大數(shù)據(jù)背景下數(shù)字校園建設(shè)的思考

楊曄

摘要；隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來臨。在大數(shù)據(jù)的背景下，我國各大高校也開始了校園的信息化建設(shè)。文章基于數(shù)字化校園建設(shè)過程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在數(shù)字校園建設(shè)中的應(yīng)用，以及應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了探討與分析，并提出了適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)字校園建設(shè)思路，以進(jìn)一步推動(dòng)校園信息化建設(shè)的深度發(fā)展。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；數(shù)字校園；校園建設(shè)；大數(shù)據(jù)應(yīng)用；大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

中圖分類號：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-3044（2017）07-0116-02

1引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步和云計(jì)算等先進(jìn)計(jì)算方法的產(chǎn)生，海量的數(shù)據(jù)以成倍增長的速度不斷生成，開啟了大數(shù)據(jù)的時(shí)代。而大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，也為數(shù)字化校園的建設(shè)帶來了一場技術(shù)和思想的變革。

2大數(shù)據(jù)的發(fā)展背景

大數(shù)據(jù)，指的是蘊(yùn)含巨大價(jià)值的海量、高增長率、多樣化和復(fù)雜關(guān)聯(lián)的信息數(shù)據(jù)集，其在獲取、存儲(chǔ)、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價(jià)值密度低四大特征。大數(shù)據(jù)的特征，決定了大數(shù)據(jù)在數(shù)字校園建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值，決定了其會(huì)對教育信息化的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。因此，如何高效的處理這些海量數(shù)據(jù)，并展現(xiàn)其中蘊(yùn)含的巨大價(jià)值，則成為了關(guān)鍵。

由于在大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)的來源豐富多樣、數(shù)據(jù)的類型也不具備一致性、數(shù)據(jù)的規(guī)模更是非常龐大，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析技術(shù)是采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，一般只能處理數(shù)據(jù)格式一致，規(guī)模也較小的數(shù)據(jù)。因此，需要特有的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，如大規(guī)模并行處理（MPP）數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、云計(jì)算平臺(tái)、可擴(kuò)展的存儲(chǔ)系統(tǒng)等，才能分析得出大量額外的有價(jià)值信息和數(shù)據(jù)關(guān)系。

3數(shù)字校園應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的優(yōu)勢

數(shù)字校園是基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來的對教學(xué)、科研、管理、技術(shù)服務(wù)、生活服務(wù)等校園信息的收集、處理、整合、存儲(chǔ)、傳輸和應(yīng)用，再以校園網(wǎng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)包括教育教學(xué)環(huán)境，電子資源，科研活動(dòng)等方面的，具有整體性的校園信息化管理。

3.1解決海量數(shù)據(jù)的無用堆積

隨著各種信息通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的高速發(fā)展，基于數(shù)字化校園的應(yīng)用系統(tǒng)、信息系統(tǒng)也越來越多，如教務(wù)管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、電子圖書館、OA辦公系統(tǒng)等，這也直接導(dǎo)致各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量也急劇增大。這些信息系統(tǒng)每天都在產(chǎn)生大量的結(jié)構(gòu)化的、半結(jié)構(gòu)化的以及非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，日積月累，大量堆積，但是一方面由于對數(shù)據(jù)價(jià)值的忽視，另一方面基于數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析整理的難度，這些寶貴的資源都被棄之不用，導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的包袱，不但沒有產(chǎn)生價(jià)值，反而因不能隨意丟棄而占用了大量存儲(chǔ)空間。

3.2提升管理水平和業(yè)務(wù)發(fā)展水平

由于傳統(tǒng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的查詢檢索機(jī)制和統(tǒng)計(jì)分析方法，已經(jīng)不能適應(yīng)數(shù)據(jù)規(guī)模劇增情況下的海量數(shù)據(jù)庫。只有通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，才能對高校的信息資產(chǎn)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析操作，從而為學(xué)校管理層進(jìn)行決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐，為教學(xué)、科研等方面工作的改進(jìn)提供合理的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。同時(shí)，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)還可以通過對信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成，增加師生校園生活的獲得感，如對學(xué)科建設(shè)的支持、校園交通規(guī)劃和改善、準(zhǔn)確快速的網(wǎng)絡(luò)輿情分析等，從而從根本上改變校園的管理方式及應(yīng)用水平，充分挖掘?qū)氋F的信息資源，進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)的發(fā)展水平和統(tǒng)計(jì)分析水平，輔助教育管理和教育決策，實(shí)現(xiàn)從擁有數(shù)據(jù)到預(yù)判需求。

3.3促進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)科研的深度融合

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)還可以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升，從而進(jìn)一步促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。比如，通過采集在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)中學(xué)生課后習(xí)題的完成情況，了解學(xué)生知識(shí)掌握的情況；采集學(xué)生對課外學(xué)習(xí)資源的訪問情況，了解學(xué)生的興趣方向；采集學(xué)生課堂的互動(dòng)信息，了解學(xué)生喜愛的課堂教學(xué)方式等等，從而改變傳統(tǒng)單一化的教學(xué)方式，為學(xué)生制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)計(jì)劃，幫助學(xué)生完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，甚至為學(xué)生提供個(gè)性化的就業(yè)指導(dǎo)。而通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，在自然科學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的對信息和數(shù)據(jù)更全面的掌握，則對于無論微觀科學(xué)還是宏觀科學(xué)都會(huì)帶來更加進(jìn)一步的提升。

4大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用的難關(guān)

4.1大數(shù)據(jù)的清洗

由于在產(chǎn)生和獲取數(shù)據(jù)的過程中，即使是多個(gè)數(shù)據(jù)源，也必然會(huì)有大量相同的數(shù)據(jù)，而這些就會(huì)成為數(shù)據(jù)的冗余。同時(shí)，數(shù)據(jù)的采集過程也伴隨著很多無關(guān)數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的進(jìn)入，因此數(shù)據(jù)的清洗就是對大數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪去冗的處理，從而提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，提高大數(shù)據(jù)的價(jià)值密度。但是在清洗的過程中，也會(huì)丟失一些有用細(xì)節(jié)信息。因此如何把握數(shù)據(jù)清洗的平衡，既保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，去冗降噪，又不會(huì)因?yàn)檫^度清洗而流失數(shù)據(jù)的價(jià)值，成為大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用的第一道難關(guān)。

4.2大數(shù)據(jù)的集成

大數(shù)據(jù)必須進(jìn)行有效的集成，才能成為數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)信息資源，才能發(fā)揮其巨大的價(jià)值。而當(dāng)前大數(shù)據(jù)復(fù)雜異構(gòu)的特性對大數(shù)據(jù)的整合形成了挑戰(zhàn)，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的大量并存和融合、不同來源不同特征的多種數(shù)據(jù)混雜，以及不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中文件系統(tǒng)差異形成的數(shù)據(jù)格式的巨大差異，無不造成大數(shù)據(jù)有效集成的困境。

4.3大數(shù)據(jù)處理模型的建立

數(shù)據(jù)的挖掘和分析需要建立數(shù)據(jù)分析處理模型，但是數(shù)據(jù)的海量多樣、應(yīng)用場景的各不相同以及各個(gè)應(yīng)用管理系統(tǒng)復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理流程，使這些系統(tǒng)的功能模塊各有差異，處理框架也是不盡相同，導(dǎo)致很難整合這些碎片化的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。因此，大數(shù)據(jù)處理模型需要專業(yè)的大數(shù)據(jù)技術(shù)人員以及業(yè)務(wù)領(lǐng)域的專業(yè)人員投入大量的時(shí)間和精力去研究和梳理業(yè)務(wù)流程，經(jīng)過反復(fù)的測試和修改才能建立。

5大數(shù)據(jù)背景下數(shù)字化校園的建設(shè)思路

5.1基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)

數(shù)字校園的建設(shè)首先要重視數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)建設(shè)，確保有良好的基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)絡(luò)可以使用，為教學(xué)、科研、管理提供無所不在的基礎(chǔ)環(huán)境。需要充分利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，按照基本的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，保證大數(shù)據(jù)能夠存儲(chǔ)，并能夠高速地傳輸。數(shù)據(jù)傳輸更是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)，尤其是現(xiàn)代化教育對視頻等多媒體課程的需求量加大，需要建立良好的基礎(chǔ)傳輸環(huán)境。

5.2打破信息孤島。建立完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)的集成、分析和管理等技術(shù)都是基于盡可能多的、完善的數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行的，而數(shù)字校園早期建設(shè)的信息系統(tǒng)已經(jīng)在各自的數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)了大量的歷史數(shù)據(jù)，但是由于早期信息系統(tǒng)的建立大多各自為政，導(dǎo)致這些數(shù)據(jù)都是處于信息孤島之中，無法為大數(shù)據(jù)技術(shù)所用。因此，大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)字校園，首先就需要打通這些信息孤島，讓所有的數(shù)據(jù)產(chǎn)生聯(lián)系，然后再從物理環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境兩個(gè)方面，建立一個(gè)具備數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)能力的、較為完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。物理環(huán)境方面主要指數(shù)字校園建設(shè)中的硬件設(shè)施及傳感器，比如通過語音教室、數(shù)字圖書館、視頻監(jiān)控、一卡通刷卡設(shè)備等采集的數(shù)據(jù)；應(yīng)用環(huán)境方面則是指通過各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)采集運(yùn)行過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，包括數(shù)字校園的統(tǒng)一門戶平臺(tái)及其他云平臺(tái)軟件、虛擬化軟件等。

5.3統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。建立良好的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系

良好的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)，能極大地提升并決定數(shù)字校園建設(shè)的質(zhì)量與水平。由于數(shù)據(jù)規(guī)模的增長相當(dāng)迅速，當(dāng)出現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備容量的增長速度跟不上數(shù)據(jù)規(guī)模增長速度的情況時(shí)，就會(huì)對大數(shù)據(jù)的集成造成困擾，對大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)同樣制造了沉重的壓力，而大數(shù)據(jù)不進(jìn)行有效的集成和整合就不能發(fā)揮其蘊(yùn)含的巨大價(jià)值。在此背景下，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、保障數(shù)據(jù)來源的唯一性，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，減少冗余的數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)源的差異性，進(jìn)而建立良好的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，成為大數(shù)據(jù)有效集成的必然要求。

6結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)字校園的建設(shè)注入了新鮮的血液，但是同樣也帶來了新的挑戰(zhàn)，例如，如何對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行去冗降噪處理，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和相對降低數(shù)據(jù)規(guī)模，如何進(jìn)行分析與模型處理等等。作為教育信息化的實(shí)踐者，數(shù)字校園的建設(shè)要求我們不斷深入學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)分析體系的各種技術(shù)，而隨著對大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我們也期待看到大數(shù)據(jù)技術(shù)為校園信息化建設(shè)帶來更多的活力。