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一种教育数据治理技术方案的设计与实现

一种教育数据治理技术方案的设计与实现

朱凯 王亚君 王勤勇 佟凤

摘  要:目前,开放教育处于转型期的攻坚阶段,数据治理是开放教育转型期需要解决的一个重要问题。该文阐述了开放教育数据治理的背景,分析了国内外教育数据治理的研究现状,提出一种基于微服务的数据中心架构方案,阐述了实现架构的技术方案及其几个关键活动,以北京开放大学为例,介绍了数据标准的制订内容,数据清洗与管理平台的建设。平台的成功上线验证了技术方案的可行性,希望这些数据治理的关键活动能为教育领域的数据治理工作提供有益参考。

关键词:开放教育  数据标准  数据中心  信息化平台

中图分类号:TP3                            文献标识码:A文章编号:1672-3791(2020)10(b)-0055-03

Abstract: At present, open education is at the tackling phase of the transformation period. Data governance is an important issue that needs to be addressed. In this paper, the background and the current research situation of educational data governance is described. A data center technology architecture based on micro service is proposed. The technical scheme is described, taking Beijing Open University as an example. The content of the data standard is introduced. The construction of the information platform is explained based on data cleaning and management platform. The platform has been online. It can verify the feasibility of the technical scheme. It is hoped that these key activities of data governance can provide useful reference for education data governance.

Key Words: Open education; Data standards; Data center; Information platform

“百年大計,教育为本”,教育是民族振兴、社会进步的基石。开放教育是教育体系中不可分割的一部分,2012年3所开放大学挂牌成立标志着开放大学踏上了转型发展的新征程。在新的历史时期,教育信息化成为教育工作重点任务之一,教育数据治理是教育信息化的重点任务之一,《教育信息化“十三五”规划》等关于教育数据治理的政策文件密集出台,为教育数据治理提供了历史契机。当前,信息化新技术层出不穷,大数据技术是新技术中的重要一员,促进大数据发展行动纲要的有关政策密集出台,自2015年9月5日,《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》发布,教育大数据开始在战略层面推进教育领域全面深化改革与创新发展。随着教育信息化和新技术的双重叠加,利用新技术开展教育数据治理成为重要研究领域。论文开展数据治理关键活动研究与实践,旨在为开放教育数据治理提供有益参考。论文认为数据治理是将繁杂散乱的数据按照特定标准进行统一存储、管理,可以按某个需求快速完成存量数据的分类、检索,实现数据全生命周期管理的过程。

1  国内外研究现状

总体来说,我国开放教育数据治理任务艰巨,以国外的数据治理思想为依据,成功案例数量有限,并且多为理论层面的价值讨论。论文检索CNKI文献数据库中与教育数据治理相关文献,通过文献研究发现,教育领域数据治理研究起步较晚,对开放教育数据治理的研究成果数量有限,研究成果中理论研究内容居多。

于江霞等人[1]在论文中设计了教学辅助平台的整体架构和功能模块。沈霞娟等人[2]选择国外5所顶尖高校进行案例剖析,为我国智慧校园的建设提供参考建议。张国宝等人[3]梳理了一种门户网站的主要内容,设计了门户网站的主要功能。胡祖辉等人[4]说明了已经投入应用的信息平台的设计方案。杜婧等人[5]使用在线教育服务的关注点数据构建了一种在线教育服务质量模型。徐峰等人[6]分析了教育数据治理的问题,思考并提出深入应用等举措以提升教育数据品质的价值和意义。这些研究证明,教育数据治理是当前研究的重要领域之一,存在许多需要解决的问题。

2  开放教育数据现存问题

开放大学是实现开放教育的载体,在多年办学历程中积累了大量业务数据,这些数据是学校的一种特殊资产,对这些数据有针对性地进行分析有利于教学质量的可持续完善。但是目前这些数据存在如下问题:一是信息化平台重复建设,数据大量冗余,现有系统在结构方面不能满足大数据时代教育数据治理的需要。现存数据类型多样,难以实现共享交换,不利于进行统一的管理。二是数据分散在不同业务系统平台,信息录入需要大量人工搬运,不仅增加了业务人员和教师的工作量,而且工作效率低下。三是人工进行数据加工,数据在录入阶段容易产生错误,导致数据不准确,数据需要共享时,容易造成系统间的数据冲突,影响业务的开展。四是多个平台记录大量类似数据,造成存储资源浪费,共享数据中心的建设使用对打通数据孤岛起到了很大的促进作用,部分业务系统已经可以通过共享数据中心实现数据交换,但仍存在多数业务系统没有权威的服务接口标准,由于数据库接口难以打通而搁浅数据共享。五是教育数据作为一种特殊的教育资产,各部门在教育数据治理的概念上还未达成共识。

开放教育的学生数量巨大,不断发展的业务加快了数据膨胀的速度,加大了数据不一致的程度,学习者对一站式服务平台及个性化学习的需求越来越迫切,这些因素决定了开放教育对数据治理的标准要求,开放大学是以现代信息技术为支撑的新型高等学校,如果数据治理工作做得不到位,势必影响开放大学的发展速度。针对开放大学在数据方面的现存问题,同时为适应大数据时代教育的发展需要,以北京开放大学为例,研究数据治理的关键活动,包括数据标准、数据管理平台建设等。

3  数据标准

数据标准是数据治理的主要内容之一,开放教育数据标准可以作为数据治理的一个独立方向进行研究,是建立一套符合开放教育业务实际,涵盖定义、应用层次的标准化体系,结合编码规则、国家标准,形成主题标准、接口标准、代码汇总,为实现数据交换提供规范化依据,结合元数据,提升数据的合规性,进而提升数据质量,结合数据源归属、数据分布情况形成主题标准可以有效实施数据分布的规划,实现定义统一、名称统一、参照统一的目标,为业务系统的建设和使用提供指导和约束。开放大学的办学规模与普通高校不同,学生数量大,国家开放大学注册在籍学生至少有359万人,学生特征多样化,因此开放大学的数据量很大,拥有使用统一标准的数据可以保障教学健康发展。开放大学的课程学习是以在线网络学习为主的混合式教学,保证大量课程资源的有序有效存储管理利用对保证开放大学的教学质量具有重要的战略意义。使用统一标准的高质量数据有利于完成对教师、学习者,全过程、全样本、大数量的动态跟踪,可以提升信息化对教研的支持质量,提升师生的获得感。许多高校已经根据学校实际业务制定数据标准,使不同系统的数据元素得以统一定义,促进数据在不同系统的流通。

论文旨在以北京开放大学为对象研究数据标准,主要包括人员、课程和学习服务系统等相关数据集的标准,其中,人员包括教师、学生,课程涵盖国家开放大学北京分部的课程及北京开放大学自主业务课程,学习服务系统包括多个学习平台、教务管理系统、科研管理系统等,分3个级别对数据保密。在深入调研校内相关业务部门工作内容、业务流程前提下,制定了适合学校实际情况的数据标准基础版:北京开放大学信息标准2018基础版(主题标准)(以下简称主题标准)、北京开放大学信息标准2018基础版(接口标准)(以下简称接口标准)、北京开放大学信息标准2018基础版代码汇总表(以下简称代码表),整合了学校多个业务系统可以共享的主数据,包含学分认证信息,完成了数据清洗,形成了统一数据库,提高了数据质量,可以以接口的方式共享主数据库中的数据。代码表是北京开放大学的元数据标准,实现了数据的描述、管理,为实现数据交换奠定了基础。

根据标准完成了数据库建设,可以识别过期数据,粗略显示数据生命周期,以接口标准为依据,建设数据清洗与整合平台,使用DCI工具实现数据的导入。以主题标准、代码表为依据,建设数据共享中心,实现学校数据信息源的统一、唯一。

4  数据中心

数据中心收集分布在各业务系统需要共享的数据,以数据库形式形成统一的公共数据库,配合数据查询手段为各业务部门提供全面、真实的共享数据接口[7-8]。数据中心的技术架构见图1。

5  技术实现

数据服务需要有信息化工作平台的支撑,建立校内一致的信息化视图,实现数据可视化,加强业务部门之间信息联动,根据北京开放大学实际业务流程,设计实现了校园信息门户平台、统一身份认证平台、数据清洗与管理平台。

开放教育的许多业务是多部门协作完成,存在许多数据转换场景,数据治理中的数据转换紧密围绕业务实际,与业务部门多次调研熟悉业务流程。数据清洗与管理平台是基本数据的共享转换平台,本着统筹集约的原则,解决多个应用系统之间数据交换和数据共享问题。数据管理平台使用DCI工具,通过三步完成数据的抽取、清洗、转换,以作业为单位,实现数据转换的可视化。平台建立了灵活、可配置的作业管理机制,现已新建200个左右作业。

6  结语

数据的有无问题在我国开放教育领域已经几乎不存在,但是随着技术的进步,教育数据质量并未同步得到改善。教育数据治理的研究成果有助于相关部门对现有信息系统及数据资源进行梳理整合,有助于提升学校信息化管理水平,进一步完善了学校信息编码资源、网上办事业务过程信息资源等信息资源的建设及共享方案。推动实现教学、管理、服务一体化,加快实现智慧校园建设。

论文阐述了教育数据治理的目标及意义,分析了国内教育数据治理的现存问题,提出了基于微服务的数据中心框架,以北京开放大学为例,列举了相关数据标准的制定,基于设计框架的信息化平台建设。望論文的研究内容能够充实开放教育数据治理的实践工作,增加相关部门对数据治理的关注度,促进开放教育数据可持续治理体系的形成。

参考文献

[1] 于江霞,苏爱远.服务于英美报刊选读的教学辅助平台研究[J].现代教育技术,2019,29(9):73-79.

[2] 沈霞娟,洪化清,宁玉文,等.国外智慧校园研究热点与典型案例分析[J].现代教育技术,2019,29(12):13-20.

[3] 张国宝,王志坚.智慧校园中服务融合门户的内容与设计[J].现代教育技术,2019,30(1):79-84.

[4] 胡祖辉,朱俐,吴国庆.面向质量监测与预警的研究生教育管理信息平台的构建[J].现代教育技术,2019,29(10):54-59.

[5] 杜婧,段江飞,李绯,等.侧重用户感知的在线教育服务质量模型研究[J].现代教育技术,2019,29(10):74-79.

[6] 徐峰,吴旻瑜,徐萱,等.教育数据治理:问题、思考与对策[J].开放教育研究,2018,24(2):107-112.

[7] 温芳芳.我国政府数据开放的政策体系构建研究[D].武汉大学,2019.

[8] 毛博.基于卷积神经网络的地震数据重构与模型构建研究[D].吉林大学,2020.

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