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从数字化校园到智慧校园建设的思考与探索

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  摘  要: 目前,许多高校正在从数字校园向智慧校园转型。文章从智慧校园与数字校园的区别,以及如何理解智慧校园及其建设目标出发,分析了智慧校园的技术框架及其数据处理过程,结合青岛职业技术学院在基础设施建设、数据标准规范和安全体系统一、信息技术与教学研管深度结合、大数据分析和智慧决策等方面的建设情况提出了一个解决方案。
  关键词: 智慧校园; 技术框架; 数据处理; 大数据
  中图分类号:G203          文献标志码:A     文章编号: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
  隨着信息技术的发展,教育信息化在高校得到了高度重视。高校智慧校园的应用正在不同程度的建设和部署,而各高校选择的建设模式不尽相同。不同的建设模式各有优缺点,学校根据自身需求找到适合的模式并据此做好顶层设计是关键。以青岛职业技术学院为例,已建设了CRP(从广州一所学校引入的包含教务、学生等综合业务办理系统)、图书管理系统、资产管理系统、校园一卡通系统、软件正版化系统、科研管理系统等。但如何做好数据标准规范、数据治理和交换,以及对数据进行分析并为学校决策提供支持等方面,各高校走出了不同的实践之路。
  本文在总结、借鉴其他高校经验的基础上,根据学院现状进行了研究和探索,提出了一个解决方案。
  1 对智慧校园建设的理解
  1.1 高校信息化发展概况
  高校信息化从二十世纪八十年代开始,经过多年建设发展,历经网络基础设施建设、业务应用系统建设和数字校园平台及应用整合建设等阶段。目前数字校园正逐渐转型成为智慧校园[1]。
  从学校层面,信息化建设也从提升管理质量转变到为师生提供便捷服务,将信息技术与教育教学深度融合作为教改、课改的重要方向。从国家层面,鼓励和要求各级各类学校发展教育信息化,特别在高校 “双一流”和高职院校“优质校”建设项目中把信息化作为支撑学校和专业发展的重要途径。
  1.2 从数字化校园到智慧校园
  数字化校园主要是对教学管理、日常办公和各项业务应用等的信息化、数字化,实现对实体校园在时间和空间上进行扩展,其重点体现在“化”,核心是系统集成和数据治理,以统一的数据标准规范为基础,实现统一身份认证和统一信息门户,消除“信息孤岛”,建设共享数据库。
  智慧校园是在数字校园基础上,运用物联网、移动互联、云计算、大数据、人工智能等新一代技术构建泛在感知、万物互联的智慧教育环境;通过融合创新发展理念、利用“互联网+”思维,打造以学习为中心、以人为本的教育信息化新形态;高度整合应用数据,实现智能分析、决策支持的智慧管理、智慧教学及智慧化服务[2]。
  1.3 智慧校园的建设目标
  教育教学改革是教育事业永恒不变的主题,教育信息化给教育将带来革命性的影响。智慧校园建设就是要深入落实“信息技术与教育教学深度融合”的改革措施,广泛开展智慧化人才培养、智慧化科学研究、智慧化社会服务[3],努力建成“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型校园,实现对传统教育的“革命”。
  2 智慧校园框架结构及数据处理
  数字校园依据数据标准规范对各业务系统整合,实现数据共享;而智慧校园顶层设计必须严格遵循数据标准和网络安全防范体系要求。智慧校园中数据采集从数字校园时期的以人工录入为主转变为以智能感知为主、人工采集为辅;智慧校园的核心也从数字校园时期的业务实现为主转变成数据处理,通过对数据分类分主题汇总以便数据分析,进而提供数据服务。
  ⑴ 状态感知及数据获取
  随着物联网技术的发展,智能传感设备广泛应用在校园智慧教室、节能减排、环境监测、资产监管等方面,实现对能源、设备设施及环境状态的全面感知。校园一卡通、门禁、签到、WIFI定位等应用获取到师生生活、工作数据,绘制校园活动轨迹。图书借阅情况,网络教学平台师生交互、练习及作业完成情况等数据反映了学生学习行为情况。包括人员、部门、课程、教室等的基本信息和业务数据则主要通过人工录入业务系统及通过系统流转产生。   ⑵ 网络通信及数据存储
  近距离数据传输通过BLE、ZigBee、6LoWPAN等低功率、低速率通信协议组建的无线传感网络实现;大范围、远距离数据传输通过3G/4G、IPv4、IPv6、WIFI等移动、互联网通信技术保障。所有数据必须遵循制定完善的数据标准规范,各个业务系统的数据要进行数据治理和提升数据质量,方可进入数据中心。同时要建立数据交换及监控管理平台,做好数据服务的应用及监管等[4]。
  ⑶ 云计算和大数据分析
  云计算是将分布式计算资源、存储资源、网络资源和应用资源等采用虚拟化方式实现高效、透明、可靠的IaaS服务、PaaS服务、SaaS服务,为智慧校园业务应用和大数据处理提供随需的虚拟计算资源环境[5]。借助云计算技术,大数据分析通过对海量结构化、半结构化和非结构化数据进行辨析、抽取和清洗等操作,并进行深度挖掘和分析,为学校了解学生学习状况和生活行为、为教师分析教学质量及为学校制定政策和决策提供科学依据,更好地服务智慧教育、教学和管理决策[2]。
  3 智慧校园在高职院校的应用实践
  高职院校的核心任务是高技能创新性人才培养,目标是服务地方经济和产业发展,同时承担为社会服务责任和为中小微企业提供应用技术开发服务任务。青岛职业技术学院在智慧校园建设中密切结合其主要职能,从以下几个方面进行了尝试。
  3.1 完善校园信息化基础设施环境
  采用扁平化结构升级改造校园网络,部署IPv4和IPv6双协议栈,应用SDN技术来简化部署和降低维护工作的难度。采用802.11ac标准建设无线网络,实现校园无缝覆盖,基于IPv6/6LoWPAN、ZigBee、BLE等协议建设无线传感器网络。通过在核心交换机部署策略实现物联网、有线网、无线网等的统一管理和控制,为智慧校园应用提供高速、稳定的网络基础设施环境。采用软件定义数据中心,实现计算资源、存储资源、网络资源的虚拟池化,为智慧校园平台及应用提供按需计算资源环境。从物理安全、网络安全、主机安全、数据安全、应用安全方面对基础设施进行安全防护[6], 为智慧校园建设保驾护航。
  3.2 统一标准和规范,服务智慧校园平台及应用
  制定智慧校园统一数据标准和安全防范体系,形成校园身份识别、数据统一管理、应用开发等一系列基础平台。打破以部门为界限的传统系统应用建设方式,按功能,如:教学、人事、学工、科研等划分业务域,通过全面梳理各个业务域的业务流程和数据模型,实现跨部门的、面向服务和业务的应用建设。建设统一信息門户,为教师提供从招聘、入职、晋升、竞聘、到离校等全生命周期的一站式服务, 为学生提供从迎新、注册报到、到在校期间的奖惩助学贷、到毕业、离校等全生命周期的一站式服务。服务体现“碎片化”设计思路,一个应用完成一个事务,适配PC和移动终端,移动端应用对接企业微信和APP,提供智能化、个性化服务,提升智慧校园用户体验[7]。
  3.3 推进信息技术与教学研管深度融合
  开展线上线下混合式教学改革,构建人人互通的网络教学空间,推进优质专业教学资源信息化转化,搭建优质专业教学资源库平台。实施基于大数据的教学质量诊断改进计划,开展以学生为主体的智慧化教学,为学生培养提供个性化选择。开展智慧化科研和社会服务,加强科研协作,提高科研水平与效率,促进科技成果转化。开展智慧文化教育,传承、创新文化理念,利用信息化手段建设校园文化环境,提升文化育人水平。优化、再造或创新管理服务流程,实现协同式办公,挖掘、分析流程业务数据,实现管理智慧化[8]。
  3.4 实施校园大数据集成和分析,实现智慧决策
  将校园各业务系统信息,如智慧教室采集数据、一卡通消费记录、网络教学平台登录及学习记录、上网行为记录、校内WIFI定位的行动轨迹记录等纳入数据仓库,构建数据分析平台。设计校园情况、教工情况、学生情况、科研情况、就业情况等多个类别主题分析模型,智能比对历史数据进行趋势分析,呈现规律和问题,形成以数据为核心的层次化决策支持体系。支撑对教学过程、校园生活的精细管理,并科学预测、合理干预,对舆情的监控及预警等,促进教学质量提升,助力学生成长。
  4 结束语
  智慧校园已成为高校教育信息化发展的一个必然趋势。文章结合青岛职业技术学院以IT基础设施建设为基本,以数据标准规范和信息安全体系为基准,深度融合信息技术与教学、科研、管理、服务,将各业务系统产生的数据分类汇总实现大数据分析并支持智慧决策的智慧校园建设经验给出了一个解决方案。青岛职业技术学院坚持走以教育信息化实现教育现代化之路,已初步建成的智慧校园为学院智能、高效、绿色、平安校园建设提供了保障。当然,各个学校因办学理念、信息化基础、发展规划等方面的差异而对智慧校园的理解存在差异,但该方案在智慧校园基本框架建设上仍具有一定的实际引导意义。
  参考文献(References):
  [1] 蒋东兴,付小龙等.高校智慧校园技术参考模型设计[J].中国电化教育,2016.9:108-114
  [2] 刘邦奇,孙曙辉.智慧校园的融合发展和技术实现[J].现代教育技术,2018.1(28):73-79
  [3] 蒋东兴,付小龙等.大数据背景下的智慧校园建设探讨[J].华东师范大学学报(自然科学版),2015.3:119-126
  [4] 宓咏,赵泽宇.大数据创新智慧校园服务[J].中国教育信息化,2013.24:3-7
  [5] 云计算.维基百科.https://zh.wikipedia.org/wiki/,2018.12.
  [6] 黄晔华.慧校园云平台安全防护设计及研究[J].淮南职业技术学院学报,2018.5:67-68
  [7] 李引.基于企业微信端的智慧校园服务平台的研究与实现[J].现代信息科技,2018.12:119-121
  [8] 骆源喜.校信息化智慧校园设计规划研究[J].福建电脑,2018.11:96-98
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