大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用研究

王騰飛

摘 要：智慧校園按照“以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)”的教育理念，深度融合教學(xué)、科研、管理和生活四大領(lǐng)域，有效整合教學(xué)相關(guān)資源，為學(xué)習(xí)者提供靈活和個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案，充分發(fā)揮智慧教育的應(yīng)用效果。文章從智慧校園建設(shè)現(xiàn)狀出發(fā)，分析了大數(shù)據(jù)在當(dāng)前智慧校園的發(fā)展前景，并從學(xué)生綜合畫(huà)像、學(xué)生軌跡管理、校情管理分析和人才培養(yǎng)4個(gè)領(lǐng)域探討了大數(shù)據(jù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);智慧校園;教育管理

0 引言

“智慧校園”一詞最早出現(xiàn)在浙江大學(xué)信息化“十二五”規(guī)劃中，作為高校當(dāng)前教育信息化的較高級(jí)形態(tài)，智慧校園在傳統(tǒng)教育管理的基礎(chǔ)上，融合先進(jìn)信息技術(shù)，形成了一種嶄新的、數(shù)字化的開(kāi)放平臺(tái)[1]。通過(guò)智能終端全方位采集校園環(huán)境和師生活動(dòng)等實(shí)體空間信息，利用技術(shù)手段分析有關(guān)校園活動(dòng)參與者的各類數(shù)據(jù)資源，更為具體地描述其個(gè)體特征和實(shí)際需求，為師生打造一個(gè)開(kāi)放、共享、交互、協(xié)作的智慧校園環(huán)境，更好地服務(wù)于日常教學(xué)與校園管理工作。

1 智慧校園建設(shè)現(xiàn)狀

通過(guò)教育模式改革和信息化建設(shè)資金的不斷投入，我國(guó)在智慧校園建設(shè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了跨越式發(fā)展。當(dāng)前的智慧校園利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)相關(guān)管理系統(tǒng)等軟件資源，實(shí)現(xiàn)了校園中包括教學(xué)運(yùn)行、校園生活、校園環(huán)境等多方面的信息化管理，促進(jìn)了校內(nèi)資源的有效共享，提升了校園管理的信息化水平，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)教育由傳統(tǒng)管理向智慧管理的轉(zhuǎn)變。但是伴隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)與人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)教育領(lǐng)域“智慧”認(rèn)知的要求較以往有所提升。在以往的智慧校園建設(shè)中，管理者僅從信息化層面去落實(shí)智慧校園的建設(shè)，但當(dāng)看到社會(huì)上各個(gè)領(lǐng)域在應(yīng)用大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)后取得的成效時(shí)，人們對(duì)有關(guān)智慧校園的“智慧”二字有了更為深入的理解和認(rèn)知，使其從信息化層面上升到了具有人為感知的層面?，F(xiàn)階段，從一個(gè)嶄新的層面去回顧之前的智慧校園建設(shè)，它暴露出來(lái)的缺點(diǎn)如下。

1.1 無(wú)法應(yīng)對(duì)校園海量數(shù)據(jù)

信息化時(shí)代，數(shù)據(jù)具有無(wú)法衡量的價(jià)值，包括可觀察的顯性價(jià)值和可挖掘的潛在價(jià)值?？捎^察的顯性價(jià)值是智慧校園運(yùn)行的基礎(chǔ)，可挖掘的潛在價(jià)值則是智慧校園發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力。伴隨著智慧校園的建設(shè)和運(yùn)行，維護(hù)海量歷史數(shù)據(jù)的成本逐漸增加，而且在大數(shù)據(jù)技術(shù)被應(yīng)用到智慧校園建設(shè)領(lǐng)域之前，由于其設(shè)計(jì)理念未能關(guān)注到海量歷史數(shù)據(jù)潛在的利用價(jià)值，對(duì)數(shù)據(jù)分析和處理的手段及技術(shù)也較為單一，這是無(wú)法達(dá)到當(dāng)前海量數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理要求的，這種弊端阻礙了智慧校園的進(jìn)一步發(fā)展[2]。

1.2 數(shù)據(jù)孤島

學(xué)校在進(jìn)行智慧校園的信息化建設(shè)時(shí)，由于缺少一個(gè)統(tǒng)一的信息化建設(shè)戰(zhàn)略和標(biāo)準(zhǔn)，不同部門在進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的需求和定義也有所不同，導(dǎo)致各部門之間的數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)，這就是典型的數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題。智慧校園中也存在著包括師生數(shù)據(jù)、教學(xué)數(shù)據(jù)、科研數(shù)據(jù)等多個(gè)不同場(chǎng)景的數(shù)據(jù)，若是將這些數(shù)據(jù)聯(lián)合起來(lái)會(huì)產(chǎn)生巨大的利用價(jià)值，這就需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能算法對(duì)其潛在價(jià)值進(jìn)行挖掘利用，現(xiàn)在的智慧校園建設(shè)缺乏這種平臺(tái)支撐。

1.3 數(shù)據(jù)價(jià)值利用不充分

海量歷史數(shù)據(jù)的價(jià)值除了數(shù)據(jù)信息的全面性以外，更重要的是其內(nèi)部潛在的數(shù)據(jù)規(guī)律和價(jià)值，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)挖掘海量歷史數(shù)據(jù)中的潛在信息，能夠科學(xué)有效地預(yù)判事物在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，從而為管理層面提供科學(xué)的決策支持。現(xiàn)有智慧校園的建設(shè)，僅僅是在信息化層面利用海量數(shù)據(jù)，無(wú)法深層次挖掘并利用數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值。首先是因?yàn)闆](méi)有重視海量數(shù)據(jù)潛在的價(jià)值，其次是因?yàn)楫?dāng)時(shí)智慧校園建設(shè)的技術(shù)水平還不能實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)潛在價(jià)值的挖掘分析。

2 大數(shù)據(jù)的應(yīng)用基礎(chǔ)

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)應(yīng)用研究的不斷深入，對(duì)我國(guó)教育發(fā)展新型智慧校園提出了更高的要求。目前，大多數(shù)高校都在關(guān)注學(xué)生行為大數(shù)據(jù)的研究，試圖找到這些數(shù)據(jù)背后的規(guī)律性和關(guān)聯(lián)性，并以此為學(xué)校開(kāi)展教學(xué)管理工作提供決策支持。利用大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)手段綜合分析學(xué)生的行為數(shù)據(jù)，有利于從根本上對(duì)學(xué)校的管理體系進(jìn)行變革，找到一種更加切合學(xué)校實(shí)際的管理體系，從而提升校園的資源利用率。因此，通過(guò)應(yīng)用信息化科學(xué)技術(shù)推動(dòng)智慧校園建設(shè)過(guò)程中的教育理念改革，可以有效彌補(bǔ)信息時(shí)代中智慧校園建設(shè)上存在的技術(shù)缺陷，并提供新的數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用對(duì)原來(lái)的信息服務(wù)作進(jìn)一步完善。新型智慧校園的數(shù)據(jù)服務(wù)具有如下特征。

2.1 數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)境安全可靠

伴隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和教育環(huán)境的多元化，校園海量的歷史數(shù)據(jù)有著不可估量的潛在價(jià)值。在智慧校園建設(shè)過(guò)程中，如果能夠?yàn)楹Ａ繗v史數(shù)據(jù)提供一個(gè)安全可靠的應(yīng)用環(huán)境，那么在將來(lái)數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)智慧校園教育的無(wú)限發(fā)展起到良好的助推作用。

2.2 新型智慧校園數(shù)據(jù)服務(wù)模式

在智慧校園建設(shè)過(guò)程中，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)在校園海量的歷史數(shù)據(jù)中挖掘有效的潛在價(jià)值信息，可以更好地為教育發(fā)展提供決策支持[3]。新型智慧校園有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)參與者與基礎(chǔ)設(shè)施之間的良性互動(dòng)，促進(jìn)資源的最大化利用。新型智慧校園的教學(xué)環(huán)境，不僅能培養(yǎng)學(xué)習(xí)者自我發(fā)現(xiàn)和自我解決問(wèn)題的能力，還可以在整個(gè)過(guò)程中提升學(xué)習(xí)者的邏輯思維能力，讓學(xué)習(xí)者在思考和處理問(wèn)題時(shí)充滿想象力和創(chuàng)新性。實(shí)施個(gè)性化教育，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和內(nèi)在學(xué)習(xí)潛力的激發(fā)，從而為國(guó)家培養(yǎng)全方面的創(chuàng)新型人才，因此建設(shè)新型智慧校園能有效促進(jìn)校園教育教學(xué)的發(fā)展。

3 大數(shù)據(jù)在智慧校園中的應(yīng)用

3.1 學(xué)生綜合畫(huà)像

用戶畫(huà)像是指真實(shí)用戶的虛擬代表，是建立在一系列真實(shí)數(shù)據(jù)之上的目標(biāo)用戶模型。要想生成精準(zhǔn)的用戶畫(huà)像，就需要從多維度對(duì)海量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[4]。作為大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)之一，學(xué)生綜合畫(huà)像是通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)采集和分析學(xué)生在日常學(xué)習(xí)、生活消費(fèi)以及網(wǎng)絡(luò)行為等多方面能反映學(xué)生個(gè)體特征的數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)體特征的精準(zhǔn)描述、學(xué)習(xí)情況的監(jiān)測(cè)預(yù)警和與之相關(guān)的服務(wù)推薦，從而為教師教學(xué)方法的改善和校園環(huán)境的建設(shè)提供決策支持，以期更好地進(jìn)行學(xué)生管理。

3.2 學(xué)生軌跡管理

軌跡數(shù)據(jù)就是時(shí)空環(huán)境下，通過(guò)采樣一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)對(duì)象運(yùn)動(dòng)過(guò)程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，包括采樣點(diǎn)所在位置、采樣的系統(tǒng)時(shí)間以及樣本運(yùn)動(dòng)速度等，根據(jù)采樣先后順序依次排列便構(gòu)成了軌跡數(shù)據(jù)[5]。隨著網(wǎng)絡(luò)上智能終端設(shè)備接入數(shù)量的不斷增多，有關(guān)移動(dòng)對(duì)象的軌跡數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。軌跡數(shù)據(jù)一般由時(shí)間和空間兩個(gè)維度組成，利用相關(guān)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析處理，可以探究特定群體的活動(dòng)規(guī)律與行為特征。在校園中，我們可以通過(guò)分析師生的軌跡數(shù)據(jù)繪制他們的行為軌跡，進(jìn)而了解師生的行為特征、興趣愛(ài)好和社會(huì)習(xí)慣等信息，以期更好地進(jìn)行師生管理。這一點(diǎn)對(duì)加強(qiáng)學(xué)生在校期間的安全管理顯得尤為重要。

3.3 校情管理分析

堅(jiān)持“以數(shù)據(jù)服務(wù)校園文化建設(shè)”的原則，構(gòu)建開(kāi)放共享的數(shù)據(jù)平臺(tái)，為學(xué)校管理層和師生群體實(shí)時(shí)提供包括教育發(fā)展、專業(yè)導(dǎo)向、學(xué)生和教師培養(yǎng)等關(guān)乎學(xué)校建設(shè)和發(fā)展的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)相關(guān)圖表將學(xué)校在開(kāi)展教育教學(xué)過(guò)程中的數(shù)據(jù)直觀地展示出來(lái)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為學(xué)校管理和教育教學(xué)能力的提升提供數(shù)據(jù)支撐，以期更好地服務(wù)校園文化建設(shè)。搭建基于大數(shù)據(jù)的校情管理和分析平臺(tái)，不僅可以實(shí)現(xiàn)校園基礎(chǔ)條件等信息的統(tǒng)計(jì)分析，還能為學(xué)生管理、教育教學(xué)管理、科研管理等領(lǐng)域提供相應(yīng)的政策指引。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，伴隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展的同時(shí)也加深了社會(huì)整體的信息化程度。智慧校園的下一步發(fā)展就是融合這些技術(shù)開(kāi)展智慧教育，最終目的是引導(dǎo)學(xué)習(xí)者充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，掌握所需知識(shí)和專業(yè)技能，在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的自我學(xué)習(xí)能力。智慧教育打破了學(xué)習(xí)者和教育者之間傳統(tǒng)的教與學(xué)的關(guān)系，激發(fā)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索能力，聯(lián)合其他教學(xué)相關(guān)資源，實(shí)現(xiàn)具有高質(zhì)量、高效率的智慧教育教學(xué)。因此，推進(jìn)高校智慧校園的研究和建設(shè)，是對(duì)科學(xué)技術(shù)不斷變革和高等教育改革理念的不斷深化，是創(chuàng)造智慧、科技、先進(jìn)的高校教育發(fā)展的必由之路，更是緊跟時(shí)代發(fā)展、培養(yǎng)高水平人才、適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需求。

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（編輯 王雪芬）