大數據挖掘技術在高校智慧校園建設中的應用研究

袁 凱

（甘肅紫光智能交通與控制技術有限公司，甘肅 蘭州 730030）

校園信息化已不再是一個新的課題。長期以來，教育部一直高度重視高校建設信息化。雖然很多大學都處于相對較短的發展階段，但智能高校的畢業生，能夠適應企業的社會發展和專業技術的需要，所以這是一個快速發展的階段。這對學校的發展、信息化建設都至關重要。大數據技術可以融入教育，也可以應用于大學的科研及教育領域。堅持探索創新教學方式，并與學生進行科學研究。由于校園內數據信息日益增多，而數據管理也不能得到有效的處理，所以需要對其進行管理。智慧校園的建設能夠有效完成以上各項工作，使學校能夠更好地對學校的信息、資料進行動態管理和智能化管理，從而使師生能夠更好地在校園中學習。筆者根據自身多年的高校工作經驗，主要分析大數據挖掘技術在高校智慧校園的建設。

1 智慧校園概述

現階段，隨著計算機網絡技術、大數據技術的不斷發展，高校的管理正逐步由傳統的電子校園、數字化校園向融合了海量信息、云計算、虛擬技術、移動互聯網等技術的智慧校園轉型。因特網突破了學校時空的局限，將學校內的行政、教育等各方面的資源有機結合在一起，構成了一個巨大的體系。利用大數據技術與互聯網技術的互聯，為學校的教師和學生提供更多的個人隱私。通過智慧校園建設，為學校的運作、教學、科研和物流服務提供強有力的智力支撐。

首先，海量數據為智慧校園建設提供了數據環境，諸如“書香校園”“智能教學”“校園一卡通”等都是以大數據技術為依托的，在校園的各個角落都可以看到大數據的影子。

其次，大數據是新技術在智能校園中的體現。從資料收集、儲存至分析、顯示，大數據技術將會隨著科技的發展而逐步提升，同時智能校園的作用也會越來越多、越來越強。

第三，大數據技術為智慧校園提供了更多的應用，從學生進出學校的門禁，到教室里的電子白板，到物流部門的手機刷卡就餐，海量的數據讓校園充滿了“智慧”。

2 大數據挖掘技術概述

在科技與社會高速發展的今天，人類的日常工作與生產中所需的信息數量正以一種令人震驚的速度增加。尋找使用者需要的資料，并對信息進行分析與處理。大數據挖掘技術是技術的基石，它需要與云計算、因特網、互聯網等技術結合起來，才能更好地完成數據挖掘和數據處理。這些技術能夠采集、分析、處理、存儲和反饋。目前，各高校已有相當好的成績，比如：校園多卡融合、全方位實時監測、遠距離教學、網絡教學等。然而，目前的智能網絡已經不能滿足高校的實際需要，在智慧校園中運用大數據挖掘技術，可以為高校的建設、教學、科學研究等方面提供有力的技術支撐。

數據的獲取方式是多種多樣的，首先要有專業的收集工具，一般都是以教育為基礎的，這是最常見的工具；比如網絡爬行器，就是一種可以根據特定的規則，從網絡中獲取數據的軟件；可以從校園的日常瑣事中獲取資料，例如，監測信息的收集能夠反映出學生的生活學習效果，以此來反映教室的狀況；對于學生的教學計劃，可以通過對新知識的預習，以及對新知識的理解，從而形成教學計劃，改善課堂教學數據；學生的試卷也是一個很好的參考資料，老師經常會做考卷分析，所以，學生的卷子也是智慧校園的一種有效數據，可以通過反饋學生最近一段時間的學習情況，通過試卷的正確答案，反饋學生學習的弱點，發現自己的優點，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、教學過程錄像、教學計劃、作業、網絡信息等，這些都來源于現實，最能體現學校的實際狀況。這些資料的收集，不僅能提供教學參考，還能提供教育管理的決策依據，還能為學校的生活提供更好的參考。

大數據的特點主要包含如下：①海量性。因數據量正在不斷增加，“海量性”是其最顯著特點，從根源進行大量數據處理，有效拓展了傳輸規模，進而形成大數據的“海量”特點。②多樣性。按照數據類型、結構，數據處理軟件功能、技術正在不斷完善，如視頻、圖像、音頻、文字等。③高速性。通過大數據技術有效運用，可提高用戶的數據體驗感，提升數據傳輸速率。用戶利用大數據技術，極短時間內即可得到高清視頻、圖像，其傳播速度、運行系統也正在不斷升級，信息交換正在不斷加速。④價值性。近年來，因信息升級，數據價值也在不斷增強，大量數據存在隱藏價值。

3 大數據挖掘技術在智慧校園中的重要作用

首先，老師們可以利用大數據技術，對學生進行科學評估，對他們的日常表現、考試、期末考試等進行綜合評價，并綜合運用其他數據對他們的學業進行綜合評價。了解學生的生活習慣，發現問題并提出相應的對策，從而制訂出更科學、更有效的教學方案，從而提高教學質量和教學成效。

其次，利用大數據挖掘技術，對校園網絡進行了改進，并構建了行為數據庫，將學生的課堂數據、身體數據、日常教學數據、網上課程數據等進行了詳細分析。設定一個系統的正常數值，當發現有超過此數值時，要立即了解，這樣才能使管理人員能夠及時發現問題，避免造成無法挽回的結果。

第三，有利于優化教育環境。高校智慧校園建設的目的之一就是要為教師提供大量的教學資源。數據挖掘技術可以幫助教師在海量的數據中，迅速獲取所需要的教學資料和資源。智能校園能使教育環境與條件得到優化。在網上，老師可以實時監測學生的學習狀況，分析他們的學習進程，制定出更符合他們的教學計劃。針對不同的學生需要，對教學方案、教學方式進行優化，使其更加符合實際、符合實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特點、風格，促進學生和教師協同完成教學計劃，進而提升學生的學習效果。同時，大數據挖掘技術也可以使高校的招生考試與科研相結合，在智慧校園建設中，通過大數據挖掘技術的應用，既能有效指導高校的教學，又能有效促進高校教師的科研工作，提高科研的質量和效益。在構建智慧校園的過程中，運用大數據挖掘技術為高校教師搭建了一個教學與科研平臺，為廣大高校教師提供了大量的教學與科研信息，同時也為高校教師的職業發展趨勢提供了科學依據。為了更好地理解科學研究的發展趨勢和技術，老師們可以利用大數據的方法進行研究。同時，大數據采集平臺也能推動產業間的交流，為廣大師生和科研人員提供更好的交流平臺。

4 智慧校園中大數據建設的相關問題及現狀分析

（1）大數據質量不高，使用效率較低。首先，必須對數據內容進行篩選；其次，可以嘗試將教學內容進行主題化，使教師和學生能夠更快、更有效地進行資源的分類；第三，要實現數據分層，注重數據和服務的銜接，必須把數據整合到高效的管理之下。

（2）終端用戶業務系統有待進一步創新。例如用戶在不同的系統中登陸，大量的數據會隨著時間的推移而增加，獲得的難度也會越來越大，而作為主要使用者的老師和學生，則會在大數據的生成和交易中瀏覽。針對這一問題，需要對用戶的數據進行重新分類，比如利用用戶的點擊次數和瀏覽記錄來進行記憶；改革高校的管理思想，包括鼓勵學生主動上傳自身的參考資料，以反映自身實際狀況，大力推行智能校園系統，為大數據注入新的活力。

（3）智慧校園的建設現狀。智慧校園是基于互聯網和新一代云計算技術的應用，以通達的信息科技，構建物聯化系統。它是一個以多種不同的應用服務體系為媒介，以信息關聯度為中心，將教學、科研、管理與校園生活有機結合起來。智慧校園具有以下幾個特征：①感知化。利用計算機、數據挖掘、通信等技術，結合校內的數據資源，實現了學校管理、科研、教學、生活等數據的全面采集、傳輸、整合和分析；②互動性。利用有關技術，建立設備、數據信息以及人員之間的有效聯接，確保人事物之間的溝通暢通；③靈活性。通過無線覆蓋技術的網絡環境，為不同類型的使用者在任何時間、任何地點都能使用，為教育、行政工作帶來便利和有效的服務；④智能化。通過大數據、云計算以及物聯網技術的有效融合，建設智能化校園。在我國，高校信息網絡系統的發展始于20世紀80年代，許多高校雖已進行了信息化設施建設，已研發運用了教學管理系統，但與智慧校園的建設標準，還存在一定差距，例如帶寬較為緊張，數據分析共享不足，資源整合度不夠，業務系統也未進行有機整合。

5 大數據挖掘技術在智慧校園中的建設策略

首先，建立公共數據共享、集成平臺，促進校內數據信息的有效傳遞。利用大數據技術，深入挖掘和處理各種與學校發展相關的數據，并利用云計算技術將所搜集到的數據與分析結果與全校師生共享。建立一個統一的公共數據共享平臺，可以加速學校內的信息傳遞，加強各個部門的交流，從而突破學校內部的“孤島”模式，提高全體師生對“智慧校園”的參與熱情，有助于更好地實現學校的可持續發展目標。同時，大數據技術也為大學的科學研究提供了有力的支持。利用信息共享的平臺，使科研單位能夠及時獲取有關的資料，并能與國內外進行學術交流。

其次，建立統一的數據交換平臺，突破校園“信息孤島”。搭建一個統一的數據交流平臺，使各個信息系統能夠暢通無阻地流轉，并使學校內部的數據進行實時交流，并使學校內部的數據資源得以共享。統一的信息交流平臺要收集所有的資料；處理與集成，制定統一的資料規范。在搭建數據共享平臺的過程中，采用了校園人事與學生就業部門的數據源，通過數據共享和數據的交互，實現了校園數據的可維護性、數據源的規范化。校內數據共享與交流系統采用數據交換的方式，對學校內的共用數據進行集中的管理與權限，為使用者進行全面的信息檢索，為決策人員進行數據挖掘與數據解析。

第三，建立大數據分析平臺。基于已建好的數據中心、數據綜合、交易、數據處理等系統，構建基于大數據的大數據挖掘與分析系統，能夠從多個角度針對需求構建出各種靈活的數據解析對象和分析模式，并對所收集到的海量數據進行數據挖掘、分析，通過各種圖形對數據進行全面的、可視化的展現。通過對海量數據進行分析，不但能夠方便學校的教師和學生在工作、學習、生活中獲得資訊等方面的方便，領導也可以做出正確的決定；從專業建設、課程建設、教學診革等幾個角度來看，都能得到比較完整、客觀的資料。

第四，有效轉變數據儲存方式，構建大數據倉庫系統。近年來，隨著大數據技術日益更新，智慧校園數據信息量更為龐大，而傳統數據庫，僅具有數據查詢、統計、處理等功能。若遇到數據問題，尤其是數據容量、可用性和擴展性要求時，無法滿足數據信息處理要求。為此，針對大數據信息，需在短時期內，實現數據信息的及時集成、有效處理，必須構建大型數據庫，利用倉庫提取方式，獲取數據信息。此外，在傳統數據管理中，無法整合各部門的數據信息，未實現信息共享，使得各業務部門處于一種信息孤島狀態，進而導致數據預測、業務處理互相脫離。突破封閉式管理模式，建立內部網絡，實現數據信息的有效傳遞，進而提升數據信息的共享度，為智慧校園提供更為科學、安全的數據保障。

第五，提升數據管理人才的培養力度。在智慧校園建設中，大數據技術的運用依靠人才支撐，為此，智慧校園必須具備一只數據信息分析的專業隊伍，方可實現智慧校園建設模式的專業化、信息化。為此，想要發揮大數據優勢，必須注重專業數據人才引進和培養，對大數據技術、通信技術、云計算等知識進行訓練。同時，加強外部人員引進，建立科學管理、人才培養模式，打造一個高素質和專業化的大數據信息管理隊伍。此外，高校還需注重內部潛力的挖掘，通過多元化人才培養方式，不斷提升大數據信息管理人員的綜合素養。

6 結束語

在大學校園中，運用大數據挖掘技術進行智慧校園建設十分必要。在實際建設過程中，充分發揮智慧校園的功能，協助校方管理，為教師和學生提供更好的服務，讓管理與服務變得更方便。在智慧校園中，建設一個基于大數據的服務平臺，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展，同時也是對高等教育的一次重大變革，有助于高校在教學和人才的培養上，走上世界一流大學的行列，為國家培養更多的實用型人才。