高 勇 于艳华 赫玲河 彭国强

随着“互联网+”时代的到来，我国教育的发展形态受到深刻影响，智慧教育不断趋于成熟。长期以来，传统教育模式在一定程度上造成教育资源的浪费和地区间教育资源的不平衡，而在“互联网+”背景下，对智慧校园环境进行构建，能够有效解决上述问题，所以需要对智慧教育进行生态环境的构建，以促使我国未来教育能够实现生态化的发展。

一、智慧校园生态环境内涵及特征

到目前为止，智慧校园生态环境的概念尚不明确，本文中所要研究的智慧校园生态环境，主要是将生态学中相关的规律融入到智慧校园环境中，对生态规律能够促进智慧教育环境发生的变化进行探究。也就是说，智慧校园生态环境是物理环境、虚拟环境以及教学环境等共同组成的、能够对师生产生一定影响的复杂生态环境。智慧校园生态环境具有如下特征：一是系统性。智慧校园生态环境是一个完整的教育系统，在这一系统中，教师可以按照相应的顺序进行知识生产，学生也能够有序地对知识进行学习和吸收。二是动态平衡性。动态平衡性能够实现师生的自我调节，并对其自身的正常功能起到维持作用，有利于师生克服及消除外界干扰和限制因素，以保持教育的稳定及升华。三是开放性。智慧学习生态环境中的智能化设备以及设施能够保障学生个性化的学习需求得到满足，并且环境中的学习资源是开放和共享的，能够在学生之间形成一个良性的循环系统。四是自组织性。在智慧学习生态环境中如果出现变化，或是有限制因素存在，其能够自发对不良情况及限制因素进行调节。

智慧校园生态环境除对教学产生深刻影响外，还对学校的综合治理产生不可估量的作用。白城医学高等专科学校是教育部认定的“国家级职业院校数字校园建设实验校”，多年来，学校对智慧校园生态环境的构建与应用进行了有益探索，依托互联网技术构建了集技术智能、个性学习、交互开发于一体的新型校园形态，智能闭环的可持续发展的生态系统初步形成。

二、构建大数据智慧校园应用系统新生态

建立新的大数据智慧校园应用生态系统，构建一个开放、协作的运营支撑环境，通过大数据服务平台进行集群化部署，以满足学校管理、教学、服务、研究等工作的需求，实现各类型数据的集中采集、治理、存储、展示、应用，充分实现数据的服务化、标准化和资产化。

（一）大数据智慧校园应用系统构建的主要目标

第一，大数据服务平台作为学校在软硬件基础设施之上构建的统一数据化工具，为全校各维度业务提供数据化服务；第二，全量采集学校各维度和应用常见的各种类型数据，实现数据的标准化、服务化、资产化；第三，数据服务直接面向C端（师生以及服务人员），按照不同人员的角色和权限推送不同数据服务；第四，通过大数据服务平台提供的开放接口，提高信息化建设效率，基于平台与企业共同开发数据应用服务，并以开发者角色获取企业数据服务推广过程中的商业价值。

（二）大数据智慧校园应用系统构建的过程

1.数据采集

第一阶段是原始数据的采集，使用WebService、ETL等工具完成传统结构化数据的采集。通过采集器实现非结构化数据（有线无线网络自身产生的数据、师生访问互联网的相关数据）的采集，后续根据学校数据以及业务发展情况，对教学、科研、管理、服务等各项过程数据进行对接。

2.数据分析及预警

原始数据采集成功以后，通过数据分析工具的深加工，将数据变为半成品，之后可以灵活运用于不同的场景。而预警中心的主要作用是针对不同业务应用数据指标设置相应的预警触发条件，当某一数据指标达到预警阈值时触发预警，发送给相关管理人员，做好提前预防及应对。

3.个性化服务建设

在完成上述工作的基础上，学校利用大数据服务平台为师生提供了多样化的个性化服务。一是上网管理服务。学生的校内行为相关数据收集，包括业务系统的数据（校园一卡通、图书馆门禁、公寓通道等）、网络日志数据、网址数据等，对数据进行关联分析，从海量数据中判读异常行为并将其抓取出来，挖掘行为异常学生并及时预警，为学生精准化管理与服务提供有效工具。二是用户网络行为分析。通过学生上网行为数据如用户身份、手机号等各种虚拟账号，以及用户访问的网站、搜索的关键字、发送的邮件、访问的论坛、发布的微博、分享的视频等所有上网行为产生的日志，分析学生的上网习惯、上网爱好、上网时间、兴趣内容等，提取异常上网行为，如疑似网瘾分析、疑似网贷分析、疑似失联分析、疑似孤僻分析、疑似暴力分析、心理障碍分析等，可以精准地支撑学校安全事件监控。三是考勤管理服务。该服务能够根据学生的历史上课缺勤情况、当前学生的一卡通消费、门禁使用、图书馆借阅、终端定位数据、上网行为数据等确定当前到课人员，并匹配实际课程需要人员，结合教务管理系统、学工管理系统、宿舍管理系统等产生的数据进行综合分析，找出疑似未到人员并给出名单，供教师快速点名，大大提高教师和教务管理部门的管理效率。四是校情服务。通过大数据服务平台与业务应用系统对接，如招生系统、就业系统、一卡通系统、图书馆管理系统、财务系统、科研系统、学工系统、教务系统、资产系统等，实现一卡通刷卡消费数据查询、金额充值、资产保有情况及状态查询、学习分析、成绩分析、挂科风险预测等个性化服务，辅助学校管理者对全校相关情况进行综合分析，支撑管理决策。五是移动端。随着手机的快速普及，移动端成为智慧校园建设的关键组成部分，也是数据业务使用的关键载体，学校使用定制的小程序，进行轻应用开发，同时将小程序与学校公众号、学校官网、各业务应用系统相关联，运用电子小秘书概念，根据用户的身份进行个性化服务推送，达到精准服务。六是平台数据接口调用。依托平台与企业共同开发数据业务，将同一标准数据进行对接调用，基于平台开放性，以开发者角度开发面向师生端以及学校端的数据业务，使开发与应用更具有针对性。

三、大数据智慧校园应用系统新生态应用效果

通过大数据服务平台的建设，数据的完整性、标准化向前迈进一大步，数据资产化、服务化获得有力抓手。

（一）实现数据资产的整合与积累

应用大数据服务平台，广泛收集学校的互联网数据、位置定位数据，并在校园网中的各种业务中应用系统数据，将采集到的数据进行清洗、分析、建模，实现数据的可视化，实现学校数据资产的整合和积累。具体见图1。

图1 校园网用户及设备状态数据分析

（二）为决策提供依据，降低管理成本

大数据服务平台将师生的生活数据及日常教学的教育数据进行统一采集，利用数据分析建模工具，基于相关算法对各项数据进行深度挖掘分析，辅助业务管理。依据大数据分析出的结果，给管理部门提供客观的决策依据，进而减少人力物力投入。学校通过统一数据服务平台提供的工具，结合业务特点灵活生成各类实时数据。具体见图2。

图2 课堂及教务管理数据分析

统一数据服务大厅提供各种数据服务，目前已经在使用的服务包括无线大数据、一卡通大数据、智慧考勤、指标配置服务、校情大数据、图书馆大数据、智能网络、智能客服等。如就业数据见图3。

（三）为诊改工作和一站式服务提供数据支撑

图3 就业大数据分析

全校统一数据标准，可按需灵活调用内部质量保证体系信息化诊断与改进平台数据和一站式网上综合服务大厅数据。对学校、专业、课程、课堂、教师、学生等各层面进行全方位展示，构建上下衔接的目标链和标准链，全面反映学校的办学状态，完善决策指挥、质量生成、资源保障、服务支持、监督控制等各个环节的工作程序，按照8字形质量改进螺旋对学校各项任务的完成情况实时动态监测、预警、改进，提升学校的管理效率和质量。具体见图4。

图4 学校内部质量诊断与改进数据分析

（四）完善校园安全体系，实现安全事件及时预防

通过对结构化数据和非结构化数据进行广泛的收集、挖掘和建模分析，大数据服务平台可以及时发现学生的离校、晚归校、过宅和其他学校安全问题以及网络危险言论等，并向主管教师发送警告通知，以便及时进行干预管理，推动学生管理从结果导向管理向预防为主管理转变。具体见图5。

图5 学生上网行为数据分析（安全事态感知与防御处理）

四、大数据智慧校园应用系统案例创新点

（一）技术创新

大数据平台基于不同场景，不仅为学校提供数据服务、灵活展示、应用，同时还为学校提供标准的API接口，可以在平台上构建专属的数据服务应用，并将服务应用统一放在数据服务大厅。数据分析结果以全景方式对外展示，业务结果通过小程序结合公众号方式即时推送。主要创新点如下：一是数据标准化、服务化和资产化。定义大数据服务平台在学校整体信息化的基础平台作用，收集与师生相关的实时结构化数据、半结构化数据和非结构化数据，实现数据标准化、资产化和服务化。二是开发者平台。对外提供标准化API接口，学校可以在此基础上进行灵活调用以及数据应用服务开发，学校作为开发者在企业提供的平台上实现业务积累并通过校企合作进行推广。三是面向C端。通过小程序结合公众号直接面向校内每一个个体，通过不同的权限设置实现端到端数据服务和个性化，并提供有效业务支撑。四是信息化持续支撑。通过开发者平台，学校作为开发者分享企业对共同开发的数据应用服务产生的商业价值，企业以产业基金捐赠方式持续进行信息化投入。五是根据需求使用服务模块。无需花费过多资金来构建大数据平台，基于需求降低大数据平台构建成本、落地难度和风险，按照服务模块化付费。

（二）理念创新

通过理念创新，学校信息化建设实现了四个转变：首先，变财政投资、学校筹资为外部融资。以2018年为例，学校实现外部融资共计740万（其中企业融资500万、银行融资140万、电信运营商融资100万），占全年信息化建设资金的70%，用于有线无线一体化建设和一卡通系统升级改造，为师生用网提供免费服务，赢得了广泛赞誉。其次，变买服务器为买服务。引进企业的先进理念和技术，借助企业专业团队力量，采取市场化、契约化方式，向具有专业资质的社会组织、企业、事业单位购买服务，既节省了资金，降低了运维成本，又提高了安全系数，降低了信息化风险。第三，变单纯购买软件为校企合作研发相关软件。根据学校应用实际，引入合作企业，量身定制、共同研发相关软件，使研发成果最大程度符合学校需要。同时通过甲乙双方共同拥有研发成果的形式，实现校企共赢。第四，变信息建设为平台建设。用数据说话，依托国家级数字校园实验校建设，搭建数字化教学科研平台、管理服务平台、安全保障平台、科学决策平台，建成功能完备的一站式网上服务大厅，完善学校内部质量保障体系诊断与改进工作数字化平台。