基于大数据技术的教育平台建设初步研究

摘要：基于大数据的教育平台，顾名思义就是将大数据技术融合到现有教育系统中构建起软件平台以实现管理人员科学决策、系统成员高效交互信息和资源有效共享等功能[1]。一般认为大数据具备5V特征，即：大量（Volume）、高速（Velocity）、多样（Variety）、低价值密度（Value）、真实性（Veracity）[2]。随着中小学、高等院校等教育实践主体的信息化程度的快速提升[3]，属于教育领域的数据体量出现了飞跃式的增长，在局部地方甚至出现了几何级数方式的增长[4]。笔者根据自己项目实践的案例，分析了在构建大数据教育平台时存在的问题，初步分析研究解决方案。

关键词： 大数据技术;教育平台;面对数据;信息孤岛

一、构建大数据教育平台时存在的问题

1.1局部性数据维度偏低

目前大数据教育平台的数据主要来源为各个学校的数字化校园系统，有些学校的数据主要是手工录入的非结构化数据，在教学管理系统中这一现象尤为显著。上述的这些现象导致某些学校的数据维度较低、存在数据来源不足的问题。

1.2校园数据接口不完善

目前大多数学校内部的各个系统子系统通常是由不同的软件服务商提供的。学校内部的教务系统、校园一卡通系统、图书管理系统、财务管理系统之间的数据缺乏统一的规范[5]，存在数据结构不一致、各业务系统的接口对接难度大。在多个学校之间的数据互联时，上述问题尤为明显。

1.3缺乏有效的数据管理中心

大多数学校内部都缺乏数据管理中心，没有统一的数据管理规范。很多学校都没有专门的工作人员维护校园内部各个子信息系统的接入数据，导致各子系统处于相对独立的状态运行，形成了大量的信息孤岛。导致系统级的可用数据在数量上偏少、在质量上偏差，没有能将大数据的分析处理优势体现出来。

1.4项目的成本限制

现有的专用大数据平台投资成本高、收益周期较长。学校信息系统项目的内部管理模块定制化要求高、定制成本高、实施周期过长。学校的信息系统预算通常有限，独立承担专用大数据平台的实施费用显得力不从心。导致深入的数据分析挖掘工作的常规推广遇到困难，基于大数据的教学科研应用也比较难于落地实施。

总而言之，造成上述的问题的本质性原因是采用了将逻辑关系进行固化的数据处理方式，将应用逻辑与数据进行绑定，建设时期不同、开发商不同，造成了每个应用系统都有独立的数据源，异构系统之间的数据不能联通，时间一长造成很多“信息孤岛”[6]。解决数据孤岛问题后才能实现各系统数据的无缝互联，才能提升数据的有效广域共享，进而能多个学校共用一个数据基础设施，进而降低单个学校的运行维护成本，有利于大数据教育平台的落地实施。

二、解决存在问题的初步方案

笔者为解决上述问题初步提出面对数据的大数据的教育平台的解决方案，该方案包括数据登记中心、数据池及数据服务单元，其中：数据池是用于存储数据的基础设施，通常由云存储设备实施;数据登记中心用于构建起规范的数据界定、内部命名规则和登记功能以实现对多源异构数据的管理;数据服务单元包括若干个面对数据的功能封装单元，功能封装单元用于对数据池内的数据进行访问，其在初次访问数据池时、数据登记中心主动刷新信息并告知数据服务单元、以及访问出现异常时均需从数据登记中心获取访问所需的信息，然后再对数据池内数据进行访问。

数据池内存储的数据可以是任意类型的数据，其包括但不限于结构化/非结构化数据、实时/存档/历史数据，空间/非空间数据。数据池是存放数据的空间，其实现方式不依赖于特定的软件、硬件平台或系统，仅需实现数据的可存储性、可访问性及可扩展性，通过数据登记中心所载明的信息，数据访问的发起者可以访问到数据池中的数据。

为了构建起规范的数据界定、内部命名规则和登记功能，数据登记中心的功能模块应包含数据标准、数据分类、登记方法、数据索引、检索、分布式管理和运行等模块。数据服务单元根据具体应用场景自动确定所需访问的数据及对所访问数据的逻辑处理规则，逻辑处理规则为语义规则、关联关系规则、逻辑关系规则及风格规则等。本文的解决方案在具体应用时，每个数据服务单元均能根据不同的数据类型提供不同的功能，数据服务单元为应用系统的搭建与运行提供了數据、逻辑、展现等方面的支撑。

现有教育信息系统的应用开发都将数据直接交给数据库系统管理，应用本身并不管理数据，这导致需求发生变化时往往需要更改数据库设计。在权限控制方面通常是针对角色进行功能模块控制，即角色的类别决定所能使用的功能，而没有针对数据本身进行权限控制，这会导致数据离开应用（如出现数据库被恶意攻击等）时出现严重的安全性问题。本文的解决方案，还包括对数据池内的数据进行访问并对访问权限进行控制的访问权限中心，数据功能单元将访问所需的信息发送给访问权限中心，由访问权限中心依据数据登记中心所载明的信息进行具体数据的访问，并将访问结果反馈到数据功能单元。在具体设置时，访问权限中心内设定有用户认证、用户授权、数据属性设置、数据权限设置、数据加密、数据解密等模块，数据权限中心用于获取数据、传输数据、存储数据、管理数据、调度数据及对数据权限进行控制。数据功能单元获取数据池内数据时，由访问权限中心实现对数据的访问和控制，能提升数据的安全性。

数据功能单元为面对数据的相关功能的封装，由数据功能单元为系统应用的搭建与运行提供逻辑方面的支撑，应用逻辑与数据不是固化绑定关系，应用都基于统一的数据资池，同样的数据可以被若干搭建出来的系统应用在合理的权限控制下使用，从根本上保证了不再有“信息孤岛”、数据大量冗余和二义性等问题。应用时应用可根据角色所对应的数据访问权限，基于数据池而通过一个个数据功能单元的组合搭建而成，天然地具有灵活的扩展性，摆脱了对具体方式的依赖，可以依据需求自行搭建、修改、扩展需要的应用，真正做到了随需应变、快速响应需求。

三、结语

本文为构建大数据教育平台时存在的问题，初步提出面对数据的大数据的教育平台的解决方案。解决方案具有应用逻辑与数据不是固化绑定关系，应用都基于统一的数据池，同样的数据可以被若干搭建出来的系统应用在合理的权限控制下使用的优点，保证了不再有“信息孤岛”、数据大量冗余和二义性等问题。使得基于该解决方案构造出的应用系统响应效率高，维护成本低，便于数据共享和系统功能的扩展，对构建大数据教育平台由积极的借鉴意义。

参考文献：

[1]罗云芳，唐运乐，闵金花.高校教育大数据平台的构建与关键技术研究[J].广西职业技术学院学报，2020，13（03）：110-114+124.

[2]宋宇，卢晓中.大数据驱动下区域教育治理探析[J].教育研究与实验，2020（01）：36-39.

作者简介： 张春艳（1979- ），女，四川成都人，硕士，工程师，研究方向：大数据技术。