大數據時代下的高校智慧校園建設探究

楊天敏

摘? 要： 智慧校園建設是進一步深化教育信息化改革的重要舉措，它通過一體化設計，將教學、科研、管理和生活深度融合，充分體現了教育的現代化和個性化。本文根據大數據技術的廣泛應用，探索高校智慧校園建設的基本框架以及面臨的主要任務，以期為今后智慧校園的建設和應用提供參考。

關鍵詞： 大數據; 高校; 智慧校園; 教育信息化

中圖分類號：G434? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2019）09-107-03

Research on the construction of college smart campus in the era of big data

Yang Tianmin

（Computing Center of Taiyuan College， Taiyuan， Shanxi 030032， China）

Abstract： The construction of smart campus is an important measure to further deepen the reform of education informationization. It integrates teaching， scientific research， management and life through the integrated design， which fully reflects the modernization and individualization of education. Based on the wide application of big data technology， this paper explores the basic framework of college smart campus construction and the main tasks it faces， in order to provide reference for the future construction and application of smart campus.

Key words： big data; college; smart campus; education informatization

0 引言

隨著智能傳感、云技術、虛擬化以及大數據等新型技術的高速發展和廣泛應用，高校教育信息化將進入一個新的時代。2018年4月，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，明確指出：以人工智能、大數據、物聯網等新興技術為基礎，依托各類智能設備及網絡，積極開展智慧教育創新研究和示范，推動新技術支持下的教育模式變革和生態重構[1]。由此來看，建設智能化教學支持環境，構建智能學習體系，開展智慧教育探索，推動教育理念和教學方法的改革創新等成為當前高等教育的適應性需求。

智慧校園作為一個智能化綜合服務平臺，依托新型信息技術，將教學、科研、管理和校園生活進行充分融合，為師生提供各類教學和服務資源，為推進高校教育信息化的深度改革提供新的思路。

1 大數據

大數據，是指無法在一定時間內用傳統數據庫軟件工具對其內容進行抓取、管理和處理的數據集合[2]。大數據技術是指利用新型信息技術對龐大且復雜的數據關系進行數據分析和挖掘，最終為用戶提供更有價值和針對性的信息以用于各種領域，它主要包括數據庫、數據挖掘、分布式文件系統和云計算等方面的內容。

具體到高校教育信息化進程中，各個子系統在應用的過程中會產生大量的數據，如學生信息、教務管理、科研信息、招生就業信息及后勤管理等，這些數據比較龐大且共享度不高，我們可以利用大數據技術對其進行采集、整理和分析，獲取對教育研究或教育決策更有價值的信息，如通過對校園卡的消費范圍和消費數據進行采集和分析，能夠對學生的消費習慣和經濟狀況等進行判斷，為學工管理部門的困難資助項目提供有效的資料，以減少決策偏差與損失。

2 智慧校園

智慧校園是高校教育信息化的高級形態，目前尚無準確的定義。本研究認為，智慧校園是新型信息技術與教育管理相結合的數字化的、開放的系統工程，它以教育信息化進程中已投入的各種設備為基礎，綜合運用智能感知、云技術、大數據和虛擬化技術等新型技術，全方位采集校園實體空間信息，自動判別校園活動參與者的個體特征和實際需求，利用技術手段分析和共享各類數據資源，為師生建立智能化的、可共享和可交互協作的校園環境，最終實現以人為本的個性化校園服務。

其主要具有以下特征：①注重有線網、WIFI、傳感網和移動互聯網的充分融合，為校園中的教學和生活提供便捷的網絡條件;②重視智能終端在校園的使用，利用各種智能感知技術全面采集校園環境和師生活動狀態數據，充分實現人與物的互通互動;③建設符合學校實際情況的信息化管理標準與規范，確保數據結構和數據接口的一致性，為實現數據整合、資源共享和個性化服務奠定基礎。

3 智慧校園的基本框架

大數據背景下的智慧校園建設更強調一個融合——在人工智能技術、云技術及虛擬化技術的支持下，高校的物理空間和數字空間的充分融合[3]，為了實現這種融合，我們需要建立以硬件設備為基礎，以網絡體系為通道，以數據和數據處理技術為核心，以子應用系統為依托的智慧校園信息化支撐平臺，實現校園各項事務的智慧應用，其基本架構如圖1所示。

3.1 基礎設施層

基礎設施層是智慧校園采集海量數據的基礎，它以硬件設備為主，包括網絡基礎設施、教學環境基礎設施、各種終端設備和校園服務基礎設施等，通過設備和網絡格局實現對數據的采集，利用云存儲等技術將不同應用模塊產生的數據存儲到相應的區域中，最終實現校園中人與物的全面互聯互通。

3.2 支撐平臺層

支撐平臺層是智慧校園建設的核心內容，它為智慧校園的運行提供技術支撐，主要包括統一數據交換和數據分析處理的主數據管理平臺，統一身份認證、權限管理和接口服務的應用支撐平臺。該層利用大數據技術將底層的數據以統計分析的方式進行整合管理，并將資源以動態的方式進行有針對性地調配，從而實現對數據的分析和共享。

3.3 應用平臺層

應用平臺層由涉及教學、科研、管理和生活等多個校園業務應用系統組成，如教務管理系統，包括教材選擇和采購、專業計劃和教學大綱制定、課程設置以及考試安排等;科研管理系統，包括科研項目管理、科技成果鑒定及獎勵和開展學術交流工作等;學工管理系統，包括學籍管理、獎懲管理、資助管理和綜合事務管理等;OA辦公系統，包括通知管理、日常行政管理、事項審批、辦公資源管理等;校園生活服務，包括校園兼職、校園二手交易及校園外賣等;校園一卡通，包括師生校園內消費、考勤、門禁和借閱等功能。智慧校園發揮作用的關鍵，是通過校園各業務應用系統的使用，實現資源共享和個性化服務的功能。

3.4 應用終端

智慧校園為師生提供統一的訪問入口，師生可利用PC、手機或智能終端通過教工號或學號登陸校園網上辦事大廳，根據各自角色的不同獲取一站式的、有針對性的信息資源。網上辦事大廳集成了校園各業務應用系統，為全校師生提供了一個信息化綜合服務環境。

3.5 信息標準與規范

統一的信息標準與規范是智慧校園數據整合的基礎。為保障智慧校園的有效運行，我們必須建立一套明確的數據標準和數據模型，統一數據的表達和使用過程，為數據的有序傳輸、清洗和轉換，到最后的數據整合提供重要保障。

3.6 信息安全保障體系

信息安全保障體系是智慧校園穩定、高效運行的重要保障，它主要從技術和制度兩個層面加強建設[4]。在技術層面，它主要包括物理環境和基礎設施安全、網絡環境安全和數據安全等。其中，物理環境和基礎設施安全包括場地安全、設備安全和媒介安全等;網絡環境安全包括用戶身份認證、訪問權限控制、防非法入侵、防病毒攻擊等;數據安全包括數字水印的嵌入、對關鍵數據的備份以及對敏感數據的加密等[5]。在制度層面上，我們要建立安全管理制度，切實有效地保障智慧校園能夠高效運行，為師生提供安全可靠的服務環境。

4 智慧校園建設的主要任務

4.1 提升基礎設施建設

基礎設施是智慧校園建設的基礎硬件資源。隨著教育信息化進程的推進，高校目前的基礎設施已不能滿足教學、管理和服務的需求，我們需從以下幾方面做出改進：一是構建由無線網、有線網及移動互聯網充分融合的網絡體系，使師生能在任何時間和任何地點都可以利用網絡獲取信息資源;二是加強校園物聯網的建設，推進校園各信息化設備的充分融合，公共機房、實驗室、運動場館以及后勤服務的水、電、網等傳統設施需要通過物聯網智能感知技術實現人與人、人與物之間的全面感知、互聯互通;三是加強校園智慧機房和實驗室的建設，機房與實驗室承擔著學生自主學習與創新的任務，也是教師教學與科研能力提升的重要平臺，我們要克服其信息管理碎片化、資源管理非智能化等問題，利用新型信息技術為師生建立一個泛在互聯、高度開放的智能化實驗環境[6]。

4.2 統一技術標準

大數據是智慧校園發揮作用的基礎，要將高校各業務應用系統集成在網上辦事大廳里，就必須統一好數據標準和接口，為數據轉換和共享創造條件，避免“數據孤島”的存在，最終實現各業務應用系統之間的整合，保證智慧校園真正地實現一站式服務。

4.3 建設大數據中心

數據挖掘和分析應用是智慧校園的靈魂，大數據中心是智慧校園提供個性化服務的中樞，高校各業務應用系統數據及終端數據的采集、清洗、交換、分析和挖掘等都將基于大數據中心來實現。我們可以根據主題的不同來構建大數據中心，如人事信息數據庫、教學管理數據庫、教學資源數據庫及后勤服務數據庫等，通過對不同來源的數據進行統一的分類、存儲，進而從不同角度對數據進行深度分析與挖掘，發現數據之間的潛在聯系，實現數據資源的集成與共享，發揮智慧校園的創新應用，最終提升學校的信息化水平。

4.4 開發校園業務應用系統

智慧校園所依賴的大數據來源于各種智能終端和校園業務應用系統，所以我們可根據實際需求開發相應的應用系統，并將其集成到智慧校園系統中，為全面而廣泛的采集數據奠定基礎。

5 結束語

伴隨著云技術、虛擬化技術、智能傳感技術以及移動互聯技術等新型信息技術的發展，智慧教育已成為教育信息化發展的必然趨勢，但智慧校園建設是一個龐大且復雜的系統工程，涉及到很多專業的技術及人力物力的投入，如學習情境的智能識別技術、學習分析技術、技術人員儲備和傳感設備投入等，它的推進需要一個漫長、逐步深入的過程，我們只有不斷地實踐與完善，才能更好地實現教育現代化的目標。

參考文獻（References）：

[1] 教育部.教育信息化2.0行動計劃[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.2019-4-5

[2] 易明，馮翠翠，莫富傳. 大數據時代的信息資源管理創新研究[J].圖書館學研究，2019.6：56-61

[3] 許新龍，楊永霞. 新一代智慧圖書館信息系統研究[J]. 國家圖書館學刊，2018.6：48-53

[4] 王青娥，柴玄玄，張譞. 智慧城市信息安全風險及保障體系構建[J].科技進步與對策，2018.24：20-23

[5] 徐青山，張建華，楊立華.高校智慧校園建設的頂層設計及實踐應用——以“智慧北航”為例[J].現代教育技術，2016.12：112-118

[6] 程南清.智慧校園視野下的信息化基礎設施建設問題及對策[J].寧波廣播電視大學學報，2018.2：90-95