概述 技术架构 培养视角 价值视角 决策视角 下一页

庚商教育数字化治理与量化服务平台建设

一、背景

学科治理与质量管理是高校的核心工作，通过数字化的方式，围绕学生培养计划、执行到结果的核心过程，打数字化的资源、应用与建制平台，不但能够满足高校的日常教学运行服务需求，同时还能够为围绕学科的认证评估、业务协同与决策提供全量、直接与量化的数据支持，满足特色办学的需求。
对于高校来说，认证过程中的自评估是其中的重要环节，需要确定、收集和准备各类文件、数据和证据材料,以便对课程教学、学生培养、毕业要求、培养目标等进行评价的工作。自评估过程中的数据采集方式可采用合理的抽样方法,恰当使用直接的、间接的、量化的、非量化的手段，对于最终评价来说，全量、直接与量化的手段不但是采信度最高的数据收集方式，而且在结果解释方面客观性也比较强。
高校通过数字化的工具与方法，构建面向师生的核心课程体系数字化运行服务平台，不但能够满足教学运行服务的需求，还能够为评估提供全量、直接与量化的基础数据，结合数字化基础平台与工具，满足各类评估与决策支持的需求。
需要围绕课程体系中的实验环节，建设完成相关的资源、实验内容、课程运行的数字化平台，实现实验教学环节的直接与量化采集，同时需要延伸到面向学生的教学成果与评价，达到全量，并进行指标分解的跨应用资源组织工具建设，不但能够满足日常教学服务的需求，而且能够为评估、协同与决策提供支持。

二、总体设计

2.1 教育模型

如图所示，高校以学生为核心构建培养目标，并将培养目标分解为毕业要求指标、通过课程体系进行落实，课程体系通过师资队伍与支持条件提供保障，通过监督毕业生、课程体系运行过程，保障课程质量，实现对培养目标、毕业要求与课程体系的动态调整。

2.2 教育数字化模型

通过下述方式建立共产教育全量、直接与定量数字化模型
1、培养目标：建立培养目标与毕业要求的关联
2、师资条件：建立校级标准的教师队伍与支持条件基础信息；
3、课程体系：建立毕业要求指标与课程目标、内容（理论、实验、实训、工训、创新、实践）及考核的关联，建立课程内容安排与师资条件的关联；
4、毕业要求：建立学生成果（作业、考试、报告、成果、论文、考勤、日志等）与课程内容、考核输出的关联；
5、持续改进：建立督导检查、考核评估与课程内容及后续反馈的关联；

2.3 三中心、三平台、三网

2.3.1 三中心架构

驾驶舱作为展示、报表作为输出，流程引擎作为关键手段，教学管理和实验管理作为数据来源，基于建制文件的地铁图、建制管理、多维资源图谱、应用微服务作为基座，课堂数字化和智能化作为补充和接入。
1、资源中心：数字化资源，可以按需获取的在线资源集合，包括数据、文件、服务接口、物联接口等；
2、应用中心：数字化计算，可以对数字化资源按照领域业务要求进行加工与处理的紧密关联的系统单元集合，包含实验室资源管理、实验教学、工程训练等；
3、建制中心：数字化输出，可以根据决策、管理与业务要求对资源、应用进行组合输出的系统与工具，包含数字面板、建制工具、资源图谱、数据中心、用户中心、统一认证、消息服务、流程服务等；

2.3.2 三平台输出

系统采用平台服务于不同的客户群
1、用户前台：面向最终用户提供服务的门户系统，提供各类应用与服务的快速接入，支持浏览器、移动端等多种服务方式；
2、管理中台：面向管理与运行服务的门户系统，提供各类应用系统与配置管理、内外资源服务、流程与低代码配置服务；
3、开发后台：面向开发与运营服务的门户系统，提供各类开发管理、开源资源、运行管理工具与研发协作服务；

2.3.3 三网部署

系统支持多种部署方式，满足使用场景要求
1、外网：通过公有云或私有云方式以公共网络方式提供服务；
2、物联网：通过私有物联网结合内网或外网方式提供服务，
3、内网：通过内部网络以私有云方式提供服务；

三、建设目标

1、建立建制中心：建设建制中心，包含数字面板、建制管理、资源图谱、数据中心、用户中心、统一认证、消息服务、流程服务等工具，满足决策、管理与业务要求对资源、应用进行组合输出的需求。

2、完善计算中心：建设实验教学资源服务平台，实现课程级资源、活动与评价的支持，实现实验课程系统运行主线数据的全量、直接与定量采集；

3、强化资源中心：建设物联资源平台、文件服务、接口平台，为计算中心提供数据与计算的支持，建设互动实验室，提供实验教学活动全量数据。

四、建制中心建设

4.1 建制中心-数字空间的结构化、图谱化、模型化

4.1.1 业务交通图

学科评估

提供业务交通图方式配置服务，为中台开发提供直观沟通的方式。通过绘制业务交通图建立起资源、服务与管理之间的链接关系，通过添加链接可关联应用中心内容与上传文档、图片，可以实现跨应用与业务的沟通。

4.1.2 建制应用

学科评估建制

提供建制服务，为中台开发提供基于图的结构化业务表达，实现节点层级与引用关系，实现节点、属性、资源的结构化描述。

4.1.3 多维资源图谱

建制服务中的各类数据按照节点、边与属性的方式进行存储，可以方便地以图的方式呈现。可以支持图数据库的格式转存，便于后续进行知识图谱构建、检索、推荐等深度数据服务业务。各类基于建制与相互节点关联构成的图数据库，连接了学院的各类资源，形成了各学校、学科独有的资源图谱与知识地图。

4.2 数据分析

4.2.1 数据面板

数据面板采用可视化图表工具，对数据进行聚合呈现与联动关联，实现围绕教育专业认证全量、直接与定量数据的呈现。

4.2.2 报表中心

数据报表中心是根据用户需求做报表格式，满足客户需求，能实现"格式多样化"。
数据来源支持Excel文件的导入、也支持从其他系统获取。获取到数据后，根据需求计算等等处理，然后以需要的格式显示出来，支持导出规范格式的报表。并且数据是动态的，如果导入的或者从其他系统获取的数据发生变化，报表里面显示的数据也会变化，实现“数据动态化”。
数据中心的报表数据保存在数据库，之前时间段的数据不删除就一直存在，方便后面的时间查找之前的数据。
数据会进行汇总，每个用户填写自己负责的那部分后，系统会自动汇总计算成总表。

4.2.3 学习行为

4.3 基础服务

4.3.1 数据中心

随着计算机技术和网络技术的迅速发展，以及科学研究进一步深入的需要，在高校教学中快速地传递共享信息变得尤为重要。庚商共享数据交换中心系统利用网络技术，构建系统的逻辑结构模型，基于模块化和层次化的设计思想，整合教学数据信息，为教学系统提供数据支持。共享数据交换中心系统是以学校数据共享为目标，实现在学院、部门、学科、班级以及用户众多的情况下，实现教学资源的合理分配即实现数据的传输和共享，提高信息资源的利用率，实现数据的抽取、集中、共享、交换，是教学数据信息共享的重要功能。共享数据交换中心系统能够统一教学系统资源信息，实现数据共享，数据资源智能管理，解决教务系统无法全面传递资源数据、教学资源信息不对称等问题。通过对实践教学、科研等核心活动数据的采集，为管理活动提供第一手的信息，有效辅助管理决策。
1）整合教学相关数据，实现数据统一管理
传统的教学中，教学数据信息没有统一的进行管理，数据分布零散，不便于信息的快速迭代。构建数据交换中心，就可以快速统一地进行数据共享及管理操作。
2）提供数据资源，提高教学水平
数据交换中心可以提供给相关操作人员需要的数据信息，对数据信息进行查询、管理和维护，可以快速的查找到自己需要的数据信息。
3）数据交换共享，提高资源利用率
数据交换中心将各个系统之间进行数据或文字的传输和共享，提高信息资源的利用率，集数据采集、处理分发、交换传输于一体。




1） 基于前后端分离
提升开发效率，应用代码将会变得整洁清晰，不论是代码阅读还是代码维护都会比以前轻松。提高系统的可维护性，便于后期相关人员对系统进行维护。
2） 中间件 kafka 主要kafka进行各项目间通讯
kafka是一个高性能跨语言分布式发布/订阅消息队列系统，快速持久化，可以在O(1)的系统开销下进行消息持久化；高吞吐，在一台普通的服务器上既可以达到10W/s的吞吐速率；完全的分布式系统，Broker、Producer、Consumer都原生自动支持分布式，自动实现负载均衡；支持Hadoop数据并行加载。
3） Redis
Redis交换数据快，将数据存储到Redis中，要用的时候，直接从内存取，极大的提高了速度和节约了服务器的开销。
庚商免费开放系统数据接口，免费预留移动应用功能模块的接口，免费预留与学校其它相关系统的数据共享与数据交换。涉及其他厂商的接口，在学校与现有系统厂商协商沟通提供免费接口开放的基础上，实现与学校现有系统实现应用集成，报价不含供应商的接口开发和对接服务成本，所有读取其他合作商的接口或获取数据或获取服务都是认为免费提供的。

实现共享数据如下：

4.3.2 用户中心

用户中心是用户对系统进行综合管理的中枢，可以显示用户个人信息，与其他业务系统相比拥有更多的信息类型，可为用户精细化管理和科学决策提供科学依据及数据支撑。通过用户中心的信息整合、权限分配、信息储存，为用户提供单位管理、人员注册、标签管理、角色管理、权限设置、扩展管理、应用管理、日志管理以及系统管理等。
除提供全面性的用户信息管理功能外，用户中心可以统一配置各业务系统调用权限，供其他业务系统调用用户信息，包括教学系统、实验室管理系统、大型仪器共享管理系统等。

信息管理

用户中心体系结构

4.3.3 流程引擎

流程业务采用bmpn2.0标准流程引擎结合配置中心进行构建，流程的定义通过标准的流程工具绘制，生成xml文件后上传至流程引擎完成配置。

4.3.4 文件服务

文件资源的一次上传，多处引用与共享。

五、计算中心建设

5.1 课程执行体系--管理平台

5.1.1 实验大纲管理

依据教学计划内容，制定教学大纲，课程所包含的实验项目、实验仪器、实验要求、课程计划等。方便学生进行实验预习。
教学大纲管理包括教学大纲的增删改查，教学大纲相关的字段有大纲名称、课程名称、课程学分、开课学院、课程性质、后续课程、先修课程、使用教材、课程详细信息、课程基本内容及要求、实验项目等。教学大纲将课程与实验项目进行关联，可以在排课的时候安排相应的实验项目。

5.1.2 实验项目管理

实验项目是与实验课程直接关联的，实验项目包含实验名称、所属专业、实验内容、实验者内容、实验类别、每组人数、所属课程、课前准备、添加关联设备等。实现课程体系关键内容与支持条件的关联。有相关业务数据可出教育部基表四。

5.1.3 实验教学课程运行

教务系统在排实验课程的时候，没有落实到具体的实验项目与实验室。实验教学课程运行就是在此基础上对实验课程进行细化安排，落实到具体的执行课表，实现日常运行与评估最重要的数字化关联。
排课可分为教务排课、调整排课、二次分批排课、二次不分批排课、自主排课，其中课程数据来源于教务系统数据。
排课机制实行全量判冲：排课过程中，学生及教师数据，会与教务处推送过来的全量数据及实验室管理平台中已经排好的课程进行全量判冲。教务排课和调整排课可对实验室地点、教师、上课时间进行安排，上课时间只能在教务给定的时间内进行安排。
二次分批排课和二次不分批排课可对选课组中的学生进行分批、分组实验以及对实验时间、实验地点、实验项目和教师进行安排。
自主排课是指的数据来源于实验中心的自主实验安排（教务计划外的课程），此种排课模式下，实验组编号、课程名称、学分、学时数以及课程下学生名单都能进行自定义。
此外，还可查看每门课程的学生名单。
调停课管理是对具体某一节课程进行调课、停课，只有上课教师才有权限进行此操作。
教务学时量是对系统中所有排课数据进行的学时统计，教师可对自己的相应课程学时数有一个整体的把控。

5.2 课程执行体系--教学资源服务平台

5.2.1 知识版块

知识版块服务于理论性教学与学习支持，能够提供基于文档资源、自主课件、微课单元的组织、作业布置、在线考试、测试练习、考勤的支持。

###5.2.2 课程资源
可增加相应的学习单元（如章节等），在学习单元下可增加课程资源，资源包括视频、文件、图片、链接。提供基于资源和章节的两种服务模式，实现两种模式之间的灵活切换，便于获取有效的资源。教师上传资料后可切换成学生模式查看内容，方便调整。
###5.2.3 学习考核
教师通过出勤统计、课后作业、章节测试、期中期末考试等形式考查学生的学习情况，作业和测试也可作为预习任务，在发布作业、测试和考试的过程中，可进行多角度设置。
作业：在知识环节，教师发布作业作为知识学习情况的考核，学生提交后教师可依次批量下载并进行评分。教师可设置作业标题、作业隶属章节，作业的开始时间及截止时间，可上传作业模板，可进行作业评分设置：是否将作业添加到成绩簿、是否将成绩公布给学生、是否将成绩计入总成绩、全部/部分批改，系统根据评分设置自动获取相关命令，可设置作业重复提交次数及学生提交作业形式，可设置作业要求。
练习：在知识模块可以对课程题库中的题目进行练习，达到知识巩固的作用。可选择练习的模式，包括顺序学习、错题学习两种模式，系统可记录答题情况并实时呈现正确率，可查看每题的答案。
测试：可设置测试名称、测试隶属章节、测试开始时间及结束时间、提交次数、是否将测试添加到成绩簿、是否将成绩公布给学生、是否将成绩计入总成绩、是否显示答题详情、可对测试进行描述。测试支持从题库中选题，根据需要灵活增加多选题、单选题、对错题、填空题。
考试：可设置考试名称、考试隶属章节、考试分值、及格分值、考试时长、考试开始及结束时间、提交次数、是否将考试添加到成绩簿、是否将成绩公布给学生、是否将成绩计入总成绩、是否显示答题详情、题目来源，可设置考试分值，可抽取系统题库、课程题库进行随机选题、可设置试题类型即单选题、多选题、对错题、填空题的数量及分值所占比例，可对考试进行描述。另外教师可设定抽题规则，系统自动随机抽题生成学生的试卷，保障难度等级相仿的情况下所有学生试卷并不完全一样，避免作弊。
考试结束后，教师可查看所有学生答题详情，包括未提交人数、已提交人数、所有学生的总分及相应答题情况等信息。

###5.2.4考勤
可以与教室、实验室的考勤系统对接，实现多方位考勤，并自动生成考勤成绩。同时支持手动考勤，默认全部出勤，方便教师考勤。


###5.2.5邮件提醒
授课教师可根据上课学生名单对上课人员进行监督提醒。点击某个人或某个小组的名字，选择邮件通知未考勤、未交作业、未参加测试和未参加考试的相应人员。作业批阅结果也可通过邮件的方式实时通知相应的学生。


###5.2.6技能版块
技能版块服务于实验性学习的支持，能够提供实验管理、嵌入式实验训练、虚拟仿真实验集成及实验报告上传服务，并提供实验服务资源在线预约及技能导学支持服务，实现实验成绩的汇总。
###5.2.7课程资源
可增加相应的学习单元（如实验章节），在学习单元下可增加课程资源，资源包括视频、文件、图片、外部链接。提供基于资源和章节的两种服务模式，实现两种模式之间的灵活切换，便于获取有效的资源。教师上传资料后可切换成学生模式查看内容，方便调整。
###5.2.8远程实验
在技能环节，管理员可开放虚拟机资源，学生可预约实验机进行实验。

###5.2.9学习考核
针对实验项目，教师建立多元的实验考试、考核方法，可对学生实际动手操作的能力进行考核，包括实验作业、实验测试、实验报告、实验数据、实验考勤。
实验作业：教师可发布实验预习、实验报告等作业作为技能学习情况的考核，学生提交后，教师既可批量下载报告亦可在线批阅并进行评分给评语功能。
实验测试：可设置测试名称、测试隶属章节、测试开始时间及结束时间、提交次数、是否将测试添加到成绩簿、是否将成绩公布给学生、是否将成绩计入总成绩、是否显示答题详情、可对测试进行描述。测试支持从题库中选题，也支持自行编辑。教师可根据自己需要灵活增加多选题、单选题、对错题、填空题。实验测试是在实验前进行的，教师可选择重要知识点作为测试题库，学生可多次提交，达到重要知识点的巩固作用。
实验报告：教师上传实验报告模板，新建实验报告可设置是否将实验报告加到成绩簿、是否将成绩公布给学生、是否将成绩计入总成绩、是否允许重复提交、附件类型（PDF格式可以在线批阅）。
实验数据：实验数据提交区别于实验报告，没有固定的模板，学生可提交实验过程中产生的一些实验数据、实验结果、代码等。另外适用于没有固定实验报告模板的实验项目。




###5.2.10体验版块
体验版块服务于基于作品的协作任务支持，能够提供基于人员和角色分组、任务引导、项目协同、阶段考核、综合考评的体验式教学支撑服务。
###5.2.11课程资源
教师可增加相应的学习单元（如章节等），在学习单元下可增加课程资源以供小组学生参考，资源包括视频、文件、图片。提供基于资源和章节的两种服务模式，实现两种模式之间的灵活切换，便于获取有效的资源。教师上传资料后可切换成学生模式查看内容，方便调整。
###5.2.12协作考核
体验模块针对体验要求的协作性，支持以小组的形式完成作品。
学生分组：支持项目协作，教师可选择对学生进行分组，选择相应的学生进入某组并设置组长。组长可编辑小组概况、成员基本信息、上传小组作品等，其余成员可以查看。
小组角色：根据课程需要小组成员可进行角色分工。
项目日报：小组成员可根据自身情况填写每日日报，教师及组内成员可全面了解当前项目的整体情况，教师及组长能充分掌握项目风险，及时调整策定制略或协调资源。
评委意见：导师可根据项目及学校实际情况，邀请并设置评委对项目各阶段进行评审打分，给定指导意见和建议。
手机端
支持用户手机端进行课表查询等。提供标准小程序服务。校方提供小程序证书，学校提供配套的微信小程序账户申请及证书申请。公司提供产品版小程序功能（网页简化应用），配合学校按照腾讯小程序云地端标准应用。

5.3 支持条件

5.3.1.实验室综合信息可视化展示

以直观可视化模式呈现实验室楼宇分布、楼层分布、实验室分布、仪器资源分布等地理位置信息，按校区、楼层、实验室(房间)、仪器设备等分类，可结合实验室相关业务系统所产生的业务数据，智能显示实验资源统计信息、预约信息、使用信息等，同时完成实验教学、实验室开放等业务系统的可视化操作。

5.3.2.实验室管理

可按学校要求进行建制管理，如设置“学院—实验中心—实验室—实验分室”等四个层级，管理实验中心和一、二级实验室情况。实验中心下设一级实验室，一级实验室下设二级实验室，二级实验室对应实验分室，实验分室具体到某一间实验室的房间号。每个层级都可以添加、删除、修改、导入、导出相关数据并进行查询，并支持按系统提供的标准Excel模版导入和导出。满足各级信息更新维护。

5.3.3.实验教师队伍管理

提供实验室专职、兼职人员信息化管理平台，实现实验人员岗位日志管理与汇总，实验人员基本信息的管理

5.3.4.仪器设备管理

对设备的基本信息进行维护并且对设备的归属、设备的状态进行记录，并可进行设备维修流程管理。

5.3.5 开放预约

1）支持实验房间预约、实验室内仪器（大型仪器设备之外的仪器）预约、实验项目预约；
2）预约者在前台填写相关信息，提交预约申请，管理员在后台进行审批，然后将审批结果反馈至预约者；预约者可根据预约审批结果，通过审批后按照预约时间，到预约实验室自主实验；
3）支持关联实验室安全考试系统，成绩合格的学生可自主申请预约实验室；
4）实验室内仪器预约主要指实验室内大型仪器设备之外的设备的预约，管理员可对仪器进行基本设置，包括：基本信息、预约基本、准入设置、机时预约等；预约者可通过查询功能对仪器进行按条件筛选查询、预约，经管理员审核通过后，预约者可进入实验室操作仪器。

远程开门

#六、资源中心建设

6.1、虚拟仿真资源服务

在虚拟仿真实验教学平台的建设中，虚拟仿真交互课件是其中价值最大的部分，但由于传统的建设模式，在虚拟仿真交互课程的制作中，往往还封装了认证、课程说明、选课、练习、测验、成绩等内容，形成了独立的体系，各系统的认证使用与内部数据格式的不同，限制了虚拟仿真数字学习资源的使用。
作为教学活动过程重要载体的数字学习资源，其中蕴含着丰富的潜在教育数据，而以这些数字学习资源为载体的学习经历数据，其承载的教育价值则是高校面向学习者优化改进教学体系与内容的基础，而有效积累相关数据则是当前学校所面临的首要任务。
针对目前虚拟仿真系统建设的厂家众多，并且各自的技术体系不同，按照松耦合的方式进行建设：

6.2、虚拟桌面资源服务

专业软件是高校的重要资产，特别是各类财经、管理与商科等文科类专业，依托专用软件所开设的实验项目占了大约70%左右的比例，是开展实验教学的主要形式。传统通过PC机房开设实验项目的方式，一方面受制于PC机房的物理空间，难以进行跨机房与远程共享，不利于专用软件资源的有效利用；另一方面带来了巨大的现场部署、安装与维护工作量，并且难以对软件资源的实际使用情况进行有效分析与统计。
桌面与应用虚拟化是云计算的一种应用方式，通过将专用软件及其运行环境以镜像的方式在服务器上进行部署与发布，将资源通过网络的方式进行分发使用，结合实验教学排课与开放预约，一方面可以实现跨机房的排课，提高空间的利用率与灵活性；另一方面可以为学生实验预习与课后实验报告提供远程实验环境，提升学习的效果。最终实现基于实验教学业务的专业软件资源的统一管理与开放服务，提高软件资产的利用率提升教学质量。

系统由虚拟化应用服务平台、虚拟资源中间件平台、虚拟桌面平台以及底层虚拟化平台四个层次构成。其中：

虚拟化应用服务平台提供基于用户的应用，如排课、预约、统计等，通过虚拟服务中间件平台获取虚拟桌面服务。
虚拟服务中间件平台提供对虚拟化应用服务平台接口的支持，并执行对虚拟桌面平台的调用。
虚拟桌面平台实现虚拟桌面的生成与发布，虚拟镜像管理的基本支持。
底层虚拟化平台实现对硬件资源的虚拟化管理与服务支持。

虚拟桌面资源预约介绍

6.3 物联平台

6.3.1 物联管理平台

物联管理平台实现多种类、多型号物联设备的统一接入管理与接口服务，实现数据的实时采集与管理控制，实现与业务应用的智能联动。

6.3.2 实验室智能服务

实验室智能物联系统，门禁、班牌、工位仪，多方位采集与实验教学联动，实现开放预约、考勤、实验项目开放预约与考核联动。

6.4 互动教学

6.4.1 互动实验

通过视频交互技术，实现师生、多实验室教学互动，实时录制操作视频资源，为后续的评价、改进提供支撑；

6.4.2 录播示教

高清录播多机位示教系统，实现教学过程清晰采集、实现录播与直播；为教学资源积累提供支持；

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