基于大數(shù)據(jù)融合的多源多層教師專業(yè)發(fā)展分析模型構(gòu)建

黃慕雄 林韓輝 羅永霞

[摘? ?要] 不論是在國家層面的政策指引，還是教師專業(yè)發(fā)展工作的實(shí)際需要，都迫切要求開展利用大數(shù)據(jù)技術(shù)促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的研究，為教師專業(yè)發(fā)展提供精準(zhǔn)、個性化的培訓(xùn)服務(wù)決策。經(jīng)過對現(xiàn)有文獻(xiàn)的研究分析可知，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建教師專業(yè)發(fā)展分析模型的研究較少。研究采用大數(shù)據(jù)視角的需求評估研究方法，以大數(shù)據(jù)分析通用模型為雛形，在探析3層分析需求基礎(chǔ)上，構(gòu)建包含分析數(shù)據(jù)源接入、分析數(shù)據(jù)采集和融合治理中心、分析支持模塊、教師專業(yè)發(fā)展分析模塊、分析呈現(xiàn)模塊的多源多層教師專業(yè)發(fā)展分析模型。以此為模型建設(shè)教師教育大數(shù)據(jù)分析平臺，并探析該模型的分析呈現(xiàn)效果，表明研究方法可行、模型框架合理、呈現(xiàn)效果良好，能在一定程度上滿足不同層次、不同維度的分析需要，為教師專業(yè)發(fā)展研究人員提供借鑒。

[關(guān)鍵詞] 大數(shù)據(jù); 多源多層; 教師專業(yè)發(fā)展; 分析模型

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡介] 黃慕雄（1967—），男，廣東潮州人。教授，主要從事新媒體教育、教育信息化研究。E-mail：hmx1103@163.com。林韓輝為通訊作者，E-mail：cz@gdufe.edu.cn。

一、引? ?言

國家層面非常重視大數(shù)據(jù)技術(shù)在教師專業(yè)發(fā)展中的精準(zhǔn)支撐作用。教育部在2018年印發(fā)的《教育信息化2.0行動計(jì)劃》中明確指出，“完善教育管理信息化頂層設(shè)計(jì)，全面提高利用大數(shù)據(jù)支撐保障教育管理、決策和公共服務(wù)的能力，實(shí)現(xiàn)教育政務(wù)信息系統(tǒng)全面整合和政務(wù)信息資源開放共享”[1]。中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018—2022年）》中明確指出，“創(chuàng)新信息時(shí)代教育治理新模式，開展大數(shù)據(jù)支撐下的教育治理能力優(yōu)化行動，推動以互聯(lián)網(wǎng)等信息化手段服務(wù)教育教學(xué)全過程”[2]。中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》中指出，“推進(jìn)教育治理方式變革，加快形成現(xiàn)代化的教育管理與監(jiān)測體系，推進(jìn)管理精準(zhǔn)化和決策科學(xué)化”[3]。

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能在教師教育領(lǐng)域的應(yīng)用，教師教育正走向精確化、個性化、定制化的“智能研修”新階段[4]。目前，中國“互聯(lián)網(wǎng)+教育”建設(shè)多年，多數(shù)省級教師發(fā)展管理部門都擁有多個相關(guān)管理系統(tǒng)，如教師繼續(xù)教育管理系統(tǒng)、教師信息技術(shù)能力提升服務(wù)平臺、遠(yuǎn)程培訓(xùn)系統(tǒng)、實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)、教師教學(xué)發(fā)展管理系統(tǒng)等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)作多年，擁有大量的數(shù)據(jù)。如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)充分挖掘現(xiàn)有的平臺數(shù)據(jù)[5]，構(gòu)建教師專業(yè)化發(fā)展分析模型，服務(wù)于師范生培養(yǎng)和教師專業(yè)成長，輔助教育培訓(xùn)方向的決策制定，創(chuàng)新教師教育模式，為教師專業(yè)發(fā)展提供精準(zhǔn)、個性化的培訓(xùn)服務(wù)，提高教師教育質(zhì)量是迫切需要研究的問題。研究結(jié)合建設(shè)“廣東省教師教育大數(shù)據(jù)智慧系統(tǒng)”項(xiàng)目開展，研究構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)融合的多源多層教師專業(yè)發(fā)展分析模型，以期豐富大數(shù)據(jù)技術(shù)在教師專業(yè)發(fā)展中的研究內(nèi)容，并為其他各級建設(shè)教師專業(yè)發(fā)展分析平臺提供借鑒。

二、文獻(xiàn)綜述與研究方法

現(xiàn)有關(guān)大數(shù)據(jù)與教師發(fā)展的研究主要集中在大數(shù)據(jù)時(shí)代教師需要學(xué)習(xí)、掌握哪些技術(shù)以支持他的專業(yè)發(fā)展，另外一方面是大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下的教師培訓(xùn)模型、培訓(xùn)模式的研究。第一方面的研究如許芳杰提出通過提升教師的數(shù)據(jù)智慧，以促進(jìn)大數(shù)據(jù)時(shí)代教師專業(yè)發(fā)展[6]; 胡水星提出在教師專業(yè)發(fā)展實(shí)踐中，應(yīng)該充分有效地把教育大數(shù)據(jù)融合于教師專業(yè)化知識體系中[7];張進(jìn)良等研究高校教師如何挖掘、分析眾多大學(xué)生在線學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，以此改進(jìn)自身教學(xué)實(shí)踐并促進(jìn)自身專業(yè)發(fā)展[8];王慧提出可利用數(shù)據(jù)分析了解高校教師專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，并據(jù)此提出教師專業(yè)發(fā)展的對策及建議，以指導(dǎo)教師發(fā)展工作[9]。第二方面如趙姝等以教師培養(yǎng)路徑為線索，探討分析了大數(shù)據(jù)在師資隊(duì)伍、職后教師培訓(xùn)等方面的應(yīng)用模型[10];周超英以國內(nèi)外現(xiàn)有外語需求分析模型為雛形，從個人需求和社會需求兩方面提出了教師專業(yè)發(fā)展需求分析的理論模型[11];李運(yùn)福等借鑒智能科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)思想，構(gòu)建了由信息層、知識層、策略性、行為層組成的基于大數(shù)據(jù)分析的O2O教師培訓(xùn)模式[12];雷勵華以大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀為依據(jù)，提出教師專業(yè)發(fā)展的培養(yǎng)模式[13]。但是如何利用多來源的海量數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集和融合，設(shè)計(jì)合理科學(xué)的分析模塊，構(gòu)建教師專業(yè)發(fā)展分析模型的研究較少。所以有必要通過深入研究，構(gòu)建教師專業(yè)發(fā)展分析模型，重點(diǎn)研究構(gòu)建教師專業(yè)定制培養(yǎng)和教師發(fā)展綜合分析與輔助模塊，實(shí)現(xiàn)教師專業(yè)發(fā)展的整體分析與個體診斷，為教師專業(yè)成長提供豐富有效的服務(wù)，并為同行研究提供借鑒。

教育領(lǐng)域的評價(jià)研究是利用定量或質(zhì)性的方法，或同時(shí)運(yùn)用兩種方法對教育領(lǐng)域中特定方面的有效性進(jìn)行判斷的過程。達(dá)成這個判斷的過程是復(fù)雜的，因?yàn)椤坝行浴北旧硎且粋€多層面的概念，對于不同的利益相關(guān)者具體有不同的含義;而且教育項(xiàng)目和過程很少是一致有效的，它們一般都是既有益處又有弊端的，而且可能只是在一定條件下才有效。近年來，科學(xué)計(jì)量學(xué)領(lǐng)域中興盛起來的大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息可視化技術(shù)、科學(xué)知識圖譜不斷觸及各研究領(lǐng)域，同時(shí)也為教育評價(jià)研究與分析提供了一種新穎的視角。研究采用評價(jià)研究的需求評估模式，需求評估模式是丹尼爾·斯塔費(fèi)爾比姆（Daiel Stufflebeam）和安東尼·欣克菲爾（Anthony Shinkfield）提出的正規(guī)評價(jià)模式之一。需求評估是用來識別與社會、組織和人表現(xiàn)相關(guān)的需求以及將它們劃分優(yōu)先順序的一系列程序。需求通常被定義為期望的狀態(tài)或情形與實(shí)際的狀態(tài)或情形與實(shí)際之間的差異[14]。研究使用教育研究方法的需求評估研究模式與新興大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合的研究方法，探討教師發(fā)展存在潛在的分析需求，按照探討所得出的分析需求作為具體的分析內(nèi)容。把具體分析內(nèi)容與通用教育大數(shù)據(jù)分析框架相結(jié)合構(gòu)建分析模型[15]，并把該模型運(yùn)用于實(shí)際的分析系統(tǒng)中，得出分析結(jié)果，并探析多層需求分析呈現(xiàn)效果。

三、數(shù)據(jù)分析需求探討

根據(jù)層次分析法思想（Analytic Hierarchy Process）[16]，并結(jié)合教師個體、教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、教師發(fā)展管理部門存在不同程度的數(shù)據(jù)挖掘、分析需求（如圖1所示），數(shù)據(jù)分析需求分成基本分析、中度分析、深度分析3個層次，隨著管理權(quán)限的逐步增加而逐漸深入，分析范圍也逐漸擴(kuò)大。

（一）教師個體專業(yè)發(fā)展自我認(rèn)知基本分析需求

現(xiàn)代社會對教師提出較高的要求，教師需具有現(xiàn)代教育教學(xué)理念，精通教學(xué)內(nèi)容，掌握現(xiàn)代教育技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)方法，并以積極樂觀的個人魅力和較高的教學(xué)技藝指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。并隨著新課改革的不斷推進(jìn)，教師為了適應(yīng)新課改的教學(xué)需要，滿足自身專業(yè)發(fā)展需要，教師要通過不斷的學(xué)習(xí)充電來更新自身的觀念、充實(shí)自身的知識結(jié)構(gòu)、掌握更有效的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)自身的不斷超越。但是對于教師本身，難以定位自身的各方面條件和專業(yè)水平處于什么樣的位置，他們對應(yīng)該學(xué)習(xí)什么內(nèi)容、應(yīng)該參加哪方面的培訓(xùn)、應(yīng)該提升哪方面的能力較為迷惘。這就需要充分利用大數(shù)據(jù)和智能技術(shù)，客觀判斷自身專業(yè)發(fā)展情況，精確定位自身專業(yè)水平，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)作為教師存在的不足，以明確自己的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)需求。

（二）教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)精準(zhǔn)培訓(xùn)中度分析需求

省級教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)作為地方教師教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，長期服務(wù)于地方基礎(chǔ)教育和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為地方基礎(chǔ)教育培養(yǎng)師資、園長、校長和教育行政干部。在教師教育方面，尤其是基礎(chǔ)教育教師、園長、校長培訓(xùn)方面，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)積累了大量的教師個人信息、教師受訓(xùn)軌跡、教師培訓(xùn)效果評價(jià)、培訓(xùn)課程等信息。但這些信息存在于不同的系統(tǒng)，難以進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)分析，難以推出精準(zhǔn)的培訓(xùn)內(nèi)容。這就迫切需要建立分析平臺并實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的智能化分析，主要實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)課程質(zhì)量分析、教師專業(yè)發(fā)展培訓(xùn)方案制定，為教師教育提供全方位、精準(zhǔn)化、個性化的專業(yè)培養(yǎng)和培訓(xùn)服務(wù)。

（三）教師發(fā)展管理部門綜合分析與決策輔助深度分析需求

教師發(fā)展管理部門是在管理區(qū)域內(nèi)統(tǒng)籌考慮、全面布局的教師專業(yè)發(fā)展促進(jìn)機(jī)構(gòu)，并為教師專業(yè)提供各種職后非學(xué)歷培訓(xùn)項(xiàng)目的管理機(jī)構(gòu)，對各種相關(guān)基礎(chǔ)教育培訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)籌推廣、協(xié)調(diào)，以及項(xiàng)目開發(fā)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目評估、項(xiàng)目績效考核的全過程監(jiān)管。這就要求教師發(fā)展管理部門能獲取區(qū)域內(nèi)教師信息，從宏觀層面分析各個地區(qū)教師情況;分析區(qū)域教師的專業(yè)水平;分析培訓(xùn)機(jī)構(gòu)相關(guān)信息;分析培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開設(shè)培訓(xùn)課程相關(guān)信息;分析優(yōu)化培訓(xùn)工作流程，以促進(jìn)教師教育全面發(fā)展，提高分析效率，并使精準(zhǔn)決策成為可能。

四、教師發(fā)展分析框架構(gòu)建

以教育大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通用框架（包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展現(xiàn)等模塊）為雛形，根據(jù)教師個體、教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、教師發(fā)展管理部門的三個層次的具體分析需求，利用現(xiàn)有的中小學(xué)教師發(fā)展相關(guān)管理平臺的海量數(shù)據(jù)資源，結(jié)合人工智能技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)據(jù)呈現(xiàn)技術(shù)（如圖2所示），構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)融合的多源多層教師專業(yè)發(fā)展分析模型。

（一）分析數(shù)據(jù)源接入

數(shù)據(jù)源是指數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序所使用的數(shù)據(jù)庫或者數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。研究是指存儲在眾多教師發(fā)展相關(guān)服務(wù)平臺上的數(shù)據(jù)的總稱，數(shù)據(jù)源是一切分析的前提，所以要盡可能地挖掘數(shù)據(jù)源，通過實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的方式接入，保持?jǐn)?shù)據(jù)的可持續(xù)更新。提供內(nèi)容全面、友好的界面配置數(shù)據(jù)源信息，通過任務(wù)調(diào)度進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚，支持自定義對敏感信息加密處理，支持全面完善的數(shù)據(jù)源，如Mysql、Orcale、SQL Server。

接入教師專業(yè)發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)源系統(tǒng)，可包括教師繼續(xù)教育管理系統(tǒng)、教師信息技術(shù)能力提升服務(wù)平臺、遠(yuǎn)程培訓(xùn)平臺、實(shí)踐教學(xué)平臺、教師教學(xué)發(fā)展管理平臺等。這些平臺的系統(tǒng)數(shù)據(jù)可選擇實(shí)時(shí)接入，也可利用可視化管理模塊手工配置接入。

（二）分析數(shù)據(jù)采集和融合治理中心

數(shù)據(jù)治理融合中心一方面治理來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，另一方面為下一步數(shù)據(jù)分析提供完整、規(guī)范的數(shù)據(jù)，發(fā)揮承上啟下的作用。但由于數(shù)據(jù)源眾多，數(shù)據(jù)存在形式參差不齊，數(shù)據(jù)質(zhì)量不盡如人意，所以需要引入數(shù)據(jù)質(zhì)量管理模塊，通過快速評估結(jié)果和對數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求，基于質(zhì)量評估指標(biāo)用戶可以自由配置一系列的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測規(guī)則。系統(tǒng)將根據(jù)這些規(guī)則自動化檢測和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，一旦檢測出異常數(shù)據(jù)則實(shí)時(shí)發(fā)送告警通知。中心通過“拉”方式單向獲取數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)，而通過“推拉”方式與數(shù)據(jù)分析模塊交互。

針對這些數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，研究在進(jìn)行數(shù)據(jù)治理時(shí)的宗旨是不改變原始數(shù)據(jù)，采取“拉”方式獲得數(shù)據(jù)，并且由于很多數(shù)據(jù)質(zhì)量問題是無法通過程序直接處理（如程序無法判斷某人的性別，并對該空值數(shù)據(jù)進(jìn)行填充），這個過程需要培訓(xùn)管理部門、業(yè)務(wù)系統(tǒng)所屬部門共同參與。因此，數(shù)據(jù)治理采用的是閉環(huán)內(nèi)控機(jī)制，通過系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測規(guī)則，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，并將異常結(jié)果反饋給培訓(xùn)管理部門或業(yè)務(wù)方，由業(yè)務(wù)系統(tǒng)所屬部門從源頭處規(guī)范數(shù)據(jù)，經(jīng)過持續(xù)的數(shù)據(jù)治理，從而提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（三）分析支持模塊

分析支持模塊可設(shè)置2個部分，分別是教師發(fā)展大數(shù)據(jù)管理挖掘和教師發(fā)展大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)算法庫。教師發(fā)展大數(shù)據(jù)管理挖掘提供對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析挖掘能力，從而可以為靈活的數(shù)據(jù)分析提供支撐?；跀?shù)據(jù)來源與種類的多樣性，用戶可根據(jù)需求創(chuàng)建分析任務(wù)，自主定義分析流程。由于數(shù)據(jù)種類的多樣性，平臺需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)平臺算法模型，構(gòu)建大數(shù)據(jù)算法庫，為自助分析提供技術(shù)支撐。用戶可通過大數(shù)據(jù)算法模型，針對已有數(shù)據(jù)，進(jìn)行不同維度的統(tǒng)計(jì)分析，從而形成培訓(xùn)項(xiàng)目需求調(diào)研報(bào)告，供各級部門工作決策時(shí)參考。

在建設(shè)過程中，教師發(fā)展大數(shù)據(jù)管理挖掘模塊側(cè)重?cái)?shù)據(jù)分析挖掘的服務(wù)交付和模型交付。作為動態(tài)演進(jìn)的數(shù)據(jù)分析挖掘服務(wù)支持模塊，業(yè)務(wù)建模可隨著業(yè)務(wù)增加逐步演化，適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展和變化。為滿足各個層次的分析需要，算法庫需集成的算法較多，包括特征構(gòu)造算法、降維算法、聚類算法、分類算法、回歸算法、推薦算法、頻繁模式挖掘等。為分析模塊提供強(qiáng)有力的支撐。

研究主要算法如采用基于協(xié)同過濾算法實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)課程推薦，協(xié)同過濾的關(guān)鍵是找到有相似培訓(xùn)需求的人，也就是要計(jì)算培訓(xùn)數(shù)據(jù)的相似度，可采用夾角余弦（Cosine）。在二維空間中向量A（x1，y1）與向量B（x2，y2）的夾角余弦計(jì)算如（1）。

cosθ=? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

兩個n維樣本a（x11，x12，...，x1n）和b（x21，x22，...，x2n）的夾角余弦如（2）（3）。

cosθ=? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? （2）

即cosθ=? （3）

（四）教師專業(yè)發(fā)展分析模塊

根據(jù)上面三個層次的分析需求，分析模塊可設(shè)置教師發(fā)展專業(yè)定制培養(yǎng)和教師發(fā)展綜合分析與決策輔助2個部分，每個部分又可設(shè)置4個具體的分析模塊。分析模塊提供多維統(tǒng)計(jì)類以及算法建模類等分析功能，通過組件拉拽的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析邏輯的構(gòu)建及運(yùn)行，通過運(yùn)算組件的快速處理得到分析結(jié)果。

1. 教師發(fā)展專業(yè)定制培養(yǎng)

（1）教師個體分析。對教師的基本情況，如性別、籍貫、年齡、學(xué)歷、學(xué)位等基本信息;職稱、外語水平、計(jì)算機(jī)水平等專業(yè)能力;繼續(xù)教育、培訓(xùn)等的評價(jià)進(jìn)行全方位、多角度的獲取分析，形成教師個體畫像。通過教師個體畫像，明確教師的個人基本特點(diǎn)、專業(yè)技能、擅長的能力、欠缺的能力等。實(shí)現(xiàn)對教師的個體診斷和評測，為教師個體學(xué)習(xí)、培訓(xùn)指明了方向。實(shí)現(xiàn)包括教師數(shù)量、各年齡分布、地域性分布分析，方便培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和教師發(fā)展管理部門了解教師的基本情況。

（2）教師學(xué)習(xí)習(xí)慣及效果分析。分析教師在繼續(xù)教育網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺中的選課科目、學(xué)習(xí)時(shí)間、單次學(xué)習(xí)時(shí)長、學(xué)習(xí)習(xí)慣等學(xué)習(xí)行為，及完成學(xué)習(xí)后的考核情況、評價(jià)等級等。或是對其在繼續(xù)教育中可抵模塊的折算內(nèi)容分類匯總，分析其偏愛。發(fā)現(xiàn)教師在學(xué)習(xí)過程中的傾向?qū)W習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的不足，以便支撐教師學(xué)習(xí)方式改進(jìn)。

（3）培訓(xùn)課程質(zhì)量分析。教師培訓(xùn)課程有線上、線下課程。線上課程模塊包括必修課、選修課、專業(yè)課，這些課程模塊只規(guī)定培訓(xùn)總學(xué)分，教師可根據(jù)自己的興趣、愛好在選課程庫中選擇。線下課程包括機(jī)構(gòu)所開設(shè)的培訓(xùn)課程，但這些課程的考核結(jié)果、課程評價(jià)都記錄在分析系統(tǒng)中。通過對在線培訓(xùn)課程的選擇人數(shù)、修完課程人數(shù)、教師學(xué)習(xí)得分、課程評價(jià)的分析統(tǒng)計(jì)，對線下培訓(xùn)課程的考核結(jié)果、課程評價(jià)分析統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)分析所設(shè)線上線下課程能否滿足教師的繼續(xù)教育學(xué)習(xí)需要，分析所開設(shè)課程質(zhì)量和培訓(xùn)效果，以便提升開課課程的質(zhì)量。

（4）教師發(fā)展培養(yǎng)方案專業(yè)制定。根據(jù)教師專業(yè)技術(shù)學(xué)科特點(diǎn)、職稱信息、參與培訓(xùn)的歷史記錄、培訓(xùn)的歷史成績、可選培訓(xùn)的個人喜好等信息分析，利用基于協(xié)同過濾算法綜合分析和深入挖掘，給教師提供個性化的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)方案。滿足不同教師的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)需要，使教師的精準(zhǔn)化、個性化培訓(xùn)成為可能。

2. 教師發(fā)展綜合分析與決策輔助

（1）教師基本信息綜合分析。教師發(fā)展管理部門利用教師基本信息，刻畫教師個體畫像，結(jié)合省內(nèi)教師信息，分析統(tǒng)計(jì)得出包括教師人數(shù)、性別分布、年齡分布等區(qū)域教師的各項(xiàng)信息。綜合區(qū)域教師信息，從宏觀層面上對各個地區(qū)教師情況進(jìn)行分析，并自動生成分析報(bào)告。為各級教師發(fā)展管理部門的教育決策工作提供參考。

（2）教師專業(yè)水平分析。教師發(fā)展管理部門通過對繼續(xù)教育證書、外語水平成績、計(jì)算機(jī)水平成績、普通話水平成績、專業(yè)技術(shù)職稱、專業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)經(jīng)歷、教齡進(jìn)行全面分析，根據(jù)分析結(jié)果獲取教師的專業(yè)水平情況，并構(gòu)建教師綜合指數(shù)，可溯源各地專業(yè)水平詳情，以便于教師發(fā)展管理部門宏觀了解各單位、各區(qū)域之間的差異，為推進(jìn)教育公平提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

（3）教師發(fā)展建設(shè)分析。根據(jù)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的類別、資質(zhì)、規(guī)模等基本信息，以及各培訓(xùn)機(jī)構(gòu)所開設(shè)的培訓(xùn)項(xiàng)目數(shù)量、學(xué)時(shí)數(shù)量、學(xué)科類型、參訓(xùn)情況、對應(yīng)開設(shè)的課程信息等進(jìn)行分析。同時(shí)對培訓(xùn)機(jī)構(gòu)關(guān)注程度、項(xiàng)目投入程度、課程安排情況、時(shí)間分布情況等進(jìn)行分析，以對培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效全面監(jiān)管，促進(jìn)培訓(xùn)內(nèi)容的針對性、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的規(guī)范性。對以往培訓(xùn)課程有一個宏觀的分析，便于開展下個階段的教師專業(yè)發(fā)展安排設(shè)計(jì)，以促進(jìn)教師專業(yè)全面協(xié)調(diào)發(fā)展。

（4）工作流程分析管理?？蓪芾淼攘鞒虜?shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及對進(jìn)度審批環(huán)節(jié)等工作流程跟蹤分析，針對其中存在的項(xiàng)目審批等工作流程方面存在的問題及待優(yōu)化點(diǎn)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)標(biāo)注，并加入提醒功能。根據(jù)分析結(jié)果靈活調(diào)整、重構(gòu)工作管理流程，從而提高教師專業(yè)發(fā)展管理工作效率。

（五）分析呈現(xiàn)模塊

教師發(fā)展數(shù)據(jù)可視化。用戶可以針對每一次分析結(jié)果進(jìn)行可視化，將Web頁面與熱力圖、3D圖、詞云、柱狀圖、餅狀圖、拆線圖、散點(diǎn)圖、雷達(dá)圖、儀表盤等展現(xiàn)方法相結(jié)合，提供多種圖表的可視方式，從而可以對分析結(jié)果進(jìn)行直觀展示，并可對基于各種分析任務(wù)的圖表進(jìn)行保存管理。

大微可視化。大可視化表示可視化大屏，把教師發(fā)展分析過程中復(fù)雜、抽象的大型數(shù)據(jù)，通過圖形、圖表、圖標(biāo)等易于理解的形式，加上視覺效果，呈現(xiàn)給各級管理部門。微可視表示結(jié)合微信社交軟件，綁定管理部門人員賬號，方便管理人員實(shí)時(shí)、可視化監(jiān)視教師發(fā)展的宏觀數(shù)據(jù)。

五、多層分析呈現(xiàn)效果

為探析所構(gòu)建分析模型的分析效果、滿足分析需求的程度，下面根據(jù)已構(gòu)建的教師發(fā)展框架，融合多個來源平臺的教師發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)，包括全省100多萬基礎(chǔ)教育教師的120，780，636條數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在分析支撐模塊的支持下進(jìn)行多維度、多角度教師發(fā)展分析，教師專業(yè)發(fā)展綜合分析大屏呈現(xiàn)如圖3所示。系統(tǒng)分析內(nèi)容較多，限于篇幅只探析教師發(fā)展三個層次所需具體分析模塊的部分呈現(xiàn)效果，包括部分個體分析呈現(xiàn)效果、推薦培訓(xùn)方案呈現(xiàn)效果、綜合分析輔助決策呈現(xiàn)效果。

（一）個體分析呈現(xiàn)效果

教師個體分析包括個體畫像、創(chuàng)新實(shí)踐指導(dǎo)、教科研信息、學(xué)習(xí)習(xí)慣等分析展示。例如個體畫像分析如圖4所示，包括專業(yè)能力分析和專業(yè)能力評定。專業(yè)能力分析利用雷達(dá)圖從學(xué)歷、職稱、研究、教學(xué)、教齡5個維度分析呈現(xiàn)，自己某方面能力在全省或是某區(qū)域排位一目了然。專業(yè)能力評定分析利用儀表盤圖從學(xué)歷全省教師占比、職稱全省教師占比、從教時(shí)間全省教師占比3個維度對比分析，個體在全省所處位置直觀易懂，形象生動，分析呈現(xiàn)效果良好，是滿足教師個體自我定位需要的部分體現(xiàn)。

（二）培訓(xùn)方案呈現(xiàn)效果

培訓(xùn)方案模塊主要包括專業(yè)綜合發(fā)展和培訓(xùn)方案制定。培訓(xùn)方案模塊如圖5所示，主要包括推薦培訓(xùn)課程的課程列表?；诮處煹慕處熁拘畔?、培訓(xùn)學(xué)習(xí)習(xí)慣、教科研情況以及其他（進(jìn)修、跟崗、頂崗、培訓(xùn)、學(xué)術(shù)會議、研討、調(diào)研等），分析其學(xué)習(xí)習(xí)慣和個人特點(diǎn)，從而有針對性地為教師制定培養(yǎng)發(fā)展方案。采用較為成熟穩(wěn)定的協(xié)同過濾推薦算法綜合分析并精準(zhǔn)制定培訓(xùn)發(fā)展方案，是滿足教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)為教師智能化制定培養(yǎng)方案需求的部分體現(xiàn)。

（三）綜合分析與輔助決策呈現(xiàn)效果

已建成綜合分析與輔助決策模塊包括教師基本信息綜合分析、教師專業(yè)水平分析、教師發(fā)展建設(shè)分析。例如教師基本信息綜合分析包括指數(shù)分析、對比分析等，指數(shù)分析如圖6所示，包括各個市的教師綜合指數(shù)分析呈現(xiàn)和指數(shù)詳情呈現(xiàn)。例如教師發(fā)展建設(shè)分析包括《發(fā)展建設(shè)分析報(bào)告》和《教師綜合分析報(bào)告》。圖7所示為教師專業(yè)發(fā)展綜合分析?！度〗處熅C合分析報(bào)告》包含數(shù)據(jù)概況、教師基本情況分析、教師專業(yè)水平分析等內(nèi)容，利用地圖、柱狀圖、折線圖、多維柱狀圖多種呈現(xiàn)形式。快速形成數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、圖文并茂的綜合分析報(bào)告，供各級教師發(fā)展管理部門參考。綜合分析呈現(xiàn)效果良好，是滿足教師發(fā)展管理部門快速獲取全省教師綜合指數(shù)和《教師發(fā)展分析報(bào)告》需求的部分體現(xiàn)。

六、總結(jié)與反思

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)為教師專業(yè)發(fā)展提供精準(zhǔn)、個性化的培訓(xùn)服務(wù)決策，是亟待探索的問題。研究使用教育研究方法中的需求評估研究模式與新興大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合的研究方法。通過教師專業(yè)發(fā)展的分析需求探討，為滿足教師個體、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、教師發(fā)展管理部門的基本分析、中度分析、深度分析需求，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)融合的多源多層教師專業(yè)發(fā)展分析模型，并按照該分析模型建成分析系統(tǒng)，經(jīng)過對建成系統(tǒng)的分析呈現(xiàn)效果探析。表明以需求為導(dǎo)向，利用大數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)和預(yù)測性特征，為決策者提供精準(zhǔn)分析結(jié)果，研究方法可行;所構(gòu)建模型能適應(yīng)多數(shù)據(jù)來源，能支持和呈現(xiàn)多維的分析，模型結(jié)構(gòu)合理;多形式、多渠道、多維度呈現(xiàn)分析結(jié)果，呈現(xiàn)直觀形象，呈現(xiàn)效果明顯。能在一定程度上滿足各個層次的分析需求。

研究所構(gòu)建模型還存在一些不足，研究將圍繞以下三個方面進(jìn)行改進(jìn)和完善。一是優(yōu)化數(shù)據(jù)源。研究所用數(shù)據(jù)來源于信息系統(tǒng)已有數(shù)據(jù)，只能對原有數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、聚類、分析，數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)分析維度受到已有數(shù)據(jù)的限制，為了有效地解決這個問題，項(xiàng)目組已研究并形成具體數(shù)據(jù)采集內(nèi)容，并集成到系統(tǒng)進(jìn)行有針對性的教師發(fā)展數(shù)據(jù)采集，以優(yōu)化數(shù)據(jù)源。二是增加教師個體分析維度。受數(shù)據(jù)源制約，專業(yè)能力分析和專業(yè)能力評定分析的維度較少，維度綜合性也有待進(jìn)一步提高。下一步將結(jié)合優(yōu)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行更合理聚類，按聚類設(shè)立各類教師發(fā)展數(shù)據(jù)的權(quán)重，形成更完善、更合理的教師個體分析，并增加分析維度。三是完善教師發(fā)展培養(yǎng)方案專業(yè)制定模塊。研究采用基于協(xié)同過濾算法實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)課程推薦，課程推薦算法單一，推薦效果有待進(jìn)一步提升。接下來研究將集成更多的推薦算法如基于規(guī)則推薦算法、基于效用推薦算法等，以完善教師發(fā)展培養(yǎng)方案專業(yè)制定模塊。

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Construction of A Multi-source and Multi-layer Teacher Professional Development Analysis Model Based on Big Data Fusion： Take Guangdong Teacher Education Big Data Smart System as An Example

HUANG Muxiong1，? LIN Hanhui2， LUO Yongxia2

（1.Guangdong University of Education， Guangzhou Guangdong 510303; 2.School of Information Technology in Education， South China Normal University， Guangzhou Guangdong 510631）

[Abstract] Both policy guidance at the national level and the practical needs of teacher professional development urgently require researches on using big data technology to promote teacher professional development， so as to provide accurate and personalized training service decisions for teacher professional development. Through the analysis of the existing literature， it is found that there are few researches on constructing the analytical models of teacher professional development using big data technology. The study adopts the needs assessment research method from a big data perspective， takes a general model of big data analysis as a prototype， and builds a multi-source， multi-layer teacher professional development analysis model containing access to analysis data sources， an analysis data collection and fusion governance center， an analysis support module， a teacher professional development analysis module， and an analysis presentation module， based on the exploration of 3 layers of analysis needs. The model is used to build a big data analysis platform for teacher education， and the analysis presentation effect of the model is explored. The results show that the research method is feasible， the model framework is reasonable， and the presentation effect is good， which can meet the analysis needs of different levels and dimensions to a certain extent and provide reference for researchers of teacher professional development.

[Keywords] Big Data; Multi-source and Multi-layer; Teacher Professional Development; Analysis Model