李錚錚　莊孝彰　賈金娜　劉夢嘉

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大數(shù)據(jù)時代高等院校教育數(shù)據(jù)建設(shè)研究

李錚錚莊孝彰賈金娜劉夢嘉

1.石家莊陸軍指揮學(xué)院；2.軍械工程學(xué)院；3.河北傳媒學(xué)院；4.河北大學(xué)外國語學(xué)院李錚錚（1981-）女，漢族，河北石家莊人，工程師，博士研究生，研究方向為軍事教育訓(xùn)練技術(shù)。

行業(yè)曲線

本文針對大數(shù)據(jù)時代背景下，高等院校教育數(shù)據(jù)采集獲取量大種類多、數(shù)據(jù)資產(chǎn)規(guī)范管理難度大、數(shù)據(jù)存儲處理技術(shù)要求高、數(shù)據(jù)綜合服務(wù)保障多樣化等諸多新挑戰(zhàn)，提出了抓好頂層設(shè)計、制度與標準編制、關(guān)鍵技術(shù)研究和安全保密建設(shè)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加強數(shù)據(jù)工程建設(shè)的觀點，在高等院校教育數(shù)據(jù)建設(shè)領(lǐng)域起到重要借鑒和指導(dǎo)作用。

大數(shù)據(jù)已經(jīng)逐步向各個行業(yè)和領(lǐng)域蔓延，并不斷對人們的知識結(jié)構(gòu)和思維方式產(chǎn)生影響。在教育領(lǐng)域應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠讓參與教育活動的各方受益。本文分析了大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景及其本質(zhì)，詳細闡述了大數(shù)據(jù)時代高等院校教育數(shù)據(jù)建設(shè)在數(shù)據(jù)采集、管理、處理和應(yīng)用四個方面面臨的新挑戰(zhàn)，并總結(jié)提出了高等院校開展數(shù)據(jù)建設(shè)應(yīng)該把握的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

進入大數(shù)據(jù)時代，人們得以從更全面、更精細的視角來看待世界的復(fù)雜性。在教育領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)蘊含的巨大潛力在于推進個性化學(xué)習(xí)、改善教材和教學(xué)，并最終提高學(xué)生的成績，而這些作用也必將在高等院校教育中得以體現(xiàn)。尤其是處于互聯(lián)網(wǎng)+教育的當(dāng)下，高等院校開展的各項教學(xué)活動，產(chǎn)生和使用了海量數(shù)據(jù)。在此背景下，抓好教育數(shù)據(jù)建設(shè)，將其轉(zhuǎn)化為對高等院校教育決策和綜合信息服務(wù)的有力支撐，切實有效推動高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，就顯得尤為重要。

大數(shù)據(jù)產(chǎn)生背景及其本質(zhì)分析

大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景

最早提出“大數(shù)據(jù)”時代到來的是全球知名咨詢公司麥肯錫，麥肯錫稱：“我們正在處于一個創(chuàng)新和生產(chǎn)效率快速增長浪潮的潮頭，面對著全新的競爭和價值獲取模式——所有這一切的推動力就是大數(shù)據(jù)，消費者、企業(yè)和經(jīng)濟部門都在發(fā)掘其潛力。”

大數(shù)據(jù)具有鮮明的時代特征，其產(chǎn)生根源主要是信息技術(shù)革命以及信息技術(shù)驅(qū)動下人們行為方式的改變。過去的50多年里，信息技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展并被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，觸角遍布社會生活的每個角落，改變著社會的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和生活方式，由此產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，并呈指數(shù)快速增長。究其具體原因，包括以下四個方面：

（1）互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，吸引和驅(qū)動了數(shù)以億計的用戶使用互聯(lián)網(wǎng)進行商品交易、資訊瀏覽、資料查詢、聊天交友、信息共享等，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與用戶的操作內(nèi)容、操作行為共同成為海量數(shù)據(jù)的重要來源。

（2）移動通信網(wǎng)廣泛應(yīng)用并與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的越來越緊密，越來越多的人通過以智能手機為典型代表的移動設(shè)備進行語音視頻通話、短信交流以及訪問移動互聯(lián)網(wǎng)，也帶來了數(shù)據(jù)量的激增。

（3）傳感器的廣泛使用，產(chǎn)生了大量的實時狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)持續(xù)快速產(chǎn)生，并占據(jù)了較大存儲空間。

（4）傳統(tǒng)文檔資料的電子化處理，便捷了查詢使用的同時，也產(chǎn)生了大量數(shù)字化信息資源。

大數(shù)據(jù)的本質(zhì)分析

當(dāng)前，“大數(shù)據(jù)”這個術(shù)語已被廣泛使用，其主要特點可歸結(jié)為高容量、多樣性、快速性和價值低密度四個方面，但對其概念的界定尚未達成共識，不同角度有不同的定義和描述。國際數(shù)據(jù)公司IDC將其定義為：為了更為經(jīng)濟的從高頻率獲取的、大容量的、不同結(jié)構(gòu)和類型的數(shù)據(jù)中獲取價值，而設(shè)計的新一代架構(gòu)和技術(shù)。高德納咨詢公司Gartner將其定義為：需要新處理模式進行處理才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。

大數(shù)據(jù)的定義與特點既體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的存在狀態(tài)，又體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)面臨的難題與矛盾，這些必將引發(fā)和推動數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、管理技術(shù)和分析技術(shù)的革命與創(chuàng)新，最終形成一系列信息技術(shù)來為決策服務(wù)。因此，大數(shù)據(jù)的本質(zhì)集中體現(xiàn)為：

（1）數(shù)據(jù)本質(zhì)：是指大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量遠遠超過傳統(tǒng)理解上的數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)來源多樣，數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度快及要求的處理速度快，數(shù)據(jù)的價值密度低。

（2）技術(shù)本質(zhì)：是指需要有以存儲技術(shù)、管理技術(shù)、挖掘分析技術(shù)和可視化技術(shù)為主要內(nèi)容的大數(shù)據(jù)技術(shù)體系對海量數(shù)據(jù)進行處理分析，并為決策服務(wù)。

（3）知識本質(zhì)：是指大數(shù)據(jù)處理分析的最終目的是從海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)潛藏的歷史規(guī)律，或?qū)ξ磥磉M行預(yù)測，以知識的方式輔助做出更好的決策。

高等院校教育數(shù)據(jù)

在大數(shù)據(jù)時代背景下，高等院校教育數(shù)據(jù)建設(shè)問題也引起了專業(yè)人員的關(guān)注。高等院校教育數(shù)據(jù)主要是指高等院校開展教學(xué)活動相關(guān)的數(shù)據(jù)，主要包括教師隊伍信息、學(xué)生基本信息、課程信息、教材信息、教學(xué)活動信息、教學(xué)管理與保障信息、科研學(xué)術(shù)信息、文獻資料信息、校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)行為數(shù)據(jù)以及其他通用資源信息等，且在信息技術(shù)飛速發(fā)展與廣泛使用的當(dāng)下，這些數(shù)據(jù)也表現(xiàn)出大數(shù)據(jù)的特征。與此同時，高等院校面臨著培養(yǎng)綜合型人才、素質(zhì)型人才、創(chuàng)新型人才的形勢任務(wù)，如何制定科學(xué)有效的培養(yǎng)方案、創(chuàng)新教學(xué)培養(yǎng)模式、適時完善教學(xué)決策、優(yōu)化教學(xué)資源配置、提供個性化信息服務(wù)，都離不開海量教育數(shù)據(jù)的支撐，也對海量教育數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)開發(fā)利用提出了更高要求。

大數(shù)據(jù)時代高等院校教育數(shù)據(jù)建設(shè)的新挑戰(zhàn)

大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)對傳統(tǒng)思維方式造成了強烈的沖擊，其功能和價值的體現(xiàn)建立在海量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上。在這樣的時代背景下，高等院校教育數(shù)據(jù)建設(shè)面臨諸多新挑戰(zhàn)。

數(shù)據(jù)采集獲取量大種類多

先進信息技術(shù)使得面向事物的全數(shù)據(jù)采集成為可能，而足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)是進行大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)和前提，因此數(shù)據(jù)采集就成為高等院校教育數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用中的重要一環(huán)。高等院校教育數(shù)據(jù)采集有基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器的采集，也有基于網(wǎng)絡(luò)信息的數(shù)據(jù)采集，還有基于工作人員的手工采集，需要采集的內(nèi)容包括與教師和學(xué)生相關(guān)的基本信息、教學(xué)過程中產(chǎn)生的課程信息、教學(xué)軟件平臺使用信息、校園網(wǎng)用戶行為信息、文獻資料等，其數(shù)量之大遠在TB級以上。此外，這些數(shù)據(jù)包括分布在各管理信息系統(tǒng)中的關(guān)系型數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、訪問日志數(shù)據(jù)、數(shù)字化文檔資料數(shù)據(jù)，圖片、音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)，類型十分廣泛。

此外，當(dāng)前的高等院校教育數(shù)據(jù)尚處于自然發(fā)展階段，數(shù)據(jù)資產(chǎn)意識還不強，需要建立有多部門共同參與的數(shù)據(jù)收集體系，明確數(shù)據(jù)采集責(zé)任分工、采集內(nèi)容、采集時機與采集要求等，并考慮建立數(shù)據(jù)校核機制，確保數(shù)據(jù)的準確性。

數(shù)據(jù)資產(chǎn)規(guī)范管理難度大

在高等院校信息化水平不斷提高、教育數(shù)字化程度日益加深的今天，幾乎參與教育活動的每個人都卷入到數(shù)據(jù)及其處理的浪潮中，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為重要的生產(chǎn)要素和無形資產(chǎn)。但目前的高等院校數(shù)據(jù)或多或少的面臨著數(shù)據(jù)不完整、數(shù)據(jù)分散不一致、數(shù)據(jù)質(zhì)量低、數(shù)據(jù)共享集成成本高、數(shù)據(jù)教學(xué)效益不顯著等問題，難以對數(shù)據(jù)進行全面、統(tǒng)一、高效的管理。

以數(shù)據(jù)分散管理為例，當(dāng)前很多教學(xué)數(shù)據(jù)分散在不同的信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一、可用質(zhì)量差，數(shù)據(jù)核對、清理、映射工作量大的問題較為突出。尤其是有的學(xué)者提出了終身學(xué)習(xí)、個性化教育的理念，這就需要延伸對于學(xué)生相關(guān)信息的采集，建立學(xué)生終身的學(xué)習(xí)檔案，無形中極大的增加了數(shù)據(jù)管理的難度，數(shù)據(jù)的質(zhì)量也難以得到保證，進而影響了數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

數(shù)據(jù)存儲處理技術(shù)要求高

高等院校教育數(shù)據(jù)量增長速度快，加上已積累的大量歷史數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)存儲、處理、分析帶來了巨大的挑戰(zhàn)，要求其必須具備快速性、準確性和高效性。

在數(shù)據(jù)存儲方面，由于數(shù)據(jù)的數(shù)量、類型、應(yīng)用對象的不同，要求數(shù)據(jù)存儲必須綜合考慮當(dāng)前需求和長遠發(fā)展，充分開展傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫及面向大數(shù)據(jù)的NoSQL數(shù)據(jù)庫論證，科學(xué)設(shè)計數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)。其次，需要突破多源異構(gòu)教育數(shù)據(jù)融合的技術(shù)瓶頸，擴大深入融合處理數(shù)據(jù)對象的范圍，提高融合效果和性能，實現(xiàn)分散異構(gòu)教育數(shù)據(jù)快速融合入庫。

在數(shù)據(jù)處理分析方面，需要加強教育數(shù)據(jù)實時處理，對相關(guān)音視頻等復(fù)雜類型數(shù)據(jù)開展內(nèi)容分析，對教學(xué)模式、規(guī)律、趨勢等進行預(yù)測分析，對海量教學(xué)數(shù)據(jù)進行并行處理，從而提高教育數(shù)據(jù)快速高效處理能力。同時，帶動數(shù)據(jù)處理向知識加工、決策支持等方面進行拓展，進一步提升教育數(shù)據(jù)的附加值。

數(shù)據(jù)綜合服務(wù)保障多樣化

“數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的，處理是多變的”。當(dāng)前面向高等院校教育的各個方面，產(chǎn)生了多樣化的應(yīng)用需求，如教育決策支持、綜合信息服務(wù)、個性化信息支持、教學(xué)科研服務(wù)等。這些應(yīng)用服務(wù)，要求針對存儲的海量教育數(shù)據(jù)進行高效的處理分析，并快速、靈活呈現(xiàn)給用戶。例如，教育決策支持問題，需要通過教學(xué)過程數(shù)據(jù)、教學(xué)資源數(shù)據(jù)、教師學(xué)生相關(guān)數(shù)據(jù)等的實證分析，才能為課程內(nèi)容設(shè)置、資源優(yōu)化配置、教學(xué)模式評估等提供支撐。再如學(xué)生個性化信息支持問題，需要全面掌握學(xué)生知識能力基礎(chǔ)信息、歷次學(xué)習(xí)情況信息、現(xiàn)階段學(xué)習(xí)情況信息等，綜合分析學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)課程等方面存在的短板，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，有針對性的為學(xué)生提供課程輔導(dǎo)、推送信息資源，甚至拓展至學(xué)生就業(yè)后的持續(xù)信息服務(wù)，切實提高學(xué)生的能力素質(zhì)。

高等院校教育數(shù)據(jù)建設(shè)應(yīng)把握的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

高等院校要想在大數(shù)據(jù)時代迎頭趕上，充分開發(fā)利用大數(shù)據(jù)支持教育決策，就必須把握頂層設(shè)計、制度與標準編制、關(guān)鍵技術(shù)研究和安全保密建設(shè)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加強數(shù)據(jù)工程建設(shè)。

突出抓好數(shù)據(jù)體系頂層設(shè)計

高等院校數(shù)據(jù)建設(shè)要主動適應(yīng)全球信息化發(fā)展大勢，準確把握高等院校信息化發(fā)展的階段特征，把數(shù)據(jù)資源建設(shè)作為事關(guān)高等院校充分發(fā)揮作用、可持續(xù)發(fā)展的重要長期性基礎(chǔ)性建設(shè)工程和關(guān)鍵性應(yīng)用工程，提高思想認識，科學(xué)開展規(guī)劃論證與頂層設(shè)計。一是開展高等院校數(shù)據(jù)資源全面摸底，掌握數(shù)據(jù)資源總體情況，摸清數(shù)據(jù)資源產(chǎn)生來源和獲取渠道，評估數(shù)據(jù)資源使用現(xiàn)狀及存在的主要矛盾問題。二是牢固樹立數(shù)據(jù)體系“一盤棋”思想，將本院校數(shù)據(jù)體系納入國家高等院校信息化建設(shè)體系中進行統(tǒng)一規(guī)劃論證，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性矛盾，影響高等院校之間甚至國家范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共建共享。三是綜合運用大數(shù)據(jù)管理、企業(yè)架構(gòu)、信息資源規(guī)劃等先進理念和技術(shù)方法，緊密貼合高等院校教學(xué)應(yīng)用需求，構(gòu)建科學(xué)、合理、可行的高等院校數(shù)據(jù)體系架構(gòu)，切實提升數(shù)據(jù)建設(shè)質(zhì)量，為高等院校教學(xué)應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。

制定完善數(shù)據(jù)建設(shè)制度與標準

高等院校教育數(shù)據(jù)建設(shè)，需要依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)標準規(guī)范，統(tǒng)合各類信息代碼，強化主數(shù)據(jù)管理，確保各信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能夠綜合集成、有效銜接。一是建立數(shù)據(jù)管理制度。要建立數(shù)據(jù)采集、處理、維護與使用相關(guān)的規(guī)章制度，明確高等院校不同職能部門的業(yè)務(wù)關(guān)系，及數(shù)據(jù)管理的組織機構(gòu)、職責(zé)分工、主要內(nèi)容與工作流程，確保數(shù)據(jù)管理工作的規(guī)范有序。二是制定數(shù)據(jù)標準規(guī)范。圍繞信息分類與編碼、數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)交換、公共信息模型等內(nèi)容，開展相關(guān)數(shù)據(jù)標準規(guī)范的編制、修訂與完善，確保數(shù)據(jù)的標準化、規(guī)范化，以利于高等院校相互間及院校內(nèi)部的高效集成交換和共享利用。三是建立數(shù)據(jù)質(zhì)量管控體系。建立數(shù)據(jù)質(zhì)量管理框架，明確數(shù)據(jù)生命周期所有階段質(zhì)量管控的方法、時機與標準，切實提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保教育決策與信息服務(wù)的有效性。

突破海量數(shù)據(jù)開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)群

著眼高等院校海量數(shù)據(jù)效能的發(fā)揮，聚焦數(shù)據(jù)高效采集獲取、數(shù)據(jù)高性能存儲、數(shù)據(jù)深度挖掘分析、數(shù)據(jù)多樣化應(yīng)用等領(lǐng)域，開展關(guān)鍵技術(shù)研究，建立集海量數(shù)據(jù)“采、存、析、用”于一體的技術(shù)解決方案，為現(xiàn)實應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。一是完成技術(shù)體系規(guī)劃設(shè)計，在教學(xué)應(yīng)用分析和數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，圍繞功能實現(xiàn)，構(gòu)建技術(shù)體系架構(gòu)，明確需要應(yīng)用的技術(shù)、接口、方法，以及技術(shù)過渡、轉(zhuǎn)型的模式等。二是盡快完成高等院校海量數(shù)據(jù)開發(fā)利用技術(shù)攻關(guān)立項，在獲得上級機關(guān)認可及經(jīng)費支持的基礎(chǔ)上，加大技術(shù)研究的深度和廣度，圍繞高等院校數(shù)據(jù)應(yīng)用的專有問題，切實解決制約海量數(shù)據(jù)開發(fā)利用的瓶頸問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)從數(shù)量規(guī)模優(yōu)勢向質(zhì)量效益優(yōu)勢的跨越。三是評估分析其他行業(yè)運用大數(shù)據(jù)的有關(guān)研究成果，采取“拿來主義”，能夠直接應(yīng)用或改造應(yīng)用的成果，盡快部署應(yīng)用，節(jié)約經(jīng)費與時間。

配套完善信息安全體系建設(shè)

當(dāng)前，高等院校教育數(shù)據(jù)運行管理主要依托校園網(wǎng)進行，加強信息安全體系建設(shè)、增強信息防御能力，是海量數(shù)據(jù)效能得以持續(xù)穩(wěn)定發(fā)揮的重要保證。一是建立健全高等院校信息安全管理新機制，制定相關(guān)規(guī)章制度，明確信息安全管理的任務(wù)分工、權(quán)限要求和方式方法。二是加強信息安全手段建設(shè)，依據(jù)信息系統(tǒng)建設(shè)安全防護等級要求，準確劃分信息安全防護等級，加強設(shè)施環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)，配套相關(guān)安全保密設(shè)備，補充完善軟件系統(tǒng)功能，提高信息安全防護能力。三是建立數(shù)據(jù)安全實時動態(tài)感知機制，實時監(jiān)測計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)以及其他附屬軟硬件的運轉(zhuǎn)情況，準確感知潛在威脅，及時預(yù)警并按照規(guī)定有效應(yīng)對，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全態(tài)勢的全局性實時掌控。

結(jié)束語

大數(shù)據(jù)時代的到來必將對高等院校教育產(chǎn)生深遠影響，正如維克托·邁爾-舍恩伯格在《與大數(shù)據(jù)同行-學(xué)習(xí)和教育的未來》中指出的那樣：“利用大數(shù)據(jù)，我們可以使決策者得以在全面而堅實的經(jīng)驗基礎(chǔ)上改善其決策的質(zhì)量，從而使教育決策從意識形態(tài)的偏見中脫離出來”。目前，大數(shù)據(jù)在高等院校教育中仍處于研究探索階段，需要我們緊跟大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢，結(jié)合高等院校教育應(yīng)用的現(xiàn)實需求，分步驟、有選擇的開展應(yīng)用研究與實踐，真正發(fā)揮大數(shù)據(jù)在高等院校教育中的巨大價值。

DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.13.046