大数据背景下高校智慧校园建设探讨

2024-01-26俞涛

电脑知识与技术 2023年35期

俞涛

摘要：该文探讨了大数据背景下高校智慧校园建设的相关问题，首先介绍了大数据的概念和特点以及在智慧校园建设中的应用场景和效果，随后分析了高校智慧校园建设的要素，包括各个关键技术和存在的问题和挑战。在此基础上，文章提出了高校智慧校园建设的实施策略和步骤，并介绍了最佳实践和成功案例。最后，探讨了智慧校园建设中的安全和隐私问题及解决方案，并展望了未来高校智慧校园建设的发展方向和趋势。该文旨在为高校智慧校园建设提供参考和借鉴，促进高校信息化和智能化水平的提升，为学生、教师和管理者提供更便捷、高效、个性化的服务和支持。

关键词：大数据；智慧校园；高校；信息化；智能化

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）35-0097-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 引言

在当今大数据时代，高校作为一个重要的社會教育机构，也在面临着数字化、信息化和智能化的变革[1]。高校智慧校园建设的背景是信息技术的快速发展和普及以及社会对高校教育的需求和期望的不断提高。智慧校园是指在现代信息技术的支持下，以校园为中心，将各个学校系统、设施、资源、信息、服务等互相连接和融合，形成一个智能化、集成化的信息化管理平台，为学生、教师和管理者提供全方位、个性化、智能化的服务和支持[2]。其意义在于提高高校的信息化水平和管理效率，优化教育教学质量和学生体验，提升高校的国际竞争力和社会影响力，推动高校向智慧型、创新型、国际化方向发展。同时，智慧校园建设还能够为高校提供更多的数据支持，为高校决策提供科学依据，帮助高校实现精细化管理和智能化决策，推进高校信息化与教育教学深度融合。

1 大数据在智慧校园建设中的应用

1.1 大数据的概念和特点

大数据是指在数据量、种类和处理速度等方面超出传统数据处理技术和工具的范围，需要采用新的技术和工具来获取、存储、处理和分析数据的一种现象[3]。

具体来说，大数据的特点有以下几个方面：①数据量大。数据量通常以TB、PB、EB等计量单位表示，且随着时间的推移不断增长。②数据种类多。数据来源包括结构化数据（如数据库中的数据）、半结构化数据（如XML文件、Web日志等）和非结构化数据（如图像、音频、视频等），其中非结构化数据占据了很大比例。③数据处理速度快。数据需要在实时或准实时的环境下处理和分析，以支持实时决策、快速响应和精准推荐等应用场景。④数据价值高。大数据包含着丰富的信息和价值，能够帮助人们更好地理解和预测客户需求、市场趋势和业务机会等。⑤数据分散。大数据通常分布在不同的系统、应用和地理位置上，需要采用分布式存储和处理技术来管理和分析数据。⑥数据质量不一。大数据中包含着很多无用、重复、错误、不完整或不一致的数据，需要采用数据清洗和数据质量管理技术来保证数据的准确性和可信度。

1.2 大数据在智慧校园建设中的应用场景和效果

1）大数据在智慧校园建设中可以应用于多个场景和领域，如：①教学管理方面。通过采集学生学习过程中的数据，如在线学习记录、学习轨迹以及教师教学过程中的数据，如授课内容、学生反馈等，来进行学情分析、学习评估、教学质量评价等，帮助教师和学校管理者更好地了解教学情况，提高教学效果和学生满意度。②学生服务方面。通过采集学生在校生活中的数据，如用餐、住宿、图书馆借阅、社团参加等以及学生个人偏好、兴趣等数据，来为学生提供个性化的服务和支持，如推荐课程、活动、社团、工作、就业机会等，提高学生体验和满意度。③校园安全方面。通过采集校园内监控、门禁、安保等设备数据以及学生、教师、员工等个人信息数据，来进行安全监控和风险预警，帮助校园管理者更好地维护校园安全和秩序。④校园管理方面。通过采集学校管理的各个方面数据，如教职工考勤、办公设备使用情况、用电量、用水量、消耗品等来进行资源调度、设备维护、成本控制等，提高管理效率和效果。

2）通过大数据的应用，智慧校园建设可以带来以下效果，如：①提高校园信息化水平和管理效率。②优化教育教学质量和学生体验，提高学生满意度和留存率。③提升高校的国际竞争力和社会影响力。④推动高校向智慧型、创新型、国际化方向发展。⑤为高校提供更多的数据支持，为高校决策提供科学依据，帮助高校实现精细化管理和智能化决策。

1.3 虚拟/增强现实技术探讨

虚拟/增强现实（VR/AR）应用于大数据高校智慧校园建设可以带来多种益处：

1）虚拟实验室：通过虚拟现实技术，学生可以在虚拟环境中进行实验操作和模拟实践，而无需实际的物理设备和化学品[4]。这种虚拟实验室可以提供更安全和经济的实验体验，同时允许学生在自己的节奏下学习和犯错。

2）虚拟场景教学：通过虚拟现实技术，学生可以进入虚拟的场景，如历史场景、地理环境或复杂的物理系统中。这样的教学方式可以增强学生的参与感和沉浸感，激发他们的学习兴趣和动力。如图1所示。

3）增强现实导览：利用增强现实技术，学校可以为学生提供校园导览和定位服务。学生可以使用智能设备上的增强现实应用，通过扫描建筑物或地标，获取相关信息、导航和校园资源的实时指引。

4）虚拟会议和远程协作：虚拟现实和增强现实技术可以用于远程教学、会议和协作。学生和教师可以通过虚拟会议平台参与实时互动，共享虚拟白板和资料，实现跨时区的协作和教学。

5）虚拟学习资源：通过建立虚拟图书馆或虚拟学习资源中心，学校可以提供学生丰富的电子书籍、多媒体教材和学习资源。学生可以通过虚拟现实技术浏览、检索和阅读这些资源，提高学习效率和学术素养。

通过将虚拟/增强现实技术与大数据结合，学校可以更好地了解学生的学习行为和需求，优化虚拟学习环境和个性化学习体验。此外，通过收集虚拟/增强现实应用产生的数据，学校还可以进行分析和洞察，以改进教学方法和提供更好的支持。

1.4 大数据技术在高校智慧校园建设中的应用案例介绍

北京理工大学。该校应用大数据技术，建立了智慧教育大数据平台，实现了学生学习轨迹的全链条监控和精细化管理，通过学习数据分析，为学生提供了个性化的学习支持和服务，提高了学生的学习效果和满意度。

东南大学。该校应用大数据技术，建立了校园服务大数据平台，通过采集学生在校生活的各种数据，如用餐、住宿、图书馆借阅、社团参加等，为学生提供个性化的服务和支持，如推荐课程、活动、社团、工作、就业机会等，提高了学生的生活质量和满意度。

清华大学。该校应用大数据技术，建立了校园安全大数据平台，通过采集校园内监控、门禁、安保等设备数据以及学生、教师、员工等个人信息数据，来进行安全监控和风险预警，帮助校园管理者更好地维护校园安全和秩序。

浙江大学。该校应用大数据技术，建立了校园管理大数据平台，通过采集学校管理的各个方面数据，如教职工考勤、办公设备使用情况、用电量、用水量、消耗品等，来进行資源调度、设备维护、成本控制等，提高了管理效率和效果。

通过以上案例可以看出，大数据技术在高校智慧校园建设中的应用已经得到了广泛的应用和验证，对于提高高校信息化水平和管理效率、优化教育教学质量和学生体验、提升高校的国际竞争力和社会影响力等方面都具有重要的推动作用。参考图2。

2 高校智慧校园建设的原则、要素、技术

2.1 高校智慧校园建设的原则

高校智慧校园建设的原则主要包括以下几点[5]：前瞻性：要紧跟时代发展的步伐，了解最新的技术和趋势，对未来进行科学预判，提前做好准备，以便在竞争中占据优势。数据化：智慧校园建设的核心是数据，要充分利用数据，采集、分析、挖掘、处理、应用各类数据，实现数据的有效管理和利用。全面性：高校智慧校园建设应该是全面的，包括学生、教师、员工、校园环境、设施、安全等各方面，让整个校园都获得智能化和数字化升级。整合性：智慧校园建设需要整合各个部门、各个系统的资源和数据，实现信息共享和协同，提高效率和效益。开放性：智慧校园建设需要与外部环境进行充分对接，与行业、社会、企业等进行合作，开放接口和平台，促进共享和交流。安全性：智慧校园建设必须保证数据的安全性，建立完善的数据保护和隐私保护机制，防止数据泄露和滥用。用户体验性：智慧校园建设要以用户为中心，考虑用户需求和体验，提供个性化的服务和支持，增强用户满意度和黏性。

总之，高校智慧校园建设要以数据为核心，以用户为中心，注重整合和开放，同时要保证数据的安全性，实现全面性的覆盖和提高用户体验性，以实现高校数字化转型和智能化升级的目标。

2.2 智慧校园建设中的要素

智慧校园建设中的要素包括：感知层：包括传感器、RFID、摄像头、条形码等技术，用于感知环境和物体信息。网络层：包括无线网络、有线网络等技术，用于连接各种设备和系统，实现数据传输和共享。数据层：包括数据采集、数据存储、数据处理、数据分析、数据挖掘等技术，用于对数据进行整合和处理。应用层：包括移动应用、网站、管理平台等技术，用于提供各种智能化的应用服务。安全层：包括数据加密、数据备份、权限控制、防火墙等技术，用于保障系统和数据的安全。

2.3 智慧校园建设中的关键技术

智慧校园建设中的关键技术包括：大数据技术：用于处理和分析大量的数据，帮助学校更好地了解学生的需求和行为，优化校园管理。人工智能技术：用于智能化的管理、预测、决策等方面，提高管理效率和质量。云计算技术：用于数据存储和处理，提高数据的可靠性和可用性。物联网技术：用于连接和管理各种设备和系统，实现智慧校园的全面升级。区块链技术：用于数据的安全管理和共享，保护个人隐私和数据安全。

3 目前高校智慧校园建设中存在的问题和挑战

1）技术问题：高校智慧校园建设需要借助先进的信息技术，如大数据、人工智能、物联网等，但是这些技术的应用和融合也需要克服一定的技术难题，如数据采集、传输、存储、处理和安全等方面的技术问题。

2）数据共享问题：高校内部各部门和学生、教师的数据多来源不同，不同数据间的共享和协调需要一定的技术手段和管理规范，要避免数据孤岛和冗余浪费，确保数据的质量和安全。

3）隐私保护问题：在智慧校园建设中，学生、教师和学校的各类数据都需要被收集和分析，但是在这个过程中需要保护每个人的隐私和信息安全，防止数据泄露和滥用。

4）资金问题：智慧校园建设需要投入大量的资金用于建设和维护，包括硬件、软件、网络等方面的投入，而一些中小学校可能无法承受这些费用。

5）人才问题：智慧校园建设需要高素质的技术人才和管理人才，但是目前人才供给不足，尤其是高端人才的缺乏，这给智慧校园建设带来了一定的难度和挑战。

4 结论

智慧校园建设是高校信息化建设的重要方向之一，在大数据背景下更加迫切。未来，随着大数据技术的不断发展和应用，智慧校园建设将会得到更广泛的推广和应用，为高校的信息化建设带来更多的机遇和挑战。

参考文献：

[1] 郎美娜.大数据背景下的高校智慧校园建设探讨[J].网络安全技术与应用，2022（5）：101-103.

[2] 逯昱姝.大数据背景之下的高校智慧校园建设探讨[J].信息记录材料，2021，22（4）：74-75.

[3] 房月华，李伟达，闫帅领，等.大数据背景下衡水高校智慧校园建设对策研究[J].南方农机，2020，51（8）：95，131.