大數(shù)據(jù)時(shí)代高中智慧型校園的建設(shè)探究

◆摘? 要：隨著5G時(shí)代的到來(lái)，大數(shù)據(jù)在工作和生活中的作用日益明顯。高中校園各基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)每天都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，如教務(wù)、科研、政教等各職能部門(mén)的數(shù)據(jù)，通過(guò)人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)對(duì)這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理和分析，提取其中蘊(yùn)含的各種規(guī)律性、潛在性信息，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的教學(xué)與管理，建設(shè)智慧型校園。

◆關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);智慧;應(yīng)用系統(tǒng)

1 引言

在科技發(fā)展飛快的今天，5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)迅速發(fā)展，高中傳統(tǒng)教育模式的改革與發(fā)展正面臨著挑戰(zhàn)和機(jī)遇，諸多高校不斷加快信息化建設(shè)，已經(jīng)邁入智慧型校園，并且發(fā)揮了非常重要的教育與教學(xué)管理作用。高中需要加快腳步，積極推進(jìn)智慧型校園建設(shè)的步伐，亟需把教室、功能室、實(shí)驗(yàn)室、監(jiān)控、門(mén)禁等基礎(chǔ)設(shè)施和各應(yīng)用系統(tǒng)打通，形成互聯(lián)互通，互為共享，使各種行為數(shù)據(jù)有效的沉淀，為大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障。

2 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

經(jīng)過(guò)多年數(shù)字校園的建設(shè)發(fā)展，學(xué)校在信息化建設(shè)方面取得了階段性的成果，實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)全覆蓋，搭建了機(jī)房、服務(wù)器虛擬化等支撐信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。建成了許多應(yīng)用系統(tǒng)，如移動(dòng)校園門(mén)戶(hù)、OA、智能閱卷、校園一卡通等系統(tǒng)，能夠一定程度上滿足學(xué)校教學(xué)、科研、管理、生活等方面的日常需求，并積累了部分?jǐn)?shù)據(jù)。但隨著技術(shù)不斷發(fā)展，存在問(wèn)題逐漸凸顯：

2.1數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重

學(xué)校各部門(mén)的應(yīng)用系統(tǒng)基本各自互不關(guān)聯(lián)，無(wú)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)形式多樣化，“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，且重復(fù)部分過(guò)多占用存儲(chǔ)資源，數(shù)據(jù)重復(fù)采集，不能產(chǎn)生關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享價(jià)值最大化，很好服務(wù)教學(xué)和管理。

2.2缺乏智能應(yīng)用系統(tǒng)

學(xué)校現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)閱卷、選課系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)，部分為通用簡(jiǎn)單版本，因不便捷、功能模塊不適用導(dǎo)致使用效率低下甚至不使用，造成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)流失、無(wú)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的局面?，F(xiàn)亟需加快完善符合各處室需求的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)才能為實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障。

2.3基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后

校園網(wǎng)大多仍然為百兆網(wǎng)，核心交換機(jī)陳舊，服務(wù)器沒(méi)有虛擬化，基礎(chǔ)服務(wù)分類(lèi)不夠清晰，網(wǎng)絡(luò)磁盤(pán)陣列柜的存儲(chǔ)空間有限，校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)只能局部覆蓋等。宿舍無(wú)門(mén)禁系統(tǒng)、教室無(wú)考勤設(shè)備等?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善，就意味著不能產(chǎn)生數(shù)據(jù)，就無(wú)法為大數(shù)據(jù)的分析提供保障。

3 建設(shè)思路

通過(guò)構(gòu)建校園大數(shù)據(jù)平臺(tái)中心，把所有的基礎(chǔ)設(shè)施及各部門(mén)的應(yīng)用系統(tǒng)互相聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換、共享與整合，逐步邁向智慧型校園。智慧型校園是結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等諸多技術(shù)的新一代校園信息化平臺(tái)，基本框架如下圖所示。

<C：＼Users＼Administrator＼Desktop＼速讀22年1上＼速讀22年1上＼【292P】速讀22年1上【1230改定排版包】＼Image＼image1_2.png>

3.1 構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺(tái)中心

建立學(xué)校大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，提供多種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)縫接入或高度集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換、共享與整合，消滅數(shù)據(jù)孤島。所有子系統(tǒng)（含第三方應(yīng)用系統(tǒng)）運(yùn)行于大數(shù)據(jù)平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的系統(tǒng)登錄、統(tǒng)一安全認(rèn)證、統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與共享，為學(xué)校教學(xué)、管理、服務(wù)等工作質(zhì)量的提升和改進(jìn)提供了決策數(shù)據(jù)支持。

3.2 加快完善應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

學(xué)校各部門(mén)都有各自的應(yīng)用系統(tǒng)，有的因無(wú)法滿足現(xiàn)有教學(xué)管理情況而無(wú)法使用，閑置浪費(fèi)，如教務(wù)處成績(jī)分析管理系統(tǒng);有的因不便捷、功能模塊不適用而不使用、如政教處學(xué)生日常管理系統(tǒng);還有的因人事調(diào)動(dòng)的暫停而未使用，如行辦OA系統(tǒng)等。這些都造成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的流失、無(wú)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)局面。亟需加快完善符合各處室需求的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)才能保證日常教學(xué)和日常管理行為數(shù)據(jù)得到有效沉淀，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障。

3.3加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)

將校園核心交換機(jī)萬(wàn)兆升級(jí)，使多個(gè)校區(qū)，實(shí)現(xiàn)校園骨干網(wǎng)萬(wàn)兆連接。加快建設(shè)校園無(wú)線網(wǎng)的全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)和有線雙網(wǎng)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。將服務(wù)器全部虛擬化，便于計(jì)算利用物理服務(wù)器的資源。

加強(qiáng)感知設(shè)備的建設(shè)。當(dāng)前學(xué)校配置了功能室、教室、計(jì)算機(jī)教室、各球館，實(shí)驗(yàn)室、門(mén)禁、監(jiān)控、飲水機(jī)等設(shè)施，這些傳統(tǒng)設(shè)施需加快與物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術(shù)相互融合連接，逐步實(shí)現(xiàn)“人一物一機(jī)”間的全方位感知，相互共享，互聯(lián)互通。為校園環(huán)境及校園內(nèi)活動(dòng)的感知、檢測(cè)，數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)提供保障。

4 應(yīng)用場(chǎng)景

4.1行為預(yù)警

學(xué)校大數(shù)據(jù)平臺(tái)中心通過(guò)對(duì)智能一卡通（門(mén)禁、消費(fèi)、借閱）、智能監(jiān)控（具有無(wú)感知刷臉識(shí)別、表情識(shí)別、行為分析功能）等設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、對(duì)學(xué)生情緒狀態(tài)分析、肢體動(dòng)作分析、運(yùn)動(dòng)軌跡分析，形成課堂評(píng)價(jià)參考依據(jù)。并對(duì)異常行為分析并給出相應(yīng)預(yù)警，如失聯(lián)預(yù)警、心理預(yù)警、逃課預(yù)警、不歸宿預(yù)警、偷竊預(yù)警等，將預(yù)警消息及建議解決方案自動(dòng)推送給負(fù)責(zé)老師，老師可以通過(guò)移動(dòng)設(shè)備或者PC端查看，通過(guò)綜合預(yù)警，減少學(xué)生安全事故的發(fā)生。

4.2 智慧閱卷系統(tǒng)

智慧網(wǎng)絡(luò)閱卷系統(tǒng)具有題卡編輯、掃描、網(wǎng)上閱卷、等功能，也具備有成績(jī)分析功能，如薄弱點(diǎn)、閃光點(diǎn)、貢獻(xiàn)值、走勢(shì)分析等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析。也可實(shí)現(xiàn)從教研角度、教師角度、學(xué)生角度等不同角度進(jìn)行智能分析。

4.2.1 多維度數(shù)據(jù)分析

設(shè)置統(tǒng)計(jì)分析指標(biāo)進(jìn)行多維度數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)生成各類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。教師可以準(zhǔn)確了解各知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)模塊、學(xué)科在年級(jí)和班級(jí)的掌握情況，及時(shí)掌握成績(jī)波動(dòng)較大的學(xué)生動(dòng)態(tài)和學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的薄弱點(diǎn)，對(duì)癥下藥提高臨界生的轉(zhuǎn)化率，讓優(yōu)等生提優(yōu)，學(xué)困生補(bǔ)差。

4.2.2 錯(cuò)題智能收集

學(xué)生每次考試的錯(cuò)題進(jìn)行智能收集，形成錯(cuò)題集。學(xué)生通過(guò)智能閱卷系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)得出的分析報(bào)告，制定自己的學(xué)習(xí)提升計(jì)劃，做錯(cuò)的題目反復(fù)練習(xí)鞏固，并根據(jù)學(xué)生的知識(shí)薄弱環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)推送類(lèi)似精選題目供學(xué)生反復(fù)練習(xí)。

4.2.3 智能“體檢”報(bào)告

大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)學(xué)生個(gè)人的歷史數(shù)據(jù)深度挖掘，數(shù)據(jù)來(lái)源于考試成績(jī)、作業(yè)、考勤、課堂精力集中度、圖書(shū)借閱、消費(fèi)等沉淀下來(lái)的數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)，整合出一份能提高學(xué)習(xí)成績(jī)、改善學(xué)習(xí)方法、改變生活不良習(xí)慣的“體檢”報(bào)告，供學(xué)生參考。

4.3 智慧課堂管理

智慧課堂即結(jié)合智能學(xué)習(xí)平臺(tái)、移動(dòng)平臺(tái)端工具，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)打造的智能、高效的課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)。具有課堂互動(dòng)教學(xué)可游戲化教學(xué)，海量的課件模板隨時(shí)調(diào)用，課件隨身帶，常用備課資源一鍵插入等功能，也具有百萬(wàn)習(xí)題題庫(kù)，用于課前的預(yù)習(xí)、課中的答題、課后的作業(yè)。通過(guò)課堂上教師與學(xué)生手持設(shè)備的無(wú)縫對(duì)接，學(xué)生學(xué)生通過(guò)學(xué)生端移動(dòng)設(shè)備操作參與互動(dòng)，將課前預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)、課堂實(shí)時(shí)檢測(cè)情況、課后作業(yè)等數(shù)據(jù)上傳，形成過(guò)程性的課堂質(zhì)量評(píng)價(jià)和學(xué)情分析報(bào)告，并及時(shí)接受教師推送資源，教師可通過(guò)學(xué)生手持終端的數(shù)據(jù)及時(shí)獲取學(xué)情信息。

4.4 智慧可視化管理

基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析處理后通過(guò)大數(shù)據(jù)屏顯中心可視化展示，如成績(jī)分析、行為畫(huà)像、綜合預(yù)警等，可根據(jù)實(shí)際要求屏顯不同的數(shù)據(jù)，也可在各個(gè)處室可視化展示及決策建議推送。根據(jù)角色的不同，可視化展示該角色應(yīng)關(guān)注的數(shù)據(jù)內(nèi)容及決策建議。如，科研處板塊高三年級(jí)顯示尖指生排名變化趨勢(shì)、臨界生距一本線的差距、上一本線轉(zhuǎn)化率等數(shù)據(jù)，結(jié)合他們?cè)诘恼n堂表現(xiàn)、課堂作業(yè)、錯(cuò)題集練習(xí)和薄弱知識(shí)點(diǎn)的測(cè)試等數(shù)據(jù)綜合分析，找出問(wèn)題的根源并智能推送決策建議。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著5G時(shí)代、人工智能時(shí)代、大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，建設(shè)智慧型校園是必然的趨勢(shì)，學(xué)校要組建一支我們掌握前沿技術(shù)的團(tuán)隊(duì)精英，通過(guò)到先進(jìn)地區(qū)和實(shí)踐基地實(shí)地考察學(xué)習(xí)，了解慧智校園建設(shè)的構(gòu)思和框架，學(xué)習(xí)人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)和理論知識(shí)武裝自己的頭腦，結(jié)合學(xué)校目前的現(xiàn)狀統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)實(shí)施、分步執(zhí)行，為打造成實(shí)用的、現(xiàn)代化的智慧型校園提供保障。

作者簡(jiǎn)介

劉存寶，信息技術(shù)教師。

參考文獻(xiàn)

[1]程南清. 智慧校園視野下的信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問(wèn)題及對(duì)策[J]. 寧波廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)， 2018， 016（002）：90-95.

[2]李正， 羅征， 孫雨， et al. 大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用于高校精準(zhǔn)教學(xué)與管理的探索[J]. 中國(guó)教育信息化， 2019， 000（017）：P.9-12.

[3]王露， 孫麗， 劉曉瑩. 現(xiàn)代教育中人工智能的應(yīng)用[J]. 課程教育研究， 2019（13）：46-47.