新時代下高校智慧化平臺建設與管理改革的研究

陶槊　陳濱

摘要：在目前國內高校網絡信息化已經普及的前提下，為提高高校的整體教育水平與推進教育改革，應大力開展“智慧校園”工程，利用技術手段促進產學研、后勤生活等各方面的綜合業務水平的提升。首先要認清我國目前高校普遍存在的信息化應用現狀，即在技術、人才、體制等方面存在的不足，根據存在的問題，對現有的信息技術做出有效合理的改進與更新，運用最新技術包括4網+ABC，統一利用好開源平臺，構建極速傳輸、云端超融合、智能分析管理等系統助力高校辦學改革思路的落實，并幫助院校提升管理水平、支持產學研建設、便捷校園生活，加強安全等。

關鍵詞：智慧校園;4網+ABC;開源平臺;創新

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）02-0149-03

Abstract： On the premise of spread of IT education in our campuses， it is evitable to implement "Intelligent Campus" project to promote totally teaching level and propel effectively educational reform by the means of synthetically technological methods in teaching， research， logistics， lives ，.etc. However， our campuses popularly suffered all kinds of deficiencies in technologies， talents， institutions. In light of this status quo， it is supported to actively construct high-speed intranet， cloud-based hyper convergent infrastructure， as well as synthesis analysis to bring out nationally developing polices， taking advantage of opening code platform， 4 Nets+ABC technologies， so as to assist campuses to hoist capacities of administration， teaching， sciences， security and so on.

Key words： Intelligent Campus; 4Nets&ABC; Opening Platform; Creative

1 緒論

國務院在2019年2月頒布《中國教育現代化2035》[1]的第八項中明確指出要以智能化校園作為利用信息化促進教育變革的手段。在實施上，根據《教育信息化2.0行動計劃》[2]明晰了“互聯網+教育”的具體行動計劃，即以4網（有/無線網/物聯網/監控網）為基礎，以ABC（AI人工智能，Big Data大數據，Cloud tech云技術）等新興技術推進教育形態與人才培養模式改革。

在這樣的宏觀背景下，我們需要立足我國教育信息化實際，在深入剖析教育內核與要素后，針對問題，制定辦法、策略，投入實踐，根據反饋結果再不斷加以修正與完善，以提高高校的教學質量、服務能力和師生素養。

2 高校信息化現狀與分析

目前隨著校園規模的擴大和業務的日益繁雜，傳統的信息系統基本是按照業務線條縱向設計的，主要以功能模塊區分應用，這就造成各個不同業務系統數據分散，基礎平臺、公共數據缺少同步和共享，難以集中進行關聯、融合的分析應用，因此已不能滿足學校保證教、學、研、管的要求。

同時，隨著 “互聯網+教育”時代的到來，社交網絡、物聯網、移動互聯網、云計算等相繼進入校園工作和生活中，促使高校信息工作要扮演更加多元化角色，即院校的信息化建設必須向著綜合化、交互化和立體化變革，因此各系統業務能力的提升需要跨平臺數據的對接.然而承載大量有用信息的各種半結構化數據（日志）與非結構化數據（監控圖像、系統緩存等）的產生，卻無法被傳統的業務系統辨析或再利用，造成價值流失。如何有效整合這些數據，成為學校從信息化向智慧化邁進中首要面對的問題。另外，整個社會環境的發展變化也對校園服務質量及學校聲譽價值管理提出了較高的要求，這些面向感知的分析均需要大量的校園內外網絡異構數據的支持。

2.1 信息化資源建設

現階段高校信息化向智能化過渡的服務與管理存在的問題包括：

1） 信息化技術利用水平有限：教育管理信息化已基本普及，但利用信息技術提高教學與實訓水平作用有限，使得教育信息基礎設施的投入與產出比低，信息化應用效率不高，已知的高等學校采用“智慧課堂”開展多媒體教學的課程比例、實踐效果有限;

2） 智能平臺原始數據準備不足：平臺具備智能性所需要的先期課、訓、考、研、人、物等多種知識庫，特別是針對本校環境的基礎數據庫，需要長期專業的收集整理、錄入、轉儲。基礎工作大于平臺自身開發的代價，導致了高校智能化應用的門檻較高;

3） “信息孤島”現象普遍：資源整合、信息共享困難，傳統信息系統自建數據庫，不同的數據格式、服務、標準、信息內容無法實現共享，導致4網（有/無線網+監控+物聯網）貫通尚需時日;

4） 跨部門業務協同困難：“一站式服務”體系缺乏有機整合，需要大量人工干預;

5） 管理深化困難：院校教研、學工、后勤、人事、財務、安保等系統大多是獨立建設，造成本校已建成數據信息難以再利用;

6） 效能評估模式機械：信息系統對教工師生工作成果、學習能力的積分以先占模式，造成對員工能力與工作有效性評價模式不夠科學，難以使員工對基礎性、支援性工作產生積極性;特別是信息系統積分統計簡單化漏洞易于被利用，造成評價結果不夠客觀。如實訓設備的使用情況統計以開機計時、資源（cpu占有率、數據吞吐量等）利用率為指標，在實踐中教師可以開機空耗來獲得較高統計分值;學工系統根據學生的在線活動簽到、消費記錄等數據對學生行為進行評估或“精準扶貧”，但學生可以找到漏洞并加以利用。

2.2 人才隊伍建設

雖然我國信息技術教育取得了一些成績，擁有大批的教育信息技術人才，并通過崗位培訓、校際聯合、企業合作、國際交流等手段進行補充，但專門服務于教育信息化應用項目的教育技術支持隊伍水平還遠不能滿足實際需要;從事教育信息化工作的人員數量與國際通行的標準存在巨大差距;在培人才與企業要求存在鴻溝;再培養周期長，附加成本大。尤其在職業教育領域中，教師隊伍的知識結構、素質和能力還不能適應智慧化教育革新速度，教師隊伍對運用智能技術改革傳統教學的教育技術認知力和動力存在不足，干部、教師信息化培養力度亟待加強[3]。

2.3 教育系統體制限制

當前，受教育學制年限與培養模式的限制，導致對教育評估模式依然停留在20年前考核模式上，造成對網上學習、線下教學、在線考核的網絡應用有限，信息化難以滿足教育改革要求。為適應教育科學領域（體制、管理、教學和科研）的發展，必須對配套評估體系進行完善，使得管理者可以通過組織、制度、設備協調教育資源，實現人、財、物、時、域精準快捷的調配。但在目前條件下，各部門獨立發展運作，信息標準不健全，限制了對信息平臺的綜合應用。

3 高校信息化技術發展策略

3.1 智慧校園信息系統的搭建

根據以上情況，構建 “互聯網+教育”的IaaS（Infrastructure as a Service）服務模式，要求首先整合各級各類教育資源公共服務平臺和支持系統，逐步實現資源平臺、管理平臺的互通、銜接與開放，包括連接國家級數字教育資源公共服務體系。同時發揮市場調節作用，校企眾籌眾聯，實現技術資源、優秀師資、教育數據、信息紅利的有效共享。各院校還必須根據院校本身的辦學特點、資金水平、實際情況制定未來中長期發展規劃，建設與優化智慧化校園基礎平臺，完成以下工作：

1） 核心應用系統的充實與完善;

2） 綜合分析決策系統的數據與平臺的研發;

3） 對現有的核心應用實現綜合化、智能化深化應用。

要實現以上目標，其具體工作包括：

1） 編制校園信息規范與標準（元數據集、編碼格式、接口參數、業務標準、作業流程、性能指標、安全規則、配套組件），建立統一的基礎支撐平臺，實現統一身份認證與打通各平臺信息互聯（對校園異構系統數據的互用，建立基于超融合Hyper-Convergence Infrastructure的數據庫平臺）。

2） 以應用為導向，利用云計算等技術，構建教育資源共享處理平臺。在平臺建設過程中，參照spark為代表的開源大數據分析平臺實施計算、存儲、網絡等應用[4]，提高院校信息化基礎設施應用效能，緩解區域發展不均衡，強化資源共享度。以本校云平臺建設為例，以數據中心建設同時伴隨開展 “全校通”工程，進而推進大數據分析項目實施，過程為：識別收集（異構多源）-清理提煉（ETL）-高效存儲（VSAN）-分析預測（挖掘學習）-回饋響應（感知呈現）。以4網為基礎，以圖1平臺架構，利用ABC技術的組合實現對本校新信息系統的整合-處理-呈現。

3） 建立高校大數據分析平臺，為減少系統龐雜，高校應統一利用像hadoop開源系統搭建Redis集群[5]收集管理教學、個體行為等后臺數據，并進行跟蹤、監控、評估，完成前瞻性分析，促進教學管理者及時做出調整與優化教學、服務與政策，提高教學效果;利用海量的教務、學工、后勤、安保、一卡通、圖書館、網上社交數據幫助高校建立完整的“區塊鏈”（Blockchains），全景化反映教學成果與學生行為;建立數學模型，挖掘預測，深度學習（Deep Learn）及時動態的生成反映整個院校運行情況的分析報告，指導完善教學、管理措施，規范學生行為。最終幫助決策者及時準確了解學校群體動態，教育各階段組織情況，從紛雜錯亂的信息中發現因果關系，實現科學決策。

4） 對前端應用系統進行整合，與數字化校園、教務排課、圖書館、一卡通系統數據對接，實時同步。如以課表為核心，教學多媒體控制、考勤、云錄播等系統全部依據課表數據進行應用授權和控制;基于挖掘算法實現應用與資源之間的精準歸類或動態關聯。

3.2 信息化發展的保障

為實現高校信息化建設的順利進行，還必須從體制、人事、財務各方面上予以積極配合，才能保證各項措施平穩高效的順利實施，因此更需要建立一套高校信息化保障體系，從組織、資金、制度上保證信息化建設的不斷發展。

3.2.1 培訓認證體系的完善

1） 根據教育部《中國教育現代化2035》要求的以培養創新型人才為目標，以移動通信、人工智能、在線支付、信息安全等信息前沿技術領域為重點，高校應加大綜合培訓課程體系以適應工業和信息化融合。

2） 以需求為導向，調整教育技術學專業定位，培養教育信息化不同階段所需的不同人才：規模開展工業和信息技術職業培訓、繼續教育和在職學歷教育，構筑工業和信息技術從業人員和后備人才的終身教育體系。

3） 以市場為驅動，將社會認證系統與大學教育專業結合起來，培養復合型人才：拓展學生就業空間，提高教師職業水平。整合行業教育培訓資源，建立示范性工業和信息技術人才培訓基地。提高教育培訓和考試的科技手段，建立全國教育培訓點、考務網。通過與相關國內外知名培訓機構合作拓展教育培訓認證范圍和服務領域[6]。

3.2.2 智慧化教育的普及與創新

為配合新一輪教學改革方案的制定與落實，必須借助新信息化技術展開研究與深化。在各個院校確定教改模式的具體思路后，以“智慧課堂”普及為先導，實現教材多媒體化、資源網絡化、環境虛擬化、教學個性化、學習自主化、活動協作化、管理科學化的教育教學新模式的變革，幫助形成一批優秀教學研究成果和實踐經驗，帶動各級各類學校轉變教育理念，改革教學方法，促進創新，提高辦學質量。例如，智慧課堂對教務、學工管理的解決方案：通過“智慧教務系統”實現全校的自動排課/排班/選址;建立教師成長檔案記錄，自動記錄教師教學行為操作與總結，通過智能平臺對教師的素質與水平做出更加科學理性的評價，并能根據專業要求，自動生成改進建議;設立學生素質檔案，借助已經建成的基礎設施，通過大數據分析+機器學習，對學生成績做出綜合考評，對各種學生的潛在行為做出預警，幫助培養學生綜合素質;建立課堂動態交互系統、課下自主學習園地、網上社群，幫助師生在線上教學的良性互動，為課程設置、教材改進、教學效果評價、在線考察的模式與力度提供依據。

基于AI開發一站式網上服務大廳，整合校園所有業務系統，實現學生從入校到離校的全方位管理與服務;建立后勤服務的報修申請、受理、進度跟蹤、查詢、服務評價以及監督整改、公告信息發布、個性化信息推送等功能;面向教職工和學生提供綜合性、個性化、易感知、智能化、移動化的便捷信息服務，切實提高師生對于學校信息化建設的體驗度和滿意度。

及時引入新興的傳媒模式推動教學模式改革。隨著PPT、MOOC、微課的普及，學生更愿意接受時新的社交與宣傳模式，如VR（Virtual Reality）、抖音等，這樣意味著智能信息系統還必須隨時要有能對新的媒體格式進行導入與分析的接口，實現對教學模式有機融合。

3.2.3 促進教育智能產品規模效應建設

目前阻礙智慧化校園工程推進最大難度不在于缺少成熟系統或原創技術，而在于缺少產品生態環境，因市場散亂，難以培養用戶使用習慣、行業標準，導致智能化校園獨立應用風險大、成本高、培訓難、售后少等一系列問題。根據梅特卡夫法則（Metcalfe's law）[7]：

V=k×N2? ? ? ? ?（1）

其中，市場價值V;價值系數k;用戶人數N。從公式（1）可以看出，要想使智能產品在高校順利普及，并發揮高效性特點，新階段應考慮以地域、行業為單位，由教育主管部門牽頭，聯合高校教育團體、國內實力研發單位，共同制定教育產品工作指標、需求分析，由企事業單位共同推進項目的落地，均攤開發成本，共同創建與豐富知識庫，促成高校應用，特別是實現可持續的版本演進，以保證智慧產品的生命周期。

4 總結

總之，在教育全球化與信息化的背景下，教育智慧化已經成為現代國家體現自身競爭力的重要指標。為推進我國教育改革，實現教育現代化目標，需要在基礎建設、技術創新、資源開放三方面加大投入。

同時為減少智慧校園的建設阻力，更必須通過體制完善、資金投入、新型人才培養認證模式改革來予以保證，并通過市場效應來共同推動高校智慧化建設的繁榮。

參考文獻：

[1] 中共中央、國務院印發《中國教育現代化2035》[EB/OL].http：//www.xinhuanet.com//politics/2019-02/23/c_1124154392.html.2019-2-23.

[2] 教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知[EB/OL].http：//edu.china.com.cn/2018-04/20/content_50922481.htm，2018-04-26.

[3] 楊明廉.創新校企合作模式 加快校園信息化建設[J].新課程研究， 2012-11（276）：143-144.

[4] 顧榮. 大數據處理技術與系統研究[D].南京大學，2016：124-157.

[5] 王家林.大數據Spark企業級實戰[M].電子工業出版社，2015：396-400.

[6] 趙玉清.教育信息化建設促進創新型人才培養研究[J].信息通信，2014（142）：152-153.

[6]? Jeremy Howells.On the dynamics of innovation and change： essays in honour of Stan Metcalfe[J].Economics of Innovation and New Technology[J]，2013，7（22）：619-622.

【通聯編輯：唐一東】