鄧 睿
(吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,吉林 吉林 132000)
采用以往的教育教學(xué)模式,無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求。智慧校園建設(shè)作為優(yōu)化教育教學(xué)環(huán)境的有效途徑,運(yùn)用現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)。然而,在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中,智慧校園建設(shè)受到難以應(yīng)對(duì)校園海量數(shù)據(jù)、缺乏信息化建設(shè)規(guī)劃以及數(shù)據(jù)價(jià)值未能充分利用等因素影響,難以滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)環(huán)境對(duì)高素質(zhì)人才的創(chuàng)新性與自主能力等方面的需求。為此,應(yīng)將大數(shù)據(jù)技術(shù)融入智慧校園數(shù)據(jù)信息資源利用工作,通過(guò)有效采集與處理數(shù)據(jù)信息,來(lái)提高信息應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)的服務(wù)能力,進(jìn)而為智慧校園環(huán)境中的師生提供全方位的信息服務(wù)。
在智慧校園建設(shè)中,應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠全面提升高校的教學(xué)質(zhì)量,是高校教育實(shí)現(xiàn)信息化過(guò)渡的重要體現(xiàn)。當(dāng)前階段,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升,高素質(zhì)人才的培養(yǎng)尤為關(guān)鍵。推動(dòng)智慧校園建設(shè),是優(yōu)化市場(chǎng)環(huán)境人力資源的途徑之一[1]。而具體的建設(shè)過(guò)程,大數(shù)據(jù)技術(shù)是核心,能夠?yàn)橛脩?hù)的個(gè)性化交互提供信息化平臺(tái),進(jìn)而為師生創(chuàng)設(shè)更趨開(kāi)放、智能的學(xué)習(xí)教育環(huán)境。然而,在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)過(guò)程中,受各種因素影響,使得智慧校園建設(shè)發(fā)展進(jìn)程緩慢。為此,相關(guān)建設(shè)者應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā),對(duì)智慧校園的建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行問(wèn)題分析,找出大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用控制方向與工作重點(diǎn)。
在信息化時(shí)代背景下,數(shù)據(jù)的價(jià)值無(wú)法從可觀(guān)察的顯性與可挖掘性方面來(lái)衡量。這里的可觀(guān)察顯性?xún)r(jià)值是指智慧校園建設(shè)運(yùn)行的基礎(chǔ);可挖掘潛在價(jià)值則體現(xiàn)了智慧校園發(fā)展建設(shè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。受整體信息化建設(shè)環(huán)境快速發(fā)展的影響,智慧校園的海量歷史數(shù)據(jù)逐漸增加,這就需要付出相應(yīng)的維護(hù)控制成本。而智慧校園的建設(shè)過(guò)程,并未將海量歷史數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值充分利用,降低了數(shù)據(jù)信息分析與處理工作的質(zhì)量與效率。同時(shí),也難以滿(mǎn)足當(dāng)前校園建設(shè)海量數(shù)據(jù)信息處理與計(jì)算等方面的需求,在很大程度上阻礙了智慧校園的建設(shè)發(fā)展。
智慧校園在落實(shí)信息化建設(shè)過(guò)程中,因沒(méi)有形成統(tǒng)一且規(guī)范的信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與戰(zhàn)略,導(dǎo)致業(yè)務(wù)系統(tǒng)無(wú)法服務(wù)于不同部門(mén)。其原因是,不同部門(mén)對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)需求不一致,對(duì)數(shù)據(jù)信息處理與分析定義的要求不同。各部門(mén)之間數(shù)據(jù)信息資源無(wú)法共享,導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息無(wú)法為智慧校園信息化系統(tǒng)建設(shè)提供必要基礎(chǔ)。這里的信息數(shù)據(jù)是指教師與學(xué)生的基本信息、教學(xué)數(shù)據(jù)以及科研數(shù)據(jù)等。只有將這些數(shù)據(jù)資源聯(lián)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源共享,才能達(dá)到智慧校園建設(shè)的目標(biāo)。故而,對(duì)大數(shù)據(jù)與人工智能算法提出了要求[2]。
智慧校園建設(shè)的目的,在于通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析與處理,服務(wù)于師生生活與教學(xué)發(fā)展。海量的歷史數(shù)據(jù)信息,除了能夠提升信息化系統(tǒng)建設(shè)的全面性外,還能以數(shù)據(jù)規(guī)律形式作用發(fā)揮出更多潛力價(jià)值。為此,需要運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)海量歷史數(shù)據(jù)信息的潛在價(jià)值充分挖掘出來(lái),以對(duì)校園未來(lái)發(fā)展提供預(yù)判,并為管理決策提供科學(xué)有效的依據(jù)。但是,當(dāng)前的智慧校園建設(shè)僅采用信息化技術(shù)來(lái)處理海量數(shù)據(jù)信息,無(wú)法挖掘更深層次的數(shù)據(jù)信息資源價(jià)值。究其原因,與相關(guān)建設(shè)者并未將數(shù)據(jù)信息充分重視密切相關(guān)。另外,還與智慧校園建設(shè)技術(shù)水平不高有關(guān),無(wú)法在時(shí)效內(nèi)科學(xué)處理與分析挖掘校園信息數(shù)據(jù)。
對(duì)于智慧校園建設(shè)過(guò)程來(lái)說(shuō),大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要集中在兩個(gè)層面。
其一,為數(shù)據(jù)應(yīng)用提供安全可靠的環(huán)境?,F(xiàn)階段,信息技術(shù)飛速發(fā)展,教育教學(xué)環(huán)境呈現(xiàn)多元化趨勢(shì),校園數(shù)據(jù)信息量龐大,具有不可估量的潛在價(jià)值。因此,在建設(shè)智慧校園過(guò)程中,運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù),能夠通過(guò)構(gòu)建信息化系統(tǒng)的方式,為海量數(shù)據(jù)信息的處理提供安全可靠的環(huán)境。如此,智慧校園建設(shè)可充分利用現(xiàn)有資源,大幅提升教育教學(xué)水平、學(xué)習(xí)動(dòng)力以及設(shè)施管理效用。
其二,構(gòu)建新型數(shù)據(jù)服務(wù)模式。通過(guò)構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的信息化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),為教學(xué)參與者與基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)之間提供良性的互動(dòng)條件,進(jìn)而最大程度地發(fā)揮各類(lèi)資源的利用價(jià)值。智慧校園的核心是數(shù)據(jù)中心,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與軟件平臺(tái)運(yùn)行控制的基礎(chǔ)。在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)這一服務(wù)模式的過(guò)程中,應(yīng)將為用戶(hù)操作提供數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新、模糊篩選與檢索功能作為目標(biāo)。如此,智慧校園就能為學(xué)生提供更好的教學(xué)環(huán)境,學(xué)生也能夠通過(guò)自我發(fā)現(xiàn)、自我解決的模式,提升邏輯思維能力,進(jìn)而將創(chuàng)新性和想象力更好地融入學(xué)習(xí)生活。故而,智慧校園建設(shè)也是為國(guó)家輸送創(chuàng)新型人才的途徑[3]。
大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的運(yùn)用離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng),主要應(yīng)用控制方式體現(xiàn)為互聯(lián)網(wǎng)教育平臺(tái)、數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)化系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等形式。在改變傳統(tǒng)教學(xué)方式的同時(shí),還極大地拓展了學(xué)習(xí)空間與范圍。學(xué)生的學(xué)習(xí)培訓(xùn)不會(huì)受到時(shí)間與環(huán)境的限制,豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容與手段。由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有傳遞性特征,學(xué)生可以在互聯(lián)網(wǎng)上獲取大量信息數(shù)據(jù)資源,以?xún)?yōu)化自身專(zhuān)業(yè)知識(shí)。此技術(shù)的發(fā)展建設(shè),能夠?yàn)閷W(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí)提供空間,在提升學(xué)習(xí)效率的同時(shí)還能塑造思維能力與探索精神。除了發(fā)揮了數(shù)據(jù)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)外,應(yīng)用這兩種計(jì)算機(jī)技術(shù)后,還深化了教師與校園的聯(lián)絡(luò),即使在不同的范圍,也可多方位掌握課堂教學(xué)任務(wù),督查學(xué)習(xí)結(jié)果,使得課堂教學(xué)環(huán)境與教學(xué)方法更具直接性與可控性。
對(duì)于智慧校園信息平臺(tái)體系的構(gòu)建過(guò)程,主要分感知層、通信層以及大數(shù)據(jù)支撐層和應(yīng)用層等部分。以感知層為例,智能系統(tǒng)感知層包含的技術(shù)內(nèi)容有WSN網(wǎng)絡(luò)、RFID射頻識(shí)別以及ZigBee 協(xié)議[4]。其中,WSN 網(wǎng)絡(luò)是指通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò),開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域環(huán)境內(nèi)各個(gè)監(jiān)測(cè)對(duì)象信息數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與采集,以為后續(xù)目標(biāo)范圍內(nèi)對(duì)象的監(jiān)測(cè)與跟蹤。此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用前景廣闊,可根據(jù)不同用戶(hù)需求進(jìn)行調(diào)整。RFID 射頻識(shí)別技術(shù)是通過(guò)射頻信號(hào)的空間耦合,進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信息的傳遞與智能識(shí)別操作。這里的識(shí)別裝置有應(yīng)答器與詢(xún)問(wèn)器,主要用來(lái)識(shí)別與監(jiān)測(cè)物體信息數(shù)據(jù),如校園卡刷卡識(shí)別等。ZigBee 協(xié)議作為一種低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,能夠通過(guò)近距離無(wú)線(xiàn)連接,為系統(tǒng)感知層采集與傳遞各類(lèi)信息提供條件。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議與API標(biāo)準(zhǔn)化得到實(shí)現(xiàn),就可為智慧校園內(nèi)部的信息交互提供技術(shù)支持。
高校信息化建設(shè)項(xiàng)目更多基于業(yè)務(wù)支撐,為師生提供數(shù)字化服務(wù)。具體就是運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)將信息數(shù)據(jù)變現(xiàn),經(jīng)數(shù)據(jù)可視化、分析以及預(yù)測(cè),為學(xué)校教學(xué)與科研管理提供決策支撐。此過(guò)程,采用的大數(shù)據(jù)平臺(tái)為H3C DataEngine,通過(guò)清洗與梳理數(shù)據(jù)信息強(qiáng)化數(shù)據(jù)質(zhì)量。對(duì)于教務(wù)、學(xué)工以及一卡通等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)特征,機(jī)械設(shè)備日志以及互聯(lián)網(wǎng)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),進(jìn)行了統(tǒng)一管理,展現(xiàn)了平臺(tái)的分析處理與目標(biāo)展現(xiàn)功能,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生畫(huà)像、學(xué)業(yè)預(yù)警等相關(guān)大數(shù)據(jù)應(yīng)用,為客戶(hù)提供教學(xué)與學(xué)生管理服務(wù)。
構(gòu)建大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支撐層過(guò)程,應(yīng)明確其功能集中在存儲(chǔ)、分類(lèi)、篩選以及提取等數(shù)據(jù)處理內(nèi)容上。這里的數(shù)據(jù)支撐層包含數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、書(shū)庫(kù)管理模塊、平臺(tái)服務(wù)器以及后臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)等。存儲(chǔ)的信息數(shù)據(jù)包括學(xué)生課程信息、考試數(shù)據(jù)、圖書(shū)館數(shù)據(jù)、教職工信息以及學(xué)生學(xué)籍檔案等。均可通過(guò)科學(xué)有效的調(diào)取,來(lái)完成智慧校園大數(shù)據(jù)支撐層的構(gòu)建[5]。
智能校園應(yīng)用層是智能化系統(tǒng)具體使用中作用最突出的層級(jí),依賴(lài)計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)平臺(tái)和系統(tǒng)的運(yùn)行及管理,具體包括:教學(xué)管理系統(tǒng)、學(xué)生管理系統(tǒng)、綜合信息系統(tǒng)、移動(dòng)校園系統(tǒng)和一卡通系統(tǒng)。高校運(yùn)用智能應(yīng)用層可以實(shí)現(xiàn)各院系專(zhuān)業(yè)課程安排、課時(shí)統(tǒng)計(jì)、選修課安排、考試規(guī)劃等功能。學(xué)生管理系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生的獲獎(jiǎng)情況、學(xué)籍、成績(jī)等信息進(jìn)行管理。
以學(xué)生綜合畫(huà)像為例,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用,就是將用戶(hù)畫(huà)像作為真實(shí)用戶(hù)的虛擬代表,并基于真實(shí)數(shù)據(jù)信息構(gòu)建目標(biāo)用戶(hù)的模型功能。要想提高用戶(hù)畫(huà)像的精準(zhǔn)性,需運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)從多維度出發(fā)分析數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。例如,從數(shù)據(jù)信息采集入手,對(duì)學(xué)生的日常生活消費(fèi)、學(xué)習(xí)以及上網(wǎng)行為等方面進(jìn)行分析,以獲得具有個(gè)體特征的數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)學(xué)生基本個(gè)人信息特征的精準(zhǔn)描述,可對(duì)其學(xué)習(xí)與生活情況提供監(jiān)測(cè)與預(yù)警服務(wù)。
某學(xué)院采用了大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu),將目標(biāo)放在教務(wù)系統(tǒng)整合、人事系統(tǒng)、圖書(shū)館系統(tǒng)以及無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)系統(tǒng)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上,通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)與計(jì)算集群的無(wú)線(xiàn)擴(kuò)展功能,將處于碎片化的校園管理實(shí)現(xiàn)了整體智能化控制。在無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)系統(tǒng)信息業(yè)務(wù)中,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流控?cái)?shù)據(jù)與訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對(duì)不同用戶(hù)上網(wǎng)習(xí)慣、軟件使用情況以及訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)容進(jìn)行追蹤,一旦發(fā)生學(xué)生失聯(lián)情況,就可根據(jù)學(xué)生在校期間的上網(wǎng)時(shí)長(zhǎng)與瀏覽內(nèi)容評(píng)估其行為。
在教師教學(xué)方面,應(yīng)從改革教學(xué)方法與改善校園環(huán)境入手。具體是將物理環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境結(jié)合起來(lái),以為學(xué)生提供更多選擇學(xué)習(xí)方法與學(xué)習(xí)環(huán)境的空間,此過(guò)程需將個(gè)性化、智能化以及對(duì)外開(kāi)放化作為技術(shù)運(yùn)用目標(biāo)。以建設(shè)未來(lái)教室為例,應(yīng)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)中的電子白板技術(shù),按照手指方法,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)實(shí)例教程的電子顯示屏目標(biāo)。在為教師構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的過(guò)程,需與互聯(lián)網(wǎng)充分結(jié)合,通過(guò)建設(shè)在線(xiàn)學(xué)習(xí)平臺(tái),以提高教學(xué)環(huán)境與教學(xué)時(shí)間設(shè)置的靈活性。此外,教學(xué)過(guò)程中,教師可運(yùn)用二維碼技術(shù)與視頻技術(shù)創(chuàng)設(shè)數(shù)字化教材,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)與實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)提供必要的資源,最終實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)延伸目的[6]。
在智慧校園建設(shè)的學(xué)生管理層面,大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用主要集中在學(xué)業(yè)管理、心理管理、學(xué)生軌跡管理和校情管理4個(gè)方面。
3.4.1 學(xué)業(yè)管理
高校學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力尤為重要,智慧校園建設(shè)除了為其提供良好的課堂與學(xué)習(xí)環(huán)境外,還要從管理角度出發(fā),強(qiáng)化其自主學(xué)習(xí)能力。具體而言,就是運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)學(xué)生的考試成績(jī)、課堂考勤、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)以及圖書(shū)館借閱等行為數(shù)據(jù)信息進(jìn)行挖掘分析,形成具有個(gè)性化特點(diǎn)的學(xué)業(yè)預(yù)測(cè)報(bào)告。如此,結(jié)合實(shí)際情況給出相應(yīng)的學(xué)業(yè)建議,為不同學(xué)生做出學(xué)業(yè)預(yù)警,使其能夠更為清晰地掌握自身的學(xué)業(yè)水平,進(jìn)而對(duì)學(xué)習(xí)計(jì)劃進(jìn)行合理調(diào)整。
3.4.2 心理管理
由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的多元化發(fā)展,高校學(xué)生要面臨學(xué)業(yè)、生活、社交以及就業(yè)等方面的問(wèn)題,導(dǎo)致部分學(xué)生的抗壓能力與自我疏導(dǎo)能力較弱,容易出現(xiàn)心理健康問(wèn)題。大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)對(duì)學(xué)生的社團(tuán)活動(dòng)、上網(wǎng)記錄、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、門(mén)禁記錄以及圖書(shū)館借閱等行為數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析,以完成學(xué)生行為與心理畫(huà)像的感知計(jì)算,就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生心理的異常情況,進(jìn)而通過(guò)合理的干預(yù)與疏導(dǎo),幫助其恢復(fù)良好的生活學(xué)習(xí)狀態(tài)。
3.4.3 學(xué)生軌跡管理
智慧校園建設(shè)過(guò)程運(yùn)用大數(shù)據(jù)來(lái)管理學(xué)生軌跡,就是采集一個(gè)或者多個(gè)移動(dòng)對(duì)象的數(shù)據(jù)信息,并結(jié)合采集信息所處位置、時(shí)間以及運(yùn)動(dòng)速度等特征,按照先后順序完成軌跡數(shù)據(jù)的排列[7]。由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中智能終端設(shè)備接入量大幅增長(zhǎng),移動(dòng)對(duì)象產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析需求呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。為此,大數(shù)據(jù)技術(shù)人員應(yīng)將時(shí)間與空間作為信息數(shù)據(jù)分析處理重點(diǎn),以掌握學(xué)生或特定群體的活動(dòng)行為與規(guī)律。智慧校園中,可按照師生軌跡數(shù)據(jù)確定其行為軌跡,以掌握當(dāng)前師生的興趣愛(ài)好、行為特征以及社會(huì)習(xí)慣,為管理師生行為提供助力,這是強(qiáng)化學(xué)生在校期間安全管理工作質(zhì)量水平的關(guān)鍵。
3.4.4 校情管理
智慧校園建設(shè)應(yīng)為學(xué)校管理層與師生群體提供教育發(fā)展現(xiàn)狀、專(zhuān)業(yè)導(dǎo)向等方面的實(shí)時(shí)信息。具體通過(guò)狀態(tài)數(shù)據(jù)形式,將相關(guān)圖表數(shù)據(jù)直觀(guān)展現(xiàn)出來(lái),以為問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與調(diào)整提供指導(dǎo)。這是提升學(xué)校管理水平、教育教學(xué)能力的有效途徑,應(yīng)運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要支撐作用來(lái)加強(qiáng)校園文化建設(shè)的服務(wù)能力。通過(guò)構(gòu)建校情管理與分析平臺(tái),不僅能夠分析統(tǒng)計(jì)校園基礎(chǔ)條件信息數(shù)據(jù),還可為教育教學(xué)、學(xué)生管理以及科研領(lǐng)域管理提供指引,是優(yōu)化智慧校園建設(shè)的重要一環(huán)。
綜上所述,智慧校園建設(shè)過(guò)程存在著各種問(wèn)題,需運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、整合、分類(lèi)、處理以及分析功能,形成信息平臺(tái)系統(tǒng),提高服務(wù)水平質(zhì)量。事實(shí)證明,采用以往的智慧校園建設(shè)模式,難以滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)環(huán)境對(duì)高素質(zhì)人才的創(chuàng)新性與自主能力等方面的需求。在未來(lái),相關(guān)建設(shè)者應(yīng)結(jié)合各行業(yè)市場(chǎng)環(huán)境的發(fā)展需求與變化,對(duì)智慧校園信息系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行調(diào)整控制,以使教師教學(xué)方法、學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境以及校園基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)水平,均能跟上建設(shè)需要。
無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技2022年18期