山西省产教融合信息服务平台建设方案研究

郭艳军,张亚明,梁 玲

(山西工程职业学院 计算机工程系,山西 太原 030009)

0 引言

在党的十九大报告中,明确将教育事业作为优先发展选项,并提出“完善职业教育和培训体系,深化产教融合、校企合作”,这为当前形势下职业教育校企合作深入推进指明了方向。

产教融合信息服务平台在产教深化融合过程中具有着重要的意义和作用。《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》(国办发〔2017〕95号)文件第二十二条提出:“依托平台汇聚区域和行业人才供需、校企合作、项目研发、技术服务等各类供求信息,向各类主体提供精准化产教融合信息发布、检索、推荐和相关增值服务。”[1]《职业学校校企合作促进办法》(教职成〔2018〕1号)文件第三章第十五条提出:“教育、人力资源社会保障部门应当会同有关部门,建立产教融合信息服务平台,指导、协助职业学校与相关企业建立合作关系。”“鼓励有关部门、行业、企业共同建设互联互通的校企合作信息化平台,引导各类社会主体参与平台发展、实现信息共享。”[2]从中可以大致看出产教融合信息服务平台需要实现的基本功能,而且我们需要选取先进、合适的技术去实现这些功能。

1 平台建设技术路径选择分析

在进行平台建设时,我们从平台整体架构与管理技术和信息系统集群与功能模块技术两个维度来论述平台所选择的技术。

1.1 平台整体架构实现与管理技术路线

产教融合信息化平台的搭建、支撑、部署及管理设计采用虚拟化、云计算平台管理以及云服务三种技术形式实现。

1.1.1虚拟化技术

虚拟化技术主要用来实现软件应用与底层硬件之间的隔离,包括将单个资源划分成多个虚拟资源,或将多个资源整合成一个虚拟资源,具体包括存储虚拟化、网络虚拟化、计算虚拟化、应用级虚拟化和桌面虚拟化等技术。

1.1.2云计算平台管理技术

云计算平台管理技术可以对大量服务器进行协同管理,以方便将分布在不同物理位置的应用进行快速部署、可靠运营和有效管理以及维护。云计算管理平台主要有CloudStack、OpenStack、Eucalyptus等开源私有云平台以及阿里云、腾讯云、华为云等公有云平台。应在综合考虑开发成本、维护成本和经济成本后选择一种类型来支撑产教融合管理平台的运行。

1.1.3云服务技术

云服务技术主要包括SaaS(软件即服务)、PaaS(平台即服务)和IaaS(基础设施即服务)三种模式,分别用于解决平台集中部署和分级使用,面向全平台提供统一的运行环境,以及将已有的计算和网络资源(如服务器、I/O设备、存储和计算能力等)整合成一个虚拟的资源池。

1.2 平台信息系统集群与功能模块技术路线

1.2.1采用大数据技术,深化信息资源利用

面对海量的的产教融合数据资源,以及需引入的特定行业、领域的信息资源,需要全面引入大数据技术,充分发挥其核心价值来推进数据资源整合和深度开发利用。大数据技术主要包括数据采集、数据存储、数据分析以及数据可视化展示等技术。其中,采集和存储技术,主要关注产教融合数据资源管理,包括数据的采集、存储、关联、整合以及高效利用;数据的分析和可视化,重点在于产教融合数据价值管理,包括对数据的分析、挖掘、预测、评估以及可视化展示。

1)大数据存储技术。平台使用分布式文件系统(如Hadoop的HDFS)和非关系型数据(如NoSQL类数据库),可以解决海量非结构化文件的存储和结构化、半结构化的数据存储。NoSQL类数据库可以采用Hbase,这是一个分布式、面向列、可伸缩的非关系型数据库分布式存储系统,可以搭建起大规模结构化存储集群。同时,使用HDFS(Hadoop分布式文件系统)作为底层存储,同时支持MapReduce的批量式计算和点查询(随机读取)。

2)大数据分析技术。核心是解决数据分布存储带来的数据处理上的复杂度问题,满足海量存储后对数据处理的时效性要求。方案选用基于Hadoop、Storm等分布式计算技术框架提供对数据的分析与处理。另外,采用数据仓库技术,以加载内外部资源,建立面向主题的、集成的、相对稳定的数据集合,支撑数据挖掘和辅助决策分析。

3)大数据可视化展示技术。在数据建模基础上,以图形化、动态化的形式将数据表示出来。通过设置不同条件,直观呈现数据特点,供业务部门工作人员和各级领导使用。

1.2.2引入人工智能,提升工作智能化水平

2017年7月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,对我国人工智能发展的战略目标、重点任务和保障措施做出规划,也为产教融合信息平台人工智能技术应用提供了基本遵循。本方案引入机器学习、语音识别、图像识别、自然语言处理等较成熟的人工智能技术。

1)机器学习技术。通过大量数据输入和训练,使计算机系统自我归纳运算模式和识别算法,常用于决策判断、数据挖掘、计算机视觉、自然语言处理、生物特征识别、搜索引擎、语音和手写识别等。

2)图像识别技术。计算机系统经过学习和训练,可以对图像进行识别,发现不同模式的目标和对象,本平台可用于身份验证。

3)语音识别技术。将人类语音中的词汇内容转换为计算机可读输入,常用于设备控制、语音文档检索、视听材料检索、听写数据录入、机器翻译及语音合成等。

4)自然语言处理技术。研究人与计算机交互语言问题,常用于关键字匹配、自动分词、词性分析、句法分析和语义分析等,本平台可用于敏感词过滤、大数据分析等。

5)自动聚类技术。自动聚类技术可以对不规则文档进行分类,把内容相近的划分为同一类,且能够为每一类生成主题词,为确定类目提供方便。

1.2.3基于微服务架构,建设应用系统平台

微服务是大型互联网应用系统的主流技术架构。通过对大型应用的合理拆分、重组,实现应用的分布部署、灵活升级、高效运转。考虑到产教融合信息平台应用具有用户多、复杂度高等特点,适宜引入微服务技术和理念,建设统一的应用平台,本方案主要涉及以下技术。

1)构件技术。构件是可复用的软件组成成份,可以是被封装的类、类树、功能模块、软件框架和构架、文档、设计模式等。本平台可以通过构件技术来构造各应用软件,用来提高软件开发效率和软件质量。

2)前后端分离技术。采用前后分离的技术,可将前后端开发分离开来,使得前端开发更快速、更敏捷。主流的前端框架有AngularJS、Vue.js等,选择统一的应用框架,可提高开发效率。

3)API服务网关。API服务网关是微服务架构轻量级服务总线,解决服务管控和治理问题,是保障微服务机构流程运转的关键。网关封装内部的各类服务,统一对外提供,还提供监控、负载均衡、缓存、协议转换等功能。

4)消息队列技术。消息队列(message queue,MQ)技术既解决了业务系统间的耦合,也解决了业务系统同步调用效率不高的问题,可选择MQ消息中间件提供消息服务。MQ是一种通信方法,主要应用在分布式应用程序中,用来提供高可用的消息传输机制。

5)分布式系统负载均衡与高可用技术。平台在运行过程中,有时会遇到很大的流量产生,这时需要使用负载均衡技术来做优化,并确保容错配置。Nginx作为目前在互联网领域的主流技术之一,既可以用作Web服务器,也可以用作HTTP负载均衡来分发流量给后端的应用程序服务器,本平台可使用Nginx+Keepalvied的组合,进行系统的高并发、高可用的部署。

1.2.4运用智能分析技术,科学辅助决策

通过深入研究产教融合业务需要,建立科学全面严谨合理的数据模型,利用数据挖掘、多维分析、数据可视化等技术,是实现业务工作可视化分析、精准预测、成效评估等的重要工作。本方案引入如下技术:

1)数据建模技术。数据模型是基于复杂业务数据进行构建的,可描述一个单位所有核心数据和相互关系的统一全局视图。数据模型涉及跨部门和跨应用系统的数据,包含平台的数据实体和实体间的关系、属性、定义、描述和范例,综合展现数据之间的关系,并适应新的数据要求。

2)数据挖掘技术。数据挖掘可以按规则对平台数据库和数据仓库中的已有数据进行信息开采、挖掘和分析,从中识别和抽取隐含的信息和有意义的内容,为产教融合业务工作提供相应依据,主要实现关联分析、时序模式、聚类、分类、偏差检验和预测等。

3)多维分析技术。包括OLAP(联机数据分析)和数据挖掘两类功能。OLAP 可以对平台数据进行切片、切块、聚合、钻取、旋转等动作,实现从宏观到微观的深入分析和从微观到宏观的数据综合。数据挖掘可以从平台大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中,提取隐含在其中的、人们不容易看出来、但又确实有用的一些信息和知识。

2 平台主要功能分析

产教融合可以理解为深度的校企合作。根据文件精神,再结合校企合作、产教融合的本身特性,总结出山西省产教融合信息服务平台建设时平台应具备的基本功能框架,我们从逻辑上可以将功能划分为三类:功能平台(或业务平台)、数据平台、信息平台[3]。功能平台主要包含产教融合过程中的合作对接、业务流程、办公OA等相关功能,数据平台主要包含各种基础数据管理、数据汇总、数据分析等相关功能,信息平台主要包含各种动态信息管理、信息交流等功能。由于有些功能存在交叉,下面仅从功能本身的角度来分析产教融合信息服务平台应具备的基本功能。

2.1 资讯信息

现代社会是一个信息爆炸的社会,信息产生速度和其产生的作用几乎达到瞬息万变的地步,作为产教融合信息服务平台,需要将各类最新动态信息及时地进行传递,为校企合作中的政、行、企、校等各类产教融合机构的相关决策、研究人员主体提供最新的新闻资讯,主要包括产教融合政策发布、政策变化分析、产业行业需求、产业发展动态、技术研究成果、地方新闻动态、太原综改区资讯、能源需求/供给侧资讯以及其他与校企合作、产教融合相关的信息,通过这类信息的汇聚与发布,为山西省产教深度融合提供强有力的信息支撑。

2.2 校企合作对接服务

校企合作对接服务主要实现学校和企业在知识/技能相互培训、成果/问题相互转化、教师/员工相互聘任,打通校企双方之间存在的一些现实障碍,实现校企双方能够真正的各取所需、共同发展,从而承担更多的社会责任,为区域的科技、经济民生发展共同助力[4]。

从校企双方本身的社会功能来看,可以考虑以下内容作为对接项目,实现校企双方合作发展,共同进步。

2.2.1校企互训

对于学校而言,最基本的任务就是为社会培养合格的毕业生,而毕业生主要的去向,就是进入各类企业,实现自我价值,为社会做贡献。因此,学校和企业有天然的合作基因,企业岗位的技能需求与学生所学技能知识应该具有高度的统一性[5]。而在就业市场上,企业在经营过程中如何能够找到适合企业自身发展的人才,学生在就业过程中如何能够找到适合自身发展的企业,一直是就业市场永恒的主题。而要达到企生双方都满意,莫过于双方提前接触,提前了解双方各自的需求。

所以,学生和教师需要赴企业分别进行岗位实训和实践锻炼,学习企业一线岗位的岗位技能,而企业中的职工由于社会分工的原因,对于本岗位的技术技能的应用比较熟悉,但对于其原理或其他的一些可以提高生产效率的技能如计算机应用等通用技能就比较缺乏,而这正是学校的优势所在。

在校企互训需求实现的过程中,学校和企业及时将需求信息公布出来,这样才能及时将校企双方关心的信息及时推送到公共信息平台上,然后校企双方可以根据实际情况通过双向选择实现自身的需求。

2.2.2校企互通

学校和企业在创新创业、技术难题解决等方面也存在相互对接的需求。学校学生在创新创业过程中,由于经济领域、公司经营领域知识的缺乏,存在着专利、成果推广的难题,而企业在生产经营过程中,由于工艺改进、降低成本的需求,也希望能有一些专利或成果来解决企业在生产经营过程中出现的难题,当双方的难点对接到一起时,对接通道就产生了,我们可以将之称为校企互通。

学校在创新创业过程中,可以针对企业的技术难题或经营难题进行有针对性的创新和创业方向选择,这既实现了学生的自我价值,又解决了企业的难题,并使理论技术得到了直接的应用,并且对学校专业建设和就业、企业的技术积累都有非常大的好处,可谓一举多得[6]。

2.2.3校企互聘

对于学校而言,师资团队的水平和学生就业率都体现着人才培养水平的高低,特别对于高职院校来讲,外聘教师授课课时比例是作为办学水平指标之一被衡量的,体现了高职院校师资团队整体的实践和育人能力。而在中国高速发展过程中,企业对于专业对口的高质量毕业生也有着现实的需求,所以校企互聘也是校企合作中很重要的合作内容。校企双方可以就双方的聘用需求在校企互聘功能版块的学生就业和企业招聘子版块中予以发布,使校企双方可以进行双向选择,满足各自需求[7]。

2.2.4校企互融

校企合作的最高形式就是校企双方能够深度参与对方的相关活动,能够在决策中融入校企双方共同的利益点,如企业代表进入学校理事会(董事会),参与学校重大事项的审议;企业与学校合作开展学徒制,共同制定人才培养方案,共同进行人才培养,这样才能最大化地满足校企双方的利益诉求[8]。平台要能够实现校企双方在互融过程中的制度、流程、业务、决策、终止等功能。

2.3 产教资源共享库

校企合作过程中涉及到大量的基础性资源数据,可以为实现深度校企合作提供基础性数据支撑,比如政府机构、企业、行业、学校等产教融合主体基本信息,专家、学者、教师、学生等人员基本信息,政策、知识、成果、专利、项目、课题、课程、技术技能标准等客体对象基本信息,这些信息可以为校企合作、课题研究、大数据分析提供权威性的各种基础性资源数据,保障产教融合的准确性、科学型和合理性[9]。综上,我们可以将产教资源共享库划分为以下几类:企业/学校库、机构/行业库、专家/学者库、教师/学生库、成果/专利库、项目/课题库、政策/知识库、课程/标准库等。

2.4 数据统计分析服务

应用大数据技术可以对产教融合要素的现状进行分析总结并对其发展进行预测与展望,这些要素应涵盖政行企校的方方面面,包括行业产业、技术技能、人才需求、热门岗位、创新创业、决策咨询等,可由政行企校各类主体定期发布其运用大数据技术进行统计分析后得到的各类统计分析,为山西省产教融合提供学术性、科学性的数据支撑。

大数据技术的另一个应用是可以对产教融合平台进行监控,保障产教融合过程是可预测、可监控的,其发展须符合国家相关的法律法规与山西省相关的政策政令。

2.5 其他辅助服务

其他辅助服务主要包括平台检索服务、经验推广服务和论坛服务等。

作为平台应提供基本的信息检索功能,对于平台后台数据库中的信息进行检索,提供结果信息,另外还应提供高级检索功能,从不同维度(包括时间、主体、客体、库类型等)通过自由组合进行高级检索,为不同用户提供服务。

经验推广服务主要是对校企合作过程中的一些成果、经验进行总结和推广,为校企合作的实践和研究提供借鉴。

论坛服务主要为校企合作各主体提供相互之间进行交流的平台,可用于信息沟通、技术交流、经验推广、互惠互助等。

综上所述,产教融合信息服务平台应具备的功能如图1所示:

图1 产教融合信息服务平台功能图Fig.1 Function diagram of the information service platform for integration of enterpeises with vocational schools and universities

3 结语

产教融合信息服务平台对于校企合作能否落到实处、产教融合是否深度相融有着重要的保障和支撑作用。山西省目前还没有成熟的产教融合信息服务平台,本文通过对政策的分析,凝练出山西省在产教融合信息服务平台建设过程中实现的功能和采取的技术实现路径,希望对山西省校企深度融合过程中的信息服务平台建设提供一些借鉴和思路,助力山西省产教融合迈向“大平台+”阶段,从而为地方产业转型升级和经济跨越发展提供有力帮助。