大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用研究

袁 凱

（甘肅紫光智能交通與控制技術(shù)有限公司，甘肅 蘭州 730030）

校園信息化已不再是一個(gè)新的課題。長期以來，教育部一直高度重視高校建設(shè)信息化。雖然很多大學(xué)都處于相對較短的發(fā)展階段，但智能高校的畢業(yè)生，能夠適應(yīng)企業(yè)的社會(huì)發(fā)展和專業(yè)技術(shù)的需要，所以這是一個(gè)快速發(fā)展的階段。這對學(xué)校的發(fā)展、信息化建設(shè)都至關(guān)重要。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以融入教育，也可以應(yīng)用于大學(xué)的科研及教育領(lǐng)域。堅(jiān)持探索創(chuàng)新教學(xué)方式，并與學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究。由于校園內(nèi)數(shù)據(jù)信息日益增多，而數(shù)據(jù)管理也不能得到有效的處理，所以需要對其進(jìn)行管理。智慧校園的建設(shè)能夠有效完成以上各項(xiàng)工作，使學(xué)校能夠更好地對學(xué)校的信息、資料進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和智能化管理，從而使師生能夠更好地在校園中學(xué)習(xí)。筆者根據(jù)自身多年的高校工作經(jīng)驗(yàn)，主要分析大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在高校智慧校園的建設(shè)。

1 智慧校園概述

現(xiàn)階段，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，高校的管理正逐步由傳統(tǒng)的電子校園、數(shù)字化校園向融合了海量信息、云計(jì)算、虛擬技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的智慧校園轉(zhuǎn)型。因特網(wǎng)突破了學(xué)校時(shí)空的局限，將學(xué)校內(nèi)的行政、教育等各方面的資源有機(jī)結(jié)合在一起，構(gòu)成了一個(gè)巨大的體系。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的互聯(lián)，為學(xué)校的教師和學(xué)生提供更多的個(gè)人隱私。通過智慧校園建設(shè)，為學(xué)校的運(yùn)作、教學(xué)、科研和物流服務(wù)提供強(qiáng)有力的智力支撐。

首先，海量數(shù)據(jù)為智慧校園建設(shè)提供了數(shù)據(jù)環(huán)境，諸如“書香校園”“智能教學(xué)”“校園一卡通”等都是以大數(shù)據(jù)技術(shù)為依托的，在校園的各個(gè)角落都可以看到大數(shù)據(jù)的影子。

其次，大數(shù)據(jù)是新技術(shù)在智能校園中的體現(xiàn)。從資料收集、儲(chǔ)存至分析、顯示，大數(shù)據(jù)技術(shù)將會(huì)隨著科技的發(fā)展而逐步提升，同時(shí)智能校園的作用也會(huì)越來越多、越來越強(qiáng)。

第三，大數(shù)據(jù)技術(shù)為智慧校園提供了更多的應(yīng)用，從學(xué)生進(jìn)出學(xué)校的門禁，到教室里的電子白板，到物流部門的手機(jī)刷卡就餐，海量的數(shù)據(jù)讓校園充滿了“智慧”。

2 大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)概述

在科技與社會(huì)高速發(fā)展的今天，人類的日常工作與生產(chǎn)中所需的信息數(shù)量正以一種令人震驚的速度增加。尋找使用者需要的資料，并對信息進(jìn)行分析與處理。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是技術(shù)的基石，它需要與云計(jì)算、因特網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合起來，才能更好地完成數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)處理。這些技術(shù)能夠采集、分析、處理、存儲(chǔ)和反饋。目前，各高校已有相當(dāng)好的成績，比如：校園多卡融合、全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)距離教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等。然而，目前的智能網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足高校的實(shí)際需要，在智慧校園中運(yùn)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以為高校的建設(shè)、教學(xué)、科學(xué)研究等方面提供有力的技術(shù)支撐。

數(shù)據(jù)的獲取方式是多種多樣的，首先要有專業(yè)的收集工具，一般都是以教育為基礎(chǔ)的，這是最常見的工具；比如網(wǎng)絡(luò)爬行器，就是一種可以根據(jù)特定的規(guī)則，從網(wǎng)絡(luò)中獲取數(shù)據(jù)的軟件；可以從校園的日?，嵤轮蝎@取資料，例如，監(jiān)測信息的收集能夠反映出學(xué)生的生活學(xué)習(xí)效果，以此來反映教室的狀況；對于學(xué)生的教學(xué)計(jì)劃，可以通過對新知識的預(yù)習(xí)，以及對新知識的理解，從而形成教學(xué)計(jì)劃，改善課堂教學(xué)數(shù)據(jù)；學(xué)生的試卷也是一個(gè)很好的參考資料，老師經(jīng)常會(huì)做考卷分析，所以，學(xué)生的卷子也是智慧校園的一種有效數(shù)據(jù)，可以通過反饋學(xué)生最近一段時(shí)間的學(xué)習(xí)情況，通過試卷的正確答案，反饋學(xué)生學(xué)習(xí)的弱點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)點(diǎn)，分析自己的能力等等。資料收集的方法有很多種，例如：門禁信息、教學(xué)過程錄像、教學(xué)計(jì)劃、作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)信息等，這些都來源于現(xiàn)實(shí)，最能體現(xiàn)學(xué)校的實(shí)際狀況。這些資料的收集，不僅能提供教學(xué)參考，還能提供教育管理的決策依據(jù)，還能為學(xué)校的生活提供更好的參考。

大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)主要包含如下：①海量性。因數(shù)據(jù)量正在不斷增加，“海量性”是其最顯著特點(diǎn)，從根源進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理，有效拓展了傳輸規(guī)模，進(jìn)而形成大數(shù)據(jù)的“海量”特點(diǎn)。②多樣性。按照數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理軟件功能、技術(shù)正在不斷完善，如視頻、圖像、音頻、文字等。③高速性。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)有效運(yùn)用，可提高用戶的數(shù)據(jù)體驗(yàn)感，提升數(shù)據(jù)傳輸速率。用戶利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，極短時(shí)間內(nèi)即可得到高清視頻、圖像，其傳播速度、運(yùn)行系統(tǒng)也正在不斷升級，信息交換正在不斷加速。④價(jià)值性。近年來，因信息升級，數(shù)據(jù)價(jià)值也在不斷增強(qiáng)，大量數(shù)據(jù)存在隱藏價(jià)值。

3 大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在智慧校園中的重要作用

首先，老師們可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)評估，對他們的日常表現(xiàn)、考試、期末考試等進(jìn)行綜合評價(jià)，并綜合運(yùn)用其他數(shù)據(jù)對他們的學(xué)業(yè)進(jìn)行綜合評價(jià)。了解學(xué)生的生活習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)問題并提出相應(yīng)的對策，從而制訂出更科學(xué)、更有效的教學(xué)方案，從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)成效。

其次，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了改進(jìn)，并構(gòu)建了行為數(shù)據(jù)庫，將學(xué)生的課堂數(shù)據(jù)、身體數(shù)據(jù)、日常教學(xué)數(shù)據(jù)、網(wǎng)上課程數(shù)據(jù)等進(jìn)行了詳細(xì)分析。設(shè)定一個(gè)系統(tǒng)的正常數(shù)值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有超過此數(shù)值時(shí)，要立即了解，這樣才能使管理人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，避免造成無法挽回的結(jié)果。

第三，有利于優(yōu)化教育環(huán)境。高校智慧校園建設(shè)的目的之一就是要為教師提供大量的教學(xué)資源。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以幫助教師在海量的數(shù)據(jù)中，迅速獲取所需要的教學(xué)資料和資源。智能校園能使教育環(huán)境與條件得到優(yōu)化。在網(wǎng)上，老師可以實(shí)時(shí)監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，分析他們的學(xué)習(xí)進(jìn)程，制定出更符合他們的教學(xué)計(jì)劃。針對不同的學(xué)生需要，對教學(xué)方案、教學(xué)方式進(jìn)行優(yōu)化，使其更加符合實(shí)際、符合實(shí)際需要的知識與資源。

第四，通過智慧校園教材，有利于了解教師教學(xué)特點(diǎn)、風(fēng)格，促進(jìn)學(xué)生和教師協(xié)同完成教學(xué)計(jì)劃，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也可以使高校的招生考試與科研相結(jié)合，在智慧校園建設(shè)中，通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，既能有效指導(dǎo)高校的教學(xué)，又能有效促進(jìn)高校教師的科研工作，提高科研的質(zhì)量和效益。在構(gòu)建智慧校園的過程中，運(yùn)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為高校教師搭建了一個(gè)教學(xué)與科研平臺(tái)，為廣大高校教師提供了大量的教學(xué)與科研信息，同時(shí)也為高校教師的職業(yè)發(fā)展趨勢提供了科學(xué)依據(jù)。為了更好地理解科學(xué)研究的發(fā)展趨勢和技術(shù)，老師們可以利用大數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行研究。同時(shí)，大數(shù)據(jù)采集平臺(tái)也能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)間的交流，為廣大師生和科研人員提供更好的交流平臺(tái)。

4 智慧校園中大數(shù)據(jù)建設(shè)的相關(guān)問題及現(xiàn)狀分析

（1）大數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，使用效率較低。首先，必須對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行篩選；其次，可以嘗試將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行主題化，使教師和學(xué)生能夠更快、更有效地進(jìn)行資源的分類；第三，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分層，注重?cái)?shù)據(jù)和服務(wù)的銜接，必須把數(shù)據(jù)整合到高效的管理之下。

（2）終端用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)有待進(jìn)一步創(chuàng)新。例如用戶在不同的系統(tǒng)中登陸，大量的數(shù)據(jù)會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加，獲得的難度也會(huì)越來越大，而作為主要使用者的老師和學(xué)生，則會(huì)在大數(shù)據(jù)的生成和交易中瀏覽。針對這一問題，需要對用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分類，比如利用用戶的點(diǎn)擊次數(shù)和瀏覽記錄來進(jìn)行記憶；改革高校的管理思想，包括鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)上傳自身的參考資料，以反映自身實(shí)際狀況，大力推行智能校園系統(tǒng)，為大數(shù)據(jù)注入新的活力。

（3）智慧校園的建設(shè)現(xiàn)狀。智慧校園是基于互聯(lián)網(wǎng)和新一代云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，以通達(dá)的信息科技，構(gòu)建物聯(lián)化系統(tǒng)。它是一個(gè)以多種不同的應(yīng)用服務(wù)體系為媒介，以信息關(guān)聯(lián)度為中心，將教學(xué)、科研、管理與校園生活有機(jī)結(jié)合起來。智慧校園具有以下幾個(gè)特征：①感知化。利用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)挖掘、通信等技術(shù)，結(jié)合校內(nèi)的數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校管理、科研、教學(xué)、生活等數(shù)據(jù)的全面采集、傳輸、整合和分析；②互動(dòng)性。利用有關(guān)技術(shù)，建立設(shè)備、數(shù)據(jù)信息以及人員之間的有效聯(lián)接，確保人事物之間的溝通暢通；③靈活性。通過無線覆蓋技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為不同類型的使用者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能使用，為教育、行政工作帶來便利和有效的服務(wù)；④智能化。通過大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效融合，建設(shè)智能化校園。在我國，高校信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，許多高校雖已進(jìn)行了信息化設(shè)施建設(shè)，已研發(fā)運(yùn)用了教學(xué)管理系統(tǒng)，但與智慧校園的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，還存在一定差距，例如帶寬較為緊張，數(shù)據(jù)分析共享不足，資源整合度不夠，業(yè)務(wù)系統(tǒng)也未進(jìn)行有機(jī)整合。

5 大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在智慧校園中的建設(shè)策略

首先，建立公共數(shù)據(jù)共享、集成平臺(tái)，促進(jìn)校內(nèi)數(shù)據(jù)信息的有效傳遞。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，深入挖掘和處理各種與學(xué)校發(fā)展相關(guān)的數(shù)據(jù)，并利用云計(jì)算技術(shù)將所搜集到的數(shù)據(jù)與分析結(jié)果與全校師生共享。建立一個(gè)統(tǒng)一的公共數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，可以加速學(xué)校內(nèi)的信息傳遞，加強(qiáng)各個(gè)部門的交流，從而突破學(xué)校內(nèi)部的“孤島”模式，提高全體師生對“智慧校園”的參與熱情，有助于更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)校的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)也為大學(xué)的科學(xué)研究提供了有力的支持。利用信息共享的平臺(tái)，使科研單位能夠及時(shí)獲取有關(guān)的資料，并能與國內(nèi)外進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。

其次，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，突破校園“信息孤島”。搭建一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交流平臺(tái)，使各個(gè)信息系統(tǒng)能夠暢通無阻地流轉(zhuǎn)，并使學(xué)校內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，并使學(xué)校內(nèi)部的數(shù)據(jù)資源得以共享。統(tǒng)一的信息交流平臺(tái)要收集所有的資料；處理與集成，制定統(tǒng)一的資料規(guī)范。在搭建數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的過程中，采用了校園人事與學(xué)生就業(yè)部門的數(shù)據(jù)源，通過數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的交互，實(shí)現(xiàn)了校園數(shù)據(jù)的可維護(hù)性、數(shù)據(jù)源的規(guī)范化。校內(nèi)數(shù)據(jù)共享與交流系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)交換的方式，對學(xué)校內(nèi)的共用數(shù)據(jù)進(jìn)行集中的管理與權(quán)限，為使用者進(jìn)行全面的信息檢索，為決策人員進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)解析。

第三，建立大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)?；谝呀ê玫臄?shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)綜合、交易、數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)挖掘與分析系統(tǒng)，能夠從多個(gè)角度針對需求構(gòu)建出各種靈活的數(shù)據(jù)解析對象和分析模式，并對所收集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、分析，通過各種圖形對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的、可視化的展現(xiàn)。通過對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不但能夠方便學(xué)校的教師和學(xué)生在工作、學(xué)習(xí)、生活中獲得資訊等方面的方便，領(lǐng)導(dǎo)也可以做出正確的決定；從專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、教學(xué)診革等幾個(gè)角度來看，都能得到比較完整、客觀的資料。

第四，有效轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式，構(gòu)建大數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)。近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)日益更新，智慧校園數(shù)據(jù)信息量更為龐大，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，僅具有數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、處理等功能。若遇到數(shù)據(jù)問題，尤其是數(shù)據(jù)容量、可用性和擴(kuò)展性要求時(shí)，無法滿足數(shù)據(jù)信息處理要求。為此，針對大數(shù)據(jù)信息，需在短時(shí)期內(nèi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的及時(shí)集成、有效處理，必須構(gòu)建大型數(shù)據(jù)庫，利用倉庫提取方式，獲取數(shù)據(jù)信息。此外，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中，無法整合各部門的數(shù)據(jù)信息，未實(shí)現(xiàn)信息共享，使得各業(yè)務(wù)部門處于一種信息孤島狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)預(yù)測、業(yè)務(wù)處理互相脫離。突破封閉式管理模式，建立內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效傳遞，進(jìn)而提升數(shù)據(jù)信息的共享度，為智慧校園提供更為科學(xué)、安全的數(shù)據(jù)保障。

第五，提升數(shù)據(jù)管理人才的培養(yǎng)力度。在智慧校園建設(shè)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用依靠人才支撐，為此，智慧校園必須具備一只數(shù)據(jù)信息分析的專業(yè)隊(duì)伍，方可實(shí)現(xiàn)智慧校園建設(shè)模式的專業(yè)化、信息化。為此，想要發(fā)揮大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，必須注重專業(yè)數(shù)據(jù)人才引進(jìn)和培養(yǎng)，對大數(shù)據(jù)技術(shù)、通信技術(shù)、云計(jì)算等知識進(jìn)行訓(xùn)練。同時(shí)，加強(qiáng)外部人員引進(jìn)，建立科學(xué)管理、人才培養(yǎng)模式，打造一個(gè)高素質(zhì)和專業(yè)化的大數(shù)據(jù)信息管理隊(duì)伍。此外，高校還需注重內(nèi)部潛力的挖掘，通過多元化人才培養(yǎng)方式，不斷提升大數(shù)據(jù)信息管理人員的綜合素養(yǎng)。

6 結(jié)束語

在大學(xué)校園中，運(yùn)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行智慧校園建設(shè)十分必要。在實(shí)際建設(shè)過程中，充分發(fā)揮智慧校園的功能，協(xié)助校方管理，為教師和學(xué)生提供更好的服務(wù)，讓管理與服務(wù)變得更方便。在智慧校園中，建設(shè)一個(gè)基于大數(shù)據(jù)的服務(wù)平臺(tái)，需要政府的大力支持，但它的作用也是巨大的，不僅有利于我國的發(fā)展，同時(shí)也是對高等教育的一次重大變革，有助于高校在教學(xué)和人才的培養(yǎng)上，走上世界一流大學(xué)的行列，為國家培養(yǎng)更多的實(shí)用型人才。