构建智慧教育云平台助推区域教育提质发展

构建智慧教育云平台，助推区域教育提质发展摘要：上海市闵行区在建设“智慧教育示范区”的过程中，围绕“数据驱动的大规模因材施教”的目标，坚持“五育”并举，打造适应区域整体推进的教育云服务平台，构建支持个性化教与学的智慧学习环境。通过区内共同协作，探索个性化和差异化教与学，建立产学研用协同创新的教育信息化公共服务体系，促进师生全面而有个性发展，促进闵行教育更加公平、更高质量稳步发展。关键词：智慧教育云平台；数据驱动；因材施教一、闵行区智慧教育云平台建设背景2019年，闵行区入选教育部“智慧教育示范区”，在教育部和市教委指导下，闵行制定并实施了《闵行区创建“全国智慧教育示范区”实施方案》，整体部署区域推进大规模因材施教的“1258工程”。闵行区智慧教育建设早，教育信息化生态链完整，但随着应用深入，逐渐暴露出传统教育信息化平台及应用建设的缺陷。一是第三方应用繁杂导致的管理问题，不同部门和学校建立了多个管理信息系统，存在低效和重复建设情况，信息孤岛现象较为严重。二是各教育单位的数据信息无法实现有效整合，优质资源的积累与融合缺乏统一平台和制度保障。三是数据安全规章制度缺失。教育数据管理运营的机制与制度不甚明确，数据的归属权、开放范围、开放方式、隐私保护等还没有清晰的界定。二、闵行区智慧教育云平台建设重点举措（一）构建闵行智慧教育数字基座智慧教育示范区的建设以云平台为基础，以市教委“六个统一”（统一接入、统一平台、统一认证、统一数据、统一防护、一网通办）为指导，立足闵行教育实际，在原有的区域教育数据中心的基础上，通过构建“数据中台+业务中台+AI能力中台+开放协同平台”为主的“三中台一平台”模式，为全区中小学开展个性化教学管和大数据应用提供服务（见图1）。1.建设一个数据中台，推进数据汇聚与治理建设智慧教育云平台，推进数据互联互通，发挥数据采集、分析、治理和共享能力。通过多科室联合评估与协作，确立区内5类用户的基础数据源和其他教育专题业务数据源，同时在市区两级多个单位支持下，持续对基础数据进行汇聚和治理，形成稳定的数据资产。2.建设一批主题库，为“一网通办”提供服务支撑基于数据中台的各类基础数据和业务数据，建设专门主题库，实现数据和指标的共享，减少数据重复计算与存储。通过区内教育应用“内循环”和市级教育应用“外循环”并行推进模式，验证主题数据库服务能力，彰显云平台数据的实践价值。3.推动闵行教育应用上云，集约公共资源管理梳理评估区内教育应用的使用覆盖面、用户活跃度、发展规划等，推进教育应用上云部署，适应新时期集约管理要求，实现资源弹性管理。通过应用上云、数据上云，检验云平台的服务能力，促进教育数据融通和管理融通；提炼教育数据标准和业务规范，提供数据共享交换服务和部分数据赋能服务。4.构建统一门户集成和用户管理，实现统一身份认证构建统一门户集成应用，推动实现教师、学生、管理者、家长、市民等五类用户在云平台中实现单点登录登出。对接治理闵行区云OA系统、教师成长档案系统、市学籍系统、融媒体、市民云等系统中已有用户数据，实现账户体系向云平台的平滑切换。5.开发多主题可视化页面，动态监控和推动数据治理和数据应用开发基础数据、图书借阅、健康体测、数据交换、一网通办、应用上云等多个主题可视化页面，呈现云平台数据汇聚和治理成果、业务应用调用云平台接口状况、业务运行动态，实现可动态、多维度、多颗粒度监控数据治理和数据应用。（二）推进数据驱动的因材施教依托个性化学习、差异化教学、智能化服务、精细化管理四大项目，牢牢抓住“机制、人、平台、数据、模式”五大要素，探索数据驱动的教学变革之路。1.顶层架构，区校协同——推进智慧教育项目化区域科研中心协同技术中心，创建区域项目推进研究图谱，规范学校研究方向，保证区域项目推进的科学性和有效性。第一年，闵行区共有103所中小幼申报了143个区级研究项目；43所中小幼申报了43个校级项目。第二届“数据驱动大规模因材施教”项目申报中，共有68所中小幼单位，申报了191项研究项目，其中141项区级立项，47项校级立项。成立校际群组CIO，设置区校项目联络员，协调督促学校开展项目研究、项目推进，并协调区域教研、科研、德研、教师发展等业务专员开展项目专项研究和推进，形成专人联络、协同推进的项目研究、实施共同体。2.以人为本，智能服务——创建智慧教育生态化构建教师专业发展数字化业务支持系统，借助大数据为教师专业发展和教师教学改进提供诊断服务与业务支持。搭建六大教育教学应用与管理系统：云录播课堂评价系统、研修及科研管理系统、闵智学堂在线课程系统、学业质量评价系统、个性化学习智能服务系统、教师专业成长电子档案。构建学生学习支持环境，借助数智教学系统、智能作业系统，为学生提供适性成长服务。建立学生个性化评估模型，为学生个性成长精准诊断，确定学生的薄弱知识点和学习路径，推荐与学生学习能力相匹配的学习资源。3.数据驱动，因材施教——基于人工智能开展教与学数据分析创生了以作业为焦点驱动教学各环节的教学改进路径，基于人工智能教与学多渠道作业数据采集，助力差异化教学，推动数据驱动的精准教研。构建智能作业系统，主要包括基础作业库、作业平台、数据分析报告、教研支撑，以及基于这些服务的人员支撑服务。在作业管理平台中融入智能技术，实现作业自动批阅，支持口语智能测评等，减轻教师负担。实现多路径智能作业数据采集，基于系统布置的作业可以采集学生作业时间、作业行为、作业质量等详细数据。而在“五项管理”“作业十条”“双减”等政策背景下，开发了纸质作业扫描仪数据采集、点阵数码笔作业数据采集的方式，满足了作业数据采集需求。助力基于高阶思维挖掘的差异化教学。挖掘在智能作业中体现的学生学习品质数据，形成学生画像，对学生的学业水平和增值评价结果进行分析；利用聚类分析模型，实现学生分类，用于指导课堂分层教学，在数据探索成熟的基础上，实现对智能作业平台功能的迭代改进。实施数据驱动的精准教研。在小学开展基于作业数据的主题综合教研活动，通过对节点式作业的数据分析，开展针对性的教研活动，改进相关问题，然后再次开展节点式作业，检验问题解决的成效，不断循环往复，实现数据驱动的精准教研和数据驱动的教研改进。在六所高中薄弱学校开展了数据驱动的联合教研活动，由全体教研员深度参与，基于作业数据数据分析，精准诊断了学校教学的问题，提高了学校的教研水平。（三）推动两个助手建设1.依托两个助手探索新型教育教学模式开发智能教学助手和学生智能学伴，针对基础教育学段的师生提供基于大数据、云计算、AI等技术能力支撑下的多终端多平台软件服务。教师智能助手以教师备课为切入点，基于智慧教育云平台学情汇聚与分析能力，为教师提供学情参考，并提供智能化教学辅助工具，帮助教师更好地实现个性化教学和辅导。学生智能学伴以“慧学三步法”为AI学习路径规划方式，实现对每周学习、考试冲刺、智能假期的整体学习覆盖，同时提供与教师智能助手的互动体系，实现学生与教师的互联互通，协同合作。2.依托教育云平台实现教师精准教学依托各类行为数据、学情数据等过程性回流数据，通过算法模型对海量行为数据进行分析，形成服务于教学、学习和管理的结果性数据，构建教与学场景下的AI学习路径。为教师快速生成有用的统计图表和数据类别，让教师从批改的困境中解放出来，帮助教师实施一对一、个性化的教学指导，有效关注个体差异，及时调整教学策略。同时基于课堂行为分析对教学质量进行精细化评价，教师在课后即时查看，引导教师关注教学改进。通过单次、历次、区域等多维报告，帮助教育教学工作者发现教学问题及其背后关联，为教育教学活动发挥指导作用。三、闵行区智慧教育云平台建设成效（一）构建了以云平台为核心的数字基座闵行区智慧教育云平台已完成了主体功能建设和全区基础数据的治理和汇聚，有序遴选和推进全区主要教育信息化应用上云管理，理顺数据应用和管理的机制流程，提高数据应用和服务能力。经过两年的建设，云平台已取得如下进展效果：1.建成数据仓库，对外提供强大的数据服务云平台数据仓库的建设强有力推进了数据的治理和汇聚。截至2022年5月，智慧教育云平台已对接教育业务系统48个，接入数据表5282张，接入数据838466120条。完成机构数据、学生数据、教师数据等三大基础数据库的数据对接治理，完成与市大数据中心关于中小学学生家长数据的对接治理。同时，完成了学生身心健康数据、学生竞赛数据等19项业务专题库的建设。对外提供44个数据接口服务，调用接口的业务应用达到62个，接口总调用次数已达2448061次，数据总调用条数达8889万条。云平台主管单位闵行区教育区多次在全区大数据管理工作推进考核中位列第一。2.消除信息孤岛，实现了数据的互融互通和场景应用云平台已构建机构、学生、教师三大基础用户库和校历、招生日程、招生片区、中考成绩查询、托育机构、健康体测、电子证照等多个主题库。通过各数据接口为第三方应用提供服务；通过数据接入和数据回流，构建了“学校、机构查询”“中小学校历信息查询”“幼儿园、小学、初中学区信息查询”“中考成绩查询”“电子证照查询校验”“教育服务办件统计上传”等十余项数据专题服务；支撑闵行区幼儿园报名招生；支撑工会闵教之家上线随申办；支撑教师招聘一件事数据流程打通和落地实施。2021年闵行作为全市首批教育精准服务的试点，于当年6月成功完成首次教育政策精准推送，提升了政务公开与政务服务融合联动能力和主动化、精准化服务水平。3.探索了一批应用上云，实现了业务数据和业务应用的集约管理推进业务数据和业务应用的集约管理，云平台相继完成综合信息发布系统、图书馆管理系统、九回网站群、时光网站群、工会闵教之家、活动中心一门式、公共服务平台等第一批7个教育应用上云。这些应用实现容器化部署，可弹性进行资源的回收和扩展，提高资源使用率。上云应用可调用数据中台基础数据，回流业务数据，实现了云平台权威数据的共享融通，进一步验证数据的有效性和实用性。4.实现教育应用统一认证，通过OneID访问整个身份认证联盟目前，已完成五类用户在云平台中的统一身份认证，实现已接入云平台用户的单点登录和登出，用户不再需要记录多个业务系统的繁琐账号和密码。云平台对接治理了闵行区云OA系统、教师成长档案系统、上海市学籍系统、融媒体、市民云等系统中已有用户数据，实现账户体系向云平台的平滑切换。完成云平台统一认证能力接入到上海市教育认证平台，将闵行区用户认证的应用范围从闵行区扩大到整个市级联盟。完成与上海随申办市民云、上海市一网通办、闵行融媒体统一认证对接。（二）初步实现了以数据为支撑的大规模因材施教1.建设了面向区域的教师大数据平台平台参照中小学教师专业标准，结合区域数据采集和分析的基础样态，按照标签体系、标签层级、标签属性三个维度构建区域教师三维画像体系。标签体系按照个人特征、专业特征、发展偏好、社交标签进行设计，此外还预留标签动态生成机制，利用数据挖掘技术，挖掘个体教师、群体教师特征，伴随式生成标签体系。2.推动基于“双减”背景下数据驱动的差异化教学实践搭建了支撑差异化教学的支撑平台，构建了统一标准的数据采集、数据分析和数据应用路径。形成了高阶学习品质分析模型、学习投入分析模型，通过作业数据的常态分析，实现对学生的分层建议。同时，通过数据分析，可以实现落实“双减”的数据驱动模式，实现跨学科作业时长预警、作业负担分析和作业行为分析（见图2）。（三）基于一网通办推动教育治理现代化一是承担市政府、市教委试点工作，已建立区域基础教育公共企事业单位信息公开制度，制定标准化目录，构建集约化平台，积累了大量信息数据资源；二是率先推出全市首个区级教育公共服务场景应用，已有10件公共服务项目在“随申办”闵行区旗舰店上线，上线两个月浏览量突破35万人次；三是“新教师入职”一件事推进方案已制定并上报区“一网通办”推进办，“不见面”形式办理各类审批件、行政审批网办率及全程网办率均位列全区前列，“好办”事项基本得到区审改办、行政服务中心认可与批准。（四）推进基于八大应用场景为基点的信息化标杆校建设蔷薇小学通过构建健康感知、智能照明、安全识别、教学行为识别等方面打造开放学习空间，改善课程环境，丰富师生的个性化感知体验，提供了更便捷的个性化服务。华理科高坚持技术赋能，在课程建设与实施、课堂学习环境、教育学方式转变和虚拟分层教学等方面丰富教学形态，为学生提供智能的学习与探索服务。华二初中立足数据驱动的集团化办学，尝试一校多区多学段的数据互融互通，打造学校智慧管理平台，同时承担市学生画像项目研究，构建五育并举的学生画像系统。西南工程重点建设“虚实融合的学习场”支撑体系和核心应用，创建云学堂、资源超市、虚拟仿真实训室，探索虚实相结合的实训教学新路径。同时，莘城学校、田园外小、爱博果果3所学校入选上海市第三批标杆校建设，这批学校正同步进行培育校的三年工作方案优化和改进设计中。四、问题与经验智慧教育云平台示范在创建过程中，上下同力，取得初步成效。但是在推进过程中也存在诸多问题和困难。1.信息应用推进和数据安全的相互制约的问题在日常应用中，过于注重应用普及便捷，暴露出系统过多、信息安全管理滞后、系统运维不及时、个人隐私保护不强等风险，制约应用的进一步优化和推进。因此，区域应做好