北京东城智慧教育“数据大脑”建设与应用

北京东城智慧教育“数据大脑”建设与应用摘要：围绕区域大数据服务为建设中心构建的东城教育“数据大脑”以统一服务支撑平台为基础，通过统一的标准体系与监管体系整合区域内的各类教育资源，实现区域内各类教育资源共享，有助于解决教育信息化推进过程中的重复建设、数据孤岛等顽疾。以数据治理服务平台为核心，通过数据治理整合各部门系统数据、业务数据，辅以数据处理、数据分析、数据管理、数据安全、数据服务等于一体的能力中枢，结合相应的策略类服务而衍生出N个智慧教育应用，发挥数据的价值，实现东城区数据资产的扩充与管理，为东城区数字经济发展奠定基石。关键词：数据大脑；信息化标准；数据资产；数据治理；智慧决策一、建设背景（一）基本情况2019年5月，东城区成立了“智慧教育示范区”建设领导小组，统筹、落实国家智慧教育示范区工作。为实现东城区智慧教育总体目标，区教委积极筹建区域教育大数据中心，并利用云计算、大数据、人工智能、区块链等新技术，提供标准、平台和数据资源支撑，持续汇聚来自教育行政部门、学校、直属单位、区政府和市教委等多渠道的巨量教育数据，探索多元异构数据融合的可靠方法与关键技术，逐步构建适应教育治理现代化需求的数据体系，再通过多源、跨界数据的深度分析和挖掘，释放数据价值，为区域教育高质量发展提供数据服务与支撑。为此，东城区协调各方资源，不断推进教育大数据建设。本案例以“数据驱动教与学模式创新”的核心，通过东城统一服务支撑平台和数据治理服务平台持续强化区域基于教育大数据的数据治理能力和综合服务能力；并基于七项示范工程构建了“学院制”课程体系、三个课堂创新应用、教师研修创新模式、学科知识图谱以及综合素养提升等重点教育发展事项，聚焦学生、教师、学校的综合优质均衡发展，并优化了区域教育管理与服务能力等。（二）建设目标十三五期间在北京市教委和区政府的大力支持下，东城区统建了部分应用，同时各学校也按照各自需求建设了急需软件应用，沉淀了部分数据，极大促进了学校教育信息化的快速发展，但当前东城区学校内的部分教育数据分散在各个业务系统，数据标准不统一、联动性差，未发挥出数据资产的价值。东城区建设教育“数据大脑”的目标如下：1.将学校各类数据汇聚在东城教育“数据大脑”上，统一治理、存储，把来自于业务系统、日志、文件、网络等的数据能够方便地采集到数据治理服务平台上进行集中存储，为后续的加工建模做准备；2.基于学业发展分析构建知识图谱以支撑自适应学习的需求；3.结合已汇聚的体质健康数据与智慧体育业务场景数据结合构建“体育+大数据”泛在环境智能分析；4.结合智能化、图形化、便捷化的业务需求构建交互式自助分析系统；5.持续优化平台数据回流建设、数据支撑系统优化、各科室应用等。二、重点举措与成效（一）东城智慧教育“数据大脑”建设建设开放、融合、共享的东城“数据大脑”。实现区域内教育业务的统一认证、统一综合数据库、各应用系统与平台的统一对接；形成区域教育数据的生命周期管理体系，构建区域数据的资产沉淀；通过数据域策略服务融合建设数据服务应用场景，实现区域数据创新应用体系建设。1.东城区教育信息化标准建设依据国家、教育部、北京市的教育数据标准，东城区已完成教育数据管理系列办法的制定，统一数据采集标准和试用规范；建成东城区智慧教育云服务平台，纵向对接国家和北京市平台，横向整合区域应用，全部实现统一认证登录。2.东城区教育数据资产建设（1）数据汇聚：聚覆盖19个科室，数据范围涵盖73类数据材料、11个业务及应用系统、数据主题一级12个及二级数据主题42个、1517张数据报表，数据量59533657条。（2）数据回流：9个教育应用（ClassIn、优题网、听说教考平台、智学网、食品安全等），31个业务数据表（见图1）。数据回流部分增加一些关于其的特点，比如打破壁垒，解决数据孤岛问题。（3）区域数据治理：围绕区域7大业务，20+个维度数据进行采集、清洗，自动生成区域发展分析报告和300+报表，针对80+个指标开展业务分析与评价，真实客观的反映区域教育治理能力，为教育评价提供数据支持。（4）学校数据治理：通过30+个维度的数据进行采集、清洗，构建学校发展110+个指标。利用数据挖掘和数据分析技术，从9大角度分析学校办学与发展状况，真实反应学校发展在全区所处的水平，为学校发展和宣传推广提供数据支撑。（二）东城区智慧教育云服务平台建设通过东城区智慧教育云服务平台作为面向全区所有教育用户的统一访问入口，全面普及全区师生网络教与学“一人一空间”。目前已开通学生空间106247个，教师空间21576个，学校空间193个。1.东城区教育应用生态建设平台集中管理各种信息资源及应用服务，整合国家教育资源公共服务平台、国家中小学网络云平台、北京市教育公共资源平台教学资源以及第三方教育教学应用41个。2.东城区学生门户建设为学生呈现东城各类学生维度的数据，汇聚各类生态应用，让学生更好的了解自己的学习、健康情况，同时便捷的使用各类学习应用。3.东城区教师门户建设为教师呈现东城各类教师维度的数据，汇聚各类生态应用，让老师更好的了解自己的教学教研工作，同时便捷的使用各类教辅应用。4.东城区学校门户建设为校长呈现在校师生及学校的各类数据，帮助校长从宏观到位围观的全面了解学校师资建设、学生成长等情况。5.东城区区级门户建设为区领导呈现全区各类数据，帮助管理者从宏观到微观的全面了解全区学校师资建设、学生成长等情况。（三）东城区智慧教育大数据应用建设数据治理是一项长期艰巨的工程，东城区持续加大教育大数据平台建设和数据治理力度，进一步优化教育大数据的采集和分析技术，统筹推动与上级政府相关部门数据互联互通，实现区校数据全量汇通。1.三大数字档案及分析报告建设在项目实践经验中，教委各科室由科长具体负责本科室数据建设，以“实现教育数据资源全面汇聚、深度集成、可信监测、规范管理、安全应用”为总目标，融通学校管理“一校一档”、教师发展“一师一档”、学生成长“一生一档”三类教育数据，形成了结构清晰、初具规模的综合教育数据资源体系及汇聚机制，实现了教育数据、教育资源与市教委、区政府及下属教育单位的贯通共享。（1）学生成长报告；围绕学生的基本信息、思想品德、学业成就、体质健康、艺术素养、社会实践以及综合素质评价等方面构建档案资料库，记录成长经历，为学生提供成长过程的综合分析评价。（2）教师成长报告：围绕教师的基本信息、奖励与荣誉、师德修养、教学情况、教研情况、育人成果、职业发展、工作绩效、工会活动以及党团资料等方面构建档案资料库，为教师提供发展过程的综合评价分析。（3）学校发展报告：围绕着学校主体，为学校提供学校发展的综合评价分析，为校长决策提供数据支撑服务，帮助决策者提高决策水平和质量。报告内容包括基本情况、奖项与荣誉、教师发展、育人成果、学生发展、办学条件、质量发展、特色发展以及媒体传播。（4）区域发展报告：针对教委7大业务，20+个维度数据自动生成区域发展报告。包括基本状况（学校规模、班额、办学条件等）、学生发展（学生规模、学科学业、体质健康等）、教师发展（教师规模、职业发展、职称等）、质量发展（教育质量检测数据）、特色发展（教育示范区工作）、均衡发展以及媒体传播。对全区教育数据进行宏观呈现，从教育管理、教学情况、学生学业、学业水平分段、教师行为、学生行为、校园环境等情况进行多层次、多维度的数据挖掘和分析，通过数据大屏系统对全区各项业务流程实现无缝衔接，为决策者提供实时综合可视化场景，实现可视化的综合决策。2.区域教育决策应用建设利用智慧学习空间汇聚区域教育大数据辅助区域教育管理者、校长和教师进行智慧决策，达到智能感知、动态监测、实时预警、科学决策，从教育管理迈向教育治理。（1）教育事业统计分析根据我区教育事业统计数据，面向学校管理、学生管理、教职工管理提供一定的变化趋势分析，包括每年学校平均班额变化趋势、在校生数变化趋势、招生数变化趋势、全区专任教师数变化趋势，以及针对学校办学条件房产设施相关数据结合国家教育教学质量监测模型，在生均校舍建筑面积、生均学校占地面积、学校绿化用地面积比例等方面为区域优质均衡发展提供数据监测预警服务。（2）智慧体育监测应用自2016年东城区青少年“健康成长2020”工程启动以来，东城区坚持健康第一的育人理念，在学生体质提升、运动场地拓展、营养餐改善、近视肥胖防控、心理健康培育等方面推出系列举措。平台整合区健康管理平台和健康成长档案信息化系统的学生体检数据、近视情况、肥胖情况，以及《国家学生体质健康标准》测试成绩、体育课成绩、参加体育活动和比赛等数据，基于教育事业统计原始数据的整理和分析，针对体质健康、体检卫生、学生学业、办学条件按指标体系进行分类和评价，通过教育数据可视化大屏形成具体的数据展示，支持精准管理三、推进策略（一）多元供给机制为保障智慧教育示范区建设工作全面系统的推进，为数据大脑建设提供全区内的数据建设依据，对已对接到东城统一服务支撑平台的相关应用采取审核机制，满足使用及安全需求的应用经审核后，对接统一服务支撑平台，供全区进行推广试用；对未接入统一服务支撑平台内的相关应用，采取以校为单位进行部分试点使用，并接受上级部门监督，使用效果显著后接入统一服务平台。（二）服务保障机制为使东城区师生用户尽快掌握各应用模块的使用方法，提升信息技术与课程教学整合设计的认识水平与应用能力，在试用点开展产品宣讲及培训服务。针对每次培训的结果、评价及建议，不断完善培训的方式方法和内容。支持重要活动到校支撑服务，例如支持学校实际组织以课题研讨、信息化技能大赛、优质公开展示课、直录播、线上家长会等教学教研活动。（三）数据安全机制所有与东城区智慧教育云服务平台对接的第三方，必须签署《东城区教育系统数据信息安全保密责任书》，必须严格遵守国家有关法律、法规及东城教委安全管理相关规定和管理办法，合理、规范、安全地使用数据和信息资源，承诺在管理、开发、实施项目的过程中，承担保密义务。（四）研究保障机制东城区多途径与科研机构和专业院校合作，以专家引领推进理论和创新，以课题驱动深度实践融合。例如：北京师范大学合作开展“基于智慧教育环境下的线上线下融合教学与信息化发展评价”的研究；首都师范大学合作开展“教育大数据智能建模与分析”的研究。（五）管理支撑机制成立东城区“数据大脑”建设推进工作小组，包括信息办、信息中心，协同各科室共同参与群策群力。每所学校由校长牵头，负责教学及信息化主管校长各1人负责具体试点项目的落地和平台应用的推进。建立专班工作汇报机制，由信息办协调相关建设单位，统筹负责数据大脑平台建设推进及数据汇聚工作，形成周汇报及月汇报制度和创建工作档案。四、特色经验（一）理念思路创新融合创新是智慧教育建设取得实质成效的必由之路。东城“数据大脑”平台的建设按照融合、开放的思路进行项目规划、建设，重点解决智慧教育的生态构建、应用融合与数据贯通及场景连接与价值输出等问题。1.融合为解决信息化系统数据孤岛问题，东城“数据大脑”遵循国家、行业等数据标准，实现数据的平滑交换；通过主数据中心、资源数据库、公共服务数据库等实现基础数据和可共享数据的池化，供各应用系统依权按需调用；同时经授权、脱敏后的教育数据可以开放给各个部门、教职工、公众、社会机构以及上级管理机构在各自权限范围内、在不侵犯信息安全、个人和机构隐私的基础上合理使用，扩大教育数据服务的范围。2.开放智慧教育建设离不开强大、灵活的基础平台的支持，其核心要解决数据的汇聚和技术的整合这两大问题。因此，作为个性化服务支撑环境的“数据大脑”，采用开放平台架构。（二）体制机制创新东城“数据大脑”建设过程形成市区联动、多部门协同的推进机制。一是市级政策支持市区联动。市教委在政策供给、资金补助、资源共享等方面助力我区示范建设。二是多部门协同推进。成立“东城区智慧教育工作领导小组”，全面统筹建设工作，定期听取工作汇报，指导工作方向。三是区教委各部门全员参与。成立“东城区智慧教育示范区建设工作小组”，负责建设规划设计、实施开展、验收绩效等工作；下设“东城区智慧教育示范区建设工作办公室”，负责建设推进及协调工作。四是组建学区13121专班。全区8个学区，每个学区的学区负责人联合信息办、信息中心、指导专家、校长、教研员等，加强对学区整体智慧教育工作的规划管理，同时负责指导学区内学校的智慧教育建设。（三）实施举措创新1.积极引入优质资源和建立互联网应用的多元供给机制我区健全网络与信息安全组织体系，提升网络与信息安全技术防护能力，在保证学校、师生数据安全的前提下，引入优质社会化应用，通过推荐遴选、试用筛选，让适合教育的产品和优质应用接入东城数据大