教務(wù)大數(shù)據(jù)解決方案

一一四川大學(xué)深度學(xué)習(xí)探索計劃建設(shè)方案

目錄

1.背景概述.....................................................................2

1.1.教育信息化發(fā)展趨勢......................................................2

1.2.政策推進(jìn)教育信息化融合創(chuàng)新..............................................3

1.3.教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對教學(xué)的重要意義............................................3

2.需求分析....................................................................4

2.1當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀.............................................................4

2.2業(yè)務(wù)需求................................................................5

3.方案架構(gòu)設(shè)計.................................................................6

3.1方案概述.................................................................6

3.2平臺整體架構(gòu)..............................................................6

3.3子系統(tǒng)構(gòu)成................................................................9

4.系統(tǒng)整體設(shè)計.................................................................12

4.1大數(shù)據(jù)平臺...............................................................13

4.2爬蟲系統(tǒng).................................................................15

4.3智為一一智能教學(xué)督導(dǎo).....................................................20

4.4智課一一智慧教學(xué)數(shù)據(jù)分析.................................................30

4.5智授一一智能輔助授課與學(xué)習(xí)系統(tǒng)...........................................33

4.6自習(xí)選座系統(tǒng).............................................................39

5.方案價值

1.背景概述

1.1.教育信息化發(fā)展趨勢

教育信息化是當(dāng)代世界教育發(fā)展的趨勢，是教育教學(xué)改革的突破口，同時也

是教育現(xiàn)代化的必然要求。

高校是傳授知識、創(chuàng)造知識的殿堂，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入信息化時代，人工智能、

大數(shù)據(jù)、云計算等在深刻地改變?nèi)祟惿鐣姆椒矫婷妗＝逃畔⒒^不是簡單地

將線下教育通過信息技術(shù)移植到線上，教育信息化是在大數(shù)據(jù)、云計算、新一代

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下，包含教育、教學(xué)、管理、服務(wù)、決策等在內(nèi)的高等學(xué)校生存

發(fā)展的新生態(tài)。而在大數(shù)據(jù)等技術(shù)的影響下，教育信息化必將向以下幾個趨勢發(fā)

展：

■必然帶來教育理念的創(chuàng)新和教學(xué)模式的改變。

■必然帶來學(xué)習(xí)方式的改變，知識傳承、創(chuàng)造和運用的改變。

■必然帶來高等教育管理與服務(wù)方式的改變。

■必然帶來決策方式的改變。

■必然帶來資源配置和效益發(fā)揮方面的改變。

1.2.政策推進(jìn)教育信息化融合創(chuàng)新

十八大以來，《“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃》、《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》、

《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等有關(guān)政策密集出臺。

其中，《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》中明確提出建設(shè)“教育文化大數(shù)據(jù)”，

教育大數(shù)據(jù)已成為國家戰(zhàn)略，教育大數(shù)據(jù)建設(shè)迎來重大歷史發(fā)展機遇。

在教育部發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》提到：

“當(dāng)前，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動計算等新技術(shù)逐步廣泛應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)

社會各行業(yè)信息化步伐不斷加快，社會整體信息化程度不斷加深，信息技術(shù)對教

育的革命性影響日趨明顯。黨的十八大以來，特別是中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)

小組成立后，黨中央、國務(wù)院對網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作的重視程度前所未有，“互

聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃、促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要等有關(guān)政策密集出臺，信息化已成

為國家戰(zhàn)略，教育信息化正迎來重大歷史發(fā)展機遇。”

高校通過對大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)的引進(jìn)和融合創(chuàng)新，將是教育信息化接下來

的發(fā)展重點。以更為豐富、更具活力、更加有效的方式建設(shè)優(yōu)質(zhì)教育資源，從大

數(shù)據(jù)的視角重新了解課堂教與學(xué)，更全面評定教師教學(xué)成果，關(guān)注學(xué)生個性化學(xué)

習(xí)與發(fā)展，同時輔助高校數(shù)據(jù)化管理，不斷優(yōu)化教學(xué)資源，提高教學(xué)質(zhì)量，讓高

校真正邁進(jìn)大數(shù)據(jù)教學(xué)的時代。

1.3.教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對教學(xué)的重要意義

教育大數(shù)據(jù)分析過程需要大量的教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供，目前高校的教育基礎(chǔ)數(shù)

據(jù)普遍存在缺失、采集困難、無法使用的問題，在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》

中針對教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提出了伴隨式采集及即時化分析的要求，結(jié)合當(dāng)前的高校教

學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用的情況，教學(xué)數(shù)據(jù)本地化、豐富化是未來的一個重要發(fā)展方向，加強

數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備建設(shè)，引進(jìn)數(shù)據(jù)分析處理平臺，讓數(shù)據(jù)本地化、豐富化，才能

產(chǎn)生更多的分析結(jié)果，進(jìn)而實現(xiàn)教學(xué)中的人工智能應(yīng)用，真正提供教育服務(wù)的精

準(zhǔn)推送。

2.需求分析

2.1當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀

過去幾年，我國在信息化基礎(chǔ)設(shè)施、信息化教學(xué)環(huán)境和數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)

方面取得了較大進(jìn)展，但缺乏與日常教育教學(xué)的深度融合應(yīng)用，尚未大規(guī)模地促

進(jìn)教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，尚未發(fā)揮出信息技術(shù)在提高教學(xué)效果方面的作

用。當(dāng)前高校教學(xué)現(xiàn)狀普遍存在以下問題：

■教學(xué)過程行為數(shù)據(jù)無法采集

教學(xué)過程行為數(shù)據(jù)目前在高校都是處于缺失狀態(tài)，如何將一節(jié)課的過程記錄

下來并量化用于教學(xué)相關(guān)分析，更加科學(xué)地分析教學(xué)行為，是高校目前普遍面臨

的問題。

■數(shù)據(jù)無法有效全量存儲

目前不少高校建設(shè)了常態(tài)化錄播系統(tǒng)，受限于存儲空間，已錄播的課程在經(jīng)

過三個月或者半年的時間就會被新的錄制課程覆蓋，造成了只有階段性數(shù)據(jù)，而

如果全量存儲，存儲的資源需要不斷的增加，造成投入的不斷增加。

■無大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺支撐，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和分析

大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺是綜合分析大數(shù)據(jù)的基本條件，大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺不同于傳統(tǒng)

的統(tǒng)計分析，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分析，需要能夠處理大量的半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，

實時流數(shù)據(jù)，并能夠進(jìn)行綜合分析，用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫平臺是無法做到的。

■結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)無法統(tǒng)一治理，加上數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的

管理，大量數(shù)據(jù)存在不可用的情況

教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)包含大量的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來源

不同、格式不同，如沒有成熟的治理技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一化治理、管理，將出現(xiàn)存儲大

量數(shù)據(jù)，卻無法使用的問題

■教學(xué)數(shù)據(jù)維度少，不足以支撐大數(shù)據(jù)分析結(jié)果

教學(xué)大數(shù)據(jù)涉及的層面也非常復(fù)雜，變化快速，目前教學(xué)數(shù)據(jù)采集的維度少,

數(shù)據(jù)分析結(jié)果的支撐數(shù)據(jù)非常單薄，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析結(jié)果過于簡單，或者準(zhǔn)確率不

高

■教學(xué)評價以主觀評價為主，客觀評價所依托的數(shù)據(jù)不容易獲取

當(dāng)前教學(xué)評價都要專家、學(xué)生的主觀評價為主，且并非對全部課堂進(jìn)行評價,

這樣的評價大多不夠全面客觀，但是對于客觀的課堂數(shù)據(jù)，獲取方面存在一定困

難

■無法關(guān)注到每一個學(xué)生的行為和習(xí)慣，實施個性化教學(xué)難度大

當(dāng)前課堂以教師帶班級的一帶多形式，但是教師精力有限，無法持續(xù)關(guān)注每

個學(xué)生的行為和習(xí)慣，對每個學(xué)生的個性化教學(xué)也難以開展

■針對于教師課堂語音、圖像的分析缺乏AI智能平臺支撐

基于語音、圖像對課堂行為的分析需要成熟的AI技術(shù)作為支撐，將行為數(shù)

據(jù)進(jìn)行不斷學(xué)習(xí)、調(diào)整，才能得到越來越精確的結(jié)果，缺乏AI智能平臺，將難

以實現(xiàn)行為數(shù)據(jù)的分析。

■互動教學(xué)實際執(zhí)行情況無法量化評估

互動教學(xué)等創(chuàng)新的教學(xué)模式實際的執(zhí)行效果無法量化體現(xiàn)，導(dǎo)致教師創(chuàng)新教

學(xué)的反饋不足，創(chuàng)新教育的發(fā)展緩慢

2.2業(yè)務(wù)需求

綜合來看，教務(wù)大數(shù)據(jù)當(dāng)前的建設(shè)需求如下：

■通過大數(shù)據(jù)技術(shù)量化教學(xué)：引入信息化新技術(shù)，將教學(xué)相關(guān)行為數(shù)據(jù)化,

為教學(xué)創(chuàng)新、教學(xué)質(zhì)量提升提供數(shù)據(jù)支撐。

■通過人工智能因材施教：基于學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡、學(xué)習(xí)習(xí)慣等的不同，對每

個學(xué)生做個性化學(xué)習(xí)推送

■通過大數(shù)據(jù)平臺支撐智慧教學(xué)：基于課堂教學(xué)反饋，進(jìn)行教學(xué)模式創(chuàng)新、

信息化技術(shù)應(yīng)用等，實現(xiàn)教學(xué)智慧化

■通過大數(shù)據(jù)技術(shù)完善教學(xué)評估體系：提供課堂行為分析，為學(xué)校教學(xué)評

估提供客觀數(shù)據(jù)支撐

■通過大數(shù)據(jù)技術(shù)輔助教務(wù)決策：破解教育決策粗放化問題，提升教育管

理決策科學(xué)化

3.方案架構(gòu)設(shè)計

3.1方案概述

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代社會已經(jīng)進(jìn)入一個“信息化”時代，而信息的

主要載體是數(shù)據(jù)，在當(dāng)今信息化社會中扮演著非常重要的角色。大數(shù)據(jù)時代的到

來，為高校信息化發(fā)展指引了新的方向，將大數(shù)據(jù)技術(shù)與課堂教學(xué)進(jìn)行融合創(chuàng)新,

為高校教學(xué)管理提供科學(xué)的依據(jù)，為教學(xué)創(chuàng)新提供客觀及時的反饋，為個性化教

學(xué)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

全流程教育大數(shù)據(jù)分析解決方案基于大數(shù)據(jù)平臺及AI智能平臺，對教學(xué)數(shù)

據(jù)進(jìn)行多維度采集分析，包括線上學(xué)習(xí)平臺數(shù)據(jù)，線下課堂數(shù)據(jù)，學(xué)校業(yè)務(wù)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)等，從多方面對教學(xué)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)化教學(xué)過程，讓原本不可量化

的教學(xué)過程變成數(shù)據(jù)形式呈現(xiàn)，并基于這些數(shù)據(jù)源，通過智慧教學(xué)大數(shù)據(jù)平臺，

針對高校不同的服務(wù)對象進(jìn)行有針對性的業(yè)務(wù)模塊開發(fā)。

在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)端，教學(xué)大數(shù)據(jù)分析幫助學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)更好地了解教學(xué)過程數(shù)據(jù)變

化，完善質(zhì)量監(jiān)控體系，在變動的教育數(shù)據(jù)和復(fù)雜的關(guān)聯(lián)中推進(jìn)教育決策的科學(xué)

性與評教的客觀性。

在教師端，通過教學(xué)大數(shù)據(jù)可了解、分析、評估教師教學(xué)效果，促進(jìn)教與

學(xué)的有效性和創(chuàng)新性，借助教學(xué)模式創(chuàng)新、個性化教學(xué)等的智慧性，助力“智慧

教學(xué)”。

在學(xué)生端，通過教學(xué)大數(shù)據(jù)分析為學(xué)生量身推薦學(xué)習(xí)計劃、資源和反饋,

實現(xiàn)“因材施教”，促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的達(dá)成，為個性化教學(xué)指明方向。

3.2平臺整體架構(gòu)

1.2.1教務(wù)大數(shù)據(jù)全流程數(shù)據(jù)源

全流程教育大數(shù)據(jù)分析解決方案有豐富的數(shù)據(jù)源支撐，包括數(shù)據(jù)源管道產(chǎn)

品：教學(xué)輔助數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)采集平臺、混合式教學(xué)及數(shù)據(jù)采集平臺、音頻信息采集

平臺、視頻信息采集平臺、教學(xué)評價系統(tǒng)、教師行為定位系統(tǒng)。

通過多維度的數(shù)據(jù)采集，形成全流程數(shù)據(jù)源的教育大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，為高校

提供更加精準(zhǔn)的預(yù)測與分析結(jié)果。

?教學(xué)平臺提供的教學(xué)活動數(shù)據(jù)，包括教師方面的教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)資

源運行、與學(xué)生互動的數(shù)據(jù)等，學(xué)生方面的學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識

點掌握情況等數(shù)據(jù)，可以從中分析得出在MOOC或SPOC等創(chuàng)新型教學(xué)模

式下的教學(xué)效果，授課風(fēng)格等，也可以從中得到學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)

效果及偏好，為后續(xù)做個性化學(xué)習(xí)推薦提供數(shù)據(jù)支持。

?教學(xué)輔助數(shù)據(jù)，如校園一卡通系統(tǒng)，圖書館系統(tǒng)，人事系統(tǒng)，學(xué)工系統(tǒng)

等，基于這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可以完善師生個人數(shù)據(jù)及行為數(shù)據(jù)，為教學(xué)大

數(shù)據(jù)應(yīng)用提供更多維度的數(shù)據(jù)支撐，如學(xué)生個性化推薦，可以依據(jù)圖書

借閱數(shù)據(jù)來對學(xué)生的內(nèi)容偏好進(jìn)行分析，推薦相應(yīng)的內(nèi)容。

?教學(xué)評價系統(tǒng)提供教學(xué)評價數(shù)據(jù)，包括學(xué)生評價數(shù)據(jù)及督導(dǎo)評價數(shù)據(jù)，

可以同一門課程不同班級、專業(yè)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋部膳c往年數(shù)據(jù)進(jìn)行縱

向?qū)Ρ龋庇^地了解課程教學(xué)效果評價。

1.2.2系統(tǒng)架構(gòu)

基于上述的數(shù)據(jù)源，全流程教育大數(shù)據(jù)分析解決方案架構(gòu)如下圖，由底層數(shù)

據(jù)源支撐平臺對接后，通過數(shù)據(jù)資源平臺進(jìn)行治理整合，再由底層大數(shù)據(jù)平臺及

AI服務(wù)平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，最后通過教學(xué)大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，服務(wù)于終端客

戶。

其中由大數(shù)據(jù)平臺In-Center,AI智能平臺形成強大的數(shù)據(jù)分析處理平臺，

在對混合式教學(xué)平臺、智慧教學(xué)環(huán)境、課堂行為數(shù)據(jù)、教學(xué)評價系統(tǒng)、校園業(yè)務(wù)

系統(tǒng)等數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析，最終通過智慧教學(xué)大數(shù)據(jù)平臺輸出對應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用模

塊。

教學(xué)大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺

與傳統(tǒng)的大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)不同的是，我們在第三層面加入了AI服務(wù)平臺，

因為教學(xué)大數(shù)據(jù)中很多重要的數(shù)據(jù)源是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，要通過自然語言、視頻拆

分后的分類計算等技術(shù)進(jìn)行處理，從而提供相應(yīng)的教學(xué)大數(shù)據(jù)服務(wù)。如個性化教

學(xué)資源推薦、知識圖譜等重要應(yīng)用。

3.3子系統(tǒng)構(gòu)成

學(xué)生

智能輔助授課

智彗教學(xué)數(shù)據(jù)分析

智能教學(xué)督導(dǎo)與學(xué)習(xí)

教學(xué)過程數(shù)據(jù)的缺失或者留存困難的問題給教學(xué)創(chuàng)新帶來了非常大的影響。

在教學(xué)活動中的三類主要角色面臨著各自難以解決的問題，分別根據(jù)高校不同服

務(wù)對象的問題進(jìn)行有針對性的數(shù)據(jù)產(chǎn)品開發(fā)。

針對目前高校領(lǐng)導(dǎo)在教學(xué)管理方面的難題，我們了解并總結(jié)了下面的這四個

方面的問題：

?教學(xué)評估方法單一，數(shù)據(jù)支撐不完善

?教學(xué)過程評價難以實現(xiàn)

?教學(xué)過程數(shù)據(jù)的采集及留存缺乏整體規(guī)劃

?教學(xué)綜合數(shù)據(jù)的應(yīng)用缺乏標(biāo)準(zhǔn)

針對這四個問題，我們提出了智慧教學(xué)督導(dǎo)平臺，通過綜合教情、學(xué)院教情、

教學(xué)狀態(tài)預(yù)警、教室畫像，對教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的呈現(xiàn)，讓學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)能直觀

了解教學(xué)運行狀態(tài)，處理相應(yīng)教學(xué)預(yù)警，同時經(jīng)過豐富的大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)治理經(jīng)驗，

對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體規(guī)劃及治理，數(shù)據(jù)統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，也為后續(xù)不斷發(fā)展

的大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)做數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

客戶端模塊功能

學(xué)生概況

教師概況

課程概況

綜合教情

學(xué)院概況

教室概況

預(yù)警情況

智能教學(xué)督導(dǎo)

課程基本信息

教學(xué)資源信息

學(xué)院課程畫像

課程運行情況

專業(yè)設(shè)置

課堂秩序

教學(xué)狀態(tài)預(yù)警

學(xué)生學(xué)業(yè)預(yù)警

到課率分析

督導(dǎo)評分預(yù)警

學(xué)生評分預(yù)警

基本情況

教師綜合畫像教學(xué)行為分析

教學(xué)評教

教室數(shù)量配置平衡性分析

教室類型與班級規(guī)模、課程類型匹配

教室資源分析

分析

教室資源綜合利用情況分析

教學(xué)數(shù)據(jù)報告教學(xué)數(shù)據(jù)報告

針對教師端在教學(xué)創(chuàng)新、學(xué)生管理等方面的難題，我們了解并總結(jié)了下面幾

方面的問題：

?缺乏教學(xué)大數(shù)據(jù)，難以實現(xiàn)個性化教學(xué)

?教學(xué)模式創(chuàng)新成果評估難

?無法實現(xiàn)對每個學(xué)生的學(xué)習(xí)監(jiān)督

針對這幾個問題，我們提出了針對教學(xué)數(shù)據(jù)的智能教學(xué)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，從

教師個人畫像和課堂教學(xué)數(shù)據(jù)為教師了解自身教學(xué)效果和課堂反饋提供渠道，同

時也為教師的創(chuàng)新教學(xué)模式提供及時的嘗試反饋，便于教師調(diào)整教學(xué)模式，不斷

優(yōu)化課堂提供依據(jù)。

學(xué)生行為數(shù)據(jù)則為教師提供所帶班級所有學(xué)生的學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)據(jù)，通過對相應(yīng)

數(shù)據(jù)的篩選，也可以對落后學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)資源推送，關(guān)注學(xué)生的平衡發(fā)展，也為

學(xué)生端個性化學(xué)習(xí)推送提供人工行為機器學(xué)習(xí)資源，優(yōu)化個性化學(xué)習(xí)推送，真正

做到因材施教，為社會輸出更優(yōu)質(zhì)人才資源。

客戶端模塊功能

教學(xué)行為分析

教學(xué)督導(dǎo)評價

教師個人畫像

學(xué)生評價

課程成績分析

教學(xué)建設(shè)概況

教學(xué)互動情況

智慧教學(xué)數(shù)據(jù)分析課堂教學(xué)分析課堂活躍度情況

課堂質(zhì)量情況

課堂風(fēng)格報告

學(xué)生到課率

學(xué)習(xí)軌跡分析

學(xué)生行為分析

成績分析

學(xué)習(xí)成績預(yù)警

針對目前學(xué)生在學(xué)習(xí)方向，自身優(yōu)勢了解和學(xué)習(xí)驅(qū)動力上的疑惑，我們了解

并總結(jié)了以下幾方面的問題：

?學(xué)生學(xué)習(xí)成果評價單一

?缺乏教學(xué)數(shù)據(jù)，難以實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)推送

?缺乏自動預(yù)警機制及時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)

針對這幾個問題，我們提出了智能輔助授課與學(xué)習(xí)系統(tǒng)，基于課程知識點的

匯總梳理得到知識圖譜，通過知識點的掌握情況、學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)軌跡、

內(nèi)容偏好等來對學(xué)生進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)推送，同時基于推薦系統(tǒng)的用戶反饋和教師

人工推送干預(yù)，不斷優(yōu)化推送機制，提高學(xué)生的使用體驗和用戶粘性，讓產(chǎn)品真

正發(fā)揮作用。

客戶端模塊功能

基本畫像

學(xué)業(yè)分析

學(xué)生綜合畫像

心理預(yù)警

智能輔助授課與學(xué)

精準(zhǔn)資助

習(xí)

專業(yè)領(lǐng)域知識圖譜

知識圖譜個性化學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦

個性化學(xué)習(xí)路徑推薦

4.系統(tǒng)整體設(shè)計

全流程教育大數(shù)據(jù)分析解決方案主要由三大平臺：教學(xué)大數(shù)據(jù)分析平臺，大

數(shù)據(jù)平臺和人工智能AI平臺構(gòu)成，其中基于大數(shù)據(jù)平臺和人工智能AI平臺形成

強大的數(shù)據(jù)分析處理平臺，最后通過教學(xué)大數(shù)據(jù)分析平臺輸出相應(yīng)的結(jié)果和服務(wù)

到相應(yīng)的應(yīng)用端。

4.1大數(shù)據(jù)平臺

智能大數(shù)據(jù)平臺，采用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)，基于Hadoop大數(shù)據(jù)框架進(jìn)行深度定

制開發(fā)，結(jié)合自研可視化ETL工具、建模分析、流式處理等核心技術(shù)，針對高教

行業(yè)背景自主研發(fā)的企業(yè)級智能大數(shù)據(jù)平臺，也是當(dāng)前是教育行業(yè)落地案例最多

的大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺。

InCenter具有突出的可用性，優(yōu)秀的性能和高可擴展性，能處理PB級別以

上的數(shù)據(jù)，可圖形化地采集校內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)以及設(shè)備日志數(shù)據(jù)等,

同時具有強大的實時和離線計算能力，以及豐富的數(shù)據(jù)挖掘分析能力，能夠為高

校管理、服務(wù)、教學(xué)和科研方向提供深度的數(shù)據(jù)處理、高效計算與挖掘分析，從

而為高校用戶構(gòu)建海量數(shù)據(jù)深度分析，挖掘數(shù)據(jù)潛在的核心價值。

圖：大數(shù)據(jù)管理平臺框架圖

大數(shù)據(jù)管理服務(wù)平臺InCenter總體框架如圖，各部份詳細(xì)建設(shè)內(nèi)容如下所

示：

?智能數(shù)據(jù)采集中心InCenter-DC

通過針對教育行業(yè)定制的各類可圖形化操作的數(shù)據(jù)采集ETL工具庫，采集對

數(shù)據(jù)中心內(nèi)外的全量及新增數(shù)據(jù)源，可采集高校各種類型的軟件、硬件設(shè)備數(shù)據(jù)

和日志，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等海量分散數(shù)據(jù)，具有集中度高、采集速率快、可分配數(shù)

據(jù)訪問權(quán)限、并具有詳細(xì)的采集日志等特點。在采集過程中，支持Socket,

webservice,數(shù)據(jù)庫、FTP等常見對外接口。各采集頻率需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求、數(shù)

據(jù)量大小等靈活制定，可采集的數(shù)據(jù)類型包括分布式數(shù)據(jù)信息、關(guān)系數(shù)據(jù)庫中結(jié)

構(gòu)化數(shù)據(jù)、各類半結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)、靜態(tài)及高低頻知識數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),

以及第三方合作商提供的數(shù)據(jù)，并且能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控和迭代優(yōu)化。

?智能數(shù)據(jù)預(yù)處理中心

本次項目將通過大數(shù)據(jù)管理平臺數(shù)據(jù)智能預(yù)處理中心模塊，通過清洗工具將

采集的校內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能采集及清洗，定制清洗規(guī)則，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)

準(zhǔn)化，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),建立一套基本涵蓋學(xué)校全維度數(shù)據(jù)字段規(guī)范庫,

滿足學(xué)校現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)及擴展建設(shè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)平臺。同時，該標(biāo)準(zhǔn)化庫

具備良好的擴展功能，應(yīng)對未來數(shù)據(jù)維度需求增加時的擴展需求。

?智能存儲及檢索中心

智能存儲及檢索中心建設(shè)主要分為：數(shù)據(jù)的全量原始庫建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)倉

庫建設(shè)、應(yīng)用模型主題庫建設(shè)、數(shù)據(jù)管理及檢索平臺建設(shè)；針對采集的原始全量

數(shù)據(jù)及增量數(shù)據(jù)構(gòu)建原始數(shù)據(jù)倉庫，實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)和增量數(shù)據(jù)的全量數(shù)

據(jù)備份，同時為校內(nèi)數(shù)據(jù)積累提供數(shù)據(jù)存儲；對原始數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)清洗及標(biāo)準(zhǔn)化

處理，如認(rèn)證計費系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等海量分散數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗預(yù)處理，并分析

適配，形成數(shù)據(jù)分析表、入庫存儲，對傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，也包括XML等半

結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以及以視頻、音頻、文本和其他形式存在的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，將如殘

缺數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)和重復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，把結(jié)果集入庫，并記錄清洗結(jié)果，形成

標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫倉庫，最后通過建模分析，針對模型建立模型分析主題數(shù)據(jù)倉庫。

平臺同時提供高效的數(shù)據(jù)管理及檢索，可通過對數(shù)據(jù)平臺的授權(quán)向外提供數(shù)據(jù)訪

間接口，實現(xiàn)訂閱式的數(shù)據(jù)共享。

?InCenter-RC智能實時計算中心

基于Flume的實時流數(shù)據(jù)采集，采用Kafka實現(xiàn)實時流調(diào)度處理，通過實時

流數(shù)據(jù)聚合技術(shù)，并用SparkStream實現(xiàn)實時流計算功能，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)實時計

算與分析能力

?智能挖掘算法中心

本挖掘算法中心包含教育行業(yè)大數(shù)據(jù)中的算法沉淀庫以及應(yīng)用模型庫，針對

大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，基于基礎(chǔ)模型和應(yīng)用模型采用類似機器學(xué)習(xí)算法、基礎(chǔ)算法、

聚類算法、實時流計算等算法，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的建模分析。

?智能數(shù)據(jù)管理中心

提供數(shù)據(jù)管理界面，包括數(shù)據(jù)查詢，元數(shù)據(jù)管理，文件管理等。針對數(shù)據(jù)倉

庫平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，檢索；提供對整體存儲庫中的元數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理；

提供對整體存儲庫中的文件的文件管理

?智能統(tǒng)一API中心

提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫開發(fā)接口，支持包含Python、Java語言的開發(fā)語言，提供

標(biāo)準(zhǔn)的sql語言支持。提供統(tǒng)一的API接口管理中心，對接口提供統(tǒng)一的管理控

制及授權(quán)。支持多角色訪問，提供統(tǒng)一的模型主題庫開發(fā)接口，可無縫對接第三

方BI開發(fā)工具，支持用戶自定義業(yè)務(wù)呈現(xiàn)開發(fā)。支持教學(xué)建模及比賽

?智能數(shù)據(jù)安全中心

本項目提供的大數(shù)據(jù)平臺結(jié)合大框架下的大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，可支持一平臺多

租戶使用，即用戶可通過該平臺以大數(shù)據(jù)服務(wù)的模式向二級部門或其它機構(gòu)提供

數(shù)據(jù)服務(wù)租用。同時通過嚴(yán)格的授權(quán)角色及權(quán)限控制功能,保證平臺及數(shù)據(jù)安全。

同時結(jié)合數(shù)據(jù)多副本、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、加密傳輸技術(shù)等保證平臺的安全訪問及可

靠保證。同時建立規(guī)范化的安全訪問體系。

?智能數(shù)據(jù)運維中心

本項目數(shù)據(jù)平臺通過對整個數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、流程控制、

平臺自動化安裝部署、Hadoop集群管理、服務(wù)節(jié)點管理、應(yīng)用服務(wù)管理、安全

及權(quán)限管理進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制,可以極大的提升學(xué)校管理員的效率，并降低日

常運維的難度和工作量。

?業(yè)務(wù)應(yīng)用

前端的大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分析展示平臺使用SpringMvc+Mybatis+React框架，大

數(shù)據(jù)算法使用針對各業(yè)務(wù)需求開發(fā)的數(shù)學(xué)建模算法，比如k-近鄰、決策樹、樸

素貝葉斯、Apriori算法、SVD奇異值分解等。在實際項目中一個模型中會嘗試

多種算法，橫向?qū)Ρ群头治龈鱾€算法的實際效果，最終確認(rèn)選用哪個算法。前端

應(yīng)用展示門戶中，前端使用Jquery+Ajax+Echarts組件，并采用了大量的可視化

展示技術(shù)，通過如折線圖、柱狀圖、儀表盤等呈現(xiàn)直觀的大數(shù)據(jù)分析效果，可根

據(jù)用戶權(quán)限開放不同的可視化應(yīng)用服務(wù)。用戶訪問時使用統(tǒng)一門戶，在保證信息

的安全的同時，提供訪問和使用的便捷性。

4.2爬蟲系統(tǒng)

該爬蟲系統(tǒng)管理平臺具有突出的可用性，優(yōu)秀的性能和高可擴展性，能處理

PB級別以上的數(shù)據(jù)，可采集各種類型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等，同時具有分布式網(wǎng)絡(luò)請求

調(diào)度、以及豐富的頁面結(jié)構(gòu)解析能力，能夠為高校管理、服務(wù)、教學(xué)方向提供爬

取數(shù)據(jù)功能，從而為高校用戶構(gòu)建海量數(shù)據(jù)深度分析，挖掘數(shù)據(jù)潛在的核心價值。

?整體架構(gòu)設(shè)計

網(wǎng)修謫求隊列演求線程獨

網(wǎng)頁抓取記錄網(wǎng)燦障設(shè)計

數(shù)據(jù)管道KafkaHadoopElasticSearch

圖2爬蟲平臺技術(shù)架構(gòu)圖

平臺總體框架如圖，各部份詳細(xì)建設(shè)內(nèi)容如下所示：

（1）頁面請求

支持以各種方式進(jìn)行網(wǎng)頁請求，包括HttpClient、ChromeDriver、

SafariDriver、FirefoxDriver、PhantomJS等。

（2）URL調(diào)度

支持多種策略URL調(diào)度，包括：隊列、Redis等。

（3）頁面解析

內(nèi)置常見門戶網(wǎng)站頁面解析，支持結(jié)構(gòu)化頁面及未知結(jié)構(gòu)頁面解析，智能識

別網(wǎng)頁內(nèi)容，進(jìn)行篩選，抓取。

（4）數(shù)據(jù)管道

支持多種對抓取數(shù)據(jù)處理方式，包括MySQL、Hadoop、ElasticSearch等。

（5）爬蟲監(jiān)控

支持對爬蟲服務(wù)全方位信息監(jiān)控，實時報告監(jiān)控信息。

?涉及技術(shù)工具

序號技術(shù)工具描述

高性能key-value數(shù)據(jù)庫，主要用來存儲待爬取地址信息、爬取完

1redis

成的地址信息、爬取異常的地址信息、爬取結(jié)果數(shù)據(jù)信息

高吞吐分布式發(fā)布訂閱消息系統(tǒng)，主要用來發(fā)布待爬取地址消息和

2Kafka

已完成爬取的地址消息

3zookeeper分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)服務(wù)。監(jiān)控爬蟲程序運行狀態(tài)

4hdfs分布式文件系統(tǒng)，保存爬取結(jié)果信息

5mysql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，保存爬取結(jié)果信息

?爬蟲腳本邏輯設(shè)計

?爬取數(shù)據(jù)信息腳本流程圖

?數(shù)據(jù)入庫腳本流程圖

?爬取地址完整校驗?zāi)_本流程圖

4.3智為一一智能教學(xué)督導(dǎo)平臺

教學(xué)大數(shù)據(jù)分析平臺作為教學(xué)數(shù)據(jù)分析結(jié)果和相應(yīng)業(yè)務(wù)模塊的展示端，是學(xué)

校領(lǐng)導(dǎo)、教師、學(xué)生接觸的終端平臺，以業(yè)務(wù)模塊為架構(gòu)，對教學(xué)大數(shù)據(jù)的功能

進(jìn)行展示，具體的業(yè)務(wù)模塊介紹如下：

?綜合教情

基于教學(xué)工作的管理需求，將與高校教學(xué)工作密切相關(guān)的數(shù)據(jù)組織起來，以

數(shù)字化方式呈現(xiàn)出來，形成系統(tǒng)化的反映高校教學(xué)運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)集，讓高校領(lǐng)

導(dǎo)可以直觀看到全校教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)，為相應(yīng)的決策做輔助。

＞學(xué)生數(shù)據(jù)：將近5年全校在讀學(xué)生人數(shù)、男女比例；近5年招生人數(shù)、

男女比例；全校學(xué)生地域分布；學(xué)生成績等級分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表化展

示

＞教師數(shù)據(jù)：近5年全校在職教師人數(shù)、男女比例；近5年新入職教師人

數(shù)、男女比例；教師督導(dǎo)評分等級分布；全校教師職稱分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行

圖表化展示

＞課程數(shù)據(jù)：全校課程總數(shù)；本學(xué)期開課課程數(shù)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程數(shù)、精品

課程數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時展示；全校課程總數(shù)、本學(xué)期開課課程數(shù)、網(wǎng)絡(luò)

教學(xué)課程數(shù)、精品課程數(shù)的近5年數(shù)據(jù)曲線展示

＞學(xué)院概況：針對各學(xué)院、專業(yè)的教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的數(shù)字化呈現(xiàn)，

讓學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)了解到每一個學(xué)院、專業(yè)的教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)，包括學(xué)院整體的

課程運行狀態(tài)和相關(guān)指標(biāo)呈現(xiàn)；學(xué)院整體在教學(xué)平臺上的教學(xué)資源建設(shè)

情況；教學(xué)平臺上的課程運行情況；

＞教室概況：教室總數(shù)；特色教室數(shù)；設(shè)備運行預(yù)警數(shù)；近一個月全校教

室使用率曲線圖的數(shù)據(jù)展示

＞預(yù)警情況：全校學(xué)業(yè)預(yù)警個數(shù)、逃課預(yù)警個數(shù)、掛科預(yù)警個數(shù)、學(xué)生到

課率預(yù)警個數(shù)、督導(dǎo)評價預(yù)警個數(shù)的展示；近一個月全校學(xué)業(yè)預(yù)警數(shù)量

變化趨勢的圖標(biāo)

?學(xué)院課程畫像

針對各學(xué)院、專業(yè)的教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的數(shù)字化呈現(xiàn)，讓學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)了解

到每一個學(xué)院、專業(yè)的教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)，包括學(xué)院整體的課程運行狀態(tài)和相關(guān)指標(biāo)

呈現(xiàn)；學(xué)院整體在教學(xué)平臺上的教學(xué)資源建設(shè)情況；教學(xué)平臺上的課程運行情況;

＞學(xué)院課程分析：可對學(xué)院、年級、學(xué)期進(jìn)行篩選，得到課程總數(shù)、必修

課數(shù)和選修課數(shù)，同時對所有課程的分析結(jié)果進(jìn)行展示；對所有課程的

督導(dǎo)評分進(jìn)行展示

＞教學(xué)建設(shè)數(shù)據(jù)：課程資料容量、課程資料數(shù)量、課程的題庫總量、課程

試卷庫的試卷數(shù)量、課程知識點數(shù)量、課程網(wǎng)站展示頁面數(shù)量、全校總

量/趨勢圖、網(wǎng)站均值/趨勢圖、教師均值/趨勢圖

＞課程運行數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)項目系統(tǒng)總訪問量、課程網(wǎng)站訪問量、精品課程網(wǎng)

站訪問量、本學(xué)期布置作業(yè)次數(shù)、本學(xué)期提交作業(yè)份數(shù)、本學(xué)期提交作

業(yè)率、本學(xué)期批改作業(yè)次數(shù)、本學(xué)期批改作業(yè)率、本學(xué)期布置網(wǎng)絡(luò)考試

次數(shù)、本學(xué)期網(wǎng)絡(luò)考試交卷份數(shù)、本學(xué)期網(wǎng)絡(luò)考試交卷率、本學(xué)期網(wǎng)絡(luò)

考試批改份數(shù)、本學(xué)期網(wǎng)絡(luò)考試批改率、本學(xué)期網(wǎng)絡(luò)提問次數(shù)、本學(xué)期

答疑總次數(shù)、本學(xué)期答疑率、本學(xué)期發(fā)起論題數(shù)量、本學(xué)期論題回復(fù)數(shù)

量、本學(xué)期論題回帖率、本學(xué)期課程調(diào)查總次數(shù)、本學(xué)期課程調(diào)查問卷

回收量、全校總量/趨勢圖、網(wǎng)站均值/趨勢圖、教師均值/趨勢圖、學(xué)

生均值/趨勢圖。

＞專業(yè)設(shè)置：可查看學(xué)院專業(yè)設(shè)置情況，包括專業(yè)設(shè)置數(shù)量，設(shè)置時間，

在校人數(shù)、建設(shè)基礎(chǔ)、建設(shè)目標(biāo)、招生計劃等內(nèi)容。

?教學(xué)狀態(tài)預(yù)警

建立全校、院系和專業(yè)的教學(xué)狀態(tài)預(yù)警指標(biāo)體系，綜合考慮不同變量對教學(xué)

質(zhì)量的影響程度，設(shè)立不同級別的預(yù)警值。在預(yù)警指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，對不同指

標(biāo)的運行結(jié)果進(jìn)行實時監(jiān)控，實現(xiàn)對各級教學(xué)狀態(tài)數(shù)據(jù)的可視化管理。教學(xué)狀態(tài)

預(yù)警包括課堂秩序預(yù)警、學(xué)業(yè)預(yù)警、學(xué)生到課率預(yù)警、督導(dǎo)評分預(yù)警和學(xué)生評分

預(yù)警，將教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督細(xì)化到每一節(jié)課，并有針對性的對預(yù)警進(jìn)行處理，提高教

學(xué)質(zhì)量。

＞課堂秩序：通過篩選學(xué)院，對學(xué)院的學(xué)生課堂狀態(tài)進(jìn)行展示，同時點擊

可以查看各個行為的具體課程占比情況

＞學(xué)業(yè)預(yù)警：所有課程學(xué)生學(xué)業(yè)預(yù)警個數(shù)圖（點擊可出課程學(xué)業(yè)預(yù)警班級

分布）；所有班級學(xué)生學(xué)分不達(dá)標(biāo)個數(shù)（點擊可出班級具體學(xué)生名）；

學(xué)業(yè)預(yù)警top5課程；學(xué)分不達(dá)標(biāo)top5班級

＞學(xué)生到課率：所有到課率趨勢下降預(yù)警的班級；（點擊可看具體到課率）；

＞督導(dǎo)評分：所有督導(dǎo)評分趨勢下降課程的預(yù)警；（點擊可看具體督導(dǎo)評

分）；

＞學(xué)生評分：學(xué)生評價教師評分平均分趨勢下降班級預(yù)警（點擊可看具體

學(xué)生評分）

?教師綜合畫像

教師個人畫像為教師提供個人在教學(xué)方面的綜合數(shù)據(jù)分析，通過對教學(xué)行為

分析，如教學(xué)模式等信息；教學(xué)督導(dǎo)對課程及教師的評價；所帶班級學(xué)生對課程

及教師的評價；所帶課程的班級成績統(tǒng)計分析，與往年同級別學(xué)生的對比，來了

解當(dāng)前教學(xué)方式的整體情況，通過教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)生、督導(dǎo)對教學(xué)的反饋，可以進(jìn)

一步對教學(xué)過程做適當(dāng)調(diào)整，嘗試創(chuàng)新教學(xué)方式等，提高教學(xué)的創(chuàng)新性和綜合水

平。

＞教學(xué)行為分析：對教師的教學(xué)模式；教學(xué)評分進(jìn)行展示

＞教學(xué)督導(dǎo)評價：所帶課程督導(dǎo)系統(tǒng)近5年評價分析

＞學(xué)生評價：所帶課程學(xué)生近5年評價分析

＞課程成績分析：近5年所帶課程成績分析

?教室資源分析

首先采集教室類型（如制圖室、畫室、實驗實訓(xùn)室、多媒體教室等）屬性數(shù)

據(jù)、排課數(shù)據(jù)、自習(xí)教室預(yù)約與使用數(shù)據(jù)、各學(xué)院教學(xué)教室、學(xué)生與課程數(shù)據(jù)、

通過數(shù)據(jù)分析確定資源配比、資源組織、利用情況、使教室資源發(fā)揮最大價值。

＞教室數(shù)量配置平衡性分析

＞分析各類型教室課時安排占比與教室數(shù)占比對比分析，通過數(shù)據(jù)分析確

定差距與并挖掘出優(yōu)化策略

＞教室類型與班級規(guī)模、課程類型匹配分析

＞通過班級規(guī)模數(shù)據(jù)、課程類型數(shù)據(jù)、教室類型數(shù)據(jù)分析確定匹配度，通

過數(shù)據(jù)挖掘過程，挖掘出教室與課程之間最有的匹配模型，解決教室利

用率低的問題并提供教室新增與改造優(yōu)化方案。

＞教室資源綜合利用情況分析

＞通過對各類教學(xué)方法、教學(xué)模式數(shù)據(jù)、教室環(huán)境數(shù)據(jù)的分析，確定教室

資源綜合利用情況，并挖掘出更適合學(xué)校各類新型教學(xué)方法和教學(xué)模式

的教室建設(shè)方案。

?教學(xué)數(shù)據(jù)報告

教學(xué)數(shù)據(jù)報告是根據(jù)不同角色及需求，將平臺已有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合后導(dǎo)出相應(yīng)

的數(shù)據(jù)表，便于不同場合需求使用

4.4智課一一智慧教學(xué)數(shù)據(jù)分析平臺

大數(shù)據(jù)分析解決方案有豐富的數(shù)據(jù)源支撐，除了管道產(chǎn)數(shù)據(jù)，如智能控制、

混合式教學(xué)等數(shù)據(jù)采集平臺之外，還包括外采數(shù)據(jù)，如教學(xué)督導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這些

數(shù)據(jù)均可直接對接相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

目前的教學(xué)評價系統(tǒng)提供教學(xué)評價數(shù)據(jù)，包括學(xué)生評價數(shù)據(jù)及督導(dǎo)評價數(shù)

據(jù)，可以同一門課程不同班級、專業(yè)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋部膳c往年數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向?qū)?/p>

比，直觀地了解課程教學(xué)效果評價。

在教師層面，開發(fā)了教學(xué)智能數(shù)據(jù)助手，通過教師數(shù)據(jù)（包括近5年全校在

職教師人數(shù)、男女比例；近5年新入職教師人數(shù)、男女比例；教師督導(dǎo)評分等級

分布；全校教師職稱分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表化展示）、學(xué)生評價數(shù)據(jù)及督導(dǎo)評價數(shù)

據(jù)等多源數(shù)據(jù)建立教師個人畫像，并通過課堂教學(xué)數(shù)據(jù)為教師了解自身教學(xué)效果

和課堂反饋提供渠道，同時也為教師的創(chuàng)新教學(xué)模式提供及時的嘗試反饋，便于

教師調(diào)整教學(xué)模式，不斷優(yōu)化課堂提供依據(jù)。可以直接應(yīng)用到教學(xué)質(zhì)量綜合評價

模型中。

教學(xué)智能助手-教師畫像

學(xué)火6廂分新邛甘

校學(xué)I■式

深入淺出

幽默自然

Wt

TIT^B

飛*2＜1力分炳＞

70S

?教師個人畫像

教師個人畫像為教師提供個人在教學(xué)方面的綜合數(shù)據(jù)分析，通過對教學(xué)行為分析，如教

學(xué)模式等信息；教學(xué)督導(dǎo)對課程及教師的評價；所帶班級學(xué)生對課程及教師的評價；所

帶課程的班級成績統(tǒng)計分析，與往年同級別學(xué)生的對比，來了解當(dāng)前教學(xué)方式的整體情

況，通過教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)生、督導(dǎo)對教學(xué)的反饋，可以進(jìn)一步對教學(xué)過程做適當(dāng)調(diào)整，嘗

試創(chuàng)新教學(xué)方式等，提高教學(xué)的創(chuàng)新性和綜合水平。

＞教學(xué)行為分析：對教師的教學(xué)模式；教學(xué)評分進(jìn)行展示

＞教學(xué)督導(dǎo)評價：所帶課程督導(dǎo)系統(tǒng)近5年評價分析

＞學(xué)生評價：所帶課程學(xué)生近5年評價分析

＞課程成績分析：近5年所帶課程成績分析

在多源指標(biāo)下對不同維度原始數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取和融合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)范化，實現(xiàn)

教師的教學(xué)模式、教學(xué)態(tài)度等多維評教指標(biāo)融合。

教學(xué)智能助手-教師畫像

針對各學(xué)院、專業(yè)的教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的數(shù)字化呈現(xiàn)，還可以讓學(xué)校領(lǐng)

導(dǎo)了解到每一個學(xué)院、專業(yè)的教學(xué)課程的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括學(xué)院整體的課程運行狀

態(tài)和相關(guān)指標(biāo)呈現(xiàn)；學(xué)院整體在教學(xué)平臺上的教學(xué)資源建設(shè)情況；教學(xué)平臺上的

課程運行情況；。

今大HUQ■5平8?==mo-s1MtnaO

?課堂教學(xué)分析

＞教學(xué)建設(shè)概況對課程資料容量、課程資料數(shù)量、課程的題庫總量、課

程試卷庫的試卷數(shù)量、課程知識點數(shù)量、課程網(wǎng)站展示頁面數(shù)量、全校

總量、網(wǎng)站均值、教師均值，做可視化呈現(xiàn)

＞教學(xué)互動情況從簽到、資料推送、隨堂測試、作業(yè)、考試、問卷、小

組討論、PBL的使用數(shù)據(jù)及教學(xué)互動指數(shù)等方面反映教學(xué)互動情況

＞課堂活躍度情況通過師生互動、簽到、早退、課堂行為、學(xué)生反饋

等數(shù)據(jù)維度進(jìn)行課堂活躍度的綜合評價

＞課堂質(zhì)量情況通過所帶班級的學(xué)生成績、所帶課程評分、學(xué)生課堂活

躍度、學(xué)生課堂行為等維度進(jìn)行課堂教學(xué)質(zhì)量的綜合評價

＞課堂風(fēng)格報告根據(jù)課程的每堂課音頻分析結(jié)果、視頻分析結(jié)果、教學(xué)

風(fēng)格，生成課堂風(fēng)格報告

?學(xué)生行為分析

＞學(xué)生到課率

通過人臉識別、刷卡考勤、二維碼考勤、宿舍門禁、學(xué)生行為軌跡進(jìn)行

學(xué)生到課情況的準(zhǔn)確分析

＞學(xué)習(xí)軌跡分析

根據(jù)教學(xué)平臺上學(xué)生學(xué)習(xí)過程記錄，進(jìn)行學(xué)習(xí)軌跡分析，可作為成績預(yù)

測、學(xué)霸軌跡研習(xí)等數(shù)據(jù)源支撐

＞成績分析

根據(jù)所帶班級每個學(xué)生知識點測試成績、隨堂測試成績；分析所帶班級

本學(xué)期預(yù)測平均成績走勢，預(yù)測學(xué)生成績；

＞學(xué)習(xí)成績預(yù)警

”選用準(zhǔn)點率、出勤率、成績，做加權(quán)求和，反映學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)

態(tài)度。通過疑似逃課分析、本學(xué)期成績預(yù)測、個人歷史成績分析、課程

準(zhǔn)點情況等多個維度做成績預(yù)警。

4.5智授一一智能輔助授課與學(xué)習(xí)系統(tǒng)

通過對學(xué)生行為、學(xué)業(yè)能力、心理健康等維度的綜合評判，構(gòu)建學(xué)生綜合畫

像，根據(jù)學(xué)生的消費情況、上網(wǎng)信息、個人綜合信息等數(shù)據(jù)，識別貧困學(xué)生，為

精準(zhǔn)資助提供決策支持。培養(yǎng)優(yōu)秀人才是高校的宗旨，如何培養(yǎng)出優(yōu)秀的適合社

會發(fā)展需求與市場導(dǎo)向的專業(yè)人才是關(guān)鍵。我們通過構(gòu)建課程以及專業(yè)領(lǐng)域的知

識圖譜，對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)資源推送，關(guān)注學(xué)生的平衡發(fā)展，也為學(xué)生端個性化學(xué)

習(xí)推送提供人工行為機器學(xué)習(xí)資源，優(yōu)化個性化學(xué)習(xí)推送，真正做到因材施教，

為社會輸出更優(yōu)質(zhì)人才資源。

■學(xué)生綜合畫像

?基本畫像

展示學(xué)生個人信息數(shù)據(jù)展示，至少包含學(xué)生性別、出生日期、民族、政治面

貌、籍貫、入學(xué)和畢業(yè)時間、學(xué)號、專業(yè)等詳細(xì)信息

?學(xué)業(yè)分析

根據(jù)學(xué)分情況，掛科情況，逃課情況，學(xué)習(xí)活躍度，以及相關(guān)算法學(xué)習(xí)學(xué)生

行為習(xí)慣，綜合考評學(xué)生學(xué)習(xí)時長、學(xué)習(xí)偏好，對學(xué)生學(xué)業(yè)進(jìn)行分析

?心理健康分析

通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對學(xué)生個人信息進(jìn)行多維度智能分析，結(jié)合學(xué)生個人的消

費記錄、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、門禁數(shù)據(jù)、WIFI數(shù)據(jù)與相關(guān)的問卷調(diào)查等數(shù)據(jù)，可以為學(xué)

校提供一個準(zhǔn)確的心理健康分析功能，包括心理建檔、宣傳教育、危機預(yù)警和干

預(yù)體系的全方位預(yù)警平臺，為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)及時感知學(xué)生心理狀況，預(yù)防學(xué)生心理危

機提供重要可靠的保障。

＞心理測評畫像

①篩選條件：院系、專業(yè)、年級、民族、性別、生源地；

②心理健康情況分布：正常人群（心理測評分?jǐn)?shù)良好）、潛在人群（心理

測評分?jǐn)?shù)及格但較低）、危機人群（心理測評分?jǐn)?shù)不及格但程度較輕）、

嚴(yán)重人群（心理健康測評分?jǐn)?shù)低）的人數(shù)和占比；

③心理發(fā)展趨勢：以心理測評次數(shù)節(jié)點為橫坐標(biāo)，人數(shù)為縱坐標(biāo)，維度為

正常人群、潛在人群、危機人群、嚴(yán)重人群，分析四個維度的發(fā)展走勢;

④學(xué)生特征：以詞云圖的形式提取所查詢?nèi)后w的特質(zhì)；

⑤心理問題上報趨勢：以月份為橫坐標(biāo)，件數(shù)為縱坐標(biāo)，統(tǒng)計所查詢條件

每月上報心理問題件數(shù)的走勢；

＞心理健康查詢

①搜索

查詢條件：院系、專業(yè)、年級、民族、性別、生源地、心理健康等級、預(yù)警

類型、是否為上報人員、是否預(yù)約咨詢；

②查看詳情

直接跳轉(zhuǎn)到“個人畫像”模塊；

③幫扶管理

幫扶時間（開始時間、結(jié)束時間）；

幫扶人員；

幫扶原因；

幫扶方向：勾選項形式，內(nèi)容與個人畫像的子功能相同，方便后期對比分析;

幫扶方式：心理咨詢、輔導(dǎo)員跟進(jìn)、朋輩輔導(dǎo)、心理團(tuán)輔、其他；

幫扶結(jié)果：暫未成功，繼續(xù)幫扶（在下方新增幫扶的一整個流程模塊，并標(biāo)

明次數(shù)）、成功，終止幫扶；

幫扶對比畫像：功能鍵，跳轉(zhuǎn)到新頁面；

④幫扶對比畫像

根據(jù)選取的幫扶方向，對比不同時間節(jié)點數(shù)據(jù)的橫、縱對比情況；

?貧困生精準(zhǔn)資助認(rèn)定

根據(jù)學(xué)生在校期間一卡通消費、上網(wǎng)信息、個人信息綜合分析，實時追蹤學(xué)

生在校生活情況，分析判斷出未獲得助學(xué)金同學(xué)中是否有疑似貧困的學(xué)生存在、

獲得助學(xué)金的學(xué)生中是否有不符合貧困生標(biāo)準(zhǔn)的人數(shù)存在。通過大數(shù)據(jù)分析判

斷，給出直觀、可視的數(shù)據(jù)展示，為學(xué)工部相關(guān)工作人員的減輕工作壓力，提供

工作效率，更加準(zhǔn)確的發(fā)放助學(xué)金。

根據(jù)學(xué)生在校期間一卡通消費、上網(wǎng)信息、個人信息綜合分析，實時追蹤學(xué)

生在校生活情況，分析判斷出未獲得助學(xué)金同學(xué)中是否有疑似貧困的學(xué)生存在、

獲得助學(xué)金的學(xué)生中是否有不符合貧困生標(biāo)準(zhǔn)的人數(shù)存在。通過大數(shù)據(jù)分析判

斷，給出直觀、可視的數(shù)據(jù)展示，為學(xué)工部相關(guān)工作人員的減輕工作壓力，提供

工作效率，更加準(zhǔn)確的發(fā)放助學(xué)金。

＞貧困生分析

①獲助學(xué)金人數(shù)趨勢分析：國家一等助學(xué)金、國家二等助學(xué)金、春雨助學(xué)

金、思源助學(xué)金；

②當(dāng)前貧困生分析：貧困生總?cè)藬?shù)、異常貧困生人數(shù)、建議關(guān)愛人數(shù)；

③貧困生學(xué)院分布：列舉不同學(xué)院人數(shù)；

④貧困生總體畫像：a.區(qū)分男生、女生；b.分析維度：學(xué)習(xí)水平、作息習(xí)

慣、上網(wǎng)習(xí)慣、三餐習(xí)慣、社交關(guān)系；

⑤貧困生生源地分布：國家地圖的熱力圖形式；

⑥貧困生民族分布：展示不同民族的貧困生人數(shù)和百分比；

⑦致貧原因：家庭欠債、突發(fā)意外事件、年邁喪失勞動力、建檔立卡家庭、

家庭成員殘疾、其他；

⑧消費穩(wěn)定性分析：分析維度為貧困生與非貧困生對比；

⑨人均月消費金額對比：展示近半年貧困生和非貧困生的消費金額對比；

＞貧困生查詢

①搜索

查詢條件：院系、專業(yè)、年級、民族、性別、生源地、資助學(xué)年、已獲資助;

②貧困生列表

顯示序號、學(xué)生姓名、學(xué)號、所屬院系、年級、已獲資助、困難程度、資助

金額（月）、上次認(rèn)定時間、操作；

列表的操作欄提供：查看詳情、關(guān)注判斷兩個子功能；

③查看詳情

個人信息：姓名、學(xué)號、性別、學(xué)院、專業(yè)、年級、貧困原因；

消費水平：個人消費金額、校貧困線、該生平均線；

月均消費金額趨勢：個人、學(xué)校平均線、貧困生線；

消費結(jié)構(gòu)分析：給出不同類型消費的金額和占比，并給出恩格爾系數(shù)；

三餐消費金額：從早餐、午餐、晚餐三個方面，對比貧困生、全校平均值、

個人消費值；

④關(guān)注判斷

勾選功能：懷疑虛假貧困生、需要經(jīng)濟(jì)關(guān)懷；

⑤備注；

＞異常貧困生

①列表

異常貧困生列表：序號、學(xué)生姓名、學(xué)號、所屬院系、年級、性別、已獲資

助、困難程度、資助金額（月）、異常指數(shù)、月消費金額、操作；

列表的操作欄提供：查看詳情、關(guān)注判斷兩個子功能；

②查看詳情

個人信息：姓名、學(xué)號、性別、學(xué)院、專業(yè)、年級、貧困原因；

消費水平：個人消費金額、校貧困線、該生平均線；

月均消費金額趨勢：個人、學(xué)校平均線、貧困生線；

消費結(jié)構(gòu)分析：給出不同類型消費的金額和占比，并給出恩格爾系數(shù)；

三餐消費金額：從早餐、午餐、晚餐三個方面，對比貧困生、全校平均值、

個人消費值;

②關(guān)注判斷

關(guān)注原因：勾選框（懷疑虛假貧困生）、備注；

取消關(guān)注原因：勾選框（非虛假貧困生、已取消資助資格）、備注；

＞關(guān)愛學(xué)生

①列表

列表：序號、學(xué)生姓名、學(xué)號、所屬院系、年級、性別、貧困指數(shù)、月均消

費金額、建議月資助金額、處理結(jié)果、操作；

列表的操作欄提供：查看詳情、處理預(yù)警、關(guān)注判斷三個子功能；

②查看詳情頁面展示內(nèi)容：

個人信息：姓名、學(xué)號、性別、學(xué)院、專業(yè)、年級；

消費水平：個人消費金額、校貧困線、該生平均線；

月均消費金額趨勢：個人、學(xué)校平均線、貧困生線；

消費結(jié)構(gòu)分析：給出不同類型消費的金額和占比，并給出恩格爾系數(shù)；

三餐消費金額：從早餐、午餐、晚餐三個方面，對比貧困生、全校平均值、

個人消費值；

③處理預(yù)警頁面展示內(nèi)容：

勾選框：確定經(jīng)濟(jì)困難、非經(jīng)濟(jì)困難；

備注

④關(guān)注判斷頁面展示內(nèi)容，分為兩種情況：

關(guān)注原因：勾選框（需要經(jīng)濟(jì)關(guān)懷）、備注；

取消關(guān)注原因：勾選框（非經(jīng)濟(jì)困難、已資助）、備注；

＞特別關(guān)注學(xué)生

①特別關(guān)注學(xué)生

1）列表

列表：序號、學(xué)生姓名、學(xué)號、所屬院系、年級、性別、貧困等級、貧困指

數(shù)、月均消費金額、關(guān)注原因、操作；

列表的操作欄提供：查看詳情、關(guān)注判斷兩個功能；

2）查看詳情頁面展示內(nèi)容：

個人信息：姓名、學(xué)號、性別、學(xué)院、專業(yè)、年級；

消費水平：個人消費金額、校貧困線、該生平均線；

月均消費金額趨勢：個人、學(xué)校平均線、貧困生線；

消費結(jié)構(gòu)分析：給出不同類型消費的金額和占比，并給出恩格爾系數(shù)；

三餐消費金額：從早餐、午餐、晚餐三個方面，對比貧困生、全校平均值、

個人消費值；

3）關(guān)注判斷

取消關(guān)注原因：非虛假貧困生、已取消資助資格、非經(jīng)濟(jì)困難、已資助；

備注；

②取消關(guān)注學(xué)生

1）列表

列表：序號、學(xué)生姓名、學(xué)號、所屬院系、年級、性別、貧困等級、貧困指

數(shù)、月均消費金額、取消關(guān)注原因、操作；

列表的操作欄提供：查看詳情、關(guān)注判斷兩個功能；

2）查看詳情頁面展示內(nèi)容：

個人信息：姓名、學(xué)號、性別、學(xué)院、專業(yè)、年級；

消費水平：個人消費金額、校貧困線、該生平均線；

月均消費金額趨勢：個人、學(xué)校平均線、貧困生線；

消費結(jié)構(gòu)分析：給出不同類型消費的金額和占比，并給出恩格爾系數(shù)；

三餐消費金額：從早餐、午餐、晚餐三個方面，對比貧困生、全校平均值、

個人消費值；

3）關(guān)注判斷頁面展示內(nèi)容：

關(guān)注原因：懷疑虛假貧困生、需要經(jīng)濟(jì)關(guān)懷;

備注;

■知識圖譜

知識圖譜是顯示知識發(fā)展進(jìn)程與結(jié)構(gòu)關(guān)系的一系列各種不同的圖形，用可視

化技術(shù)描述知識資源及其載體，挖掘、分析、構(gòu)建、繪制和顯示知識的發(fā)展進(jìn)程

及其之間結(jié)構(gòu)關(guān)系。

功能

根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成績等數(shù)據(jù)，通過收集與分析學(xué)生基礎(chǔ)信息、學(xué)

習(xí)行為、課堂考勤、學(xué)習(xí)成績等主要信息的數(shù)據(jù)，讓教師對所帶班級學(xué)生的情況

有更充分的了解，同時基于學(xué)校的學(xué)生素質(zhì)評價體系，構(gòu)建每個學(xué)生的多個維度

的行為模型，綜合各個維度的情況建立學(xué)生個人畫像，宏觀和微觀展現(xiàn)學(xué)生各方

面的情況，有利于了解學(xué)生個體情況以及和學(xué)生之間的差距，便于對學(xué)生實施個

性化學(xué)習(xí)推送的人工輔助。

?專業(yè)知識圖譜

學(xué)生知識圖譜是根據(jù)學(xué)生每次的考試、測驗等成績情況，判斷學(xué)生對知識圖

譜中的知識點的掌握情況，讓學(xué)生清楚了解每門學(xué)科的掌握程度及與學(xué)習(xí)目標(biāo)的

差距，為學(xué)生制定個性化學(xué)習(xí)路徑，推薦學(xué)習(xí)資源。

軟俗學(xué)院英譜遹日文g缺金融學(xué)覲會it學(xué)fit國齊貿(mào)易學(xué)院政治與公共?理學(xué)魏法學(xué)歌藝術(shù)系物

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