高校智慧校園建設方案探討

倪翠霞

摘要：該文通過深入分析本校當前智慧校園建設存在的問題，結合智慧校園發展的歷程，提出了1+4+4+N的智慧校園解決方案。旨在通過此方案的實施，最終實現本校全面數字化及智能化升級，并希望為國內高校向智慧化大轉型提供可參考的推廣經驗。

關鍵詞：大數據;數據治理;智慧校園;信息化

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）12-0073-02

1 引言

近年來，關于高校信息化如何發展，信息化校園如何推進，國家和教育部依次出臺了相關的政策文件，特別是國家發布《智慧校園總體框架》[1]后，各高校開始了結合本校實際情況的智慧校園建設的摸索。所謂智慧校園，是指充分利用移動互聯網、大數據、云計算、物聯網等新技術[2]，通過監測、融合、智能分析及響應的方式，面向學校管理、教學、科研等主要業務流程，結合已有資源，使各業務系統信息共建共享，以實現科學的、全新的管理模式，為師生提供以快捷便利為基礎的高質量的學習、生活環境，構建節約型、智慧型校園，確保教育資源最優利用。

2 智慧校園發展現狀

浙江大學提出了“智慧校園”這一概念后，立即成為高校關注的熱點，并迅速掀起了“智慧化”的改革熱潮，基于此呂偉等對高校教育變革提出了展望[2];呂倩提出了基于云計算及物聯網構建智慧校園[3]，此方案利用了物理設備，構建智慧校園。姜鴻斌提出了建設空中智慧校園平臺，此方案是基于移動通信服務，打造數字化校園[4];王甜提出基于物聯網技術的分模塊構建智慧校園，以實現快速管理校園和滿足師生需求[5]。

本校經過多年的信息化建設，已取得了顯著的進步和成果，但智慧校園建設仍存在問題，主要表現在以下：一是為了順應信息化發展及廣大師生的需求，應用系統和校園網站陸續上線，由于缺乏統籌設計，使得師生獲取信息服務極為不便;二是師生進入學校門戶網站利用統一身份認證可以單點登錄到其他的業務系統，無法滿足師生日益增長的信息服務需求;三是爆發式增長的信息化服務不能帶來便利，也不能提供信息服務。

結合本校軟硬件設施，并借鑒其他高校經驗，本文提出了1+4+4+N的智慧校園的建設模式，以實現智慧校園的可持續發展[6]。1是指一個數字化基礎設施，包括ABC智能平臺（人工智能AI，大數據Big Data，云平臺Cloud）和泛在網絡（有線無線網、物聯網、視頻網、5G）;第一個4是指數據平臺、能力開放平臺、數字智能引擎、智能分析四個層次組成的智慧數據中心;第二個4是指教育治理、教育教學、教學管理、教學環境4個方面的智慧教育行業應用;N 是指頂層規劃咨詢、標準規范&組織保障、安全運維、保障、安全體系等[7-9]。

3 1+4+4+N智慧校園框架

在智慧基礎設施底層，通過有線網、物聯網、5G、AI、云計算等收集到的數據信息，形成源數據中心，定時服務會將處理過的數據同步到主數據庫中心，根據外部業務系統對數據的需求，按照服務標準對數據進行封裝，對外發布服務。能力開發平臺處理的數據最終會形成數據資產，通過可視化數據平臺進行監控，也可以對數據進行進一步治理，形成核心的數據資產，最終為智慧應用層提供數據服務。

3.1 智慧校園基礎設施

智慧校園建設，網絡設施是基礎和支撐，AI、大數據、云、物聯網、視頻網是智慧校園建設的關鍵設施，通過云計算、人工智能、物聯網等手段獲取到師生生活、工作、學習的數據，并結合各個業務系統產生的數據，最終會形成數據中心。5G具有速率高、延遲短、成本低等的優勢，隨著智慧校園建設的一步步推進及5G的普及，5G也將廣泛于智慧校園建設中。

3.2 智慧校園數據大腦

3.2.1 智慧校園數據處理

通過智慧校園基礎設施收集到的各種數據及各個業務系統運行期間產生的數據，都存儲在各個業務系統數據庫中，是智慧校園的重要的數據來源之一。通過對數據進行采集、整合、抽取、治理、數據ETL[10]，形成大數據資產中心，可以對數據資產進行監控、審計、告警分析、錯誤分析等，使得數據可以被管控，并且根據外部各個業務系統的需求，通過統一的鑒權中心，向外部提供Restful風格接口、WebService接口和微應用。外部各業務系統產生的數據又可以作為源數據，進行下一輪的數據治理，形成數據治理的閉環[11]。

全鏈路數據處理流程對數據進行了統一存儲、統一維護、統一標準、實時檢測。所有的數據都統一存放在同一中心庫中，集成清洗后的數據采用相同的數據代碼標準，能夠進行直接的關聯分析;通過數據質量檢測，對所治理數據進行實時監測，對數據治理過程不斷完善，不斷提升數據質量。

3.2.2 智慧校園數據存儲結構

大數據資產中心采用了分層設計理念，層和層之間采用松耦合形式進行數據交換。這樣最低程度減少層之間的相互干擾，提高了各層之間的數據I/O穩定性。

數據庫分成業務存儲層（Stored Data Model，簡稱SDM）、主數據層（Master Data Management，簡稱MDM）、數據集市層（Interface Data Model，簡稱IDM）三個邏輯層。

業務存儲層（SDM）：該層完成源數據和應用數據的存儲，類似ODS（Operational Data Store）.該層數據來源于兩個源頭：一個是通過基礎設施采集到的數據;另一個是從業務系統集成來的業務數據。該層數據是貼源的，無處理的表數據。

主數據層（MDM）：該層主要是存儲標準數據。從SDM將數據經過清洗、轉換等成標準數據后，存儲在該層[12]。

數據集市層（IDM）：該層為面向需求層，即按照需求的數據要求，將MDM里面的數據提取匯聚并存儲。后續應用直接通過該層對于存儲模型，獲取到需要的數據。

3.3 智慧校園智能應用

智慧校園的建設，主要是為了服務好師生。智慧校園著眼于主動提供服務和場景化服務，智慧平臺支撐各職能部門業務間協作的同時，將校內的業務流關聯起來，實現了向全校師生提供一體化服務。老師從應聘入校、生活、教學、科研、進修到離校退休，學生從錄取入校、學習、生活、出國、就業、升學到畢業離校，其整個軌跡全部進行了數字化、信息化。向學生推送當天的課表、天氣，校園新聞等，監測學生的學習、生活、運動等情況，對學生進行智慧測評、貧困度分析、學業預警分析、孤僻度分析、就業推薦等。

3.4 智慧校園支撐及保障

智慧校園是一個龐大的信息系統，從頂層設計規劃著手，全面推進智慧校園戰略目標的調整與優化;在頂層設計引領和數據中心支撐下實現新業務、新技術的敏捷互動。

其次要有組織保障，學校的領導及各個職能部門都要參與進來，構建信息架構一張網、應用架構一張圖、業務架構一條鏈的智慧校園。

再次，建立對應的安全保障及運維體系是智慧校園正常運行的必要條件。智慧校園的建立，雖提供了便利，但圖片信息、GPS信息、視頻信息等的集中存儲，使得數據泄露的風險增大。通過對師生的位置信息、消費信息、社交信息等進行關聯分析，基本能夠還原其行為及生活軌跡[11]，暴露師生隱私，還對安全構成威脅。因此構建完善的安全保障及運維體系非常的必要。

最后，必須有安全管理體系，“三分技術，七分管理”[13]，安全保障及運維也應建立在安全管理的基礎上，安全管理工作必須貫穿于師生日常活動、信息流通的始終。師生信息的安全保障，不僅是學校信息中心一個部門的責任，全校的師生及教職工也要提高信息安全的防范意識，參與到信息安全保護的實際行動中來，為智慧校園信息安全貢獻一份力量。

4 結束語

1+4+4+N模式的智慧校園，把AI、Big Data、Cloud、物聯網、5G等先進信息技術引入到行業能力建設中，形成組織能力，為智慧校園提供基礎支撐，將徹底改變教育的供給水平和時空場景，實現數據與信息共享、業務與服務協同，促進教育教學整體運作流程的變革，使得多樣化、個性化成為可能[14]，進而構建一種新的開放、終身、靈活的個性化教育生態體系[14-15]。大數據挖掘將事后分析變成事前預警和預測，主動識別和應對風險，實時推送教學信息，提前規避安全問題，精確預測管理行為，使得學校真正實現智慧化服務及管理。

2020年是建設教育強國、推進教育現代化關鍵之年，信息化的快速發展使得世界正發生著深刻的變革，高校要主動應變，順勢而為，努力實現高等教育與信息技術的融合創新發展[15]。本校也應準確識變、科學應變、主動求變，依托數據和應用場景的雙輪驅動，構建與本市經濟社會和教育發展水平相適應的智慧化教育體系，打造全智慧化大學，示范引領全國教育智慧化發展新趨勢。

參考文獻：

[1] 林麗丹，李娜.大數據技術在高校智慧校園建設中的應用研究[J].電腦知識與技術，2020，16（18）：36-38.

[2] 呂偉，張祥云，葉逢福，等.“智慧校園”浪潮下的高教變革展望[J].高教探索，2014（4）：27-30.

[3] 呂倩.基于云計算及物聯網構建智慧校園[J].計算機科學，2011，38（S1）：18-21，40.

[4] 姜鴻斌.智慧校園建設整體系統架構[J].無線互聯科技，2015（3）：55-56.

[5] 王甜.基于物聯網技術的智慧校園總體建設模塊設計[J].現代電子技術，2020，43（16）：56-58，62.

[6] 金占勇，邱宵慧，魏楚元.基于WSR方法論和改進AHP-FCE模型的智慧校園可持續發展綜合評價[J].現代教育技術，2020，30（7）：73-80.

[7] 張德棟，祝詠升，司群.大數據環境下信息安全分析[J].鐵路計算機應用，2015，24（2）：76-78.

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[11] 馬亮，王曉東.智慧校園數據治理與數據服務建設——以浙江中醫藥大學為例[J].中國醫學教育技術，2020，34（3）：322-325.

[12] 謝晶. 基于SAP平臺的資金計劃管理系統的設計與實現[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學，2017.

[13] 梁藝軍.高校信息安全管理探討[J].計算機科學，2012，39（S2）：195-197.

[14] “十四五”：新變量下的教育治理發展[EB/OL].[2020-07-20].https：//www.sohu.com/a/403439139_278960.

[15] 王世新.智能教育革命來了！[J].中國教育網絡，2020（1）：14-15.

【通聯編輯：李雅琪】