大數(shù)據(jù)服務(wù)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用探討

崔行臣，韓　磊

(山東廣播電視大學(xué)，山東　濟(jì)南　250014)

一、引言

高校信息系統(tǒng)一直是數(shù)據(jù)生產(chǎn)大戶。統(tǒng)計顯示，僅2009年，美國國家教育部某信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫就膨脹至269P字節(jié)，龐大的信息程度入選當(dāng)年全美10大數(shù)據(jù)生產(chǎn)貢獻(xiàn)量排名。在我國，超萬人的高校非常多，學(xué)校的教學(xué)、科研、一卡通消費等都會產(chǎn)生大量的信息數(shù)據(jù)。這些高校現(xiàn)有的眾多信息系統(tǒng)經(jīng)多年運營積累了很多基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)，如何對這些原始數(shù)據(jù)開展深入的分析和應(yīng)用，在統(tǒng)籌分析的基礎(chǔ)上加強(qiáng)學(xué)校的科學(xué)化管理，為學(xué)校發(fā)展決策提供數(shù)據(jù)支撐，成為擺在我國高校面前的一個重要課題和開拓性機(jī)遇。近幾年很多高校成立了數(shù)據(jù)研究院，致力于教育大數(shù)據(jù)的挖掘和分析。2016年11月12日-13日，“大數(shù)據(jù)驅(qū)動的教育變革”國際學(xué)術(shù)研討會暨首屆中國教育大數(shù)據(jù)發(fā)展論壇在山東曲阜舉行，與會國內(nèi)外專家對如何適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代，并利用好大數(shù)據(jù)推動教育事業(yè)的發(fā)展、改革和創(chuàng)新進(jìn)行了深入探討。包括西安交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、華東師范大學(xué)等在內(nèi)的一批大學(xué)已經(jīng)開始重視數(shù)據(jù)的深度分析和應(yīng)用工作。如西安交大與陜西省教育廳成立陜西省高等教育大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，為省教育廳管理部門、評估機(jī)構(gòu)、社會團(tuán)體等提供高等教育相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析和咨詢等服務(wù)。復(fù)旦大學(xué)構(gòu)建了面向師生個人及校二級部門的數(shù)據(jù)中心和分析平臺等。但很多高校特別是高職院校大數(shù)據(jù)應(yīng)用很有局限性，沒有對學(xué)校內(nèi)各類服務(wù)主體提供各類應(yīng)用全面的數(shù)據(jù)支撐。廣播電視大學(xué)或開放大學(xué)作為以信息技術(shù)支撐的高校，目前開展大數(shù)據(jù)服務(wù)體系應(yīng)用的還不多。

二、高校智慧校園

目前，高校信息化建設(shè)大多完成了以建立校園網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字校園應(yīng)用平臺為主的建設(shè)模式，多年的信息化建設(shè)成果對學(xué)校的行政管理、教學(xué)科研產(chǎn)生了積極的影響。但隨著IT新技術(shù)的發(fā)展，高校對信息化建設(shè)的需求進(jìn)一步提高，教育信息化正逐漸呈現(xiàn)出智能化、開放化、個性化和社交化等特征。“智慧校園”逐漸取代“數(shù)字校園”，成為當(dāng)前信息化發(fā)展的主題和發(fā)展趨勢。

智慧校園是數(shù)字化校園的提升，它綜合運用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能感知、知識管理等新興信息技術(shù)，全面感知校園物理環(huán)境，挖掘教育大數(shù)據(jù)信息，從而對師生群體的工作、學(xué)習(xí)以及個體特征做出智能的識別，將學(xué)校的數(shù)字空間和物理空間相互銜接起來，為師生創(chuàng)造一個便利舒適、智能開放的教育環(huán)境和生活環(huán)境，從而實現(xiàn)師生與學(xué)校環(huán)境、學(xué)校資源之間的交互，實現(xiàn)人性化的創(chuàng)新服務(wù)。相對于數(shù)字化校園，高校智慧校園具有如下特征：

第一，環(huán)境感知。將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)融合，借助射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)、視頻監(jiān)控、全球定位(GPS)等感知技術(shù)感知人、財、物信息。

第二，移動互聯(lián)。3G、4G、WIFI等移動接入技術(shù)突破校園有線網(wǎng)絡(luò)接入空間限制，移動終端多樣化，移動應(yīng)用便捷性為智慧校園便捷性和集成性提供支撐。

第三，數(shù)據(jù)支撐。用智慧的計算構(gòu)建智慧的校園，大數(shù)據(jù)處理是智慧校園的重要特征?；凇按髷?shù)據(jù)”理念的信息挖掘與資源推薦，實現(xiàn)智能化的決策、管理與控制，數(shù)據(jù)應(yīng)用支撐服務(wù)整合和趨勢分析。

第四，開放環(huán)境。推動校園網(wǎng)內(nèi)外的環(huán)境融合開放，支持資源和空間的拓展。

第五，個性服務(wù)。智慧校園的內(nèi)涵和最終目的是服務(wù)，智慧校園以數(shù)字化校園為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)資源與應(yīng)用的高度整合，以人為本、以服務(wù)為核心，向用戶提供統(tǒng)一便捷，智能、聰慧的信息化服務(wù)。

智慧校園與大數(shù)據(jù)密不可分，對數(shù)據(jù)的充分利用是智慧校園服務(wù)優(yōu)化的有效手段?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)，整合各業(yè)務(wù)系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，深度挖掘、分析，為智慧校園的師生個性化服務(wù)、學(xué)校決策支持提供數(shù)據(jù)支撐。

三、數(shù)據(jù)服務(wù)現(xiàn)狀

在廣播電視大學(xué)多年的辦學(xué)過程中，已經(jīng)積累了教學(xué)、科研、師生信息等大量的、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，涉及到開放教育、社區(qū)教育、成人教育等多種辦學(xué)形式，傳統(tǒng)的以流程為主體的業(yè)務(wù)服務(wù)模式所沉淀下來的數(shù)據(jù)成為新的寶貴資源，但實際開展數(shù)據(jù)分析和挖掘工作還非常有限，主要表現(xiàn)為：

(一)數(shù)據(jù)“碎片化”問題嚴(yán)重

在當(dāng)前數(shù)據(jù)服務(wù)體系建設(shè)中，只實現(xiàn)了單個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)展示分析、局部性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計及報表服務(wù)。如了解全省社區(qū)教育學(xué)員學(xué)習(xí)情況，資源利用情況，需要到社區(qū)教育平臺獲??；了解成人教育的學(xué)習(xí)資源利用、學(xué)情等情況需要到成人教育平臺去獲取，或通過工作人員的手頭資料來掌握實際情況，如果對比各類遠(yuǎn)程教育的招生、教學(xué)質(zhì)量情況，優(yōu)質(zhì)資源共享情況，就無能為力了。沒有從全局的角度去深度挖掘有利于學(xué)校決策、提升教學(xué)策略、資源合理配置等有價值的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)“碎片化”問題造成了積累的數(shù)據(jù)與實際應(yīng)用需求存在嚴(yán)重偏差。

(二)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分析應(yīng)用重視不足

在實際分析應(yīng)用中，絕大多數(shù)使用的是結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的應(yīng)用重視不足。非機(jī)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括各種文檔、課程資料、數(shù)字化媒體資源、網(wǎng)絡(luò)日志等。這些都是師生利用校園網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)科研過程中產(chǎn)生，數(shù)據(jù)量巨大而形式混雜，在存儲方面，大都是以文件的形式分散的存儲在硬盤中。這些數(shù)據(jù)看似雜亂無章，但從某一方面是師生在校園網(wǎng)的工作、學(xué)習(xí)和生活方面的行為反映，如果缺乏對這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的有效組織及分析，必然降低了數(shù)據(jù)利用的價值，局限數(shù)據(jù)應(yīng)用和服務(wù)手段的發(fā)展。

(三)數(shù)據(jù)利用的意識欠缺

在以往的數(shù)字化校園建設(shè)中，各業(yè)務(wù)部門大多數(shù)關(guān)注的是軟件業(yè)務(wù)功能，通過信息化手段提高工作效率，簡化業(yè)務(wù)過程。而對數(shù)據(jù)的綜合分析利用，特別是深層次的數(shù)據(jù)挖掘由于成效不明顯，認(rèn)識不到位，意愿性不強(qiáng)，主動性不夠。

(四)數(shù)據(jù)挖掘?qū)哟呜酱嵘?/h3>

校園的信息仍然停留在收集和積累階段，對于采集的數(shù)據(jù)，信息化工作者和業(yè)務(wù)部門僅僅停留在查詢階段或滿足于對數(shù)據(jù)的簡單分析，即只對能分析出簡單的因果關(guān)系的數(shù)據(jù)產(chǎn)生興趣。例如對一卡通的消費情況進(jìn)行統(tǒng)計，能很簡單地發(fā)現(xiàn)學(xué)生的住校情況、確認(rèn)貧困生的消費情況等，這對學(xué)工部門的學(xué)生工作無疑是起到作用的。然而對于更深層次數(shù)據(jù)挖掘，例如將學(xué)生一卡通消費情況和學(xué)習(xí)成績掛鉤，卻很少能有業(yè)務(wù)部門能意識到其中存在的相關(guān)關(guān)系。復(fù)旦大學(xué)曾經(jīng)嘗試做過研究，發(fā)現(xiàn)了使用一卡通消費按時吃早餐的學(xué)生人群相對不按時吃早餐的學(xué)生人群學(xué)習(xí)成績有明顯差別。這兩者之間雖然沒有簡單、直觀的因果關(guān)系，卻存在某種必然聯(lián)系，而該現(xiàn)象沒有得到有關(guān)部門的充分重視，無法對業(yè)務(wù)的調(diào)整產(chǎn)生良性反饋。

四、大數(shù)據(jù)在智慧校園中的價值

大數(shù)據(jù)在智慧校園中的戰(zhàn)略意義不僅在于獲取龐大的數(shù)據(jù)信息，更在于對這些有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。大量獲取的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)作為原始類信息經(jīng)過深度加工、整理和分析，提煉轉(zhuǎn)化為有效的信息和知識，為學(xué)校實現(xiàn)智能化管理和教學(xué)提供有力支撐。從教育教學(xué)的角度，大數(shù)據(jù)在“智慧校園”建設(shè)中有4個方面的重要價值。

首先，教育管理更加精細(xì)化、規(guī)范化。大數(shù)據(jù)可以支持學(xué)校管理模式由經(jīng)驗管理向數(shù)據(jù)管理轉(zhuǎn)變，可以真正實現(xiàn)教師、后勤、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)方面的分類管理。可以對招生生源情況、就業(yè)情況等未來趨勢進(jìn)行預(yù)測，同時，對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行早期的預(yù)防和預(yù)警。

其次，教育評價更加精準(zhǔn)。大數(shù)據(jù)使教育評價從“單一評價”走向“多元評價”，教學(xué)評估不再僅僅是由考試成績和紀(jì)律評價的傳統(tǒng)意義上的感受，而由大量的數(shù)據(jù)感知得到，為實現(xiàn)教學(xué)評價的公正提供了依據(jù)，優(yōu)化了教學(xué)方向。因為大數(shù)據(jù)建立在海量、多類型，以及實時采集的各種數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，它的樣本是海量化的，采集方式是實時多元化的、分析是多維度的，數(shù)據(jù)采集分析挖掘也是根據(jù)不同的類型，采取不同的多樣的分析手段。所以可以做到更加精準(zhǔn)。

再次，“教與學(xué)”更加智慧。在MOOC實施多年后，現(xiàn)在獲取的數(shù)據(jù)比原來更大量、精細(xì)，課堂教育大數(shù)據(jù)的獲取分析，理念中的因材施教有望實現(xiàn)。從教師層面，可以進(jìn)行班級或者針對專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)診斷，開展教學(xué)評估，通過反饋調(diào)整教學(xué)計劃和教學(xué)方法；可以對學(xué)習(xí)者進(jìn)行興趣的聚類或者進(jìn)行資源的有效聚合。在學(xué)生層面上，學(xué)生可以對自己的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行跟蹤分析，找到自己的學(xué)習(xí)興趣點、關(guān)注點，可以更好的認(rèn)識自我，規(guī)劃自我，進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)路徑的設(shè)計和選擇。在“教與學(xué)”過程中，通過教學(xué)大數(shù)據(jù)分析，在海量資源中深度挖掘并且實現(xiàn)資源的精準(zhǔn)化訂閱，為師生提供個性化的資源推薦和服務(wù)成為可能。

最后，科學(xué)研究更加高效。教育大數(shù)據(jù)時代，科學(xué)研究將從隨機(jī)抽樣、探討因果關(guān)系走向全部數(shù)據(jù)、尋找相關(guān)關(guān)系。在某些問題上，通過對科研文獻(xiàn)挖掘等數(shù)據(jù)分析為研究人員提供了個性化的服務(wù)，提高了研究的效率和成果的可靠性。

五、大數(shù)據(jù)在智慧校園建設(shè)中的具體應(yīng)用

根據(jù)智慧校園的特征及大數(shù)據(jù)應(yīng)用于智慧校園的價值，以需求為驅(qū)動，注重各領(lǐng)域之間的關(guān)聯(lián)，開展面向管理、教學(xué)、科研、生活等各領(lǐng)域的數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用，助力智慧校園建設(shè)。

(一)學(xué)校管理支持平臺

智慧校園要實現(xiàn)智慧化管理，需要對學(xué)校招生、就業(yè)、師資、資產(chǎn)、辦學(xué)項目等領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析。

1.招生、就業(yè)數(shù)據(jù)分析

利用以往招生、就業(yè)數(shù)據(jù)，按地區(qū)、專業(yè)、性別、特長等生成數(shù)據(jù)報表，為將來招生計劃制定提供數(shù)據(jù)決策支持。通過關(guān)注學(xué)生就業(yè)率、簽約率的同比和環(huán)比趨勢，分析學(xué)生就業(yè)的行業(yè)特征和地域分布，深入挖掘與學(xué)生就業(yè)相關(guān)的因素，為學(xué)生提供就業(yè)指導(dǎo)。就業(yè)情況引導(dǎo)專業(yè)設(shè)置和培養(yǎng)計劃調(diào)整。

2.師資數(shù)據(jù)分析

關(guān)注師資隊伍與學(xué)科的關(guān)系，合理配置師資結(jié)構(gòu)，提高師資隊伍的整體水平。從職稱、學(xué)歷、年齡、崗位、聘用方式及學(xué)科、科研等角度進(jìn)行分析。加強(qiáng)高端人才引進(jìn)，完善人事考核與晉升機(jī)制。

3.財務(wù)決策數(shù)據(jù)分析

通過分析學(xué)校多年財務(wù)數(shù)據(jù)，得出學(xué)校發(fā)展投入產(chǎn)出財務(wù)數(shù)據(jù)，合理配置資金，加強(qiáng)財務(wù)監(jiān)管、預(yù)算管理，提高財務(wù)績效。關(guān)注經(jīng)費收入、預(yù)算和支出等統(tǒng)計信息。

4.資產(chǎn)分析數(shù)據(jù)分析

加強(qiáng)設(shè)備、家具、房產(chǎn)等資產(chǎn)的合理配置，加強(qiáng)水、電等能源的監(jiān)控，提升學(xué)校資產(chǎn)和能源利用率。加強(qiáng)資源使用情況監(jiān)控，制定節(jié)能減排措施。

5.辦學(xué)趨勢數(shù)據(jù)分析

對學(xué)校各類教育在招生、人才培養(yǎng)模式上進(jìn)行統(tǒng)籌分析，對比各類辦學(xué)項目招生趨勢、生源情況，學(xué)習(xí)資源利用情況。

(二)教學(xué)管理支持平臺

1.教研數(shù)據(jù)分析

構(gòu)建教師畫像，對教師的刻畫主要包括教師任課情況、科研情況、實踐活動、網(wǎng)上教學(xué)活動、學(xué)生成績、職位晉升等信息，描述教師成長軌跡。通過大數(shù)據(jù)的分析推動教學(xué)決策調(diào)整，如對于選修課的開設(shè)，學(xué)校依據(jù)選修課程選課人數(shù)、課程通過率、學(xué)生評價的數(shù)據(jù)與教師的教學(xué)水平，綜合制定選修課程的開設(shè)方案。

2.學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析

根據(jù)出勤、課堂表現(xiàn)、成績、獲獎等過程性評價等數(shù)據(jù)，構(gòu)建學(xué)生畫像，分析出學(xué)業(yè)成績和學(xué)習(xí)行為各要素的相關(guān)性，提供個性化的學(xué)業(yè)診斷。預(yù)測掛科、排名突降，動態(tài)評估經(jīng)濟(jì)水平，精準(zhǔn)資助困難學(xué)生，預(yù)測學(xué)生畢業(yè)去向，提供針對性引導(dǎo)。學(xué)習(xí)分析還可直觀地發(fā)現(xiàn)學(xué)生訪問學(xué)習(xí)平臺的積極性、學(xué)習(xí)的時間分布、學(xué)生的地理位置分布、教學(xué)資源對學(xué)生的吸引力等。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)資源分析

成人教育、社區(qū)教育等遠(yuǎn)程教育的開展離不開數(shù)字化資源建設(shè)，經(jīng)過多年的辦學(xué)實踐，積累了很多優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，如電子圖書、教學(xué)視頻、網(wǎng)絡(luò)課程等。通過各類辦學(xué)項目的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源按照學(xué)科、層次、資源類型等分類匯總，統(tǒng)計分析，統(tǒng)計出學(xué)校資源建設(shè)情況，資源利用情況，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，為將來資源建設(shè)的方向和思路提供數(shù)據(jù)支持。

(三)后勤生活服務(wù)數(shù)據(jù)支持

1.一卡通數(shù)據(jù)分析

一卡通消費數(shù)據(jù)涵蓋了餐飲、洗浴、圖書館、健身、娛樂等各類學(xué)生消費行為中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以說是智慧校園數(shù)據(jù)產(chǎn)生來源主要途徑之一。通過一卡通消費大數(shù)據(jù)分析可以挖掘?qū)W生校園生活的生活習(xí)慣及對其他領(lǐng)域的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。如校園人流的可視化分析，包括圖書館人數(shù)和食堂人數(shù)等，通過實時數(shù)據(jù)的展示，可以讓同學(xué)們在任何位置、任何時間了解到校園設(shè)施和校園資源的使用情況，在一定程度上起到分流、避免擁堵的作用；通過智能推薦算法，根據(jù)用戶習(xí)慣，推薦就餐地點和網(wǎng)站站點。在智慧校園APP的幫助下，每一個同學(xué)都能夠看到校園生活中的數(shù)據(jù)規(guī)律。

2.健康數(shù)據(jù)分析

關(guān)注師生健康狀況，加強(qiáng)疾病預(yù)防，為師生員工提供良好的健康服務(wù)。從個人層面，對每年的教職工體檢數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，對個人提供健康情況分析及提供健康生活指南。從學(xué)校層面，從院系、年齡、性別、崗位、職稱、體檢項目等角度分析健康狀況。為師生提供醫(yī)療專家進(jìn)校園服務(wù)；為不同人群制定不同的體檢套餐。健康狀況受多種因素影響，通過數(shù)據(jù)挖掘分析健康狀況與飲食、工作性質(zhì)等直接因素外，可分析出與教學(xué)、科研任務(wù)之間的間接關(guān)聯(lián)。

3.智能提示系統(tǒng)

智能提示是智慧校園的一個重要體現(xiàn)，當(dāng)有新業(yè)務(wù)需要處理，場景變化是，能夠及時提醒相關(guān)人員或推送相關(guān)資訊等。如待辦事項提醒，上課提醒，學(xué)情提醒等來自各分析系統(tǒng)的提醒。

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