1、 基于中山教育城域網分布式網絡協同云閱卷模式的應用實踐與研究成果報告申請人： 黃世勇、吳宇清、李超毅、魏國營、李杰雄、 湯翠檀、周麗芬、利麗紅、李景佳、李成恩、 羅振宇、陳志豪單 位：中山市教育信息中心地址：中山市東區博愛六路12號人才發展研究中心404室魏國營（收）郵編：528403手機基于中山教育城域網分布式網絡協同云閱卷模式的應用實踐與研究 項目申請人：黃世勇、吳宇清、李超毅、魏國營、李杰雄、湯翠檀、 周麗芬、利麗紅、李景佳、李成恩、羅振宇、陳志豪 單位名稱：中山市教育信息中心 單位地址：廣東省中山市東區博愛六路12號人才發展研究中心404室魏國營（收） 聯系電

2、話引言隨著教育信息技術的迅猛發展，網絡閱卷系統在各類考試中逐漸得到應用與推廣，其相對于傳統的“流水線式”人工閱卷，其優越性日益突顯出來。“網絡閱卷又稱網上閱卷、計算機閱卷或無紙化閱卷。它是基于計算機網絡環境,運用圖片掃描、模式識別、圖像處理等技術對考生試卷進行電子化處理的過程。”1此閱卷方式可以在同一張答題紙上實現客觀題與主觀題的統一, 通過高速文檔掃描儀掃描存儲到計算機內,從而獲得清晰準確的圖像文。客觀題由計算機自動閱卷,主觀題由老師通過計算機進行評判, 以控制主觀題評卷誤差、實現考試公平,減輕以傳統翻卷批閱的負擔。閱卷完畢后由計算機自動匯總分數, 并可生成幾十種成

3、績分析統計報表。網上閱卷方式充分體現了現代化考試過程中的公平公正原則,在降低教師工作強度的同時也大大提高了工作效率,對減少評卷誤差、監控評卷質量起到了積極有效作用, 實現了從考試規劃到統計分析各個步驟的全面信息化、自動化、網絡化（如圖1所示）。圖1 “網絡閱卷”模式拓撲圖但傳統的“網絡閱卷”模式在對閱卷場地要求、試卷分析及試卷評價等諸多方面具有一定的局限性，其閱卷結果往往是“因閱而閱”，不能對閱卷結果進而數據分析，以及為任課教師提供科學的指導與評價；另一方面，中山教育城域網（）是中山市教育網絡的核心。近年來，隨著寬帶網絡校校通的持續建設與不斷發展，中山教育城域網作為中山市教育網絡的中樞和骨干，

4、承擔著越來越重要的教育教學和教育管理的核心應用，在促進中山教育高位均衡發展上發揮著越來越重要的作用，原廣東省教育廳電教館彭紅光館長，形象地稱贊中山教育城域網為城鄉一體化搭建了一座優質高效的“一站式”教育公共服務平臺。基于此，如何利用中山教育城域網的基礎設施資源，發揮其技術優勢，切入教育管理的重要應用就成為亟待研究的課題。中山市教育信息中心作為教育行政管理部門，在做好網絡運維管理與安全保障的同時，更應該順勢而為，充分發揮城域網絡專網專線的優勢，整合分散的資源，將信息化與教育管理核心業務融合，因此，由中山市教育信息中心進行主導，通過創革工作方法，創新工作機制，開展了一系列的基于中山教育城域網云閱卷

5、模式的應用實踐與研究，通過依托城域網架構，以中考及各類網絡閱卷為實際需求，圍繞業務整合開展了SWOT分析，針對中山教育城域網架構的網絡協同云閱卷模式進行了技術設計，在系統分析層面、數據應用層面及技術框架上做了初步闡釋，對開展中山教育城域網架構下的“云閱卷”工作提供了來自實務操作的參考和借鑒。一、項目現狀背景分析 （一）“分布式網絡協同云閱卷”項目開展的理論基礎及前景概述釋義 “分布式網絡協同云閱卷”，顧名思義就是運用大數據系統，采用互聯網技術，進行分散式網上閱卷，將閱卷信息實時反饋到數據庫，其與以往傳統定點集中式的電子閱卷不同，利用中山教育城域專網的“分布式網絡閱卷系統”，每一個閱卷點就如同天

6、空中的一片片云，在任何一個有網絡連接的環境下，均可點擊打開系統進行試卷批閱，大大提高了網絡閱卷的工作效率。因此，在當前大數據環境下，為切實提高我市統一閱卷工作的時效性與客觀性，全面了解我市中學生的學情狀況，在積累多年統考和電腦閱卷經驗基礎上，中山市教育和體育局積極引入社會資源，采用網絡協同“云閱卷”形式，將參加試點的8個鎮區及1所直屬中學，共計22所學校31587位學生9個科目的答題卡進行集中回收，在中山市教育和體育局教育信息中心進行集中掃描，屏蔽考生信息后按預先設置的閱卷要求推送至各鎮區進行分散式網上閱卷，考試結束第二天，考生即可登錄中山教育信息港查詢考試成績（如圖）。圖中山教育城域網成績查

7、詢界面 2. 項目開展的意義中山市屬于廣東省經濟發達的珠江三角洲地區，作為廣東教育信息化的先行者, 中山市早在2001年就在高考閱卷中引入電腦閱卷模式, 該閱卷模式以其“更公平、更安全、更高效、更準確”的顯著特性很快獲得了廣大閱卷教師的青睞，成為風靡一時的閱卷方式。但該閱卷模式是將分散在我市各鎮區的教師進行定點集中為前提，其易受閱卷場室及閱卷人員數量等諸多因素的限制，為該閱卷模式在全市范圍內的普及推廣造成障礙。另一方面，隨著中山教育信息化各項建設的縱深發展，中山市成為全省第一個實現基礎教育類學校教育光纖專網100%接入、數字化校園網100%建成的地市。目前，中山教育城域專網上日常運行終端高達7

8、萬多臺，是全省使用率最高的城域專網；并且中山自2007年起就開始規建“中山教育城域網公共教育云服務平臺”，至今已完成第二期擴容建設，是廣東省第一個自主構建的教育云平臺2。基于此，中山市教育和體育局審時度勢，積極創新，在充分結合中山市的教育信息化發展的現實與趨勢，積極構建“互聯網”的發展戰略，于2014年依托中山教育城域網和網絡綜合監控中心基礎，構建起全市首個網絡閱卷中心，并依托中山教育城域網在全國率先開創并實踐了“分布式網絡協同云閱卷”新模式，這是中山市應用信息技術變革傳統考務、教務管理工作，探索“智慧教育”的積極舉措。“云閱卷” 平臺還將與“中山教育人人通”平臺相對接，對匯總的數據進行挖掘分

9、析，從而針對考生的實際情況，更有針對性地提供個性化教學服務。一方面可以讓教師更為全面地了解學生的薄弱環節，因材施教；另一方面，學生可以根據平臺的個性化推送，更有針對性地進行查漏補缺，切實提高學習效率。同時該平臺還會自動分析出學生知識點的短板，并推送相關知識點的視頻和試題供學生學與練；經過長期、廣泛的數據積累，該平臺還會將自動保存的錯題形成錯題本，分析出每個知識點的錯誤率，便于考生有針對性的復習，切實提高學習效率和教育質量。這些個性化的服務，極大地提高了平臺的利用率與便民性，這種全新嘗試，也標志著中山市教育信息化發展又向前邁出堅實一步。（二）“分布式網絡協同云閱卷”項目開展的可行性分析在當前“互

10、聯網+教育”的大數據環境下，為切實提高我市統一閱卷工作的時效性與客觀性，全面了解我市中學生的學情狀況，在積累多年統考和電腦閱卷經驗基礎上，中山市教育和體育局積極以中山市教育信息中心為主導，積極引入社會資源，提出了“分布式網絡協同云閱卷”的新模式，構筑起千人在線、實時監控、安全迅捷的網絡協同云閱卷大平臺，在全省范圍內實現了真正意義上的大范圍分布式網絡協同云閱卷。在2014年確定采取該種閱卷模式之前，中山市教育信息中心在充分結合中山教育城域網和網絡綜合監控中心基礎實際，對該模式的可行性進行了SWOT分析：即分別從Strength(優勢)、Weakness(劣勢)、Opportunity(機遇)、T

11、hreat(挑戰)四個方面，對該模式的可行性進行研究分析。優勢（Strength）：網絡優勢：中山是全國最早探索構建教育城域專網的地市之一,也是廣東省最早實現校校通光纖、組建教育城域專網、開通教育官網的地級市。目前，為進一步充實、優化、完善教育城域專網，建立優質高效的資源服務體系，中山教育城域網正以“人人通”工程為契機，確保十二五期內教育城域網內終端1000M寬帶到桌面。資源優勢：依托中山教育城域網公共教育云服務體系（如圖3），它打破了過往以學校為單位的數字化校園資源熱點的孤立建設模式，通過“中山教育城域專網”寬帶光纖骨干網的承載，將各區域、校域、個人的數字資源和應用“一網打盡”，并以“中山教

12、育信息港()”為公眾教育服務窗口，統一為全市600多所公辦民辦各級各類學校(幼兒園)的近40萬師生以及學生家長和廣大市民提供公共的教育信息化云服務，也為“分布式網絡協同云閱卷”的資源推送，提供強有力的數據支撐。圖3 中山教育城域網公共服務體系劣勢(Weakness)：（1）安全風險：依托中山教育城域網閱進行公布式網絡閱卷，該模式在全國尚屬首次嘗試，在此之前無成功的案例作為標準與參考，其安全性可能為薄弱環節，對于考生信息及考試成績的保密性要求較高，一旦出現信息安全事件，將直接導致家長的焦慮情緒及教育管理部門的信任危機。（2）管理風險：轉變傳統網絡閱卷中“集中定點式”為“分散式”的形式，增加了在閱

13、卷中的管理風險，同時閱卷的質量可能不易掌控。（3）服務風險：在開展分布式網絡協同“云閱卷”試點應用時，需要將各考點考生的答題卡進行回收，并統一運送至中山市教育和體育局教育信息中心進行集中掃描。為保證答題卡運輸的及時性，計劃將該運送環節進行服務外包，因此對物流的集密性要求較高，且對該服務的費用支出方面，也可能存在一定的行政風險。3.機遇(Opportunity)：一方面，往年中考及部分類型的考試已經采用局域網閱卷方式，在此基礎上也積累了一定的經驗。往年在我市各個鎮區已有利用局域網開展網絡協同閱卷的成功基礎，只不過地理位置各自分散、網絡結構相對隔離，但隨著網絡技術的不斷發展，軟硬件的高速更新，安全

14、管理的不斷強化，完全有可能將該種形式移植到中山教育城域網上來；并且，在初期的調研考試和質量檢測中，我市已經嘗試對基于城域網進行網絡閱卷方式，相關軟件系統已經進行過多次大規模閱卷的模擬測試和實戰演練，實踐證明其完全能夠為中考等其他類型考試提供網絡協同閱卷服務，該項目的成功啟用，必將為全市4 萬多名考生提供更加公正、公信、公平的考務保障平臺。另一方面，在當前“互聯網+”戰略已上升到國家政策層面，云計算也首次寫入政府工作報告，所有這些都預示著互聯網和云計算即將對我國教育信息化領域產生重要影響。因此，乘“互聯網+”之東風，實現中山教育信息化互聯網應用大發展，對優化提升中山教育行政管理部門的工作效能，改

15、善中山考務環境等方面都具有深遠的影響。因此，在此背景下，開展“分布式網絡協同云閱卷”模式的研究與實踐，必將為全市師生及家長提供更加公正、公信、公平的考務環境，為師生的教學行為帶來深刻變革。挑戰(Threat)： 考試，牽動著千萬家長的神經；成績，更是對教育教學質量的反饋。構建“基于中山教育教育城域網的分布式網絡協同云閱卷”模式（如圖4），是對中山教育大數據的“深入挖掘綜合分析實踐應用”的具體體現，其既是一項復雜的系統工程，又是一項事關教育民生的大事，需要各個方面的統一配合，協同作戰。經測算，從答題卡的掃描到最后向學生客體的成績推送，期間至少包含有11個環節，且節節相扣，任何一個環節上出現問題都

16、會對整個過程帶來重大影響。 因此，對于閱卷過程中存在著的任何風險和安全隱患都必須得以有效控制和徹底排除，特別是在流量的控制、安全的控制、并發的控制等方面。無論是對閱卷過程的協同合作，還是到“人人通”客戶端的無縫對接，過程中存在著的風險和隱患必須可控。圖4 分布式網絡協同云閱卷系統流程圖解決問題的主要方法和措施（一）基于中山教育城域網架構的分布式網絡協同云閱卷模式的設計基于中山教育城域網架構的分布式網絡協同云閱卷模式和傳統的網絡閱卷方式的最大區別就在于網絡安全，網絡安全同樣也要依靠設計。網絡安全領域的一句名言就是“三分技術、七分管理”，充分說明了安全也要依靠管理和技術方面的設計。1.管理方面的三

17、項設計（1）設計拓撲結構，體現過程管理網絡設計的邏輯起點在其拓撲結構。設計中，我們在中心端、服務器前增加專門安全設備（VPN），審計設備及安全和性能監控平臺（見圖5）。安全設備的作用在于保證閱卷下載內容和上傳數據的完整性、一致性和保密性，重在事前預防；審計設備可以詳盡記錄訪問行蹤， 便于事后追查； 安全和性能監控平臺隨時反饋流量，捕捉現場數據，做到事中監測。在此拓撲優化設計中還要考慮多個運營商的備份鏈路，以強化保障。圖5 基于中山教育城域網分布式網絡協同云閱卷模式拓撲圖（2）設計技術選型，實施分級管理云閱卷平臺要安全第一，性能優先，速度保障，同時考慮高可用性和冗余性。為此， 我們將該系統的設計

18、定位為“一個中心、三級管理”。“一個中心”即在中山教育城域網網絡中圍繞最核心的云閱卷服務器，做好閱卷服務中心的安全配套、建設與管理，“三級管理”即第一級做好中山教育城域網與運營商之間的鏈路傳輸和安全管理，第二級做好運營商與中山市云閱卷中心點的鏈路管理，第三級做好中山教育城域網與外網的鏈路傳輸和安全管理工作，確保進行網絡協同云閱卷時的數據內容的萬無一失。設計安全制度，落實責任保障安全離不開安全制度的制定和設計。在任何一次網絡協同云閱卷期間，都要執行最嚴格的管理制度，閱卷中心人員進入機房前必須刷卡通過門禁系統，進入機房后全程視頻監控（圖6），離開機房須將工作內容登記，全程具有可追溯性，確保數據萬無

19、一失。網絡協同云閱卷工作是一項系統工作，必須依靠各個部門和相關人員的密切配合和協調。技術上，召開協調會，明確設備提供商、鏈路運營商的各自責任。業務上，召開聯席會，從試卷入庫掃描直到最后資源推送，明確各方職責，確保業務崗位沒有空缺，管理空間沒有死角，安全鏈條沒有松動。圖6 閱卷進度監控畫面2.技術方面的三項設計（1）訪問控制技術針對閱卷點制作ACL列表，做好安全系列設備的訪問控制限制，實施雙人管理密碼的策略。閱卷點的共享訪問由教師機控制，具體操作為，通過右鍵點擊“網上領居”，打開計算機的“網絡連接”對話框，右鍵點擊“外網鏈接”屬性，點擊“高級”選項，在“高級”選項中，鉤選“Internet 連接

20、共享”選項下的兩個對話框，點擊“確定”按鈕，完成“本地鏈接”共享設置。（2）安全檢測技術在進行分布式網絡協同云閱卷過程中，時刻不能放松對各項設備及線路的及時檢測和監控。一方面，本課題組在交換機中開放鏡像端口，采用協議分析軟件或嗅探器（如sniffer、wireshark 等），采用網絡流量監控軟件（如prtg、mrtg 等），對中山教育城域網進行實時監測；另一方面，根據中山教育城域網的線路特點，由中山市教育信息中心與電信首次合作應用開發了“基于中山教育城域網線路可視化監控系統”（圖7），每半小時評測和通報網絡狀況,大大提高了對線路使用情況的監測效率。圖7 基于中山教育城域網線路可視化監控系統截

21、圖（3）安全備份技術為做好全方位的后備保障工作，尤其是對于類似網絡協同閱卷的工作而言，一定要考慮好冗余備份和災難恢復問題。我們目前采取的策略是實時備份和定期階段備份相結合、熱備份與冷備份相結合、系統備份和數據備份相結合的方式， 不但考慮設備備份， 也考慮鏈路備份、人員備份等等。確保網絡云閱卷的系統不因設備宕機而損壞，網絡閱卷的數據不因停電而消失，網絡閱卷的業務不因鏈路中斷而受影響，切實做到隨機應變、有備無患。基于中山教育城域網的“中山教育人人通”云資源體系基于中山教育城域網架構的網絡學習空間“中山教育人人通”資源推送，是針對考生（學習者）在考試結束后，由“中山教育城域網公共教育云服務體系”及其

22、“中山微課資源平臺”依據考生的試卷分析結果而進行相應的資源推送，以對考生進行針對性的個性化教學輔導。目前，“中山教育人人通”主要由用戶管理、個性學習、交互模塊、課堂魔方四部分組成。功能模塊如圖8所示。圖8 “中山教育人人通”功能模塊 為落實教育部下發的構建利用信息化手段擴大優質教育資源覆蓋面有效機制的實施方案的重點任務要求以及做好“學習空間人人通”的用戶管理工作，中山市教育信息中心于2014年對全市40多萬教育用戶啟動實施“教育用戶統一注冊認證工作”開展了教育通行證網絡實名認證工作，將采集的數據與現有管理平臺的數據進行一一關聯和認證。因此，以上的“用戶管理模塊”包括注冊、登陸和個人信息修改。首

23、次訪問的用戶需要通過如圖9的登錄界面進行實名注冊，然后可以通過交互模塊進行學習者之間的互動，分享學習經驗和交流學習心得，并可以第一時間獲取需要的資源。圖9 中山市中小學校綜合信息管理平臺個性學習模塊包含知識管理、學習計劃、圖庫等。在知識管理模塊中，用戶可以發布生活中的語錄、狀態，收藏系統推薦或好友分享優秀資源；也可以發布文章，上傳視頻、文件等資源，還可以分享自己空間的資源給其他學習者。學習計劃模塊提供有日程表，用戶可以在日程中添加待辦事件(如對自己下階段的學習安排)等，對用戶的學習起到督促和提醒作用。課堂魔方是網絡學習空間用于課堂教學的關鍵模塊，該模塊允許任何用戶創建課程擔當教師角色，也可以參

24、加課程扮演學生角色。系統為教師角色提供有編寫教學設計方案的引導模塊，該模塊的設計基于文獻資料3和教學設計的ADDIE模型，包括分析、設計、開發、實施、評估等步驟，即使不懂教學設計的教師只要按照系統設定的步驟填寫即可完成教學設計。教學設計模塊為微課程視頻的制作、習題的編寫起到關鍵的指導作用。為了滿足考生（學習者）在“中山教育人人通”云資源平臺中學習的需要，在參加課程學習時，空間主人將成為該課程的一名學員，在這里學習者可以看到該課教師課程方案，明確學習目標和計劃，觀看教學視頻，閱讀學習資料進行學習。隨堂筆記功能實現學習者一邊觀看在線學習，一邊記錄困惑、心得體會或關鍵知識點。在線答疑是實現師生、生生

25、間溝通互動、交流心得即時解決問題的場所。個人網絡學習空間是集合虛擬學習環境(VLE)和個人學習環境(PLE)的“中部空間”。作為協調教與學的第三方空間，它集合兩者的優點于一體，彌補VLE不利于學習者個性化學習、難以發揮學習者主體作用的缺點和PLE難以使學習者獲得學習指引、“教師”作用缺失的不足4。另外，“中山教育人人通”云資源體系通過與個人空間系統的交互和同步，收集和匯聚學習者的整個學習過程，收集細粒度（finegained data）信息，形成海量的學習過程性數據庫，通過學習分析技術進行數據挖掘，可尋找出考生（學習者）個體或群體的特征模型5，從而實現管理和監控網絡學習過程，支持學習者的個性化

26、學習和學習內容推薦6；同時，也可實現指導教學及課程設計，構建有效的學習模式，建設適合學習者的資源，并進行教與學的科學評價，實現智能化學習提供服務；也可用于網絡學習學生流失分析、進行教學決策等，從而建設基于證據和“數據”驅動的教育決策支持模式7。數字教育資源的生產者其主要的職責包括兩點：一是按平臺標準要求設計開發數字教育資源；二是自主運營平臺上自有的產品或應用，如自由定價或自主調整價格等數字教育資源的消費者，通過學籍卡管理系統中的身份認證，登陸教育超市，即可以付費或免費方式下載數字教育資源，并可對資源做出推薦和評價。需要說明的是：用于進行“中山教育人人通”云資源學習的移動終端，支持目前主流的智能

27、手機等學習終端，如基于Windows的臺式機或筆記本、基于IOS或Aodroid的PAD和智能手機等。“中山教育人人通”云資源服務體系流程圖如圖10所示。圖10 “中山教育人人通”云資源服務體系流程圖三、創新表現在積累了多年網絡閱卷的成功經驗，依托中山教育城域網及中心機房相對完善的技術支撐，結合中山教育大數據的底層保障，2014年，中山市教育和體育局依托中山教育城域網和網絡綜合監控中心基礎，構建起全市首個網絡閱卷中心，全國率先應用“智閱卷”模式在初高中階段實施期末統考組織工作。將參加試點的8個鎮區及1所直屬中學，共計22所學校31587位學生9個科目的答題卡進行集中回收，在中山市教育和體育局教

28、育信息中心進行集中掃描，屏蔽考生信息后按預先設置的閱卷要求推送至各鎮區進行分散式網上閱卷，考試結束第二天，考生即通過“中山教育人人通”手機app或登錄“中山教育信息港()”查詢考試成績（圖11）。圖11 山教育信息港成績查詢系統縱覽整個試點過程，就該模式與傳統網絡閱卷模式逐一對比分析，“分布式網絡協同云閱卷模式”的優勢一目了然。（一）對學校的影響1.基于大數據分析的教學決策輔助功能“分布式網絡協同云閱卷”是區別于傳統的集中式電子閱卷，該閱卷方式是采用分散式網上改卷，對所批閱試卷的結果進行統計分析，通過應用計算機云技術和大數據分析方法，與已有全市的海量試卷信息進行橫向與縱向的綜合分析，將該考生成

29、績、考生所在的班級成績、考生所在學校成績等相關信息進行綜合對比分析，從而形成該校在本次考試中的成績分析報告（圖12），為學校編制或修訂本校教育教學決策提供數據參考。圖12 成績分析報告流框圖2.提高試卷運輸及成績發布的效率以2014年參加試點的22所學校為例，按照以往傳統電子閱卷形式，在考試結束后需安排專用車輛由專人上送試卷，地市一級在接收試卷后，需大量人力進行試卷的裝訂、搬運、掃描、評閱及分數錄入，整個環節需要耗費大量的人力物力5；而采用分布式網絡協同云閱卷模式后，由具相關資質的外包物流將22所學校31587位學生9個科目的答題卡進行集中回收至中山市學業測評中心進行集中掃描，通過分布式的網上

30、閱卷后，系統自動進行分析核算成績并自動得出成績報告，其大大提高了試卷運輸及成績發布的效率，同時也減小了閱卷學校的管理壓力。閱卷項目傳統電子閱卷分布式網絡協同云閱卷試卷裝訂工作量大無此過程試卷搬運學校上送，工作量大物流統一運送試卷掃描各考試學校單獨掃描市級集中掃描試卷評閱主觀題需人力批改，工作量大主客觀題均可網絡批閱試卷分析任課教師分析，主觀性大大數據分析，形成分析報告圖13 傳統電子閱卷與分布式網絡協同閱卷比照表（二）對教師的影響1.閱卷方式靈活, 不受閱卷場地及空間限制，大幅提高閱卷效率以2013年我市高二期末考試的20所學校為例：9個科目，共計29523位考生，按照以往定點集中式電子閱卷方

31、式，由于受閱卷場室限制，最多可同時組織300名閱卷教師進行集中批改，如不考慮休息時間，需要連續工作至少25小時批改完成，按此計算閱卷教師的平均閱卷速度為35.43份整卷/小時；而采用分布式網絡閱卷后，以2014年參加試點的22所學校為例：9個科目，共計31587位考生，區別于傳統電子閱卷，該模式支持局域網與互聯網閱卷，教師只需要在有網絡環境的場所，登錄閱卷平臺即可進行在線批閱試卷（圖15），如不考慮休息時間，需要最多連續工作11小時批改完成，按此計算閱卷教師的平均閱卷速度為47.38份整卷/小時，閱卷效率提升了33.73%。考試類別閱卷方式考生人數科目數閱卷教師人數閱卷場室工作時間閱卷效率（整

32、卷/小時）期末考試傳統電子閱卷295239300人需固定場室25小時35.43期末考試分布式網絡閱卷315879600人無此要求10小時47.38圖14 傳統電子閱卷與分布式網絡閱卷工作效率對比圖15 閱卷平臺登錄界面強大的數據統計和分析功能, 為教師的教學提供參考教育數據，是記錄教育信息的載體，教育數據的激增，意味著人類教育科學及管理活動的記錄范圍、測量范圍和分析范圍在不斷擴大，關于教育知識的邊界在不斷延伸。教育數據具有越來越強的可視性、可操作性和可用性，能夠越來越細致、精準、全面和及時地反映教育團體與個人的思維、行為和情感以及事物的特性和發展規律，以更加有效地為提升人類各方面的生產力和生活

33、質量服務。正如比爾蓋茨曾在德克薩斯州首府奧斯汀舉行的一個教育會議上說：“利用數據分析的教育大數據能夠提高學生的學習成績，拯救美國的公立學校系統，教育技術的發展是數據”6，尤其伴隨著移動互聯網的發展，迎接的是大數據，而基于中山教育大數據的“分布式網絡協同云閱卷”便是對教育大數據應用的一個縮影。當然，對于大數據的理解眾說紛紜，其中目前多數國內外學者是從宏觀層面對大數據進行相關研究，將其定義為需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產，具有4V特點，如Volume(數據量大)、Velocity(實時性強)、 Variety(種類多樣)、Veraci

34、ty(真實性)，還有些學者認為應該加入另外兩個V ：Value(價值)和Visualization(可視化)7。筆者認為從宏觀角度還不足以認識到大數據的應用前景和價值，尤其在教育領域中的應用，更應從微觀視角去理解大數據的內涵，它是一種價值觀、方法論。大數據之“大”，其側重點并不在于其表象的“大容量”，而在于分析數據的全面性和潛在的“大價值”。教育中的大數據分析應以嶄新的思維和技術重點對學習過程中的微觀表現進行測量，從多個維度，如努力程度、學習態度、智力水平、領域能力、交互協作等深層次挖掘有價值數據信息，揭示其中隱藏的學習行為等模式并以可視化方式呈現，一方面實現教師根據學習者的學習行為分析其知識

35、基礎和認知能力為學習者定制個性化學習方案，實施教學干預，促進教與學；另一方面系統全面地記錄、跟蹤和掌握學習者特性、學習需求、學習基礎和學習行為，為不同類型的學習者適應性推送教學資源、學習路徑等，促進個體理解的學與教的知識結構，給養個性化發展8。其實學生、教師一言一行，所有學校里發生的事物，無不可以轉化為數據。當每個在校學生都能用自己的計算機終端學習，包括上課、讀書、寫筆記、做作業、發博客、進行實驗、討論問題、參加各種活動等便是教育大數據一個來源。與之相應的學生利用這些課程在網上學習、互動 、互助，這些都將是教育大數據所在。由于人的感覺中存在盲點，直覺不可信任，理性思維也有局限，大腦即使有驚人的

36、記憶力，也未必有驚人的信息加工能力，因此無論是學生的學習需求分析以便向他們推送最適當的學習資源，還是根據學生的教育行為進行評價，都需要基于大數據的自我量化，去記錄、研究、分析自己的在線學習行為，走出錯覺、認識真正的自己、提高自己。基于以上的認識，在本課題研究中，對于中山本土教育大數據的應用與實踐就顯得更具有針對性與實用性：相對于傳統的電子閱卷，“分布式網絡協同云閱卷”系統不僅可以對試卷中的客觀題、主觀題、每道大題及每道小題的每個得分點提供大量樣本數據，用于分析評價試題，了解學情，因材施教9；還可對每個考生的考試數據分析，分析出考生各科成績的軌跡、等級、排名、知識點的掌握情況，錯題中知識點分布情

37、況，并進行更細化的S-P表分析；另外，該系統還可通過對閱卷數據的綜合分析及班級間的多元對比，以評估教師的教學質量，及時發現教學中的優勢與不足（圖8），提升任課教師在教學中的自我管理。（三）對學生及家長的影響1.在線學習（e-Learning）：建構學生個性化自適應在線學習分析結構“美國通過教育數據挖掘和學習分析促進教與學簡報中給出了學習者自適應學習結構及數據流程10”，實現了數據分析顯性數據和隱性數據，構建學習者特征模型，圖16 班級成績分析統計然后向其提供適應性的學習路徑、學習對象等，同時教師也能根據考生試卷的分析結果來掌握學習者學習行為、學習需求，實施個性化指導、干預，整個過程中主要是學習

38、者與系統、學習者與教師之間的交互學習，既培養了學生的自主學習效率，實現了教師個性化的干預指導，又實現了系統根據用戶特征適應性推送物化資源進行學習和推送具有類似學習興趣偏好的學習者在學習過程中產生式信息進行學習。基于此，在結合中山教育城域網進行分布式網絡協同云閱卷模式的應用實踐與研究中，本項目也為學生建構了初步的“基于大數據的學生個性化自適應在線學習（e-Learning）分析結構”11，（如圖17所示）。基于全市考生的大數據信息，從而實施考生個性化自適應的學習結構，其有7個環節組成：其中通過等4個環節，可以實現學習者根據試卷分析結果中可視化信息(如學習者特征、學習結果、學習需求等)進行自主學習

39、，通過制定并執行學習計劃、自主選擇學習策略、學習資源、對學習進行自我評估，有助于提高學生的學習能動性和主動性；然后通過等3個環節可以實現系統采用貝葉斯網絡、協同過濾推薦技術、項目反映理論、Felder-Silverman學習風格模型及霍夫斯坦德文化模型等判定學習風格、興趣偏好、知識水平、學習文化等學習者特征，適應性呈現個性化、可視化的學習路徑、學習資源、同伴信息、工具等，有助于培養學生的自我效能感；通過等5個環節，可以實現教師、中山教育城域網資源管理者根據“中山教育城域網公共教育云服務體系”中可視化的用戶信息，及時調整教學策略，實施個性化指導和教學干預，有助于掌握學習者的學習規律，優化學習過程

40、，改進學習效果，提升教育質量。圖17 學生個性化自適應在線學習（e-Learning）分析結構 需要說明的是：為“分布式網絡協同云閱卷”的在線教學資源提供強有力的數據支撐。2014年上半年，由中山市信息中心開發完成了“中山微課資源平臺”（圖18），作為“中山教育城域網公共教育云服務體系”的一部分，“中山微課資源平臺”共上傳微課視頻30000多節，該微課資源涵蓋了小學至高中的各個課程領域，通過對學生學科考試結果的大數據分析與數據挖掘，在綜合分析全市考生失分率最高的知識點后，通過組織市內優秀教師攝制相應知識點的微課視頻，構建系列化的學習資源平臺，豐富的課程資源，為學生的在線學習及差異化學習提供了更

41、具針對性的學習保障。基于此而建設的2014年高考一模資源平臺，還為當年我市高考作出了巨大貢獻。圖18 中山微課資源平臺移動學習（m-Learning）：基于大數據的個性化自適應移動學習模型隨著數字化學習和移動技術的發展和廣泛的應用，推動了移動學習的興起和發展。移動學習主要是利用移動設備的便捷性、移動性和無處不在的無線通信技術，把學習內容以“推”送方式來實現知識的傳遞，由網絡傳遞方式變為無線通信方式的傳遞，注重學習的內容呈現，移動學習不僅關注數字化學習內容，還關注其學習過程與結果12。因此，結合學生個性化自適應在線學習（e-Learning）的分析結構，既需要考慮學生個性化特征，又要考慮從海量數

42、據中挖掘有價值的個性化學習信息方法等。基于此，在基于大數據的個性化自適應移動學習（m-Learning）研究中，在充分結合分布式網絡協同云閱卷的項目需要，而研發了本自適應學習系統13，其以學生端的個性化自主學圖19 基于大數據的個性化自適應移動學習（m-Learning）模型習、個性化學習資源推薦等為理論基礎，從數據與環境(What)、關益者(Who)、方法(How)和目標(Why)等4維度構建個性化自適應在線學習分析模型，如圖19所示。需要說明的是：在所建構的學生個性化學習分析結構和學習模型之中，“分布式網絡協同云閱卷”不僅可幫助考生將錯題匯總保存，有效幫助考生制定考前的復習計劃；還可依據該

43、考生在試卷分析報告中的薄弱環節進行資源推送，學生可通過登錄“中山教育人人通”手機端（圖20），及時查看由任課教師推送的相應知識點的微課視頻，并完成相關的練習及作業，其中對于答錯的題目，系統還給出答對學生的解題過程進行查看，為學生提供更為個性化的學習。 圖20 中山教育人人通手機端 （四）對教育管理部門的影響提升教育管理部門的考務管理水平區別于傳統網絡閱卷模式中各考試學校均需要備有至少一臺高速試卷掃描儀，以對考生的試卷進行掃描上傳；在“分布式網絡協同云閱卷”中，只需要在中山市教育和體育局學業測評中心進行集中掃描，在屏蔽考生信息后按預先設置的閱卷要求推送至各參考單位位鎮區進行分散式網上閱卷，不僅提

44、高了設備的使用率，節省了大量的設備支出費用，還避免了因在考試學校進行試卷掃描時所存在的人為不確定因素，確保了考試的公平公正，提高教育管理部門的公信力。比照項目傳統網絡閱卷分布式云閱卷設備使用情況不同場地，需重復購買試卷掃描設備集中掃描，綜合利用設備支出費用2萬元*考試學校數量1臺設備費用試卷掃描地點在各考試學校內掃描在中山市學業測評中心集中掃描圖212.基于數據可視化的學業質量差異化評價學業質量差異化評價不以某一次考試成績作為評價學校的唯一標準，通過數據引領，引導學校多元發展，引導學校尋找適合學生的教育。因此，基于中山教育大數據，依據我市2013年2月高一上學期期末考試至2015年2月高三上學

45、期期末考試的質量跟蹤，描繪學校的動態質量曲線，以1：2：4：2：1“橄欖型”結構來評價各校學業質量的發展水平與分化程度，以對學校進行的適當的干預和及時調整。圖22 A學校文理轉化示意圖通過上圖可知，由于A校在本市所屬名校之列，生源素質相對較高，至高三上學期，該校的尖子生、優秀生和中等生理科成績，在全市同級46937名高中生中的排名略呈現下降趨勢；而中下和入校時相對后進學生的成績則呈現較大幅度上升的趨勢。圖23 B學校文理轉化示意圖通過上圖可知，B校學生至高三上學期，所有學生的文科成績，在全市同級46937名高中生中的排名均呈現上升趨勢。創新效果自開展實施“基于中山教育城域網分布式網絡協同云閱卷模式的應用實踐與研究”以來，全市的閱卷工作又步入一個新的高度，尤其是對于教育大數據的應用效果更是有目共睹，得到了基層學校的一致好評！中山市教育信息中心的全體參與者在該項工作的開展過程中，不斷探索和創新管理及工作方法，翻閱了大量的關于本課題研究領域的參考文獻，并進行了多種教學活動的嘗試。其中，該項目作為廣東省“教育管理變革”項目代表之一，于2015年5月23-25日參加了在山東省青島市國際會展中心舉辦的國際教育信息化大會暨全國中小學教學信息化應用展覽活動，該活動由