大數據背景下高職院校智慧校園的建設研究

摘" 要：智慧校園是一種集校園學習、生活、工作等業務內容于一體的服務平臺，以各種服務系統為載體，為在校師生提供個性化、便捷化的教學及學習服務，并在此過程中應用大數據技術收集、處理、分析師生及職工在應用系統時產生的數據，構建高校的信息化平臺，為信息化教學及服務提供保障。文章分析高職院校大數據的特點，探究大數據背景下建設智慧校園的目標及基本原則，并以河南護理職業學院為例分析智慧校園的建設策略。

關鍵詞：大數據；高職院校；智慧校園；系統建設

一、大數據特點

大數據并非一個專業的技術概念，其本質是從海量數據中提取具有一定規律的、有應用價值的數據信息，大數據并非隨機樣本，而是指所有數據，其是混雜的，數據之間并非因果關系而是相關關系。大數據中的數據來源多樣、形式多樣，高職院校智慧校園系統的數據也體現出海量、高速、多樣性、價值密度低等一系列特點。高職院校在運營過程中會產生大量的數據，要求系統有更高的數據采集及處理能力，因此，需要應用大數據技術及時采集、處理相關數據，提高校園的服務質量及整體的管理水平。在智慧校園平臺中，數據處理的速度越快，數據的價值就越高，只有在短時間內完成數據處理任務，才能從數據信息中分析出高校運營的實時情況，及時發現問題、分析問題、解決問題，針對這種情況可以應用云計算技術處理各種復雜數據，既能夠保證數據處理的能力，又能夠減少軟硬件設施的部署，降低投資成本及維護成本。［1］高職院校大數據來自線上的學習平臺、線下的終端服務等，不僅渠道廣，數據類型也多，比如文本、音頻、視頻等，這就需要在智慧校園中建立多種類數據庫，以提高系統的存儲能力及數據處理能力。高職院校的數據信息還體現出價值密度低的特點，通過智慧校園平臺采集到的海量數據需要進行篩選、關聯分析等處理，將重復、失真、無用的數據剔除，再匯總、整理關聯度達到一定標準的數據，從而拼湊出完整的信息。

二、智慧校園構建目標

首先，搭建技術先進、性能可靠的數據中心平臺。智慧校園平臺要能夠對高職院校各類數據資產進行匯總、梳理，完善大數據信息標準及工作規范，更新信息化管理制度，提高數據的合規性及安全性，并對數據管理及應用的全過程進行管理。通過各種工具、接口采集基礎性數據，將各個業務模塊的數據進行匯總、整理、分析，形成常態化的數據采集與集成工作機制，構建中心數據庫及數據交換平臺，各部門業務系統要對接智慧校園的中心數據庫，為大數據的分析、管理及決策打下基礎。［2］其次，搭建常態化的診改信息平臺。智慧校園平臺要充分發揮學校教學質量監控中信息手段的優勢，構建分角色、分模塊、常態化的數據質量診改信息平臺，實現數據信息的管理、呈現、分析、預警及實時監測等功能，提高學校日常業務管理的多元化、精細化、動態化。學校內部數據質量的自診管理系統要做到功能完善、安全高效，且最大程度上實現資源共享。［3］再次，強化校園大數據感知。在保證學校信息安全的基礎上，智慧校園平臺為學校師生提供大數據分析功能，學校領導的管理決策也可以參考智慧校園數據分析結果。智慧校園平臺還需要為各部門用戶提供業務辦理時需要的數據，并對各類數據進行可視化分析。最后，在教育管理全過程融入信息技術。智慧校園平臺無疑融合了先進的信息技術，包括云計算、人工智能等，以保證平臺的開放性、便捷性及安全性，打造包含互聯互動、支持在線教育及同步教育的智慧校園教學平臺，實現基于大數據技術的教學質量診斷及師生畫像。

三、智慧校園建設原則

大數據背景下高職院校智慧校園的建設需要遵循以下幾個原則：首先，安全性。安全是系統運行的基礎，是保證用戶隱私數據的根本，智慧校園平臺包含了大量高校日常運營及管理的相關數據，因此系統建設也應嚴格遵循安全性原則，從系統集成到應用開發，再到后續的運維管理，均要嚴格按照標準的操作規范；其次，實用性。智慧校園平臺建設的最終目的是服務于校園管理，提高廣大師生工作、生活、學習的便利性，并對高校管理層的重大決策提供數據參考，因此智慧校園平臺的建設要立足于高校實際，將學校現有資源條件的優勢充分發揮出來，設計符合學校業務需求的功能，強調智慧校園平臺建設的實用性；再次，先進性。信息技術的發展日新月異，先進的系統是保證其后續運行持久性的重要因素，智慧校園平臺的建設也應遵循先進性的原則，無論是硬件配置還是軟件配置，均要采用先進的技術平臺及標準體系；最后，可擴展性，智慧校園平臺的各模塊不僅僅要兼容本校的系統，還要能夠兼容其他院校的業務模塊，通過校內外業務數據的共享與交互進一步拓展系統業務，將智慧校園平臺的實效性充分發揮出來。最后，應遵循可定制性原則，高校要結合自身的實際情況設置智慧校園平臺的具體業務功能，業務定制不能脫離整個系統。［4］

四、基于大數據技術的高職院校智慧校園建設實例分析

為更好地說明大數據技術支持下高職院校的智慧校園建設，本研究以A高職院校為例進行分析。該院校的智慧校園系統構成包括基礎架構層、平臺層、應用層，并細化為基礎網絡模塊、數據中心模塊、安全防護模塊、大數據模塊及運維管理模塊等，每個模塊具體分析如下：

（一）基礎網絡模塊

智慧校園建設需要對現有的校園網絡核心設備進行升級，才能更好地滿足新系統的業務需求。具體的升級策略包括對原來的校園無線網絡進行優化，使得無線網絡的覆蓋范圍擴大至校園的每個角落，提高接入速率，提升廣大師生用戶應用網絡的流暢性，優化用戶體驗。校園網絡核心設備的升級策略還包括優化校園網的技術架構，利用先進的信息技術對網絡的出口流量做出精準分析。本研究提出的實際案例中，A校的校園網絡覆蓋范圍涉及學校的四個主要區域，即主要的教學區域、教職工的辦公區域、師生的宿舍區域及家屬住宅區域等，無線網絡的結構十分復雜，為保證廣大師生的用網需求，A校的網絡出口設備采用了多個運營商的線路，用戶的智能終端可自動選擇合適的線路訪問系統，大大優化了用戶的網絡使用體驗。需要考察校園網的出口流量會因時段不同而存在較大差異，可采用智能化的流量趨勢分析技術準確預測指定周期、指定時段的流量趨勢，得到各應用使用的業務模型，包括流量趨勢分析、應用畫像、流量智能管控等，以提高接入服務的性能。［5］場景化的部署能夠滿足師生在不同場景的無線網絡應用需求。

（二）數據中心模塊

智慧校園的數據中心以云計算技術為主，云計算數據中心具有動態性、靈活性、按需服務的特點，通過服務器資源的共享降低建設成本，提高資源利用效率。智慧校園建設過程中要合理選擇云計算模型，按照分類不同，云計算的分類模型也不同，主要分類模型包括以下兩種。

一種是按照服務層次進行分類，這類云計算模型最底層為基礎架構層，主要集合構成云計算系統的各類硬件資源。基于這種分類方法可以將云計算模型分為三種：首先是基礎架構即服務（IaaS），即用戶通過網絡接入云計算系統使用各類IT基礎資源，云計算平臺主要根據用戶的申請將IT資源分配至用戶，用戶只需按需付費建立應用即可，這也是最基礎的云計算服務層次；其次是平臺即服務（PaaS），當用戶的開發需求更高，IaaS模式下單純的云計算基礎環境無法滿足要求時，就可以采用PaaS模式，該模式下用戶只需在PaaS提供的業務開發環境中完成業務需求即可，無需再單獨部署開發環境，大幅降低了開發成本，提高了開發效率；最后，軟件即服務（SaaS）模式，云計算平臺安裝了用戶所需的計算、開發所有組件，只需按期交付租金即可應用對應的服務器，用戶僅應用即可，無需耗費人力、物力維護服務器。［6］

另外一種是按云的歸屬分類，根據該分類方法又可將云計算平臺分為三種，即公有云、私有云、混合云等。其中，公有云由ISP運營面向公眾為其提供服務，比如谷歌、亞馬遜、百度、騰訊、阿里等，公有云由ISP運營面向公眾為其提供服務；私有云顧名思義即用戶自建、自用的內部云計算平臺；混合云即為用戶私有云，但又提供公有云服務，公有云與私有云之間的數據互相流通。云計算基礎架構包括計算、網絡、存儲、安全等各類資源，這些資源以資源池的形式存在，體現出高性能、動態擴展、靈活安全、便于管理等優勢，滿足云計算平臺用戶的各種要求。云計算要求服務器支持密集的計算能力、完全虛擬化能力及多I/O整合能力，要求網絡支持更高的帶寬及更多的開放式協議，并且需要具備海量的存儲空間。［7］

（三）安全防護模塊

首先，安全接入移動互聯網。移動終端數量越來越多，校園網的用戶也越來越多，網絡所面臨的安全挑戰也越來越嚴峻，上文中提到，智慧校園平臺建設要遵循安全性原則，因此從校園網接入層開始就要加強網絡安全防范，提高整個網絡的安全性。安全接入移動互聯網第一步就是完善用戶及移動智能終端準入機制，通過無線網絡與BRAS系統的配合，將學校舊有系統中的身份認證系統融合其中，遵循“先進性”原則實現用戶聯網的無感一體化認證。在這種認證模式下，用戶只需在首次登錄時進行認證即可，同一用戶后續反復登錄系統可進行無感化認證，即在用戶不易察覺的情況下完成用戶認證，提高用戶使用效率，優化用戶體系。其次，構建統一的安全運維管理平臺。該平臺的主要作用是對網絡中的數據動態進行實時監控，如果網絡發生非法入侵或其他數據異常，平臺的報警系統將會實時發送警報，系統管理員可針對關鍵位置的安全設置及時采用有效的安全管理措施，以保證系統及用戶數據信息的安全性。系統還能夠針對各類安全事件生成統計報告，通過直觀的實時事件監控對網絡攻擊行為進行綜合分析，便于系統管理員及時掌握網絡的安全運行狀態。最后，運維審計及上網行為審計系統的部署。A院校智慧校園系統規模大，網絡覆蓋范圍廣泛，學校的各個角落均有基礎網絡的覆蓋，雖然提高了用戶訪問系統的便利性，卻也增加了網絡管理員的維護管理壓力，這就需要部署專門的運維審計設備進行統一的安全管理，避免越權操作、外部人員非法入侵等一系列問題。部署統一的運維審計設備可有效規范系統的管理過程，比如實現統一的賬號管理、認證管理、上網行為審計等，強化數據的安全性。［8］

（四）大數據模塊

在智慧校園平臺中，主要利用大數據模塊對系統中每時每刻產生的海量數據信息進行存儲、管理，用戶可通過該模塊的信息共享及分析功能享受對應的數據資源服務。A院校的智慧校園平臺中采用混搭架構完成大數據模塊的構建，故此其核心部分共包括四個小模塊，即前置系統、ETL數據平臺、數據倉庫及統一數據服務接口等。其中，前置系統的主要功能是按照源系統數據格式存儲采集到的數據信息，避免其對源系統造成干擾，為后續的數據檢查及ETL數據處理打下基礎；TEL平臺的主要作用是對前置系統采集到的數據信息進行處理，包括清洗、轉換、校驗、加載及抽取等多個環節，將數據源轉換為目標數據倉庫；數據倉庫則是對TEL平臺處理好的數據進行分析、存儲，為應用層的業務需要提供支持，用戶可進行數據查詢、統計及展示等操作；統一數據服務接口主要是為上層應用提供統一的數據服務，用戶通過高性能的服務接口完成數據查詢、交換、分析等業務應用。［9］

（五）運維管理模塊

智慧校園系統涉及多個廠商及各種功能的軟硬件，并且充分應用先進的信息技術實現用戶的各種功能需求，優化用戶使用體驗，比如大數據技術、云計算技術等，但先進技術的應用使系統構成越來越復雜，因此有必要建立一套高效的運行維護管理系統對整個平臺進行自動、全面、綜合性的維護管理，使系統運維管理更加簡單化、直觀化。A院校的智慧校園平臺也包含著功能強大、運行可靠的運維管理系統，該系統包括四個小模塊：一是負責網絡端安全審計的網絡模塊，通過該模塊可以實現有線網絡、無線網絡相關信息的查看及管理，比如無線網絡的狀態、日志、鏈路等，對用戶的終端行為進行評估、審計，通過控制用戶終端準入優化系統整體性能；二是對各類業務風險進行實時監控的安全模塊，該模塊能夠對各類實時攻擊進行準確分析，基于整體的角度評估系統的安全狀態，規避各類資產管理風險，加強系統防御；三是統一調度、分配各類數據資源的大數據模塊，通過該模塊可實現數據資源的可視化分析，且這種分析是跨部門的；四是數據中心模塊主要監控關鍵應用、關鍵業務的健康度、繁忙度及可用度，統一數據中心資源的應用情況，根據資源爆發式需求預測結果進行資源調度及分配，提高系統整體運行的順暢性、可靠性及安全性。［10］

五、結語

總之，大數據背景下，信息技術全面普及，將其應用于校園建設中構建智慧校園平臺，進一步促進了智慧校園信息化建設的創新發展，提高高職院校信息化管理的創新水平，為教師以及學生在院校內的學習和日常生活帶來諸多便利。智慧校園概念的提出以及大數據技術的完善，為高職院校乃至我國教育事業的發展都帶來了全新契機，這也是實現智慧教育目標的重要舉措。智慧校園的建設實現了校園內分散數據資源的集中存儲和統一管理，確保數據共享和安全，也更有利于智慧校園的完善和資源利用的最大化。盡管大數據技術在高職院校智慧校園建設中具有顯著的優勢，但是在實際使用過程中，仍然需要結合高職院校的實際情況設計具體的業務模塊，著重注意數據信息的安全保密，將大數據技術、智慧校園平臺在高職院校教學及管理中的作用充分發揮。

參考文獻：

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［7］ 丁麗娟. 大數據時代高職院校智慧校園建設研究［J］. 網絡安全技術與應用，2022（12）：64-65.

［8］ 鐘達彬. 大數據背景下高職院校智慧校園建設與應用分析［J］. 產業與科技論壇，2023，22（04）：218-219.

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［10］ 劉軼. 智慧校園環境中高職院校檔案信息化建設研究［J］. 中國新通信，2023，25（14）：93-95.

（責任編輯：邵秋露）

基金項目：2022年河南省醫學教育研究項目“基于有效教學理論的混合式課堂教學模式研究與實踐——以《醫用計算機基礎》為例”（項目編號：WJLX2022272）；2023年河南省職業教育教學改革研究與實踐項目“‘數據賦能，服務至上’理念下的高職院校智慧校園建設研究與實踐”（項目編號：豫教［2023］03010）；2022年河南護理職業學院教育教學改革研究與實踐項目（項目編號：No.HHJG－2022－ZD07）。

作者簡介：盧明星（1981—），男，碩士，河南護理職業學院副教授，研究方向為教育信息化；魏敏（1983—），男，碩士，河南護理職業學院副教授，研究方向為教學質量評價。