大數(shù)據(jù)背景下高校智慧校園建設探討

俞濤

摘要：該文探討了大數(shù)據(jù)背景下高校智慧校園建設的相關問題，首先介紹了大數(shù)據(jù)的概念和特點以及在智慧校園建設中的應用場景和效果，隨后分析了高校智慧校園建設的要素，包括各個關鍵技術和存在的問題和挑戰(zhàn)。在此基礎上，文章提出了高校智慧校園建設的實施策略和步驟，并介紹了最佳實踐和成功案例。最后，探討了智慧校園建設中的安全和隱私問題及解決方案，并展望了未來高校智慧校園建設的發(fā)展方向和趨勢。該文旨在為高校智慧校園建設提供參考和借鑒，促進高校信息化和智能化水平的提升，為學生、教師和管理者提供更便捷、高效、個性化的服務和支持。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；智慧校園；高校；信息化；智能化

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）35-0097-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0 引言

在當今大數(shù)據(jù)時代，高校作為一個重要的社會教育機構，也在面臨著數(shù)字化、信息化和智能化的變革[1]。高校智慧校園建設的背景是信息技術的快速發(fā)展和普及以及社會對高校教育的需求和期望的不斷提高。智慧校園是指在現(xiàn)代信息技術的支持下，以校園為中心，將各個學校系統(tǒng)、設施、資源、信息、服務等互相連接和融合，形成一個智能化、集成化的信息化管理平臺，為學生、教師和管理者提供全方位、個性化、智能化的服務和支持[2]。其意義在于提高高校的信息化水平和管理效率，優(yōu)化教育教學質量和學生體驗，提升高校的國際競爭力和社會影響力，推動高校向智慧型、創(chuàng)新型、國際化方向發(fā)展。同時，智慧校園建設還能夠為高校提供更多的數(shù)據(jù)支持，為高校決策提供科學依據(jù)，幫助高校實現(xiàn)精細化管理和智能化決策，推進高校信息化與教育教學深度融合。

1 大數(shù)據(jù)在智慧校園建設中的應用

1.1 大數(shù)據(jù)的概念和特點

大數(shù)據(jù)是指在數(shù)據(jù)量、種類和處理速度等方面超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術和工具的范圍，需要采用新的技術和工具來獲取、存儲、處理和分析數(shù)據(jù)的一種現(xiàn)象[3]。

具體來說，大數(shù)據(jù)的特點有以下幾個方面：①數(shù)據(jù)量大。數(shù)據(jù)量通常以TB、PB、EB等計量單位表示，且隨著時間的推移不斷增長。②數(shù)據(jù)種類多。數(shù)據(jù)來源包括結構化數(shù)據(jù)（如數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)）、半結構化數(shù)據(jù)（如XML文件、Web日志等）和非結構化數(shù)據(jù)（如圖像、音頻、視頻等），其中非結構化數(shù)據(jù)占據(jù)了很大比例。③數(shù)據(jù)處理速度快。數(shù)據(jù)需要在實時或準實時的環(huán)境下處理和分析，以支持實時決策、快速響應和精準推薦等應用場景。④數(shù)據(jù)價值高。大數(shù)據(jù)包含著豐富的信息和價值，能夠幫助人們更好地理解和預測客戶需求、市場趨勢和業(yè)務機會等。⑤數(shù)據(jù)分散。大數(shù)據(jù)通常分布在不同的系統(tǒng)、應用和地理位置上，需要采用分布式存儲和處理技術來管理和分析數(shù)據(jù)。⑥數(shù)據(jù)質量不一。大數(shù)據(jù)中包含著很多無用、重復、錯誤、不完整或不一致的數(shù)據(jù)，需要采用數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)質量管理技術來保證數(shù)據(jù)的準確性和可信度。

1.2 大數(shù)據(jù)在智慧校園建設中的應用場景和效果

1） 大數(shù)據(jù)在智慧校園建設中可以應用于多個場景和領域，如：①教學管理方面。通過采集學生學習過程中的數(shù)據(jù)，如在線學習記錄、學習軌跡以及教師教學過程中的數(shù)據(jù)，如授課內容、學生反饋等，來進行學情分析、學習評估、教學質量評價等，幫助教師和學校管理者更好地了解教學情況，提高教學效果和學生滿意度。②學生服務方面。通過采集學生在校生活中的數(shù)據(jù)，如用餐、住宿、圖書館借閱、社團參加等以及學生個人偏好、興趣等數(shù)據(jù)，來為學生提供個性化的服務和支持，如推薦課程、活動、社團、工作、就業(yè)機會等，提高學生體驗和滿意度。③校園安全方面。通過采集校園內監(jiān)控、門禁、安保等設備數(shù)據(jù)以及學生、教師、員工等個人信息數(shù)據(jù)，來進行安全監(jiān)控和風險預警，幫助校園管理者更好地維護校園安全和秩序。④校園管理方面。通過采集學校管理的各個方面數(shù)據(jù)，如教職工考勤、辦公設備使用情況、用電量、用水量、消耗品等來進行資源調度、設備維護、成本控制等，提高管理效率和效果。

2） 通過大數(shù)據(jù)的應用，智慧校園建設可以帶來以下效果，如：①提高校園信息化水平和管理效率。②優(yōu)化教育教學質量和學生體驗，提高學生滿意度和留存率。③提升高校的國際競爭力和社會影響力。④推動高校向智慧型、創(chuàng)新型、國際化方向發(fā)展。⑤為高校提供更多的數(shù)據(jù)支持，為高校決策提供科學依據(jù)，幫助高校實現(xiàn)精細化管理和智能化決策。

1.3 虛擬/增強現(xiàn)實技術探討

虛擬/增強現(xiàn)實（VR/AR） 應用于大數(shù)據(jù)高校智慧校園建設可以帶來多種益處：

1） 虛擬實驗室：通過虛擬現(xiàn)實技術，學生可以在虛擬環(huán)境中進行實驗操作和模擬實踐，而無需實際的物理設備和化學品[4]。這種虛擬實驗室可以提供更安全和經(jīng)濟的實驗體驗，同時允許學生在自己的節(jié)奏下學習和犯錯。

2） 虛擬場景教學：通過虛擬現(xiàn)實技術，學生可以進入虛擬的場景，如歷史場景、地理環(huán)境或復雜的物理系統(tǒng)中。這樣的教學方式可以增強學生的參與感和沉浸感，激發(fā)他們的學習興趣和動力。如圖1所示。

3） 增強現(xiàn)實導覽：利用增強現(xiàn)實技術，學校可以為學生提供校園導覽和定位服務。學生可以使用智能設備上的增強現(xiàn)實應用，通過掃描建筑物或地標，獲取相關信息、導航和校園資源的實時指引。

4） 虛擬會議和遠程協(xié)作：虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術可以用于遠程教學、會議和協(xié)作。學生和教師可以通過虛擬會議平臺參與實時互動，共享虛擬白板和資料，實現(xiàn)跨時區(qū)的協(xié)作和教學。

5） 虛擬學習資源：通過建立虛擬圖書館或虛擬學習資源中心，學校可以提供學生豐富的電子書籍、多媒體教材和學習資源。學生可以通過虛擬現(xiàn)實技術瀏覽、檢索和閱讀這些資源，提高學習效率和學術素養(yǎng)。

通過將虛擬/增強現(xiàn)實技術與大數(shù)據(jù)結合，學校可以更好地了解學生的學習行為和需求，優(yōu)化虛擬學習環(huán)境和個性化學習體驗。此外，通過收集虛擬/增強現(xiàn)實應用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，學校還可以進行分析和洞察，以改進教學方法和提供更好的支持。

1.4 大數(shù)據(jù)技術在高校智慧校園建設中的應用案例介紹

北京理工大學。該校應用大數(shù)據(jù)技術，建立了智慧教育大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了學生學習軌跡的全鏈條監(jiān)控和精細化管理，通過學習數(shù)據(jù)分析，為學生提供了個性化的學習支持和服務，提高了學生的學習效果和滿意度。

東南大學。該校應用大數(shù)據(jù)技術，建立了校園服務大數(shù)據(jù)平臺，通過采集學生在校生活的各種數(shù)據(jù)，如用餐、住宿、圖書館借閱、社團參加等，為學生提供個性化的服務和支持，如推薦課程、活動、社團、工作、就業(yè)機會等，提高了學生的生活質量和滿意度。

清華大學。該校應用大數(shù)據(jù)技術，建立了校園安全大數(shù)據(jù)平臺，通過采集校園內監(jiān)控、門禁、安保等設備數(shù)據(jù)以及學生、教師、員工等個人信息數(shù)據(jù)，來進行安全監(jiān)控和風險預警，幫助校園管理者更好地維護校園安全和秩序。

浙江大學。該校應用大數(shù)據(jù)技術，建立了校園管理大數(shù)據(jù)平臺，通過采集學校管理的各個方面數(shù)據(jù)，如教職工考勤、辦公設備使用情況、用電量、用水量、消耗品等，來進行資源調度、設備維護、成本控制等，提高了管理效率和效果。

通過以上案例可以看出，大數(shù)據(jù)技術在高校智慧校園建設中的應用已經(jīng)得到了廣泛的應用和驗證，對于提高高校信息化水平和管理效率、優(yōu)化教育教學質量和學生體驗、提升高校的國際競爭力和社會影響力等方面都具有重要的推動作用。參考圖2。

2 高校智慧校園建設的原則、要素、技術

2.1 高校智慧校園建設的原則

高校智慧校園建設的原則主要包括以下幾點[5]：前瞻性：要緊跟時代發(fā)展的步伐，了解最新的技術和趨勢，對未來進行科學預判，提前做好準備，以便在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。數(shù)據(jù)化：智慧校園建設的核心是數(shù)據(jù)，要充分利用數(shù)據(jù)，采集、分析、挖掘、處理、應用各類數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理和利用。全面性：高校智慧校園建設應該是全面的，包括學生、教師、員工、校園環(huán)境、設施、安全等各方面，讓整個校園都獲得智能化和數(shù)字化升級。整合性：智慧校園建設需要整合各個部門、各個系統(tǒng)的資源和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息共享和協(xié)同，提高效率和效益。開放性：智慧校園建設需要與外部環(huán)境進行充分對接，與行業(yè)、社會、企業(yè)等進行合作，開放接口和平臺，促進共享和交流。安全性：智慧校園建設必須保證數(shù)據(jù)的安全性，建立完善的數(shù)據(jù)保護和隱私保護機制，防止數(shù)據(jù)泄露和濫用。用戶體驗性：智慧校園建設要以用戶為中心，考慮用戶需求和體驗，提供個性化的服務和支持，增強用戶滿意度和黏性。

總之，高校智慧校園建設要以數(shù)據(jù)為核心，以用戶為中心，注重整合和開放，同時要保證數(shù)據(jù)的安全性，實現(xiàn)全面性的覆蓋和提高用戶體驗性，以實現(xiàn)高校數(shù)字化轉型和智能化升級的目標。

2.2 智慧校園建設中的要素

智慧校園建設中的要素包括：感知層：包括傳感器、RFID、攝像頭、條形碼等技術，用于感知環(huán)境和物體信息。網(wǎng)絡層：包括無線網(wǎng)絡、有線網(wǎng)絡等技術，用于連接各種設備和系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和共享。數(shù)據(jù)層：包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等技術，用于對數(shù)據(jù)進行整合和處理。應用層：包括移動應用、網(wǎng)站、管理平臺等技術，用于提供各種智能化的應用服務。安全層：包括數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)備份、權限控制、防火墻等技術，用于保障系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。

2.3 智慧校園建設中的關鍵技術

智慧校園建設中的關鍵技術包括：大數(shù)據(jù)技術：用于處理和分析大量的數(shù)據(jù)，幫助學校更好地了解學生的需求和行為，優(yōu)化校園管理。人工智能技術：用于智能化的管理、預測、決策等方面，提高管理效率和質量。云計算技術：用于數(shù)據(jù)存儲和處理，提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性。物聯(lián)網(wǎng)技術：用于連接和管理各種設備和系統(tǒng)，實現(xiàn)智慧校園的全面升級。區(qū)塊鏈技術：用于數(shù)據(jù)的安全管理和共享，保護個人隱私和數(shù)據(jù)安全。

3 目前高校智慧校園建設中存在的問題和挑戰(zhàn)

1） 技術問題：高校智慧校園建設需要借助先進的信息技術，如大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等，但是這些技術的應用和融合也需要克服一定的技術難題，如數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、處理和安全等方面的技術問題。

2） 數(shù)據(jù)共享問題：高校內部各部門和學生、教師的數(shù)據(jù)多來源不同，不同數(shù)據(jù)間的共享和協(xié)調需要一定的技術手段和管理規(guī)范，要避免數(shù)據(jù)孤島和冗余浪費，確保數(shù)據(jù)的質量和安全。

3） 隱私保護問題：在智慧校園建設中，學生、教師和學校的各類數(shù)據(jù)都需要被收集和分析，但是在這個過程中需要保護每個人的隱私和信息安全，防止數(shù)據(jù)泄露和濫用。

4） 資金問題：智慧校園建設需要投入大量的資金用于建設和維護，包括硬件、軟件、網(wǎng)絡等方面的投入，而一些中小學校可能無法承受這些費用。

5） 人才問題：智慧校園建設需要高素質的技術人才和管理人才，但是目前人才供給不足，尤其是高端人才的缺乏，這給智慧校園建設帶來了一定的難度和挑戰(zhàn)。

4 結論

智慧校園建設是高校信息化建設的重要方向之一，在大數(shù)據(jù)背景下更加迫切。未來，隨著大數(shù)據(jù)技術的不斷發(fā)展和應用，智慧校園建設將會得到更廣泛的推廣和應用，為高校的信息化建設帶來更多的機遇和挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1] 郎美娜.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設探討[J].網(wǎng)絡安全技術與應用，2022（5）：101-103.

[2] 逯昱姝.大數(shù)據(jù)背景之下的高校智慧校園建設探討[J].信息記錄材料，2021，22（4）：74-75.

[3] 房月華，李偉達，閆帥領，等.大數(shù)據(jù)背景下衡水高校智慧校園建設對策研究[J].南方農(nóng)機，2020，51（8）：95，131.

[4] 劉全.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設探討[J].中國管理信息化，2021，24（1）：197-198.

[5] 宣繼濤.高校智慧校園建設中的大數(shù)據(jù)、云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術的融合分析探討[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（73）：80-81.

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