基于數(shù)據(jù)中臺的終身教育信息化平臺構(gòu)建研究

韓 昊

（武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院 湖北 武漢 430033）

1 引言

隨著“建設(shè)終身教育體系，構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會”成為國家戰(zhàn)略，全國各地先后出臺了適應(yīng)本地實際情況的終身教育體系建設(shè)任務(wù)和目標(biāo)，其中相當(dāng)關(guān)鍵的一環(huán)就是終身教育信息化平臺的建設(shè)，即利用“互聯(lián)網(wǎng)+終身教育”模式推動區(qū)域乃至全社會終身教育體系的構(gòu)建與發(fā)展。目前，我國各地的廣播電視大學(xué)、社區(qū)教育學(xué)院等有關(guān)教育機構(gòu)作為當(dāng)?shù)亟K身教育體系建設(shè)的主體，根據(jù)所在區(qū)域的實際情況，建設(shè)了一批面向區(qū)域內(nèi)全體居民的終身學(xué)習(xí)信息化平臺，其中影響較大的有：“全民終身學(xué)習(xí)公共服務(wù)平臺”“奧鵬教育”“上海學(xué)習(xí)網(wǎng)”等，這些終身學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)資源豐富、課程設(shè)置全面、支持服務(wù)系統(tǒng)較為完善，對于滿足不同人群的個性化學(xué)習(xí)需求、促進當(dāng)?shù)亟K身教育發(fā)展發(fā)揮著重要作用[1]。

在大數(shù)據(jù)視域下，如何對終身教育信息化平臺存儲的用戶基本信息、學(xué)習(xí)行為、日志行為等大數(shù)據(jù)進行分析，構(gòu)建學(xué)習(xí)者畫像，實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)資源推送、學(xué)習(xí)路徑推薦，學(xué)習(xí)異常行為預(yù)警等功能，從整體上提升信息化平臺對學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)需求的支持能力，是終身教育信息化平臺構(gòu)建研究的熱點。本文提出了一種基于數(shù)據(jù)中臺的終身教育信息化平臺架構(gòu)，從異構(gòu)的底層數(shù)據(jù)庫中采集學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)行為、資源使用統(tǒng)計等數(shù)據(jù)，通過匯聚、預(yù)處理、計算、開發(fā)、挖掘、封裝等流程構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫，將數(shù)據(jù)歸類為各種主題，形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)。根據(jù)應(yīng)用需求，封裝主題數(shù)據(jù)，為各類應(yīng)用提供統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)服務(wù)體系，實現(xiàn)采集、匯聚、開發(fā)、封裝、服務(wù)和反饋閉環(huán)，為終身學(xué)習(xí)信息化平臺的建設(shè)和運營提供強有力的數(shù)據(jù)支持。

2 數(shù)據(jù)中臺概述

數(shù)據(jù)中臺并非指大數(shù)據(jù)平臺，而是指通過數(shù)據(jù)技術(shù)對海量的數(shù)據(jù)進行采集、計算、存儲和加工，并統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和口徑[2]。從本質(zhì)上來說，數(shù)據(jù)中臺就是通過有形的設(shè)施設(shè)備和實施方法，依據(jù)教學(xué)與學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)的需求，經(jīng)過全域數(shù)據(jù)采集、匯聚、預(yù)處理、計算、封裝等過程，構(gòu)建一套“讓數(shù)據(jù)持續(xù)運作并發(fā)揮價值”的機制，即一套持續(xù)不斷把數(shù)據(jù)變成資產(chǎn)并服務(wù)于業(yè)務(wù)的機制。數(shù)據(jù)中臺通常具有四個核心能力，即數(shù)據(jù)匯聚能力、數(shù)據(jù)處理（加工）能力、數(shù)據(jù)可視化能力、數(shù)據(jù)價值變現(xiàn)能力。總的來說，就是數(shù)據(jù)中臺可以從異構(gòu)的底層數(shù)據(jù)庫采集各種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，匯聚成數(shù)據(jù)湖；通過預(yù)處理、計算、開發(fā)、挖掘等步驟構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫，存儲滿足教學(xué)與學(xué)習(xí)需求的各類數(shù)據(jù)主題；將數(shù)據(jù)主題封裝成可供不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)服務(wù)接口，形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)體系。特別重要的是，整個數(shù)據(jù)運行閉環(huán)都有數(shù)字資產(chǎn)管理功能提供數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理和安全管理。

3 基于數(shù)據(jù)中臺的終身教育信息化平臺構(gòu)建思路

本文以信息化條件下終身學(xué)習(xí)實際需求為導(dǎo)向，將數(shù)據(jù)中臺概念融入到整體架構(gòu)設(shè)計中。整個架構(gòu)分為底層數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)中臺和應(yīng)用層。其中，作為信息化平臺核心的數(shù)據(jù)中臺將學(xué)習(xí)者的基本信息，包括學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)軌跡，以及教學(xué)資源文件、信息化平臺日志等作為數(shù)據(jù)源，進行全域采集和統(tǒng)一存儲，形成數(shù)據(jù)湖。依據(jù)終身教育學(xué)習(xí)和管理需求，運用OLAP、數(shù)據(jù)挖掘和人工智能等方法對數(shù)據(jù)湖進行加工和萃取，將數(shù)據(jù)聚合成主題，最后將數(shù)據(jù)主題進行封裝來構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)體系，向用戶管理、資源管理、學(xué)分銀行、統(tǒng)計報表等應(yīng)用模塊提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。應(yīng)用層處于架構(gòu)的最頂端，包含平臺的業(yè)務(wù)和管理功能，通過調(diào)用數(shù)據(jù)中臺提供的數(shù)據(jù)服務(wù)接口獲取運行所需數(shù)據(jù)，并將運行結(jié)果反饋到底層數(shù)據(jù)庫。整個架構(gòu)形成了數(shù)據(jù)采集、匯聚、開發(fā)、挖掘、服務(wù)和反饋的完整閉環(huán)，實現(xiàn)從信息化平臺各功能模塊獲取數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)并反哺應(yīng)用的目的。

4 基于數(shù)據(jù)中臺的終身教育信息化平臺構(gòu)建

4.1 總體架構(gòu)

基于數(shù)據(jù)中臺的終身教育信息化平臺構(gòu)建是一個系統(tǒng)工程，通過數(shù)據(jù)采集、匯聚及預(yù)處理構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫，利用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù)深入挖掘利用信息化平臺大數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)服務(wù)接口的方式向平臺的業(yè)務(wù)和管理功能模塊提供數(shù)據(jù)支持，為學(xué)習(xí)者利用信息化平臺進行終身學(xué)習(xí)提供全過程的信息化支持與服務(wù)。本文提出的基于數(shù)據(jù)中臺的終身教育信息化平臺總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于數(shù)據(jù)中臺的終身教育信息化平臺總體架構(gòu)

4.2 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層指的是為信息化平臺提供基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、存儲服務(wù)、業(yè)務(wù)服務(wù)等底層基礎(chǔ)性服務(wù)的設(shè)施設(shè)備，涉及應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、目錄服務(wù)器、安全管理服務(wù)器、資源服務(wù)器、核心交換機等硬件設(shè)施設(shè)備，以及運行在服務(wù)器上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件軟件，通過虛擬化等手段實現(xiàn)存儲、計算等資源利用率最大化，平衡負載、對軟硬件資源進行有效監(jiān)控。如學(xué)習(xí)者利用信息化平臺學(xué)習(xí)的行為數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)、平臺管理日志等初始數(shù)據(jù)均保存在本層的數(shù)據(jù)庫中，作為整個學(xué)習(xí)平臺的原始數(shù)據(jù)來源。

4.3 數(shù)據(jù)中臺

數(shù)據(jù)中臺是整個數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的核心部分，它是一種數(shù)據(jù)處理機制，是將學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進行一系列處理形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)、屏蔽底層數(shù)據(jù)細節(jié)、對外提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)接口的機制，包括數(shù)據(jù)的采集與匯聚、開發(fā)、計算、挖掘、封裝等過程，在數(shù)據(jù)資產(chǎn)治理和數(shù)據(jù)安全管理功能管控下，形成了從數(shù)據(jù)的采集到數(shù)據(jù)服務(wù)接口（API）的完整閉環(huán)。

4.3.1 數(shù)據(jù)采集與匯聚

數(shù)據(jù)采集與匯聚功能是數(shù)據(jù)中臺的入口，它從異構(gòu)的底層數(shù)據(jù)庫中將各類結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)中臺進行集中存儲，形成數(shù)據(jù)湖，構(gòu)成整個數(shù)據(jù)中臺運行的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.3.2 數(shù)據(jù)開發(fā)

數(shù)據(jù)開發(fā)是一整套數(shù)據(jù)加工以及加工過程管控的工具，面向開發(fā)人員、分析人員，提供離線、實時、算法開發(fā)工具，以及任務(wù)的管理、代碼發(fā)布、運維、監(jiān)控、告警等一系列集成工具，具備批計算、流計算、在線查詢、即時分析計算能力[3]，可以實現(xiàn)離線計算、實時計算和人工智能等。數(shù)據(jù)開發(fā)功能將采集、匯聚而成的數(shù)據(jù)湖轉(zhuǎn)變?yōu)榻K身教育信息化平臺的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，為進一步面向應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)打下基礎(chǔ)。例如，通過對成績管理模塊、學(xué)習(xí)行為日志等功能模塊中有關(guān)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、成績等原始數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析，建立學(xué)生學(xué)習(xí)行為模型、學(xué)生畫像等，供數(shù)據(jù)服務(wù)體系封裝使用。

4.3.3 數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理

數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理是對終身教育信息化平臺數(shù)據(jù)資產(chǎn)的識別和管理，重點是保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，以管理人員能夠理解的形式進行展示數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)等信息，包括數(shù)據(jù)地圖、數(shù)據(jù)血緣管理等。例如，數(shù)據(jù)血緣管理可以對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為日志報表中的異常數(shù)據(jù)進行追根溯源，快速準(zhǔn)確地定位初始問題表格，幫助管理人員及時、快速、準(zhǔn)確地進行修正；數(shù)據(jù)質(zhì)量管理通過對數(shù)據(jù)進行深入分析比對、科學(xué)的評估、實時的監(jiān)控、錯誤預(yù)警等方法保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4.3.4 數(shù)據(jù)服務(wù)體系

數(shù)據(jù)服務(wù)體系是將數(shù)據(jù)資產(chǎn)按照終身教育信息化平臺功能模塊應(yīng)用的需求進行數(shù)據(jù)服務(wù)封裝，以接口的形式面向各功能模塊提供服務(wù)，最大程度發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值，是整個數(shù)據(jù)中臺核心價值所在。例如，根據(jù)平臺統(tǒng)計分析功能的數(shù)據(jù)需求，可以提供學(xué)生數(shù)據(jù)引擎，供學(xué)習(xí)平臺查詢學(xué)生信息，分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為等。數(shù)據(jù)服務(wù)體系最大的特點就是能屏蔽底層數(shù)據(jù)庫細節(jié)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求提供統(tǒng)一、可復(fù)用的數(shù)據(jù)服務(wù)接口，最大程度的實現(xiàn)數(shù)據(jù)對各類應(yīng)用的支持服務(wù)功能。

4.3.5 數(shù)據(jù)安全管理

數(shù)據(jù)安全管理是整個數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境運行的基礎(chǔ)和保障，隨著《網(wǎng)絡(luò)安全法》的頒布與實施，數(shù)據(jù)安全更是成為了一個法律問題。數(shù)據(jù)安全管理功能圍繞數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)過程中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生、存儲、計算及應(yīng)用全周期構(gòu)建安全管控體系，對“發(fā)布—申請—審核—調(diào)用—運維”全過程提供安全保障。

4.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層作為整個架構(gòu)最頂層，直接為學(xué)習(xí)者和管理者提供學(xué)習(xí)和管理服務(wù)。應(yīng)用層包括身份認(rèn)證、課程中心、項目培訓(xùn)、學(xué)分銀行、專題課程等功能，用戶通過SAAS方式調(diào)用功能模塊，而各應(yīng)用功能模塊調(diào)用數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)服務(wù)接口來獲取運行所需數(shù)據(jù)，運行過程中將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)反饋回底層數(shù)據(jù)庫，使得數(shù)據(jù)的存儲、匯聚、開發(fā)、應(yīng)用、反饋形成閉環(huán)，有利于充分挖掘數(shù)據(jù)價值，為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)和管理者決策提供數(shù)據(jù)支持。

5 結(jié)語

本文提出了一種基于數(shù)據(jù)中臺的終身教育信息化平臺構(gòu)建策略，利用數(shù)據(jù)中臺從異構(gòu)的底層數(shù)據(jù)庫中采集、匯聚各種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)開發(fā)構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫，形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)，利用數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理和數(shù)據(jù)封裝提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)接口，提升終身教育信息化平臺的數(shù)據(jù)支持能力，為構(gòu)建“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的終身教育信息化平臺提供參考。