基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的終身教育信息化平臺(tái)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(huì)”成為國(guó)家戰(zhàn)略，全國(guó)各地先后出臺(tái)了適應(yīng)本地實(shí)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(tái)的建設(shè)，即利用“互聯(lián)網(wǎng)+終身教育”模式推動(dòng)區(qū)域乃至全社會(huì)終身教育體系的構(gòu)建與發(fā)展。目前，我國(guó)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(jī)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(shí)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(tái)，其中影響較大的有：“全民終身學(xué)習(xí)公共服務(wù)平臺(tái)”“奧鵬教育”“上海學(xué)習(xí)網(wǎng)”等，這些終身學(xué)習(xí)平臺(tái)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(duì)于滿足不同人群的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求、促進(jìn)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(duì)終身教育信息化平臺(tái)存儲(chǔ)的用戶基本信息、學(xué)習(xí)行為、日志行為等大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，構(gòu)建學(xué)習(xí)者畫(huà)像，實(shí)現(xiàn)個(gè)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(tái)對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)需求的支持能力，是終身教育信息化平臺(tái)構(gòu)建研究的熱點(diǎn)。本文提出了一種基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的終身教育信息化平臺(tái)架構(gòu)，從異構(gòu)的底層數(shù)據(jù)庫(kù)中采集學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)行為、資源使用統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)，通過(guò)匯聚、預(yù)處理、計(jì)算、開(kāi)發(fā)、挖掘、封裝等流程構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，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(shí)現(xiàn)采集、匯聚、開(kāi)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(tái)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

2 數(shù)據(jù)中臺(tái)概述

數(shù)據(jù)中臺(tái)并非指大數(shù)據(jù)平臺(tái)，而是指通過(guò)數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、計(jì)算、存儲(chǔ)和加工，并統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和口徑[2]。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)中臺(tái)就是通過(guò)有形的設(shè)施設(shè)備和實(shí)施方法，依據(jù)教學(xué)與學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)的需求，經(jīng)過(guò)全域數(shù)據(jù)采集、匯聚、預(yù)處理、計(jì)算、封裝等過(guò)程，構(gòu)建一套“讓數(shù)據(jù)持續(xù)運(yùn)作并發(fā)揮價(jià)值”的機(jī)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(jī)制。數(shù)據(jù)中臺(tái)通常具有四個(gè)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(jià)值變現(xiàn)能力?？偟膩?lái)說(shuō)，就是數(shù)據(jù)中臺(tái)可以從異構(gòu)的底層數(shù)據(jù)庫(kù)采集各種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，匯聚成數(shù)據(jù)湖；通過(guò)預(yù)處理、計(jì)算、開(kāi)發(fā)、挖掘等步驟構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，存儲(chǔ)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(gè)數(shù)據(jù)運(yùn)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(tái)的終身教育信息化平臺(tái)構(gòu)建思路

本文以信息化條件下終身學(xué)習(xí)實(shí)際需求為導(dǎo)向，將數(shù)據(jù)中臺(tái)概念融入到整體架構(gòu)設(shè)計(jì)中。整個(gè)架構(gòu)分為底層數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)中臺(tái)和應(yīng)用層。其中，作為信息化平臺(tái)核心的數(shù)據(jù)中臺(tái)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(jì)數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)軌跡，以及教學(xué)資源文件、信息化平臺(tái)日志等作為數(shù)據(jù)源，進(jìn)行全域采集和統(tǒng)一存儲(chǔ)，形成數(shù)據(jù)湖。依據(jù)終身教育學(xué)習(xí)和管理需求，運(yùn)用OLAP、數(shù)據(jù)挖掘和人工智能等方法對(duì)數(shù)據(jù)湖進(jìn)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(jìn)行封裝來(lái)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(jì)報(bào)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(tái)的業(yè)務(wù)和管理功能，通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)中臺(tái)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)接口獲取運(yùn)行所需數(shù)據(jù)，并將運(yùn)行結(jié)果反饋到底層數(shù)據(jù)庫(kù)。整個(gè)架構(gòu)形成了數(shù)據(jù)采集、匯聚、開(kāi)發(fā)、挖掘、服務(wù)和反饋的完整閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)從信息化平臺(tái)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(tái)的終身教育信息化平臺(tái)構(gòu)建

4.1 總體架構(gòu)

基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的終身教育信息化平臺(tái)構(gòu)建是一個(gè)系統(tǒng)工程，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、匯聚及預(yù)處理構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，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(tái)大數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)服務(wù)接口的方式向平臺(tái)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(tái)進(jìn)行終身學(xué)習(xí)提供全過(guò)程的信息化支持與服務(wù)。本文提出的基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的終身教育信息化平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的終身教育信息化平臺(tái)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(tái)提供基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、存儲(chǔ)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(kù)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(jī)等硬件設(shè)施設(shè)備，以及運(yùn)行在服務(wù)器上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件軟件，通過(guò)虛擬化等手段實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、計(jì)算等資源利用率最大化，平衡負(fù)載、對(duì)軟硬件資源進(jìn)行有效監(jiān)控。如學(xué)習(xí)者利用信息化平臺(tái)學(xué)習(xí)的行為數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)資源數(shù)據(jù)、平臺(tái)管理日志等初始數(shù)據(jù)均保存在本層的數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為整個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)的原始數(shù)據(jù)來(lái)源。

4.3 數(shù)據(jù)中臺(tái)

數(shù)據(jù)中臺(tái)是整個(gè)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(jī)制，是將學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列處理形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)、屏蔽底層數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)、對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)接口的機(jī)制，包括數(shù)據(jù)的采集與匯聚、開(kāi)發(fā)、計(jì)算、挖掘、封裝等過(guò)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(tái)的入口，它從異構(gòu)的底層數(shù)據(jù)庫(kù)中將各類結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和無(wú)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)中臺(tái)進(jìn)行集中存儲(chǔ)，形成數(shù)據(jù)湖，構(gòu)成整個(gè)數(shù)據(jù)中臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.3.2 數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)

數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)是一整套數(shù)據(jù)加工以及加工過(guò)程管控的工具，面向開(kāi)發(fā)人員、分析人員，提供離線、實(shí)時(shí)、算法開(kāi)發(fā)工具，以及任務(wù)的管理、代碼發(fā)布、運(yùn)維、監(jiān)控、告警等一系列集成工具，具備批計(jì)算、流計(jì)算、在線查詢、即時(shí)分析計(jì)算能力[3]，可以實(shí)現(xiàn)離線計(jì)算、實(shí)時(shí)計(jì)算和人工智能等。數(shù)據(jù)開(kāi)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(tái)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，為進(jìn)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(guò)對(duì)成績(jī)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(jī)等原始數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，建立學(xué)生學(xué)習(xí)行為模型、學(xué)生畫(huà)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(duì)終身教育信息化平臺(tái)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的識(shí)別和管理，重點(diǎn)是保障數(shù)據(jù)質(zhì)量，以管理人員能夠理解的形式進(jìn)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(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為日志報(bào)表中的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行追根溯源，快速準(zhǔn)確地定位初始問(wèn)題表格，幫助管理人員及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行修正；數(shù)據(jù)質(zhì)量管理通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析比對(duì)、科學(xué)的評(píng)估、實(shí)時(shí)的監(jiān)控、錯(cuò)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(tái)功能模塊應(yīng)用的需求進(jìn)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(jià)值，是整個(gè)數(shù)據(jù)中臺(tái)核心價(jià)值所在。例如，根據(jù)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)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(tái)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(diǎn)就是能屏蔽底層數(shù)據(jù)庫(kù)細(xì)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)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(gè)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障，隨著《網(wǎng)絡(luò)安全法》的頒布與實(shí)施，數(shù)據(jù)安全更是成為了一個(gè)法律問(wèn)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(guò)程中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生、存儲(chǔ)、計(jì)算及應(yīng)用全周期構(gòu)建安全管控體系，對(duì)“發(fā)布—申請(qǐng)—審核—調(diào)用—運(yùn)維”全過(guò)程提供安全保障。

4.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層作為整個(gè)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(xiàng)目培訓(xùn)、學(xué)分銀行、專題課程等功能，用戶通過(guò)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(tái)的數(shù)據(jù)服務(wù)接口來(lái)獲取運(yùn)行所需數(shù)據(jù)，運(yùn)行過(guò)程中將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)反饋回底層數(shù)據(jù)庫(kù)，使得數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、匯聚、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、反饋形成閉環(huán)，有利于充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)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(yǔ)

本文提出了一種基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的終身教育信息化平臺(tái)構(gòu)建策略，利用數(shù)據(jù)中臺(tái)從異構(gòu)的底層數(shù)據(jù)庫(kù)中采集、匯聚各種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，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(tái)的數(shù)據(jù)支持能力，為構(gòu)建“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的終身教育信息化平臺(tái)提供參考。