新時代下高校智慧化平臺建設(shè)與管理改革的研究

陶槊　陳濱

摘要：在目前國內(nèi)高校網(wǎng)絡(luò)信息化已經(jīng)普及的前提下，為提高高校的整體教育水平與推進教育改革，應(yīng)大力開展“智慧校園”工程，利用技術(shù)手段促進產(chǎn)學(xué)研、后勤生活等各方面的綜合業(yè)務(wù)水平的提升。首先要認清我國目前高校普遍存在的信息化應(yīng)用現(xiàn)狀，即在技術(shù)、人才、體制等方面存在的不足，根據(jù)存在的問題，對現(xiàn)有的信息技術(shù)做出有效合理的改進與更新，運用最新技術(shù)包括4網(wǎng)+ABC，統(tǒng)一利用好開源平臺，構(gòu)建極速傳輸、云端超融合、智能分析管理等系統(tǒng)助力高校辦學(xué)改革思路的落實，并幫助院校提升管理水平、支持產(chǎn)學(xué)研建設(shè)、便捷校園生活，加強安全等。

關(guān)鍵詞：智慧校園;4網(wǎng)+ABC;開源平臺;創(chuàng)新

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）02-0149-03

Abstract： On the premise of spread of IT education in our campuses， it is evitable to implement "Intelligent Campus" project to promote totally teaching level and propel effectively educational reform by the means of synthetically technological methods in teaching， research， logistics， lives ，.etc. However， our campuses popularly suffered all kinds of deficiencies in technologies， talents， institutions. In light of this status quo， it is supported to actively construct high-speed intranet， cloud-based hyper convergent infrastructure， as well as synthesis analysis to bring out nationally developing polices， taking advantage of opening code platform， 4 Nets+ABC technologies， so as to assist campuses to hoist capacities of administration， teaching， sciences， security and so on.

Key words： Intelligent Campus; 4Nets&ABC; Opening Platform; Creative

1 緒論

國務(wù)院在2019年2月頒布《中國教育現(xiàn)代化2035》[1]的第八項中明確指出要以智能化校園作為利用信息化促進教育變革的手段。在實施上，根據(jù)《教育信息化2.0行動計劃》[2]明晰了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的具體行動計劃，即以4網(wǎng)（有/無線網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)/監(jiān)控網(wǎng)）為基礎(chǔ)，以ABC（AI人工智能，Big Data大數(shù)據(jù)，Cloud tech云技術(shù)）等新興技術(shù)推進教育形態(tài)與人才培養(yǎng)模式改革。

在這樣的宏觀背景下，我們需要立足我國教育信息化實際，在深入剖析教育內(nèi)核與要素后，針對問題，制定辦法、策略，投入實踐，根據(jù)反饋結(jié)果再不斷加以修正與完善，以提高高校的教學(xué)質(zhì)量、服務(wù)能力和師生素養(yǎng)。

2 高校信息化現(xiàn)狀與分析

目前隨著校園規(guī)模的擴大和業(yè)務(wù)的日益繁雜，傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)基本是按照業(yè)務(wù)線條縱向設(shè)計的，主要以功能模塊區(qū)分應(yīng)用，這就造成各個不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分散，基礎(chǔ)平臺、公共數(shù)據(jù)缺少同步和共享，難以集中進行關(guān)聯(lián)、融合的分析應(yīng)用，因此已不能滿足學(xué)校保證教、學(xué)、研、管的要求。

同時，隨著 “互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代的到來，社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等相繼進入校園工作和生活中，促使高校信息工作要扮演更加多元化角色，即院校的信息化建設(shè)必須向著綜合化、交互化和立體化變革，因此各系統(tǒng)業(yè)務(wù)能力的提升需要跨平臺數(shù)據(jù)的對接.然而承載大量有用信息的各種半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（日志）與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（監(jiān)控圖像、系統(tǒng)緩存等）的產(chǎn)生，卻無法被傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)辨析或再利用，造成價值流失。如何有效整合這些數(shù)據(jù)，成為學(xué)校從信息化向智慧化邁進中首要面對的問題。另外，整個社會環(huán)境的發(fā)展變化也對校園服務(wù)質(zhì)量及學(xué)校聲譽價值管理提出了較高的要求，這些面向感知的分析均需要大量的校園內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)數(shù)據(jù)的支持。

2.1 信息化資源建設(shè)

現(xiàn)階段高校信息化向智能化過渡的服務(wù)與管理存在的問題包括：

1） 信息化技術(shù)利用水平有限：教育管理信息化已基本普及，但利用信息技術(shù)提高教學(xué)與實訓(xùn)水平作用有限，使得教育信息基礎(chǔ)設(shè)施的投入與產(chǎn)出比低，信息化應(yīng)用效率不高，已知的高等學(xué)校采用“智慧課堂”開展多媒體教學(xué)的課程比例、實踐效果有限;

2） 智能平臺原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備不足：平臺具備智能性所需要的先期課、訓(xùn)、考、研、人、物等多種知識庫，特別是針對本校環(huán)境的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，需要長期專業(yè)的收集整理、錄入、轉(zhuǎn)儲?；A(chǔ)工作大于平臺自身開發(fā)的代價，導(dǎo)致了高校智能化應(yīng)用的門檻較高;

3） “信息孤島”現(xiàn)象普遍：資源整合、信息共享困難，傳統(tǒng)信息系統(tǒng)自建數(shù)據(jù)庫，不同的數(shù)據(jù)格式、服務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)、信息內(nèi)容無法實現(xiàn)共享，導(dǎo)致4網(wǎng)（有/無線網(wǎng)+監(jiān)控+物聯(lián)網(wǎng)）貫通尚需時日;

4） 跨部門業(yè)務(wù)協(xié)同困難：“一站式服務(wù)”體系缺乏有機整合，需要大量人工干預(yù);

5） 管理深化困難：院校教研、學(xué)工、后勤、人事、財務(wù)、安保等系統(tǒng)大多是獨立建設(shè)，造成本校已建成數(shù)據(jù)信息難以再利用;

6） 效能評估模式機械：信息系統(tǒng)對教工師生工作成果、學(xué)習(xí)能力的積分以先占模式，造成對員工能力與工作有效性評價模式不夠科學(xué)，難以使員工對基礎(chǔ)性、支援性工作產(chǎn)生積極性;特別是信息系統(tǒng)積分統(tǒng)計簡單化漏洞易于被利用，造成評價結(jié)果不夠客觀。如實訓(xùn)設(shè)備的使用情況統(tǒng)計以開機計時、資源（cpu占有率、數(shù)據(jù)吞吐量等）利用率為指標(biāo)，在實踐中教師可以開機空耗來獲得較高統(tǒng)計分值;學(xué)工系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的在線活動簽到、消費記錄等數(shù)據(jù)對學(xué)生行為進行評估或“精準(zhǔn)扶貧”，但學(xué)生可以找到漏洞并加以利用。

2.2 人才隊伍建設(shè)

雖然我國信息技術(shù)教育取得了一些成績，擁有大批的教育信息技術(shù)人才，并通過崗位培訓(xùn)、校際聯(lián)合、企業(yè)合作、國際交流等手段進行補充，但專門服務(wù)于教育信息化應(yīng)用項目的教育技術(shù)支持隊伍水平還遠不能滿足實際需要;從事教育信息化工作的人員數(shù)量與國際通行的標(biāo)準(zhǔn)存在巨大差距;在培人才與企業(yè)要求存在鴻溝;再培養(yǎng)周期長，附加成本大。尤其在職業(yè)教育領(lǐng)域中，教師隊伍的知識結(jié)構(gòu)、素質(zhì)和能力還不能適應(yīng)智慧化教育革新速度，教師隊伍對運用智能技術(shù)改革傳統(tǒng)教學(xué)的教育技術(shù)認知力和動力存在不足，干部、教師信息化培養(yǎng)力度亟待加強[3]。

2.3 教育系統(tǒng)體制限制

當(dāng)前，受教育學(xué)制年限與培養(yǎng)模式的限制，導(dǎo)致對教育評估模式依然停留在20年前考核模式上，造成對網(wǎng)上學(xué)習(xí)、線下教學(xué)、在線考核的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有限，信息化難以滿足教育改革要求。為適應(yīng)教育科學(xué)領(lǐng)域（體制、管理、教學(xué)和科研）的發(fā)展，必須對配套評估體系進行完善，使得管理者可以通過組織、制度、設(shè)備協(xié)調(diào)教育資源，實現(xiàn)人、財、物、時、域精準(zhǔn)快捷的調(diào)配。但在目前條件下，各部門獨立發(fā)展運作，信息標(biāo)準(zhǔn)不健全，限制了對信息平臺的綜合應(yīng)用。

3 高校信息化技術(shù)發(fā)展策略

3.1 智慧校園信息系統(tǒng)的搭建

根據(jù)以上情況，構(gòu)建 “互聯(lián)網(wǎng)+教育”的IaaS（Infrastructure as a Service）服務(wù)模式，要求首先整合各級各類教育資源公共服務(wù)平臺和支持系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)資源平臺、管理平臺的互通、銜接與開放，包括連接國家級數(shù)字教育資源公共服務(wù)體系。同時發(fā)揮市場調(diào)節(jié)作用，校企眾籌眾聯(lián)，實現(xiàn)技術(shù)資源、優(yōu)秀師資、教育數(shù)據(jù)、信息紅利的有效共享。各院校還必須根據(jù)院校本身的辦學(xué)特點、資金水平、實際情況制定未來中長期發(fā)展規(guī)劃，建設(shè)與優(yōu)化智慧化校園基礎(chǔ)平臺，完成以下工作：

1） 核心應(yīng)用系統(tǒng)的充實與完善;

2） 綜合分析決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與平臺的研發(fā);

3） 對現(xiàn)有的核心應(yīng)用實現(xiàn)綜合化、智能化深化應(yīng)用。

要實現(xiàn)以上目標(biāo)，其具體工作包括：

1） 編制校園信息規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)（元數(shù)據(jù)集、編碼格式、接口參數(shù)、業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)流程、性能指標(biāo)、安全規(guī)則、配套組件），建立統(tǒng)一的基礎(chǔ)支撐平臺，實現(xiàn)統(tǒng)一身份認證與打通各平臺信息互聯(lián)（對校園異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互用，建立基于超融合Hyper-Convergence Infrastructure的數(shù)據(jù)庫平臺）。

2） 以應(yīng)用為導(dǎo)向，利用云計算等技術(shù)，構(gòu)建教育資源共享處理平臺。在平臺建設(shè)過程中，參照spark為代表的開源大數(shù)據(jù)分析平臺實施計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用[4]，提高院校信息化基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用效能，緩解區(qū)域發(fā)展不均衡，強化資源共享度。以本校云平臺建設(shè)為例，以數(shù)據(jù)中心建設(shè)同時伴隨開展 “全校通”工程，進而推進大數(shù)據(jù)分析項目實施，過程為：識別收集（異構(gòu)多源）-清理提煉（ETL）-高效存儲（VSAN）-分析預(yù)測（挖掘?qū)W習(xí)）-回饋響應(yīng)（感知呈現(xiàn)）。以4網(wǎng)為基礎(chǔ)，以圖1平臺架構(gòu)，利用ABC技術(shù)的組合實現(xiàn)對本校新信息系統(tǒng)的整合-處理-呈現(xiàn)。

3） 建立高校大數(shù)據(jù)分析平臺，為減少系統(tǒng)龐雜，高校應(yīng)統(tǒng)一利用像hadoop開源系統(tǒng)搭建Redis集群[5]收集管理教學(xué)、個體行為等后臺數(shù)據(jù)，并進行跟蹤、監(jiān)控、評估，完成前瞻性分析，促進教學(xué)管理者及時做出調(diào)整與優(yōu)化教學(xué)、服務(wù)與政策，提高教學(xué)效果;利用海量的教務(wù)、學(xué)工、后勤、安保、一卡通、圖書館、網(wǎng)上社交數(shù)據(jù)幫助高校建立完整的“區(qū)塊鏈”（Blockchains），全景化反映教學(xué)成果與學(xué)生行為;建立數(shù)學(xué)模型，挖掘預(yù)測，深度學(xué)習(xí)（Deep Learn）及時動態(tài)的生成反映整個院校運行情況的分析報告，指導(dǎo)完善教學(xué)、管理措施，規(guī)范學(xué)生行為。最終幫助決策者及時準(zhǔn)確了解學(xué)校群體動態(tài)，教育各階段組織情況，從紛雜錯亂的信息中發(fā)現(xiàn)因果關(guān)系，實現(xiàn)科學(xué)決策。

4） 對前端應(yīng)用系統(tǒng)進行整合，與數(shù)字化校園、教務(wù)排課、圖書館、一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，實時同步。如以課表為核心，教學(xué)多媒體控制、考勤、云錄播等系統(tǒng)全部依據(jù)課表數(shù)據(jù)進行應(yīng)用授權(quán)和控制;基于挖掘算法實現(xiàn)應(yīng)用與資源之間的精準(zhǔn)歸類或動態(tài)關(guān)聯(lián)。

3.2 信息化發(fā)展的保障

為實現(xiàn)高校信息化建設(shè)的順利進行，還必須從體制、人事、財務(wù)各方面上予以積極配合，才能保證各項措施平穩(wěn)高效的順利實施，因此更需要建立一套高校信息化保障體系，從組織、資金、制度上保證信息化建設(shè)的不斷發(fā)展。

3.2.1 培訓(xùn)認證體系的完善

1） 根據(jù)教育部《中國教育現(xiàn)代化2035》要求的以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，以移動通信、人工智能、在線支付、信息安全等信息前沿技術(shù)領(lǐng)域為重點，高校應(yīng)加大綜合培訓(xùn)課程體系以適應(yīng)工業(yè)和信息化融合。

2） 以需求為導(dǎo)向，調(diào)整教育技術(shù)學(xué)專業(yè)定位，培養(yǎng)教育信息化不同階段所需的不同人才：規(guī)模開展工業(yè)和信息技術(shù)職業(yè)培訓(xùn)、繼續(xù)教育和在職學(xué)歷教育，構(gòu)筑工業(yè)和信息技術(shù)從業(yè)人員和后備人才的終身教育體系。

3） 以市場為驅(qū)動，將社會認證系統(tǒng)與大學(xué)教育專業(yè)結(jié)合起來，培養(yǎng)復(fù)合型人才：拓展學(xué)生就業(yè)空間，提高教師職業(yè)水平。整合行業(yè)教育培訓(xùn)資源，建立示范性工業(yè)和信息技術(shù)人才培訓(xùn)基地。提高教育培訓(xùn)和考試的科技手段，建立全國教育培訓(xùn)點、考務(wù)網(wǎng)。通過與相關(guān)國內(nèi)外知名培訓(xùn)機構(gòu)合作拓展教育培訓(xùn)認證范圍和服務(wù)領(lǐng)域[6]。

3.2.2 智慧化教育的普及與創(chuàng)新

為配合新一輪教學(xué)改革方案的制定與落實，必須借助新信息化技術(shù)展開研究與深化。在各個院校確定教改模式的具體思路后，以“智慧課堂”普及為先導(dǎo)，實現(xiàn)教材多媒體化、資源網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)境虛擬化、教學(xué)個性化、學(xué)習(xí)自主化、活動協(xié)作化、管理科學(xué)化的教育教學(xué)新模式的變革，幫助形成一批優(yōu)秀教學(xué)研究成果和實踐經(jīng)驗，帶動各級各類學(xué)校轉(zhuǎn)變教育理念，改革教學(xué)方法，促進創(chuàng)新，提高辦學(xué)質(zhì)量。例如，智慧課堂對教務(wù)、學(xué)工管理的解決方案：通過“智慧教務(wù)系統(tǒng)”實現(xiàn)全校的自動排課/排班/選址;建立教師成長檔案記錄，自動記錄教師教學(xué)行為操作與總結(jié)，通過智能平臺對教師的素質(zhì)與水平做出更加科學(xué)理性的評價，并能根據(jù)專業(yè)要求，自動生成改進建議;設(shè)立學(xué)生素質(zhì)檔案，借助已經(jīng)建成的基礎(chǔ)設(shè)施，通過大數(shù)據(jù)分析+機器學(xué)習(xí)，對學(xué)生成績做出綜合考評，對各種學(xué)生的潛在行為做出預(yù)警，幫助培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì);建立課堂動態(tài)交互系統(tǒng)、課下自主學(xué)習(xí)園地、網(wǎng)上社群，幫助師生在線上教學(xué)的良性互動，為課程設(shè)置、教材改進、教學(xué)效果評價、在線考察的模式與力度提供依據(jù)。

基于AI開發(fā)一站式網(wǎng)上服務(wù)大廳，整合校園所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)學(xué)生從入校到離校的全方位管理與服務(wù);建立后勤服務(wù)的報修申請、受理、進度跟蹤、查詢、服務(wù)評價以及監(jiān)督整改、公告信息發(fā)布、個性化信息推送等功能;面向教職工和學(xué)生提供綜合性、個性化、易感知、智能化、移動化的便捷信息服務(wù)，切實提高師生對于學(xué)校信息化建設(shè)的體驗度和滿意度。

及時引入新興的傳媒模式推動教學(xué)模式改革。隨著PPT、MOOC、微課的普及，學(xué)生更愿意接受時新的社交與宣傳模式，如VR（Virtual Reality）、抖音等，這樣意味著智能信息系統(tǒng)還必須隨時要有能對新的媒體格式進行導(dǎo)入與分析的接口，實現(xiàn)對教學(xué)模式有機融合。

3.2.3 促進教育智能產(chǎn)品規(guī)模效應(yīng)建設(shè)

目前阻礙智慧化校園工程推進最大難度不在于缺少成熟系統(tǒng)或原創(chuàng)技術(shù)，而在于缺少產(chǎn)品生態(tài)環(huán)境，因市場散亂，難以培養(yǎng)用戶使用習(xí)慣、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致智能化校園獨立應(yīng)用風(fēng)險大、成本高、培訓(xùn)難、售后少等一系列問題。根據(jù)梅特卡夫法則（Metcalfe's law）[7]：

V=k×N2? ? ? ? ?（1）

其中，市場價值V;價值系數(shù)k;用戶人數(shù)N。從公式（1）可以看出，要想使智能產(chǎn)品在高校順利普及，并發(fā)揮高效性特點，新階段應(yīng)考慮以地域、行業(yè)為單位，由教育主管部門牽頭，聯(lián)合高校教育團體、國內(nèi)實力研發(fā)單位，共同制定教育產(chǎn)品工作指標(biāo)、需求分析，由企事業(yè)單位共同推進項目的落地，均攤開發(fā)成本，共同創(chuàng)建與豐富知識庫，促成高校應(yīng)用，特別是實現(xiàn)可持續(xù)的版本演進，以保證智慧產(chǎn)品的生命周期。

4 總結(jié)

總之，在教育全球化與信息化的背景下，教育智慧化已經(jīng)成為現(xiàn)代國家體現(xiàn)自身競爭力的重要指標(biāo)。為推進我國教育改革，實現(xiàn)教育現(xiàn)代化目標(biāo)，需要在基礎(chǔ)建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、資源開放三方面加大投入。

同時為減少智慧校園的建設(shè)阻力，更必須通過體制完善、資金投入、新型人才培養(yǎng)認證模式改革來予以保證，并通過市場效應(yīng)來共同推動高校智慧化建設(shè)的繁榮。

參考文獻：

[1] 中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》[EB/OL].http：//www.xinhuanet.com//politics/2019-02/23/c_1124154392.html.2019-2-23.

[2] 教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》的通知[EB/OL].http：//edu.china.com.cn/2018-04/20/content_50922481.htm，2018-04-26.

[3] 楊明廉.創(chuàng)新校企合作模式 加快校園信息化建設(shè)[J].新課程研究， 2012-11（276）：143-144.

[4] 顧榮. 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)與系統(tǒng)研究[D].南京大學(xué)，2016：124-157.

[5] 王家林.大數(shù)據(jù)Spark企業(yè)級實戰(zhàn)[M].電子工業(yè)出版社，2015：396-400.

[6] 趙玉清.教育信息化建設(shè)促進創(chuàng)新型人才培養(yǎng)研究[J].信息通信，2014（142）：152-153.

[6]? Jeremy Howells.On the dynamics of innovation and change： essays in honour of Stan Metcalfe[J].Economics of Innovation and New Technology[J]，2013，7（22）：619-622.

【通聯(lián)編輯：唐一東】