集打下了必要基础。海淀区教委在2022年发布的《海淀区“十四五”时期教育改革和发展规划》中提出：“提升智慧教育服务支撑能力；积极利用大数据、区块链和人工智能技术，围绕教育治理、教学服务、校园管理、学位供给、师资调配等方面开展决策分析、监测预警等大数据应用，优化业务流程，畅通内外衔接，推动教育数据从统计分析、数据可视化等初级应用向服务、支撑教育综合改革的深层次应用转变。”北京市海淀区作为全国智慧教育示范区，在教育大数据应用等方面先行先试、积极探索，以数据为驱动，持续推进海淀教育的数字化转型。以目标为导向，探索教育数据应用模式近年来，海淀区教委利用区域教育大数据平台，解决发展过程中遇到的问题时，不断增强数据采集手段，提升数据融合治理和数据资产化程度，增加了数据共享机制，完善了数据目录，强化了数据分析挖掘的能力，建设了规模性大数据应用，保障了教育数据的安全。基于教育大数据平台，沉淀教育数据资产，将教育教学数据、教育治理数据、教育管理数据、学情数据等，进行整合汇聚，挖掘教育数据的价值，通过多维度的数据分析和挖掘，将数据资源转变为数据资产，为海淀区各级教育管理机构提供数据共享、管理分析和决策咨询，提高数据服务决策的辅助能力。构建从可视化数据采集、治理、存储到数据资产化管理、分析挖掘、数据安全等全链条的教育大数据应用平台，完善教育大数据处理与分析能力，增补教育数据共享标准，实现教育数据资产化管理，为各类大数据分析服务提供平台级支撑和数据服务保障，对教育核心数据进行统一集中管理，建立常态化数据维护机制，实现“一个平台、一数一源、一处更新、全网调用、集约建设”的教育数据应用模式。依托智慧教育支撑平台，实现教育数据互联互通经过多年的不懈努力，海淀区教委在大数据建设上已经取得了阶段性的成果，从支撑平台提供应用软件数据的互联互通，到数据采集、汇聚、融合、治理、应用的大数据服务，再到大数据平台的建设，逐步建成一套完整的教育大数据体系。1.智能化的教育服务体系支撑平台2019年，海淀区教委建设了“支撑平台”，该平台的核心目标是支撑区级软件系统的统一部署和管理，实现区级应用系统的全生命周期管理，区级应用系统之间实现数据互联互通、統一身份认证、统一应用门户、统一访问终端。建设区级大数据中心，包括大数据存储中心和大数据应用中心，按HWIF规范汇聚区级应用的标准化数据到区级大数据存储中心。这在功能上满足了区级应用互联互通、统一管理需求，同时促进信息技术与校园管理的整合。2.多样化的数据采集和融合处理服务教育数据资源是海淀区教育的重要资产，既需要将散布在各教育机构应用系统里的教育教学数据、教育治理数据、教育管理数据进行采集汇聚与标准化处理，也需要对汇聚的数据资源进行整理编目，以形成数据资产，让资产清晰可见。海淀区教委对市、区级共11个机构提供的14个不同来源、不同架构的软件系统进行数据处理，共完成约1730万条异构数据的采集、清洗、规划、处理工作。按照数据规范，启动系统数据汇聚和转换，统一存储至“支撑平台”，再根据数据的教育属性，将其分类整编成体质健康数据、成绩数据等29类数据目录，让海淀区教育数据资产可见可查，方便领导和各教育机构在平台内检索查阅，或按目录传回自有系统使用。最终达成构建同源数据中心，增强区域内数据共享能力的目标。随着教育大数据治理与服务的推进，将逐步实现区级全业务系统和数据的全维度覆盖。3.高效化的教育大数据管理服务完成教育数据的清洗、汇聚、目录化后，在支撑平台的基础上，为使用者提供了教育大数据管理应用系统，实现数据填报采集、在线申请、审核、查看、下载等功能，对数据权限、流转进行管理。各教育机构用户既可实现专项数据采集填报，也可以按自有权限，点选数据目录、申请查阅使用数据，促进数据共享，提升数据价值。截至目前，“支撑平台”为区级资源平台、作业管理系统、活动评选系统、区级师训四个授权系统提供安全、标准化数据几十万余条。4.精准化的大数据分析服务发挥数据在教育教学管理中的基础要素作用，对跨系统数据进行全维度分析、多层级穿透，做到共性复用、数据贯通、融合计算，初步形成以教育主题分析、工作专题分析为主的教育数据应用典型模式。根据教育工作需求，“支撑平台”累计为主管决策部门建立129个主题分析專用数据集、8个主题分析报告和2个专题分析报告，制作大数据分析报表112张，展示海淀教育治理工作全貌和多项具体工作内容。充分利用“支撑平台”提供的工具和算法，聚焦教育工作的热点、难点，为教育机构的具体工作需求提供精准服务，用数据驱动教育科学决策和精准治理。利用大数据分析技术，配合教委人力资源科、人才服务中心、教师进修学校等单位为教师交流轮岗工作提供数据层面的辅助决策支撑服务。5.可视化的大数据平台“支撑平台”数据交换中心虽然解决了不同业务系统之间结构化数据的业务数据实时交换需求，并对已标准化的数据进行统一存储，但对于非结构化数据和半结构化数据的交换需求以及尚未接入“支撑平台”的业务系统的数据采集，“支撑平台”的能力是不足的，同时数据融合处理能力是缺失的。为此，海淀区教委在充分利用支撑平台原有的存储和底层能力的基础上，进一步建设全流程全功能的教育大数据平台（图1），大数据平台是大规模数据存储和信息流通的阵地，可以实现应用系统之间的数据融通，为数据共享提供服务[2]。该平台功能包括采集汇聚、治理与资产、目录化与共享、分析挖掘与应用、安全五大部分。在海淀区教委所属教育机构软件系统的数据库中，存储着多重维度、不同类型的教育治理和教育管理数据，可视化数据采集汇聚系统从这些数据源中采集汇聚海量的原始、非标准业务数据，充分融合海淀区教育系统已有数据，为构建统一标准的教育数据中心建立基础，为教育数据治理和决策分析提供原始数据。海淀区教育的数据资产通过可视化数据分析挖掘系统进行直观地展示，为各教育机构开展日常工作和领导决策所使用。通过使用学校数据、教师数据、学生数据、教育资产数据、教学数据等不同维度的数据制作可视化分析报告，全面直观地展现出多个维度的信息。大数据分析中心以数据驾驶舱的形式，集中展示全区各类教育主题数据的精准分析报告，为教育决策者和领导者提供数据支撑。多元化数据，精准赋能区域教育治理1.自动获取和分享数据，减量增效“支撑平台”完成了市、区多个业务系统的数据打通、清洗、整合、互通工作，能向海淀区教委各科室原有填报系统共享平台已具备的数据，向海淀区资源平台、海淀区作业系统等区级应用系统自动分发师生数据和部分业务数据（图2），不再需要教师单独填写相应数据，能自动实现身份验证，减少教师操作步骤，实现“一处填报，多处使用”。2.便捷的在线审批实现数据发放以往海淀区教育的各项数据分散在各个不同教育机构的系统里，教育机构很难获取精准的全区数据。现在，各教育机构需要使用区级整合的大数据时，只需要在平台上勾选自己需要使用的数据和字段，提交使用申请，在线审批通过后，教师即能在平台上看到自己需要的数据列表，也可下载使用。这项工作让数据“多跑路”，让教师“少跑路”，极大改善了以往教师收集数据时跑断腿、四处求人的情况。3.高效的采集能力实现数据共享充分利用“支撑平台”的数据采集能力，各教育机构实现特殊数据采集无纸化和统计分析自动化，简化工作流程，降低组织难度，减轻老师工作负担。2022年“支撑平台”辅助海淀区教委食品安全科对全区中小学、幼儿园、社办点共计637个校址的食堂进行每月2次的食堂安全检查，共完成1841次检查数据采集，并协助完成449所学校学生就餐情况数据的上报和汇总工作。配合海淀区教委学前科和综治办开展社区办园点专项治理检查工作，完成100所社区办园点涉及校园安全、收费情况、疫情防控等方面90个指标项的检查工作。4.利用大数据分析支持业务开展聚焦教育工作的热点、难点，充分使用支撑平台提供的工具和能力，为教育机构的具体工作需求提供精准服务，用数据驱动教育科学决策和精准治理。海淀区教委人力资源科、人才服务中心、教师进修学校使用“支撑平台”的数据分析功能，在教师交流轮岗工作中，对市级、区级共6个教育机构提供的系统中近70万条数据进行全维度分析、多层级穿透，建立综合分析、学区和集团校分析、学科教师分析、学生成绩和体质健康分析等7个维度分析共75个数据模型（图3），形成17个学区、36所集团校、134所学校的精准画像，锁定127所符合输出要求的集团校和非集团校，结合年龄、教龄等因素，考虑学科倾向性、骨干教师引领性，最终确定6814名符合要求的可轮岗教师。在轮岗过程中，根据干部教师交流轮岗效果的数据反馈，实时改进工作方式，不断优化政策细节，形成了良性循环。这提升了学校的综合办学能力、教师队伍的整体实力，推动了海淀教育的优质均衡发展。作为海淀区教育数字化转型的开局破题之举，“支撑平台”在功能上满足了市、区、校级应用系统互联互通、统一管理、性能提升的