從數字化校園到智慧校園建設的思考與探索

王世鋒

摘? 要： 目前，許多高校正在從數字校園向智慧校園轉型。文章從智慧校園與數字校園的區別，以及如何理解智慧校園及其建設目標出發，分析了智慧校園的技術框架及其數據處理過程，結合青島職業技術學院在基礎設施建設、數據標準規范和安全體系統一、信息技術與教學研管深度結合、大數據分析和智慧決策等方面的建設情況提出了一個解決方案。

關鍵詞： 智慧校園; 技術框架; 數據處理; 大數據

中圖分類號：G203? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：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

隨著信息技術的發展，教育信息化在高校得到了高度重視。高校智慧校園的應用正在不同程度的建設和部署，而各高校選擇的建設模式不盡相同。不同的建設模式各有優缺點，學校根據自身需求找到適合的模式并據此做好頂層設計是關鍵。以青島職業技術學院為例，已建設了CRP（從廣州一所學校引入的包含教務、學生等綜合業務辦理系統）、圖書管理系統、資產管理系統、校園一卡通系統、軟件正版化系統、科研管理系統等。但如何做好數據標準規范、數據治理和交換，以及對數據進行分析并為學校決策提供支持等方面，各高校走出了不同的實踐之路。

本文在總結、借鑒其他高校經驗的基礎上，根據學院現狀進行了研究和探索，提出了一個解決方案。

1 對智慧校園建設的理解

1.1 高校信息化發展概況

高校信息化從二十世紀八十年代開始，經過多年建設發展，歷經網絡基礎設施建設、業務應用系統建設和數字校園平臺及應用整合建設等階段。目前數字校園正逐漸轉型成為智慧校園[1]。

從學校層面，信息化建設也從提升管理質量轉變到為師生提供便捷服務，將信息技術與教育教學深度融合作為教改、課改的重要方向。從國家層面，鼓勵和要求各級各類學校發展教育信息化，特別在高校 “雙一流”和高職院校“優質校”建設項目中把信息化作為支撐學校和專業發展的重要途徑。

1.2 從數字化校園到智慧校園

數字化校園主要是對教學管理、日常辦公和各項業務應用等的信息化、數字化，實現對實體校園在時間和空間上進行擴展，其重點體現在“化”，核心是系統集成和數據治理，以統一的數據標準規范為基礎，實現統一身份認證和統一信息門戶，消除“信息孤島”，建設共享數據庫。

智慧校園是在數字校園基礎上，運用物聯網、移動互聯、云計算、大數據、人工智能等新一代技術構建泛在感知、萬物互聯的智慧教育環境;通過融合創新發展理念、利用“互聯網+”思維，打造以學習為中心、以人為本的教育信息化新形態;高度整合應用數據，實現智能分析、決策支持的智慧管理、智慧教學及智慧化服務[2]。

1.3 智慧校園的建設目標

教育教學改革是教育事業永恒不變的主題，教育信息化給教育將帶來革命性的影響。智慧校園建設就是要深入落實“信息技術與教育教學深度融合”的改革措施，廣泛開展智慧化人才培養、智慧化科學研究、智慧化社會服務[3]，努力建成“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型校園，實現對傳統教育的“革命”。

2 智慧校園框架結構及數據處理

數字校園依據數據標準規范對各業務系統整合，實現數據共享;而智慧校園頂層設計必須嚴格遵循數據標準和網絡安全防范體系要求。智慧校園中數據采集從數字校園時期的以人工錄入為主轉變為以智能感知為主、人工采集為輔;智慧校園的核心也從數字校園時期的業務實現為主轉變成數據處理，通過對數據分類分主題匯總以便數據分析，進而提供數據服務。

⑴ 狀態感知及數據獲取

隨著物聯網技術的發展，智能傳感設備廣泛應用在校園智慧教室、節能減排、環境監測、資產監管等方面，實現對能源、設備設施及環境狀態的全面感知。校園一卡通、門禁、簽到、WIFI定位等應用獲取到師生生活、工作數據，繪制校園活動軌跡。圖書借閱情況，網絡教學平臺師生交互、練習及作業完成情況等數據反映了學生學習行為情況。包括人員、部門、課程、教室等的基本信息和業務數據則主要通過人工錄入業務系統及通過系統流轉產生。

⑵ 網絡通信及數據存儲

近距離數據傳輸通過BLE、ZigBee、6LoWPAN等低功率、低速率通信協議組建的無線傳感網絡實現;大范圍、遠距離數據傳輸通過3G/4G、IPv4、IPv6、WIFI等移動、互聯網通信技術保障。所有數據必須遵循制定完善的數據標準規范，各個業務系統的數據要進行數據治理和提升數據質量，方可進入數據中心。同時要建立數據交換及監控管理平臺，做好數據服務的應用及監管等[4]。

⑶ 云計算和大數據分析

云計算是將分布式計算資源、存儲資源、網絡資源和應用資源等采用虛擬化方式實現高效、透明、可靠的IaaS服務、PaaS服務、SaaS服務，為智慧校園業務應用和大數據處理提供隨需的虛擬計算資源環境[5]。借助云計算技術，大數據分析通過對海量結構化、半結構化和非結構化數據進行辨析、抽取和清洗等操作，并進行深度挖掘和分析，為學校了解學生學習狀況和生活行為、為教師分析教學質量及為學校制定政策和決策提供科學依據，更好地服務智慧教育、教學和管理決策[2]。

3 智慧校園在高職院校的應用實踐

高職院校的核心任務是高技能創新性人才培養，目標是服務地方經濟和產業發展，同時承擔為社會服務責任和為中小微企業提供應用技術開發服務任務。青島職業技術學院在智慧校園建設中密切結合其主要職能，從以下幾個方面進行了嘗試。

3.1 完善校園信息化基礎設施環境

采用扁平化結構升級改造校園網絡，部署IPv4和IPv6雙協議棧，應用SDN技術來簡化部署和降低維護工作的難度。采用802.11ac標準建設無線網絡，實現校園無縫覆蓋，基于IPv6/6LoWPAN、ZigBee、BLE等協議建設無線傳感器網絡。通過在核心交換機部署策略實現物聯網、有線網、無線網等的統一管理和控制，為智慧校園應用提供高速、穩定的網絡基礎設施環境。采用軟件定義數據中心，實現計算資源、存儲資源、網絡資源的虛擬池化，為智慧校園平臺及應用提供按需計算資源環境。從物理安全、網絡安全、主機安全、數據安全、應用安全方面對基礎設施進行安全防護[6]， 為智慧校園建設保駕護航。

3.2 統一標準和規范，服務智慧校園平臺及應用

制定智慧校園統一數據標準和安全防范體系，形成校園身份識別、數據統一管理、應用開發等一系列基礎平臺。打破以部門為界限的傳統系統應用建設方式，按功能，如：教學、人事、學工、科研等劃分業務域，通過全面梳理各個業務域的業務流程和數據模型，實現跨部門的、面向服務和業務的應用建設。建設統一信息門戶，為教師提供從招聘、入職、晉升、競聘、到離校等全生命周期的一站式服務， 為學生提供從迎新、注冊報到、到在校期間的獎懲助學貸、到畢業、離校等全生命周期的一站式服務。服務體現“碎片化”設計思路，一個應用完成一個事務，適配PC和移動終端，移動端應用對接企業微信和APP，提供智能化、個性化服務，提升智慧校園用戶體驗[7]。

3.3 推進信息技術與教學研管深度融合

開展線上線下混合式教學改革，構建人人互通的網絡教學空間，推進優質專業教學資源信息化轉化，搭建優質專業教學資源庫平臺。實施基于大數據的教學質量診斷改進計劃，開展以學生為主體的智慧化教學，為學生培養提供個性化選擇。開展智慧化科研和社會服務，加強科研協作，提高科研水平與效率，促進科技成果轉化。開展智慧文化教育，傳承、創新文化理念，利用信息化手段建設校園文化環境，提升文化育人水平。優化、再造或創新管理服務流程，實現協同式辦公，挖掘、分析流程業務數據，實現管理智慧化[8]。

3.4 實施校園大數據集成和分析，實現智慧決策

將校園各業務系統信息，如智慧教室采集數據、一卡通消費記錄、網絡教學平臺登錄及學習記錄、上網行為記錄、校內WIFI定位的行動軌跡記錄等納入數據倉庫，構建數據分析平臺。設計校園情況、教工情況、學生情況、科研情況、就業情況等多個類別主題分析模型，智能比對歷史數據進行趨勢分析，呈現規律和問題，形成以數據為核心的層次化決策支持體系。支撐對教學過程、校園生活的精細管理，并科學預測、合理干預，對輿情的監控及預警等，促進教學質量提升，助力學生成長。

4 結束語

智慧校園已成為高校教育信息化發展的一個必然趨勢。文章結合青島職業技術學院以IT基礎設施建設為基本，以數據標準規范和信息安全體系為基準，深度融合信息技術與教學、科研、管理、服務，將各業務系統產生的數據分類匯總實現大數據分析并支持智慧決策的智慧校園建設經驗給出了一個解決方案。青島職業技術學院堅持走以教育信息化實現教育現代化之路，已初步建成的智慧校園為學院智能、高效、綠色、平安校園建設提供了保障。當然，各個學校因辦學理念、信息化基礎、發展規劃等方面的差異而對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上仍具有一定的實際引導意義。

參考文獻（References）：

[1] 蔣東興，付小龍等.高校智慧校園技術參考模型設計[J].中國電化教育，2016.9：108-114

[2] 劉邦奇，孫曙輝.智慧校園的融合發展和技術實現[J].現代教育技術，2018.1（28）：73-79

[3] 蔣東興，付小龍等.大數據背景下的智慧校園建設探討[J].華東師范大學學報（自然科學版），2015.3：119-126

[4] 宓詠，趙澤宇.大數據創新智慧校園服務[J].中國教育信息化，2013.24：3-7

[5] 云計算.維基百科.https：//zh.wikipedia.org/wiki/，2018.12.

[6] 黃曄華.慧校園云平臺安全防護設計及研究[J].淮南職業技術學院學報，2018.5：67-68

[7] 李引.基于企業微信端的智慧校園服務平臺的研究與實現[J].現代信息科技，2018.12：119-121

[8] 駱源喜.校信息化智慧校園設計規劃研究[J].福建電腦，2018.11：96-98