數字化轉型下職業院校智慧校園建設探索

摘要：在數字化轉型浪潮中，為應對信息技術快速迭代帶來的挑戰，特別是在大數據、人工智能、物聯網等新興技術驅動產業變革的背景下，本研究基于職業院校智慧校園建設的實際需求與現存問題，積極探索運用新興技術的創新路徑。通過構建綜合服務平臺與數據中臺、設計智慧校園整體框架等系統性解決方案，不僅有效解決了當前智慧校園建設中面臨的系統安全、數據治理和服務質量等核心問題，更在智慧教育、科研創新、校園生活和書院管理等具體應用場景中，顯著提升了校園的數字化運營水平和智能化服務能力。

關鍵詞：智慧校園；數字化；應用系統；數據治理；物聯網

中圖分類號：G642" " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）21-0074-04

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

“智慧校園”是一種運用信息技術，將學校的教學、科研、管理和校園生活進行高度融合的校園發展理念和建設模式[1]。該模式致力于為師生打造便捷高效的信息化學習生活環境。目前，職業院校在智慧校園建設方面已取得顯著成效：校園網絡、一卡通等基礎設施日趨完善，OA系統、圖書管理系統等業務應用系統廣泛部署，信息化服務已逐步融入師生的日常教學與生活。然而，隨著數字化轉型進程加速，職業院校信息化建設正從功能導向轉向數據服務導向[2]，智慧校園發展也面臨諸多新挑戰，包括：應用系統使用過程中的數據安全保障問題、“數據上云”后的海量數據價值挖掘問題等。這些挑戰隨著數字化轉型的深入，對數據服務質量的影響愈發顯著。

當前，大數據、人工智能、物聯網等新興技術的快速發展為解決上述問題提供了創新思路。在頂層設計方面，可通過構建智慧校園整體框架和綜合服務平臺，實現應用的統一管理和數據流的標準化。在數據安全層面，采用加密脫敏、數字簽名等隱私保護技術，全面提升數據全生命周期的安全性。在數據治理領域，運用大數據技術進行數據清洗、加工和集成，結合聚類分類等算法充分挖掘數據價值。在服務優化方面，推動應用系統向輕量化、智能化轉型，并借助物聯網技術部署智能感知終端，實現環境數據采集和個性化服務。這些創新技術的綜合應用，將有力推動智慧校園向更高水平的數字化、智能化方向發展。

1 職業院校智慧校園建設現狀分析

1.1 軟硬件基礎設施基本完善

隨著智慧校園建設的持續推進，學校已基本構建起完善的軟硬件基礎設施體系。在硬件設施方面，校園實現了有線與無線網絡的全覆蓋，為師生提供高速穩定的網絡接入服務；校園一卡通系統已完成全體師生的信息采集與綁定，在宿舍門禁、醫療就診、食堂消費等場景實現“一卡通行”；同時，多媒體教室和信息化實驗室的全面建設，為教學科研工作提供了多樣化的技術支持。在軟件系統方面，學校已建成涵蓋基礎服務、生活服務、校園管理和信息化教學四大類別的應用體系，不僅顯著提升了管理效率，更為師生創造了便捷的學習生活環境。此外，從系統開發到運維管理的全流程體系已日趨成熟，配合云存儲、云計算等基礎設施的完善，為智慧校園數據服務質量的持續提升奠定了堅實基礎。

1.2 應用系統服務質量不高

智慧校園建設已經走過了從無到有的歷程，如何提升服務質量，建設師生滿意的智慧校園，是當前急需解決的問題[3]。在應用系統建設方面，職業院校雖然針對各類場景建立了相對完善的管理系統，但系統數量增長并未帶來質的飛躍。突出的問題包括：系統上線后維護不及時、操作流程復雜煩瑣、使用指南缺失等。以師生高頻使用的選課系統為例，選課高峰期經常出現系統響應遲緩甚至崩潰的情況。深入分析這些問題，其根源在于建設過程中服務意識不足，未能真正貫徹以用戶為中心的理念。具體表現為：建設初期盲目追求“大而全”，導致功能冗余堆積；實際運行中大量非核心功能使用率低下，造成資源浪費；同時，師生需要頻繁在不同系統間切換登錄，使用體驗較差。

1.3 與教學科研有待深化融合

當前，智慧校園建設在提升師生便利性方面已取得顯著成效，如OA辦公系統、校園一卡通等應用已廣泛普及。然而，在教學與科研領域的深度融合方面仍顯不足。在教學實踐層面，雖然教師普遍采用信息化手段開展教學活動，但應用層次較淺，主要局限于使用教學一體機進行板書展示和課件播放。由于教師對智慧教學環境認知不足，加之配套教學資源匱乏，導致先進技術與實際教學存在脫節現象，智慧化教學環境的綜合效益未能充分發揮。在科研工作方面，各學科發展相對封閉，缺乏有效的科研協作平臺和資源共享機制，基于信息技術的跨學科融合創新手段較為欠缺。

1.4 數據安全挑戰凸顯

隨著信息化建設的快速推進，智慧校園應用系統面臨的網絡安全風險也日益嚴峻。目前校園應用系統主要通過自主研發或外部采購兩種方式建設，但在系統開發過程中往往過于注重功能實現，而忽視了數據存儲和應用安全等關鍵環節。近年來，因系統漏洞導致師生隱私數據泄露的安全事件頻發，例如2022年6月22日，境外黑客組織就曾向西北工業大學師生發送攜帶木馬程序的釣魚郵件，試圖竊取郵件數據和個人信息，嚴重威脅校園正常秩序。分析這些安全問題，主要存在以下隱患：首先，系統建設過程中數據安全意識不足，手機號、一卡通賬號等敏感信息未按要求進行加密或脫敏處理；其次，系統自身防護能力薄弱，普遍存在弱口令登錄、數據庫備份不及時、災備機制缺失等問題，極易成為黑客攻擊的目標。

1.5 存在數據孤島，海量數據待挖掘

在智慧校園建設的初期階段，各部門通常僅著眼于自身業務需求的功能性實現，導致應用系統建設呈現各自為政的局面。雖然這些獨立開發的系統能夠滿足特定部門的業務需求，卻難以實現與校內其他系統的數據互通和共享。隨著信息化建設的深入，校園應用系統數量激增，各系統獨立運行、數據分散存儲，且存在大量冗余數據，這不僅造成數據整合困難，更導致決策過程中因缺乏全局數據支撐而無法實現資源共享和數據可視化，最終難以構建完整的大數據決策支持體系。更值得關注的是，在系統更新迭代過程中，由于缺少統一的校園大數據管理平臺，系統停用往往意味著數據資產的永久丟失。以食堂終端管理系統升級為例，新舊系統數據結構差異導致歷史數據需要大規模清洗，最終造成用戶信息流失。此外，各系統長期運行積累的海量數據資源，目前仍處于沉睡狀態，未能得到充分的價值挖掘和有效利用。

2 職業院校智慧校園建設的整體規劃

2.1 統籌規劃，全方位資源整合

智慧校園的整體建設需要堅持統籌規劃、全局設計的理念。通過借鑒國內外優秀建設案例，結合職業院校的辦學特色，制定符合實際的短期建設目標和中長期發展規劃。同時要細化各部門的建設任務，采取分步實施、精準施策的方式，重點完善規章制度體系，制定統一的應用系統引入標準，有效解決各部門各自為政的問題，打破信息孤島，促進跨部門協作。

在頂層架構設計方面，應當建立統一的智慧校園建設標準規范體系，構建層次分明的五層架構模型。該架構按照層級依賴關系，自下而上依次為：基礎設施層、數據層、服務層、應用層和平臺層（如圖1所示） 。其中，基礎設施層主要承擔網絡通信、數據存儲、系統運行和環境感知等基礎硬件支撐功能；數據層依托大數據技術，對采集的各類數據進行清洗、加工和分析，形成統一的數據服務體系；服務層通過提煉各系統的共性功能，提供標準化的基礎服務組件；應用層基于統一的數據服務和功能組件，開發滿足師生日常需求的應用系統；平臺層則負責整合各類應用，提供統一的服務門戶。各層級之間既保持相對獨立又相互依存，通過標準化的服務接口實現互聯互通，在確保功能唯一性和數據一致性的同時，使整個架構具備良好的擴展性和靈活性。

在應用系統建設方面，全方位整合資源，搭建應用綜合服務平臺，統一登錄入口和應用授權、鑒權方式。將應用系統分門別類歸納到綜合服務平臺中，作為平臺下的一個子系統，采用RBAC（Role-Based Access Control） 訪問控制模型[4]，將用戶分為不同的角色，角色與權限進行關聯，實現不同角色擁有不同的權限和訪問不同的子系統[5]，當師生登錄應用綜合服務平臺時，系統后端會基于用戶登錄信息自動識別其身份角色，并據此向前端動態分配相應的子系統入口和操作權限。以學生角色為例，登錄后即可訪問選課系統等學習相關功能，而學校后勤人員則不會獲得此類權限。這種基于角色的權限管理機制，不僅有效解決了以往各系統分散獨立、需要反復登錄切換的痛點，更實現了校園應用系統的統一管理和高效運營。。

2.2 應用系統向“小而美”轉變

智慧校園的建設具有明確的空間邊界和相對固定的服務對象。與面向大眾市場的商業應用系統不同，其核心用戶群體主要是在校師生，這一群體規模有限且需求特征相似，對系統功能的要求也較為統一。在這種情況下，如果盲目追求“大而全”的系統架構，不僅會大幅增加研發投入，造成資源浪費，還會給后期維護帶來諸多困難。因此，智慧校園建設應當轉變思路，從“大而全”轉向“小而美”，通過“剪枝瘦身”的方式提煉出系統最核心的MVP（最小可行產品）需求。采用敏捷開發模式進行持續迭代優化，同時通過郵件、問卷等渠道及時收集用戶反饋，不斷改進使用體驗，增強系統的可靠性和穩定性。最終將建設重點聚焦在“實用、易用”的核心價值上，切實提升智慧校園應用系統的服務質量。

2.3 利用大數據技術，挖掘應用數據潛力

在數字化轉型浪潮中，海量數據的社會價值愈發顯著。智慧校園建設應當從以下幾個方面著手：首先，要樹立大數據思維，避免急功近利，堅持長期主義，通過持續積累和全局規劃來推進建設；其次，做好數據治理，梳理數據處理流程，在數據的采集、清洗、集成、存儲和應用等環節[6]，制定統一的數據標準和相關管理制度，保證數據的一致性、完整性、準確性，為挖掘數據的潛在價值做好鋪墊。搭建數據中臺，對多維應用數據進行統一加工處理，實現對海量數據的批量檢索、實時計算、流通共享。建立數據分析模型，利用分類、聚類、關聯規則等數據挖掘算法[7]，對海量數據進行深度分析，為數據可視化展示和管理決策提供有力支撐。此外，通過部署推薦算法，在系統關鍵節點設置埋點，采集用戶行為數據，運用聚類分析識別用戶偏好并建立標簽體系，最終基于關聯規則模型為用戶提供精準、個性化的服務推薦。

2.4 使用隱私保護技術，保護數據安全

智慧校園建設過程中信息安全與隱私保護是不可忽視的關鍵環節。為確保校園信息系統穩定運行和數據安全，需要建立完善的信息安全管理制度并采取有效的技術防護措施。同時，必須高度重視師生個人隱私保護，規范個人信息處理流程，嚴防信息泄露和濫用風險。

數據存儲環節應采用AES對稱加密技術處理敏感數據，定期執行數據庫備份和訪問口令更新，同時制定異地災備預案，并嚴格規范數據庫訪問權限。在數據傳輸過程中，需對關鍵字段進行脫敏處理，并實施數據加密和數字簽名，以防范數據篡改、重放攻擊和中間人攻擊等安全威脅。在系統設計上，設立系統防火墻，對用戶異常行為進行監測，建立系統被攻擊時的預警機制。使用差分隱私方法[8]，防止批量數據查詢的背景知識攻擊，利用零信任技術[9]，對訪問終端進行安全檢測。

2.5 結合物聯網技術，提升系統感知能力

在應用系統使用過程中，應用數據的產生大多是被動式的，即依賴于用戶的操作。通過使用物聯網技術，部署各種智能設備，并與應用系統進行連接整合，主動收集周圍環境數據，能提升系統的感知能力和智能化[10]。在智能安防方面，使用智能攝像頭、紅外識別傳感器，實現對校園的全天候監控；在智慧生活中，利用人臉識別終端，實現自助下單和刷臉支付；在智慧書院中，利用溫度、濕度等智能傳感器對宿舍的環境信息進行實時監測，并進行自動調節，實現對宿舍的智能化管理。

2.6 應用輿情監測技術，提升校園網絡安全治理

大數據時代下，智慧校園網絡安全面臨著新風險[11]。信息網絡擴展了學生的學習空間，激發了他們的思想活力，但由于大學生網絡安全意識較為薄弱，參與意識較強，容易成為國外敵對勢力意識形態滲入的重點對象。由于網絡信息的突發性和發現機制的滯后性，智慧校園應建立輿情信息預警平臺，設置輿情風險清單和敏感詞庫，對社交網絡中熱門話題的傳播、敏感詞匯的產生進行實時跟蹤，生成傳播鏈，及時溯源，發現潛在風險，防止輿情泛化，積極進行正向引導，提高輿情反應效率，維護智慧校園意識形態安全，營造清朗的智慧校園網絡環境。

3 職業院校智慧校園建設的相關應用

3.1 智慧教育

新興技術的發展，為授課教學提供更加多元的方法，例如：清華大學智慧教室通過先進的音視頻設備、網絡技術與教學平臺的結合，實現了實時直播、點播、互動交流等功能，為學生提供了更加便捷、高效的學習授課體驗。在學習方式上，利用人工智能和虛擬現實技術，提供一種全景式多模態的學習方式，給學習者提供自主交互、沉浸開放的學習情境，打造身心認知與環境高度契合的學習模式，提高學習效果[12]；在智慧教室建設上，運用新技術賦能現代化智能教學環境，結合各專業特色，建設智慧教室，如：紅色教育展廳、計算機虛擬仿真教學實訓室、智慧非遺工坊、酒店一體化虛擬實訓室、“1+X”幼兒照護虛擬一體化實訓室、VR/AR多維智能互動實訓室、智慧體育運動實訓室等；在線上教學平臺建設上，利用AI大模型和數字人技術，搭建遠程學習平臺，實現在線教學、深度互動和個性化指導。

3.2 智慧科研

在智慧科研建設中，通過整合前沿技術可以有效促進科研創新并提升研究效率。具體實施路徑包括：

首先，運用大數據技術實現科研數據的自動化處理，顯著提升數據質量；同時依托機器學習算法、統計分析工具和數據可視化技術，為科研工作提供可靠的數據支撐和決策參考。進一步地，借助大數據挖掘和自然語言處理技術，可以從龐雜的文獻資料中提煉關鍵信息，構建結構化知識庫，并基于教師研究方向實現個性化科研資料推薦，大幅提升科研效率。

其次，充分利用云計算和虛擬現實等新興技術，促進教師科研團隊的深度協作，實現科研成果的共建共享。為此，需要構建統一的科研協作平臺，提供便捷的訪問入口。該平臺應具備三大核心功能：一是數據共享存儲功能，支持各類科研資料的上傳、下載和共享；二是協作交流模塊，實現多人在線協作、實驗思路分享和問題討論；三是項目管理工具，便于實時跟蹤項目進展和設置關鍵節點。

通過以上措施，將有效推動智慧校園環境下的科研創新和協同研究。

3.3 智慧生活

在智慧生活建設中，通過運用新興技術不斷拓展應用場景，切實提升師生的校園生活體驗。具體實施路徑包括：

首先，構建涵蓋教室管理、校醫院管理、后勤服務、校園一卡通等功能的綜合信息系統，為師生日常校園生活提供全方位便利。同時，打造師生與后勤服務人員的在線互動平臺，該平臺應具備以下核心功能：智能客服系統（快速響應常見問題咨詢） 、服務工單系統（支持各類服務申請的提交與進度追蹤） 、投訴建議通道（確保在規定時限內處理并反饋） 、數據分析模塊（對咨詢、申請、投訴等數據進行統計分析） 。

其次，創新服務模式，重點推進三個方面的優化：1） 主動服務機制，基于歷史服務數據定期推送個性化校園服務信息；2） 線上線下融合服務，通過線上預約與線下網點相結合的方式，實現“數據多跑路、師生少跑腿”的服務目標；3） 服務評價體系，在服務完成后自動發起滿意度調查，基于評價數據生成可視化報表并公布服務排名，持續提升服務質量。

這些措施將有效提升智慧校園的服務水平，讓師生享受到更加便捷、智能的校園生活體驗。

3.4 智慧書院

在智慧書院建設中，新興技術正全方位賦能智能化管理、個性化教育和互動式學習三大核心領域，推動教育管理服務模式的創新升級。

在智能化管理方面，智慧書院構建了多維度智能管理系統：1） 智能宿舍系統運用大數據分析技術，基于學生興趣愛好、專業背景及歷史住宿數據，實現宿舍分配和室友匹配的智能化推薦；同時依托物聯網技術實時監測宿舍安全狀況，并通過分析學生作息規律提供個性化生活建議，助力學生培養健康生活習慣。2） 智能門禁系統整合人臉識別、校園一卡通和二維碼掃描等多種驗證方式，大幅提升身份核驗效率和安全管理水平。3） 訪客管理系統實現訪客信息電子化登記，配合數據分析平臺對出入數據進行深度挖掘，為校園安全決策提供數據支撐。

在個性化教育方面，智慧書院基于學生個人信息、學習狀態和興趣偏好等多維數據，為每位學生量身定制專屬學習路徑，精準推薦適配的課程資源和學習內容。

在互動式學習方面，智慧書院著力打造跨學科交流平臺，通過促進不同專業背景師生間的深度互動與合作，有效激發創新思維，推動學科知識的交叉融合與創新發展。

4 結論

本文基于當前智慧校園的發展現狀，聚焦于提升智慧校園建設水平這一核心目標，通過運用大數據、人工智能、物聯網等前沿技術，在整體規劃、系統安全保障、數據治理和服務質量提升等方面提出了創新性解決方案，為推進智慧校園的數字化、智能化轉型奠定了堅實基礎。然而，研究過程中仍發現若干亟待深入探討的問題，特別是在智慧校園如何優化教育資源分配、促進教育公平等關鍵領域。需要強調的是，智慧校園建設是一個持續演進的過程，后續研究應當結合具體實踐案例，進一步驗證和完善現有方案的可行性與科學性，從而更好地滿足智慧校園建設的實際需求。

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【通聯編輯：王 力】