從數(shù)字化校園到智慧校園建設(shè)的思考與探索

王世鋒

摘? 要： 目前，許多高校正在從數(shù)字校園向智慧校園轉(zhuǎn)型。文章從智慧校園與數(shù)字校園的區(qū)別，以及如何理解智慧校園及其建設(shè)目標(biāo)出發(fā)，分析了智慧校園的技術(shù)框架及其數(shù)據(jù)處理過(guò)程，結(jié)合青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全體系統(tǒng)一、信息技術(shù)與教學(xué)研管深度結(jié)合、大數(shù)據(jù)分析和智慧決策等方面的建設(shè)情況提出了一個(gè)解決方案。

關(guān)鍵詞： 智慧校園; 技術(shù)框架; 數(shù)據(jù)處理; 大數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：G203? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2019）05-97-03

Abstract： At present， a lot of colleges are transforming from digital campus to wisdom campus. Starting from the difference between wisdom campus and digital campus， and the understanding of wisdom campus and its construction goal， this paper analyzes the technical framework and data processing process of wisdom campus， and puts forward a solution by combining with the construction situation of Qingdao Technical College in the aspects of the construction of infrastructure， the unification of data standard specification and security system， the deep integration of information technology with management of teaching and research， and the big data analysis and smart decision-making， and so on.

Key words： wisdom campus; technical framework; data processing; big data

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育信息化在高校得到了高度重視。高校智慧校園的應(yīng)用正在不同程度的建設(shè)和部署，而各高校選擇的建設(shè)模式不盡相同。不同的建設(shè)模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，學(xué)校根據(jù)自身需求找到適合的模式并據(jù)此做好頂層設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。以青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，已建設(shè)了CRP（從廣州一所學(xué)校引入的包含教務(wù)、學(xué)生等綜合業(yè)務(wù)辦理系統(tǒng)）、圖書管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、校園一卡通系統(tǒng)、軟件正版化系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)等。但如何做好數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)治理和交換，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并為學(xué)校決策提供支持等方面，各高校走出了不同的實(shí)踐之路。

本文在總結(jié)、借鑒其他高校經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)院現(xiàn)狀進(jìn)行了研究和探索，提出了一個(gè)解決方案。

1 對(duì)智慧校園建設(shè)的理解

1.1 高校信息化發(fā)展概況

高校信息化從二十世紀(jì)八十年代開始，經(jīng)過(guò)多年建設(shè)發(fā)展，歷經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)和數(shù)字校園平臺(tái)及應(yīng)用整合建設(shè)等階段。目前數(shù)字校園正逐漸轉(zhuǎn)型成為智慧校園[1]。

從學(xué)校層面，信息化建設(shè)也從提升管理質(zhì)量轉(zhuǎn)變到為師生提供便捷服務(wù)，將信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合作為教改、課改的重要方向。從國(guó)家層面，鼓勵(lì)和要求各級(jí)各類學(xué)校發(fā)展教育信息化，特別在高校 “雙一流”和高職院?！皟?yōu)質(zhì)?！苯ㄔO(shè)項(xiàng)目中把信息化作為支撐學(xué)校和專業(yè)發(fā)展的重要途徑。

1.2 從數(shù)字化校園到智慧校園

數(shù)字化校園主要是對(duì)教學(xué)管理、日常辦公和各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用等的信息化、數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體校園在時(shí)間和空間上進(jìn)行擴(kuò)展，其重點(diǎn)體現(xiàn)在“化”，核心是系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)治理，以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一身份認(rèn)證和統(tǒng)一信息門戶，消除“信息孤島”，建設(shè)共享數(shù)據(jù)庫(kù)。

智慧校園是在數(shù)字校園基礎(chǔ)上，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代技術(shù)構(gòu)建泛在感知、萬(wàn)物互聯(lián)的智慧教育環(huán)境;通過(guò)融合創(chuàng)新發(fā)展理念、利用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，打造以學(xué)習(xí)為中心、以人為本的教育信息化新形態(tài);高度整合應(yīng)用數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能分析、決策支持的智慧管理、智慧教學(xué)及智慧化服務(wù)[2]。

1.3 智慧校園的建設(shè)目標(biāo)

教育教學(xué)改革是教育事業(yè)永恒不變的主題，教育信息化給教育將帶來(lái)革命性的影響。智慧校園建設(shè)就是要深入落實(shí)“信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合”的改革措施，廣泛開展智慧化人才培養(yǎng)、智慧化科學(xué)研究、智慧化社會(huì)服務(wù)[3]，努力建成“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習(xí)型校園，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)教育的“革命”。

2 智慧校園框架結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)處理

數(shù)字校園依據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;而智慧校園頂層設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)安全防范體系要求。智慧校園中數(shù)據(jù)采集從數(shù)字校園時(shí)期的以人工錄入為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾悄芨兄獮橹?、人工采集為輔;智慧校園的核心也從數(shù)字校園時(shí)期的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)為主轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)處理，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分類分主題匯總以便數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

⑴ 狀態(tài)感知及數(shù)據(jù)獲取

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能傳感設(shè)備廣泛應(yīng)用在校園智慧教室、節(jié)能減排、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)監(jiān)管等方面，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源、設(shè)備設(shè)施及環(huán)境狀態(tài)的全面感知。校園一卡通、門禁、簽到、WIFI定位等應(yīng)用獲取到師生生活、工作數(shù)據(jù)，繪制校園活動(dòng)軌跡。圖書借閱情況，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)師生交互、練習(xí)及作業(yè)完成情況等數(shù)據(jù)反映了學(xué)生學(xué)習(xí)行為情況。包括人員、部門、課程、教室等的基本信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)則主要通過(guò)人工錄入業(yè)務(wù)系統(tǒng)及通過(guò)系統(tǒng)流轉(zhuǎn)產(chǎn)生。

⑵ 網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

近距離數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)BLE、ZigBee、6LoWPAN等低功率、低速率通信協(xié)議組建的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn);大范圍、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)3G/4G、IPv4、IPv6、WIFI等移動(dòng)、互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)保障。所有數(shù)據(jù)必須遵循制定完善的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)據(jù)治理和提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，方可進(jìn)入數(shù)據(jù)中心。同時(shí)要建立數(shù)據(jù)交換及監(jiān)控管理平臺(tái)，做好數(shù)據(jù)服務(wù)的應(yīng)用及監(jiān)管等[4]。

⑶ 云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析

云計(jì)算是將分布式計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源和應(yīng)用資源等采用虛擬化方式實(shí)現(xiàn)高效、透明、可靠的IaaS服務(wù)、PaaS服務(wù)、SaaS服務(wù)，為智慧校園業(yè)務(wù)應(yīng)用和大數(shù)據(jù)處理提供隨需的虛擬計(jì)算資源環(huán)境[5]。借助云計(jì)算技術(shù)，大數(shù)據(jù)分析通過(guò)對(duì)海量結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行辨析、抽取和清洗等操作，并進(jìn)行深度挖掘和分析，為學(xué)校了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況和生活行為、為教師分析教學(xué)質(zhì)量及為學(xué)校制定政策和決策提供科學(xué)依據(jù)，更好地服務(wù)智慧教育、教學(xué)和管理決策[2]。

3 智慧校園在高職院校的應(yīng)用實(shí)踐

高職院校的核心任務(wù)是高技能創(chuàng)新性人才培養(yǎng)，目標(biāo)是服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)承擔(dān)為社會(huì)服務(wù)責(zé)任和為中小微企業(yè)提供應(yīng)用技術(shù)開發(fā)服務(wù)任務(wù)。青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院在智慧校園建設(shè)中密切結(jié)合其主要職能，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了嘗試。

3.1 完善校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境

采用扁平化結(jié)構(gòu)升級(jí)改造校園網(wǎng)絡(luò)，部署IPv4和IPv6雙協(xié)議棧，應(yīng)用SDN技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化部署和降低維護(hù)工作的難度。采用802.11ac標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)校園無(wú)縫覆蓋，基于IPv6/6LoWPAN、ZigBee、BLE等協(xié)議建設(shè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)在核心交換機(jī)部署策略實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、有線網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)等的統(tǒng)一管理和控制，為智慧校園應(yīng)用提供高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境。采用軟件定義數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬池化，為智慧校園平臺(tái)及應(yīng)用提供按需計(jì)算資源環(huán)境。從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全方面對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行安全防護(hù)[6]， 為智慧校園建設(shè)保駕護(hù)航。

3.2 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，服務(wù)智慧校園平臺(tái)及應(yīng)用

制定智慧校園統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和安全防范體系，形成校園身份識(shí)別、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、應(yīng)用開發(fā)等一系列基礎(chǔ)平臺(tái)。打破以部門為界限的傳統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用建設(shè)方式，按功能，如：教學(xué)、人事、學(xué)工、科研等劃分業(yè)務(wù)域，通過(guò)全面梳理各個(gè)業(yè)務(wù)域的業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)跨部門的、面向服務(wù)和業(yè)務(wù)的應(yīng)用建設(shè)。建設(shè)統(tǒng)一信息門戶，為教師提供從招聘、入職、晉升、競(jìng)聘、到離校等全生命周期的一站式服務(wù)， 為學(xué)生提供從迎新、注冊(cè)報(bào)到、到在校期間的獎(jiǎng)懲助學(xué)貸、到畢業(yè)、離校等全生命周期的一站式服務(wù)。服務(wù)體現(xiàn)“碎片化”設(shè)計(jì)思路，一個(gè)應(yīng)用完成一個(gè)事務(wù)，適配PC和移動(dòng)終端，移動(dòng)端應(yīng)用對(duì)接企業(yè)微信和APP，提供智能化、個(gè)性化服務(wù)，提升智慧校園用戶體驗(yàn)[7]。

3.3 推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)研管深度融合

開展線上線下混合式教學(xué)改革，構(gòu)建人人互通的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)專業(yè)教學(xué)資源信息化轉(zhuǎn)化，搭建優(yōu)質(zhì)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)。實(shí)施基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)質(zhì)量診斷改進(jìn)計(jì)劃，開展以學(xué)生為主體的智慧化教學(xué)，為學(xué)生培養(yǎng)提供個(gè)性化選擇。開展智慧化科研和社會(huì)服務(wù)，加強(qiáng)科研協(xié)作，提高科研水平與效率，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化。開展智慧文化教育，傳承、創(chuàng)新文化理念，利用信息化手段建設(shè)校園文化環(huán)境，提升文化育人水平。優(yōu)化、再造或創(chuàng)新管理服務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)協(xié)同式辦公，挖掘、分析流程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)管理智慧化[8]。

3.4 實(shí)施校園大數(shù)據(jù)集成和分析，實(shí)現(xiàn)智慧決策

將校園各業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息，如智慧教室采集數(shù)據(jù)、一卡通消費(fèi)記錄、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)登錄及學(xué)習(xí)記錄、上網(wǎng)行為記錄、校內(nèi)WIFI定位的行動(dòng)軌跡記錄等納入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。設(shè)計(jì)校園情況、教工情況、學(xué)生情況、科研情況、就業(yè)情況等多個(gè)類別主題分析模型，智能比對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析，呈現(xiàn)規(guī)律和問(wèn)題，形成以數(shù)據(jù)為核心的層次化決策支持體系。支撐對(duì)教學(xué)過(guò)程、校園生活的精細(xì)管理，并科學(xué)預(yù)測(cè)、合理干預(yù)，對(duì)輿情的監(jiān)控及預(yù)警等，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升，助力學(xué)生成長(zhǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

智慧校園已成為高校教育信息化發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。文章結(jié)合青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院以IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為基本，以數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和信息安全體系為基準(zhǔn)，深度融合信息技術(shù)與教學(xué)、科研、管理、服務(wù)，將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分類匯總實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析并支持智慧決策的智慧校園建設(shè)經(jīng)驗(yàn)給出了一個(gè)解決方案。青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院堅(jiān)持走以教育信息化實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化之路，已初步建成的智慧校園為學(xué)院智能、高效、綠色、平安校園建設(shè)提供了保障。當(dāng)然，各個(gè)學(xué)校因辦學(xué)理念、信息化基礎(chǔ)、發(fā)展規(guī)劃等方面的差異而對(duì)智慧校園的理解存在差異，但該方案在智慧校園基本框架建設(shè)上仍具有一定的實(shí)際引導(dǎo)意義。

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