基于國家教育管理核心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)開放服務(wù)平臺研究及應用

金童童　何新

摘? ?要：教育管理信息系統(tǒng)是教育信息化的基礎(chǔ)和重要組成部分，我國政府高度重視教育管理信息系統(tǒng)的建設(shè)與應用工作。本文在分析現(xiàn)有教育管理信息系統(tǒng)存在問題的基礎(chǔ)上，通過對數(shù)據(jù)開放平臺的業(yè)務(wù)需求分析，設(shè)計了基于國家教育管理核心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)開放服務(wù)平臺，并將該平臺在某地進行了推廣應用，取得了良好的效果，證明該數(shù)據(jù)開放平臺需求分析準確、設(shè)計可行、功能完善，可在安全可控的條件下實現(xiàn)國家教育管理核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)的開放與共享。

關(guān)鍵詞：教育管理信息系統(tǒng);國家教育管理核心信息系統(tǒng);數(shù)據(jù)開放服務(wù);數(shù)據(jù)共享;數(shù)據(jù)安全

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2019）13-0045-04

一、引言

教育管理信息系統(tǒng)是教育信息化的基礎(chǔ)和重要組成部分。要做好教育信息化工作，首先要推動教育管理信息系統(tǒng)建設(shè)，為教育信息化打好基礎(chǔ)。

世界各國普遍高度重視教育管理信息化工作。美國聯(lián)邦教育部首席信息官辦公室開發(fā)了一套教育管理信息系統(tǒng)，協(xié)助管理人員獲取信息并進行信息資源管理[1];美國國家教育統(tǒng)計中心收集、分析美國和其他國家教育數(shù)據(jù)，為美國的教育決策提供全面、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持[2];美國聯(lián)邦教育部教育技術(shù)辦公室負責制定教育政策，支持聯(lián)邦教育部實現(xiàn)其使命[3];美國教育資源信息中心致力于通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為教師、研究者、公眾提供大量教育研究信息和資料，從而改善學習、教學和教育工作[4]。德國主要從政府、基金會、高校與科研機構(gòu)三個層面開展教育管理信息化相關(guān)工作[5]。柏林馬普協(xié)會教育研究所和法蘭克福德意志國際教育研究院收集本國與國外的基礎(chǔ)教育信息[6];波恩德國聯(lián)邦職業(yè)教育研究院負責收集職業(yè)教育與培訓信息[7];波恩德意志成人教育研究院負責收集成人教育信息[8]。法國教育部技術(shù)服務(wù)與信息系統(tǒng)司負責信息系統(tǒng)開發(fā)、完善技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并為教育部和相關(guān)機構(gòu)制定信息系統(tǒng)研究大方向[9];教育部評估預測部門負責教育數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的管理以及信息的匯編[10]。韓國教育與研究信息院負責教育信息化的發(fā)展，并協(xié)助其他國家進行教育信息化技術(shù)的開發(fā)和改進[11]。

我國高度重視教育管理信息系統(tǒng)的建設(shè)與應用工作，2011年發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》和2012年召開的第一次全國教育信息化工作電視電話會議均要求全面啟動國家教育管理公共服務(wù)平臺建設(shè)[12]，建設(shè)覆蓋全國的國家教育管理信息系統(tǒng)。在教育部的大力推動和地方教育行政部門、學校的積極配合下，國家教育管理信息系統(tǒng)建設(shè)取得了顯著成效，一批涉及教師、學生、學校經(jīng)費資產(chǎn)和辦學條件的國家教育管理核心信息系統(tǒng)（以下簡稱“國家核心系統(tǒng)”）全面投入使用。

目前我國使用的教育管理軟件除國家統(tǒng)一開發(fā)的國家核心系統(tǒng)軟件外，還有本單位自主研發(fā)、委托相關(guān)公司開發(fā)、科研單位開發(fā)及從軟件開發(fā)公司購買的軟件，各種軟件之間的兼容性差，難以實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)共享。

隨著國家教育管理信息系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進，各級地方教育部門和各級各類學校的日常管理業(yè)務(wù)更加依賴于國家核心系統(tǒng)，同時也迫切要求共享國家核心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，便于整合、集成地方和學校自建系統(tǒng)，根據(jù)自身教育管理與信息化建設(shè)要求，開發(fā)適合自身需求的個性化應用，提升地方各級教育部門的公共服務(wù)水平。

教育部發(fā)布的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》指出：“推動數(shù)據(jù)的開放、共享，整合、集成已有信息系統(tǒng)，開放系統(tǒng)接口，支持各級教育行政部門和各類教育機構(gòu)、企事業(yè)單位利用國家已有系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)應用?！苯逃俊?017年教育信息化工作要點》要求：“國家教育資源公共服務(wù)平臺實現(xiàn)與全部省級平臺及一批市縣級平臺、企業(yè)平臺互聯(lián)互通?！币陨蟽蓚€文件的要求表明，建設(shè)國家核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)開放平臺（以下簡稱“數(shù)據(jù)開放平臺”），實現(xiàn)國家核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)面向各級地方教育行政部門和各級各類學校的共享應用，支持各級業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的融合貫通，支撐教育擴展應用建設(shè)，已經(jīng)迫在眉睫。

本文通過模式和技術(shù)創(chuàng)新，解決了一系列技術(shù)和安全難點，實現(xiàn)了從國家核心系統(tǒng)中安全有序地獲取數(shù)據(jù)，支撐各級地方教育行政部門和各級各類學校的信息化特色應用。

二、數(shù)據(jù)開放平臺業(yè)務(wù)需求及數(shù)據(jù)分析

1.數(shù)據(jù)開放平臺業(yè)務(wù)分析

省級教育行政部門與地市、區(qū)縣、學校之間有著數(shù)據(jù)申請、審核、備案處理流程，需要通過便捷的信息化技術(shù)手段，方便各級教育行政部門和各級各類學校工作的正常開展，流程如圖1所示。在線下完成審批流程后需要通過系統(tǒng)完成線上申請流程，線上申請時需要將線下已經(jīng)核準通過的紙質(zhì)文件掃描件通過系統(tǒng)完成上傳。省級教育行政部門對下級教育機構(gòu)發(fā)起的申請單進行審批操作。審批通過后對數(shù)據(jù)申請過程進行備案，并進行教育機構(gòu)的數(shù)據(jù)授權(quán)。為各級教育行政部門和學校提供數(shù)據(jù)開放服務(wù)，數(shù)據(jù)來自于上級單位，可通過網(wǎng)絡(luò)安全傳輸?shù)较录墕挝弧?p>

建立符合國家標準的共享數(shù)據(jù)標準化規(guī)則，并按此規(guī)則對國家核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行整理。

省級教育行政部門為轄區(qū)內(nèi)的地方教育行政部門和學校提供開放共享數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)開放平臺對數(shù)據(jù)開放過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)開放信息、應用信息、數(shù)據(jù)訪問請求信息、安全信息及運行信息進行采集，并自動對數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)信息進行記錄，如圖2所示。

數(shù)據(jù)開放范圍需要可控可查，建立完善的操作留痕及審查機制，滿足審計人員對開放范圍的核準和查驗。上級單位可對共享服務(wù)運行狀況、數(shù)據(jù)使用單位、數(shù)據(jù)權(quán)限進行監(jiān)控，確保數(shù)據(jù)開放的安全可控。

數(shù)據(jù)開放的安全性要求高，須包括如下幾個方面：

（1）管理層面：對開放哪些數(shù)據(jù)、哪些單位可獲取數(shù)據(jù)、可獲取數(shù)據(jù)的范圍進行配置管理，同時留存管理日志記錄。

（2）控制層面：嚴格按照管理層面配置管理的要求進行檢查驗證，確保只有符合要求的數(shù)據(jù)才能開放。

（3）系統(tǒng)層面：數(shù)據(jù)開放服務(wù)端與接收端系統(tǒng)要符合等級保護的相關(guān)要求，同時保證異地傳輸過程中數(shù)據(jù)的不可截獲和不可篡改。

（4）審計層面：確保整個開放過程（從管理、控制到系統(tǒng)全過程）都要有過程記錄，特別是開放的情況，不僅要記錄開放的單位、時間及記錄數(shù)，還要記錄具體的開放內(nèi)容，以便日后審計。

2.數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)開放平臺主要承接國家核心系統(tǒng)與地方信息化應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)開放服務(wù)，平臺與省級教育數(shù)據(jù)中心國家核心系統(tǒng)基礎(chǔ)庫對接，同步建立開放庫，并對外提供標準的開放服務(wù)接口供地方教育行政部門和學校在擴展應用時進行數(shù)據(jù)對接?；陂_放庫數(shù)據(jù)，結(jié)合地方和學校業(yè)務(wù)特色，提供通用的數(shù)據(jù)服務(wù)。同時采集數(shù)據(jù)使用單位數(shù)據(jù)申請使用行為等信息建立行為庫，供監(jiān)督監(jiān)測使用。

數(shù)據(jù)開放平臺一般由管理系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)和服務(wù)接口三部分組成。其中管理系統(tǒng)作為平臺管控中心提供元數(shù)據(jù)、權(quán)限數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)等管理類數(shù)據(jù)，并將權(quán)限數(shù)據(jù)信息同步至服務(wù)系統(tǒng)。服務(wù)系統(tǒng)主要提供數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分發(fā)核心業(yè)務(wù)處理。服務(wù)接口主要是地方教育行政部門和學校獲取標準數(shù)據(jù)的標準出口，并采集地方和學校開放數(shù)據(jù)的使用情況。服務(wù)系統(tǒng)通過前置庫、基礎(chǔ)庫定時同步獲取國家核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進行二次加工后存儲到開放庫，提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

三、數(shù)據(jù)開放平臺設(shè)計

1.數(shù)據(jù)開放平臺功能框架

根據(jù)地方教育行政部門和學校對國家核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)開放的需求，結(jié)合國家核心系統(tǒng)建設(shè)情況，規(guī)劃設(shè)計國家核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)開放平臺?；趯I(yè)務(wù)的分析與理解，平臺功能設(shè)計架構(gòu)如圖3所示。

該平臺主要由基礎(chǔ)庫、國家核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫及其聚合形成的數(shù)據(jù)共享庫組成，并通過本系統(tǒng)提供針對數(shù)據(jù)服務(wù)（權(quán)限、調(diào)度、下發(fā)等）的監(jiān)督監(jiān)控及業(yè)務(wù)審批雙向信息服務(wù)。此外，通過數(shù)據(jù)接口進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控采集與本系統(tǒng)主要功能的良性銜接。

2.業(yè)務(wù)功能規(guī)劃

（1）數(shù)據(jù)開放服務(wù)

數(shù)據(jù)開放服務(wù)包括為各類源數(shù)據(jù)建立統(tǒng)一標準規(guī)范、制定同步策略，通過數(shù)據(jù)的導入、校對、轉(zhuǎn)換、整理，將數(shù)據(jù)安全、及時地傳輸?shù)介_放庫，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的對接，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r有效和安全規(guī)范。主要功能包括：數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)開放、數(shù)據(jù)服務(wù)等。

（2）數(shù)據(jù)開放流程

數(shù)據(jù)開放流程如圖4所示。

（3）數(shù)據(jù)標準規(guī)范

開放庫中的數(shù)據(jù)來自于國家核心系統(tǒng)，并支持向省級以下教育行政部門和學校進行數(shù)據(jù)開放。開放庫設(shè)計參照教育部頒布的信息化行業(yè)標準。

（4）監(jiān)控服務(wù)

監(jiān)控服務(wù)通過對整個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的監(jiān)控，掌握系統(tǒng)服務(wù)運行狀態(tài)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定，包括對系統(tǒng)服務(wù)監(jiān)控，實時掌握系統(tǒng)服務(wù)運行狀態(tài);對數(shù)據(jù)同步服務(wù)進行監(jiān)控，實時對數(shù)據(jù)的同步狀態(tài)進行跟蹤，保證數(shù)據(jù)源穩(wěn)定運行;對數(shù)據(jù)流向進行監(jiān)控，對開放數(shù)據(jù)和服務(wù)進行跟蹤和掌控，實時匯總開放數(shù)據(jù)的流向;對監(jiān)控業(yè)務(wù)日志、行為日志以及相關(guān)使用記錄等進行統(tǒng)計分析，提供報表統(tǒng)計、輔助決策分析等服務(wù)。

3.數(shù)據(jù)安全保障模式

數(shù)據(jù)安全是設(shè)計的關(guān)鍵，是本平臺安全使用的前提保障。依據(jù)數(shù)據(jù)開放的模式主要從以下四個方面保障數(shù)據(jù)安全：

（1）只有可信的單位才能獲取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)使用單位的身份與特定硬件綁定，并嚴格授權(quán)管理。

（2）安全傳輸。通過在數(shù)據(jù)服務(wù)端與數(shù)據(jù)接收端之間建立安全傳輸通道來保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>

（3）運行系統(tǒng)安全可控。數(shù)據(jù)服務(wù)端系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收端系統(tǒng)均滿足等保三級要求。

（4）數(shù)據(jù)開放可監(jiān)控和追溯。

四、數(shù)據(jù)開放平臺方案

數(shù)據(jù)開放平臺實施方案如圖5所示，實現(xiàn)數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)服務(wù)、業(yè)務(wù)審批及數(shù)據(jù)管理功能。

數(shù)據(jù)開放的要求包括：

（1）將需要開放的數(shù)據(jù)首先從基礎(chǔ)庫（業(yè)務(wù)庫）同步到開放庫中，每個數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)按使用單位進行組織。

（2）使用單位通過申請審批獲得相應的數(shù)據(jù)權(quán)限。

（3）使用單位的本地應用以使用單位身份發(fā)起數(shù)據(jù)獲取請求，數(shù)據(jù)開放服務(wù)根據(jù)使用單位權(quán)限提供數(shù)據(jù)給本地應用，本地應用將獲取的數(shù)據(jù)存儲在自己的數(shù)據(jù)庫中。

（4）數(shù)據(jù)傳輸過程中沒在中間環(huán)節(jié)緩存數(shù)據(jù)。

開放庫中的數(shù)據(jù)來自于國家核心系統(tǒng)，并支持向省級以下教育行政部門和學校進行數(shù)據(jù)開放。開放庫設(shè)計參照了教育部頒布的信息化行業(yè)標準。

五、數(shù)據(jù)開放平臺應用

1.應用范圍及規(guī)模

數(shù)據(jù)開放服務(wù)平臺開發(fā)完成后在某省進行了推廣應用。根據(jù)該省的實際需求情況，首先重點開放國家核心系統(tǒng)中的中小學生學籍數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)使用單位分別選擇了該省的省會城市和一個地級市，主要任務(wù)是將部署在該省省級教育數(shù)據(jù)中心的中小學生學籍數(shù)據(jù)，安全可控地開放給上述兩個地方教育行政部門及其轄區(qū)內(nèi)的學校使用。

2.實施應用情況

（1）省級國家核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)庫與本系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步

通過同步任務(wù)管理功能設(shè)置同步任務(wù)，并進行定期的數(shù)據(jù)同步，如圖6所示。

（2）數(shù)據(jù)訪問

數(shù)據(jù)使用單位的應用通過以上設(shè)置后，方可開始進行數(shù)據(jù)訪問，數(shù)據(jù)訪問記錄如圖7所示。

截至2019年2月底，該省會城市完成數(shù)據(jù)申請并成功接收學籍數(shù)據(jù)約460多萬條，另外一地級市完成數(shù)據(jù)申請并成功接收學籍數(shù)據(jù)約200多萬條。

（3）系統(tǒng)操作日志

數(shù)據(jù)開放系統(tǒng)中的任何設(shè)置操作，都被記錄到系統(tǒng)日志中，系統(tǒng)日志如圖8所示。

（4）運行情況

數(shù)據(jù)開放平臺在某省通過一年以上的生產(chǎn)環(huán)境運行，已通過省級系統(tǒng)專家驗收和安全等級保護三級認定，系統(tǒng)未出現(xiàn)任何停機和數(shù)據(jù)錯誤，未出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄漏情況，運行數(shù)據(jù)記錄完整，運行穩(wěn)定。

六、結(jié)論

通過在某省的具體應用，證明該數(shù)據(jù)開放平臺需求分析準確、設(shè)計可行、功能完善，實現(xiàn)了國家核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)的同步、受控開放。數(shù)據(jù)開放平臺在設(shè)計和實施過程中十分重視信息安全，充分考慮了信息安全需求，厘清各級教育行政部門和各級各類學校數(shù)據(jù)安全責任邊界，保證了系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息的安全性、完整性、可追溯性。

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（編輯：王曉明）