物联网、云计算、人工智能等新一代信息技术的崛起和快速发展,加速了信息技术与高等职业教育的深度融合。高职院校以各种应用服务系统为载体,探索构建了以学生为中心的集教学、科研、管理、服务为一体的新型智慧化校园。信息系统开发数量和功能的不断增加增强,产生了越来越多的数据资源。合理利用数据资源、深度挖掘数据的潜在价值,为教育管理与决策服务,成为高职院校信息化建设过程中的重要课题。

一、教育大数据应用成为必然趋势

2012年,大数据成为IT行业最热门的技术。2012年3月,美国政府宣布投资2亿美元启动“大数据研究和发展计划”,把大数据研究和生产计划提高到国家战略层面[1];2012年10月,美国教育部发布了《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》的教育大数据报告,对美国国内大数据教育应用的领域、案例以及所面临的挑战进行了详细介绍[2];2014年4月,美国联邦教育部宣布,从财政预算中拿出2500万美元用于教育数据挖掘和分析[1]。

2013年开始,我国加速了对教育大数据应用的研究。2014年3月教育部发布的《2014年教育信息化工作要点》中强调:加强对动态监测、决策应用、教育预测等相关数据资源的整合与集成,为教育决策提供及时和准确的数据支持,推动教育基础数据在全国的共享[2][5];2018年4月教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》中进一步强调:完善教育管理信息化顶层设计、提高教育管理信息化水平、优化教育业务管理信息系统,深化教育大数据应用,全面提升教育管理信息化支撑教育业务管理、政务服务、教学管理等工作的能力。

二、教育大数据的内涵与应用现状

(一)大数据的内涵

搜狗百科对“大数据”的定义如下:大数据(BigData)是指无法在一定时间范围内用常规软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合。大数据有五大特点,即大量(Volume)、高速(Velocity)、多样(Variety)、低价值密度(Value)和真实性(Veracity)[6]。

教育大数据特指教育领域的大数据,即整个教育活动过程中所产生的以及根据教育需要采集到的、一切用于教育发展并可创造巨大潜在价值的数据集合。教育大数据直接产生于包括教学活动、管理活动、科研活动、校园活动等在内的各种教育活动,每个教育利益相关者既是教育数据的生产者,也是教育数据的消费者[7]。

(二)高职院校大数据应用的现状

“互联网+”背景下,高职院校积极推动信息技术与教育教学的深度融合,不断探索人才培养的新模式与新路径,开发并应用适用的教学内容与资源,构建教学运行的良好技术环境,评价教学的绩效及认证学习的成果,这对推动高职院校内涵建设起到了极大的促进作用[8]。教育信息化的加速推动了教育大数据的应用与发展。

随着大数据应用技术的不断涌现,高职院校不仅成为大数据时代的参与者,也渐渐成为大数据发展的推动者。信息技术的广泛应用推动了高职教育线上线下有机结合的课程改革。特别是近年来的职业教育资源库建设、精品在线开放课程建设、数字仿真技术广泛应用和MOOC(慕课)等数字资源的大幅度建设,都促使高职院校发布海量的资源信息。由于思维和技术的限制,有关数据信息仅仅在数据库中进行了简单的存储和查询。近两年,高职院校已经意识到大数据的重要性,开始了大数据应用的探索。但是由于技术和意识等方面的原因,大数据在教育教学领域中的使用还极其有限。

目前,我国高职院校已经普遍认识到大数据的重要性,并开始在教学运行与管理中运用大数据辅助教育教学管理,主要体现在利用大数据为教育的智慧决策、安全预警和智能管控提供技术支撑;推动教学管理、教学方式和教学评价的创新实践;重构教育生态系统,宏观层面为教育决策提供科学依据,中观层面推进教学管理和评价的创新实践,微观层面为个性化教学提供精准支持[9]。但由于理念和应用开发技术还不够成熟,大数据应用还过于理想化,职业院校大数据开发与应用还远远没有达到理想的状态。

三、基于大数据应用的高职院校智慧校园体系建设

以人才培养为核心的智慧校园体系是高职院校信息化建设的重要目标。高职院校应主动融入产业、密切联合企业、紧跟市场需求进行专业设置,按照市场需求设定人才培养目标,根据职业岗位发展方向设置课程,按照学生可持续发展需要实施教学改革,培养面向未来、符合企业需求的高端技能型人才。因此,高职院校必须不断完善原有的校园信息化体系,在注重业务管理系统开发的同时,重点开发适合为人才培养服务的各类管理系统,建设以人才培养为核心的信息系统,为人才培养的决策服务。

(一)以人才培养为核心构建大数据应用平台

1.以人才培养为核心重构业务系统

目前,多数职业院校构建了教学、科研、管理、服务体系,形成了贯穿招生、人才培养、就业全过程的人才培养数据链条,建立起规划系统、运营和管理规范的现代职业教育系统,满足日常业务系统的需要。但是业务系统和人才培养系统互相孤立的现象比较严重,存在重视业务系统信息化,轻视人才培养过程信息化的情况。因此,以人才培养为核心,构建为人才培养系统服务的业务系统势在必行,从而实现人才培养过程信息化和业务系统信息化的有效衔接。

面对人工智能应用新技术的发展趋势,高职院校要全面提高人才培养的质量,适应复合型人才培养发展需要和学生个性化化发展需求,要着重研发人才培养信息化系统,在专业、课程、教师、学生等方面围绕人才培养需求重塑业务系统,实现人才培养全过程信息化。在人才培养系统中,除建设校本数据外,还要将互联网数据融入信息系统,将行业企业对人才培养的支撑数据纳入校本信息系统。高职院校要完善行业企业人才需求数据库,实现专业发展与行业企业需求动态调整,为专业调整决策提供依据。在完善校本课程资源建设的同时,高职院校还要重视其他优质在线资源的利用,打破校内校外的界限,建立学分银行系统,实现校内外学生学习互认,鼓励学生通过各种渠道实现在线学习,补充校内在线资源的不足。

2.建立职业教育大数据信息共享平台

首先,高职院校要完善数据中心,建设科学的数据管理体系,为数据的使用、分析和维护提供基础保障,为教育教学及管理起到支撑和引导作用。统筹建设、规划、整合教育大数据采集、处理、分析及数据应用服务四层平台,实现教育大数据的可视化分析与操作,通过数据接口为产品提供服务。这一过程中,数据管理和数据监控时刻发挥作用。

其次,高职院校要完善云计算、大数据平台建设,为数据的使用、分析以及维护提供基础保障。在数据中心建设方面,信息平台数据库要充分对接高职院校人才培养工作状态数据,不仅要采集结构化数据,更要收集来自互联网的非结构化数据,充分考虑未来信息采集的需要,数据库字段与数据存储信息要符合数据平台要求,实现与高职院校人才培养状态数据全面对接。

再次,高职院校要加大以人才培养为核心的数据存储力度。在专业建设层面,要建立完善行业企业人才需求数据库,收集人才需求和技术发展需求,利用大数据提供的预测和分析,促进专业人才培养方案的动态调整;在课程建设层面,要完善课程数据库等信息资源建设,在用大数据分析专业教学资源的利用和学习情况的基础上,为教学改革实施与资源建设提供有价值的信息,为教师实施过程量化考核提供依据;要建立实训设备等资源数据库,为实训设备管理利用提供依据。通过大数据分析,高职院校一方面可以建立学生学习记录数据库,寻找自身差距与不足,为学生个性化学习提供帮助,实施职业教育终身学习体系的建立和发展;另一方面能够促进资源开放共享,促进办学资源的合理使用,提高办学质量和效益。

(二)以大数据应用为核心重构智慧校园体系

“AI+教育”战略的兴起,对职业教育智慧校园建设提出了更高的要求。智慧校园体系呈现为高速互联、全面感知、高速运算、实时控制、便捷服务、科学决策六大特征。

1.高速互联

高职院校应构建一个物联网、互联网、通讯网三网融合的高速基础网络平台,为数据高速传输、信息无障碍获取提供便利,满足职业教育资源共享、大数据分析、数据挖掘、各类应用系统对先进平台支持的需要。

2.全面感知

高职院校应运用先进的人工智能技术,利用感知和无感知系统,实施全过程、全方位数据采集。职业教育大数据的来源主要包括业务系统内部数据、互联网数据和物联网感知数据。以学生信息为例,其信息涉及业务系统内部的数据,包括学生发展系统、学生实习系统、教学管理系统、智能课程教学平台等多个系统中的数据。通过互联网的数据,主要掌握包括学生在线学习记录在内的信息;通过一卡通系统,可以掌握学生在校期间的生活轨迹;通过物联网感知设备,可以获取学生实训室设备使用记录等。所有信息通过高速互联的网络基础平台传输到智慧校园的数据中心,全程记录学生的在校生活学习情况。

3.高速运算

高职院校可以通过云计算、数据挖掘、大数据分析等新技术对数据中心数据进行加工处理。通过云计算技术可以对数据去粗取精,完成第一步数据整理;利用数据挖掘技术可以将来自各业务系统的原始数据转换为有用的信息,这些信息可被学校管理者、企业、教师、学生、家长以及软件系统开发人员使用[5]。

4.实施控制

高职院校可以对人、财、物等实现智慧管理。作为校园安全管理、实训室管理的重要手段,人脸识别系统可以实时动态监控校园的人员、设备、实训室,保障实验室的安全利用,实现安防无人化管理。通过建立智慧实训室、智慧教室等智慧化教学环境,开发智慧教学管理系统,可以与课程教学系统有效对接,监控实验室设备,控制设备的使用人员,自动记录设备的使用情况、学生的学习状况等信息,并提供实时监控和提醒功能。

5.便捷服务

校园内应实现有线无线网络全覆盖,各种便捷无人值守的校园网络服务设施遍及校园,开发基于互联网架构的应用系统。广大师生可以通过电脑、手机、平板及其他智能终端设备方便快捷访问,实现随时随地上网、随时随地学习、随时随地享有学校提供的各种服务。

6.科学决策

应用大数据分析,高职院校可以实现高效管理。针对职业教育需要亟待解决的管理问题,高职院校可以通过大数据对各类数据进行深度挖掘处理,形成管理者需要的数据资源,实现高职院校全员、全方位、全过程的可视化管理;通过监测在校期间学生的成长过程,为学生制订个性化学习方案,促进学生多样化发展,满足学生多样化发展需求;通过大数据分析,教师可以了解学生的基本情况、掌握学生的学习状态,为设计教学内容、调整教学方法等提供参考依据。

四、高职院校大数据应用机制建设路径

(一)实施“一把手”工程,推动大数据应用建设

高职院校应成立“一把手”牵头的大数据应用开发工作组,负责学校信息化建设和大数据应用系统的顶层设计。随着各部门业务需求的增加,信息化系统越来越复杂。如果各部门仅按照自己的业务需要开发各种应用系统,会造成越来越多冗余的数据,严重影响数据的二次开发和利用。因此,高职院校需要有一个统一的机构充分评估各个部门的业务系统需求,充分考虑现有系统与新开发系统的接口,对新开发的系统提出合理化建议,限制不符合要求的业务系统开发。

(二)引进信息化专门人才,加大信息人员投入

大数据应用效率与信息化系统设计和维护使用人员的水平密切相关。由于教育信息化投入成本较高,因此设计之初就要做好顶层设计,从硬件架构、数据中心建设、数据接口设计、应用系统开发等方面充分考虑,使系统具有更好的扩充性,为未来软硬件升级改造奠定基础,避免由于系统兼容性造成的资源浪费。这需要非常专业、有信息化开发经验的人员牵头完成,对此高职院校应配备专业稳定的信息技术人员。

(三)加强数据信息建设,实现信息充分共享

推进数据的集中和共享,保障数据安全是高职院校智慧校园建设的首要任务。按照数据信息共享的原则,高职院校应成立专门的信息中心,负责整个学校信息化建设的顶层设计。信息中心提供编码规范、信息采集的统一入口和信息存储的统一设施,避免各部门信息分散存储、互相独立造成的信息孤岛。信息中心实现统一数据采集,各部门可以从信息中心获取数据,同时各应用系统形成的公用数据要统一回收至信息中心,便于其他部门共享,从而打通各应用系统之间的信息壁垒,避免信息重复录用。

(四)加大职业教育大数据应用研究工作

要让大数据真正发挥作用,需要高职院校教学管理人员认真梳理业务流程,切实加大大数据研究与分析工作。充分挖掘数据的应用价值及对人才培养、教学改革的支持力度,找出影响专业发展和教学改革的关键因素;有针对性地给出合理的学习支持与干预;利用大数据的分析功能,对职业院校的办学资源进行科学管理,有效提高设备的使用效率,利用闲置的资源有效开展社会服务,提高职业院校社会服务能力;大数据提供的预测和分析,有助于职业院校洞察社会行业的生命周期,了解人才市场的供需平衡,并依据社会行业企业人才需求,动态调整专业设置,及时修订专业人才培养方案,不断满足社会多样化、个性化人才培养的需求,促进职业教育终身学习体系的建立和发展。

五、结语

基于大数据应用的高职院校智慧校园建设已成为必然趋势。高职院校要通过大数据建设与应用,提升职业教育教学工作者和管理者理解数据、利用数据的意识与能力,推进大数据在教育与决策中的深度应用,并利用大数据寻求职业教育发展的新途径与新思路,构建起精细规划、建设、运营和管理的现代职业教育系统,为职业教育诊断改进、重构人才培养机制、完善人才培养方式、提高工作效率提供重要支撑,更好地培养社会所需的高素质技术技能人才。

参考文献：

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[6]搜狗百科.大数据[EB/OL].

[7]杨现民,唐斯斯,李冀红.教育大数据的技术体系框架与发展趋势——“教育大数据研究与实践专栏”之整体框架篇[J].现代教育技术,2016(1):5-12.

[8]徐翠娟,孙百鸣,宋磊.用“互联网+”促进高等职业教育教学改革[J].哈尔滨职业技术学院学报,2017(4):1-4.

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徐翠娟,李晓会.大数据背景下高职院校智慧校园建设与应用探索[J].哈尔滨职业技术学院学报,2020(03):8-11.

基金:黑龙江省教育科学“十三五”规划2017年度重点课题“高等职业教育大数据建设与应用策略研究”(课题编号:GZB1317006).