如今，大數據對高校的管理、人才培養、科學研究、社會服務等方面做出前所未有的支撐和服務。西安交通大學在結合“互聯網+”，利用大數據手段保障課堂教學質量方面做出了一系列積極的探索與實踐。
構建智能化教學環境
“教書是件憑良心的差事!”長期以來，由于技術、觀念以及制度的限制，課堂上教師與學生兩大主體之間信息嚴重不對稱，教師的教學質量、學生的學習質量、學校的管理質量很難從目前“結果導向”的考核指標中體現出來，從而形成一種“憑良心”“靠感覺”的師生互動關系，這也是目前掣肘一流課堂教育質量提升的最大瓶頸。
要推動“雙一流”建設，首先要推動課堂教學質量改革;而要推動教學質量改革，就先要撬動“教”與“學”的關系發生革命性的轉變。2016年起，學校著手建設了教育教學質量實時監測大數據平臺(以下簡稱“平臺”)，在“互聯網+”的背景下，探索出了一條改革之路。
平臺不僅涵蓋課程知識資源，教師與學生的教學結果數據，還包括教學人機交互環境信息、教學監管評價數據及一切潛在影響教學與管理的數據。這些數據的充分挖掘與創新應用，為最終提升教與學的質量，構建智能化教學環境起著決定性的基礎作用，基于教育大數據的挖掘和分析，依靠深層教育大數據驅動智慧教育。平臺能夠對課堂教學數據進行實時準確采集，基于“物聯網+云計算”技術的智慧教室管理，實時統計學生出勤率、教師到課率以及課堂教學的全程錄制。解決數據精準采集問題，從而嚴肅教學秩序。收集考勤數據每天約187726條，每周約1314083條;收集的課堂錄像數據，目前采集的教室約110個，全程實時錄制;同時每堂課截取12張采樣照，每天約6870張(600MB)，每周4.8萬張約4GB，每學期約80GB。此外，平臺還能夠實時反映和跟蹤每節課的到課情況，未到課學生的去向分析，實時給出每位教師的課堂到課率，并按學院統計并分析到課率情況。
平臺建立了分類多維度評教體系。解決多源指標融合問題，對不同維度原始數據進行共性指標抽取與整合，實現數據規范化，并將多維評教指標進行融合計算(如圖2所示)。
同時，平臺重點解決了以下三個關鍵問題：
一是建立起完備的評價體系，解決教師“怎么教”的問題。平臺針對理論課、體育課、藝術課、醫學見習課、實驗課等不同類型的課程，分別從學生、督導專家、同行以及教學管理人員的角度建立了一套較為完備的評價體系，評價指標覆蓋教師課前備課、課堂授課以及課后輔導等方方面面;在評教過程中，還融合使用課堂現場錄像數據、學生出勤率等數據綜合對比，做到每個教學環節精確可量化，對評價高的教師樹立典型，對評價較低的教師進行督導和指導，保證教師隊伍的整體教學水平。截至目前，系統中共包括全校2463名教師的各類評教數據7061262條。
二是基于教師教學行為與學生興趣跟蹤的關聯性挖掘，解決學生“怎么學”的問題。經過長期的積累，平臺形成了來自195個學科、專業的27805名學生的成長案例庫，通過智能化的深度學習技術，將學生成長軌跡化、圖譜化。在大學四年中，結合每個學生用戶的成長特點，結合其參加過的社會活動、聆聽過的各類講座、參與過的各類科技創新實驗等，與第一課堂教學，互為補充，輔助學生朝著優秀的方向發展。
三是基于學生網絡日志與學校管理記錄的序列數據建模與關聯分析，解決學校“怎么管”的問題。平臺通過抽取來自考勤系統、教務系統、教室視頻監控系統、宿舍門禁系統、消費系統等十余個業務系統中的16項學生學習、生活、社會工作方面的數據，對每個學生的在校行為形成“自畫像”，精確掌握每個學生的學業水平、生活軌跡、社會工作以及心理活動等，通過來自各業務系統的1.1億條數據的交叉比對與分析，對經濟困難的學生進行精準幫扶，對學業困難的學生進行精準輔導，對心理有問題的學生進行精準輔導，對就業有困難的學生進行精準推薦，從而實現學生管理的精準化(如圖3所示)。
大數據驅動的智慧教育不僅針對不同的學生個體進行個性化定制的微觀定位與精準指導，還為我們提供了科學的宏觀特征與規律。根據教育教學新規律的發現，學校制定了《西安交通大學課堂教學質量綜合評價實施辦法》、《西安交通大學本科生學籍管理與學位授予規定》等多個教學改革管理辦法和意見，為應對當前教育的重大問題嘗試性給出了解決方案。
平臺正式上線運營一年多來，一是實現了教學從以教師為主的“賣方市場”向以學生為主的“買方市場”轉變;二是構筑了以教學質量為中心的教師、學生、學院、學校四位一體的人才培養體系，在全校上下形成了育人合力;三是利用技術手段實現了面向教學全過程的數字畫像，利用信息技術手段保障教學關鍵環節可控、可管。隨著信息技術的發展，以及平臺在學校教育教學過程中的深度推廣和應用，還將進一步圍繞智慧化的教育教學環境構建開展創新型應用，用大數據分析和人工智能技術驅動智慧教育。
(作者系西安交通大學網絡信息中心主任)
