数据赋能教育 智慧治理提效——成都市武侯区智慧教育大脑建设

来源:2023年度智慧教育优秀案例 2024-04-16 14:11:50 所属栏目:案例实践

武侯区智慧教育大脑是通过武侯区教育数据枢纽纵向形成省、市、县、校、个人(老师、学生)的五级数据融通体系,横向实现武侯区域内各业务部门系统数据的融通汇聚。与此同时,数据枢纽基于国标建立了具备武侯特色的教育标准数据体系,对武侯全域基础数据进行自动化、智能化的数据治理,以可视化手段构建了武侯教育数据服务体系,为武侯区各教育应用提供了准确实时的大数据支撑,实现了数据的快速赋能,为武侯智慧教育生态建设提供了坚实的数据能力支持。利用大数据技术保障了教育管理、决策和公共服务的能力,推动了改进教学、优化管理、提

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为纵深推进教育数字化战略行动,深入发展智慧教育,促进智慧教育领域经验总结和互学互鉴,加强优秀案例分享和国际传播,在教育部科学技术与信息化司指导下,“智慧教育示范区”创建项目专家组秘书处与教育部教育信息化战略研究基地(北京、华中、西北)开展了智慧教育优秀案例征集活动。

经过申报或推荐、案例撰写培训和修改、专家遴选、公示等环节,共确定324个智慧教育优秀案例,其中区域发展类74个、学校实践类226个、解决方案类12个、研究成果类12个。

本期为您带来区域发展类智慧教育优秀案例:数据赋能教育 智慧治理提效——成都市武侯区智慧教育大脑建设

武侯区智慧教育大脑是通过武侯区教育数据枢纽纵向形成省、市、县、校、个人(老师、学生)的五级数据融通体系,横向实现武侯区域内各业务部门系统数据的融通汇聚。与此同时,数据枢纽基于国标建立了具备武侯特色的教育标准数据体系,对武侯全域基础数据进行自动化、智能化的数据治理,以可视化手段构建了武侯教育数据服务体系,为武侯区各教育应用提供了准确实时的大数据支撑,实现了数据的快速赋能,为武侯智慧教育生态建设提供了坚实的数据能力支持。利用大数据技术保障了教育管理、决策和公共服务的能力,推动了改进教学、优化管理、提升绩效。

一、建设武侯区智慧教育数据枢纽

(一)打造武侯教育数据标准体系

结合《教育信息化行业标准2012版》以及武侯区教育局前期建设梳理形成的数据规范类文件,武侯区教育局打造了以满足武侯区教育局各级各类部门、机构、学校的实际需求为目的,不断地更新、扩充、完善的武侯区教育数据标准。并基于庞大的教育数据基础,编制武侯区教育系统《软件数据标准》《软件管理办法》《“让数据跑路”工作实施方案》等文件,统一教育系统数据标准和流转规范。数据标准体系与武侯区教育业务高度融合,制定了统一的数据标准、统一的技术标准、统一的管理标准和统一的工作标准,实现区级教育数据业务全流程覆盖。

教育数据标准体系成为武侯区教育信息化建设的基础,解决了因信息化发展产生的教育数据复杂与异构导致的数据治理痛点,并保证后续大数据相关服务的顺利建设和开展;武侯区智慧教育数据标准体系不仅为在全国率先建立县域教育数据标准体系奠定实践基础,更可为教育部建设标准提供基层实践经验。

(二)构建武侯教育数据资产体系

武侯区教育数据枢纽在数据标准化基础上,汇聚全量业务数据,包括结构化、半结构化和非结构化数据,通过多种数据接入任务方式,建成省、市、县、校、个人的五级数据融合体系,并横向融通武侯区域内各业务部门系统数据,汇聚了教育事业统计、教育发展监测、教育督导、教师电子档案、学生综合素质评价、中小学幼儿园近视防控、数据画像等数据,并正在与国家中小学生体质健康、学生资助等进行数据耦合。对结构化、半结构化、非结构化等相关的数据采用分布式的存储方式,进行集中存储与管理,建立区教育局权威数据库,方便后期对数据进行深度的挖掘,形成武侯区全域教育数据资产体系。

对数据标准和数据接入进行统一管理,包括标准代码的管理、元数据的管理、数据源的管理、实时接入的管理、在线接入的管理、离线接入的管理、文件接入的管理。解决了教育长期发展过程中教育数据采集方式不规范、数据资源零散、储存分散、数据易丢失、查阅困难、关联及深度应用无法开展等难题。同时支持实时监控数据汇聚情况和多种任务发布执行情况。

(三)创新武侯教育数据治理体系

参照武侯区教育数据标准,结合业务实际情况,进行数据质量检测和治理工作。系统通过规则校验对数据进行质量检测,再通过数据关联、数据补全、错误校验、冗余去除、数据过滤、正则匹配、数据判重、质量控制等手段对数据进行治理。提供多类治理工具,支持自定义治理流程,将源数据转换为标准数据格式,发现并搜集接入过程中的异常数据,部分异常数据,通过系统内置数据补全策略和更改策略进行自动处理;系统无法处理的异常数据进行强提示,并将异常信息发送给数据相关管理人员,督促业务人员及时解决数据问题。包括原始数据管理、数据检查管理、数据清洗管理。

明确数据质量状况和主要问题,并通过一系列先进、科学、规范的治理手段治理保障数据完整性、权威性和一致性,逐渐提升武侯区教育数据的数据质量,将数据转换成区教育局的数据资产。

(四)构筑武侯教育数据共享体系

为了方便整个区域数据的共建共享,基于数据枢纽的数据共享工具,向各部门、学校及应用中心中的应用提供高效和便捷的数据共享服务,对数据枢纽标准库的数据进行视图、API接口的封装,授权用户可直接通过视图、接口等多种方式进行访问。根据用户申请需求,进行个性化的共享服务,授权用户可直接通过视图、接口从外部进行访问,同时提供数据枢纽实时检索服务,以高效率的查询方式,快速的将标准化数据展示给用户,帮助用户快速理解标准化数据的分类及详情,给用户提供了极大便捷。

同时为各部门提供数据的实时检索服务,促使形成共建、共享、开放的新机制,不仅提升了全区教育数据共享水平,并能让各学校通过区教育局开放的客观数据找到自身的亮点和不足,为其学校发展做出科学决策。

(五)强化武侯教育数据快速赋能

为了方便区教育局用户的数据查看和支持决策,以及各类教育应用面向广大教育用户提供的服务,通过从数据枢纽资产中提取多维度数据,获取个人、群体或学校特征;比如对学生的特征分析涉及到学生生活规律性分析、学生体质分析、学生成绩分析等多个模块,将学校前期提供的数据进行处理,分别为数据校验、数据归并、数据映射等,然后将数据部分字段映射为便于算法或特征提取算法的使用形式,结合教育大数据相关研究成果和算法,对数据枢纽资产库进行二次封装,生产面向数据可视化的共享数据源,通过共享数据源形成自定义的数据看板对数据进行深度分析挖掘。

使用教育智能(EI)统计分析数据枢纽融汇的多维度的数据内容,呈现可视化数据成果。同时也提供多种数据可视化工具,用户可自由定义数据呈现,同一数据集不同可视化分析结果;可自由选取数据集,通过自定义配置,形成综合数据分析结果,从而实现数据订阅式的查看和展示。同时提供丰富的展示元素和交互模板,可满足不同用户对数据展示形式、内容和风格的定制化,用户可通过图形化界面进行操作,即可完成用于辅助决策的可选业务主题数据关联和决策导向化的结果呈现,使区教育局总体数据充分支撑各级领导决策,达到决策依据可量化,决策结果科学化的目标,真正实现区教育局数据资产化,强化教育数据快速赋能,让数据产生真实价值,使大数据分析和教育智能(EI)在决策层、管理层和业务层中实现决策结果科学化。

(六)分批建设武侯校级数据节点

基于武侯区数据枢纽分批建设武侯区校级数据节点。第一批15个学校的校级数据节点于2021年10月建成。数据节点对学校进行全域数据数据采集、数据质量检测、数据清洗、数据治理、数据共享等,打破原有数据壁垒,完成数据标准化建设,形成校级数据资产,为智慧校园应用建设提供数据基础;建设基于学校实际数据在教育教学、体质健康、艺术素养、实践活动、品德教育、校本特色等方面的可视化大屏,为学校在五育方面的工作和发展提供常态化监测,为学校管理者、教师提供决策辅助;统一数据上报接口规范,自动化、常态化地上报满足武侯区智慧教育建设要求的校级数据;统一学校个性化应用的登录与管理,为学校管理者、教师、学生、家长提供一站式的便捷应用服务。

校级数据节点既解决了学校数据孤岛问题,实现各级各类数据融通,作为武侯智慧治理应用体系建设基座,又帮助学校完成信息化向数据化的转型,也为区、校两级智慧应用建设提供常态化的数据支撑,为打造完整体系的武侯智慧教育生态建立基础。

二、搭建武侯区智慧教育应用中心

(一)统一用户管理体系

应用中心统一管理用户账号、角色、系统权限、系统资源、服务器资源等,为数据资源集成平台各项权限配置服务,承担着国家、省、市、区教育应用聚合、统一认证、单点登录、治理移动化等作用。中心可一体监控数据流向,从数据库、数据接口、数据任务、数据溯源、服务器等实现全方位监控,包括权限管理、用户管理、数据监控管理等。同时深度集成武侯教育系统应用,实现区域教育新应用场景和新治理流程的快速再造。

(二)现代化、均衡化监测

建设武侯区教育现代化和均衡化动态监测系统,依托于武侯教育数据枢纽,并与教育事业统计系统对接,使数据得以实时互通,全面获取学校基本情况、教师信息、学生信息等相关数据,即时、准确反映监测信息及结果。系统内置县域义务教育优质均衡发展督导评估体系,通过数据的实时互联互通,动态监测各项指标数据,并利用“武侯教育现代化、均衡化发展水平驾驶舱”,直观、清晰地呈现优质均衡达标状态,测算区域均衡系数,掌握义务教育均衡发展现状。根据达标情况及变化、发展趋势,还可对重点指标进行测算和预警。将发展目标量化和可视化,预设指标值,通过对系列关联指标的科学计算和系统分析,得出预演结果,为教育决策提供数据支撑,实现资源建设前置,精准规划教育管理、治理与发展,让县域义务教育均衡发展可见可控可规划,让教育主管部门和学校对教育均衡发展问题有的放矢。

(三)区域发展学位预测

基于区域公安人口、妇幼保健出生、教育事业统计、经济发展等数据,通过大数据和机器学习技术+业务经验,超前精准预测区域教育发展规模,提前掌握学位压力,智能预警可能的资源需求和资源缺口,实现对未来学年全区域教育规模以及各校的具体增减情况预测。并结合教育资源现状,以区域教育发展要求为指导,提供区域和学校发展解决建议方案,预演区域和学校建设成效,使区域教育管理决策者可以提前规划教育资源投入和建设,实现区域和学校学位需求与相关配套的超前部署,辅助调整划片和资源配置,尽可能满足未来教育需求,确保平稳入学,确保教育优质均衡发展持续进步。

(四)学生数字画像

围绕品德发展、学业发展、身心发展、审美素养、劳动与社会实践五大维度,构建武侯区学生成长综合素质评价体系,描绘武侯学生发展全貌。通过面向区域、学校、班级、学生、家长等多角色全方位、全过程、常态化、伴随性的数据采集,立足校级数据节点和区级数据枢纽,构建数据标签系统、数据流规划、指标分项算法、行为特征模型等,搭建武侯区学生数据画像系统,通过数据挖掘,逐步形成了武侯学生数字画像系统的完整运行闭环,形成学生成长档案。为区域精准教学开展、学生个性化发展和职业生涯规划提供支撑

(五)教师数字画像

依托继教平台,分析教师工作业绩、专业发展、评优晋级、示范引领的相关数据,形成教师发展电子档案,并通过数据挖掘与建模分析,进而勾画出教师专业画像,实现对教师发展进行诊断,并匹配教师专业标准与现有标准,精准推送教师专业发展课程和资源,链接学生画像,实现教师发展引导和干预,形成具有武侯特色的优秀教师模型。具体采用“1+1+2+18”的体系打造教师数字画像,即制定1套基于数据的评价标准、服务“武侯教师只填1次表”的目标、支撑教师专业发展和教师队伍建设的2个方向、试点18个学校推进;同时,建立叙评制度,通过学生、家长和同事对心目中好老师的评价内容,构建教师发展性的多元评价体系,打破唯论文、唯课题的单一教师评价,促进教师更专业地发展。

三、建设成效

一是减少孤岛增加融通。解决此前武侯区各教育上报、业务等系统普遍存在的入口、账号等不统一的问题,聚合全区45个教育应用,实现武侯区17个教育系统数据融通共享。极大提高区域教育数据应用效率,增强区域各部门或学校协同工作成效。

二是减轻负担增强效能。减轻教师和管理者负担,基于数据枢纽,学校上传业务相关信息,在通过数据共享实现全区学校信息资源统一管理和兼容整合的基础上,依据工作场景需求,自动调用相关数据,减少工作壁垒,缩短工作耗时,提升工作效能。

三是减弱人力增值应用。通过对学生学习过程的伴随式采集和数据价值的深度挖掘,借助大数据与人工智能技术实现基于学生常态化学情的精准诊断分析和资源推荐,减弱人力需求,提升教学效率与传统课堂教学容量。目前已覆盖师生4万余人。

四是促进教育评价改革。基于武侯学生成长共性指标体系,全学段采集学生成长实时数据,建立数据模型,描绘学生“数字画像”形成学生综合素质评价报告。并通过静动态数据相结合的表征数据库,优化综合素质评价指标体系与表征数据的匹配度,验证数据模型,调整相关指标权重,不断促进教育评价改革与优化。

五是促进教育公平发展。通过义务教育均衡“采集-汇集-管理-分析-决策-预测”六大场景,极大地提升了区域教育均衡发展决策效率,降低了决策风险。2021年武侯区义务教育优质均衡总指数为0.15,武侯区优质均衡达标率达80%,在全市中心城区排名前列。不断推进武侯区义务教育优质均衡,促进武侯区教育公平发展。

 

作者:蒋晓梅  林迪

来源:2023年度智慧教育优秀案例

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