構(gòu)建智慧教育云平臺助推區(qū)域教育提質(zhì)發(fā)展

構(gòu)建智慧教育云平臺，助推區(qū)域教育提質(zhì)發(fā)展摘要：上海市閔行區(qū)在建設(shè)“智慧教育示范區(qū)”的過程中，圍繞“數(shù)據(jù)驅(qū)動的大規(guī)模因材施教”的目標(biāo)，堅持“五育”并舉，打造適應(yīng)區(qū)域整體推進的教育云服務(wù)平臺，構(gòu)建支持個性化教與學(xué)的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。通過區(qū)內(nèi)共同協(xié)作，探索個性化和差異化教與學(xué)，建立產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新的教育信息化公共服務(wù)體系，促進師生全面而有個性發(fā)展，促進閔行教育更加公平、更高質(zhì)量穩(wěn)步發(fā)展。關(guān)鍵詞：智慧教育云平臺；數(shù)據(jù)驅(qū)動；因材施教一、閔行區(qū)智慧教育云平臺建設(shè)背景2019年，閔行區(qū)入選教育部“智慧教育示范區(qū)”，在教育部和市教委指導(dǎo)下，閔行制定并實施了《閔行區(qū)創(chuàng)建“全國智慧教育示范區(qū)”實施方案》，整體部署區(qū)域推進大規(guī)模因材施教的“1258工程”。閔行區(qū)智慧教育建設(shè)早，教育信息化生態(tài)鏈完整，但隨著應(yīng)用深入，逐漸暴露出傳統(tǒng)教育信息化平臺及應(yīng)用建設(shè)的缺陷。一是第三方應(yīng)用繁雜導(dǎo)致的管理問題，不同部門和學(xué)校建立了多個管理信息系統(tǒng)，存在低效和重復(fù)建設(shè)情況，信息孤島現(xiàn)象較為嚴(yán)重。二是各教育單位的數(shù)據(jù)信息無法實現(xiàn)有效整合，優(yōu)質(zhì)資源的積累與融合缺乏統(tǒng)一平臺和制度保障。三是數(shù)據(jù)安全規(guī)章制度缺失。教育數(shù)據(jù)管理運營的機制與制度不甚明確，數(shù)據(jù)的歸屬權(quán)、開放范圍、開放方式、隱私保護等還沒有清晰的界定。二、閔行區(qū)智慧教育云平臺建設(shè)重點舉措（一）構(gòu)建閔行智慧教育數(shù)字基座智慧教育示范區(qū)的建設(shè)以云平臺為基礎(chǔ)，以市教委“六個統(tǒng)一”（統(tǒng)一接入、統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一防護、一網(wǎng)通辦）為指導(dǎo)，立足閔行教育實際，在原有的區(qū)域教育數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建“數(shù)據(jù)中臺+業(yè)務(wù)中臺+AI能力中臺+開放協(xié)同平臺”為主的“三中臺一平臺”模式，為全區(qū)中小學(xué)開展個性化教學(xué)管和大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供服務(wù)（見圖1）。1.建設(shè)一個數(shù)據(jù)中臺，推進數(shù)據(jù)匯聚與治理建設(shè)智慧教育云平臺，推進數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，發(fā)揮數(shù)據(jù)采集、分析、治理和共享能力。通過多科室聯(lián)合評估與協(xié)作，確立區(qū)內(nèi)5類用戶的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源和其他教育專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)源，同時在市區(qū)兩級多個單位支持下，持續(xù)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行匯聚和治理，形成穩(wěn)定的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。2.建設(shè)一批主題庫，為“一網(wǎng)通辦”提供服務(wù)支撐基于數(shù)據(jù)中臺的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，建設(shè)專門主題庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和指標(biāo)的共享，減少數(shù)據(jù)重復(fù)計算與存儲。通過區(qū)內(nèi)教育應(yīng)用“內(nèi)循環(huán)”和市級教育應(yīng)用“外循環(huán)”并行推進模式，驗證主題數(shù)據(jù)庫服務(wù)能力，彰顯云平臺數(shù)據(jù)的實踐價值。3.推動閔行教育應(yīng)用上云，集約公共資源管理梳理評估區(qū)內(nèi)教育應(yīng)用的使用覆蓋面、用戶活躍度、發(fā)展規(guī)劃等，推進教育應(yīng)用上云部署，適應(yīng)新時期集約管理要求，實現(xiàn)資源彈性管理。通過應(yīng)用上云、數(shù)據(jù)上云，檢驗云平臺的服務(wù)能力，促進教育數(shù)據(jù)融通和管理融通；提煉教育數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)規(guī)范，提供數(shù)據(jù)共享交換服務(wù)和部分?jǐn)?shù)據(jù)賦能服務(wù)。4.構(gòu)建統(tǒng)一門戶集成和用戶管理，實現(xiàn)統(tǒng)一身份認(rèn)證構(gòu)建統(tǒng)一門戶集成應(yīng)用，推動實現(xiàn)教師、學(xué)生、管理者、家長、市民等五類用戶在云平臺中實現(xiàn)單點登錄登出。對接治理閔行區(qū)云OA系統(tǒng)、教師成長檔案系統(tǒng)、市學(xué)籍系統(tǒng)、融媒體、市民云等系統(tǒng)中已有用戶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)賬戶體系向云平臺的平滑切換。5.開發(fā)多主題可視化頁面，動態(tài)監(jiān)控和推動數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、圖書借閱、健康體測、數(shù)據(jù)交換、一網(wǎng)通辦、應(yīng)用上云等多個主題可視化頁面，呈現(xiàn)云平臺數(shù)據(jù)匯聚和治理成果、業(yè)務(wù)應(yīng)用調(diào)用云平臺接口狀況、業(yè)務(wù)運行動態(tài)，實現(xiàn)可動態(tài)、多維度、多顆粒度監(jiān)控數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)應(yīng)用。（二）推進數(shù)據(jù)驅(qū)動的因材施教依托個性化學(xué)習(xí)、差異化教學(xué)、智能化服務(wù)、精細(xì)化管理四大項目，牢牢抓住“機制、人、平臺、數(shù)據(jù)、模式”五大要素，探索數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)變革之路。1.頂層架構(gòu)，區(qū)校協(xié)同——推進智慧教育項目化區(qū)域科研中心協(xié)同技術(shù)中心，創(chuàng)建區(qū)域項目推進研究圖譜，規(guī)范學(xué)校研究方向，保證區(qū)域項目推進的科學(xué)性和有效性。第一年，閔行區(qū)共有103所中小幼申報了143個區(qū)級研究項目；43所中小幼申報了43個校級項目。第二屆“數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模因材施教”項目申報中，共有68所中小幼單位，申報了191項研究項目，其中141項區(qū)級立項，47項校級立項。成立校際群組CIO，設(shè)置區(qū)校項目聯(lián)絡(luò)員，協(xié)調(diào)督促學(xué)校開展項目研究、項目推進，并協(xié)調(diào)區(qū)域教研、科研、德研、教師發(fā)展等業(yè)務(wù)專員開展項目專項研究和推進，形成專人聯(lián)絡(luò)、協(xié)同推進的項目研究、實施共同體。2.以人為本，智能服務(wù)——創(chuàng)建智慧教育生態(tài)化構(gòu)建教師專業(yè)發(fā)展數(shù)字化業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)，借助大數(shù)據(jù)為教師專業(yè)發(fā)展和教師教學(xué)改進提供診斷服務(wù)與業(yè)務(wù)支持。搭建六大教育教學(xué)應(yīng)用與管理系統(tǒng)：云錄播課堂評價系統(tǒng)、研修及科研管理系統(tǒng)、閔智學(xué)堂在線課程系統(tǒng)、學(xué)業(yè)質(zhì)量評價系統(tǒng)、個性化學(xué)習(xí)智能服務(wù)系統(tǒng)、教師專業(yè)成長電子檔案。構(gòu)建學(xué)生學(xué)習(xí)支持環(huán)境，借助數(shù)智教學(xué)系統(tǒng)、智能作業(yè)系統(tǒng)，為學(xué)生提供適性成長服務(wù)。建立學(xué)生個性化評估模型，為學(xué)生個性成長精準(zhǔn)診斷，確定學(xué)生的薄弱知識點和學(xué)習(xí)路徑，推薦與學(xué)生學(xué)習(xí)能力相匹配的學(xué)習(xí)資源。3.數(shù)據(jù)驅(qū)動，因材施教——基于人工智能開展教與學(xué)數(shù)據(jù)分析創(chuàng)生了以作業(yè)為焦點驅(qū)動教學(xué)各環(huán)節(jié)的教學(xué)改進路徑，基于人工智能教與學(xué)多渠道作業(yè)數(shù)據(jù)采集，助力差異化教學(xué)，推動數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教研。構(gòu)建智能作業(yè)系統(tǒng)，主要包括基礎(chǔ)作業(yè)庫、作業(yè)平臺、數(shù)據(jù)分析報告、教研支撐，以及基于這些服務(wù)的人員支撐服務(wù)。在作業(yè)管理平臺中融入智能技術(shù)，實現(xiàn)作業(yè)自動批閱，支持口語智能測評等，減輕教師負(fù)擔(dān)。實現(xiàn)多路徑智能作業(yè)數(shù)據(jù)采集，基于系統(tǒng)布置的作業(yè)可以采集學(xué)生作業(yè)時間、作業(yè)行為、作業(yè)質(zhì)量等詳細(xì)數(shù)據(jù)。而在“五項管理”“作業(yè)十條”“雙減”等政策背景下，開發(fā)了紙質(zhì)作業(yè)掃描儀數(shù)據(jù)采集、點陣數(shù)碼筆作業(yè)數(shù)據(jù)采集的方式，滿足了作業(yè)數(shù)據(jù)采集需求。助力基于高階思維挖掘的差異化教學(xué)。挖掘在智能作業(yè)中體現(xiàn)的學(xué)生學(xué)習(xí)品質(zhì)數(shù)據(jù)，形成學(xué)生畫像，對學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和增值評價結(jié)果進行分析；利用聚類分析模型，實現(xiàn)學(xué)生分類，用于指導(dǎo)課堂分層教學(xué)，在數(shù)據(jù)探索成熟的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對智能作業(yè)平臺功能的迭代改進。實施數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教研。在小學(xué)開展基于作業(yè)數(shù)據(jù)的主題綜合教研活動，通過對節(jié)點式作業(yè)的數(shù)據(jù)分析，開展針對性的教研活動，改進相關(guān)問題，然后再次開展節(jié)點式作業(yè)，檢驗問題解決的成效，不斷循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教研和數(shù)據(jù)驅(qū)動的教研改進。在六所高中薄弱學(xué)校開展了數(shù)據(jù)驅(qū)動的聯(lián)合教研活動，由全體教研員深度參與，基于作業(yè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析，精準(zhǔn)診斷了學(xué)校教學(xué)的問題，提高了學(xué)校的教研水平。（三）推動兩個助手建設(shè)1.依托兩個助手探索新型教育教學(xué)模式開發(fā)智能教學(xué)助手和學(xué)生智能學(xué)伴，針對基礎(chǔ)教育學(xué)段的師生提供基于大數(shù)據(jù)、云計算、AI等技術(shù)能力支撐下的多終端多平臺軟件服務(wù)。教師智能助手以教師備課為切入點，基于智慧教育云平臺學(xué)情匯聚與分析能力，為教師提供學(xué)情參考，并提供智能化教學(xué)輔助工具，幫助教師更好地實現(xiàn)個性化教學(xué)和輔導(dǎo)。學(xué)生智能學(xué)伴以“慧學(xué)三步法”為AI學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃方式，實現(xiàn)對每周學(xué)習(xí)、考試沖刺、智能假期的整體學(xué)習(xí)覆蓋，同時提供與教師智能助手的互動體系，實現(xiàn)學(xué)生與教師的互聯(lián)互通，協(xié)同合作。2.依托教育云平臺實現(xiàn)教師精準(zhǔn)教學(xué)依托各類行為數(shù)據(jù)、學(xué)情數(shù)據(jù)等過程性回流數(shù)據(jù)，通過算法模型對海量行為數(shù)據(jù)進行分析，形成服務(wù)于教學(xué)、學(xué)習(xí)和管理的結(jié)果性數(shù)據(jù)，構(gòu)建教與學(xué)場景下的AI學(xué)習(xí)路徑。為教師快速生成有用的統(tǒng)計圖表和數(shù)據(jù)類別，讓教師從批改的困境中解放出來，幫助教師實施一對一、個性化的教學(xué)指導(dǎo)，有效關(guān)注個體差異，及時調(diào)整教學(xué)策略。同時基于課堂行為分析對教學(xué)質(zhì)量進行精細(xì)化評價，教師在課后即時查看，引導(dǎo)教師關(guān)注教學(xué)改進。通過單次、歷次、區(qū)域等多維報告，幫助教育教學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)教學(xué)問題及其背后關(guān)聯(lián)，為教育教學(xué)活動發(fā)揮指導(dǎo)作用。三、閔行區(qū)智慧教育云平臺建設(shè)成效（一）構(gòu)建了以云平臺為核心的數(shù)字基座閔行區(qū)智慧教育云平臺已完成了主體功能建設(shè)和全區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的治理和匯聚，有序遴選和推進全區(qū)主要教育信息化應(yīng)用上云管理，理順數(shù)據(jù)應(yīng)用和管理的機制流程，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用和服務(wù)能力。經(jīng)過兩年的建設(shè)，云平臺已取得如下進展效果：1.建成數(shù)據(jù)倉庫，對外提供強大的數(shù)據(jù)服務(wù)云平臺數(shù)據(jù)倉庫的建設(shè)強有力推進了數(shù)據(jù)的治理和匯聚。截至2022年5月，智慧教育云平臺已對接教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)48個，接入數(shù)據(jù)表5282張，接入數(shù)據(jù)838466120條。完成機構(gòu)數(shù)據(jù)、學(xué)生數(shù)據(jù)、教師數(shù)據(jù)等三大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)對接治理，完成與市大數(shù)據(jù)中心關(guān)于中小學(xué)學(xué)生家長數(shù)據(jù)的對接治理。同時，完成了學(xué)生身心健康數(shù)據(jù)、學(xué)生競賽數(shù)據(jù)等19項業(yè)務(wù)專題庫的建設(shè)。對外提供44個數(shù)據(jù)接口服務(wù)，調(diào)用接口的業(yè)務(wù)應(yīng)用達(dá)到62個，接口總調(diào)用次數(shù)已達(dá)2448061次，數(shù)據(jù)總調(diào)用條數(shù)達(dá)8889萬條。云平臺主管單位閔行區(qū)教育區(qū)多次在全區(qū)大數(shù)據(jù)管理工作推進考核中位列第一。2.消除信息孤島，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的互融互通和場景應(yīng)用云平臺已構(gòu)建機構(gòu)、學(xué)生、教師三大基礎(chǔ)用戶庫和校歷、招生日程、招生片區(qū)、中考成績查詢、托育機構(gòu)、健康體測、電子證照等多個主題庫。通過各數(shù)據(jù)接口為第三方應(yīng)用提供服務(wù)；通過數(shù)據(jù)接入和數(shù)據(jù)回流，構(gòu)建了“學(xué)校、機構(gòu)查詢”“中小學(xué)校歷信息查詢”“幼兒園、小學(xué)、初中學(xué)區(qū)信息查詢”“中考成績查詢”“電子證照查詢校驗”“教育服務(wù)辦件統(tǒng)計上傳”等十余項數(shù)據(jù)專題服務(wù)；支撐閔行區(qū)幼兒園報名招生；支撐工會閔教之家上線隨申辦；支撐教師招聘一件事數(shù)據(jù)流程打通和落地實施。2021年閔行作為全市首批教育精準(zhǔn)服務(wù)的試點，于當(dāng)年6月成功完成首次教育政策精準(zhǔn)推送，提升了政務(wù)公開與政務(wù)服務(wù)融合聯(lián)動能力和主動化、精準(zhǔn)化服務(wù)水平。3.探索了一批應(yīng)用上云，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用的集約管理推進業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用的集約管理，云平臺相繼完成綜合信息發(fā)布系統(tǒng)、圖書館管理系統(tǒng)、九回網(wǎng)站群、時光網(wǎng)站群、工會閔教之家、活動中心一門式、公共服務(wù)平臺等第一批7個教育應(yīng)用上云。這些應(yīng)用實現(xiàn)容器化部署，可彈性進行資源的回收和擴展，提高資源使用率。上云應(yīng)用可調(diào)用數(shù)據(jù)中臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，回流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了云平臺權(quán)威數(shù)據(jù)的共享融通，進一步驗證數(shù)據(jù)的有效性和實用性。4.實現(xiàn)教育應(yīng)用統(tǒng)一認(rèn)證，通過OneID訪問整個身份認(rèn)證聯(lián)盟目前，已完成五類用戶在云平臺中的統(tǒng)一身份認(rèn)證，實現(xiàn)已接入云平臺用戶的單點登錄和登出，用戶不再需要記錄多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的繁瑣賬號和密碼。云平臺對接治理了閔行區(qū)云OA系統(tǒng)、教師成長檔案系統(tǒng)、上海市學(xué)籍系統(tǒng)、融媒體、市民云等系統(tǒng)中已有用戶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)賬戶體系向云平臺的平滑切換。完成云平臺統(tǒng)一認(rèn)證能力接入到上海市教育認(rèn)證平臺，將閔行區(qū)用戶認(rèn)證的應(yīng)用范圍從閔行區(qū)擴大到整個市級聯(lián)盟。完成與上海隨申辦市民云、上海市一網(wǎng)通辦、閔行融媒體統(tǒng)一認(rèn)證對接。（二）初步實現(xiàn)了以數(shù)據(jù)為支撐的大規(guī)模因材施教1.建設(shè)了面向區(qū)域的教師大數(shù)據(jù)平臺平臺參照中小學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合區(qū)域數(shù)據(jù)采集和分析的基礎(chǔ)樣態(tài)，按照標(biāo)簽體系、標(biāo)簽層級、標(biāo)簽屬性三個維度構(gòu)建區(qū)域教師三維畫像體系。標(biāo)簽體系按照個人特征、專業(yè)特征、發(fā)展偏好、社交標(biāo)簽進行設(shè)計，此外還預(yù)留標(biāo)簽動態(tài)生成機制，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，挖掘個體教師、群體教師特征，伴隨式生成標(biāo)簽體系。2.推動基于“雙減”背景下數(shù)據(jù)驅(qū)動的差異化教學(xué)實踐搭建了支撐差異化教學(xué)的支撐平臺，構(gòu)建了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)應(yīng)用路徑。形成了高階學(xué)習(xí)品質(zhì)分析模型、學(xué)習(xí)投入分析模型，通過作業(yè)數(shù)據(jù)的常態(tài)分析，實現(xiàn)對學(xué)生的分層建議。同時，通過數(shù)據(jù)分析，可以實現(xiàn)落實“雙減”的數(shù)據(jù)驅(qū)動模式，實現(xiàn)跨學(xué)科作業(yè)時長預(yù)警、作業(yè)負(fù)擔(dān)分析和作業(yè)行為分析（見圖2）。（三）基于一網(wǎng)通辦推動教育治理現(xiàn)代化一是承擔(dān)市政府、市教委試點工作，已建立區(qū)域基礎(chǔ)教育公共企事業(yè)單位信息公開制度，制定標(biāo)準(zhǔn)化目錄，構(gòu)建集約化平臺，積累了大量信息數(shù)據(jù)資源；二是率先推出全市首個區(qū)級教育公共服務(wù)場景應(yīng)用，已有10件公共服務(wù)項目在“隨申辦”閔行區(qū)旗艦店上線，上線兩個月瀏覽量突破35萬人次；三是“新教師入職”一件事推進方案已制定并上報區(qū)“一網(wǎng)通辦”推進辦，“不見面”形式辦理各類審批件、行政審批網(wǎng)辦率及全程網(wǎng)辦率均位列全區(qū)前列，“好辦”事項基本得到區(qū)審改辦、行政服務(wù)中心認(rèn)可與批準(zhǔn)。（四）推進基于八大應(yīng)用場景為基點的信息化標(biāo)桿校建設(shè)薔薇小學(xué)通過構(gòu)建健康感知、智能照明、安全識別、教學(xué)行為識別等方面打造開放學(xué)習(xí)空間，改善課程環(huán)境，豐富師生的個性化感知體驗，提供了更便捷的個性化服務(wù)。華理科高堅持技術(shù)賦能，在課程建設(shè)與實施、課堂學(xué)習(xí)環(huán)境、教育學(xué)方式轉(zhuǎn)變和虛擬分層教學(xué)等方面豐富教學(xué)形態(tài)，為學(xué)生提供智能的學(xué)習(xí)與探索服務(wù)。華二初中立足數(shù)據(jù)驅(qū)動的集團化辦學(xué)，嘗試一校多區(qū)多學(xué)段的數(shù)據(jù)互融互通，打造學(xué)校智慧管理平臺，同時承擔(dān)市學(xué)生畫像項目研究，構(gòu)建五育并舉的學(xué)生畫像系統(tǒng)。西南工程重點建設(shè)“虛實融合的學(xué)習(xí)場”支撐體系和核心應(yīng)用，創(chuàng)建云學(xué)堂、資源超市、虛擬仿真實訓(xùn)室，探索虛實相結(jié)合的實訓(xùn)教學(xué)新路徑。同時，莘城學(xué)校、田園外小、愛博果果3所學(xué)校入選上海市第三批標(biāo)桿校建設(shè)，這批學(xué)校正同步進行培育校的三年工作方案優(yōu)化和改進設(shè)計中。四、問題與經(jīng)驗智慧教育云平臺示范在創(chuàng)建過程中，上下同力，取得初步成效。但是在推進過程中也存在諸多問題和困難。1.信息應(yīng)用推進和數(shù)據(jù)安全的相互制約的問題在日常應(yīng)用中，過于注重應(yīng)用普及便捷，暴露出系統(tǒng)過多、信息安全管理滯后、系統(tǒng)運維不及時、個人隱私保護不強等風(fēng)險，制約應(yīng)用的進一步優(yōu)化和推進。因此，區(qū)域應(yīng)做好