基于大數(shù)據(jù)下的智慧校園建設(shè)總體架構(gòu)模型及典型應(yīng)用

高強

(西安美術(shù)學(xué)院，陜西西安710065)

基于大數(shù)據(jù)下的智慧校園建設(shè)總體架構(gòu)模型及典型應(yīng)用

高強

(西安美術(shù)學(xué)院，陜西西安710065)

智慧校園模型的應(yīng)用，對校園管理工作的科學(xué)化發(fā)展有著積極的促進作用。該文主要從智慧校園的內(nèi)涵特征入手，對大數(shù)據(jù)下的智慧校園架構(gòu)模型及其應(yīng)用問題進行了探究。

大數(shù)據(jù)；智慧校園；總體架構(gòu)模型；應(yīng)用

所謂的智慧校園體系，主要指的是在校園的整體建設(shè)過程中，將大腦化的運行方式應(yīng)用于校園日常管理工作的管理機制。隨著社會的不斷發(fā)展，國家對教育教學(xué)問題的高度關(guān)注，讓校園的建設(shè)問題得到了社會的重視。智慧校園架構(gòu)模型的應(yīng)用，可以讓教學(xué)過程的合理性得到充分保障。

1 智慧校園的內(nèi)涵特征

智慧校園總體架構(gòu)與人類大腦的工作特點存在著一定的相似性。從校園管理工作的實際情況來看，智慧校園的內(nèi)涵特征主要涉及了以下幾個方面，首先是實時化全面化的智能環(huán)境感知。在將光纖技術(shù)、方位技術(shù)和重力技術(shù)等技術(shù)進行應(yīng)用以后，學(xué)校管理人員可以對系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)信息進行實時獲取[1]。第二是業(yè)務(wù)應(yīng)用模型的全面融合性。開放性、協(xié)同性和整合性的信息化架構(gòu)體系的構(gòu)建，可以讓校園管理機制的整體效能得到提升。第三是數(shù)據(jù)挖掘模型的海量化特征。在數(shù)據(jù)挖掘模型構(gòu)建以后，合理化的分析機制和預(yù)測機制的應(yīng)用，可以在對大數(shù)據(jù)技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)信息進行全面融合的基礎(chǔ)上，對信息進行智能化的分析。

2 智慧校園建設(shè)的總體架構(gòu)模型

2.1 智慧校園功能的應(yīng)用需求

綜合性的統(tǒng)一管理平臺的應(yīng)用需求，是校園管理工作的應(yīng)用需求的表現(xiàn)。大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下的智慧校園模型建設(shè)工作存在著建設(shè)周期長、建設(shè)規(guī)模大的特點。從我國校園信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢來看，統(tǒng)一化的信息管理平臺的構(gòu)建，是學(xué)校未來所面對的一個重要問題，這種集成化的管理平臺主要對學(xué)校管理工作中的信息匯集功能、資源共享功能和綜合運營功能進行了整合。大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下的智能校園建設(shè)模型的構(gòu)建，可以在對信息資源的壟斷問題進行突破的基礎(chǔ)上，促進區(qū)域或校園數(shù)據(jù)資源的共享，這就可以在對校園建設(shè)領(lǐng)域的重復(fù)投資問題進行避免的基礎(chǔ)上，對教育信息化建設(shè)的建設(shè)水平進行提升。除此以外，一站化的管理需求的重管理輕服務(wù)的問題是數(shù)字校園管理機制構(gòu)建中存在的主要問題。這一問題的出現(xiàn)，除了會對教育信息化的投資效率帶來不利的影響以外，也會對給學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變帶來一些消極影響。智慧校園的建設(shè)過程是對學(xué)校的日常管理工作進行整合的過程，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息門戶體系的應(yīng)用，可以為學(xué)校師生提供便捷化的一站式服務(wù)。面向校園管理工作的一站式服務(wù)體系的構(gòu)建，可以讓學(xué)校對校園基礎(chǔ)建設(shè)工作和日常管理工作進行統(tǒng)一規(guī)劃，也可以從校園通信網(wǎng)絡(luò)、信息安全和日常辦公等方面入手對校園的管理體系進行完善。面向教學(xué)過程的智慧校園服務(wù)機制可以為多層次化的學(xué)歷教育工作和專項技能培訓(xùn)工作的開展提供一定的技術(shù)支撐。面向校園生活的大數(shù)據(jù)智慧校園機制可以讓學(xué)校的用水用電服務(wù)、食宿消費服務(wù)、信息查詢服務(wù)等服務(wù)形式表現(xiàn)出人性化的特點。

2.2 智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)

大數(shù)據(jù)下的智慧校園體系涉及了大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)和移動互聯(lián)技術(shù)等多種技術(shù)[2]。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可以為學(xué)校管理政策的制定提供一定的科學(xué)依據(jù)。云計算技術(shù)可以從用戶的需求入手，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的存儲服務(wù)和計算服務(wù)。移動互聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用，可以為學(xué)校師生提供一種泛在性、高速性的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。它可以讓師生在對網(wǎng)絡(luò)信息進行實施處理，也可以為靈活性自主性的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)交流互動機制的構(gòu)建提供一定的幫助。

2.3 智慧校園建設(shè)的原則

統(tǒng)一性原則、開放性原則、集成原則、先進性原則和系統(tǒng)安全性原則是指揮校園模型建設(shè)所遵循的主要原則。其中，統(tǒng)一性原則要求智慧校園的建設(shè)要和學(xué)校所在省市實現(xiàn)信息資源共享，進而在對大數(shù)據(jù)技術(shù)進行應(yīng)用的基礎(chǔ)上促進互聯(lián)互通。開放性原則要求學(xué)校在智慧校園建設(shè)過程中對系統(tǒng)的開發(fā)平臺、數(shù)據(jù)庫和運行環(huán)境等問題進行統(tǒng)一考慮。先進性原則要求學(xué)校在智慧校園模型的建構(gòu)過程中，要對先進化的智慧校園理念、先進化的管理制度和先進化的系統(tǒng)工程方法進行應(yīng)用。系統(tǒng)安全性原則要求學(xué)校在這一體系的建構(gòu)過程中，對熟慮安全、網(wǎng)絡(luò)安全和傳輸安全等問題進行充分考慮。

2.4 智慧校園的架構(gòu)模型

基于大數(shù)據(jù)下的智慧校園體系的構(gòu)建，要求學(xué)校在日常管理工作中對服務(wù)理念、管理業(yè)務(wù)和信息機制進行有效融合，進而在對服務(wù)管理流程進行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對學(xué)校的管理水平進行提升，在對這一系統(tǒng)的架構(gòu)模型進行探究以后，我們可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)模型主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和服務(wù)層等多種結(jié)構(gòu)組成。在智慧校園體系中，感知層可以借助傳感器、監(jiān)控攝像頭和各種應(yīng)用系統(tǒng)的作用，對校園中的人員、設(shè)備和環(huán)境等因素進行感知。這種感知形式主要由以下內(nèi)容組成：一為物與物之間的感知；二為人和物之間的感知，三是系統(tǒng)間信息的感知，因而，智慧校園模型的感知層出了要對人員；信息等因素進行感知以外，也需要借助大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，對學(xué)習(xí)者的個體特征和學(xué)習(xí)情境等內(nèi)容進行感知。移動網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)和視頻會議系統(tǒng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)之間的互相聯(lián)通，是模型網(wǎng)絡(luò)層在實際應(yīng)用中所發(fā)揮的主要功能。網(wǎng)絡(luò)層系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在了人際互聯(lián)、物際互聯(lián)和人與物之間的全面互聯(lián)等多個方面。它對信息獲取能力和實時服務(wù)能力的提升有著一定的促進作用。數(shù)據(jù)層是與大數(shù)據(jù)技術(shù)緊密相連的系統(tǒng)，它可以對系統(tǒng)所收集到的信息進行充分分析。Hive-Hadoop集群是系統(tǒng)模型中所常用的一種代表性集群技術(shù)，它可以對智慧校園體系中所積累的多源化、還量化的數(shù)據(jù)進行有效發(fā)掘。針對用戶的使用需要，這一技術(shù)可以在對數(shù)據(jù)信息進行處理以后，將其存儲在專用的數(shù)據(jù)庫中。校園網(wǎng)、無線網(wǎng)和一卡通等系統(tǒng)咋不弄蘊含著用戶的學(xué)習(xí)情況、網(wǎng)絡(luò)行為等數(shù)據(jù)信息，對這些數(shù)據(jù)進行挖掘應(yīng)用，可以讓用戶的使用體驗得到有效的提升，這就可以為智慧校園模型的服務(wù)質(zhì)量的提升提供幫助。對用戶的個性化服務(wù)需求和學(xué)校行政管理人員的智能化決策服務(wù)需求進行有效滿足，是智慧校園模型的應(yīng)用層的主要功能。大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧校園體系中的應(yīng)用，可以對教育管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)等系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進行有效整合，這就可以通過構(gòu)建開放性學(xué)習(xí)環(huán)境的方式，為師生提供個性化、智能化的服務(wù)。

除了上述系統(tǒng)以外，信息標(biāo)準(zhǔn)體系、信息規(guī)范體系和運行維護安全體系也是智慧校園模型中不可缺少的內(nèi)容。信息標(biāo)準(zhǔn)體系和信息規(guī)范體系的構(gòu)建，可以讓系統(tǒng)模型的信息采集機制、信息處理機制和信息交換機制的標(biāo)準(zhǔn)化水平和規(guī)范化水平得到提升。它也可以在對大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行規(guī)范的基礎(chǔ)上，為校園管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合提供一定的幫助。運行維護安全體系涉及了以下幾方面的內(nèi)容：一是智慧校園架構(gòu)模型的設(shè)備安全問題；二是架構(gòu)模型的環(huán)境安全問題；三是系統(tǒng)模型的容災(zāi)備份問題；四是模型的介質(zhì)安全問題。風(fēng)險評估、安全監(jiān)測、數(shù)據(jù)備份和安全防護是網(wǎng)絡(luò)安全體系的主要內(nèi)容。數(shù)據(jù)安全問題與數(shù)據(jù)庫的安全問題和相關(guān)的認證技術(shù)之間存在著一定的聯(lián)系。數(shù)據(jù)挖掘中的信息安全問題、用戶隱私保護問題和信息過濾問題可以被看做內(nèi)容安全問題的主要組成部分。

3 智慧校園的典型應(yīng)用

3.1 智慧校園在教學(xué)工作中的應(yīng)用

教學(xué)工作是校園工作中的一項重要內(nèi)容。智慧化的教學(xué)機制的構(gòu)建，可以對教學(xué)工作進行有效的整合[3]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可以讓校園教育系統(tǒng)的智能化水平、物聯(lián)化水平和感知化水平進行有效的提升。對學(xué)生的綜合知識水平和綜合能力進行提升，是教育工作的重要目標(biāo)?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)的智慧校園架構(gòu)模型的應(yīng)用，可以讓數(shù)字化的校園管理機制提升到一個新的高度。多種現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，可以讓校園的常規(guī)只能得到優(yōu)化，這就可以讓學(xué)校的教學(xué)工作更好地對學(xué)生的知識視野進行拓展，也可以在提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)服務(wù)的基礎(chǔ)上，對師生的滿意度進行有效提升。智慧教學(xué)法的應(yīng)用，是對大數(shù)據(jù)技術(shù)下的智慧校園模型進行應(yīng)用的表現(xiàn)。這種教學(xué)模式是一種以學(xué)生為中心的模式，微課、電子教材和移動課件等教學(xué)材料在這一體系中的應(yīng)用，可以讓教師的課堂教學(xué)效率得到有效的提升。

3.2 智慧校園在科研工作中的應(yīng)用

科研工作也是學(xué)校日常工作中的一項重要內(nèi)容?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)的智慧科研平臺的構(gòu)建，可以讓學(xué)校對科研工作的研究方向、研究成果和研究動態(tài)等問題進行有效追蹤。也可以讓學(xué)校的科研管理工作表現(xiàn)出快捷化、高效化和便利化的特點。對于參與科研工作的教師而言，大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)下的智慧校園模型的構(gòu)建，可以讓科研項目的申報過程表現(xiàn)出快捷性的特點。個人基礎(chǔ)信息的自動填報功能了以讓科研項目的申報效率得到一定程度的提升。在科學(xué)研究活動的進行過程中，這一管理模式還可以為教師提供以下形式的服務(wù)：一是智能化的知識管理服務(wù)。二是高效化的協(xié)同支持服務(wù)；三是便利化的科研項目事務(wù)管理服務(wù)。在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)為科研人員提供了海量化的信息管理系統(tǒng)以后，科研人員之間的協(xié)作能力也可以得到一定程度的提升?？蒲谐晒闹悄軈R集與跟蹤，也是智慧校園體系在實際應(yīng)用中發(fā)揮的主要功能。一些高校在校園科研管理工作中對校企結(jié)合模式進行了應(yīng)用。大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下的智慧校園模型的應(yīng)用，可以讓企業(yè)與學(xué)校在科研領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)有效對接。這一模型的構(gòu)建，也對紙質(zhì)媒介在科研項目調(diào)研過程中存在的弊端進行了解決，這就可以為科研效率的提升提供幫助。

3.3 智慧校園在學(xué)生管理中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)在校園管理工作中的應(yīng)用，可以讓學(xué)校的學(xué)生管理工作表現(xiàn)出智慧化的特點。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用下，云服務(wù)平臺可以為學(xué)校的學(xué)生管理工作提供數(shù)控集成服務(wù)和數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)等服務(wù)形式。這就可以為學(xué)生管理工作的智慧化運轉(zhuǎn)提供一定的幫助?？梢暬慕逃芾頇C制、遠程督導(dǎo)機制和基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的監(jiān)控預(yù)警機制的應(yīng)用，可以讓學(xué)生管理工作的實效性得到提升。在一些高等院校中，智慧化校園建設(shè)模型可以在對大數(shù)據(jù)技術(shù)進行應(yīng)用的基礎(chǔ)上，為學(xué)校呵呵業(yè)務(wù)部門和院系提供分級化、分類化的統(tǒng)計信息報表，這就可以為各個院系(二級學(xué)院)的決策工作提供一定的數(shù)據(jù)支撐。對于學(xué)校各個業(yè)務(wù)部門而言，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對校園中的多源數(shù)據(jù)進行分析，可以對學(xué)生管理工作中存在的問題進行明確，進而在對管理機制進行完善的基礎(chǔ)上，促進學(xué)校管理水平的提升。學(xué)生行為分析和活動數(shù)據(jù)的整合，是智慧校園模型在學(xué)生管理工作中進行應(yīng)用的表現(xiàn)。目前絕大多數(shù)高校都在校園中構(gòu)建了一卡通體系，學(xué)生所用的消費卡中除了包含有學(xué)生的基本信息以外，也可以對學(xué)生的充值情況和消費情況進行記錄。在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對需學(xué)生的消費情況進行分析的基礎(chǔ)上，學(xué)校可以對學(xué)生在校園內(nèi)的消費行為習(xí)慣進行了解。這就可以為食堂、校園超市等機構(gòu)的后勤服務(wù)管理工作和貧困補助機制的落實提供幫助。圖書資源分析機制可以讓學(xué)校圖書館更好地滿足學(xué)生的個性化借閱需求?；顒訑?shù)據(jù)的整合，可以為校園文娛活動和思想政治教育工作的開展提供一定的幫助。

4 結(jié)論

智慧化校園管理體系的構(gòu)建，是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧校園體系所發(fā)揮的主要功能。它可以在對學(xué)校師生用戶的個性化要求進行充分滿足的基礎(chǔ)上，對學(xué)校的人力物力成本進行有效節(jié)約。智慧校園典型應(yīng)用模式的跟蹤分析，是未來指揮校園研究工作中的一項重要內(nèi)容。

[1]王燕.智慧校園建設(shè)總體架構(gòu)模型及典型應(yīng)用分析[J].中國電化教育,2014(9)：88-92+99.

[2]魏宇.智慧校園建設(shè)總體架構(gòu)模型及典型應(yīng)用分析[J].亞太教育,2016(20)：232.

[3]孫國章.智慧校園建設(shè)總體架構(gòu)模型及典型應(yīng)用分析[J].中小企業(yè)管理與科技:下旬刊,2016(12)：156-157.

TP393

A

1009-3044(2017)21-0162-02

2017-06-15

高強(1979—)，男，陜西西安人，在職研究生，助理工程師，研究方向為計算機技術(shù)。