區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建設(shè)研究與實(shí)踐

孫慶

（上海市黃浦區(qū)教育信息中心，上海200011）

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建設(shè)研究與實(shí)踐

孫慶

（上海市黃浦區(qū)教育信息中心，上海200011）

本文結(jié)合上海市黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)及應(yīng)用案例，從需求獲取分析、平臺(tái)框架構(gòu)成設(shè)計(jì)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義，平臺(tái)基礎(chǔ)管理服務(wù)構(gòu)建，以及教育決策支持高級(jí)應(yīng)用等方面，全面闡述了區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的建設(shè)策略和方法。

基礎(chǔ)教育；綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)；平臺(tái)框架構(gòu)成；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；編碼規(guī)范；教育決策支持

一、引言

在基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)與應(yīng)用的推進(jìn)過程中，各類區(qū)域性基礎(chǔ)教育軟件系統(tǒng)的建成和應(yīng)用，有效地規(guī)范了各類項(xiàng)教育管理工作的開展，極大地提高了相關(guān)教育業(yè)務(wù)工作的效率。然而，當(dāng)教育行政管理部門希望利用系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，綜合分析區(qū)域教育發(fā)展?fàn)顩r，并為教育管理決策提供參考依據(jù)時(shí)，卻常常顯得異常困難，甚至無法做到。究其原因是因?yàn)檫@些軟件都是被孤立成單個(gè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)而實(shí)施設(shè)計(jì)開發(fā)的。無論是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定，還是業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)，都各不相同的。軟件上線運(yùn)行后，系統(tǒng)之間更是互不相關(guān)。長(zhǎng)此以往，就形成了圍繞著不同教育業(yè)務(wù)的“信息孤島”。面對(duì)“信息孤島”教育行政管理部門根本無法整合各類軟件的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和開展有效的教育管理決策支持分析。為此，區(qū)域性基礎(chǔ)教育應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)需求導(dǎo)向、整體規(guī)劃、規(guī)范建設(shè)的原則。通過構(gòu)建統(tǒng)一的區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，統(tǒng)整開發(fā)各類教育業(yè)務(wù)軟件系統(tǒng)，并最終實(shí)現(xiàn)全面整合各類教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)和共享應(yīng)用數(shù)據(jù)信息的愿景目標(biāo)。

二、區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建設(shè)要點(diǎn)分析

1.開展需求獲取分析，確定建設(shè)愿景目標(biāo)

（1）系統(tǒng)建設(shè)業(yè)務(wù)需求獲取與分析

在區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建設(shè)初期，必須開展建設(shè)需求調(diào)研工作。全面了解來自各方的平臺(tái)建設(shè)要求，盡可能多地獲取來自區(qū)域內(nèi)各基層學(xué)校、教育管理機(jī)構(gòu)、教育行政部門的想法和意見。按照應(yīng)用業(yè)務(wù)領(lǐng)域，匯總分析各類建設(shè)要求，梳理歸納出針對(duì)不同教育業(yè)務(wù)的系統(tǒng)建設(shè)需求，確定整個(gè)平臺(tái)各類業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的具體組成，從需求層面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)規(guī)模和建設(shè)范圍進(jìn)行界定。與此同時(shí)，還必須從業(yè)務(wù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流向和基礎(chǔ)信息共享等方面，分析確定各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而為后續(xù)平臺(tái)的功能性框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

（2）系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)需求獲取與分析

在構(gòu)建區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的同時(shí)，還應(yīng)該為平臺(tái)的部署和運(yùn)行，設(shè)計(jì)構(gòu)造與之相匹配的運(yùn)行環(huán)境。另外，建成后的平臺(tái)在運(yùn)行過程中，需要和周邊外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)合理有效的技術(shù)對(duì)接機(jī)制，確保系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的正常實(shí)現(xiàn)，也是平臺(tái)建設(shè)過程中需要解決的問題。諸如此類，這些都是與平臺(tái)建設(shè)有關(guān)的非功能性技術(shù)需求。系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)需求的獲取和形成，將有助于完善對(duì)整個(gè)軟件體系架構(gòu)的構(gòu)成認(rèn)識(shí)，從而正確導(dǎo)向系統(tǒng)建設(shè)的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)選型。

2.整體規(guī)劃軟件框架體系，研究編制系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）規(guī)劃設(shè)計(jì)平臺(tái)框架構(gòu)成

1）系統(tǒng)功能框架組成規(guī)劃設(shè)計(jì)

從全局來看，區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的核心，應(yīng)該是一個(gè)由眾多教育業(yè)務(wù)子系統(tǒng)整合構(gòu)成的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)。按照應(yīng)用業(yè)務(wù)功能劃分，整個(gè)平臺(tái)應(yīng)由行政業(yè)務(wù)系統(tǒng)和教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)兩大部分組成（見圖1）。其中，行政業(yè)務(wù)系統(tǒng)部分主要由區(qū)級(jí)層面的行政辦公系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等教育行政管理子系統(tǒng)構(gòu)成。而教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)部分則由學(xué)籍管理系統(tǒng)、學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)、教師專業(yè)發(fā)展管理系統(tǒng)、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)、教育科研管理系統(tǒng)等教育業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1 區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)功能組成框圖

從功能實(shí)現(xiàn)上來看，這些業(yè)務(wù)子系統(tǒng)涉及各個(gè)教育應(yīng)用業(yè)務(wù)領(lǐng)域，它們相互獨(dú)立，各自提供與各類教育事務(wù)處理相關(guān)的系統(tǒng)服務(wù)。但是，從基礎(chǔ)信息共享、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換、事務(wù)處理流程對(duì)接所形成的系統(tǒng)間耦合關(guān)系來看，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間必然存在著不可分割的關(guān)聯(lián)。因此，對(duì)于基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)功能框架的規(guī)劃設(shè)計(jì)，不僅要考慮具體的系統(tǒng)功能組成，而且還要考慮業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間基于共享數(shù)據(jù)的耦合機(jī)制的實(shí)現(xiàn)，明確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的生成維護(hù)與交換應(yīng)用規(guī)則。從系統(tǒng)組成的完整性和系統(tǒng)整合的有效性兩個(gè)方面，綜合考慮平臺(tái)功能框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成。

2）系統(tǒng)整體框架構(gòu)成規(guī)劃設(shè)計(jì)

如前所述，區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的核心，是由各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)構(gòu)成的教育應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，分為行政業(yè)務(wù)系統(tǒng)和教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)兩個(gè)部分。這兩大業(yè)務(wù)系統(tǒng)共同構(gòu)成了整個(gè)平臺(tái)的核心業(yè)務(wù)層，平臺(tái)的各項(xiàng)教育業(yè)務(wù)功能全部由該層的各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)予以實(shí)現(xiàn)。

平臺(tái)內(nèi)的各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，除了要實(shí)現(xiàn)各自的業(yè)務(wù)功能之外，還必須提供一些重要的基礎(chǔ)管理服務(wù)功能，如：用戶及組織機(jī)構(gòu)管理、用戶登錄身份認(rèn)證和用戶角色權(quán)限設(shè)置等。為此，可以統(tǒng)一設(shè)計(jì)開發(fā)具備上述基礎(chǔ)管理服務(wù)功能的子系統(tǒng)，并提供給其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用。這樣，在整個(gè)平臺(tái)建設(shè)框架內(nèi)，就形成了一個(gè)專門服務(wù)于業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)管理服務(wù)層。

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建成投入運(yùn)行后，必然會(huì)積累起大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。對(duì)這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)施信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析，并繼而開展深度數(shù)據(jù)挖掘，不但可以為教育管理與教學(xué)實(shí)踐提供有益的參考信息，而且還可以為區(qū)域性的教育行政管理和規(guī)劃制定，提供科學(xué)的決策依據(jù)。因此，就平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)而言，其最上層應(yīng)該是能夠?yàn)閰^(qū)域基礎(chǔ)教育工作開展，提供決策支持服務(wù)的高級(jí)應(yīng)用層。

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建成后，需要部署架構(gòu)在由軟、硬件系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層之上?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)層的構(gòu)造設(shè)計(jì)是否合理，系統(tǒng)性能是否良好，將直接關(guān)系到平臺(tái)能否正常運(yùn)行。因此，構(gòu)建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層也是平臺(tái)建設(shè)工作中的重要組成部分。它的規(guī)劃設(shè)計(jì)包括，基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、軟件開發(fā)運(yùn)行環(huán)境等）和基礎(chǔ)硬件設(shè)施（服務(wù)器選配、存儲(chǔ)設(shè)施配置、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境構(gòu)造等）的選型與搭建。

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)不是一個(gè)獨(dú)立的自封閉系統(tǒng)，它需要與上游的教育部及省市層面的信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)，以及下游的區(qū)域內(nèi)基層學(xué)校的信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，完成數(shù)據(jù)交換。所以，在構(gòu)建區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的過程中，還必須考慮平臺(tái)與上述外部系統(tǒng)的對(duì)接實(shí)現(xiàn)機(jī)制，尤其是如何有效地解決跨系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換與數(shù)據(jù)共享問題。

由此可見，從系統(tǒng)整體框架體系構(gòu)成來看，區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)由下往上可分為四個(gè)層面：底層是支撐平臺(tái)運(yùn)行的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層；中間是提供公用服務(wù)的基礎(chǔ)管理服務(wù)層和最為重要的提供教育應(yīng)用服務(wù)的核心業(yè)務(wù)層；而頂層則是提供教育決策支持服務(wù)的高級(jí)應(yīng)用層，如圖2所示。同時(shí)，平臺(tái)與外部系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)對(duì)接整合。

（2）制定系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與編碼規(guī)范

如前所述，區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)內(nèi)的各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，不是相互獨(dú)立而是相互關(guān)聯(lián)的。一方面，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要共享學(xué)生、教師、學(xué)校等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。另一方面，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間也需要開展各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換。因此，必須為平臺(tái)建設(shè)制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義標(biāo)準(zhǔn)，有效地確保平臺(tái)內(nèi)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間，能夠正常開展數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換操作。平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)有三個(gè)部分組成：

1）制定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)學(xué)生、教師、學(xué)校等核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的組成數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定義，約束平臺(tái)內(nèi)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，方便各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)對(duì)學(xué)生、教師、學(xué)校等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息的共享和應(yīng)用。

2）制定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

平臺(tái)內(nèi)有許多業(yè)務(wù)子系統(tǒng)需要通過數(shù)據(jù)交換，從其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)中獲取相應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，以維持本系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的繼續(xù)。例如，學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中有關(guān)學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的生成，必須得到來自質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的學(xué)生考試數(shù)據(jù)信息的支持。為這類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，有助于降低業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換的技術(shù)難度，提高數(shù)據(jù)交換效率，進(jìn)而規(guī)范此類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的使用。可以根據(jù)子系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)和需要交換的數(shù)據(jù)內(nèi)容，選定相應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表，并對(duì)其組成的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定義。

3）制定數(shù)據(jù)編碼規(guī)范

對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行編碼，是一項(xiàng)極為重要的工作。它不但涉及平臺(tái)內(nèi)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)取值的規(guī)范性，而且還關(guān)系到平臺(tái)與外部系統(tǒng)實(shí)施對(duì)接交換數(shù)據(jù)的可行性。數(shù)據(jù)項(xiàng)編碼規(guī)范的制定，需要以相關(guān)行業(yè)編碼規(guī)范為基礎(chǔ)。對(duì)于區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建設(shè)來講，首先應(yīng)以國家教育部和地方教育部門發(fā)布的相關(guān)教育信息化編碼規(guī)范為基礎(chǔ)，然后再結(jié)合本區(qū)域的實(shí)際情況，開展數(shù)據(jù)編碼規(guī)范的制定。數(shù)據(jù)編碼規(guī)范的制定，主要涉及編寫數(shù)據(jù)項(xiàng)的編碼規(guī)則以及定義數(shù)據(jù)項(xiàng)的代碼取值，并形成數(shù)據(jù)字典。

3.集中平臺(tái)管理功能，統(tǒng)一系統(tǒng)基礎(chǔ)管理服務(wù)

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)如同一個(gè)容器，可以容納眾多符合標(biāo)準(zhǔn)的教育應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并使這些應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)在事務(wù)處理及數(shù)據(jù)共享應(yīng)用層面實(shí)現(xiàn)有效整合。然而，對(duì)于整合嵌入平臺(tái)的每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)來說，都存在著許多相同的系統(tǒng)用例，例如：系統(tǒng)用戶及組織機(jī)構(gòu)管理、系統(tǒng)用戶登錄身份認(rèn)證、用戶角色及權(quán)限設(shè)置等。對(duì)于這些具有共性的用例場(chǎng)景，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建統(tǒng)一的基礎(chǔ)管理服務(wù)，以泛化這些用例的功能實(shí)現(xiàn)。

（1）用戶及組織機(jī)構(gòu)管理服務(wù)

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)內(nèi)任何一個(gè)應(yīng)用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，都涉及用戶和組織機(jī)構(gòu)的管理問題。各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際用戶，主要是區(qū)域內(nèi)廣大的在編教職人員。所以，如果以區(qū)內(nèi)各類教育機(jī)構(gòu)和在編教職人員作為實(shí)體模型，來設(shè)計(jì)構(gòu)建統(tǒng)一的用戶及組織機(jī)構(gòu)管理系統(tǒng)，并從人事管理子系統(tǒng)中抽取、載入人員及機(jī)構(gòu)的基本信息，就可以形成用戶及組織機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)管理數(shù)據(jù)庫。平臺(tái)內(nèi)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)也就可以從中交換獲取到所需的用戶信息和機(jī)構(gòu)信息，同時(shí)也有效地確保了用戶和機(jī)構(gòu)信息在各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用中的唯一性和準(zhǔn)確性。

（2）單點(diǎn)登錄（SSO）服務(wù)

當(dāng)用戶需要訪問區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)內(nèi)的應(yīng)用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)做到，只要通過一次登錄身份認(rèn)證進(jìn)入某個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)后，用戶就可以按其相應(yīng)的權(quán)限訪問平臺(tái)內(nèi)所有其他的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，無需重復(fù)經(jīng)歷類似輸入用戶名和密碼的繁瑣的身份驗(yàn)證過程。然而，要實(shí)現(xiàn)這一目的，構(gòu)建的區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，就應(yīng)提供基于單點(diǎn)登錄（SSO）方式的統(tǒng)一的用戶登錄身份認(rèn)證服務(wù)。當(dāng)然，利用單點(diǎn)登錄（SSO）進(jìn)行用戶身份認(rèn)證時(shí)，其中用于比對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)用戶信息，必須來自于由用戶及組織機(jī)構(gòu)管理系統(tǒng)所提供的用戶身份信息。

（3）角色權(quán)限管理服務(wù)

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)內(nèi)的任何一個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，都需要定義具備不同操作權(quán)限的用戶角色，然后再將定義好的角色指定給要訪問業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不同用戶，從而使用戶在登錄系統(tǒng)后執(zhí)行與其角色身份相符的操作。為此，可以把這一具有共性的系統(tǒng)功能，當(dāng)作區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的一個(gè)公用組件進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)。構(gòu)建起可以為所有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提供統(tǒng)一的角色權(quán)限管理和用戶授權(quán)管理服務(wù)。

三、基于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)搭建數(shù)據(jù)倉庫，實(shí)施聯(lián)機(jī)分析形成教育決策支持

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建成投入應(yīng)用后，包含其中的各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，會(huì)產(chǎn)生大量的教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)駐留在相應(yīng)的操作型數(shù)據(jù)庫中。對(duì)這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、匯總、統(tǒng)計(jì)和分析處理，可以獲取更有價(jià)值的新的數(shù)據(jù)信息，為區(qū)域基礎(chǔ)教育管理與規(guī)劃工作提供決策支持。然而要達(dá)到這種數(shù)據(jù)應(yīng)用目的，就必須通過搭建數(shù)據(jù)倉庫，實(shí)施數(shù)據(jù)聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP），并進(jìn)而開展更為高級(jí)的數(shù)據(jù)挖掘分析才能夠得以實(shí)現(xiàn)。

1.構(gòu)建面向教育主題的數(shù)據(jù)倉庫

面向主題是數(shù)據(jù)倉庫最重要的特點(diǎn)，它要求數(shù)據(jù)按照一定的主題域進(jìn)行組織，以利于后續(xù)數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建和實(shí)施數(shù)據(jù)分析，對(duì)業(yè)務(wù)工作的開展形成決策支持。就教育本身而言，學(xué)生的全面成長(zhǎng)、教師的專業(yè)發(fā)展和學(xué)校辦學(xué)質(zhì)量的提升，是衡量區(qū)域性教育管理工作成功與否的重要標(biāo)志。因此，為了能夠?qū)^(qū)域性基礎(chǔ)教育管理工作提供有效的教育決策支持，我們應(yīng)該選擇學(xué)生、教師和學(xué)校為主題，搭建基于區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的教育數(shù)據(jù)倉庫。通過從平臺(tái)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中，抽取與上述主題相關(guān)的數(shù)據(jù)源（各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中的有關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)），經(jīng)過清理、轉(zhuǎn)換和裝載，形成由事實(shí)表和緯度表構(gòu)成的基于多維模型的數(shù)據(jù)倉庫。

2.實(shí)施多維度數(shù)據(jù)查詢與分析處理

由緯度表圍繞事實(shí)表組建構(gòu)成的數(shù)據(jù)倉庫，是一種基于多維數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)倉庫。這種數(shù)據(jù)倉庫不但可以被用于查詢和報(bào)表方式的信息處理、開展OLAP數(shù)據(jù)分析，而且還可以通過數(shù)據(jù)挖掘完成知識(shí)發(fā)現(xiàn)，從而為教育行政管理提供科學(xué)有效的決策支持依據(jù)。

四、區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合管理平臺(tái)設(shè)計(jì)及應(yīng)用案例

上海市黃浦區(qū)教育局開發(fā)構(gòu)建的“黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)”，就是一個(gè)典型的區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)（圖3為平臺(tái)主頁面）。它的規(guī)劃與建設(shè)充分地體現(xiàn)了上文所講的，關(guān)于區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)建設(shè)的三大建設(shè)要點(diǎn)。同時(shí)，在平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，我們也專門就教育數(shù)據(jù)倉庫構(gòu)建、實(shí)施數(shù)據(jù)聯(lián)機(jī)分析處理和開展教育決策支持，進(jìn)行了深入的探究和實(shí)踐，并形成了具體的應(yīng)用模式。

圖3 黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)主界面

1.開展平臺(tái)建設(shè)需求分析，確定平臺(tái)建設(shè)愿景目標(biāo)

“黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)”的規(guī)劃和建設(shè)，是一項(xiàng)區(qū)域性的教育信息化系統(tǒng)建設(shè)工程，平臺(tái)的建設(shè)以學(xué)生全面成長(zhǎng)、教師專業(yè)發(fā)展和學(xué)校教育創(chuàng)新為核心，整體規(guī)劃、規(guī)范建設(shè)、全面部署。在平臺(tái)建設(shè)初期，黃浦區(qū)教育局專門開展了平臺(tái)建設(shè)的初始需求調(diào)研工作，重點(diǎn)了解區(qū)內(nèi)基層學(xué)校、教育管理職能機(jī)構(gòu)（教師進(jìn)修學(xué)院、招生辦、基建站等）和教育局機(jī)關(guān)各職能科室對(duì)平臺(tái)建設(shè)的要求。通過分析獲取的各種需求，梳理確定了“黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)”建設(shè)的總體目標(biāo)與愿景：

（1）建立黃浦區(qū)教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范區(qū)教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)。

（2）構(gòu)建“黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)區(qū)教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的有效集成應(yīng)用，完成各類區(qū)教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)的全面整合。

（3）通過科學(xué)分析、綜合利用平臺(tái)運(yùn)行后生成的各類教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，為黃浦區(qū)教育局的教育行政管理和教育規(guī)劃決策，提供科學(xué)可靠的參考依據(jù)。

2.分層定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能，整體規(guī)劃平臺(tái)框架構(gòu)成

從平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)角度看，黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)由教育應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)、教育決策支持系統(tǒng)和基礎(chǔ)管理服務(wù)系統(tǒng)三層構(gòu)成：

（1）教育應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)

各項(xiàng)教育業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)，是黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)重點(diǎn)。從系統(tǒng)功能框架構(gòu)成來看，平臺(tái)的核心組成部分是一個(gè)由學(xué)籍管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、教育局辦公系統(tǒng)、學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)、教師專業(yè)化發(fā)展管理系統(tǒng)、學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)等多個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)構(gòu)成的教育應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)。而黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)的首要任務(wù)，就是要開發(fā)構(gòu)建各個(gè)教育應(yīng)用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，并將它們整合在一起，為區(qū)內(nèi)廣大教育用戶提供統(tǒng)一的集成應(yīng)用服務(wù)。圖4顯示的是黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)內(nèi)各個(gè)應(yīng)用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的工作界面。

圖 4 黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心應(yīng)用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)

當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的全面整合，就必須先行制定詳實(shí)的軟件建設(shè)技術(shù)方案和系統(tǒng)數(shù)據(jù)引用標(biāo)準(zhǔn)，以便統(tǒng)整平臺(tái)內(nèi)各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的建設(shè)和集成，有效地實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)數(shù)據(jù)信息的共享應(yīng)用。為此，在平臺(tái)建設(shè)之初，我們就專門研究編寫了《黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)總體建設(shè)方案》和《黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范》。前者重點(diǎn)確定了平臺(tái)建設(shè)的總體架構(gòu)和技術(shù)路線，明確了平臺(tái)內(nèi)各類業(yè)子務(wù)系統(tǒng)的主體實(shí)現(xiàn)功能和相互之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；后者主要是對(duì)平臺(tái)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行定義，并對(duì)各類系統(tǒng)服務(wù)的接口標(biāo)準(zhǔn)與使用規(guī)范進(jìn)行了說明。

（2）教育決策支持系統(tǒng)（EDSS）

在黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)的框架構(gòu)成設(shè)計(jì)中，位于頂層的教育決策支持系統(tǒng)（EDSS）由數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)分析工具和分析結(jié)果展示三個(gè)部分組成。首先，教育決策支持系統(tǒng)從平臺(tái)各個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中抽取、轉(zhuǎn)換、裝載各類數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建起面向?qū)W生、教師和學(xué)校為主題的數(shù)據(jù)倉庫。然后，利用OLAP工具或數(shù)據(jù)挖掘工具開展數(shù)據(jù)查詢和挖掘分析處理。最后，向用戶呈現(xiàn)查詢分析結(jié)果。教育決策支持系統(tǒng)的建成，為教育局開展教育管理工作，提供了科學(xué)、可靠的決策依據(jù)。圖 5顯示的是通過該系統(tǒng)實(shí)施的一項(xiàng)有關(guān)區(qū)內(nèi)學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)與體質(zhì)健康的相關(guān)性挖掘分析。該項(xiàng)分析展示了學(xué)生學(xué)業(yè)水平與體質(zhì)狀況的潛在聯(lián)系，并為區(qū)內(nèi)學(xué)校正確引導(dǎo)相關(guān)學(xué)生群體開展體育鍛煉活動(dòng)，提供了科學(xué)的決策依據(jù)。

圖 5 黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)教育決策支持系統(tǒng)

（3）基礎(chǔ)管理服務(wù)系統(tǒng)

從信息化應(yīng)用軟件平臺(tái)建設(shè)的角度來看，黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)同樣也應(yīng)具備系統(tǒng)用戶管理、角色權(quán)限管理、統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)等各種基礎(chǔ)管理服務(wù)功能。我們專門設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)名為HPEMGNT的基礎(chǔ)管理服務(wù)系統(tǒng)，并將它作為中間層，為整合嵌入黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)的各個(gè)教育業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，提供包括用戶組織機(jī)構(gòu)管理、人員角色權(quán)限設(shè)置管理以及用戶單點(diǎn)登錄（SSO）認(rèn)證等各種基礎(chǔ)管理服務(wù)。HPEMGNT的建成和運(yùn)行，有效地實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)內(nèi)各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)在基礎(chǔ)管理服務(wù)應(yīng)用上的整合與統(tǒng)一。圖6顯示了基礎(chǔ)管理服務(wù)系統(tǒng)HPMGNT的用戶授權(quán)功能。

圖6HPMGNT用戶授權(quán)功能

3.選型數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)分析技術(shù)，搭建教育決策支持系統(tǒng)（EDSS）

黃浦區(qū)教育數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)的整體開發(fā)采用了Microsoft ASP.NET技術(shù)，其所有的應(yīng)用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)都是基于B/S結(jié)構(gòu)的Web應(yīng)用。針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)選型，則選用了Microsoft SQL Server作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。為此，我們選用了微軟數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品SQL Server的數(shù)據(jù)集成服務(wù)工具（SSIS）、數(shù)據(jù)分析服務(wù)工具（SSAS）和基于SharePoint的商務(wù)智能分析工具（Power BI），設(shè)計(jì)構(gòu)建了位于整個(gè)平臺(tái)上層的教育決策支持系統(tǒng)（EDSS）。以下是有關(guān)如何利用教育決策支持系統(tǒng)（EDSS），開展聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP），并獲取查詢分析結(jié)果的實(shí)施步驟：

（1）利用SQL Server集成服務(wù)（SSIS）對(duì)操作型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中有關(guān)學(xué)校、教師和學(xué)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)施抽取、清洗、轉(zhuǎn)換并加載至數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建用于搭建數(shù)據(jù)倉庫的事實(shí)表和維度表。其中，事實(shí)表內(nèi)記錄的是學(xué)校、教師和學(xué)生的數(shù)據(jù)記錄。然而，學(xué)校、教師和學(xué)生的數(shù)據(jù)記錄，又是由基本數(shù)據(jù)項(xiàng)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)項(xiàng)所構(gòu)成，而緯度表內(nèi)記錄的則是學(xué)校、教師和學(xué)生的擴(kuò)展數(shù)據(jù)項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)記錄。

（2）繼SSIS完成了針對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的ETL操作后，再利用SQL Server分析服務(wù)（SSAS）創(chuàng)建多維數(shù)據(jù)集。使眾多的擴(kuò)展信息緯度表圍繞著學(xué)校、教師、學(xué)生的中心實(shí)事表，構(gòu)建起面向?qū)W校、教師和學(xué)生為主題的數(shù)據(jù)倉庫，并據(jù)此形成了多維數(shù)據(jù)挖掘分析模型。

（3）利用SharePoint PowerBI工具，連接構(gòu)建的面向主題的數(shù)據(jù)倉庫，實(shí)施多維度數(shù)據(jù)查詢，形成查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)分析處理過程（OLAP）。圖7所展示的就是關(guān)于區(qū)內(nèi)不同學(xué)制（高中、初中、小學(xué)等）、不同年齡段的男、女教師，針對(duì)三類主要學(xué)歷（大專、本科、研究生）人數(shù)分布情況的多緯度聯(lián)機(jī)分析查詢實(shí)例。

圖7 基于OLAP的教師人數(shù)查詢分析

五、總結(jié)

區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合管理平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用，可以使教育業(yè)務(wù)管理工作更趨規(guī)范和高效。同時(shí)，對(duì)于平臺(tái)運(yùn)行后積累生成的大量的教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過開展構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機(jī)分析處理和深度挖掘分析，可以獲取更有價(jià)值的知識(shí)信息，為教育業(yè)務(wù)管理和規(guī)劃決策提供科學(xué)依據(jù)。然而，要達(dá)到上述建設(shè)應(yīng)用目標(biāo)，就必須從獲取平臺(tái)建設(shè)需求、制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范、整體規(guī)劃平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)和統(tǒng)一構(gòu)建基礎(chǔ)管理服務(wù)系統(tǒng)幾個(gè)方面入手實(shí)施平臺(tái)建設(shè)。并以此達(dá)到整合各類區(qū)教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享應(yīng)用之目的。繼而開展教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的深度分析，形成教育決策支持，使區(qū)域性基礎(chǔ)教育綜合管理平臺(tái)，成為具有真正實(shí)用意義的教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

[1]龔鳴,經(jīng)春秋.基于基礎(chǔ)平臺(tái)的教育信息化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].網(wǎng)絡(luò)教育,2010,211(11):71-75.

[2]楊現(xiàn)民.區(qū)域智慧教育綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)及關(guān)鍵問題探討[J].實(shí)踐研究,2015,133(1):72-81.

[3][加]Jiawei Han,Micheline Kamber；范明,孟小峰譯. Data Mining Concepts and Techniques,Second Edition[M].

（編輯：王曉明）

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1673-8454（2017）05-0055-06