大数据背景下基于TRIZ技术进化的智慧校园研究①

2016-07-21南阳师范学院程文亮

中国商论 2016年23期

关键词：子系统校园智慧

南阳师范学院　程文亮

南阳师范学院程文亮

大数据背景下的智慧校园得到了快速发展，但是也出现了较多问题。笔者利用TRIZ技术进化理论对智慧校园建设进行思考与规划，通过对智慧校园技术发展的方向进行适当预测，以保证我们在智慧校园建设的推进中稳步发展，取得更多成就。

TRIZ技术进化理论大数据智慧校园

1　大数据的概念与特征

维基百科对于大数据定义是这样的：指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。经过大范围、长期测量、保存、记录、分析、统计这些数据，所获得的海量数据就是大数据（Big data）。

大数据一般有3个特性，即数据类型的多样性（Variety）、数据体量的规模（Volume）和数据处理速度的高速性（Velocity）。在这3个属性的基础上，相关专业人士又总结了数据的时效性（Vitality）、真实性（Veracity）、复杂性（Complexity）以及价值性（Value）等几个特性。

2　智慧校园

2.1智慧校园的概念

2010年，浙江大学在其信息化“十二五”规划中首次提出了“智慧校园”的概念，紧接着南京邮电大学就颁布了一个有关“智慧校园”的发展规划。浙江大学智慧校园的规划前景是：网络学习随时随地、网络科研融汇创新、校务治理透明急速、校园文化包罗万象、校园生活无微不至。祝智庭教授提出，智慧环境、智慧校园是智慧教育理解图式的学习空间，开发参与者的智慧是智慧学习、智慧教学和智慧环境的出发点和归宿，这是对“智慧”和“智慧教育”的一次辨析。

2.2智慧校园的特征

智慧校园在各个阶层推动下取得了较大范围的推广，各种应用正逐步展开，其特征主要表现在以下几点。

（I）对校园设施和管理进行智能化监控。以物联网技术为基础的管理能尽量优化人工执行量，使资源配置合理化，并提高结果的可靠性。

（2）灵活的数据辅助。在校园各层次的应用中存在着大量的数据，可以通过大数据技术对这些数据进行构建数据模型，利用各种数据分析手段获取所需的数据，从而服务学校管理层进行有效决策。

（3）信息服务渗透到校园各角落。在校园里访问互联网络使用各种信息服务不受时间和空间的限制，真正做到随时随地，网络与你同在。

（4）信息推介与主动服务。利用数据挖掘技术对信息进行分析归纳，提取各种个性化数据信息，将这些信息进行有针对性的主动推送，以用户为中心组织信息与服务，从而满足“信息找人，按需服务”。

（5）多种渠道和手段对数据进行访问。处理传统的计算机网络外，还可以通过各种移动设备、电视等终端互联网、物联网，获取所需信息，建立联系网络。

2.3智慧校园建设的现状与问题

基于学校对智慧校园建设的重视与持续投入，智慧校园已经在很多学校不同程度地有所推进，在硬件及网络资源建设、信息资源建设、软件资源建设及智慧化服务方面取得了一定的成绩。但是，智慧校园发展至今也面临着较多的问题与瓶颈。

（1）数据错误。随着智能校园结构化数据和非结构化数据不断增长，数据采集和测量方式随之改变，数据分析好像在“杂草堆”里寻找有价值的禾苗。数据记录错误不断增长，数据良莠不齐，质量问题已引起业界焦虑。

（2）技术不够成熟。现在很多大数据技术由开源社区开始，相对于传统的数据库和数据管理套件，在技术、安全和可访问等方面虽有一定的成果但是远远不够成熟。

（3）人才短缺。传统的管理人员和数据分析人员的知识结构还停留在原来的层面，都不具有预测、开发、分析应用程序的能力，更多的数据都还是原来的形式。大数据分析主要是基于建模或未来趋势的分析预测，应该着重于探究大数据的发展趋势。

3　基于TRIZ技术进化理论的探讨

3.1基于TRIZ技术进化理论智慧校园建设的必要性

相对于传统的校园建设与管理来说，智慧校园属于新的事物、新的技术系统。对于这种新的技术体系，我们在进行实施的时候，不仅要了解该技术当前的技术水平，而且要预测技术未来的变化和可能的进化方向。

对于技术发展的预测来说，在逐步的研究中，学术界总结了进行技术预测的各种方法，这些方法可以归结为两大类：规范化研究方法与探索性研究方法。这当中，TRIZ技术进化理论因为具有较强清晰的描述性和较强的可操作性尤为研究者重视，被认为是非常重要的技术与测试理论。

通过利用TRIZ技术进化理论对智慧校园建设进行思考与规划，能够保证我们在智慧校园建设的推进中稳定发展不断进步。

3.2TRIZ技术进化理论概念及其内涵

TRIZ技术进化理论由Altshuller G.等人于20世纪70年代提出。TRIZ技术进化理论认为，在技术进化过程中都会遵循一定的规律，从而实现技术系统功能的各项内容，从低级向高级变化。

在经典TRIZ研究中，有八大类的技术系统进化法则：（1）技术系统的S曲线进化法则；（2）提高理想度法则；（3）子系统的不均衡进化法则；（4）动态性和可控性进化法则；（5）增加集成度再进行简化法则；（6）子系统协调性进化法则；（7）向微观级和场的应用进化法则；（8）减少人工进入的进化法则。

4　TRIZ技术进化理论应用于智慧校园建设的思路

4.1技术系统的S曲线进化法则

通过对大量的技术与发明案例进行研究，阿奇舒勒发现，在技术进化的过程中，基本都会经历四个相同的阶段：婴儿期、成长期、成熟期和退出期，这几个阶段构成了技术进化的S曲线。TRIZ的技术系统S曲线进化法则给我们进行智慧校园系统建设提供了较好的思路。

虽然智慧校园理论提出已经有一段时间，但是不论是学术界还是学校实践界对此都还处于探索阶段，一方面智慧校园系统在理论上还不够清晰和完善，另一方面，智慧校园系统建设在实践界尚没有成熟的能够作为标杆的系统样板，基本上大家都还是处于摸着石头过河的一边实践一边总结的逐步推荐阶段。所以对于各个学校，在推进智慧校园系统建设的时候就有必要对自己的系统发展有一个清晰的认识与规划。在这方面，TRIZ的技术系统S曲线进化法则给我们提供了很好的启示与工具。各个单位可以在推进智慧校园系统建设期间依据技术系统S曲线进化法则将本单位的系统发展过程清晰地划分为婴儿期、成长期、成熟期和退出期，根据本单位的实际需要与资源能力制定各个阶段的系统发展目标与格局。需要注意的是，该曲线法则中的退出期并不是我们的系统退出，而是在这个过程中要结合智慧校园系统的理论与技术的发展外部宏观与客观条件，对自己的系统进行更新或升级。

4.2提高理想度法则

TRIZ技术系统的理想度法则是指，一个系统在实现某个方面功能的同时，都会伴随着两方面的结果：有用的功能和不利的功能。技术性系统的理想度是指有用功能和不利功能的比，对技术系统进行的改进就是提高理想度的比值，从而提高理想度水平。

对于学校来说，智慧校园系统建设是一个相对庞大和复杂的体系，不仅涉及到学校中的各个单位、群体，还涉及到各种不同的要素、网络、大数据、物联网，因此在推进的时候难免经常会面临着各种冲突问题——实现一方面的功能在另一方面带来负面效果。据此法则，在推进智慧校园系统建设的时候，要前瞻性地研究各个模块的冲突问题，探求解决冲突的理想值，或者将系统中的某些功能转移其他系统中实现，也可以通过利用系统内部或外部现有的资源实现。

4.3子系统的不均衡进化法则

子系统的不均衡进化法则指的是以下五个方面：（1）每个子系统都有属于自己的与众不同的S进化曲线；（2）各个子系统的进化时间互不相同；（3）不相同的子系统存在一定程度的矛盾；（4）系统中子系统进化的时间不同，某些最先进化并达到极限的子系统会抑制整个系统的进化，同时整个系统的进化也会受制于该子系统；（5）需要通过对系统的持续改进从而消除系统之间的矛盾。

子系统的不均衡进化法则告诉我们，在推进智慧校园系统建设的时候，不能够同时追求所有模块都达到同样的优秀程度，达到完美水准。而是要根据自己的客观需要，重点突出发展某些模块，体现自己的特色，同时将各个模块发展的重要性，发展程度进行统一实现规划。

4.4动态性和可控性进化法则

在推进智慧校园系统建设的时候，一方面要提高系统各个模块的动态性，以更大的柔性和可移动性来获得功能的实现，另一方面，在增加系统的动态性的同时要提高可控性。例如，对于学生管理模块，能够先见性地对系统进行动态冗余设计，以此适应各种变化情况的应对。

4.5增加集成度再进行简化法则

该法则包括：（1）增加集成度的路径；（2）简化路径，；（3）单—双—多—路径；（4）子系统分离路径。对于很多学校来说，特别是规模较大的学校，智慧校园系统往往是一个庞大的复杂系统，所以在进行系统建设的时候尽可能做到系统的高度集成度，同时，还要考虑到管理的有效性和时效性，对系统进行简化。

4.6子系统协调性进化法则

智慧校园系统的设计与建设，要考虑到各个子系统或模块之间的协调性问题。

4.7向微观级和场的应用进化法则

就像以前的集成电路大多是电子管，耗能多、体积大，而现在则可以集中成小小的芯片一样，我们可以借助技术发展水平与本单位的管理能力的不断提高，逐渐将庞大的复杂系统的智慧校园系统集成化发展，

4.8减少人工介入的进化法则

在智慧校园系统建设中，减少人工介入的进化法则主要体现在三个方面。

第一，在系统组成中，要尽量较少人力的介入，包括人的动作系统，一定程度上替代人工但仍然保留人力的动作方法，用设备动作完全取代人工动作。