多數(shù)據(jù)融合的教師培訓(xùn)監(jiān)測管理平臺建設(shè)研究

廖婧 李舟

關(guān)鍵詞：多數(shù)據(jù)融合；教師培訓(xùn)；監(jiān)測管理；能力提升工程2.0

0 引言

教師培訓(xùn)是教師專業(yè)發(fā)展的重要途徑之一，內(nèi)容涵蓋專業(yè)知識、文化水平和教學(xué)能力[1]等方面。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)與教育教學(xué)融合愈發(fā)重要。2019年，教育部啟動全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0，以教師信息技術(shù)應(yīng)用能力為抓手，促進教師專業(yè)技術(shù)發(fā)展，提高教師信息化教育教學(xué)水平。

與“國培計劃”“省培計劃”等獨立培訓(xùn)不同，能力提升工程2.0的教師培訓(xùn)是一個長期工程，除了要組織開展“校長信息化領(lǐng)導(dǎo)力”“培訓(xùn)團隊信息化指導(dǎo)能力”“教師信息化教學(xué)能力”等線下集中式的提升培訓(xùn)，還要以學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃為立足點，圍繞信息化教育教學(xué)微能力，整校推進，開展教師校本研修，規(guī)模大、時間長，所以需要完善的監(jiān)測管理機制[2]，對省、市、縣、校、教師實施過程進行監(jiān)管?？紤]到學(xué)校與教師數(shù)量龐大，單點數(shù)據(jù)采集困難，所以由承接培訓(xùn)任務(wù)的培訓(xùn)機構(gòu)負責(zé)學(xué)校與教師的數(shù)據(jù)采集。另外，整校推進作為能力提升工程2.0的重要特征，需要在監(jiān)測時關(guān)注學(xué)校的發(fā)展，重點跟蹤、評價校本研修質(zhì)量與教師培訓(xùn)效果[3]。

為此，通過云服務(wù)、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)可視化、GIS等方式，采集省、市、縣工程實施數(shù)據(jù)和教師校本研修數(shù)據(jù)，建設(shè)能力提升工程2.0教師培訓(xùn)監(jiān)測管理平臺，對工程進展、整校推進情況、教師培訓(xùn)質(zhì)量進行監(jiān)測與分析，為工程決策與終期評估提供數(shù)據(jù)參考。

1 平臺整體設(shè)計

1.1 平臺架構(gòu)

平臺采用三層架構(gòu)設(shè)計，由底層至頂層分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層。在此基礎(chǔ)上對各層進行細化，得到數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)支撐層、功能邏輯層、界面表示層、用戶使用層6個層級，如圖1所示。

1） 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層分為數(shù)據(jù)采集層和數(shù)據(jù)存儲層。數(shù)據(jù)采集層利用公共接口，對接培訓(xùn)機構(gòu)的培訓(xùn)平臺，實時采集培訓(xùn)平臺上的教師研修數(shù)據(jù)。若無法實現(xiàn)平臺對接，可由培訓(xùn)機構(gòu)管理員錄入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲層整合集成運行參數(shù)、文件上傳參數(shù)等平臺基礎(chǔ)配置信息，用戶信息、日志信息等平臺過程性數(shù)據(jù)，培訓(xùn)項目、經(jīng)費預(yù)算、教師校本研修學(xué)情等業(yè)務(wù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立平臺數(shù)據(jù)庫和監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)的有效融合。數(shù)據(jù)存儲在云服務(wù)器中。

2） 業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層分為數(shù)據(jù)支撐層和功能邏輯層。數(shù)據(jù)支撐層連接數(shù)據(jù)存儲層，為功能邏輯層提供數(shù)據(jù)融合、模型方法的計算處理接口。功能邏輯層根據(jù)業(yè)務(wù)需求，接收數(shù)據(jù)請求，傳遞數(shù)據(jù)結(jié)果，實現(xiàn)平臺的業(yè)務(wù)功能邏輯。平臺管理員、區(qū)域管理員、培訓(xùn)機構(gòu)管理員通過業(yè)務(wù)邏輯層交換數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入。

3） 表示層

表示層分為界面表示層和用戶使用層。界面表示層負責(zé)界面顯示與交互，平臺大部分功能通過網(wǎng)頁端實現(xiàn)，質(zhì)量評價分析功能通過客戶端實現(xiàn)。用戶使用層定義不同用戶的使用權(quán)限。用戶包括平臺管理員、省級管理員、市級管理員、縣級管理員、培訓(xùn)機構(gòu)管理員和社會公眾。省級、市級、縣級管理員統(tǒng)稱為區(qū)域管理員。

1.2 平臺功能模塊

平臺的功能模塊有平臺基礎(chǔ)服務(wù)、培訓(xùn)業(yè)務(wù)管理、培訓(xùn)主體管理、整校推進監(jiān)測、工程實施監(jiān)測、質(zhì)量評價分析、大數(shù)據(jù)展示，結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

平臺基礎(chǔ)服務(wù)模塊包括賬號管理、角色管理、權(quán)限管理、日志管理、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)備份還原等平臺維護管理功能，保障平臺運行暢通，用戶使用有序，日常維護高效。其中，賬號管理、角色管理、權(quán)限管理對省、市、縣、培訓(xùn)機構(gòu)4類角色對應(yīng)的賬號及權(quán)限進行創(chuàng)建和管理。

培訓(xùn)業(yè)務(wù)管理模塊包括培訓(xùn)計劃管理、培訓(xùn)項目管理、學(xué)員管理、授課專家管理等功能。區(qū)域管理員對培訓(xùn)計劃進行創(chuàng)建與管理?；谂嘤?xùn)計劃，培訓(xùn)機構(gòu)管理員創(chuàng)建培訓(xùn)項目，錄入培訓(xùn)項目的學(xué)員和授課專家的基本信息。培訓(xùn)項目分為提升培訓(xùn)和整校推進培訓(xùn)兩類。整校推進培訓(xùn)是監(jiān)測重點，在整校推進監(jiān)測模塊錄入或采集核心數(shù)據(jù)。

培訓(xùn)主體管理模塊包括學(xué)校管理、教師管理、專家管理、培訓(xùn)機構(gòu)管理等功能。區(qū)域管理員錄入、管理學(xué)校信息，確保培訓(xùn)學(xué)員的學(xué)校信息正確。整合學(xué)員信息和授課專家信息，形成教師庫和專家?guī)?，省級管理員可管理教師信息和專家信息。省級管理員創(chuàng)建、維護、管理培訓(xùn)機構(gòu)基本信息，平臺管理員設(shè)置平臺與培訓(xùn)機構(gòu)的培訓(xùn)平臺的對接密鑰。每個主體都有獨立的編號。

整校推進監(jiān)測模塊是平臺的核心業(yè)務(wù)模塊，收集、管理與整校推進相關(guān)的學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃、教師校本研修學(xué)情等數(shù)據(jù)，包括學(xué)校規(guī)劃管理、學(xué)員學(xué)情監(jiān)測、區(qū)域?qū)W情監(jiān)測等功能。對于整校推進的培訓(xùn)項目，由公共接口實時采集或者由培訓(xùn)機構(gòu)管理員錄入學(xué)員學(xué)情數(shù)據(jù)和學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，區(qū)域管理員可查詢管轄區(qū)域內(nèi)培訓(xùn)項目的學(xué)員學(xué)情和發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)，對學(xué)校學(xué)情、區(qū)域?qū)W情做統(tǒng)計分析。

和整校推進監(jiān)測模塊一樣，工程實施監(jiān)測模塊也是平臺的核心業(yè)務(wù)模塊，收集、管理與工程實施相關(guān)的市、縣計劃及實施數(shù)據(jù)，包括年度計劃管理、年度實施管理等功能。區(qū)域管理員錄入年度培訓(xùn)計劃數(shù)據(jù)和年度培訓(xùn)實施數(shù)據(jù)，通過整合、計算、分析，形成年度對比結(jié)果。區(qū)域管理員可查詢管轄區(qū)域的實施數(shù)據(jù)，了解區(qū)域內(nèi)能力提升工程2.0的實施情況。

質(zhì)量評價分析模塊是省級管理員的專屬功能模塊，包括評價指標(biāo)設(shè)置、評價區(qū)域選擇、評價結(jié)果顯示等與教師培訓(xùn)考核評價相關(guān)的功能。由省級管理員設(shè)置評價指標(biāo)及評價系數(shù)，選擇評價區(qū)域，基于GIS可視化分析，評價結(jié)果以綠-黃-橙-紅四種預(yù)警顏色顯示。

大數(shù)據(jù)展示包括數(shù)據(jù)顯示功能，依托于阿里云DataV數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品，顯示數(shù)據(jù)融合處理后的信息，包括各市推進進度、整校推進學(xué)校數(shù)量、培訓(xùn)教師人數(shù)、培訓(xùn)團隊層次分布、學(xué)校教育教學(xué)環(huán)境比例、微能力選點比重等，面向社會公眾，有利于工程監(jiān)管及公眾監(jiān)督。

2 數(shù)據(jù)邏輯

2.1 數(shù)據(jù)流

按照結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析方法，確定平臺數(shù)據(jù)流向，用數(shù)據(jù)流圖描述數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換為輸出的變換過程[4]，構(gòu)建三層數(shù)據(jù)流模型，由頂自下，逐層細化。

1） 頂層數(shù)據(jù)流

分析平臺頂層數(shù)據(jù)流，設(shè)計頂層數(shù)據(jù)流圖，明確平臺和外部環(huán)境的數(shù)據(jù)交換關(guān)系，如圖3所示。省級管理員、市級管理員和縣級管理員存在相同的數(shù)據(jù)輸入與輸出，且省級管理員還有額外的數(shù)據(jù)輸入與輸出。

2） 中層數(shù)據(jù)流

按照平臺的功能模塊分解頂層數(shù)據(jù)流，明確功能模塊與外部環(huán)境、功能模塊與功能模塊的數(shù)據(jù)交換關(guān)系。

①平臺基礎(chǔ)服務(wù)

平臺管理員輸入賬號信息，為賬號賦角色，賬號信息存儲至數(shù)據(jù)庫；平臺將數(shù)據(jù)庫中的日志信息輸出給平臺管理員。

②培訓(xùn)業(yè)務(wù)管理

區(qū)域管理員輸入培訓(xùn)計劃信息，數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫，平臺將培訓(xùn)計劃信息和學(xué)校信息輸出給培訓(xùn)機構(gòu)管理員；基于培訓(xùn)計劃信息和學(xué)校信息，培訓(xùn)機構(gòu)管理員輸入培訓(xùn)項目基本信息、培訓(xùn)學(xué)員信息和授課專家信息，三者整合為培訓(xùn)項目信息，數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫；平臺將培訓(xùn)項目信息輸出給區(qū)域管理員。數(shù)據(jù)流圖見圖4。

③培訓(xùn)主體管理

培訓(xùn)項目信息作為數(shù)據(jù)輸入源，通過數(shù)據(jù)融合，生成教師信息和專家信息，數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫，平臺將教師信息和專家信息輸出給省級管理員；區(qū)域管理員輸入學(xué)校信息，數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫；省級管理員輸入培訓(xùn)機構(gòu)信息，數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫；平臺將培訓(xùn)機構(gòu)信息輸出給平臺管理員；平臺管理員輸入培訓(xùn)平臺對接密鑰，更新數(shù)據(jù)庫信息。數(shù)據(jù)流圖見圖5。

④整校推進監(jiān)測

通過數(shù)據(jù)篩選，平臺將整校推進的培訓(xùn)項目信息輸出給培訓(xùn)機構(gòu)管理員；培訓(xùn)機構(gòu)管理員輸入學(xué)員學(xué)情數(shù)據(jù)和學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)，或由平臺公共接口獲取這兩項數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫；平臺將學(xué)員學(xué)情數(shù)據(jù)、學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)、區(qū)域?qū)W情、學(xué)校學(xué)情按管轄區(qū)域輸出給區(qū)域管理員。數(shù)據(jù)流圖見圖6。

⑤工程實施監(jiān)測

區(qū)域管理員輸入年度培訓(xùn)計劃數(shù)據(jù)、年度培訓(xùn)實施數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)融合，生成工程實施數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫；平臺將工程實施數(shù)據(jù)按管轄區(qū)域輸出給區(qū)域管理員。

⑥質(zhì)量評價分析

省級管理員輸入評價指標(biāo)、系數(shù)和評價區(qū)域，連同數(shù)據(jù)庫中的學(xué)員學(xué)情數(shù)據(jù)和學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)進行計算，得到評價結(jié)果，平臺將評價結(jié)果輸出給省級管理員。

⑦大數(shù)據(jù)展示

數(shù)據(jù)庫中的工程實施數(shù)據(jù)、學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)、學(xué)員學(xué)情數(shù)據(jù)、教師信息和專家信息作為數(shù)據(jù)輸入源，經(jīng)過數(shù)據(jù)融合與篩選，生成數(shù)據(jù)展示信息，平臺將數(shù)據(jù)展示信息輸出給社會公眾。

3） 底層數(shù)據(jù)流

分解細化中層數(shù)據(jù)流，設(shè)計底層數(shù)據(jù)流圖，將中層數(shù)據(jù)流圖的數(shù)據(jù)加工分解至功能操作級，每個數(shù)據(jù)加工按功能操作進行編號。以整校推進監(jiān)測模塊為例，底層數(shù)據(jù)流圖見圖7。

①學(xué)校規(guī)劃管理

培訓(xùn)項目信息經(jīng)過“1.1項目篩選”，篩選出培訓(xùn)機構(gòu)負責(zé)的整校推進項目，將列表呈現(xiàn)給培訓(xùn)機構(gòu)管理員。同時，根據(jù)省、市、縣的管轄區(qū)域，篩選出管轄區(qū)域內(nèi)的整校推進項目，將列表呈現(xiàn)給區(qū)域管理員。

學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)經(jīng)過分支一“1.2.1學(xué)校規(guī)劃數(shù)據(jù)錄入”，由培訓(xùn)機構(gòu)管理員錄入數(shù)據(jù)，或經(jīng)過分支二“1.2.2學(xué)校規(guī)劃數(shù)據(jù)接口采集”，由數(shù)據(jù)接口采集培訓(xùn)平臺的數(shù)據(jù)。

項目名稱經(jīng)過“1.3發(fā)展規(guī)劃查詢”，查詢出參加此培訓(xùn)項目的學(xué)校，顯示學(xué)校列表及數(shù)據(jù)概況。學(xué)校名稱經(jīng)過“1.4 學(xué)校規(guī)劃詳情”，此學(xué)校的信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給區(qū)域管理員。

②學(xué)員學(xué)情監(jiān)測

學(xué)員學(xué)情監(jiān)測功能的數(shù)據(jù)流與學(xué)校規(guī)劃管理功能的數(shù)據(jù)流類似。

③區(qū)域?qū)W情監(jiān)測

與學(xué)校規(guī)劃管理功能一樣，培訓(xùn)項目信息經(jīng)過“3.1項目篩選”進行篩選。

市級項目的項目名稱經(jīng)過分支一“3.2.1區(qū)域?qū)W情查詢”，按縣區(qū)分類查詢學(xué)員學(xué)情，顯示縣區(qū)列表及數(shù)據(jù)概況，縣區(qū)名稱經(jīng)過“3.4.1縣區(qū)學(xué)情詳情”，此縣區(qū)的學(xué)情數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給區(qū)域管理員。

縣級項目的項目名稱經(jīng)過分支二“3.2.2學(xué)校學(xué)情查詢”，按學(xué)校分類查詢學(xué)員學(xué)情，顯示學(xué)校列表及數(shù)據(jù)概況，學(xué)校名稱經(jīng)過“3.4.2學(xué)校學(xué)情詳情”，此學(xué)校的學(xué)情數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給區(qū)域管理員。

在查詢出縣區(qū)的區(qū)域?qū)W情數(shù)據(jù)后，縣區(qū)名稱經(jīng)“3.5學(xué)校學(xué)情查詢”和“3.6學(xué)校學(xué)情詳情”，可繼續(xù)查詢某一學(xué)校的學(xué)情數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流類似于分支二。

2.2 多數(shù)據(jù)融合

多數(shù)據(jù)融合是利用數(shù)學(xué)方法和技術(shù)工具將多信息源的數(shù)據(jù)進行綜合、計算，從而得到更高品質(zhì)的有用信息[5]。

平臺使用對比、統(tǒng)計、分類統(tǒng)計三種數(shù)學(xué)方法進行多數(shù)據(jù)融合。

1） 對比以教師身份證號碼為唯一標(biāo)識，將培訓(xùn)項目的學(xué)員信息與教師庫的教師信息做對比，未入教師庫的學(xué)員信息添加至教師庫，已入教師庫的學(xué)員信息更新教師庫。學(xué)員的基本信息從教師庫中查詢獲取，保證教師信息的一致性與準(zhǔn)確性。授課專家信息亦做此處理。

2） 統(tǒng)計縱向統(tǒng)計各市市本級、縣區(qū)級的年度培訓(xùn)實施數(shù)據(jù)，包括整校推進學(xué)校數(shù)量、培訓(xùn)教師人數(shù)、實施經(jīng)費等，得到各市年度工程推進數(shù)據(jù)。橫向統(tǒng)計各市各年度工程推進數(shù)據(jù)，并與計劃數(shù)據(jù)進行比較分析，得到各市工程推進進度。

3） 分類統(tǒng)計從學(xué)校信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)中提取學(xué)校信息化教學(xué)環(huán)境信息，分類統(tǒng)計得到多媒體教學(xué)環(huán)境、混合學(xué)習(xí)環(huán)境、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的學(xué)校數(shù)量。

從學(xué)員學(xué)情數(shù)據(jù)中提取教師的信息化教育教學(xué)微能力選點信息，并做分類統(tǒng)計。一是統(tǒng)計每個微能力的教師選擇人數(shù)；二是根據(jù)微能力的維度，統(tǒng)計學(xué)情分析、教學(xué)設(shè)計、學(xué)法指導(dǎo)、學(xué)業(yè)評價四個維度的教師選擇人數(shù)。

3 平臺應(yīng)用

平臺在某省級能力提升工程執(zhí)行辦公室部署應(yīng)用以來，從培訓(xùn)業(yè)務(wù)、整校推進、工程實施三個方面對能力提升工程2.0實行常態(tài)化監(jiān)測，并對教師培訓(xùn)質(zhì)量做評價分析。

3.1 加強建設(shè)學(xué)校信息化管理團隊

通過收集全省各中小學(xué)校的信息化發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)，幫助省、市、縣教育行政部門了解各學(xué)校的信息化發(fā)展現(xiàn)狀、愿景及目標(biāo)，為學(xué)校信息化管理團隊建設(shè)、團隊信息化領(lǐng)導(dǎo)力提升提供政策支持。

3.2 有針對性的調(diào)整教師培訓(xùn)內(nèi)容

通過分析教師的信息化教育教學(xué)微能力選點信息，利用數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)微能力選點氣泡圖和微能力維度選擇比例圖，幫助培訓(xùn)機構(gòu)設(shè)計、調(diào)整微能力培訓(xùn)內(nèi)容，對選擇較多的微能力增大資源和活動比例，切實關(guān)注教師的微能力短板和實際教學(xué)需求。

3.3 監(jiān)督各市縣工程推進進度

通過統(tǒng)計市縣的工程培訓(xùn)規(guī)劃、預(yù)算及執(zhí)行進度，了解市縣工程計劃落實情況，幫助省、市教育行政部門對下級能力提升工程的組織實施工作實行監(jiān)管、評估及督導(dǎo)。依托監(jiān)測管理平臺，按照能力提升工程2.0的頂層設(shè)計與邏輯框架，省級教育行政部門組織實施終結(jié)性評估。

3.4 評價教師培訓(xùn)質(zhì)量

由學(xué)校明確信息化愿景與目標(biāo)，到學(xué)校明確教師應(yīng)具備的信息技術(shù)應(yīng)用能力，再到教師個人信息技術(shù)應(yīng)用能力研修，整校推進將組織需求關(guān)聯(lián)至個人需求[6]。通過建立教師培訓(xùn)質(zhì)量的評價指標(biāo)體系，利用層次分析法分析選擇區(qū)域內(nèi)的教師的校本研修數(shù)據(jù)，幫助省級教育行政部門評價教師培訓(xùn)質(zhì)量，迅速診斷，及時干預(yù)，為市、縣、培訓(xùn)機構(gòu)提供意見，防止培訓(xùn)方向走偏。

4 結(jié)束語

平臺通過數(shù)據(jù)融合，完善了能力提升工程2.0的監(jiān)測管理體系，打通了省市縣組織實施、學(xué)校整校推進、教師校本研修由面至點的監(jiān)測管理業(yè)務(wù)鏈。平臺現(xiàn)已在某省應(yīng)用并初見成效，充分體現(xiàn)了數(shù)據(jù)說話、發(fā)現(xiàn)短板、預(yù)警決策的監(jiān)管方式，推動教師培訓(xùn)管理模式由人力管理向數(shù)字化監(jiān)管的轉(zhuǎn)變，極大提高了工程式教師培訓(xùn)的管理效率，可為某省能力提升工程2.0終期性評估提供參考。