大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用

蘇磊

（中國人民解放軍陸軍邊海防學(xué)院，陜西 西安 710100）

為智慧校園建立信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，依靠大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器內(nèi)，保障數(shù)據(jù)安全。智慧校園建設(shè)進(jìn)程中，隨著大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)的普及，不僅提升了教師教學(xué)效率，也推動(dòng)了校園的現(xiàn)代化發(fā)展。技術(shù)的應(yīng)用支持?jǐn)?shù)據(jù)快速查詢，系統(tǒng)采集到的信息方便校園管理者掌控，為校園管理措施的優(yōu)化提供幫助。

一、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)概述

信息化時(shí)代背景下，互聯(lián)網(wǎng)在人們的生活中日漸普及。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以存儲(chǔ)海量信息，對(duì)數(shù)據(jù)展開高效處理，應(yīng)用信息挖掘技術(shù)可分析數(shù)據(jù)的內(nèi)部價(jià)值。人們應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以從海量數(shù)據(jù)中提取有用信息，通過對(duì)數(shù)據(jù)的收集整理發(fā)揮數(shù)據(jù)最大化價(jià)值。云計(jì)算技術(shù)可依靠分布式技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬化處理，完成數(shù)據(jù)的高效輸出。人們可以直接通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)，云平臺(tái)按照個(gè)人需求尋找資源，或在云計(jì)算平臺(tái)中實(shí)時(shí)訪問數(shù)據(jù)，利用遠(yuǎn)程服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)等。云計(jì)算技術(shù)可根據(jù)不同用戶對(duì)數(shù)據(jù)的要求，將云平臺(tái)中的資源加以整合，降低軟硬件運(yùn)行成本，用戶需要數(shù)據(jù)時(shí)可直接登錄云平臺(tái)查找。

近年來，人們開始大范圍應(yīng)用采集器與傳感器，數(shù)據(jù)與生活日益緊密相連，隨時(shí)隨地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都能被大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)高效處理，但雙方在處理時(shí)存在差異。針對(duì)云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，人們希望其降低對(duì)數(shù)據(jù)的處理成本，提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，保障數(shù)據(jù)安全，大數(shù)據(jù)可憑借云計(jì)算技術(shù)提升數(shù)據(jù)挖掘能力和分析能力，幫助用戶挖掘出更多有價(jià)值的信息。但相比之下，云計(jì)算技術(shù)依賴網(wǎng)絡(luò)，如果沒有網(wǎng)絡(luò)，云計(jì)算將無法處理大數(shù)據(jù)信息。

二、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)整合時(shí)應(yīng)注意的問題

（一）數(shù)據(jù)分析問題的處理。隨著高校智慧校園的建設(shè)，智慧校園需要將大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)加以整合，如果在數(shù)據(jù)采集方面缺乏完善的體系，這將給智慧校園建設(shè)帶來阻礙。因此，應(yīng)加大技術(shù)對(duì)智慧校園的建設(shè)支持，為師生營造和諧的校園氛圍，加強(qiáng)各部門的配合，優(yōu)化教學(xué)資源配置，提高資源利用效率，發(fā)揮信息化平臺(tái)在建設(shè)智慧校園中的積極作用。

（二）明確智慧校園今后的發(fā)展目標(biāo)。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及智能傳感等技術(shù)建設(shè)智慧校園，依靠網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)優(yōu)勢推動(dòng)智慧校園朝著數(shù)字化與智能化的方向發(fā)展。與此同時(shí)，智慧校園是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合體，可將教師辦公、校園管理和學(xué)生學(xué)習(xí)融入校園環(huán)境下的云平臺(tái)，拉近互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的合作關(guān)系，因此，在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)展開智慧校園建設(shè)時(shí)，應(yīng)明確智慧校園發(fā)展目標(biāo)，推動(dòng)智慧校園建設(shè)，為教學(xué)智慧平臺(tái)和智慧校園圖書館的建立奠定基礎(chǔ)。

三、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用

（一）構(gòu)建教學(xué)智慧平臺(tái)

建設(shè)智慧校園需明確建設(shè)目的，智慧教學(xué)平臺(tái)能夠?yàn)榻處熃虒W(xué)活動(dòng)的展開提供幫助，提高教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理技術(shù)整合現(xiàn)有的教學(xué)資源，再利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源的實(shí)時(shí)共享和優(yōu)化配置，提高教師工作效率。借助智慧校園云平臺(tái)建立智慧教室，依靠終端實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)、教學(xué)遠(yuǎn)程互動(dòng)、教學(xué)自動(dòng)錄播、校園電視以及視頻監(jiān)控等功能，提升教學(xué)信息化水平。分析大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)在教學(xué)智慧平臺(tái)中的應(yīng)用，具體如下：

1.常態(tài)化課堂視頻錄播。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行教室內(nèi)不同場景的切換，為微課模式提供幫助，學(xué)生在課下可觀看微課視頻以提高學(xué)習(xí)效率。

2.校園電視。利用教學(xué)智慧平臺(tái)的遠(yuǎn)程功能多路信號(hào)集中播放控制。

3.智能物聯(lián)，應(yīng)用傳感器與自動(dòng)化控制技術(shù)建立智能化教室環(huán)境。

4.智慧課堂，智慧教學(xué)平臺(tái)下的智慧課堂支持多屏互動(dòng)教學(xué)和交互式教學(xué)，適合研究性和討論性較強(qiáng)的學(xué)科探究。

立足于智慧校園創(chuàng)新理念，建立綜合教務(wù)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)面向管理員、各學(xué)院、教師與學(xué)生，將現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行綜合，依靠大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和云計(jì)算平臺(tái)豐富教務(wù)管理系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中主要包含系統(tǒng)工具管理、教學(xué)資源管理、學(xué)生學(xué)籍管理、教師管理、系統(tǒng)工具管理、教學(xué)計(jì)劃管理、排課管理、考務(wù)管理、學(xué)生成績管理、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控、網(wǎng)上報(bào)名管理、教材管理、輔修管理、實(shí)驗(yàn)室管理、教學(xué)實(shí)踐管理、教學(xué)過程管理與畢業(yè)選題管理。在教學(xué)排課管理中，智慧教學(xué)平臺(tái)支持手動(dòng)與自動(dòng)排課，學(xué)生可查詢本學(xué)期課程表，教師可對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)生考勤和教學(xué)評(píng)價(jià)。

（二）信息化智慧校園建設(shè)

根據(jù)《智慧校園總體架構(gòu)》中對(duì)智慧校園的描述與分析可以得知，智慧校園就是將物理空間與信息空間進(jìn)行銜接，從而使人們能夠打破時(shí)間、空間的限制，隨時(shí)隨地的獲取自身所需要資源的一種服務(wù)?；诖髷?shù)據(jù)與云平臺(tái)創(chuàng)建智慧校園生活平臺(tái)，將數(shù)據(jù)資源整合，為教師與學(xué)生提供豐富的教學(xué)和學(xué)習(xí)資源，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)幫助數(shù)據(jù)使用者挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用下，人們可通過校園平臺(tái)進(jìn)行溝通交流，教師能夠在智慧校園平臺(tái)中對(duì)學(xué)生展開作業(yè)指導(dǎo)和心理輔導(dǎo)，維護(hù)學(xué)生心理健康。教師每天在平臺(tái)布置作業(yè)，學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)中搜集資料，結(jié)合教材內(nèi)容完成作業(yè)，通過智慧校園平臺(tái)提交作業(yè)。此外，在學(xué)校食堂、游泳館、自習(xí)室和圖書館等區(qū)域應(yīng)用智慧校園平臺(tái)，通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)對(duì)各個(gè)區(qū)域的使用情況加以分析，每個(gè)學(xué)生在入學(xué)時(shí)有一張校園一卡通，卡內(nèi)記錄學(xué)生的身份信息，學(xué)生前往每一個(gè)地點(diǎn)都要刷卡，卡中的信息被智慧校園平臺(tái)收集，并完成分析與處理。依靠技術(shù)優(yōu)勢，智慧校園平臺(tái)可了解每日各個(gè)區(qū)域?qū)W生流量情況，從而優(yōu)化資源配置，為學(xué)生做好學(xué)習(xí)與生活安排，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

平臺(tái)建設(shè)時(shí)不僅需要以大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，還應(yīng)將Web 技術(shù)和FTP 技術(shù)用于其中，應(yīng)用OA 系統(tǒng)加快智慧校園建設(shè)進(jìn)程。為智慧校園建立云計(jì)算數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)的統(tǒng)一規(guī)劃，對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重新塑造，為智慧校園信息化系統(tǒng)提供軟件與硬件支持。校園內(nèi)學(xué)生與教師數(shù)量眾多，以往的信息存儲(chǔ)方式無法滿足日益增長的信息需求，云計(jì)算技術(shù)對(duì)校園信息管理系統(tǒng)進(jìn)行改造，數(shù)據(jù)信息可在云平臺(tái)中存儲(chǔ)，減輕了以往硬件投入的高成本負(fù)擔(dān)。服務(wù)器可以在云端直接部署，學(xué)校向第三方租借云平臺(tái)，第三方為智慧校園建設(shè)提供云服務(wù)，在改善信息系統(tǒng)工作性能的同時(shí)，為智慧校園其他業(yè)務(wù)的開展提供可靠服務(wù)。第三方對(duì)云平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，降低了學(xué)校運(yùn)維成本。三層分離機(jī)構(gòu)之下，校園網(wǎng)、接入層與匯聚層為智慧校園搭建了第三層、第二層網(wǎng)絡(luò)。智慧校園平臺(tái)升級(jí)時(shí)，只需升級(jí)第三層網(wǎng)絡(luò)即可。除此之外，智慧校園平臺(tái)中建立了校園網(wǎng)、信息管理平臺(tái)、校企合作平臺(tái)、數(shù)據(jù)智能分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了原有校園平臺(tái)功能的豐富與強(qiáng)化。

某地學(xué)校與移動(dòng)公司簽署了5G 智慧校園戰(zhàn)略合作協(xié)議，以5G 技術(shù)為基礎(chǔ)推進(jìn)學(xué)校教學(xué)方式改革，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新，為各地高校建設(shè)智慧校園打造樣板工程。為充分發(fā)揮5G 網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢，學(xué)校與移動(dòng)公司合作為智慧校園打造智能學(xué)習(xí)環(huán)境，探索大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的應(yīng)用，推進(jìn)校園信息化進(jìn)程。同時(shí)，學(xué)校智慧校園建設(shè)將4K 高清直播課堂、虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)作為重點(diǎn)探索內(nèi)容，推動(dòng)教學(xué)方式的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的高效共享，優(yōu)化校園管理。隨著5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用，未來智慧校園建設(shè)將會(huì)全方面應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的協(xié)調(diào)合作。

（三）監(jiān)督校園管理

校園管理需要依靠學(xué)校管理者、教師和學(xué)生彼此間的高效合作，以此實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)打造智慧校園，應(yīng)拉近三方關(guān)系，讓廣大學(xué)生群體參與到校園管理工作中，發(fā)揮學(xué)生的監(jiān)督作用，以便學(xué)生對(duì)學(xué)校日常管理工作有所了解，掌握學(xué)校當(dāng)前教育教學(xué)動(dòng)態(tài)。為了加大對(duì)智慧校園的監(jiān)督與管理力度，某學(xué)校在校園門口、學(xué)生宿舍門口、教學(xué)樓門口設(shè)置了“人臉識(shí)別”系統(tǒng)，學(xué)生經(jīng)過時(shí)，系統(tǒng)可快速甄別學(xué)生身份。如其他人進(jìn)入宿舍樓時(shí)，宿舍管理者能夠收到系統(tǒng)發(fā)來的預(yù)警通知，并通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)找到該人的具體位置。此外，智慧校園為學(xué)校提供了門禁刷卡、多場景消費(fèi)等服務(wù)，學(xué)生可使用校園一卡通在學(xué)校食堂、校園超市等地消費(fèi)，無須使用現(xiàn)金。

騰訊智慧校園建立了信息安全防護(hù)體系，可屏蔽校外干擾。智慧校園平臺(tái)的建設(shè)豐富了學(xué)生的課余生活，平臺(tái)支持失物招領(lǐng)、移動(dòng)食堂、移動(dòng)保修、校園地圖、跳蚤市場、車票查詢、熱點(diǎn)新聞等服務(wù)，學(xué)生登錄校園平臺(tái)可了解與學(xué)校有關(guān)的最新資訊，可查詢假期回家與返程的火車票與飛機(jī)票。線上跳蚤市場拉近了學(xué)生與學(xué)生之間的距離，改變了以往跳蚤市場的運(yùn)行方式，學(xué)生將自己的閑置物品發(fā)布在平臺(tái)上，或?qū)]用過的教材輔導(dǎo)資料轉(zhuǎn)賣給其他人。智慧化自習(xí)室的建設(shè)，學(xué)生使用手機(jī)在智慧校園App 客戶端查詢自習(xí)室內(nèi)當(dāng)前空余座位，對(duì)自習(xí)室進(jìn)行座位預(yù)約，這些都有效地提高學(xué)習(xí)效率。智慧校園平臺(tái)為學(xué)生打造了校園朋友圈，學(xué)生可將今日發(fā)生的趣事以帖子的形式發(fā)布，其他人觀看后進(jìn)行評(píng)論，相互交流，幫助學(xué)生找到與自己志同道合的好友，為學(xué)生營造和諧的校園氛圍，使學(xué)生深刻體會(huì)到大學(xué)的美好生活。

（四）構(gòu)建智慧圖書館

面對(duì)日益發(fā)展的社會(huì)形勢，紙質(zhì)圖書館的管理存在著一系列的問題，構(gòu)建高效、便捷、靈敏以及整合的智慧圖書館，是數(shù)字化和智能化發(fā)展過程中對(duì)圖書館提出的新要求。智慧圖書館是一個(gè)無人值守并由讀者自助借還書的自助閱覽室，這是一種新型智能圖書館，集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等為一體的自助服務(wù)平臺(tái)。為學(xué)生構(gòu)建智慧型圖書館能夠改進(jìn)以往圖書館管理模式和服務(wù)方式，提高管理水平，學(xué)生在智慧型圖書館中快速檢索書目信息，提高圖書借閱效率。圖書館會(huì)為學(xué)生和教師提供身份識(shí)別卡，即校園一卡通，卡內(nèi)有著身份信息和圖書借閱信息，人們使用身份識(shí)別卡在圖書館門口完成身份認(rèn)證。認(rèn)證通過后，學(xué)生可直接來到圖書館內(nèi)部的書庫，使用計(jì)算機(jī)輸入專業(yè)或書目名稱，按照計(jì)算機(jī)檢索結(jié)果提示來到相應(yīng)的書架找到圖書。如果在檢索圖書時(shí)，發(fā)現(xiàn)書已經(jīng)被他人借走，但圖書檢索結(jié)果后面也會(huì)標(biāo)志著借閱與應(yīng)歸還時(shí)間，學(xué)生可等待圖書被歸還，歸還日當(dāng)天再來借閱圖書。智慧校園圖書館應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立手機(jī)App，學(xué)生登錄App 后將需要的圖書信息綁定，書被歸還的同時(shí)，智慧圖書館管理系統(tǒng)就會(huì)向?qū)W生App 端發(fā)出提示，方便學(xué)生前來借閱書籍。

過去學(xué)生借閱圖書時(shí)，圖書館管理者會(huì)向?qū)W生收取一部分押金。智慧圖書館的建立推動(dòng)了數(shù)字化圖書館的形成，應(yīng)用數(shù)字處理和存儲(chǔ)技術(shù)將圖書信息存儲(chǔ)于系統(tǒng)，為圖書館建立分布式系統(tǒng)，通過存儲(chǔ)、查閱、傳播圖書資源實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的共享和利用。對(duì)于智慧型圖書館來說，大數(shù)據(jù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用屬于管理手段，但內(nèi)部包含了數(shù)字圖書館、云計(jì)算平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)多個(gè)部分，圖書使用者和圖書資源實(shí)現(xiàn)平臺(tái)共享、無人化管理，減輕圖書管理者工作負(fù)擔(dān)，為學(xué)校師生提供智慧化服務(wù)。智慧圖書館中的數(shù)據(jù)資源由圖書館數(shù)據(jù)庫、多媒體資源和網(wǎng)頁信息整合形成，視頻與音頻設(shè)備在智慧校園的幫助下完成智能化管理，學(xué)生可根據(jù)設(shè)備剩余數(shù)量使用，優(yōu)化圖書館硬件資源的配置，做好硬件設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)與智能管理。依靠智慧校園平臺(tái)進(jìn)行圖書檔案管理，主要分為檔案借閱與檔案管理兩方面。檔案借閱中包含“我借閱的”“檔案借閱”“借閱審核”“歸還審核”“借閱記錄”幾項(xiàng)內(nèi)容；檔案管理中包含“待歸檔管理”“檔案管理”“案卷管理”“檔案室管理”幾方面，有效提高了圖書館檔案管理工作效率。

四、結(jié)語

大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，智慧校園已成為校園管理模式創(chuàng)新的發(fā)展趨勢，為教師與學(xué)生提供便捷服務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的整合，提高資源利用效率。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建教學(xué)智慧平臺(tái)，建設(shè)信息化智慧校園，監(jiān)督校園管理，為師生構(gòu)建智慧圖書館，營造良好的教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境。