楊曄

摘要；隨著現(xiàn)代科學技術與經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)來臨。在大數(shù)據(jù)的背景下，我國各大高校也開始了校園的信息化建設。文章基于數(shù)字化校園建設過程中的實踐經(jīng)驗，對于大數(shù)據(jù)分析技術在數(shù)字校園建設中的應用，以及應用過程中出現(xiàn)的問題，進行了探討與分析，并提出了適應大數(shù)據(jù)時代的數(shù)字校園建設思路，以進一步推動校園信息化建設的深度發(fā)展。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；數(shù)字校園；校園建設；大數(shù)據(jù)應用；大數(shù)據(jù)分析技術

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）07-0116-02

1引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的進步和云計算等先進計算方法的產(chǎn)生，海量的數(shù)據(jù)以成倍增長的速度不斷生成，開啟了大數(shù)據(jù)的時代。而大數(shù)據(jù)時代的到來，也為數(shù)字化校園的建設帶來了一場技術和思想的變革。

2大數(shù)據(jù)的發(fā)展背景

大數(shù)據(jù)，指的是蘊含巨大價值的海量、高增長率、多樣化和復雜關聯(lián)的信息數(shù)據(jù)集，其在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低四大特征。大數(shù)據(jù)的特征，決定了大數(shù)據(jù)在數(shù)字校園建設中的應用價值，決定了其會對教育信息化的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。因此，如何高效的處理這些海量數(shù)據(jù)，并展現(xiàn)其中蘊含的巨大價值，則成為了關鍵。

由于在大數(shù)據(jù)背景下，數(shù)據(jù)的來源豐富多樣、數(shù)據(jù)的類型也不具備一致性、數(shù)據(jù)的規(guī)模更是非常龐大，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和分析技術是采用關系型數(shù)據(jù)庫，一般只能處理數(shù)據(jù)格式一致，規(guī)模也較小的數(shù)據(jù)。因此，需要特有的大數(shù)據(jù)分析技術，如大規(guī)模并行處理（MPP）數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、云計算平臺、可擴展的存儲系統(tǒng)等，才能分析得出大量額外的有價值信息和數(shù)據(jù)關系。

3數(shù)字校園應用大數(shù)據(jù)分析技術的優(yōu)勢

數(shù)字校園是基于計算機和網(wǎng)絡技術建立起來的對教學、科研、管理、技術服務、生活服務等校園信息的收集、處理、整合、存儲、傳輸和應用，再以校園網(wǎng)為基礎，實現(xiàn)包括教育教學環(huán)境，電子資源，科研活動等方面的，具有整體性的校園信息化管理。

3.1解決海量數(shù)據(jù)的無用堆積

隨著各種信息通訊技術、數(shù)據(jù)庫管理技術以及網(wǎng)絡應用的高速發(fā)展，基于數(shù)字化校園的應用系統(tǒng)、信息系統(tǒng)也越來越多，如教務管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、電子圖書館、OA辦公系統(tǒng)等，這也直接導致各應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)量也急劇增大。這些信息系統(tǒng)每天都在產(chǎn)生大量的結構化的、半結構化的以及非結構化的數(shù)據(jù)，日積月累，大量堆積，但是一方面由于對數(shù)據(jù)價值的忽視，另一方面基于數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析整理的難度，這些寶貴的資源都被棄之不用，導致大量的數(shù)據(jù)成為數(shù)據(jù)存儲方面的包袱，不但沒有產(chǎn)生價值，反而因不能隨意丟棄而占用了大量存儲空間。

3.2提升管理水平和業(yè)務發(fā)展水平

由于傳統(tǒng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的查詢檢索機制和統(tǒng)計分析方法，已經(jīng)不能適應數(shù)據(jù)規(guī)模劇增情況下的海量數(shù)據(jù)庫。只有通過大數(shù)據(jù)分析技術，才能對高校的信息資產(chǎn)進行有效的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析操作，從而為學校管理層進行決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐，為教學、科研等方面工作的改進提供合理的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。同時，大數(shù)據(jù)分析技術還可以通過對信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成，增加師生校園生活的獲得感，如對學科建設的支持、校園交通規(guī)劃和改善、準確快速的網(wǎng)絡輿情分析等，從而從根本上改變校園的管理方式及應用水平，充分挖掘?qū)氋F的信息資源，進一步提高業(yè)務的發(fā)展水平和統(tǒng)計分析水平，輔助教育管理和教育決策，實現(xiàn)從擁有數(shù)據(jù)到預判需求。

3.3促進信息技術與教學科研的深度融合

大數(shù)據(jù)分析技術還可以促進教學質(zhì)量的提升，從而進一步促進信息技術與教育教學的深度融合。比如，通過采集在線學習系統(tǒng)中學生課后習題的完成情況，了解學生知識掌握的情況；采集學生對課外學習資源的訪問情況，了解學生的興趣方向；采集學生課堂的互動信息，了解學生喜愛的課堂教學方式等等，從而改變傳統(tǒng)單一化的教學方式，為學生制定個性化的學習指導計劃，幫助學生完善知識結構，甚至為學生提供個性化的就業(yè)指導。而通過大數(shù)據(jù)分析技術，在自然科學領域?qū)崿F(xiàn)的對信息和數(shù)據(jù)更全面的掌握，則對于無論微觀科學還是宏觀科學都會帶來更加進一步的提升。

4大數(shù)據(jù)分析技術應用的難關

4.1大數(shù)據(jù)的清洗

由于在產(chǎn)生和獲取數(shù)據(jù)的過程中，即使是多個數(shù)據(jù)源，也必然會有大量相同的數(shù)據(jù)，而這些就會成為數(shù)據(jù)的冗余。同時，數(shù)據(jù)的采集過程也伴隨著很多無關數(shù)據(jù)和錯誤數(shù)據(jù)的進入，因此數(shù)據(jù)的清洗就是對大數(shù)據(jù)進行降噪去冗的處理，從而提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，提高大數(shù)據(jù)的價值密度。但是在清洗的過程中，也會丟失一些有用細節(jié)信息。因此如何把握數(shù)據(jù)清洗的平衡，既保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，去冗降噪，又不會因為過度清洗而流失數(shù)據(jù)的價值，成為大數(shù)據(jù)分析技術應用的第一道難關。

4.2大數(shù)據(jù)的集成

大數(shù)據(jù)必須進行有效的集成，才能成為數(shù)據(jù)挖掘的基礎信息資源，才能發(fā)揮其巨大的價值。而當前大數(shù)據(jù)復雜異構的特性對大數(shù)據(jù)的整合形成了挑戰(zhàn)，結構化數(shù)據(jù)、半結構化數(shù)據(jù)以及非結構化數(shù)據(jù)的大量并存和融合、不同來源不同特征的多種數(shù)據(jù)混雜，以及不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中文件系統(tǒng)差異形成的數(shù)據(jù)格式的巨大差異，無不造成大數(shù)據(jù)有效集成的困境。

4.3大數(shù)據(jù)處理模型的建立

數(shù)據(jù)的挖掘和分析需要建立數(shù)據(jù)分析處理模型，但是數(shù)據(jù)的海量多樣、應用場景的各不相同以及各個應用管理系統(tǒng)復雜的業(yè)務處理流程，使這些系統(tǒng)的功能模塊各有差異，處理框架也是不盡相同，導致很難整合這些碎片化的業(yè)務數(shù)據(jù)。因此，大數(shù)據(jù)處理模型需要專業(yè)的大數(shù)據(jù)技術人員以及業(yè)務領域的專業(yè)人員投入大量的時間和精力去研究和梳理業(yè)務流程，經(jīng)過反復的測試和修改才能建立。

5大數(shù)據(jù)背景下數(shù)字化校園的建設思路

5.1基礎環(huán)境建設

數(shù)字校園的建設首先要重視數(shù)據(jù)采集的基礎建設，確保有良好的基礎傳輸網(wǎng)絡可以使用，為教學、科研、管理提供無所不在的基礎環(huán)境。需要充分利用先進的科學技術，按照基本的建設標準，保證大數(shù)據(jù)能夠存儲，并能夠高速地傳輸。數(shù)據(jù)傳輸更是基礎網(wǎng)絡建設的重點，尤其是現(xiàn)代化教育對視頻等多媒體課程的需求量加大，需要建立良好的基礎傳輸環(huán)境。

5.2打破信息孤島。建立完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)的集成、分析和管理等技術都是基于盡可能多的、完善的數(shù)據(jù)資源的基礎上才能進行的，而數(shù)字校園早期建設的信息系統(tǒng)已經(jīng)在各自的數(shù)據(jù)庫中存儲了大量的歷史數(shù)據(jù)，但是由于早期信息系統(tǒng)的建立大多各自為政，導致這些數(shù)據(jù)都是處于信息孤島之中，無法為大數(shù)據(jù)技術所用。因此，大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)字校園，首先就需要打通這些信息孤島，讓所有的數(shù)據(jù)產(chǎn)生聯(lián)系，然后再從物理環(huán)境和應用環(huán)境兩個方面，建立一個具備數(shù)據(jù)采集、存儲能力的、較為完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。物理環(huán)境方面主要指數(shù)字校園建設中的硬件設施及傳感器，比如通過語音教室、數(shù)字圖書館、視頻監(jiān)控、一卡通刷卡設備等采集的數(shù)據(jù)；應用環(huán)境方面則是指通過各業(yè)務應用系統(tǒng)采集運行過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，包括數(shù)字校園的統(tǒng)一門戶平臺及其他云平臺軟件、虛擬化軟件等。

5.3統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。建立良好的數(shù)據(jù)標準體系

良好的數(shù)據(jù)標準體系的建設，能極大地提升并決定數(shù)字校園建設的質(zhì)量與水平。由于數(shù)據(jù)規(guī)模的增長相當迅速，當出現(xiàn)存儲設備容量的增長速度跟不上數(shù)據(jù)規(guī)模增長速度的情況時，就會對大數(shù)據(jù)的集成造成困擾，對大數(shù)據(jù)的存儲同樣制造了沉重的壓力，而大數(shù)據(jù)不進行有效的集成和整合就不能發(fā)揮其蘊含的巨大價值。在此背景下，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、制定數(shù)據(jù)標準、保障數(shù)據(jù)來源的唯一性，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺，減少冗余的數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)源的差異性，進而建立良好的數(shù)據(jù)標準體系，成為大數(shù)據(jù)有效集成的必然要求。

6結束語

網(wǎng)絡應用、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術的發(fā)展，為數(shù)字校園的建設注入了新鮮的血液，但是同樣也帶來了新的挑戰(zhàn)，例如，如何對海量數(shù)據(jù)進行去冗降噪處理，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和相對降低數(shù)據(jù)規(guī)模，如何進行分析與模型處理等等。作為教育信息化的實踐者，數(shù)字校園的建設要求我們不斷深入學習大數(shù)據(jù)分析體系的各種技術，而隨著對大數(shù)據(jù)技術的學習和實踐，我們也期待看到大數(shù)據(jù)技術為校園信息化建設帶來更多的活力。