西安交通大學(xué)副校長鄭慶華:教育大數(shù)據(jù)分析研究與典型應(yīng)用

中國信息通信研究院
佚名
尊敬的各位專家,各位來賓,大家下午好,首先介紹教育大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景和我國如何在這個(gè)領(lǐng)域搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn),第二,結(jié)合我們前期的實(shí)踐,介紹陜西等高等教育大數(shù)據(jù)平臺。黨中央國務(wù)院把發(fā)展大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)作為創(chuàng)新...

西安交通大學(xué)副校長鄭慶華:教育大數(shù)據(jù)分析研究與典型應(yīng)用

尊敬的各位專家,各位來賓,大家下午好,首先介紹教育大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景和我國如何在這個(gè)領(lǐng)域搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn),第二,結(jié)合我們前期的實(shí)踐,介紹陜西等高等教育大數(shù)據(jù)平臺。黨中央國務(wù)院把發(fā)展大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)作為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的重大戰(zhàn)略決策,國務(wù)院通過了關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要,十八屆五中全會上國家決定實(shí)施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略,所以開展大數(shù)據(jù)的研究已經(jīng)成為我們國家今后創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的一個(gè)重大的戰(zhàn)略舉措。大數(shù)據(jù)之所以蘊(yùn)含著重大的價(jià)值,因?yàn)樗呀?jīng)成為社會科學(xué)新的方法論,成為科學(xué)研究的新范式,成為高新技術(shù)新領(lǐng)域和社會進(jìn)步的新引擎。從大數(shù)據(jù)中我們可以獲得新的知識,創(chuàng)造新的價(jià)值,形成新的理念,是我們未來認(rèn)識世界改變世界的重要武器。

大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為我們這個(gè)時(shí)代最鮮明的特征,因而也是我們當(dāng)前研究的重大任務(wù),之所以大數(shù)據(jù)成為我們時(shí)代的特征,是因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)已經(jīng)深入融合到我們的社會各個(gè)活動(dòng)當(dāng)中,像物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及Web2.0等等新的技術(shù),全面滲透到我們的物質(zhì)世界、生活世界、精神世界的各個(gè)領(lǐng)域,由此形成了無與倫比的前所未有的大數(shù)據(jù)時(shí)代。數(shù)據(jù)的積累已經(jīng)從量變發(fā)展到了質(zhì)變。另外一方面計(jì)算機(jī)超強(qiáng)的計(jì)算能力也為處理大數(shù)據(jù)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐,這兩者的結(jié)合使得大數(shù)據(jù)的智能分析成為我們現(xiàn)實(shí)可能。分析各個(gè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)也正是各個(gè)領(lǐng)域各個(gè)行業(yè)的新的重大需求,所以擁有大數(shù)據(jù)成為我們這個(gè)時(shí)代的特征,分析大數(shù)據(jù)自然也成為我們這個(gè)時(shí)代最鮮明的任務(wù),應(yīng)用大數(shù)據(jù)也是我們把握商機(jī)把握研究機(jī)會的重要的時(shí)代機(jī)遇。信息技術(shù)已經(jīng)跨越了二十年以前從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)而目前是基于大數(shù)據(jù)深度挖掘和知識融合的智慧化處理的新的歷史時(shí)期。

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用在中國應(yīng)該充分發(fā)揮社會主義的優(yōu)越性,本著政產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)動(dòng)的機(jī)制,我們根本目的是從大數(shù)據(jù)中挖掘出價(jià)值,這里面核心有三個(gè)基本環(huán)節(jié),第一從政府角度來說,要進(jìn)行大數(shù)據(jù)的有效管理,制定包括安全在內(nèi)的各種公共政策,這就是政府要作為,從數(shù)據(jù)的獲取、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、安全、保障等等方面的研究。作為高校和科研院所來說,最核心的是要進(jìn)行大數(shù)據(jù)的分析和處理,也就是智能化的挖掘、關(guān)聯(lián)、融合、算法分析這些核心技術(shù)的探索和研究。作為行業(yè)和產(chǎn)業(yè),作為企業(yè)界來說,要結(jié)合各自的領(lǐng)域,開展大數(shù)據(jù)的應(yīng)用挖掘以及融合應(yīng)用。所以說我們要形成一個(gè)數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)、平臺是支撐、分析挖掘是核心,最根本的是要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)導(dǎo)向、問題驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)效率的提升和經(jīng)濟(jì)效益社會效益的挖掘和發(fā)揮。

但是客觀講我們國家雖然在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域,中央和社會都非常關(guān)注,但是在很多核心技術(shù)領(lǐng)域我們還沒有實(shí)現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán),所以必須在未來幾年內(nèi)搶占大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的制高點(diǎn)。這個(gè)領(lǐng)域包括英國、美國、德國世界頂級大國都把大數(shù)據(jù)核心技術(shù)的研究作為未來搶占大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)的一個(gè)核心制高點(diǎn)來探索研究。

我們有三個(gè)重要的挑戰(zhàn),大數(shù)據(jù)分析研究和應(yīng)用面臨三大挑戰(zhàn),我們要有清醒的認(rèn)識。首先從理論和技術(shù)角度來看,傳統(tǒng)的計(jì)算理論和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)難以完全適用,我們在屏幕上列了兩方面,一方面是大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)的中小規(guī)模的數(shù)據(jù)有本質(zhì)的特征上的差別。二是在傳統(tǒng)的計(jì)算平臺計(jì)算范式方面也有根本性的轉(zhuǎn)折。我們知道傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)量是中小規(guī)模,現(xiàn)在都是ZB級,10的18次方超大規(guī)模的數(shù)據(jù)量。從數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)來說,從傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化朝大凜的非結(jié)構(gòu)化方向發(fā)展,從過去以靜態(tài)為主朝著流數(shù)據(jù)發(fā)展,從單一的數(shù)據(jù)源朝著多元異構(gòu)的方向發(fā)展,從多媒體朝著跨媒體融合的方向發(fā)展。

這些數(shù)據(jù)特征的變化使得我們傳統(tǒng)計(jì)算理論難以適應(yīng),從計(jì)算平臺和計(jì)算范式來說,從過去的集中存儲向現(xiàn)在的各地多數(shù)據(jù)中心的分布式存儲方向發(fā)展,從多線程并行朝著多機(jī)協(xié)同的方向發(fā)展,從存儲和計(jì)算相分離朝著數(shù)據(jù)和計(jì)算緊密深度融合的方向發(fā)展,從計(jì)算密集型或者數(shù)據(jù)密集型朝著兩者混合的密集型方向發(fā)展,從靜態(tài)全量計(jì)算朝著動(dòng)態(tài)流式計(jì)算的方向發(fā)展,這些變化都是大數(shù)據(jù)分析中面臨著理論和計(jì)算方面的挑戰(zhàn)。在大數(shù)據(jù)分析與處理方面核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏,我們熟悉的大數(shù)據(jù)處理核心技術(shù)的底層的核心軟件、核心系統(tǒng),像Spark、Hadood、Hbase這些著名的開源商用軟件幾乎全是國外的壟斷,我們國家在這個(gè)領(lǐng)域缺乏自己的自主知識產(chǎn)權(quán)。

第三,難以適配工程化應(yīng)用的需求,比如大數(shù)據(jù)算法在工程化技術(shù)方面還處于基本空白狀態(tài),我們雖然有很多好的大數(shù)據(jù)算法和核心技術(shù),但是應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中工程方面的適配還處于空白或者盲點(diǎn)。另外缺乏適用于大數(shù)據(jù)分析的工程化工具和快速的部署方法手段,核心技術(shù)與產(chǎn)業(yè)需求存在縫隙,缺乏面向行業(yè)的智能大數(shù)據(jù)決策支持工具和成熟的工程化解決方案,這些方面都是我們今后研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

所以在這樣大的背景下,國家發(fā)改委去年成立了十幾個(gè)大數(shù)據(jù)方面的工程實(shí)驗(yàn)室,西安交通大學(xué)也申請到了一個(gè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室,這個(gè)國家工程實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)就是聚集國內(nèi)外的大數(shù)據(jù)分析研究領(lǐng)域的精銳力量,在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)算法、核心技術(shù)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品研制、行業(yè)工程應(yīng)用特別是高端人才培養(yǎng)方面打造國內(nèi)一流的科研和人才培養(yǎng)的平臺。

為此我們學(xué)校搭建了一個(gè)230萬億次中西部地區(qū)性能最高的高性能計(jì)算平臺,這個(gè)平臺現(xiàn)在已經(jīng)投入到實(shí)際應(yīng)用,也為我們大數(shù)據(jù)的分析研究以及工程化應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支撐平臺。

下面介紹一下國家工程實(shí)驗(yàn)室在過去幾年在教育領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的研究應(yīng)用方面所做的工作。第一,陜西省高等教育大數(shù)據(jù)平臺的研究與應(yīng)用。西安交通大學(xué)為全省建立了高等教育大數(shù)據(jù)的匯聚分析和應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心,可以把全省所有高校的辦學(xué)狀態(tài)數(shù)據(jù)、政府管理部門的各方面的教育統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布的有關(guān)教育的數(shù)據(jù)匯聚到一起,在這個(gè)平臺上不僅有辦學(xué)的管理狀態(tài)數(shù)據(jù),而且有各類慕課課程資源以及師生的信息管理平臺,還有大量的互聯(lián)網(wǎng)開放數(shù)據(jù)聚集在這個(gè)平臺中。在這個(gè)平臺上我們面向教育主管部門、高校開放用戶提供各種各樣的學(xué)習(xí)、管理、質(zhì)詢、統(tǒng)計(jì)分析等應(yīng)用,這個(gè)平臺的數(shù)據(jù)還可以跟教育部評估中心、教育部規(guī)劃司、財(cái)務(wù)司、學(xué)生司等等相關(guān)司局進(jìn)行互聯(lián)互通,打通了數(shù)據(jù)之間的壁壘問題。

在這個(gè)基礎(chǔ)上,我們實(shí)現(xiàn)了全省高等教育數(shù)據(jù)的匯聚,打破了各高校數(shù)據(jù)的孤島。另外可以建立橫向關(guān)聯(lián)比較分析、縱向自我歷史比較分析,提供高校、政府管理部門、社會科學(xué)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù),以及為他們的科學(xué)服務(wù)提供分析。

目前通過近兩年的努力已經(jīng)把管理業(yè)務(wù)、教學(xué)質(zhì)量、各種政府的統(tǒng)計(jì)類數(shù)據(jù)、高校的對接類數(shù)據(jù)全部融合到一起,已經(jīng)采集了5237萬條的各類數(shù)據(jù),真正形成了全省的高等教育大數(shù)據(jù)的支撐平臺。

在這個(gè)平臺上,我們開展了四項(xiàng)典型應(yīng)用,包括為全省本科高校進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量的審核評估工作,運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)技術(shù)建成了覆蓋全省高等職業(yè)教育本科教育和研究生教育包含辦學(xué)條件、師資隊(duì)伍、學(xué)科專業(yè)、課程教學(xué)、畢業(yè)就業(yè)等全方位一體化的質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),省級高等教育監(jiān)測的大數(shù)據(jù)平臺,開展了用數(shù)據(jù)和事實(shí)說話的省級學(xué)校兩級高等教育的質(zhì)量常態(tài)監(jiān)控。這個(gè)平臺目前已經(jīng)全面投入到全省的應(yīng)用當(dāng)中。

第二,服務(wù)陜西省“一流專業(yè)”申報(bào)、評審與評估這些方面的基礎(chǔ)工作,這個(gè)工作現(xiàn)在把全省的教學(xué)狀態(tài)的數(shù)據(jù)全部收集到這個(gè)系統(tǒng)里。

第三是開展陜西省教育經(jīng)費(fèi)績效分析與評估,這項(xiàng)工作我們已經(jīng)進(jìn)行了三年,對各個(gè)大學(xué)辦學(xué)的基本績效以及辦學(xué)的成效進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的科學(xué)精準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)分析,為政府決策績效獎(jiǎng)勵(lì)提供支撐服務(wù)。

第四,畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量的跟蹤和評價(jià)。已經(jīng)建成了全省就業(yè)質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用服務(wù),并且以這個(gè)系統(tǒng)為基礎(chǔ),發(fā)布高校畢業(yè)生就業(yè)狀況的報(bào)告,過去要大量的人工工作,現(xiàn)在基本上在這套系統(tǒng)上自動(dòng)生成就業(yè)質(zhì)量報(bào)告。

第二個(gè)典型應(yīng)用是MOOCU中國平臺在現(xiàn)實(shí)上的應(yīng)用。MOOC中國在2015年元月在改革開放誕生地深圳,我們國內(nèi)最好的37所大學(xué)聯(lián)合起來和奧鵬遠(yuǎn)程教育公共服務(wù)體系共同成立MOOC中國聯(lián)盟,為實(shí)現(xiàn)中國高等教育走向世界探索互聯(lián)網(wǎng)教育公共服務(wù)新模式采取的一項(xiàng)重大決策。

這個(gè)平臺的基本目標(biāo)是以國家利益為導(dǎo)向,適應(yīng)中國高等教育走向國際化的競爭需要,也是滿足現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)開放學(xué)習(xí)的需求。我們的目標(biāo)和理念是做政府想做社會愿做但是單一高校做不了的事情,根本目的是打造互聯(lián)網(wǎng)教育公共服務(wù)體系的2.0版本。目前這個(gè)聯(lián)盟已經(jīng)有117所高校加盟,超過10000門視頻課程,超過10000注冊用戶,300經(jīng)營講師,收集客戶端下載量超過900萬。MOOC中國這個(gè)平臺正在為服務(wù)國家一帶一路的人才培養(yǎng)提供服務(wù),我們在MOOC中國的平臺基礎(chǔ)上成立了由中國工程院和聯(lián)合國教科文組織授予我們的國際工程科學(xué)支持的培訓(xùn),在泰國建立東盟中心,面向一帶一路開展包含中國文化、語言、教育、技術(shù)等特色資源,在這個(gè)特色資源中我們特別構(gòu)建了六大主題數(shù)據(jù)庫,包括一帶一路國家的國情咨文數(shù)據(jù)庫、歷史文化數(shù)據(jù)庫、人口環(huán)境數(shù)據(jù)庫、工業(yè)經(jīng)濟(jì)、政策法規(guī)、教育科技六大主題,為中國的企業(yè)走向一帶一路提供各種服務(wù)。

在這個(gè)基礎(chǔ)上我們專門開展一帶一路的人才培養(yǎng),和聯(lián)合國教科文組織合作舉辦絲路工程科技發(fā)展專項(xiàng)培訓(xùn)。通過互動(dòng)交流、實(shí)踐應(yīng)用等多種形式對絲路國家來華留學(xué)的留學(xué)生以及中國企業(yè)走向一帶一路國家發(fā)展的工程技術(shù)人才培養(yǎng)培訓(xùn)各種各樣的技術(shù)人才。目前我們已經(jīng)面向巴基斯坦、印度、尼泊爾等30多個(gè)國家開展一帶一路方面的人才培養(yǎng),右邊兩張是我們給學(xué)生培訓(xùn)結(jié)業(yè)以后的培訓(xùn)證書,這個(gè)證書由聯(lián)合國教科文組織以及中國工程院、西安交通大學(xué)聯(lián)合頒發(fā)的培訓(xùn)證書。這個(gè)平臺在技術(shù)方面突破了知識地圖導(dǎo)航學(xué)習(xí)、知識匯聚核心關(guān)鍵技術(shù),為用戶提供可視化的知識聲音導(dǎo)向的個(gè)性化資源推薦和服務(wù)。

課堂教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺。我們通過把課堂教學(xué)質(zhì)量的實(shí)時(shí)各類數(shù)據(jù),包括學(xué)生評價(jià)的數(shù)據(jù)、督導(dǎo)評價(jià)的數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)錄入這個(gè)大數(shù)據(jù)平臺。在這個(gè)平臺上我們可以實(shí)現(xiàn)從過去對課堂教學(xué)質(zhì)量模糊宏觀的評價(jià),通過大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析實(shí)現(xiàn)量化精準(zhǔn)的評價(jià),從過去部分隨機(jī)抽查課堂教學(xué)變成全面覆蓋,從過去期中期末兩次變成實(shí)時(shí)、常態(tài)、持續(xù)的監(jiān)測,從過去的事后評價(jià)變?yōu)閷?shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的在線評價(jià)。所以在這樣的基礎(chǔ)上,我們一方面可以發(fā)現(xiàn)挖掘一些教學(xué)質(zhì)量好受學(xué)生歡迎的老師,也可以對不負(fù)責(zé)任課堂教學(xué)質(zhì)量不高的老師提出負(fù)面懲戒,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)督導(dǎo)。

右邊是我們的基本界面,課堂教學(xué)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算的技術(shù)智慧管理,解決了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)秩序的嚴(yán)肅規(guī)范,讓老師和學(xué)生一起共同敬畏課堂。這個(gè)數(shù)據(jù)量非常大,我們要采集18萬條數(shù)據(jù),視頻和照片數(shù)據(jù)量達(dá)到1個(gè)多G。

在這個(gè)平臺上我們可以清晰明了地掌握學(xué)生去哪兒了,學(xué)生喜歡上哪些課,可以精準(zhǔn)地統(tǒng)計(jì)學(xué)生的到課率、教師的聽課和教學(xué)質(zhì)量的實(shí)際情況,給各個(gè)院各個(gè)系各個(gè)專業(yè)提出課堂教學(xué)質(zhì)量的綜合評價(jià)的排隊(duì)。在這個(gè)平臺上我們可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題課堂,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)督導(dǎo),為專家評價(jià)、學(xué)生評教、到課率、課堂現(xiàn)場提供有效的數(shù)據(jù)支撐。正是在這樣平臺的支撐下,西安交通大約的本科教學(xué)質(zhì)量在全面大幅度提升,以去年為例,去年應(yīng)屆畢業(yè)生3290人,其中考取國內(nèi)外名校的研究生達(dá)到2242人,有2/3以上的應(yīng)屆本科畢業(yè)生考取國內(nèi)外研究生,說明整體人才培養(yǎng)質(zhì)量在大數(shù)據(jù)的分析之上可以實(shí)現(xiàn)有效的提升。

各位專家,各位領(lǐng)導(dǎo),我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)室始終瞄準(zhǔn)教育大數(shù)據(jù)的重大需求,聚集產(chǎn)學(xué)研國內(nèi)外的精銳力量,將大數(shù)據(jù)分析技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室努力建成成為一流的大叔據(jù)基礎(chǔ)算法和核心算法研究、數(shù)據(jù)產(chǎn)品研制和大數(shù)據(jù)產(chǎn)品推廣應(yīng)用高端人才培養(yǎng)與培訓(xùn)的國家級基地,也希望和各位同仁相互合作,共同交流,共同提升我們國家大數(shù)據(jù)技術(shù)研制的核心競爭力,為我們國家大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出新的更大的貢獻(xiàn),謝謝大家。

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