吳 砥 饒景陽(yáng) 吳 晨

[1. 華中師范大學(xué) 教育部教育信息化戰(zhàn)略研究基地(華中)，武漢 430079；2. 華中師范大學(xué) 湖北教育信息化發(fā)展研究中心，武漢 430079；3. 華中師范大學(xué) 國(guó)家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心，武漢 430079]

教育大數(shù)據(jù)作為大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域深度融合應(yīng)用的產(chǎn)物，具有體量大(Volume)、類(lèi)型多(Variety)(Beyer，2011)、處理快(Velocity)的傳統(tǒng) “3V”特性，以及得益于成熟教育管理體制和教育領(lǐng)域高準(zhǔn)入門(mén)檻所獨(dú)具的數(shù)據(jù)高真實(shí)性(Veracity)(Goes, 2014)和高價(jià)值性(Value)的新型“2V”特性。作為教育創(chuàng)新的重要推手，教育大數(shù)據(jù)有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程分析支撐下的差異化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)化管理、精細(xì)化科研和過(guò)程化評(píng)價(jià)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)真正意義的因材施教，提高教育研究和決策水平具有重要作用。然而，教育大數(shù)據(jù)支撐下的新型教學(xué)模式的多元化發(fā)展，使得教育主客體關(guān)系、教育過(guò)程和教育數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，教育系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通低效、協(xié)同困難和拓展受限等諸多問(wèn)題亟待解決。教育大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于解決上述問(wèn)題具有基礎(chǔ)性和引領(lǐng)性作用，對(duì)于規(guī)范教育信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展也具有現(xiàn)實(shí)意義?！督逃畔⒒?.0行動(dòng)計(jì)劃》明確要求“發(fā)布系列技術(shù)和功能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，探索資源共享新機(jī)制，提升數(shù)字教育資源服務(wù)供給能力”“完善教育數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，促進(jìn)政務(wù)數(shù)據(jù)分級(jí)分層有效共享”。因此，教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的研制將進(jìn)一步豐富各類(lèi)教學(xué)模式中可采集教育數(shù)據(jù)的維度和種類(lèi)，規(guī)范教育數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，打破教育平臺(tái)數(shù)據(jù)交換壁壘，加速數(shù)據(jù)共建共享，為推進(jìn)我國(guó)教育大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化提供框架參考和內(nèi)容規(guī)范。

一、 教育大數(shù)據(jù)相關(guān)政策

(一) 國(guó)外教育大數(shù)據(jù)相關(guān)政策

世界各國(guó)都非常重視大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，積極引導(dǎo)大數(shù)據(jù)技術(shù)與教育領(lǐng)域的深度融合，出臺(tái)了一批具有影響力的教育大數(shù)據(jù)政策和規(guī)劃。美國(guó)的教育大數(shù)據(jù)技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用等處于領(lǐng)先地位。2012年10月，美國(guó)政府發(fā)布《通過(guò)教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析促進(jìn)教與學(xué)》①報(bào)告，明確教育大數(shù)據(jù)的價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)和提升教育研究與決策水平，并基于教育數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)分析的典型案例提出實(shí)施建議，指導(dǎo)教育大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的教學(xué)系統(tǒng)變革。2016年5月，美國(guó)政府發(fā)布《聯(lián)邦大數(shù)據(jù)研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》，提出構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的戰(zhàn)略體系，為教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展提供頂層規(guī)劃。歐洲和亞太地區(qū)的發(fā)達(dá)國(guó)家也積極建設(shè)教育大數(shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)，發(fā)布了一系列相關(guān)政策。例如，2012年4月，英國(guó)成立全球首個(gè)開(kāi)放式數(shù)據(jù)研究所(The Open Data Institute, 簡(jiǎn)稱(chēng)ODI)；同年10月，英國(guó)發(fā)布《把握數(shù)據(jù)帶來(lái)的機(jī)遇：英國(guó)數(shù)據(jù)能力戰(zhàn)略》②，對(duì)英國(guó)數(shù)據(jù)能力進(jìn)行系統(tǒng)研究，提出通過(guò)教育大數(shù)據(jù)優(yōu)化課程和專(zhuān)業(yè)研究，助力高技術(shù)人才隊(duì)伍建設(shè)。2014年，德國(guó)在柏林和德累斯頓成立兩大數(shù)據(jù)研究中心，為教育大數(shù)據(jù)挖掘和信息安全提供技術(shù)支持。2015年8月，新加坡發(fā)布《2025年資訊通信媒體發(fā)展藍(lán)圖》③，提出基于大數(shù)據(jù)及學(xué)習(xí)分析技術(shù)推進(jìn)教育教學(xué)改革的發(fā)展目標(biāo)。

(二) 我國(guó)教育大數(shù)據(jù)相關(guān)政策

我國(guó)政府高度重視教育大數(shù)據(jù)發(fā)展。2015年8月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》，明確指出“完善教育管理公共服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的伴隨式收集和全國(guó)互通共享”。2016年6月，教育部發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)，要積極發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)在教育管理平臺(tái)建設(shè)和學(xué)習(xí)空間等方面的重要作用，促進(jìn)大數(shù)據(jù)與教育的深度融合。2017年1月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù)組建教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室。2018年2月，教育部頒發(fā)的《2018年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》明確提出，推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育教學(xué)中的深入應(yīng)用，提高教育大數(shù)據(jù)的收集、分析、研判能力。2018年4月，教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》明確提出，“利用大數(shù)據(jù)技術(shù)采集、匯聚互聯(lián)網(wǎng)上豐富的教學(xué)、科研、文化資源，為各級(jí)各類(lèi)學(xué)校和全體學(xué)習(xí)者提供海量、適切的學(xué)習(xí)資源服務(wù)”“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(kāi)放共享”。在政策引導(dǎo)下，我國(guó)教育大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。2018年9月，工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司公示“2018年大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單”，涵蓋面向智慧教育的大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用、江西省高考“選志愿”平臺(tái)等多項(xiàng)教育大數(shù)據(jù)相關(guān)的試點(diǎn)項(xiàng)目。2018年底，我國(guó)建成國(guó)家政府?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)一開(kāi)放平臺(tái)，推動(dòng)包括教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的科學(xué)共享與開(kāi)放。我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也爭(zhēng)相布局教育大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，為教育場(chǎng)景打造了豐富的產(chǎn)品線，包括百度教育大腦3.0、K12云端一體教育大數(shù)據(jù)解決方案等，助力教育大數(shù)據(jù)生態(tài)建設(shè)。

二、 教育大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制進(jìn)展

(一) 國(guó)外教育大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制進(jìn)展

1. ISO / IEC JTC 1 SC32 WG9標(biāo)準(zhǔn)

教育大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)研究引起了廣泛的國(guó)際關(guān)注，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織及研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)際電工委員會(huì)第一聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)(ISO/IEC JTC 1)下屬多個(gè)小組委員會(huì)(Sub-Committee，簡(jiǎn)稱(chēng)SC)參與了大數(shù)據(jù)相關(guān)工作，并圍繞各自重點(diǎn)開(kāi)展了不同角度的研究項(xiàng)目，例如SC24重點(diǎn)關(guān)注大數(shù)據(jù)可視化新方法，SC27研究解決大數(shù)據(jù)安全和隱私問(wèn)題等④。

2014年11月，JTC 1下屬數(shù)據(jù)管理與交換標(biāo)準(zhǔn)化小組委員會(huì)(SC32-Data Management and Interchange)成立第九工作組(WG9)，致力于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研究(光亮等，2017)。截至2019年10月，JTC 1匯聚了16個(gè)參與國(guó)以及25個(gè)觀察國(guó)⑤，制定了包括定義大數(shù)據(jù)基本概念和重要術(shù)語(yǔ)的大數(shù)據(jù)概述和術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 20546)，以及包括用戶(hù)視圖和功能視圖的大數(shù)據(jù)參考架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 20547-3)，其大數(shù)據(jù)分析框架如圖 1所示⑥，為教育大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作提供了重要參考。

圖1 ISO/IEC JTC1/SC32/WG9工作組大數(shù)據(jù)分析框架

2. 國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T Y.3600標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union, 簡(jiǎn)稱(chēng)ITU)⑦2013年11月發(fā)布的關(guān)于大數(shù)據(jù)的技術(shù)報(bào)告⑧，重點(diǎn)關(guān)注高吞吐量、低延遲、安全、靈活和可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、聚合數(shù)據(jù)集與匿名化、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析、縱向平臺(tái)互操作、多媒體分析和開(kāi)放數(shù)據(jù)等。在ITU范圍內(nèi)，大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要由ITU電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)(ITU-T)發(fā)起和推進(jìn)，有10個(gè)相關(guān)研究組。其中，最活躍的是第13學(xué)習(xí)研究組(Study Group 13)，其研究主題聚焦包含移動(dòng)和下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)在內(nèi)的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)。2015年11月，ITU-T發(fā)布《大數(shù)據(jù)——基于云計(jì)算的需求與能力標(biāo)準(zhǔn)》(ITU-T Y.3600)，詳細(xì)規(guī)定了以云計(jì)算為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)要求、能力和使用案例，并設(shè)計(jì)了大數(shù)據(jù)情境模式(見(jiàn)圖2)⑨。

圖2 ITU-T Y.3600標(biāo)準(zhǔn)的大數(shù)據(jù)情境模式

2018年5月，ITU-T學(xué)習(xí)研究組SG13發(fā)布《大數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)交換的框架和要求》標(biāo)準(zhǔn)(ITU-T Y.3601)⑩，基于交換數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)目的之間多種不同類(lèi)型和格式的數(shù)據(jù)，描述大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換框架。此外，SG13還在研制《大數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)集成的概述和功能需求》和《大數(shù)據(jù)——元數(shù)據(jù)框架與概念模型》等大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。除了SG13，關(guān)注多媒體編碼、系統(tǒng)和應(yīng)用的ITU-T SG16 發(fā)布了《公共數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的服務(wù)和操作原則》(ITU-T F.600)，并在2018年7月召開(kāi)的全會(huì)上立項(xiàng)了《數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理框架》(ITU-T F.FDAM)和《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)測(cè)框架》(ITU-T F.AFBDI)。該標(biāo)準(zhǔn)主要定義了數(shù)據(jù)資產(chǎn)的基本概念，提出了數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)測(cè)框架。同時(shí)，關(guān)注通信安全的ITU-T SG17發(fā)布了包括《移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中的大數(shù)據(jù)分析安全要求和框架》在內(nèi)的多個(gè)大數(shù)據(jù)安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

3. NBD-PWG 大數(shù)據(jù)互操作性框架標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)研究所(National Institute of Standards and Technology, 簡(jiǎn)稱(chēng)NIST)為響應(yīng)美國(guó)白宮提出的大數(shù)據(jù)研究國(guó)家戰(zhàn)略，同時(shí)為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，于2013年6月成立大數(shù)據(jù)工作組(NIST Big Data Public Working Group, 簡(jiǎn)稱(chēng)NBD-PWG)。NBD-PWG的重點(diǎn)是聯(lián)合工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府，形成大數(shù)據(jù)的定義、術(shù)語(yǔ)、安全參考體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)路線圖，NIST大數(shù)據(jù)參考框架如圖3所示。

圖3 NIST大數(shù)據(jù)參考框架

NBD-PWG具體分為5個(gè)子工作組，包括用戶(hù)案例和需求組、定義和索引組、參考框架組、數(shù)據(jù)安全和隱私組以及技術(shù)路線組。NBD-PWG的主要成果是形成了基于共識(shí)的可擴(kuò)展大數(shù)據(jù)互操作性框架(NIST Big Data Interoperability Framework, 簡(jiǎn)稱(chēng)NBDIF)，該框架分三個(gè)層次：一是大數(shù)據(jù)參考架構(gòu)關(guān)鍵組件層，內(nèi)容包括大數(shù)據(jù)定義、大數(shù)據(jù)分類(lèi)法、大數(shù)據(jù)安全和隱私要求、大數(shù)據(jù)架構(gòu)白皮書(shū)調(diào)查、大數(shù)據(jù)參考架構(gòu)、大數(shù)據(jù)安全和隱私參考架構(gòu)等；二是大數(shù)據(jù)參考框架組件之間的通用接口層；三是利用通用接口，構(gòu)建驗(yàn)證大數(shù)據(jù)參考框架的應(yīng)用層。

(二) 我國(guó)教育大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制進(jìn)展

在通用大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研制方面，我國(guó)一方面積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織關(guān)于ISO/IEC 20546《大數(shù)據(jù)——概述和術(shù)語(yǔ)》和ISO/IEC 20547-3《大數(shù)據(jù)參考架構(gòu)——第三部分：參考架構(gòu)》兩項(xiàng)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研制工作。另一方面，我國(guó)于2014年成立全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作組，開(kāi)展包括《信息技術(shù)大數(shù)據(jù)技術(shù)參考模型》《信息技術(shù)大數(shù)據(jù)術(shù)語(yǔ)》等在內(nèi)的十多項(xiàng)國(guó)家大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制。

在教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研制方面，全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)教育技術(shù)分技術(shù)委員會(huì)(China E-Learning Technology Standardization Committee, 簡(jiǎn)稱(chēng)CELTSC)于2017年成立教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作組，推進(jìn)教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研制，目前已有包括《教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)框架》《教育大數(shù)據(jù)接口服務(wù)規(guī)范》《教育行為數(shù)據(jù)框架、模型與元數(shù)據(jù)》《教育大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)規(guī)范》《課堂教學(xué)行為編碼規(guī)范》《學(xué)習(xí)者畫(huà)像》《教師畫(huà)像》《學(xué)校畫(huà)像》等在內(nèi)的13項(xiàng)教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在研項(xiàng)目。

總體而言，國(guó)內(nèi)外教育大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研制各有側(cè)重、相對(duì)獨(dú)立，均圍繞特定研究對(duì)象和研究目標(biāo)展開(kāi)，標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)屬性強(qiáng)而教育屬性偏弱。隨著信息技術(shù)與教育的深度融合，教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富，教育物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下教育數(shù)據(jù)采集手段不斷增強(qiáng)，亟待重構(gòu)對(duì)教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的宏觀認(rèn)識(shí)和頂層設(shè)計(jì)。

三、 教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計(jì)

(一) 教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)需求分析

1. 國(guó)家教育信息化發(fā)展戰(zhàn)略需要

我國(guó)政府近年出臺(tái)了一系列教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)政策文件，引領(lǐng)教育數(shù)據(jù)共建共享。2018年4月，教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》明確要求，規(guī)范教育資源數(shù)據(jù)和教育管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集和挖掘流程。2018年11月，教育部印發(fā)的《關(guān)于完善教育標(biāo)準(zhǔn)化工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確提出，研制教育信息化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，支撐我國(guó)教育現(xiàn)代化事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。因此，教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)具有明確的國(guó)家教育信息化發(fā)展戰(zhàn)略需求和政策導(dǎo)向，契合了我國(guó)教育現(xiàn)代化發(fā)展的總體戰(zhàn)略目標(biāo)。

2. 教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)技術(shù)需要

信息化教學(xué)模式的多元化發(fā)展，使得教育過(guò)程中主客體關(guān)系復(fù)雜、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣，為教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)信息的規(guī)范管理帶來(lái)了諸多不便。教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)信息管理涉及教育過(guò)程數(shù)據(jù)采集、清洗、存儲(chǔ)、處理、建模、分析等眾多關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，各技術(shù)環(huán)節(jié)間相互支持、相互影響并有機(jī)結(jié)合。然而，教育數(shù)據(jù)來(lái)源的異構(gòu)性、數(shù)據(jù)交互的復(fù)雜性以及數(shù)據(jù)展示的多態(tài)性等，都對(duì)教育數(shù)據(jù)的過(guò)程管理形成挑戰(zhàn)。因此，統(tǒng)籌教育數(shù)據(jù)全生命周期管理的各項(xiàng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一不同技術(shù)環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)交互規(guī)范和流程，形成教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，是實(shí)現(xiàn)教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)從采集到分析應(yīng)用各環(huán)節(jié)無(wú)縫聯(lián)動(dòng)的技術(shù)需要。

3. 教育主體智能化發(fā)展應(yīng)用需要

教育主體智能化發(fā)展為教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提出了多元化的應(yīng)用需要?！吨袊?guó)教育現(xiàn)代化2035》提出“建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)”?；诮逃髷?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、教育管理和教育服務(wù)等過(guò)程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)將被匯聚到智能教育平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教育過(guò)程數(shù)據(jù)的伴隨式收集與標(biāo)準(zhǔn)化處理，進(jìn)而支持面向教師的差異化教學(xué)，面向?qū)W生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，面向教研員和教師的協(xié)作化教研，面向教育管理者的精細(xì)化管理和面向師生、家長(zhǎng)及社會(huì)公眾的智能化服務(wù)，并有效助推教學(xué)、教研、管理和服務(wù)的過(guò)程化、精準(zhǔn)化評(píng)價(jià)。

(二) 教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架設(shè)計(jì)

教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架定義了教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的層次結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)，并明確各模塊及內(nèi)容間的相互關(guān)系，使各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范有機(jī)結(jié)合。

圖4 教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架

1. 基礎(chǔ)類(lèi)

教育大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)類(lèi)規(guī)范定義教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)性、通用性規(guī)范，以支持教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系其他標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)用。其中，術(shù)語(yǔ)規(guī)范主要明確教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系涉及的術(shù)語(yǔ)定義、符號(hào)說(shuō)明和術(shù)語(yǔ)解釋?zhuān)患軜?gòu)規(guī)范旨在通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體系整體結(jié)構(gòu)及相互引用關(guān)系的描述，提供結(jié)構(gòu)化、易于管理、便于實(shí)施且可擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)框架；基礎(chǔ)接口規(guī)范旨在為教學(xué)、管理和服務(wù)平臺(tái)之間業(yè)務(wù)復(fù)用提供基礎(chǔ)接口調(diào)用與交互規(guī)則；綁定規(guī)范規(guī)定各類(lèi)教育信息模型XML語(yǔ)言描述語(yǔ)法；實(shí)踐指南是指導(dǎo)如何構(gòu)建和利用教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)性文件，規(guī)定了教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用領(lǐng)域、使用場(chǎng)景和使用方法。

2. 管理類(lèi)

教育大數(shù)據(jù)管理類(lèi)規(guī)范包括數(shù)據(jù)管理規(guī)范、平臺(tái)管理規(guī)范和過(guò)程管理規(guī)范。其中，數(shù)據(jù)管理規(guī)范規(guī)定了教育數(shù)據(jù)開(kāi)放和共享的基本策略，定義開(kāi)放共享數(shù)據(jù)的知識(shí)領(lǐng)域、敏感程度和開(kāi)放權(quán)限，為數(shù)據(jù)開(kāi)放程度定級(jí)和元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考；平臺(tái)管理規(guī)范規(guī)定了教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)有形和無(wú)形的運(yùn)營(yíng)支撐環(huán)境，提高教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)行的兼容性；過(guò)程管理規(guī)范規(guī)定了對(duì)教學(xué)活動(dòng)中各重要過(guò)程節(jié)點(diǎn)的管理，包括定義和管理不同時(shí)空尺度的教學(xué)過(guò)程信息及教學(xué)過(guò)程間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

3. 數(shù)據(jù)類(lèi)

數(shù)據(jù)類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)是教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的核心，主要包括教育教學(xué)活動(dòng)的三類(lèi)主要數(shù)據(jù)：資源數(shù)據(jù)、對(duì)象數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

資源數(shù)據(jù)類(lèi)規(guī)范定義了各類(lèi)教育資源的組織方式，包括資源編列規(guī)范、資源元數(shù)據(jù)規(guī)范和資源封裝規(guī)范。其中，資源編列規(guī)范規(guī)定了各類(lèi)教育資源的編碼規(guī)則，確保開(kāi)放共享教育資源標(biāo)識(shí)的唯一性，便于教育數(shù)據(jù)的大范圍分發(fā)和應(yīng)用；資源元數(shù)據(jù)規(guī)范規(guī)定了各類(lèi)教育資源的描述方法，包括資源數(shù)據(jù)的描述規(guī)則，提高不同教育平臺(tái)之間教育資源數(shù)據(jù)的語(yǔ)義互操作性；資源封裝規(guī)范定義了各類(lèi)教育資源互操作所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及教育資源統(tǒng)一的包裝規(guī)則，支持教育資源在教育平臺(tái)之間的傳輸、復(fù)制、買(mǎi)賣(mài)和分發(fā)。

對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)規(guī)范包括教師畫(huà)像、學(xué)生畫(huà)像和學(xué)校畫(huà)像。其中，教師畫(huà)像規(guī)定了教師對(duì)象的信息模型和要素，包括教師的基本信息、教學(xué)活動(dòng)組織信息、教學(xué)資源創(chuàng)建信息、教學(xué)效果評(píng)價(jià)信息等；學(xué)生畫(huà)像規(guī)定了學(xué)生對(duì)象的信息模型和要素，包括學(xué)生的身份標(biāo)識(shí)、學(xué)力定義、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)能力、知識(shí)掌握程度、學(xué)習(xí)偏好等；學(xué)校畫(huà)像規(guī)定了學(xué)校對(duì)象的信息模型和要素，包括學(xué)校的基本信息、辦學(xué)條件信息、師資力量信息、學(xué)生結(jié)構(gòu)信息、辦學(xué)水平信息等。

行為數(shù)據(jù)類(lèi)規(guī)范包括教學(xué)行為、學(xué)習(xí)行為、管理行為和教研行為等數(shù)據(jù)規(guī)范。其中，教學(xué)行為數(shù)據(jù)規(guī)范規(guī)定有效教學(xué)行為的界定方法和特征，并定義各類(lèi)教學(xué)行為的信息模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)規(guī)范規(guī)定學(xué)習(xí)行為要素、分類(lèi)和數(shù)據(jù)模型，定義了學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)記錄框架；管理行為數(shù)據(jù)規(guī)范規(guī)定教育管理過(guò)程的維度和特征，并定義管理行為數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教研行為數(shù)據(jù)規(guī)范規(guī)定教研行為的行為要素和分類(lèi)方法，定義教研行為的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

4. 支撐技術(shù)類(lèi)

教育大數(shù)據(jù)支撐技術(shù)類(lèi)規(guī)范包括數(shù)據(jù)采集規(guī)范、數(shù)據(jù)建模規(guī)范、數(shù)據(jù)處理規(guī)范、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)范、數(shù)據(jù)分析規(guī)范、數(shù)據(jù)互操作規(guī)范、數(shù)據(jù)接口規(guī)范和數(shù)據(jù)可視化規(guī)范。其中，數(shù)據(jù)采集規(guī)范規(guī)定了教育數(shù)據(jù)的采集類(lèi)別、采集指標(biāo)、采集頻率和采集要求等信息；數(shù)據(jù)建模規(guī)范規(guī)定了各類(lèi)教育數(shù)據(jù)的抽象組織結(jié)構(gòu)，確定數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的組織形式等；數(shù)據(jù)處理規(guī)范規(guī)定了教育數(shù)據(jù)錄入、審核、修改、提交和匯總的操作規(guī)范；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)范規(guī)定了教育大數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的存儲(chǔ)與交換方法，對(duì)教育大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求及其定義方法、數(shù)據(jù)格式要求和存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)技術(shù)等進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化定義；數(shù)據(jù)分析規(guī)范規(guī)定了對(duì)復(fù)雜教育過(guò)程逐漸拆分處理的判斷標(biāo)準(zhǔn)和分析范式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜教育過(guò)程的深入理解；數(shù)據(jù)互操作規(guī)范規(guī)定了不同教育平臺(tái)之間以及不同教育環(huán)節(jié)之間數(shù)據(jù)交互操作的語(yǔ)法與語(yǔ)義；數(shù)據(jù)接口規(guī)范規(guī)定了教育平臺(tái)之間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸格式，方便系統(tǒng)平臺(tái)之間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的共享與交換；數(shù)據(jù)可視化規(guī)范規(guī)定了教育數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)圖形元素和表現(xiàn)形式等，以及定義教育數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法與語(yǔ)義。

5. 應(yīng)用類(lèi)

教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用類(lèi)規(guī)范涵蓋差異化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、協(xié)作化教研、精細(xì)化管理、智能化服務(wù)和過(guò)程化評(píng)價(jià)六大類(lèi)應(yīng)用主題。其中，差異化教學(xué)主題類(lèi)規(guī)范規(guī)定了教師將時(shí)間、精力和教學(xué)素材等資源差異化地分配給不同背景、基礎(chǔ)、技能水平和興趣的學(xué)生，以期促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)的教學(xué)模式標(biāo)準(zhǔn)；個(gè)性化學(xué)習(xí)主題類(lèi)規(guī)范規(guī)定了學(xué)生依據(jù)個(gè)體特征(如學(xué)習(xí)風(fēng)格與偏好、能力水平和興趣等)、個(gè)體需求和個(gè)體差異，開(kāi)展自主學(xué)習(xí)活動(dòng)的學(xué)習(xí)行為標(biāo)準(zhǔn)；協(xié)作化教研主題類(lèi)規(guī)范規(guī)定了校際間協(xié)作參與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、教學(xué)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和教學(xué)方法研究的教研模式標(biāo)準(zhǔn)；精細(xì)化管理主題類(lèi)規(guī)范規(guī)定了學(xué)校對(duì)教育教學(xué)各環(huán)節(jié)制定的制度、規(guī)程和評(píng)價(jià)指標(biāo)的管理模式標(biāo)準(zhǔn)；智能化服務(wù)主題類(lèi)規(guī)范規(guī)定了教育系統(tǒng)通過(guò)捕捉教育用戶(hù)的訪問(wèn)信息，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)，構(gòu)建需求模型，主動(dòng)推送優(yōu)質(zhì)教育資源的教育服務(wù)模式標(biāo)準(zhǔn)；過(guò)程化評(píng)價(jià)主題類(lèi)規(guī)范規(guī)定了教學(xué)和管理效果的過(guò)程化評(píng)價(jià)模式標(biāo)準(zhǔn)，支撐教育過(guò)程的實(shí)證分析。

6. 安全類(lèi)

教育大數(shù)據(jù)安全類(lèi)規(guī)范包括隱私保護(hù)規(guī)范、權(quán)利保護(hù)規(guī)范和訪問(wèn)控制規(guī)范。其中，隱私保護(hù)規(guī)范規(guī)定了對(duì)教育用戶(hù)隱私信息和教育領(lǐng)域敏感數(shù)據(jù)的保護(hù)措施；權(quán)利保護(hù)規(guī)范規(guī)定了教育主體擁有獲得與自身相關(guān)的全部教育信息和數(shù)據(jù)的合法權(quán)利，保護(hù)教育數(shù)據(jù)的分層分級(jí)合理利用；訪問(wèn)控制規(guī)范規(guī)定了教育大數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制機(jī)制，規(guī)范了教育主體對(duì)教育數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制規(guī)則。

(三) 標(biāo)準(zhǔn)引用組譜集合

標(biāo)準(zhǔn)引用組譜作為教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的研制基礎(chǔ)和重要參考，有助于細(xì)化教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)別，促進(jìn)教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的全覆蓋。教育大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域的賦能應(yīng)用，因此教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系參考和引用了大數(shù)據(jù)技術(shù)和教育信息化領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，其中教育信息化領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要來(lái)自ISO/IEC JTC1 SC36、IEEE/LTSC、ADL以及我國(guó)CELTSC等標(biāo)準(zhǔn)組織的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要包括《大數(shù)據(jù)互操作框架》《基于云計(jì)算的大數(shù)據(jù)需求與能力標(biāo)準(zhǔn)》《信息分類(lèi)編碼標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)規(guī)定》等標(biāo)準(zhǔn)文檔及白皮書(shū)。表一給出了教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的參考和引用標(biāo)準(zhǔn)。

表一 教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系參考和引用標(biāo)準(zhǔn)

四、 總結(jié)和展望

教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系為教育大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)利用提供了重要支撐，為促進(jìn)教育平臺(tái)互聯(lián)互通和實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)全生命周期管理提供了基礎(chǔ)保障。我們也應(yīng)注意到，教育大數(shù)據(jù)的易獲取性滋生了一系列新的信息安全和倫理問(wèn)題，加強(qiáng)教育大數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)迫在眉睫，加快教育大數(shù)據(jù)安全類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的制定將是教育大數(shù)據(jù)持續(xù)發(fā)展的重要保障。同時(shí)，教育大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研制離不開(kāi)企業(yè)、教育機(jī)構(gòu)和科研機(jī)構(gòu)等多方的支持和參與，基于專(zhuān)業(yè)化分工的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作編制將成為未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)研制的主流模式。目前，教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作組已經(jīng)在CELTSC框架內(nèi)成立，其對(duì)外銜接國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織，對(duì)內(nèi)適應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)需求的工作模式已經(jīng)形成，將為我國(guó)教育大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的深入研究和廣泛應(yīng)用提供重要支撐。

[注釋]

① Office of educational technology. Enhancing teaching and learning through educational data mining and learning analytics. [EB/OL] (2014-03) [2018-08-28]. https://tech.ed.gov/learning-analytics/.

② Seizing the data opportunity: as trategy for UK data capability. [2020-1-18].https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/254136/bis-13-1250-strategy-for-uk-data-capability-v4.pdf.

③ Infocomn media 2025[EB/OL].[2020-1-18].https://www.mci.gov.sg/portfolios/infocomm-media/infocomm-media-2025.

④ ISO/IEC JTC1 inforamiton technology. Big data preliminary report 2014 https://www.iso.org/files/live/sites/isoorg/files/developing_standards/docs/en/big_data_report-jtc1.pdf.

⑤ ISO/IEC JTC 1/SC 32 PARTICIPATION [EB/OL]. [2020-2-10] https://www.iso.org/committee/45342.html?view=participation.

⑥ Standard big data architecture and infrastructure.http://www.picasso-project.eu/wp-content/uploads/2016/05/BDEG_Wo-Chang.pdf.

⑦ About international telecommunication union (ITU) .https://www.itu.int/en/about/Pages/default.aspx.

⑧ Big Data: Big today, normal tomorrow. ITU-T Technology Watch Report https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/oth/23/01/T23010000220001PDFE.pdf.

⑨ ITU-T Recommendations. Big data-Cloud computing based requirements and capabilities. https://www.itu.int/ITU-T/recommendations/rec.aspx?rec=12584&lang=en.

⑩ Committed to connecting the world .ITU-T Recommendations .https://www.itu.int/itu-t/recommendations/rec.aspxrec=13469&lang=zh.