大數(shù)據(jù)背景下高校智慧校園建設(shè)探討

俞濤

摘要：該文探討了大數(shù)據(jù)背景下高校智慧校園建設(shè)的相關(guān)問題，首先介紹了大數(shù)據(jù)的概念和特點(diǎn)以及在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用場(chǎng)景和效果，隨后分析了高校智慧校園建設(shè)的要素，包括各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和存在的問題和挑戰(zhàn)。在此基礎(chǔ)上，文章提出了高校智慧校園建設(shè)的實(shí)施策略和步驟，并介紹了最佳實(shí)踐和成功案例。最后，探討了智慧校園建設(shè)中的安全和隱私問題及解決方案，并展望了未來高校智慧校園建設(shè)的發(fā)展方向和趨勢(shì)。該文旨在為高校智慧校園建設(shè)提供參考和借鑒，促進(jìn)高校信息化和智能化水平的提升，為學(xué)生、教師和管理者提供更便捷、高效、個(gè)性化的服務(wù)和支持。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；智慧校園；高校；信息化；智能化

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）35-0097-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

0 引言

在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，高校作為一個(gè)重要的社會(huì)教育機(jī)構(gòu)，也在面臨著數(shù)字化、信息化和智能化的變革[1]。高校智慧校園建設(shè)的背景是信息技術(shù)的快速發(fā)展和普及以及社會(huì)對(duì)高校教育的需求和期望的不斷提高。智慧校園是指在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，以校園為中心，將各個(gè)學(xué)校系統(tǒng)、設(shè)施、資源、信息、服務(wù)等互相連接和融合，形成一個(gè)智能化、集成化的信息化管理平臺(tái)，為學(xué)生、教師和管理者提供全方位、個(gè)性化、智能化的服務(wù)和支持[2]。其意義在于提高高校的信息化水平和管理效率，優(yōu)化教育教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生體驗(yàn)，提升高校的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和社會(huì)影響力，推動(dòng)高校向智慧型、創(chuàng)新型、國(guó)際化方向發(fā)展。同時(shí)，智慧校園建設(shè)還能夠?yàn)楦咝Ｌ峁└嗟臄?shù)據(jù)支持，為高校決策提供科學(xué)依據(jù)，幫助高校實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理和智能化決策，推進(jìn)高校信息化與教育教學(xué)深度融合。

1 大數(shù)據(jù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用

1.1 大數(shù)據(jù)的概念和特點(diǎn)

大數(shù)據(jù)是指在數(shù)據(jù)量、種類和處理速度等方面超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)和工具的范圍，需要采用新的技術(shù)和工具來獲取、存儲(chǔ)、處理和分析數(shù)據(jù)的一種現(xiàn)象[3]。

具體來說，大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：①數(shù)據(jù)量大。數(shù)據(jù)量通常以TB、PB、EB等計(jì)量單位表示，且隨著時(shí)間的推移不斷增長(zhǎng)。②數(shù)據(jù)種類多。數(shù)據(jù)來源包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)）、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如XML文件、Web日志等）和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如圖像、音頻、視頻等），其中非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占據(jù)了很大比例。③數(shù)據(jù)處理速度快。數(shù)據(jù)需要在實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的環(huán)境下處理和分析，以支持實(shí)時(shí)決策、快速響應(yīng)和精準(zhǔn)推薦等應(yīng)用場(chǎng)景。④數(shù)據(jù)價(jià)值高。大數(shù)據(jù)包含著豐富的信息和價(jià)值，能夠幫助人們更好地理解和預(yù)測(cè)客戶需求、市場(chǎng)趨勢(shì)和業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)等。⑤數(shù)據(jù)分散。大數(shù)據(jù)通常分布在不同的系統(tǒng)、應(yīng)用和地理位置上，需要采用分布式存儲(chǔ)和處理技術(shù)來管理和分析數(shù)據(jù)。⑥數(shù)據(jù)質(zhì)量不一。大數(shù)據(jù)中包含著很多無用、重復(fù)、錯(cuò)誤、不完整或不一致的數(shù)據(jù)，需要采用數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)質(zhì)量管理技術(shù)來保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可信度。

1.2 大數(shù)據(jù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用場(chǎng)景和效果

1） 大數(shù)據(jù)在智慧校園建設(shè)中可以應(yīng)用于多個(gè)場(chǎng)景和領(lǐng)域，如：①教學(xué)管理方面。通過采集學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的數(shù)據(jù)，如在線學(xué)習(xí)記錄、學(xué)習(xí)軌跡以及教師教學(xué)過程中的數(shù)據(jù)，如授課內(nèi)容、學(xué)生反饋等，來進(jìn)行學(xué)情分析、學(xué)習(xí)評(píng)估、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)等，幫助教師和學(xué)校管理者更好地了解教學(xué)情況，提高教學(xué)效果和學(xué)生滿意度。②學(xué)生服務(wù)方面。通過采集學(xué)生在校生活中的數(shù)據(jù)，如用餐、住宿、圖書館借閱、社團(tuán)參加等以及學(xué)生個(gè)人偏好、興趣等數(shù)據(jù)，來為學(xué)生提供個(gè)性化的服務(wù)和支持，如推薦課程、活動(dòng)、社團(tuán)、工作、就業(yè)機(jī)會(huì)等，提高學(xué)生體驗(yàn)和滿意度。③校園安全方面。通過采集校園內(nèi)監(jiān)控、門禁、安保等設(shè)備數(shù)據(jù)以及學(xué)生、教師、員工等個(gè)人信息數(shù)據(jù)，來進(jìn)行安全監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，幫助校園管理者更好地維護(hù)校園安全和秩序。④校園管理方面。通過采集學(xué)校管理的各個(gè)方面數(shù)據(jù)，如教職工考勤、辦公設(shè)備使用情況、用電量、用水量、消耗品等來進(jìn)行資源調(diào)度、設(shè)備維護(hù)、成本控制等，提高管理效率和效果。

2） 通過大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，智慧校園建設(shè)可以帶來以下效果，如：①提高校園信息化水平和管理效率。②優(yōu)化教育教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生體驗(yàn)，提高學(xué)生滿意度和留存率。③提升高校的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和社會(huì)影響力。④推動(dòng)高校向智慧型、創(chuàng)新型、國(guó)際化方向發(fā)展。⑤為高校提供更多的數(shù)據(jù)支持，為高校決策提供科學(xué)依據(jù)，幫助高校實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理和智能化決策。

1.3 虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)探討

虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR） 應(yīng)用于大數(shù)據(jù)高校智慧校園建設(shè)可以帶來多種益處：

1） 虛擬實(shí)驗(yàn)室：通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和模擬實(shí)踐，而無需實(shí)際的物理設(shè)備和化學(xué)品[4]。這種虛擬實(shí)驗(yàn)室可以提供更安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，同時(shí)允許學(xué)生在自己的節(jié)奏下學(xué)習(xí)和犯錯(cuò)。

2） 虛擬場(chǎng)景教學(xué)：通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生可以進(jìn)入虛擬的場(chǎng)景，如歷史場(chǎng)景、地理環(huán)境或復(fù)雜的物理系統(tǒng)中。這樣的教學(xué)方式可以增強(qiáng)學(xué)生的參與感和沉浸感，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。如圖1所示。

3） 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)覽：利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)?？梢詾閷W(xué)生提供校園導(dǎo)覽和定位服務(wù)。學(xué)生可以使用智能設(shè)備上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，通過掃描建筑物或地標(biāo)，獲取相關(guān)信息、導(dǎo)航和校園資源的實(shí)時(shí)指引。

4） 虛擬會(huì)議和遠(yuǎn)程協(xié)作：虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以用于遠(yuǎn)程教學(xué)、會(huì)議和協(xié)作。學(xué)生和教師可以通過虛擬會(huì)議平臺(tái)參與實(shí)時(shí)互動(dòng)，共享虛擬白板和資料，實(shí)現(xiàn)跨時(shí)區(qū)的協(xié)作和教學(xué)。

5） 虛擬學(xué)習(xí)資源：通過建立虛擬圖書館或虛擬學(xué)習(xí)資源中心，學(xué)校可以提供學(xué)生豐富的電子書籍、多媒體教材和學(xué)習(xí)資源。學(xué)生可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)瀏覽、檢索和閱讀這些資源，提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

通過將虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與大數(shù)據(jù)結(jié)合，學(xué)?？梢愿玫亓私鈱W(xué)生的學(xué)習(xí)行為和需求，優(yōu)化虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境和個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)。此外，通過收集虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，學(xué)校還可以進(jìn)行分析和洞察，以改進(jìn)教學(xué)方法和提供更好的支持。

1.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用案例介紹

北京理工大學(xué)。該校應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立了智慧教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡的全鏈條監(jiān)控和精細(xì)化管理，通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，為學(xué)生提供了個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持和服務(wù)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和滿意度。

東南大學(xué)。該校應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立了校園服務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過采集學(xué)生在校生活的各種數(shù)據(jù)，如用餐、住宿、圖書館借閱、社團(tuán)參加等，為學(xué)生提供個(gè)性化的服務(wù)和支持，如推薦課程、活動(dòng)、社團(tuán)、工作、就業(yè)機(jī)會(huì)等，提高了學(xué)生的生活質(zhì)量和滿意度。

清華大學(xué)。該校應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立了校園安全大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過采集校園內(nèi)監(jiān)控、門禁、安保等設(shè)備數(shù)據(jù)以及學(xué)生、教師、員工等個(gè)人信息數(shù)據(jù)，來進(jìn)行安全監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，幫助校園管理者更好地維護(hù)校園安全和秩序。

浙江大學(xué)。該校應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立了校園管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過采集學(xué)校管理的各個(gè)方面數(shù)據(jù)，如教職工考勤、辦公設(shè)備使用情況、用電量、用水量、消耗品等，來進(jìn)行資源調(diào)度、設(shè)備維護(hù)、成本控制等，提高了管理效率和效果。

通過以上案例可以看出，大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和驗(yàn)證，對(duì)于提高高校信息化水平和管理效率、優(yōu)化教育教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生體驗(yàn)、提升高校的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和社會(huì)影響力等方面都具有重要的推動(dòng)作用。參考圖2。

2 高校智慧校園建設(shè)的原則、要素、技術(shù)

2.1 高校智慧校園建設(shè)的原則

高校智慧校園建設(shè)的原則主要包括以下幾點(diǎn)[5]：前瞻性：要緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，了解最新的技術(shù)和趨勢(shì)，對(duì)未來進(jìn)行科學(xué)預(yù)判，提前做好準(zhǔn)備，以便在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)化：智慧校園建設(shè)的核心是數(shù)據(jù)，要充分利用數(shù)據(jù)，采集、分析、挖掘、處理、應(yīng)用各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理和利用。全面性：高校智慧校園建設(shè)應(yīng)該是全面的，包括學(xué)生、教師、員工、校園環(huán)境、設(shè)施、安全等各方面，讓整個(gè)校園都獲得智能化和數(shù)字化升級(jí)。整合性：智慧校園建設(shè)需要整合各個(gè)部門、各個(gè)系統(tǒng)的資源和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同，提高效率和效益。開放性：智慧校園建設(shè)需要與外部環(huán)境進(jìn)行充分對(duì)接，與行業(yè)、社會(huì)、企業(yè)等進(jìn)行合作，開放接口和平臺(tái)，促進(jìn)共享和交流。安全性：智慧校園建設(shè)必須保證數(shù)據(jù)的安全性，建立完善的數(shù)據(jù)保護(hù)和隱私保護(hù)機(jī)制，防止數(shù)據(jù)泄露和濫用。用戶體驗(yàn)性：智慧校園建設(shè)要以用戶為中心，考慮用戶需求和體驗(yàn)，提供個(gè)性化的服務(wù)和支持，增強(qiáng)用戶滿意度和黏性。

總之，高校智慧校園建設(shè)要以數(shù)據(jù)為核心，以用戶為中心，注重整合和開放，同時(shí)要保證數(shù)據(jù)的安全性，實(shí)現(xiàn)全面性的覆蓋和提高用戶體驗(yàn)性，以實(shí)現(xiàn)高校數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)的目標(biāo)。

2.2 智慧校園建設(shè)中的要素

智慧校園建設(shè)中的要素包括：感知層：包括傳感器、RFID、攝像頭、條形碼等技術(shù)，用于感知環(huán)境和物體信息。網(wǎng)絡(luò)層：包括無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，用于連接各種設(shè)備和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和共享。數(shù)據(jù)層：包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和處理。應(yīng)用層：包括移動(dòng)應(yīng)用、網(wǎng)站、管理平臺(tái)等技術(shù)，用于提供各種智能化的應(yīng)用服務(wù)。安全層：包括數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)備份、權(quán)限控制、防火墻等技術(shù)，用于保障系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。

2.3 智慧校園建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)

智慧校園建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)包括：大數(shù)據(jù)技術(shù)：用于處理和分析大量的數(shù)據(jù)，幫助學(xué)校更好地了解學(xué)生的需求和行為，優(yōu)化校園管理。人工智能技術(shù)：用于智能化的管理、預(yù)測(cè)、決策等方面，提高管理效率和質(zhì)量。云計(jì)算技術(shù)：用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：用于連接和管理各種設(shè)備和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智慧校園的全面升級(jí)。區(qū)塊鏈技術(shù)：用于數(shù)據(jù)的安全管理和共享，保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全。

3 目前高校智慧校園建設(shè)中存在的問題和挑戰(zhàn)

1） 技術(shù)問題：高校智慧校園建設(shè)需要借助先進(jìn)的信息技術(shù)，如大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等，但是這些技術(shù)的應(yīng)用和融合也需要克服一定的技術(shù)難題，如數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和安全等方面的技術(shù)問題。

2） 數(shù)據(jù)共享問題：高校內(nèi)部各部門和學(xué)生、教師的數(shù)據(jù)多來源不同，不同數(shù)據(jù)間的共享和協(xié)調(diào)需要一定的技術(shù)手段和管理規(guī)范，要避免數(shù)據(jù)孤島和冗余浪費(fèi)，確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和安全。

3） 隱私保護(hù)問題：在智慧校園建設(shè)中，學(xué)生、教師和學(xué)校的各類數(shù)據(jù)都需要被收集和分析，但是在這個(gè)過程中需要保護(hù)每個(gè)人的隱私和信息安全，防止數(shù)據(jù)泄露和濫用。

4） 資金問題：智慧校園建設(shè)需要投入大量的資金用于建設(shè)和維護(hù)，包括硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等方面的投入，而一些中小學(xué)?？赡軣o法承受這些費(fèi)用。

5） 人才問題：智慧校園建設(shè)需要高素質(zhì)的技術(shù)人才和管理人才，但是目前人才供給不足，尤其是高端人才的缺乏，這給智慧校園建設(shè)帶來了一定的難度和挑戰(zhàn)。

4 結(jié)論

智慧校園建設(shè)是高校信息化建設(shè)的重要方向之一，在大數(shù)據(jù)背景下更加迫切。未來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，智慧校園建設(shè)將會(huì)得到更廣泛的推廣和應(yīng)用，為高校的信息化建設(shè)帶來更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

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