基于大數(shù)據(jù)分析的高校信息化建設(shè)

張 璇

（西京學(xué)院，陜西 西安 710123）

0 引言

高校信息化建設(shè)在近些年雖然已經(jīng)初顯成效，但技術(shù)上尚有欠缺，行政上依然沒有深入服務(wù)到高校的教育教學(xué)管理當(dāng)中，沒能形成智能化的一體管理模式。一個(gè)學(xué)校的信息化水平，體現(xiàn)在智能化學(xué)習(xí)、生活和學(xué)業(yè)管理，建設(shè)高校智能管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)人與信息的深度融合。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘的過程分為以下幾步：（1）提出問題，選定機(jī)器學(xué)習(xí)算法，為后續(xù)工作做好鋪墊。（2）數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)清理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)收集是挖掘的前提工作。數(shù)據(jù)清理是去除明顯錯(cuò)誤和冗余的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是將清理過的數(shù)據(jù)類型和值轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式。（3）數(shù)據(jù)挖掘采用分類聚類、關(guān)聯(lián)等方法建立數(shù)據(jù)模型，獲得隱藏的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模型。（4）數(shù)據(jù)的分析和評(píng)估：去除冗余和無(wú)用的數(shù)據(jù)模式，將有用的數(shù)據(jù)應(yīng)用到應(yīng)用系統(tǒng)中[1]。

1.2 云計(jì)算

云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，一般通過互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)的、易擴(kuò)展的、虛擬化的資源，云計(jì)算是一個(gè)IT平臺(tái)。云計(jì)算包含應(yīng)用層、中間層和基礎(chǔ)架構(gòu)層[2]。

高校信息化管理融入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)及各種互聯(lián)網(wǎng)管理手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理信息化、多元化，提供便捷的教學(xué)管理平臺(tái)[3]。圖1為信息化平臺(tái)框架。

圖1 大數(shù)據(jù)下信息化平臺(tái)整體思路框架

整個(gè)平臺(tái)在技術(shù)架構(gòu)上采用校園信息化2.0頂層設(shè)計(jì)[4]，滿足制度、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、安全等一系列標(biāo)準(zhǔn)體系，支撐運(yùn)維體系，滿足教學(xué)管理與信息化服務(wù)的要求，服務(wù)學(xué)校各類型用戶，包括教務(wù)管理員、教師、學(xué)生等，并且全部客戶端真正意義上實(shí)現(xiàn)了免安裝，服務(wù)即平臺(tái)，可真正意義上做到信息無(wú)孤島，數(shù)據(jù)互通。

2 信息化服務(wù)建設(shè)

2.1 構(gòu)建高性能云計(jì)算平臺(tái)

按照構(gòu)建方式，云計(jì)算可以分公有云、私有云和混合云。高校服務(wù)院系較多，數(shù)據(jù)資源豐富，并且對(duì)學(xué)生生活、學(xué)習(xí)管理中服務(wù)質(zhì)量和對(duì)教學(xué)數(shù)據(jù)以及服務(wù)教師的安全性要求較高。因此，所有在高校的信息化部署中采取私有云的方案。

在云構(gòu)建中，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)是云計(jì)算的基礎(chǔ)，它主要實(shí)現(xiàn)硬件資源的虛擬化聚合管理，平臺(tái)即服務(wù)依托基礎(chǔ)設(shè)施，為云平臺(tái)用戶提供運(yùn)行支持，并保障基礎(chǔ)設(shè)施、身份驗(yàn)證、訪問管理和數(shù)據(jù)的安全性。

2.2 學(xué)生一卡通全覆蓋

教務(wù)信息化平臺(tái)綁定學(xué)生一卡通信息，構(gòu)建智能的教務(wù)信息處理平臺(tái)。學(xué)生入學(xué)建立學(xué)籍信息后，學(xué)生在校園里的一切學(xué)習(xí)、生活、消費(fèi)就像記賬單一樣記錄在一卡通里，教務(wù)管理平臺(tái)連接學(xué)生校園一卡通，學(xué)生可以憑借一卡通完成學(xué)校各類考試報(bào)名，學(xué)生上課簽到，統(tǒng)計(jì)學(xué)生上課情況。

2.3 智慧教室建設(shè)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用智慧教室來(lái)豐富教學(xué)手段，增強(qiáng)教學(xué)效果。它主要利用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)相結(jié)合，有線上自助學(xué)習(xí)和老師線下面授學(xué)習(xí)兩種形式，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)和學(xué)習(xí)的多元化。學(xué)生在課堂上不易理解的知識(shí)在課堂通過和教師互動(dòng)及時(shí)得到解決，實(shí)現(xiàn)教室管理的安全和智能化[2]。

智慧教室系統(tǒng)由如下5個(gè)部分組成：

（1）顯示系統(tǒng)。顯示系統(tǒng)包括LED顯示屏、教室上課環(huán)境顯示等，智慧教室里顯示屏實(shí)現(xiàn)手寫觸摸式顯示，教室門口的顯示屏顯示所有課堂信息，包括教室溫度、課程名稱、教師姓名，以及應(yīng)到學(xué)生多少人、實(shí)到學(xué)生多少人等。學(xué)生上課信息實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。

（2）考勤系統(tǒng)?？记谙到y(tǒng)主要是對(duì)學(xué)生的考勤，當(dāng)學(xué)生進(jìn)入教室上課時(shí)，通過人臉識(shí)別或者指紋識(shí)別后將獲取的到堂信息立刻反映到教務(wù)大數(shù)據(jù)，平臺(tái)對(duì)每節(jié)課上課情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

（3）控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)可以控制智慧教室的燈光、門窗、溫度、空調(diào)等設(shè)備，其中當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到溫度和預(yù)設(shè)的溫度不同時(shí)，則空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)燈光、門窗、溫度等自動(dòng)控制功能。

（4）監(jiān)視系統(tǒng)。監(jiān)視系統(tǒng)有安全檢測(cè)，通過傳感器檢測(cè)隨堂學(xué)生和教師的上課狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)錄屏功能，當(dāng)需要時(shí)可以隨時(shí)調(diào)取任意課堂信息；安全檢測(cè)可以對(duì)所有的門窗進(jìn)行監(jiān)視和報(bào)警，對(duì)教室內(nèi)所有的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全控制，如果把沒有經(jīng)過授權(quán)的設(shè)備帶出教室，則會(huì)發(fā)出報(bào)警。

（5）查詢系統(tǒng)。根據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理可以獲知任何日期的空閑教室號(hào)，同時(shí)可以查詢出智慧教室內(nèi)溫度、安全情況、考勤情況、學(xué)生上課狀態(tài)等并匯總出分析報(bào)告。

3 信息化安全建設(shè)

信息化建設(shè)中信息管理非常重要，包括師生個(gè)人信息、教師科研成果、學(xué)生競(jìng)賽成果等在內(nèi)的重要信息資源一旦泄露，會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，造成很大的危害。因此，應(yīng)采取及時(shí)、安全、有效的措施保障系統(tǒng)安全。

3.1 安全的信息化管理制度與體系

很多高校沒有成立信息安全機(jī)構(gòu)，缺乏完善的信息安全管理制度和管理規(guī)范，在網(wǎng)絡(luò)和信息安全方面沒有根據(jù)重要程度進(jìn)行分級(jí)管理。高校應(yīng)該通過行政管理手段預(yù)防和加強(qiáng)內(nèi)部管理，建立合適的安全管理制度。

3.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)備在接入網(wǎng)絡(luò)之前，必須由網(wǎng)絡(luò)安全中心對(duì)硬件從配置到應(yīng)用系統(tǒng)的安裝，對(duì)軟件的調(diào)試和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)端口等進(jìn)行嚴(yán)格的備案和安全審核，并按照網(wǎng)絡(luò)管理要求進(jìn)行設(shè)置，嚴(yán)禁隨意自行設(shè)置，只有審核合格才可以申請(qǐng)接入網(wǎng)絡(luò)，處理相關(guān)的信息。

所有訪問互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)必須統(tǒng)一設(shè)置成功后才可以訪問互聯(lián)網(wǎng)。堅(jiān)決禁止一切不安全的方式上網(wǎng)，因?yàn)椴话踩脑L問互聯(lián)網(wǎng)方式可造成計(jì)算機(jī)下載危險(xiǎn)代碼，或者直接危害計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。

3.3 建立安全身份識(shí)別

數(shù)字化校園用戶身份系統(tǒng)通過統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)的建設(shè)，完成學(xué)校數(shù)字化校園信息系統(tǒng)的用戶身份整合。應(yīng)建立統(tǒng)一的身份數(shù)據(jù)中心，具備自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、雙向同步的功能，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)用戶身份自助服務(wù)控制，并建立全校統(tǒng)一的單點(diǎn)認(rèn)證中心，提供單點(diǎn)（SSO）登錄認(rèn)證，保存用戶密碼（Access Manager）。通過認(rèn)證和授權(quán)，用戶（公眾、學(xué)生、教師、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)）訪問網(wǎng)絡(luò)資源得到嚴(yán)密管控，從而提高高校教務(wù)信息化平臺(tái)的安全性[5]。

統(tǒng)一的身份認(rèn)證平臺(tái)通過應(yīng)用模塊對(duì)存儲(chǔ)的認(rèn)證和權(quán)限數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，同時(shí)通過統(tǒng)一的接口給各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)提供單點(diǎn)登錄、數(shù)字證書和身份認(rèn)證。