王正才

(貴州廣播電視大學(xué) 貴陽(yáng) 550004)

遠(yuǎn)程教育(也稱(chēng)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育)是隨著因特網(wǎng)(Internet)的迅猛發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型網(wǎng)絡(luò)教育。遠(yuǎn)程教育的教學(xué)手段現(xiàn)代化，具有突破時(shí)空限制，擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模，提供更多學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，提高教學(xué)質(zhì)量，降低教學(xué)成本等一系列優(yōu)勢(shì)，中國(guó)人口眾多，遠(yuǎn)程教育可以讓更多人接受高等教育[1]。但是，遠(yuǎn)程教育的質(zhì)量問(wèn)題一直是制約其發(fā)展的首要問(wèn)題，建立和完善遠(yuǎn)程教育質(zhì)量保障體系，提高教學(xué)質(zhì)量與服務(wù)的綜合水平，是遠(yuǎn)程教育獲得穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是滿(mǎn)足我國(guó)建立全民學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)的需要?？v觀遠(yuǎn)程教育質(zhì)量所取得的研究成果，大多屬于遠(yuǎn)程教育質(zhì)量保證體系理論研究和教育管理者的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，近幾年，一些研究者才開(kāi)始構(gòu)造遠(yuǎn)程教育質(zhì)量保證體系的具體實(shí)施方法，讓遠(yuǎn)程教育質(zhì)量保證工作逐漸落地[2]?；诠P者近幾年一直從事高職內(nèi)部質(zhì)量保障工作的經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)部質(zhì)量診改(即診斷與改進(jìn)的簡(jiǎn)稱(chēng))信息系統(tǒng)的建設(shè)是內(nèi)部質(zhì)量保障工作落到實(shí)處和常態(tài)化的關(guān)鍵所在。目前，基于文獻(xiàn)搜索和遠(yuǎn)程教育組織機(jī)構(gòu)的調(diào)研，只有少數(shù)教學(xué)信息系統(tǒng)內(nèi)含一定的質(zhì)量評(píng)估功能，對(duì)遠(yuǎn)程教育組織機(jī)構(gòu)綜合性?xún)?nèi)部質(zhì)量保障的信息系統(tǒng)的研究和建設(shè)幾乎還處于空白。為此，本文以筆者所在的貴州廣播電視大學(xué)為例，探索遠(yuǎn)程教育組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部質(zhì)量診改信息系統(tǒng)建設(shè)，希望能利用信息化手段改進(jìn)遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量保障工作。

一、需求分析

遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診斷與改進(jìn)工作，旨在建立基于遠(yuǎn)程教育組織機(jī)構(gòu)人才培養(yǎng)工作全狀態(tài)數(shù)據(jù)、組織機(jī)構(gòu)自主診改、教育行政部門(mén)根據(jù)需要抽樣復(fù)核，保證辦學(xué)方向、辦學(xué)條件、管理規(guī)范，人才培養(yǎng)質(zhì)量的八字形螺旋提高。

(一)數(shù)據(jù)采集需求

大數(shù)據(jù)應(yīng)用依據(jù)來(lái)源于“數(shù)據(jù)說(shuō)明事實(shí)”，對(duì)遠(yuǎn)程教育組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部質(zhì)量的判斷來(lái)源于它的日常數(shù)據(jù)[3]。內(nèi)部質(zhì)量診改信息系統(tǒng)應(yīng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集能力，能將遠(yuǎn)程教育組織機(jī)構(gòu)的各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合在一起，能抓取學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，能錄入學(xué)校各種靜態(tài)數(shù)據(jù)(如規(guī)劃、任務(wù)、目標(biāo))等。遠(yuǎn)程教育的管理、組織和教學(xué)部分在網(wǎng)絡(luò)上完成，學(xué)生通過(guò)課件學(xué)習(xí)、視頻學(xué)習(xí)、在線(xiàn)測(cè)試、網(wǎng)上作業(yè)、在線(xiàn)時(shí)長(zhǎng)、教學(xué)論壇等途徑獲得課程成績(jī)，內(nèi)部質(zhì)量診改信息系統(tǒng)需要的核心數(shù)據(jù)都可通過(guò)這些信息系統(tǒng)采集。

(二)數(shù)據(jù)治理需求

當(dāng)前，電大遠(yuǎn)程教育組織機(jī)構(gòu)沒(méi)有統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)由不同廠(chǎng)商提供，涉及對(duì)象數(shù)據(jù)編碼不統(tǒng)一，各系統(tǒng)中直接獲取數(shù)據(jù)，會(huì)產(chǎn)生多形式值、無(wú)效值、重復(fù)值、錯(cuò)誤值等數(shù)據(jù)，因此，需要建立統(tǒng)一的電大遠(yuǎn)程教育數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，建成一個(gè)健康的、可持續(xù)使用的數(shù)據(jù)中心，為診改提供有用價(jià)值，能供今后業(yè)務(wù)系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用使用。

(三)特殊畫(huà)像需求

大數(shù)據(jù)畫(huà)像即為考量對(duì)象的各種參數(shù)的集合體。對(duì)于傳統(tǒng)教育，由于國(guó)家對(duì)內(nèi)部質(zhì)量保障的要求高，市場(chǎng)需求量大，很多廠(chǎng)商都投入大量的內(nèi)部質(zhì)量診斷與改進(jìn)工作研究。當(dāng)前大家關(guān)心的考量對(duì)象，都有很好的畫(huà)像功能設(shè)計(jì)，但是遠(yuǎn)程教育與傳統(tǒng)教育很大的實(shí)質(zhì)性區(qū)別，且需求量較少，沒(méi)有廠(chǎng)商專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足遠(yuǎn)程教育的具體畫(huà)像功能，因此，在建設(shè)中需要針對(duì)遠(yuǎn)程教育的特殊畫(huà)像做定制研發(fā)。

二、平臺(tái)架構(gòu)

為了滿(mǎn)貴州廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教育的復(fù)雜環(huán)境和上述系統(tǒng)需求的分析，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，本遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診改信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，增加安全保障和運(yùn)維保障，其架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

(一)支撐層(云計(jì)算平臺(tái))

多數(shù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)利用Hadoop框架部署，需要并發(fā)計(jì)算和分布式存儲(chǔ)，對(duì)技術(shù)資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源的需求量及要求比較高。云計(jì)算平臺(tái)優(yōu)勢(shì)明顯，具有強(qiáng)大的計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池，能動(dòng)態(tài)彈性擴(kuò)展，是大數(shù)據(jù)平臺(tái)部署的理想環(huán)境[4]。貴州廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診改系統(tǒng)，隨著用戶(hù)數(shù)量的增多和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的不斷積累，必須考慮計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、資源管理、維護(hù)和安全等一系列現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，筆者建議采用云計(jì)算平臺(tái)，結(jié)合現(xiàn)有的公有云發(fā)展優(yōu)勢(shì)，租用公有云相關(guān)資源。

圖1 遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診改系統(tǒng)架構(gòu)

(二)核心層(大數(shù)據(jù)平臺(tái))

大數(shù)據(jù)平臺(tái)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)挖掘分析。

1. 數(shù)據(jù)源及采集

從貴州廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教育業(yè)務(wù)分析，涉及的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有管理類(lèi)數(shù)據(jù)、資源類(lèi)數(shù)據(jù)、行為類(lèi)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)類(lèi)數(shù)據(jù)，其類(lèi)型有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，需全量存儲(chǔ)在融合HIVE、MySQL、HDFS多種集群的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，保證數(shù)據(jù)的原始性和多元性。數(shù)據(jù)平臺(tái)需具有接口讀取、網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)和智能錄入等功能模塊采集數(shù)據(jù)，主要考慮系統(tǒng)日志、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和感知設(shè)備數(shù)據(jù)的采集[5]。具有自主設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集的可視化ETL工具，可以實(shí)現(xiàn)圖形化的數(shù)據(jù)報(bào)告，用于數(shù)據(jù)采集監(jiān)控和質(zhì)量追蹤。

2. 數(shù)據(jù)治理

數(shù)據(jù)治理是指從零散數(shù)據(jù)變?yōu)榻y(tǒng)一數(shù)據(jù)、從具有很少或沒(méi)有組織和流程的數(shù)據(jù)治理到企業(yè)范圍內(nèi)的綜合數(shù)據(jù)治理、從嘗試處理主數(shù)據(jù)混亂狀況到主數(shù)據(jù)井井有條的一個(gè)過(guò)程[6]?；谄脚_(tái)的數(shù)據(jù)治理工作流程如圖2所示。結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)缺失數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、不可用數(shù)據(jù)等進(jìn)行治理，對(duì)整個(gè)遠(yuǎn)程教育數(shù)據(jù)進(jìn)行全面重新梳理，以保證大數(shù)據(jù)分析的原始數(shù)據(jù)質(zhì)量。

圖2 數(shù)據(jù)治理工作流

3. 數(shù)據(jù)挖掘分析

利用Spark計(jì)算引擎，結(jié)合多種分布式算法和標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言算法，形成內(nèi)容豐富的遠(yuǎn)程教育算法庫(kù)(含學(xué)生行為習(xí)慣、學(xué)習(xí)興趣、心理異常等多種算法)，讓遠(yuǎn)程教育大數(shù)據(jù)分析更具有戰(zhàn)略性和預(yù)測(cè)性。保存大量遠(yuǎn)程教育常用算法模型，今后根據(jù)發(fā)展變化和實(shí)際應(yīng)用需要，能自主通過(guò)接口實(shí)時(shí)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)自主大數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)的價(jià)值轉(zhuǎn)化。采用的大數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括分類(lèi)、聚類(lèi)、回歸、頻度關(guān)聯(lián)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，形成學(xué)生素質(zhì)評(píng)估、行為習(xí)慣、心理異常等大數(shù)據(jù)分析模型，用于深度挖掘分析大數(shù)據(jù)平臺(tái)中的海量數(shù)據(jù)，從而快速構(gòu)建基于遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診改的大規(guī)模數(shù)據(jù)挖掘分析。

(三)診改應(yīng)用

診改應(yīng)用，借鑒高職高專(zhuān)質(zhì)量診改的“五橫五縱”方法，即“決策指揮、質(zhì)量生成、資源建設(shè)、支持服務(wù)、監(jiān)督控制”五個(gè)縱向和“學(xué)校、專(zhuān)業(yè)、課程、教師、學(xué)生”五個(gè)橫向，根據(jù)質(zhì)量目標(biāo)鏈和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)鏈設(shè)計(jì)畫(huà)像功能，包含學(xué)校畫(huà)像、專(zhuān)業(yè)畫(huà)像、課程畫(huà)像、老師畫(huà)像、學(xué)生畫(huà)像。根據(jù)遠(yuǎn)程教育教學(xué)運(yùn)行情況，設(shè)置相應(yīng)預(yù)警功能，幫助不同對(duì)象更好完成任務(wù)。為此，診改平臺(tái)規(guī)劃了學(xué)校畫(huà)像、專(zhuān)業(yè)畫(huà)像、課程畫(huà)像、老師畫(huà)像、學(xué)生畫(huà)像、任務(wù)管理、目標(biāo)管理、運(yùn)行預(yù)警和數(shù)據(jù)可視化幾個(gè)核心功能模塊。

(四)安全保障

整個(gè)平臺(tái)的安全保障涉及支撐環(huán)境云平臺(tái)安全、核心運(yùn)行組件大數(shù)據(jù)平臺(tái)安全和診改應(yīng)用平臺(tái)安全，主要包含用戶(hù)認(rèn)證授權(quán)訪(fǎng)問(wèn)管理、應(yīng)用安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全。診改系統(tǒng)安全屬于系統(tǒng)工程，需滿(mǎn)足“木桶”原理，每部分的安全都需精心設(shè)計(jì)，否則一處疏漏，其它安全部署就形如虛設(shè)。核心大數(shù)據(jù)平臺(tái)安全融合權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密脫敏、審計(jì)隔離、報(bào)警阻斷和多租戶(hù)安全等技術(shù)，建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的大數(shù)據(jù)安全防御體系，全面保障用戶(hù)的數(shù)據(jù)絕對(duì)安全，同時(shí)利用先進(jìn)的編碼容錯(cuò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分步式數(shù)據(jù)存放與恢復(fù)，提高平均無(wú)故障時(shí)間。

(五)運(yùn)維保障

遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診改系統(tǒng)需搭建一套長(zhǎng)期運(yùn)維管理體系，具有一個(gè)以流程為導(dǎo)向、服務(wù)對(duì)象為中心的IT運(yùn)維支撐平臺(tái)，通過(guò)IT運(yùn)維的流程化、有序化，最終實(shí)現(xiàn)由“被動(dòng)運(yùn)維”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)運(yùn)維”。另外，還需要完善的機(jī)構(gòu)和制度保障，需要制定診改系統(tǒng)管理辦法和管理監(jiān)控系統(tǒng)。

三、關(guān)鍵問(wèn)題分析

遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診斷與改進(jìn)信息系統(tǒng)重在過(guò)程控制，涉及面比較廣，是一個(gè)系統(tǒng)工程。下面就貴州廣播電視大學(xué)的現(xiàn)實(shí)狀況，分析信息系統(tǒng)建設(shè)需要特別關(guān)注的問(wèn)題，為實(shí)際建設(shè)工作提供一些借鑒。

(一)數(shù)據(jù)采集問(wèn)題

在數(shù)據(jù)采集中，有兩大難點(diǎn)。一是業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接口未開(kāi)放。貴州廣播電視大學(xué)使用的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，各系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等不一致，很難獲得系統(tǒng)的開(kāi)放接口做系統(tǒng)對(duì)接，數(shù)據(jù)獲取比較困難。二是學(xué)生行為數(shù)據(jù)不易采集。遠(yuǎn)程教育學(xué)生屬于社會(huì)人員，不住校等因素導(dǎo)致學(xué)生行為數(shù)據(jù)采集較困難。綜上，遠(yuǎn)程教育數(shù)據(jù)采集比傳統(tǒng)教育數(shù)據(jù)采集要困難得多，也是診改系統(tǒng)的關(guān)鍵，只有數(shù)據(jù)豐富，診斷結(jié)果才會(huì)更準(zhǔn)確、更有價(jià)值。為此，在電大遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診改信息系統(tǒng)建設(shè)中，需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集問(wèn)題的研究，只有從人文管理和技術(shù)手段上尋找好的解決辦法，才能為診改信息系統(tǒng)提供海量數(shù)據(jù)，做好基礎(chǔ)工作。

(二)數(shù)據(jù)治理問(wèn)題

遠(yuǎn)程教育數(shù)據(jù)來(lái)源比較廣泛，沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)范，數(shù)據(jù)比較混亂，加上國(guó)家信息管理規(guī)范主要針對(duì)傳統(tǒng)教育，遠(yuǎn)程教育具有特殊性，指導(dǎo)性和參考性?xún)?nèi)容比較少，并且前期電大教育系統(tǒng)在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方面的工作做得不多，因此在建設(shè)診改信息系統(tǒng)之初，需要根據(jù)具體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)認(rèn)真制定遠(yuǎn)程教育數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)和形成數(shù)據(jù)集成流程標(biāo)準(zhǔn)、轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)、流程變更標(biāo)準(zhǔn)等數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)，制定數(shù)據(jù)使用和管理等相關(guān)規(guī)章制度，做好前期數(shù)據(jù)治理保障工作。

(三)高性能計(jì)算和大容量存儲(chǔ)問(wèn)題

診改信息系統(tǒng)是基于Hadoop架構(gòu)的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，后期擴(kuò)展具有不確定性，需要采用云計(jì)算平臺(tái)以及專(zhuān)業(yè)的維護(hù)和專(zhuān)業(yè)的安全性防護(hù)，因此，在建設(shè)之前需做好公有云資源及租用研究(如百度云、阿里云、騰訊云等)，以保障高性能計(jì)算和大容量存儲(chǔ)。

(四)應(yīng)用問(wèn)題

由于遠(yuǎn)程教育具有特殊性，針對(duì)遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診斷與改進(jìn)構(gòu)建信息系統(tǒng)的需求量不大，市場(chǎng)上成熟產(chǎn)品較少，在建設(shè)中需要根據(jù)現(xiàn)有診改信息系統(tǒng)，在高職診改系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用業(yè)務(wù)梳理，進(jìn)行個(gè)性化二次開(kāi)發(fā)。也可以結(jié)合貴州廣播電視大學(xué)2019年11月印發(fā)文件《省電大開(kāi)放教育教學(xué)過(guò)程實(shí)施和管理規(guī)范(試行)》，在課程畫(huà)像中規(guī)劃課程創(chuàng)作畫(huà)像、課程制作畫(huà)像和課程發(fā)收畫(huà)像等，在學(xué)習(xí)畫(huà)像中規(guī)劃教學(xué)教務(wù)人員畫(huà)像、學(xué)習(xí)支持服務(wù)畫(huà)像、學(xué)生支持服務(wù)畫(huà)像和作業(yè)考試畫(huà)像等，設(shè)置學(xué)位證書(shū)畫(huà)像(增添規(guī)定內(nèi)容外由大數(shù)據(jù)挖掘提供的學(xué)生感興趣的內(nèi)容)和學(xué)校滿(mǎn)意度畫(huà)像等等。

四、結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診斷與改進(jìn)信息系統(tǒng)的建設(shè)是遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量保障工作落到實(shí)處和常態(tài)化的關(guān)鍵所在，根據(jù)需求分析，基于Hadoop架構(gòu)的大數(shù)據(jù)平臺(tái)能達(dá)到要求。本文結(jié)合貴州廣播電視大學(xué)組織遠(yuǎn)程教育的具體情況展開(kāi)遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診斷與改進(jìn)信息系統(tǒng)的建設(shè)研究，利用云計(jì)算、云存儲(chǔ)、云安全、大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)治理、大數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等技術(shù)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足遠(yuǎn)程教育個(gè)性化特征的內(nèi)部質(zhì)量診改信息系統(tǒng)，分析建設(shè)中存在的客觀問(wèn)題，并提出解決關(guān)鍵問(wèn)題的方法和建議，為后續(xù)遠(yuǎn)程教育內(nèi)部質(zhì)量診斷與改進(jìn)信息系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)維的具體實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。