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数据为先,“1+N”模式推动智慧教育创新

从2016年开始,由校教务处牵头负责,中国人民警察大学开始进行智慧教育的探索与实践,将智慧教育的先进理念和手段与教学、教务深度融合,改变了原有的考核、评估标准和系统,大大提升了教与学的质量和水平。“1+N教学业务系统”是对教育教学业务的重大创新,是面向智慧教育开展的信息化建设,从业务深度和创新性上衡量,是对现有工作模式的重大改革和创新。

作者:郭涛来源:云报|2020-09-10 14:26

信息化2.0时代提出开展智慧教育创新发展行动。2019年2月,中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》,提出率先在教育领域实现现代化,利用新兴技术推动教育理念更新、模式变革和体系重构。这是教育行业需要完成的时代课题。

虽然“智慧教育”这4个字的提及频率很高,但是如何理解智慧教育的内涵,业内还存在很多不同的声音,没有形成统一的认识,甚至在某些领域还出现了滥用“智慧”的情况。中国人民警察大学教务处辛永涛副教授认为,从高校智慧校园的建设和发展来看,在智慧教育发展的第一阶段需要完成的主要任务,是在新兴技术的基础上形成成熟的学习模式、教学模式和管理模式,尤其应该把“数据驱动教育教学”放在极其重要的位置。

做以前不能做的事

智慧教育,是依托云计算、物联网、无线通信等新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。智慧教育将对传统的教育思想、观念、模式、内容和方法带来颠覆式的变革。

从技术背景分析,由于信息技术高度发达,信息化社会正在迈向智能化社会,大数据、云计算、人工智能等给社会各个领域带来了革命性的变革。新的技术革命也驱动着高校开展全方位的改革和创新。从人才培养的角度看,培养适应未来发展的高素质、创新型人才是高校履行立德树人根本任务的基本要求。而传统教育教学模式不适应培养出面向未来社会发展的创新型人才。探索新兴技术范式下人才培养的模式是每个学校开展智慧校园建设、发展智慧教育的根本驱动力。

从2016年开始,由校教务处牵头负责,中国人民警察大学开始进行智慧教育的探索与实践,将智慧教育的先进理念和手段与教学、教务深度融合,改变了原有的考核、评估标准和系统,大大提升了教与学的质量和水平。举例来说,现在一所高校每个学期开设的课程有成百上千门,学生选课如果还采用传统的人工处理方式那是不可能完成的任务,而在线选课就可以看作是智慧教育的入门起点,同时也是高校从很早就开始建设教务系统的重要原因。

辛永涛谈到,智慧教育的目标,是建设基于新兴技术的新一代智慧教育体系,其中信息化建设仍是工作的重点。必须强调的是,高校信息化工作要从外围深入到教育教学内部,深入到课堂教学活动中,深入到人才培养的一线,实现技术引领传统教育教学模式的创新,实现由教育教学业务驱动新型技术的落地应用,使技术与传统教育教学发生化学反应。推动基于新兴技术建设智慧教育体系也是“十四五”的重点工作。

现在,我们可以明确地描述智慧教育的内涵,即形成基于新兴技术的新型教育教学范式,聚焦高素质创新型人才培养,从人才培养的质量和效率两个方面全面超越传统教育教学模式。

正是秉承上述理念和认知,中国人民警察大学走在了国内高校智慧教育改革和实践的前列。举例来说,在此次疫情期间,中国人民警察大学线上线下融合教学的模式,有效保证了“停课不停学、停课不停教”。尤其是将智慧教育的理念融入教、学、管的全流程后,各级校领导可以实时查看教学的情况,这让管理有了抓手。

特别值得一提的是,有了先进的技术手段作为支撑,可以实现学习预警。具体来说,以前,总是在考试以后才会做出留级、退学等决定。但是现在,可以通过提前监测、学习过程中的预警和智慧管理,老师、辅导员可以在发现学生的问题后,提前介入,给予适时的关心、疏导和帮助,从而避免不好的结果发生。

智能化与智慧化虽然只有一字之差,但内涵却大不相同。智能化是让机器具备人的能力,而智慧化强调的是,通过对信息和数据的分析、利用,不断增强人自身的能力。以前,在没有数据积累和大数据分析的情况下,很多事情我们无能为力,但是现在,在数据和智能分析工具齐备的情况下,我们可以做很多以前不敢想的事。这也是智慧教育被提上日程的重要原因。

数据驱动是自觉行为

此次疫情对于教育信息化来说是一次从观念到实现手段和方式上的全方位改变。虽然从2014年开始,我国高校就已经普遍采用了线上教学,但其定位只是一种辅助教学的方式,实施的深度有限。疫情来袭,首先人们的观念就有了彻底改变,信息化不再是可有可无的东西,学校的各个部门应该齐心协力做好教育信息化工作,建立一套完整、高效的信息化体系,能够从容应对各种突发状况。用辛永涛的话说,信息化首先应守住底线,保证教学管正常有序进行。

2020年上半年,虽然在线教育模式取得了前所未有的成功,但是在数据应用方面也暴露出许多尖锐的问题。比如,在整个在线教学期间,从教育部到各级教学管理部门都在采集各种在线教学数据,但是数据采集基本还停留在手工操作阶段,教务系统与在线教学系统的数据对接不充分,教学管理岗位、教学督导岗位拿不到实时的数据,任课教师和学生也感知不到在线教学期间的整体情况。总之,在线教学模式的整体性不强,各岗位间无法密切配合,信息系统的建设还没有真正与教学管理岗位完全匹配。

归根结底,还是在数据的采集、处理、共享、交流等方面做得不到位。这也是智慧教育要以数据为驱动的根本原因。

辛永涛表示,智慧教育体系的形成,以及智慧教育模式的建立,需要新兴技术对高校中的每个人、每个岗位的支撑。时至今日,高校信息化建设已经走过20多个年头,每所学校都建立了大量信息系统,但是这些系统基本没有对学生、教师、教学管理者和教育教学的全过程形成整体性、一体化、高效率的提升,或者提升的幅度与我们的期待还有较大差距。信息系统虽然数量多,但是教师的教学、学生的学习和管理者的教务工作,总感觉缺少点什么。症结就在于对数据的应用能力不强,对数据的应用程度不深。

还是以此次疫情为例,由于在线教育平台与教务系统之间的数据没有完全打通,师生在多个平台上课,很多基础数据都要教师自行维护,提高了在线授课的门槛;学生的成绩记录不能自动进入到教务系统中,增加了教师手工操作的工作量;多个在线教学平台与教务数据融合不够,师生看不到及时精准的在线教学数据,各级管理人员、教学督导专家的管理、督导工作停留在浏览、查看平台数据层面,缺少精准化的数据,为提升管理和督导工作质量增加了难度。由此可见,一个面向岗位的业务数据工具,必须要打通各系统数据、融合多系统数据,及时响应学生、教师和管理者每个岗位的数据需求。

“数据驱动的需求来自于实际工作中。”辛永涛表示。数据与岗位相对应,为管理提供了抓手。以前,教学效果好环、学习氛围是否浓厚、教学设施设备是否得到了充分利用,因为没有量化的数据作为支撑,管理和改革就没有依据。现在,到课率、学生评测、教室和实验室的利用率等数据全部开放出来,并随时可查,有助于提升教育教学效果。

1+N数据业务系统革了谁的命?

为了建立“数据驱动岗位”的工作模式,中国人民警察大学打造了“1+N数据业务系统”。


1+N数据业务系统主要解决3个方面的问题。第一,将数据融合提升到新的高度。很多高校开展了数据共享和打通工作,通过建设数据中心,统一认证、账号和权限,实现基础数据的共享与治理。但是,这些工作只解决了数据互联的问题,并没有实现与业务的融合。随着智慧教育的不断推进,还需要实现以教务系统为中心的数据“串并融合”:打通教务系统、测评系统、考试系统、在线学习系统、实验系统、训练系统和资源系统等相关数据,让数据从教务系统中来,最终回归教务系统管理,即此串联融合;将多个相似系统的数据进行融合,最典型的例子就是学校使用的多个在线教学平台、多个考核平台的数据融合,此即并联融合。

第二,增强传统管理信息系统的功能。通过建立数据业务系统,实现传统管理信息系统数据使用的便利化。这是使用大数据新技术解决信息化老问题的典型思路。

第三,结合大数据落地场景,为岗位人员提供数据支撑,如对学生学习情况进行预警;通过数据分析,向教师提供备课资源和教学方法参考,降低教师备课工作量;学校的管理者可以通过数据平台,实时关注教学运行的数据指标等。

到底何为“1+N”?使用成熟的技术,整合教育教学的所有系统,为每个人构建数据空间,并精准匹配岗位业务需要,建设数据业务系统,有多少个岗位、多少项工作,就有多少个数据业务系统。这就是所谓的“N”。串并联的N个系统的数据,形成了N个数据主题,面向岗位工作又形成了N个业务系统。

但是这么多系统,高校能够负担得起吗?能够有效利用吗?所以,要进行系统规划和建设,结合大数据技术的特点,一个学校建设一套基础支撑平台,并在这个平台之上,根据业务需求逐步建设数据业务。“1”就是这个基础支撑平台,它是一个大数据底座、一个BI展现平台和一套通用的教育教学主数据标准。

在推动智慧教育落地的过程中,不再是头痛医头,脚痛医脚,也不是将无数个应用系统简单地拼装起来,而是换个新打法,按照业务发展的规律,借助微服务、中台等新的理念和技术手段,实现人人都可以用,且投资少、见效快的“1+N”模式。“1”就是一个通用的大数据平台,N则是建立在其上的与岗位匹配的多个教务数据应用。换句话说,N是面向业务的多个子集、微服务,可以集成起来构成门户,方便应用。

辛永涛认为,“1+N”模式很好地回答了在智慧教育落地的过程中,大数据应该扮演什么样的角色,以及发挥什么样的作用。

中国人民警察大学建设的“1+N”系统,具有以下特点:基础支撑平台采用Hadoop和商业BI通用解决方案,通用性、共用性、标准性强;数据业务系统的应用可持续性、可扩展性、可适配性强,支撑岗位业务落地,变传统的信息化建设方案为运营服务模式;一站式地实现了所有系统数据的可看、可用、可管;系统功能精确匹配岗位需求,使用人员、管理人员非常明确,且易于落地;系统功能、数据分级授权,使用复杂的层级权限管理和岗位角色管理;提高了业务闭环管理能力,实现数据从生产者、管理者到使用者的闭环,以及从业务系统生成到精准匹配岗位应用的闭环,数据准确性持续提升;学生、教师、管理者、领导决策者都拥有适配岗位角色的数据空间。

“1+N”系统中的“1”就像是定海神针,一旦确定就不能轻易更换,毕竟它要支持更长远的应用发展,所以在选择和建设这个大数据和BI平台时,要慎重选择、稳妥建设,即使需要投入较高成本也要在所不惜。为此,中国人民警察大学从2016年就开始对市场上主流的大数据软件进行调研,通过对比国内主流大数据产品,确定了系统建设技术路线。最终,中国人民警察大学这一项目由国内商业智能领域著名的永洪科技公司承担建设,永洪科技在大数据、商业智能领域耕耘多年,其敏捷BI不仅开发迭代速度更快,而且降低了用户的使用门槛,在大数据和BI平台建设的过程中发挥了非常核心的作用。借助永洪科技这个“大数据+BI”的数字化底座,也就是“1+N”中这个最关键的“1”,中国人民警察大学构建了如此丰富多彩的教务和教学应用系统。

改造旧管理信息系统,对教务数据进行全量分析,最终实现大数据的智能分析,这是永洪科技成为“1+N”中的那个“1”的能力和优势所在。

“高校在开展综合改革的过程中,建设数据业务系统是教务处的刚需,也是高校完成新时代本科教育振兴建设任务、提高现代化治理能力和治理水平的关键,对变革管理模式、促进教师教学和学生学习模式变革具有重要意义。”辛永涛举例说,“在学生实习阶段,我们的学生分散在全国各地,以前没有实时数据,也没有可视化的工具,很难做到实时的精细化管理。现在借助永洪科技的大数据和BI平台,可以自动化分析学生实习管理数据,学校各级的管理者通过手机就能每天精准掌握学生的实习情况,谁请假了,谁的学习出现了问题,都一目了然。”

用成熟的技术解决前沿应用问题,这是中国人民警察大学在与永洪科技的合作中摸索出的成功经验。“1+N”不仅适用于高校智慧校园的建设,同样也适用广泛的场景和行业,只要是在打通的数据底座上以模块化的方式构建多种不同的应用都可以。

最关键是业务主导创新

“1+N教学业务系统”是对教育教学业务的重大创新,是面向智慧教育开展的信息化建设,从业务深度和创新性上衡量,是对现有工作模式的重大改革和创新。为便于“1+N教学业务系统”的落地,减少沟通协调成本,需要高校的业务部门主导建设,也就是高校教务处牵头进行建设。

从信息化到智能化、智慧化,不仅高校信息化建设的内容在广度和深度上有大幅增强,而且建设的牵头部门也发生了变化,这与技术和业务融合的程度密切相关。以前,学校的IT部门作为主导,旨在以技术支撑或辅助业务的发展,主要解决的是许多共性的和外围的问题;现在由教务处牵头,切入点是引领业务的发展,实现技术与业务的深度融合。“智慧教育并不是简单重复教育信息化所做的那些工作。”辛永涛表示,“业务主导创新,这是大势所趋。”

智慧教育的具体建设进程,需要根据学校教务处的整体信息化建设规划进行综合分析,一般是先以教务系统为核心,打通数据,建立岗位的数据管理系统,将所有系统数据进行融合,形成业务闭环,在此基础上逐步探索数据的高级应用。这是中国人民警察大学实践经验的总结和归纳,颇具借鉴意义。

智慧教育的落地,必须与学校整体教育教学改革进程相匹配,并保持一致。随着教育教学改革逐渐深入,具体的应用模式也会随之发生变化,市场发展空间巨大。从根本上说,高校开展智慧教育需要的是一套能够与时俱进的解决方案,随着时间的推移逐步落地,并在这个过程中持续适配业务。

实际上,“1+N教学业务系统”落地最大的障碍并不是技术,因为技术是成熟的,解决方案是现成的,成本也是可控的,最关键的还是观念上的转变。

“现在,我们已经让数据跑起来,下一步就是实现更精准的数据分析。“辛永涛介绍说,“未来,我们会与永洪科技在机器学习、智能分析等方面继续深入合作,,特别是在教与学活动上加强深度分析。比如在管理上更好地实现提前预警、提前介入,不做事后诸葛亮。再比如,在在线教育方面,实现线上线下更好的融合,提升学习效果,让数据真正驱动岗位工作。”

【责任编辑:鸢玮 TEL:(010)68476606】

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