大數據及云計算技術在智慧校園中的應用

蘇磊

（中國人民解放軍陸軍邊海防學院，陜西 西安 710100）

為智慧校園建立信息數據系統，依靠大數據與云計算技術將數據存儲在服務器內，保障數據安全。智慧校園建設進程中，隨著大數據與云計算技術的普及，不僅提升了教師教學效率，也推動了校園的現代化發展。技術的應用支持數據快速查詢，系統采集到的信息方便校園管理者掌控，為校園管理措施的優化提供幫助。

一、大數據與云計算技術概述

信息化時代背景下，互聯網在人們的生活中日漸普及。大數據技術可以存儲海量信息，對數據展開高效處理，應用信息挖掘技術可分析數據的內部價值。人們應用大數據技術可以從海量數據中提取有用信息，通過對數據的收集整理發揮數據最大化價值。云計算技術可依靠分布式技術對數據進行虛擬化處理，完成數據的高效輸出。人們可以直接通過網絡平臺獲取數據，云平臺按照個人需求尋找資源，或在云計算平臺中實時訪問數據，利用遠程服務器訪問數據等。云計算技術可根據不同用戶對數據的要求，將云平臺中的資源加以整合，降低軟硬件運行成本，用戶需要數據時可直接登錄云平臺查找。

近年來，人們開始大范圍應用采集器與傳感器，數據與生活日益緊密相連，隨時隨地產生的數據都能被大數據和云計算技術高效處理，但雙方在處理時存在差異。針對云計算技術的應用，人們希望其降低對數據的處理成本，提升數據存儲量，保障數據安全，大數據可憑借云計算技術提升數據挖掘能力和分析能力，幫助用戶挖掘出更多有價值的信息。但相比之下，云計算技術依賴網絡，如果沒有網絡，云計算將無法處理大數據信息。

二、大數據與云計算技術整合時應注意的問題

（一）數據分析問題的處理。隨著高校智慧校園的建設，智慧校園需要將大數據和云計算技術加以整合，如果在數據采集方面缺乏完善的體系，這將給智慧校園建設帶來阻礙。因此，應加大技術對智慧校園的建設支持，為師生營造和諧的校園氛圍，加強各部門的配合，優化教學資源配置，提高資源利用效率，發揮信息化平臺在建設智慧校園中的積極作用。

（二）明確智慧校園今后的發展目標。應用物聯網、互聯網以及智能傳感等技術建設智慧校園，依靠網絡信息化技術優勢推動智慧校園朝著數字化與智能化的方向發展。與此同時，智慧校園是互聯網技術與物聯網技術的結合體，可將教師辦公、校園管理和學生學習融入校園環境下的云平臺，拉近互聯網和物聯網的合作關系，因此，在應用大數據技術和云計算技術展開智慧校園建設時，應明確智慧校園發展目標，推動智慧校園建設，為教學智慧平臺和智慧校園圖書館的建立奠定基礎。

三、大數據及云計算技術在智慧校園中的應用

（一）構建教學智慧平臺

建設智慧校園需明確建設目的，智慧教學平臺能夠為教師教學活動的展開提供幫助，提高教學質量，為學生營造良好的學習環境。應用計算機處理技術整合現有的教學資源，再利用大數據技術和云計算技術實現資源的實時共享和優化配置，提高教師工作效率。借助智慧校園云平臺建立智慧教室，依靠終端實現智慧教學、教學遠程互動、教學自動錄播、校園電視以及視頻監控等功能，提升教學信息化水平。分析大數據技術和云計算技術在教學智慧平臺中的應用，具體如下：

1.常態化課堂視頻錄播。應用大數據技術進行教室內不同場景的切換，為微課模式提供幫助，學生在課下可觀看微課視頻以提高學習效率。

2.校園電視。利用教學智慧平臺的遠程功能多路信號集中播放控制。

3.智能物聯，應用傳感器與自動化控制技術建立智能化教室環境。

4.智慧課堂，智慧教學平臺下的智慧課堂支持多屏互動教學和交互式教學，適合研究性和討論性較強的學科探究。

立足于智慧校園創新理念，建立綜合教務管理系統，系統面向管理員、各學院、教師與學生，將現有教學資源進行綜合，依靠大數據分析技術和云計算平臺豐富教務管理系統功能，實現系統的優化設計。系統中主要包含系統工具管理、教學資源管理、學生學籍管理、教師管理、系統工具管理、教學計劃管理、排課管理、考務管理、學生成績管理、教學質量監控、網上報名管理、教材管理、輔修管理、實驗室管理、教學實踐管理、教學過程管理與畢業選題管理。在教學排課管理中，智慧教學平臺支持手動與自動排課，學生可查詢本學期課程表，教師可對學生進行學生考勤和教學評價。

（二）信息化智慧校園建設

根據《智慧校園總體架構》中對智慧校園的描述與分析可以得知，智慧校園就是將物理空間與信息空間進行銜接，從而使人們能夠打破時間、空間的限制，隨時隨地的獲取自身所需要資源的一種服務。基于大數據與云平臺創建智慧校園生活平臺，將數據資源整合，為教師與學生提供豐富的教學和學習資源，利用大數據技術幫助數據使用者挖掘數據價值。大數據技術應用下，人們可通過校園平臺進行溝通交流，教師能夠在智慧校園平臺中對學生展開作業指導和心理輔導，維護學生心理健康。教師每天在平臺布置作業，學生從網絡中搜集資料，結合教材內容完成作業，通過智慧校園平臺提交作業。此外，在學校食堂、游泳館、自習室和圖書館等區域應用智慧校園平臺，通過大數據和云計算技術對各個區域的使用情況加以分析，每個學生在入學時有一張校園一卡通，卡內記錄學生的身份信息，學生前往每一個地點都要刷卡，卡中的信息被智慧校園平臺收集，并完成分析與處理。依靠技術優勢，智慧校園平臺可了解每日各個區域學生流量情況，從而優化資源配置，為學生做好學習與生活安排，提高學生學習效率。

平臺建設時不僅需要以大數據技術、云計算技術為基礎，還應將Web 技術和FTP 技術用于其中，應用OA 系統加快智慧校園建設進程。為智慧校園建立云計算數據庫，實現各項技術的統一規劃，對校園網絡結構重新塑造，為智慧校園信息化系統提供軟件與硬件支持。校園內學生與教師數量眾多，以往的信息存儲方式無法滿足日益增長的信息需求，云計算技術對校園信息管理系統進行改造，數據信息可在云平臺中存儲，減輕了以往硬件投入的高成本負擔。服務器可以在云端直接部署，學校向第三方租借云平臺，第三方為智慧校園建設提供云服務，在改善信息系統工作性能的同時，為智慧校園其他業務的開展提供可靠服務。第三方對云平臺進行運行維護，降低了學校運維成本。三層分離機構之下，校園網、接入層與匯聚層為智慧校園搭建了第三層、第二層網絡。智慧校園平臺升級時，只需升級第三層網絡即可。除此之外，智慧校園平臺中建立了校園網、信息管理平臺、校企合作平臺、數據智能分析平臺，實現了原有校園平臺功能的豐富與強化。

某地學校與移動公司簽署了5G 智慧校園戰略合作協議，以5G 技術為基礎推進學校教學方式改革，實現學生學習方式的創新，為各地高校建設智慧校園打造樣板工程。為充分發揮5G 網絡的技術優勢，學校與移動公司合作為智慧校園打造智能學習環境，探索大數據、云計算、人工智能與數據分析系統的應用，推進校園信息化進程。同時，學校智慧校園建設將4K 高清直播課堂、虛擬現實教學作為重點探索內容，推動教學方式的創新，實現教學資源的高效共享，優化校園管理。隨著5G 網絡技術的普及應用，未來智慧校園建設將會全方面應用5G網絡，推動大數據技術和云計算技術的協調合作。

（三）監督校園管理

校園管理需要依靠學校管理者、教師和學生彼此間的高效合作，以此實現教學目標。應用大數據技術和云計算技術打造智慧校園，應拉近三方關系，讓廣大學生群體參與到校園管理工作中，發揮學生的監督作用，以便學生對學校日常管理工作有所了解，掌握學校當前教育教學動態。為了加大對智慧校園的監督與管理力度，某學校在校園門口、學生宿舍門口、教學樓門口設置了“人臉識別”系統，學生經過時，系統可快速甄別學生身份。如其他人進入宿舍樓時，宿舍管理者能夠收到系統發來的預警通知，并通過視頻監控系統找到該人的具體位置。此外，智慧校園為學校提供了門禁刷卡、多場景消費等服務，學生可使用校園一卡通在學校食堂、校園超市等地消費，無須使用現金。

騰訊智慧校園建立了信息安全防護體系，可屏蔽校外干擾。智慧校園平臺的建設豐富了學生的課余生活，平臺支持失物招領、移動食堂、移動保修、校園地圖、跳蚤市場、車票查詢、熱點新聞等服務，學生登錄校園平臺可了解與學校有關的最新資訊，可查詢假期回家與返程的火車票與飛機票。線上跳蚤市場拉近了學生與學生之間的距離，改變了以往跳蚤市場的運行方式，學生將自己的閑置物品發布在平臺上，或將沒用過的教材輔導資料轉賣給其他人。智慧化自習室的建設，學生使用手機在智慧校園App 客戶端查詢自習室內當前空余座位，對自習室進行座位預約，這些都有效地提高學習效率。智慧校園平臺為學生打造了校園朋友圈，學生可將今日發生的趣事以帖子的形式發布，其他人觀看后進行評論，相互交流，幫助學生找到與自己志同道合的好友，為學生營造和諧的校園氛圍，使學生深刻體會到大學的美好生活。

（四）構建智慧圖書館

面對日益發展的社會形勢，紙質圖書館的管理存在著一系列的問題，構建高效、便捷、靈敏以及整合的智慧圖書館，是數字化和智能化發展過程中對圖書館提出的新要求。智慧圖書館是一個無人值守并由讀者自助借還書的自助閱覽室，這是一種新型智能圖書館，集物聯網技術、云計算技術、互聯網通信技術、遠程監控技術等為一體的自助服務平臺。為學生構建智慧型圖書館能夠改進以往圖書館管理模式和服務方式，提高管理水平，學生在智慧型圖書館中快速檢索書目信息，提高圖書借閱效率。圖書館會為學生和教師提供身份識別卡，即校園一卡通，卡內有著身份信息和圖書借閱信息，人們使用身份識別卡在圖書館門口完成身份認證。認證通過后，學生可直接來到圖書館內部的書庫，使用計算機輸入專業或書目名稱，按照計算機檢索結果提示來到相應的書架找到圖書。如果在檢索圖書時，發現書已經被他人借走，但圖書檢索結果后面也會標志著借閱與應歸還時間，學生可等待圖書被歸還，歸還日當天再來借閱圖書。智慧校園圖書館應用大數據技術建立手機App，學生登錄App 后將需要的圖書信息綁定，書被歸還的同時，智慧圖書館管理系統就會向學生App 端發出提示，方便學生前來借閱書籍。

過去學生借閱圖書時，圖書館管理者會向學生收取一部分押金。智慧圖書館的建立推動了數字化圖書館的形成，應用數字處理和存儲技術將圖書信息存儲于系統，為圖書館建立分布式系統，通過存儲、查閱、傳播圖書資源實現對數據的共享和利用。對于智慧型圖書館來說，大數據技術和網絡信息技術的應用屬于管理手段，但內部包含了數字圖書館、云計算平臺、互聯網與物聯網多個部分，圖書使用者和圖書資源實現平臺共享、無人化管理，減輕圖書管理者工作負擔，為學校師生提供智慧化服務。智慧圖書館中的數據資源由圖書館數據庫、多媒體資源和網頁信息整合形成，視頻與音頻設備在智慧校園的幫助下完成智能化管理，學生可根據設備剩余數量使用，優化圖書館硬件資源的配置，做好硬件設施的運行維護與智能管理。依靠智慧校園平臺進行圖書檔案管理，主要分為檔案借閱與檔案管理兩方面。檔案借閱中包含“我借閱的”“檔案借閱”“借閱審核”“歸還審核”“借閱記錄”幾項內容；檔案管理中包含“待歸檔管理”“檔案管理”“案卷管理”“檔案室管理”幾方面，有效提高了圖書館檔案管理工作效率。

四、結語

大數據時代背景下，智慧校園已成為校園管理模式創新的發展趨勢，為教師與學生提供便捷服務，實現教學資源的整合，提高資源利用效率。應用大數據技術與云計算技術構建教學智慧平臺，建設信息化智慧校園，監督校園管理，為師生構建智慧圖書館，營造良好的教學與學習環境。