大數據技術在智慧校園建設中的應用研究

王騰飛

摘 要：智慧校園按照“以數據為基礎、以應用為驅動”的教育理念，深度融合教學、科研、管理和生活四大領域，有效整合教學相關資源，為學習者提供靈活和個性化的學習方案，充分發揮智慧教育的應用效果。文章從智慧校園建設現狀出發，分析了大數據在當前智慧校園的發展前景，并從學生綜合畫像、學生軌跡管理、校情管理分析和人才培養4個領域探討了大數據在智慧校園建設中的應用。

關鍵詞：大數據;智慧校園;教育管理

0 引言

“智慧校園”一詞最早出現在浙江大學信息化“十二五”規劃中，作為高校當前教育信息化的較高級形態，智慧校園在傳統教育管理的基礎上，融合先進信息技術，形成了一種嶄新的、數字化的開放平臺[1]。通過智能終端全方位采集校園環境和師生活動等實體空間信息，利用技術手段分析有關校園活動參與者的各類數據資源，更為具體地描述其個體特征和實際需求，為師生打造一個開放、共享、交互、協作的智慧校園環境，更好地服務于日常教學與校園管理工作。

1 智慧校園建設現狀

通過教育模式改革和信息化建設資金的不斷投入，我國在智慧校園建設領域實現了跨越式發展。當前的智慧校園利用網絡技術，結合現有的硬件基礎設施和業務相關管理系統等軟件資源，實現了校園中包括教學運行、校園生活、校園環境等多方面的信息化管理，促進了校內資源的有效共享，提升了校園管理的信息化水平，實現了我國教育由傳統管理向智慧管理的轉變。但是伴隨著云計算、大數據與人工智能等技術的不斷發展，現代社會對教育領域“智慧”認知的要求較以往有所提升。在以往的智慧校園建設中，管理者僅從信息化層面去落實智慧校園的建設，但當看到社會上各個領域在應用大數據與人工智能技術后取得的成效時，人們對有關智慧校園的“智慧”二字有了更為深入的理解和認知，使其從信息化層面上升到了具有人為感知的層面。現階段，從一個嶄新的層面去回顧之前的智慧校園建設，它暴露出來的缺點如下。

1.1 無法應對校園海量數據

信息化時代，數據具有無法衡量的價值，包括可觀察的顯性價值和可挖掘的潛在價值。可觀察的顯性價值是智慧校園運行的基礎，可挖掘的潛在價值則是智慧校園發展的核心競爭力。伴隨著智慧校園的建設和運行，維護海量歷史數據的成本逐漸增加，而且在大數據技術被應用到智慧校園建設領域之前，由于其設計理念未能關注到海量歷史數據潛在的利用價值，對數據分析和處理的手段及技術也較為單一，這是無法達到當前海量數據的計算和處理要求的，這種弊端阻礙了智慧校園的進一步發展[2]。

1.2 數據孤島

學校在進行智慧校園的信息化建設時，由于缺少一個統一的信息化建設戰略和標準，不同部門在進行業務系統建設時對數據的需求和定義也有所不同，導致各部門之間的數據不能實現互通互聯，這就是典型的數據孤島問題。智慧校園中也存在著包括師生數據、教學數據、科研數據等多個不同場景的數據，若是將這些數據聯合起來會產生巨大的利用價值，這就需要利用大數據技術和人工智能算法對其潛在價值進行挖掘利用，現在的智慧校園建設缺乏這種平臺支撐。

1.3 數據價值利用不充分

海量歷史數據的價值除了數據信息的全面性以外，更重要的是其內部潛在的數據規律和價值，通過應用先進的數據分析技術挖掘海量歷史數據中的潛在信息，能夠科學有效地預判事物在未來的發展趨勢，從而為管理層面提供科學的決策支持。現有智慧校園的建設，僅僅是在信息化層面利用海量數據，無法深層次挖掘并利用數據的潛在價值。首先是因為沒有重視海量數據潛在的價值，其次是因為當時智慧校園建設的技術水平還不能實現對海量數據潛在價值的挖掘分析。

2 大數據的應用基礎

大數據、云計算等信息技術應用研究的不斷深入，對我國教育發展新型智慧校園提出了更高的要求。目前，大多數高校都在關注學生行為大數據的研究，試圖找到這些數據背后的規律性和關聯性，并以此為學校開展教學管理工作提供決策支持。利用大數據等相關技術手段綜合分析學生的行為數據，有利于從根本上對學校的管理體系進行變革，找到一種更加切合學校實際的管理體系，從而提升校園的資源利用率。因此，通過應用信息化科學技術推動智慧校園建設過程中的教育理念改革，可以有效彌補信息時代中智慧校園建設上存在的技術缺陷，并提供新的數據服務應用對原來的信息服務作進一步完善。新型智慧校園的數據服務具有如下特征。

2.1 數據應用環境安全可靠

伴隨著信息技術的飛速發展和教育環境的多元化，校園海量的歷史數據有著不可估量的潛在價值。在智慧校園建設過程中，如果能夠為海量歷史數據提供一個安全可靠的應用環境，那么在將來數據會對智慧校園教育的無限發展起到良好的助推作用。

2.2 新型智慧校園數據服務模式

在智慧校園建設過程中，運用大數據、云計算和人工智能等技術在校園海量的歷史數據中挖掘有效的潛在價值信息，可以更好地為教育發展提供決策支持[3]。新型智慧校園有助于實現教學參與者與基礎設施之間的良性互動，促進資源的最大化利用。新型智慧校園的教學環境，不僅能培養學習者自我發現和自我解決問題的能力，還可以在整個過程中提升學習者的邏輯思維能力，讓學習者在思考和處理問題時充滿想象力和創新性。實施個性化教育，實現學習者自主學習能力的培養和內在學習潛力的激發，從而為國家培養全方面的創新型人才，因此建設新型智慧校園能有效促進校園教育教學的發展。

3 大數據在智慧校園中的應用

3.1 學生綜合畫像

用戶畫像是指真實用戶的虛擬代表，是建立在一系列真實數據之上的目標用戶模型。要想生成精準的用戶畫像，就需要從多維度對海量歷史數據進行分析[4]。作為大數據應用服務之一，學生綜合畫像是通過大數據技術采集和分析學生在日常學習、生活消費以及網絡行為等多方面能反映學生個體特征的數據，對學生進行個體特征的精準描述、學習情況的監測預警和與之相關的服務推薦，從而為教師教學方法的改善和校園環境的建設提供決策支持，以期更好地進行學生管理。

3.2 學生軌跡管理

軌跡數據就是時空環境下，通過采樣一個或多個移動對象運動過程所產生的數據信息，包括采樣點所在位置、采樣的系統時間以及樣本運動速度等，根據采樣先后順序依次排列便構成了軌跡數據[5]。隨著網絡上智能終端設備接入數量的不斷增多，有關移動對象的軌跡數據也呈現出幾何級數增長的趨勢。軌跡數據一般由時間和空間兩個維度組成，利用相關技術對其進行分析處理，可以探究特定群體的活動規律與行為特征。在校園中，我們可以通過分析師生的軌跡數據繪制他們的行為軌跡，進而了解師生的行為特征、興趣愛好和社會習慣等信息，以期更好地進行師生管理。這一點對加強學生在校期間的安全管理顯得尤為重要。

3.3 校情管理分析

堅持“以數據服務校園文化建設”的原則，構建開放共享的數據平臺，為學校管理層和師生群體實時提供包括教育發展、專業導向、學生和教師培養等關乎學校建設和發展的狀態數據，通過相關圖表將學校在開展教育教學過程中的數據直觀地展示出來，以便及時發現問題，為學校管理和教育教學能力的提升提供數據支撐，以期更好地服務校園文化建設。搭建基于大數據的校情管理和分析平臺，不僅可以實現校園基礎條件等信息的統計分析，還能為學生管理、教育教學管理、科研管理等領域提供相應的政策指引。

4 結語

當前，伴隨著云計算、大數據、移動互聯網等技術在各個行業領域的廣泛應用，社會經濟加速發展的同時也加深了社會整體的信息化程度。智慧校園的下一步發展就是融合這些技術開展智慧教育，最終目的是引導學習者充分發揮自己的主觀能動性，掌握所需知識和專業技能，在此過程中培養學習者的自我學習能力。智慧教育打破了學習者和教育者之間傳統的教與學的關系，激發學習者的主動學習和探索能力，聯合其他教學相關資源，實現具有高質量、高效率的智慧教育教學。因此，推進高校智慧校園的研究和建設，是對科學技術不斷變革和高等教育改革理念的不斷深化，是創造智慧、科技、先進的高校教育發展的必由之路，更是緊跟時代發展、培養高水平人才、適應現代化建設的需求。

[參考文獻]

[1]呂金梅.大數據時代高校智慧校園建設的實踐研究[J].高教學刊，2020（32）：153-156.

[2]李易俞，陳金華.國內外智慧校園研究熱點、發展趨勢與異同比較[J].現代教育技術，2020（3）：88-94.

[3]蔡立軍.云計算、大數據、移動互聯網—拉動智慧校園的三駕馬車[J].中國教育信息化，2013（20）：6.

[4]程紅菲.大數據時代的智慧校園構建研究[J].教學與管理，2019（24）：46-48.

[5]汶向東.大數據時代“智慧校園”的應用研究[J].中北大學學報（社會科學版），2015（5）：62-65.

（編輯 王雪芬）