教育数字化知识图谱

西安交通大学 首创 的 教学质量实时监测大数据平台 ， 有效解决了影响高校课堂教学质量与管理中存在的 数据采集、质量评价、教师督导、学生帮扶 四大难题 ， 真正起到了师生共同敬畏课堂、提升课堂质量、促进师生发展的根本目的。该成果 荣获 国家级教学成果 二等奖， 被中国高 教 学会 原会长瞿振元教授为组长的 专家 委员会 鉴定 认为 ：“成果在教学大数据实时采集、汇聚融合、分析挖掘、科学评价、精准服务等方面达到国际先进水平，首创教学质量实施监测大数据平台，填补国内空白”“有重要的应用价值和推广前景。”

研究团队 累计 在 多个 高水平 会议 上向 500 多所高校做了 11 场主题报告，反响强烈， 多所高校 希望主动对接。 中央电视台、 《中国大学教学》、中国教育报、中国青年网等主流媒体， 专题 报道西安交通大学在教育课堂质量提升方面的实践成果，以及在陕西省高等教育质量提升中的引领作用，累计检索与引用量达 21000 余次 。 这项成果 的 应有之义 是 它 以学生发展为中心， 将大数据 、人工智能 技术 扎扎实实 运用 到 高校 教育教学 改革当中 ， 为我国 提升 人才培养 质量 、高校 “ 课堂革命 ” 提供 了 切实 可行的 “交大方案”！

思路 决定 高度 ， 抢占 教育 改革新 高地

自本世纪初始，以 MIT 、哈佛为代表的一流大学将大数据和人工智能技术深度融入课堂教学，创新手段，提升教学质量。 郑庆华教授 作为 智能 e-Learning ，大数据挖掘及其应用 领域的资深专家， 早在 2004 年就 预言，大数据与云计算等前沿技术的不断突破将对未来生活尤其是高等教育带来颠覆性的改变。从此，他 便 带领 科研团队 着手研究“网络学习中学习者个性挖掘”、 “数字 教育关键技术攻关” 等 项目 。

近年来， 拥有 教授、副校长双重身份 ，让 郑庆华 对教学理论提升、教学技术研发、教学实践改革的一体化实施始终保持敏感性 ， 并 逐步将研究成果运用到了西安交通大学“以本为本”的教学改革中 。 他认为，我国高校课堂教学总体状况存在不少令人担忧之处，谁能率先利用信息技术指导教学改革，谁就有机会抢占教育改革新高地。

把握 教育 痛点 ， 梳理 关键问题

研究团队打破以往以单一科研人员为主的传统研究， 本着以 “ 问题导向 ” 的原则， 汇汇聚了包含研究算法的专业教授和学生，接触教学一线的教务处、学生处等职能部门，还有搭建实体平台的网络信息中心等技术部门共同攻关 。

教务处 、教发中心 、学生处 以 学校教育教学的 现实需求为导向， 发现 仅靠传统的人工管理方式， 学生 学习 的 真实学情 难掌握， 教师 评价 结果 时效差、 可信度低 ， 跨部门 数据 很 难 利用 …… 进 而 梳理 总结出 教育教学改革中 数据精准采集难 、课堂精准评价难、 教师精准督导难 、学生精准帮扶难 的四大难题 。

研究 发 现， 这些 潜在 问题 具有基础性、全局性特点，长此以往， 将 严重影响教风学风，损害 立德树人 ，难以落实 “ 以学生和学习为中心 ” 的教育理念 。

四 举措 着力破解 四点难题

针对教育教学改革中存在的 4 个 核心 难 题， 团队 研制“物联网 + 云计算”的数据精准采集方法 ， 每日实时动态采集学生第一、第二课堂数据超 40 万条，累计形成年数据总量约 6PB （ 10 ¹² ）的全口径、全覆盖教学大数据； 提出“分类评测—多维排序—结果融合”的教学质量评价方法 ， 将课堂分为 5 种类型，运用大数据分析、深度学习技术，解决了从教学大数据中挖掘出 72 个课堂教学质量细粒度特征的难题，并按照 5 维核心指标实现融合与排序 ；建立了问题驱动的精准督导机制，针对问题课堂和课堂问题，建立专职督导队伍，成立教师教学发展中心，构建校、院、系三级立体交叉的督导机制，形成“评价、反馈、引导、提高”的个性化督导和 教师 发展机制；实施个性化诊断及精准帮扶，构建学业、社团、社交、消费、上网、作息六维特征的学生画像；研制出成绩预测、生活行为异常模式发现、贫困生识别算法 ， 破解学生精准帮扶的难题，实现既“帮”又“管”。

上述 4 个方法环环相扣，真正实现课堂教学“经常抓、抓经常”，为提升教学质量、促进师生发展起到了以往人工方式难以企及的作用。

研发团队分秒必争 ， 平台 研发 卓有成效

该项目 最难的是如何 将想法精准实现。 为了 充分 实现教育改革既“解困”又“育人”，从“保障型”到“精准型”、“发展型”转变 ， 电信学院 田锋教授 作为研发 核心 成员之一 ， 带领 科研 团队 不断试错 ，与网信中心 锁志海主任、徐墨副主任领导的团队 一起参与平台开发 。在 破解视 音频 分析处理 的难题时， 研发团队 特别 准备了 2 套备选方案， 改进技术 手段 ， 对 采集系统进行 实时处理。 网信中心多名技术人员 突破技术难点， 采取 多源数据整合 ， 针对评价指标的多样性，主动 研发 出 动态表单技术 ， 以最少代码 量实现评价指标的多样性和持续性 ……

通过团队的不懈努力， 平台自上线以来 ——

面向第一课堂、第二课堂，融合 11 个业务部门 47 类共计 5 亿条数据，发现 5 大类 1626 个问题课堂和 12 万余条课堂的具体问题，累计支持 210000+ 次学生评教，学生到课率显著提升。

面向学生工作，以学生学习情况为先导，结合学生生活状态数据问诊把脉，描绘学生精准画像。有效处理困难学生告警信息 6647 条，留级人数、不及格人数明显下降，学业帮扶作用显著。

面向精准扶贫，分析学生的消费金额、恩格尔系数、家庭经济情况、致贫原因等 26 个指标，构建受助学生认定和量化资助模型，准确识别受助学生，推荐资助标准，实行分档资助，确保资助标准与困难家庭的需求相适应 ，有效的解决了 目前高校教学改革中 普遍存在的 “数据精准采集难、课堂精准评价难、教师精准督导难、学生精准帮扶难”四大难题。

该项 目 成果的研发， 增强了教师教学能力建设，营造了师生共同 敬畏课堂的氛围， 支撑了“以学生和学习为中心”教育理念的实施 ， 是 科学研究 前沿思想汇聚 的价值体现 、是 产学研 结合 的典型示范 、是 多 部门 协同配合的 最佳 诠释 ， 是研发团队 久久为功的不懈追求 ，是“交大智慧”、“交大文化”“交大力量”、“交大速度”的现实 写照 。