大數(shù)據(jù)時(shí)代下的高校智慧校園建設(shè)探究

楊天敏

摘? 要： 智慧校園建設(shè)是進(jìn)一步深化教育信息化改革的重要舉措，它通過(guò)一體化設(shè)計(jì)，將教學(xué)、科研、管理和生活深度融合，充分體現(xiàn)了教育的現(xiàn)代化和個(gè)性化。本文根據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，探索高校智慧校園建設(shè)的基本框架以及面臨的主要任務(wù)，以期為今后智慧校園的建設(shè)和應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞： 大數(shù)據(jù); 高校; 智慧校園; 教育信息化

中圖分類號(hào)：G434? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2019）09-107-03

Research on the construction of college smart campus in the era of big data

Yang Tianmin

（Computing Center of Taiyuan College， Taiyuan， Shanxi 030032， China）

Abstract： The construction of smart campus is an important measure to further deepen the reform of education informationization. It integrates teaching， scientific research， management and life through the integrated design， which fully reflects the modernization and individualization of education. Based on the wide application of big data technology， this paper explores the basic framework of college smart campus construction and the main tasks it faces， in order to provide reference for the future construction and application of smart campus.

Key words： big data; college; smart campus; education informatization

0 引言

隨著智能傳感、云技術(shù)、虛擬化以及大數(shù)據(jù)等新型技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，高校教育信息化將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，明確指出：以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)，積極開展智慧教育創(chuàng)新研究和示范，推動(dòng)新技術(shù)支持下的教育模式變革和生態(tài)重構(gòu)[1]。由此來(lái)看，建設(shè)智能化教學(xué)支持環(huán)境，構(gòu)建智能學(xué)習(xí)體系，開展智慧教育探索，推動(dòng)教育理念和教學(xué)方法的改革創(chuàng)新等成為當(dāng)前高等教育的適應(yīng)性需求。

智慧校園作為一個(gè)智能化綜合服務(wù)平臺(tái)，依托新型信息技術(shù)，將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合，為師生提供各類教學(xué)和服務(wù)資源，為推進(jìn)高校教育信息化的深度改革提供新的思路。

1 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)，是指無(wú)法在一定時(shí)間內(nèi)用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件工具對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合[2]。大數(shù)據(jù)技術(shù)是指利用新型信息技術(shù)對(duì)龐大且復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和挖掘，最終為用戶提供更有價(jià)值和針對(duì)性的信息以用于各種領(lǐng)域，它主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)和云計(jì)算等方面的內(nèi)容。

具體到高校教育信息化進(jìn)程中，各個(gè)子系統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，如學(xué)生信息、教務(wù)管理、科研信息、招生就業(yè)信息及后勤管理等，這些數(shù)據(jù)比較龐大且共享度不高，我們可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行采集、整理和分析，獲取對(duì)教育研究或教育決策更有價(jià)值的信息，如通過(guò)對(duì)校園卡的消費(fèi)范圍和消費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，能夠?qū)W(xué)生的消費(fèi)習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)狀況等進(jìn)行判斷，為學(xué)工管理部門的困難資助項(xiàng)目提供有效的資料，以減少?zèng)Q策偏差與損失。

2 智慧校園

智慧校園是高校教育信息化的高級(jí)形態(tài)，目前尚無(wú)準(zhǔn)確的定義。本研究認(rèn)為，智慧校園是新型信息技術(shù)與教育管理相結(jié)合的數(shù)字化的、開放的系統(tǒng)工程，它以教育信息化進(jìn)程中已投入的各種設(shè)備為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用智能感知、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)和虛擬化技術(shù)等新型技術(shù)，全方位采集校園實(shí)體空間信息，自動(dòng)判別校園活動(dòng)參與者的個(gè)體特征和實(shí)際需求，利用技術(shù)手段分析和共享各類數(shù)據(jù)資源，為師生建立智能化的、可共享和可交互協(xié)作的校園環(huán)境，最終實(shí)現(xiàn)以人為本的個(gè)性化校園服務(wù)。

其主要具有以下特征：①注重有線網(wǎng)、WIFI、傳感網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的充分融合，為校園中的教學(xué)和生活提供便捷的網(wǎng)絡(luò)條件;②重視智能終端在校園的使用，利用各種智能感知技術(shù)全面采集校園環(huán)境和師生活動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，充分實(shí)現(xiàn)人與物的互通互動(dòng);③建設(shè)符合學(xué)校實(shí)際情況的信息化管理標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，確保數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)接口的一致性，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合、資源共享和個(gè)性化服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

3 智慧校園的基本框架

大數(shù)據(jù)背景下的智慧校園建設(shè)更強(qiáng)調(diào)一個(gè)融合——在人工智能技術(shù)、云技術(shù)及虛擬化技術(shù)的支持下，高校的物理空間和數(shù)字空間的充分融合[3]，為了實(shí)現(xiàn)這種融合，我們需要建立以硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)體系為通道，以數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)為核心，以子應(yīng)用系統(tǒng)為依托的智慧校園信息化支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)校園各項(xiàng)事務(wù)的智慧應(yīng)用，其基本架構(gòu)如圖1所示。

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層是智慧校園采集海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，它以硬件設(shè)備為主，包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、教學(xué)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施、各種終端設(shè)備和校園服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施等，通過(guò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)格局實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集，利用云存儲(chǔ)等技術(shù)將不同應(yīng)用模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到相應(yīng)的區(qū)域中，最終實(shí)現(xiàn)校園中人與物的全面互聯(lián)互通。

3.2 支撐平臺(tái)層

支撐平臺(tái)層是智慧校園建設(shè)的核心內(nèi)容，它為智慧校園的運(yùn)行提供技術(shù)支撐，主要包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)分析處理的主數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，統(tǒng)一身份認(rèn)證、權(quán)限管理和接口服務(wù)的應(yīng)用支撐平臺(tái)。該層利用大數(shù)據(jù)技術(shù)將底層的數(shù)據(jù)以統(tǒng)計(jì)分析的方式進(jìn)行整合管理，并將資源以動(dòng)態(tài)的方式進(jìn)行有針對(duì)性地調(diào)配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析和共享。

3.3 應(yīng)用平臺(tái)層

應(yīng)用平臺(tái)層由涉及教學(xué)、科研、管理和生活等多個(gè)校園業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)組成，如教務(wù)管理系統(tǒng)，包括教材選擇和采購(gòu)、專業(yè)計(jì)劃和教學(xué)大綱制定、課程設(shè)置以及考試安排等;科研管理系統(tǒng)，包括科研項(xiàng)目管理、科技成果鑒定及獎(jiǎng)勵(lì)和開展學(xué)術(shù)交流工作等;學(xué)工管理系統(tǒng)，包括學(xué)籍管理、獎(jiǎng)懲管理、資助管理和綜合事務(wù)管理等;OA辦公系統(tǒng)，包括通知管理、日常行政管理、事項(xiàng)審批、辦公資源管理等;校園生活服務(wù)，包括校園兼職、校園二手交易及校園外賣等;校園一卡通，包括師生校園內(nèi)消費(fèi)、考勤、門禁和借閱等功能。智慧校園發(fā)揮作用的關(guān)鍵，是通過(guò)校園各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的使用，實(shí)現(xiàn)資源共享和個(gè)性化服務(wù)的功能。

3.4 應(yīng)用終端

智慧校園為師生提供統(tǒng)一的訪問(wèn)入口，師生可利用PC、手機(jī)或智能終端通過(guò)教工號(hào)或?qū)W號(hào)登陸校園網(wǎng)上辦事大廳，根據(jù)各自角色的不同獲取一站式的、有針對(duì)性的信息資源。網(wǎng)上辦事大廳集成了校園各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，為全校師生提供了一個(gè)信息化綜合服務(wù)環(huán)境。

3.5 信息標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范是智慧校園數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)。為保障智慧校園的有效運(yùn)行，我們必須建立一套明確的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)模型，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的表達(dá)和使用過(guò)程，為數(shù)據(jù)的有序傳輸、清洗和轉(zhuǎn)換，到最后的數(shù)據(jù)整合提供重要保障。

3.6 信息安全保障體系

信息安全保障體系是智慧校園穩(wěn)定、高效運(yùn)行的重要保障，它主要從技術(shù)和制度兩個(gè)層面加強(qiáng)建設(shè)[4]。在技術(shù)層面，它主要包括物理環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施安全、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全和數(shù)據(jù)安全等。其中，物理環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施安全包括場(chǎng)地安全、設(shè)備安全和媒介安全等;網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全包括用戶身份認(rèn)證、訪問(wèn)權(quán)限控制、防非法入侵、防病毒攻擊等;數(shù)據(jù)安全包括數(shù)字水印的嵌入、對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份以及對(duì)敏感數(shù)據(jù)的加密等[5]。在制度層面上，我們要建立安全管理制度，切實(shí)有效地保障智慧校園能夠高效運(yùn)行，為師生提供安全可靠的服務(wù)環(huán)境。

4 智慧校園建設(shè)的主要任務(wù)

4.1 提升基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

基礎(chǔ)設(shè)施是智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)硬件資源。隨著教育信息化進(jìn)程的推進(jìn)，高校目前的基礎(chǔ)設(shè)施已不能滿足教學(xué)、管理和服務(wù)的需求，我們需從以下幾方面做出改進(jìn)：一是構(gòu)建由無(wú)線網(wǎng)、有線網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)充分融合的網(wǎng)絡(luò)體系，使師生能在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)都可以利用網(wǎng)絡(luò)獲取信息資源;二是加強(qiáng)校園物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，推進(jìn)校園各信息化設(shè)備的充分融合，公共機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館以及后勤服務(wù)的水、電、網(wǎng)等傳統(tǒng)設(shè)施需要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)人與人、人與物之間的全面感知、互聯(lián)互通;三是加強(qiáng)校園智慧機(jī)房和實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，機(jī)房與實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的任務(wù)，也是教師教學(xué)與科研能力提升的重要平臺(tái)，我們要克服其信息管理碎片化、資源管理非智能化等問(wèn)題，利用新型信息技術(shù)為師生建立一個(gè)泛在互聯(lián)、高度開放的智能化實(shí)驗(yàn)環(huán)境[6]。

4.2 統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

大數(shù)據(jù)是智慧校園發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，要將高校各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)集成在網(wǎng)上辦事大廳里，就必須統(tǒng)一好數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口，為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和共享創(chuàng)造條件，避免“數(shù)據(jù)孤島”的存在，最終實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間的整合，保證智慧校園真正地實(shí)現(xiàn)一站式服務(wù)。

4.3 建設(shè)大數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)挖掘和分析應(yīng)用是智慧校園的靈魂，大數(shù)據(jù)中心是智慧校園提供個(gè)性化服務(wù)的中樞，高校各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)及終端數(shù)據(jù)的采集、清洗、交換、分析和挖掘等都將基于大數(shù)據(jù)中心來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們可以根據(jù)主題的不同來(lái)構(gòu)建大數(shù)據(jù)中心，如人事信息數(shù)據(jù)庫(kù)、教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)、教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫(kù)及后勤服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)等，通過(guò)對(duì)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的分類、存儲(chǔ)，進(jìn)而從不同角度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析與挖掘，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的潛在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的集成與共享，發(fā)揮智慧校園的創(chuàng)新應(yīng)用，最終提升學(xué)校的信息化水平。

4.4 開發(fā)校園業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

智慧校園所依賴的大數(shù)據(jù)來(lái)源于各種智能終端和校園業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，所以我們可根據(jù)實(shí)際需求開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)，并將其集成到智慧校園系統(tǒng)中，為全面而廣泛的采集數(shù)據(jù)奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著云技術(shù)、虛擬化技術(shù)、智能傳感技術(shù)以及移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)等新型信息技術(shù)的發(fā)展，智慧教育已成為教育信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)，但智慧校園建設(shè)是一個(gè)龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到很多專業(yè)的技術(shù)及人力物力的投入，如學(xué)習(xí)情境的智能識(shí)別技術(shù)、學(xué)習(xí)分析技術(shù)、技術(shù)人員儲(chǔ)備和傳感設(shè)備投入等，它的推進(jìn)需要一個(gè)漫長(zhǎng)、逐步深入的過(guò)程，我們只有不斷地實(shí)踐與完善，才能更好地實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的目標(biāo)。

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