大數(shù)據(jù)思維構(gòu)建教育管理AI基礎(chǔ)

王科科

摘 要：小規(guī)模數(shù)據(jù)分析在日常的教育教學(xué)和管理工作中一直存在，只不過常見的數(shù)據(jù)分析中數(shù)據(jù)規(guī)模并沒有那么大，且各種分析的數(shù)據(jù)都是分散在各個(gè)系統(tǒng)中，是冗余和孤立的。以大數(shù)據(jù)分析過程為主線，結(jié)合在教育城域網(wǎng)內(nèi)各種日常的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，給出大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的頂層設(shè)計(jì)思路，并就如何提升管理智能化程度進(jìn)行策略研究，為未來實(shí)現(xiàn)教育管理領(lǐng)域的人工智能環(huán)境打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)分析;數(shù)字化;智能決策;數(shù)據(jù)挖掘;可視化分析

一、大數(shù)據(jù)分析的過程

為了方便理解“大數(shù)據(jù)分析”的過程，我們把它假設(shè)成一次學(xué)生的學(xué)科測(cè)試，測(cè)試得出成績(jī)（數(shù)據(jù)生產(chǎn)），教師登記成績(jī)（數(shù)據(jù)采集），電子表格錄入成績(jī)（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)），表格中查詢成績(jī)（數(shù)據(jù)挖掘），對(duì)成績(jī)進(jìn)行排序、分類匯總、計(jì)算等處理（數(shù)據(jù)分析），得到最高分、最低分、平均成績(jī)等各類分析系數(shù)（產(chǎn)出價(jià)值），這些分析系數(shù)將成為老師們改進(jìn)教育教學(xué)方法的依據(jù)。我們可簡(jiǎn)單地認(rèn)為大數(shù)據(jù)分析就是“數(shù)據(jù)生產(chǎn)—數(shù)據(jù)采集—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)—數(shù)據(jù)挖掘—數(shù)據(jù)分析—產(chǎn)出價(jià)值”的過程，生產(chǎn)有“價(jià)值”的信息作為決策依據(jù)，我們的工作才是高效的、智能的，這也是大數(shù)據(jù)分析的意義所在，更是未來人工智能的基礎(chǔ)。

二、為什么要做大數(shù)據(jù)分析

1.決策智能，管理科學(xué)

評(píng)價(jià)某人或某單位工作成績(jī)，往往需要以大量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以分析數(shù)據(jù)得到的信息作為依據(jù)，再來決策整改或者最終評(píng)價(jià)。大數(shù)據(jù)分析就是在研究大量數(shù)據(jù)的過程中尋找模式、相關(guān)性和其他有用的信息，以幫助我們更好地適應(yīng)變化，并做出更明智的決策。同樣大數(shù)據(jù)分析一旦應(yīng)用在教育領(lǐng)域，就一定能有效提升管理決策智能化。

2.提高效率，減輕負(fù)擔(dān)

如果目前教育系統(tǒng)沒有一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)環(huán)境，沒有統(tǒng)一的接口，管理者需要數(shù)據(jù)的時(shí)候必須即時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，甚至不同部門反復(fù)要求生產(chǎn)數(shù)據(jù)，加重了數(shù)據(jù)生產(chǎn)者的工作負(fù)擔(dān)。我們未來將建成一個(gè)龐大的、聚合的甚至包羅萬象的數(shù)據(jù)池，所有用來分析的數(shù)據(jù)都可以從中獲取，信息可立即呈現(xiàn)，大大提高工作效率，有效減輕額外負(fù)擔(dān)。

三、大數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)條件

1.互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境統(tǒng)一

我們所在的區(qū)域在“十三五”期間完成了城域網(wǎng)二期工程，2G出口、萬兆主干，學(xué)校千兆接入、千百兆到桌面，覆蓋了高中、職高、初中、小學(xué)、完小、教學(xué)點(diǎn)、直屬幼兒園及直屬單位，目前還擴(kuò)充至鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）公辦幼兒園、成人學(xué)校，規(guī)劃中的出口帶寬還會(huì)繼續(xù)成倍增加。統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有利于搭建安全、統(tǒng)一、快速的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和應(yīng)用平臺(tái)，不再人為制造信息孤島。

2.學(xué)校管理數(shù)字化

大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，其主要來源是學(xué)校各種工作中生成的數(shù)據(jù)，所以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析需要學(xué)校搭建各種數(shù)字化智能管理平臺(tái)，把日常數(shù)字化管理工作做到常態(tài)化。理論上我們有可能把這些平臺(tái)規(guī)范起來，形成統(tǒng)一的存儲(chǔ)格式、統(tǒng)一的接口、統(tǒng)一的認(rèn)證，未來大數(shù)據(jù)平臺(tái)的同步和采集工作實(shí)現(xiàn)起來將更加便捷。

3.研究落實(shí)接口標(biāo)準(zhǔn)

大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的建設(shè)已經(jīng)落后于學(xué)校數(shù)字化管理平臺(tái)的建設(shè)，而且許多學(xué)校在經(jīng)過兩輪數(shù)字化校園、智慧校園的創(chuàng)建后，各自形成了一套具有學(xué)校特色的數(shù)字化智能管理平臺(tái)，并且積累了許多數(shù)據(jù)。因此有必要為將來的大數(shù)據(jù)平臺(tái)研究落實(shí)一套接口標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)校的平臺(tái)有選擇地來契合這套標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步、導(dǎo)入和采集。

四、大數(shù)據(jù)分析能做什么

大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，既可用于分析決策，又可用于檔案記錄，范圍涵蓋教育事業(yè)“人、事、物”相關(guān)的一切工作。大數(shù)據(jù)分析甚至是一個(gè)過程，這個(gè)過程還可以不斷融入各種未來未知的相關(guān)數(shù)據(jù)，不斷擴(kuò)充其分析管理功能。這里我們只做有限的列舉。

1.教師

利用人事、培訓(xùn)管理的數(shù)據(jù)，分析教師性別比例、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)科分布、工作年限、工資待遇、人事交流和培訓(xùn)學(xué)習(xí)等情況，可作為人事管理部門的教師招聘、人事交流、人才培養(yǎng)等工作的重要參考;教師的業(yè)務(wù)檔案登記又可作為學(xué)校對(duì)教師個(gè)體績(jī)效考核的依據(jù);教師本身也擁有了隨身的“電子成長(zhǎng)檔案袋”，線上全程記錄自己的業(yè)務(wù)成長(zhǎng)。

2.教學(xué)

利用學(xué)籍管理、全學(xué)段綜合素質(zhì)、學(xué)業(yè)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，全程跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和成長(zhǎng)過程。管理層可以即時(shí)全面地了解學(xué)校分班、師資情況，落實(shí)小班化;全程記錄學(xué)生在答題過程中出現(xiàn)的錯(cuò)題、難題，使有效開展個(gè)性化精準(zhǔn)教學(xué)變得有可能。學(xué)校通過分析學(xué)生學(xué)科成績(jī)差異情況，對(duì)比校內(nèi)、校際平行班教師的教學(xué)能力，調(diào)整學(xué)校和班級(jí)師資，實(shí)現(xiàn)教育資源的均衡分配。

3.物資

利用資產(chǎn)、教育裝備和后勤維修管理數(shù)據(jù)，全面掌握學(xué)校辦學(xué)軟硬件條件。對(duì)比各類辦學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，管理層可了解同類學(xué)校之間的差異、優(yōu)勢(shì)和短板;可隨時(shí)向后勤管理部門預(yù)警設(shè)施設(shè)備的隱患，提示儀器設(shè)備損耗，有效促進(jìn)學(xué)校投資科學(xué)決策，高效改善學(xué)校辦學(xué)，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化辦學(xué)。

4.生活

利用一卡通、監(jiān)控管理等數(shù)據(jù)，全面記錄師生工作學(xué)習(xí)的軌跡。通過分析師生的進(jìn)離校時(shí)間、作息時(shí)間、用餐消費(fèi)習(xí)慣、活動(dòng)空間和會(huì)議課程簽到等信息，及時(shí)了解學(xué)校師生的在校情況，后勤部門及時(shí)改善學(xué)校伙食、活動(dòng)器具，提升師生工作學(xué)習(xí)的幸福指數(shù);學(xué)校可根據(jù)師生的生活習(xí)慣，對(duì)比師生的教學(xué)和學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)，有效提高學(xué)校生活管理效率。

5.網(wǎng)絡(luò)

利用網(wǎng)絡(luò)行為日志、搜索引擎等數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄師生PC、手機(jī)或平板等工具的互聯(lián)網(wǎng)工作、學(xué)習(xí)和休閑情況。分析系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)關(guān)注熱點(diǎn)：（1）可及時(shí)掌握負(fù)面輿論，預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)部矛盾;（2）可主動(dòng)推送熱點(diǎn)資源，提高師生獲取網(wǎng)絡(luò)資源的效率;（3）可配合公安部門調(diào)查師生網(wǎng)絡(luò)非法行為，構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)安全行為防火墻，做到責(zé)任落實(shí)到人。

6.重組

有了這個(gè)數(shù)據(jù)池，數(shù)據(jù)可以通過引擎搜索提取，重新組合成我們需要的數(shù)據(jù)集，經(jīng)過排序、匯總、函數(shù)計(jì)算等處理后的數(shù)據(jù)，我們可以直接導(dǎo)出分析結(jié)果或以數(shù)據(jù)看板的形式提交上級(jí)部門。

五、大數(shù)據(jù)分析怎么做

大數(shù)據(jù)分析過程就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)、采集、存儲(chǔ)、挖掘、組織和分析，最終產(chǎn)出“價(jià)值”信息的過程。

1.數(shù)據(jù)生產(chǎn)

學(xué)校的數(shù)字化管理（學(xué)籍、人事、財(cái)務(wù)、后勤、資產(chǎn)、一卡通、網(wǎng)絡(luò)閱卷、監(jiān)控和資源）、校級(jí)物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)公眾平臺(tái)、手機(jī)、平板、PC、網(wǎng)絡(luò)行為日志等平臺(tái)都可以成為數(shù)據(jù)生產(chǎn)基地，這些平臺(tái)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)直接關(guān)系到學(xué)校的日常運(yùn)作，這些數(shù)據(jù)的生產(chǎn)在不知不覺中日積月累。

2.數(shù)據(jù)采集

（1）同步：由教育局?jǐn)?shù)據(jù)池提供接口標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)校平臺(tái)適應(yīng)性對(duì)接，建立同步互聯(lián)機(jī)制，數(shù)據(jù)可以得到同步更新和補(bǔ)充，保障數(shù)據(jù)的唯一性。（2）導(dǎo)入：教育局?jǐn)?shù)據(jù)池提供接口界面，導(dǎo)入部、省、市各級(jí)統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)累計(jì)，為歷年數(shù)據(jù)搜索、對(duì)比和分析做準(zhǔn)備。（3）表單：把日常工作轉(zhuǎn)換成表單、審批的形式，采集、擴(kuò)充數(shù)據(jù)池，比如績(jī)效考核、網(wǎng)上辦事、設(shè)備報(bào)修、招聘、信訪及報(bào)名等，實(shí)現(xiàn)工作到數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，形成歷年工作日志。

3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

上述數(shù)據(jù)雖然數(shù)量龐大，但它們以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主，存儲(chǔ)的空間并不是很大，存儲(chǔ)的方式是主流類似SQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)二進(jìn)制存儲(chǔ)，包括數(shù)據(jù)即時(shí)存儲(chǔ)、備份存儲(chǔ)、容災(zāi)存儲(chǔ)。這些存儲(chǔ)靠硬件支撐，按照目前教育城域網(wǎng)的設(shè)施，一套配置并不高的網(wǎng)內(nèi)NAS存儲(chǔ)就可以滿足數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和備份要求，成本并不是很高。當(dāng)然隨著省市上級(jí)部門逐步推出云計(jì)算和云存儲(chǔ)環(huán)境，實(shí)施起來更加便捷、更加安全。

4.數(shù)據(jù)挖掘

要在海量數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確定位、篩選和提取我們所需要的數(shù)據(jù)，并以我們所需要的方式進(jìn)行重組、分析或展示，需要構(gòu)建一套功能完善的數(shù)據(jù)搜索引擎，整合高效數(shù)據(jù)挖掘算法，提高數(shù)據(jù)挖掘的效率，也是數(shù)據(jù)生產(chǎn)后最重要的環(huán)節(jié)之一。經(jīng)過挖掘最后呈現(xiàn)在用戶面前的是一套完整的數(shù)據(jù)列表或圖表，然后進(jìn)入數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，最后產(chǎn)生價(jià)值。

5.可視化分析

數(shù)據(jù)的分析方式是提取大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供的各類考核表模板并生成對(duì)應(yīng)的指標(biāo)值，如：績(jī)效考核、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范辦學(xué)、校長(zhǎng)或名師考核、數(shù)字化、智慧校園等等，結(jié)合數(shù)據(jù)搜索重組成各類考核結(jié)果，直觀表現(xiàn)考核出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)和短板，通過對(duì)比、匯總等分析并直接引導(dǎo)管理層跟蹤發(fā)現(xiàn)問題根本，有目的地開展后續(xù)整改工作。

6.產(chǎn)出價(jià)值

大數(shù)據(jù)分析最終目的是產(chǎn)出“價(jià)值”。這些“價(jià)值”信息，有的直接用作我們未來的決策依據(jù)，有的是上級(jí)間接需要的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。有了大數(shù)據(jù)分析產(chǎn)出的信息，使我們高效提交數(shù)據(jù)變成可能，也使我們的決策依據(jù)更加直觀，管理更加科學(xué)公平。

就像社會(huì)所公認(rèn)的一樣，大數(shù)據(jù)在未來將與石油、天然氣等自然資源一樣成為社會(huì)的重要資源之一，也是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢(shì)，誰掌握了數(shù)據(jù)誰就掌握了話語權(quán)。大數(shù)據(jù)分析的構(gòu)建并沒有終點(diǎn)，隨著時(shí)代的進(jìn)步、事業(yè)的發(fā)展，未來還有許多未知數(shù)據(jù)需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，任重而道遠(yuǎn)。現(xiàn)在我們?nèi)绻苎刂@個(gè)美好的愿景，做好大數(shù)據(jù)平臺(tái)的頂層設(shè)計(jì)，重視數(shù)據(jù)的積累，未來以大數(shù)據(jù)分析為依托的教育管理AI一定是智能的、高效的和科學(xué)的。

參考文獻(xiàn)：

Jean Paul Isson，Jesse S. Harriott.大數(shù)據(jù)分析：用互聯(lián)網(wǎng)思維創(chuàng)造驚人價(jià)值[M].漆晨曦，劉文武，譯.北京：人民郵電出版社，2014.

編輯 張佳琪