大數(shù)據(jù)背景下的智慧校園建設(shè)策略研究

呂艷峰

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；校園；優(yōu)勢；策略

1概述

1.1大數(shù)據(jù)技術(shù)

在信息時代，每天都在產(chǎn)生海量的大數(shù)據(jù)，我們主要利用算法對事件進(jìn)行分析。其次，日常對數(shù)據(jù)挖掘和采集、存儲、處理后，找出規(guī)律和共性，使數(shù)據(jù)信息達(dá)到智能化效果，為用戶提供決策依據(jù)。當(dāng)前，大數(shù)據(jù)主要包含數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)安全等[1]。

1.2智慧校園

智慧校園主要指以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用信息技術(shù)，將校園內(nèi)各種生活、事務(wù)應(yīng)用場景等充分融合，實現(xiàn)信息化辦公和信息化教學(xué)[2]。

1.3大數(shù)據(jù)背景下的智慧校園

在大數(shù)據(jù)背景下，高校對云計算、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)進(jìn)行廣泛使用，使校園的信息化慢慢地走向智慧化，尤其是現(xiàn)在高校處于建設(shè)的轉(zhuǎn)型過渡時期。智慧校園建設(shè)的主要目的之一就是構(gòu)建信息化平臺。數(shù)字校園和智慧校園不同之處在于，信息效率和快捷性等方面。智慧校園需要通過網(wǎng)絡(luò)智能終端、智能設(shè)備以及大量的信息處理的系統(tǒng)，將更加有價值的信息從海量數(shù)據(jù)中提取出來，對有效的信息進(jìn)行獲取和存儲，并利用相關(guān)工具對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，最終將存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律性的整合以及應(yīng)用[3]。

2智慧校園的基本特征以及優(yōu)勢

在現(xiàn)有的數(shù)字校園平臺上，智慧校園平臺將其相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取和分析，為進(jìn)一步了解校園的環(huán)境和生活學(xué)習(xí)提供技術(shù)支持。智慧校園的另外一個優(yōu)勢是在師生的學(xué)習(xí)與生活中，將線下相關(guān)課程知識以及教學(xué)過程慢慢轉(zhuǎn)移到線上，為師生提供更加高效、便捷的服務(wù)[4]。

3智慧校園建設(shè)策略

3.1加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

在智慧校園建設(shè)中，基礎(chǔ)設(shè)施是最重要的硬件資源。在當(dāng)前教育信息化不斷推進(jìn)的大環(huán)境下，大部分高校的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)無法充分滿足教學(xué)、管理、服務(wù)等需求。因此，必須對高校的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)，具體可以從以下幾個方面著手：第一，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是基礎(chǔ)設(shè)施中最為基礎(chǔ)的一環(huán)，是后續(xù)智慧校園平臺建設(shè)的基石。各高校應(yīng)根據(jù)自身需要和實際情況，對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系做進(jìn)一步完善，使信息資源的獲取能夠突破時間和地域的限制，為師生提供便利。第二，需要加大學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)力度，主要通過融合各種信息化設(shè)備，如實驗室、后勤設(shè)備以及水電等進(jìn)行互聯(lián)互通。第三，需要重視智慧校園建設(shè)，實驗室和教室為學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的主要場所，為此，需要教師在具體教學(xué)和科研上提供技術(shù)支持。因此，必須克服信息管理碎片化、資源管理分散化等問題，利用各種新技術(shù)，讓師生的學(xué)習(xí)和教學(xué)環(huán)境更加智能化以及具有開放性。

3.2智慧校園建設(shè)目標(biāo)與框架

智慧校園的建設(shè)應(yīng)依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合云計算、物聯(lián)網(wǎng)等，以校園網(wǎng)和數(shù)字校園為基礎(chǔ)，以個性化服務(wù)為理念，嚴(yán)格遵循以人為本的原則進(jìn)行建設(shè)。比如，在校園安全方面，應(yīng)通過連接校園公共的監(jiān)控設(shè)備，加大對網(wǎng)絡(luò)空間以及校內(nèi)和周邊環(huán)境、隱蔽校園位置的實時監(jiān)控，以確保校園安全。在這些監(jiān)控范圍內(nèi)，傳感器應(yīng)具有自動獲取校園環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)的功能，對具體監(jiān)測目標(biāo)進(jìn)行設(shè)定后，做到對危險的自動識別。

在大數(shù)據(jù)背景下，智慧校園建設(shè)框架主要分為四層。第一層為感知層，即依托RFID，WSN，IPCam等技術(shù)實現(xiàn)對校園環(huán)境、學(xué)習(xí)活動等相關(guān)數(shù)據(jù)的實時獲取，從而保證對校園各種設(shè)備工作狀態(tài)的全面監(jiān)測。第二層為網(wǎng)絡(luò)層，只有借助互聯(lián)網(wǎng)，綜合智慧校園采集到的各種信息數(shù)據(jù)才能滿足高覆蓋信號傳輸?shù)男枨?，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)源頭。第三層為數(shù)據(jù)層，即借助各種技術(shù)，如數(shù)據(jù)分析、云計算平臺等，綜合分析處理包含校園環(huán)境等信息在內(nèi)的各種信息。第四層為應(yīng)用層，主要作用是利用分析到的數(shù)據(jù)結(jié)果，為師生各類行為和決策提供依據(jù)，提供智慧化決策和管理，使校園管理機(jī)制逐漸智能化、高效化。

4智慧校園的結(jié)構(gòu)及構(gòu)建技術(shù)

4.1智慧校園的結(jié)構(gòu)

智慧校園需要以大數(shù)據(jù)為核心技術(shù)，達(dá)到物理空間和數(shù)字空間的融合，從而構(gòu)建一個個性化、交互的智慧化平臺。在此基礎(chǔ)上，需要開展對高校各項業(yè)務(wù)的應(yīng)用研究。

對于智慧校園平臺而言，主要包含感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、大數(shù)據(jù)層、智慧校園的應(yīng)用層、自適應(yīng)交互平臺、支撐保障體系等。感知層，主要采用各種感應(yīng)技術(shù)和感應(yīng)設(shè)備收集有效數(shù)據(jù)，為智慧校園平臺構(gòu)建提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)通信層是指網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，該技術(shù)能夠有效地傳輸數(shù)據(jù)，為智慧校園構(gòu)建提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)層則是智慧校園的核心，為智慧校園的構(gòu)建提供堅實的基礎(chǔ)，在相關(guān)數(shù)據(jù)存儲以及計算、數(shù)據(jù)的分析等方面至關(guān)重要。同時，該層也是匯集了智慧校園信息中心的樞紐。應(yīng)用層則主要涵蓋高校各項業(yè)務(wù)應(yīng)用，是智慧校園實體化的重要體現(xiàn)，其與自適應(yīng)交互平臺一起為用戶提供高效的服務(wù)和體驗。最后是支持保障體系，它為智慧校園提供一個穩(wěn)定安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，包含物理空間和平臺運(yùn)行等方面的安全維護(hù)體系，安全保障體系也是智慧校園重要組成環(huán)節(jié)，不可或缺。

4.2智慧校園的構(gòu)建技術(shù)

在實際的智慧校園建設(shè)中，涉及的技術(shù)非常復(fù)雜，涵蓋大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、智能感知等。大數(shù)據(jù)能存儲和分析大量的數(shù)據(jù)，通過掌握數(shù)據(jù)規(guī)律，為智慧校園的構(gòu)建提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。云計算技術(shù)則讓復(fù)雜的系統(tǒng)更加簡單化，“云”上資源的共享使得相關(guān)資源實現(xiàn)了動態(tài)配置。移動互聯(lián)網(wǎng)與智能感知技術(shù)則是智慧校園建設(shè)的關(guān)鍵性技術(shù)。這也是其區(qū)別于數(shù)字校園的關(guān)鍵所在，它為智慧校園數(shù)據(jù)的獲取提供了很好的物理基礎(chǔ)。此外，數(shù)據(jù)分析可進(jìn)一步為高校的活動提供決策信息。該技術(shù)利用數(shù)據(jù)倉庫等大型數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)存儲和管理，在此基礎(chǔ)上利用相關(guān)算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果可作為師生管理主要的決策依據(jù)。

5智慧校園的應(yīng)用場景

5.1新型教學(xué)模式和人才培養(yǎng)機(jī)制

人才的培養(yǎng)屬于高校基本的任務(wù)以及目標(biāo)，疫情防控更是使線上線下一體化的模式應(yīng)運(yùn)而生。在后疫情時代，這種線上線下一體化應(yīng)用模式逐漸成為常態(tài)。高校智慧校園的建設(shè)，不僅應(yīng)引進(jìn)懂得信息化建設(shè)的技術(shù)人才，在建成后還應(yīng)注重對使用者的培養(yǎng)。比如，對于教師而言，智慧教室的建成，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式和習(xí)慣，教師更應(yīng)提高自身的信息素養(yǎng)水平，努力去適應(yīng)各種新型教學(xué)設(shè)備和工具，針對以前的教案進(jìn)行研究，在以往的教案中吸取經(jīng)驗，與最新的教學(xué)模式主動接軌，利用新型設(shè)備進(jìn)行教學(xué)模式和內(nèi)容的創(chuàng)新，以適應(yīng)新時代發(fā)展的變化。

對于學(xué)生而言，也應(yīng)該擺脫傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，積極尋找當(dāng)下的熱門新學(xué)習(xí)渠道和模式。通過微課、MOOCS、網(wǎng)絡(luò)視頻等平臺打破傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式受物理空間限制的缺陷，如智慧教室會錄下教師每一節(jié)課的教學(xué)過程，對于因病缺課或課堂上沒聽懂的學(xué)生，可利用學(xué)校的教學(xué)平臺對缺課或聽不懂的知識點(diǎn)反復(fù)學(xué)習(xí)，利用新技術(shù)的便利提高專業(yè)技能。同時，隨著AR/VR等虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，可培養(yǎng)和提高學(xué)生在教學(xué)過程中的實踐動手能力，對于如醫(yī)學(xué)生等特殊專業(yè)的學(xué)生，打破了去實地實踐的空間限制，提高了學(xué)習(xí)效率。

5.2為教學(xué)和科研提供考核依據(jù)

智慧化的考核需要先對大量教學(xué)和科研數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析。在實際的研究和教學(xué)過程中，需要使用一些工具或者設(shè)備，這些設(shè)備能夠感知且自動收集科研人員的實驗數(shù)據(jù)，包括教師在智慧教室里教學(xué)的數(shù)據(jù)和過程，如科研人員的實驗成功率，論文發(fā)表情況，教師的教學(xué)數(shù)量等。隨著采集的數(shù)據(jù)回傳到高校主數(shù)據(jù)平臺，經(jīng)過相關(guān)分析處理后可計算出每個科研和教學(xué)人員不同維度的產(chǎn)出，為后續(xù)的考核等事務(wù)提供決策依據(jù)。

5.3統(tǒng)一校內(nèi)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

以往的數(shù)字校園雖然實現(xiàn)了高校信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，但仍然有諸多弊端和不足，比如常見的數(shù)據(jù)差異、各個部門之間的不協(xié)調(diào)．工作效率不高等問題。但對智慧校園而言，有效解決了這個問題，尤其是對各個部門的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和分析，解決了各個部門之間信息不協(xié)調(diào)、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，為智慧校園提供各場景決策管理依據(jù)打下基礎(chǔ)。

5.4生活管理智慧化

智慧校園的核心之一是為師生提供便利的生活服務(wù)，如實現(xiàn)“失物招領(lǐng)”等應(yīng)用，這些應(yīng)用的建立都是順應(yīng)當(dāng)前高校的發(fā)展和實際需要。例如，校園卡門禁服務(wù)，通過追蹤每個學(xué)生每天回公寓的刷卡時間，可對其在校內(nèi)的生活軌跡有大致了解，免去了宿管查房人員每天挨個檢查房間的麻煩，只需在后臺查看，即可知曉哪位學(xué)生還沒有按時回宿舍，進(jìn)而重點(diǎn)關(guān)注，避免意外的發(fā)生。

5.5校園服務(wù)智慧化

在日常的智慧校園服務(wù)中，為了進(jìn)一步提升師生對智慧校園的認(rèn)同感，可以對與師生息息相關(guān)的各方面進(jìn)行智慧化管理。其中，首先需要對相關(guān)物理環(huán)境，如教學(xué)樓、實驗室、學(xué)校食堂等時刻監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上才能提供高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。需要對學(xué)校內(nèi)每個教室、實驗室、圖書館座位等具體點(diǎn)位的使用情況進(jìn)行認(rèn)真地采集數(shù)據(jù)、傳到平臺以及實時更新。

智慧校園的建設(shè)過程也是一個將高校里各個維度、各類數(shù)據(jù)信息資源源源不斷不斷收集、融合和分析的過程。在此過程中，校園內(nèi)部需要建設(shè)一個數(shù)據(jù)平臺，將每個業(yè)務(wù)系統(tǒng)或應(yīng)用場景的各種數(shù)據(jù)回傳到數(shù)據(jù)平臺，平臺進(jìn)行分析處理后，再將其流轉(zhuǎn)回各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，供其決策分析和管理，應(yīng)用當(dāng)前比較火熱的各類技術(shù)，可以徹底地實現(xiàn)校園管理一體化。與此同時，擴(kuò)展校外的生活和服務(wù)資源也是積極有益的，可以為師生提供更加方便優(yōu)質(zhì)的共享平臺，這也是智慧校園未來發(fā)展的趨勢。

6結(jié)束語

隨著高校信息化建設(shè)的推進(jìn)，數(shù)字校園已經(jīng)不能滿足各大高校發(fā)展的需求，高校都在逐漸由數(shù)字校園向智慧校園轉(zhuǎn)型。在大數(shù)據(jù)時代背景下，智慧校園隨著數(shù)據(jù)挖掘、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的誕生，其建設(shè)目標(biāo)、體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、建設(shè)愿景和各種應(yīng)用場景都在逐漸變得清晰明朗，多數(shù)高校都處于探索和應(yīng)用的起步階段。智慧校園通過各類技術(shù)將校內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行感知、采集、流轉(zhuǎn)、融合、分析，實現(xiàn)了高校師生生活、學(xué)習(xí)、教學(xué)的一體化。