大数据及云计算技术在智慧校园中的应用

2020-12-08苏磊

魅力中国 2020年24期

苏磊

（中国人民解放军陆军边海防学院，陕西西安 710100）

为智慧校园建立信息数据系统，依靠大数据与云计算技术将数据存储在服务器内，保障数据安全。智慧校园建设进程中，随着大数据与云计算技术的普及，不仅提升了教师教学效率，也推动了校园的现代化发展。技术的应用支持数据快速查询，系统采集到的信息方便校园管理者掌控，为校园管理措施的优化提供帮助。

一、大数据与云计算技术概述

信息化时代背景下，互联网在人们的生活中日渐普及。大数据技术可以存储海量信息，对数据展开高效处理，应用信息挖掘技术可分析数据的内部价值。人们应用大数据技术可以从海量数据中提取有用信息，通过对数据的收集整理发挥数据最大化价值。云计算技术可依靠分布式技术对数据进行虚拟化处理，完成数据的高效输出。人们可以直接通过网络平台获取数据，云平台按照个人需求寻找资源，或在云计算平台中实时访问数据，利用远程服务器访问数据等。云计算技术可根据不同用户对数据的要求，将云平台中的资源加以整合，降低软硬件运行成本，用户需要数据时可直接登录云平台查找。

近年来，人们开始大范围应用采集器与传感器，数据与生活日益紧密相连，随时随地产生的数据都能被大数据和云计算技术高效处理，但双方在处理时存在差异。针对云计算技术的应用，人们希望其降低对数据的处理成本，提升数据存储量，保障数据安全，大数据可凭借云计算技术提升数据挖掘能力和分析能力，帮助用户挖掘出更多有价值的信息。但相比之下，云计算技术依赖网络，如果没有网络，云计算将无法处理大数据信息。

二、大数据与云计算技术整合时应注意的问题

（一）数据分析问题的处理。随着高校智慧校园的建设，智慧校园需要将大数据和云计算技术加以整合，如果在数据采集方面缺乏完善的体系，这将给智慧校园建设带来阻碍。因此，应加大技术对智慧校园的建设支持，为师生营造和谐的校园氛围，加强各部门的配合，优化教学资源配置，提高资源利用效率，发挥信息化平台在建设智慧校园中的积极作用。

（二）明确智慧校园今后的发展目标。应用物联网、互联网以及智能传感等技术建设智慧校园，依靠网络信息化技术优势推动智慧校园朝着数字化与智能化的方向发展。与此同时，智慧校园是互联网技术与物联网技术的结合体，可将教师办公、校园管理和学生学习融入校园环境下的云平台，拉近互联网和物联网的合作关系，因此，在应用大数据技术和云计算技术展开智慧校园建设时，应明确智慧校园发展目标，推动智慧校园建设，为教学智慧平台和智慧校园图书馆的建立奠定基础。

三、大数据及云计算技术在智慧校园中的应用

（一）构建教学智慧平台

建设智慧校园需明确建设目的，智慧教学平台能够为教师教学活动的展开提供帮助，提高教学质量，为学生营造良好的学习环境。应用计算机处理技术整合现有的教学资源，再利用大数据技术和云计算技术实现资源的实时共享和优化配置，提高教师工作效率。借助智慧校园云平台建立智慧教室，依靠终端实现智慧教学、教学远程互动、教学自动录播、校园电视以及视频监控等功能，提升教学信息化水平。分析大数据技术和云计算技术在教学智慧平台中的应用，具体如下：

1.常态化课堂视频录播。应用大数据技术进行教室内不同场景的切换，为微课模式提供帮助，学生在课下可观看微课视频以提高学习效率。

2.校园电视。利用教学智慧平台的远程功能多路信号集中播放控制。

3.智能物联，应用传感器与自动化控制技术建立智能化教室环境。

4.智慧课堂，智慧教学平台下的智慧课堂支持多屏互动教学和交互式教学，适合研究性和讨论性较强的学科探究。

立足于智慧校园创新理念，建立综合教务管理系统，系统面向管理员、各学院、教师与学生，将现有教学资源进行综合，依靠大数据分析技术和云计算平台丰富教务管理系统功能，实现系统的优化设计。系统中主要包含系统工具管理、教学资源管理、学生学籍管理、教师管理、系统工具管理、教学计划管理、排课管理、考务管理、学生成绩管理、教学质量监控、网上报名管理、教材管理、辅修管理、实验室管理、教学实践管理、教学过程管理与毕业选题管理。在教学排课管理中，智慧教学平台支持手动与自动排课，学生可查询本学期课程表，教师可对学生进行学生考勤和教学评价。

（二）信息化智慧校园建设

根据《智慧校园总体架构》中对智慧校园的描述与分析可以得知，智慧校园就是将物理空间与信息空间进行衔接，从而使人们能够打破时间、空间的限制，随时随地的获取自身所需要资源的一种服务。基于大数据与云平台创建智慧校园生活平台，将数据资源整合，为教师与学生提供丰富的教学和学习资源，利用大数据技术帮助数据使用者挖掘数据价值。大数据技术应用下，人们可通过校园平台进行沟通交流，教师能够在智慧校园平台中对学生展开作业指导和心理辅导，维护学生心理健康。教师每天在平台布置作业，学生从网络中搜集资料，结合教材内容完成作业，通过智慧校园平台提交作业。此外，在学校食堂、游泳馆、自习室和图书馆等区域应用智慧校园平台，通过大数据和云计算技术对各个区域的使用情况加以分析，每个学生在入学时有一张校园一卡通，卡内记录学生的身份信息，学生前往每一个地点都要刷卡，卡中的信息被智慧校园平台收集，并完成分析与处理。依靠技术优势，智慧校园平台可了解每日各个区域学生流量情况，从而优化资源配置，为学生做好学习与生活安排，提高学生学习效率。

平台建设时不仅需要以大数据技术、云计算技术为基础，还应将Web 技术和FTP 技术用于其中，应用OA 系统加快智慧校园建设进程。为智慧校园建立云计算数据库，实现各项技术的统一规划，对校园网络结构重新塑造，为智慧校园信息化系统提供软件与硬件支持。校园内学生与教师数量众多，以往的信息存储方式无法满足日益增长的信息需求，云计算技术对校园信息管理系统进行改造，数据信息可在云平台中存储，减轻了以往硬件投入的高成本负担。服务器可以在云端直接部署，学校向第三方租借云平台，第三方为智慧校园建设提供云服务，在改善信息系统工作性能的同时，为智慧校园其他业务的开展提供可靠服务。第三方对云平台进行运行维护，降低了学校运维成本。三层分离机构之下，校园网、接入层与汇聚层为智慧校园搭建了第三层、第二层网络。智慧校园平台升级时，只需升级第三层网络即可。除此之外，智慧校园平台中建立了校园网、信息管理平台、校企合作平台、数据智能分析平台，实现了原有校园平台功能的丰富与强化。

某地学校与移动公司签署了5G 智慧校园战略合作协议，以5G 技术为基础推进学校教学方式改革，实现学生学习方式的创新，为各地高校建设智慧校园打造样板工程。为充分发挥5G 网络的技术优势，学校与移动公司合作为智慧校园打造智能学习环境，探索大数据、云计算、人工智能与数据分析系统的应用，推进校园信息化进程。同时，学校智慧校园建设将4K 高清直播课堂、虚拟现实教学作为重点探索内容，推动教学方式的创新，实现教学资源的高效共享，优化校园管理。随着5G 网络技术的普及应用，未来智慧校园建设将会全方面应用5G网络，推动大数据技术和云计算技术的协调合作。

（三）监督校园管理

校园管理需要依靠学校管理者、教师和学生彼此间的高效合作，以此实现教学目标。应用大数据技术和云计算技术打造智慧校园，应拉近三方关系，让广大学生群体参与到校园管理工作中，发挥学生的监督作用，以便学生对学校日常管理工作有所了解，掌握学校当前教育教学动态。为了加大对智慧校园的监督与管理力度，某学校在校园门口、学生宿舍门口、教学楼门口设置了“人脸识别”系统，学生经过时，系统可快速甄别学生身份。如其他人进入宿舍楼时，宿舍管理者能够收到系统发来的预警通知，并通过视频监控系统找到该人的具体位置。此外，智慧校园为学校提供了门禁刷卡、多场景消费等服务，学生可使用校园一卡通在学校食堂、校园超市等地消费，无须使用现金。

腾讯智慧校园建立了信息安全防护体系，可屏蔽校外干扰。智慧校园平台的建设丰富了学生的课余生活，平台支持失物招领、移动食堂、移动保修、校园地图、跳蚤市场、车票查询、热点新闻等服务，学生登录校园平台可了解与学校有关的最新资讯，可查询假期回家与返程的火车票与飞机票。线上跳蚤市场拉近了学生与学生之间的距离，改变了以往跳蚤市场的运行方式，学生将自己的闲置物品发布在平台上，或将没用过的教材辅导资料转卖给其他人。智慧化自习室的建设，学生使用手机在智慧校园App 客户端查询自习室内当前空余座位，对自习室进行座位预约，这些都有效地提高学习效率。智慧校园平台为学生打造了校园朋友圈，学生可将今日发生的趣事以帖子的形式发布，其他人观看后进行评论，相互交流，帮助学生找到与自己志同道合的好友，为学生营造和谐的校园氛围，使学生深刻体会到大学的美好生活。

（四）构建智慧图书馆

面对日益发展的社会形势，纸质图书馆的管理存在着一系列的问题，构建高效、便捷、灵敏以及整合的智慧图书馆，是数字化和智能化发展过程中对图书馆提出的新要求。智慧图书馆是一个无人值守并由读者自助借还书的自助阅览室，这是一种新型智能图书馆，集物联网技术、云计算技术、互联网通信技术、远程监控技术等为一体的自助服务平台。为学生构建智慧型图书馆能够改进以往图书馆管理模式和服务方式，提高管理水平，学生在智慧型图书馆中快速检索书目信息，提高图书借阅效率。图书馆会为学生和教师提供身份识别卡，即校园一卡通，卡内有着身份信息和图书借阅信息，人们使用身份识别卡在图书馆门口完成身份认证。认证通过后，学生可直接来到图书馆内部的书库，使用计算机输入专业或书目名称，按照计算机检索结果提示来到相应的书架找到图书。如果在检索图书时，发现书已经被他人借走，但图书检索结果后面也会标志着借阅与应归还时间，学生可等待图书被归还，归还日当天再来借阅图书。智慧校园图书馆应用大数据技术建立手机App，学生登录App 后将需要的图书信息绑定，书被归还的同时，智慧图书馆管理系统就会向学生App 端发出提示，方便学生前来借阅书籍。

过去学生借阅图书时，图书馆管理者会向学生收取一部分押金。智慧图书馆的建立推动了数字化图书馆的形成，应用数字处理和存储技术将图书信息存储于系统，为图书馆建立分布式系统，通过存储、查阅、传播图书资源实现对数据的共享和利用。对于智慧型图书馆来说，大数据技术和网络信息技术的应用属于管理手段，但内部包含了数字图书馆、云计算平台、互联网与物联网多个部分，图书使用者和图书资源实现平台共享、无人化管理，减轻图书管理者工作负担，为学校师生提供智慧化服务。智慧图书馆中的数据资源由图书馆数据库、多媒体资源和网页信息整合形成，视频与音频设备在智慧校园的帮助下完成智能化管理，学生可根据设备剩余数量使用，优化图书馆硬件资源的配置，做好硬件设施的运行维护与智能管理。依靠智慧校园平台进行图书档案管理，主要分为档案借阅与档案管理两方面。档案借阅中包含“我借阅的”“档案借阅”“借阅审核”“归还审核”“借阅记录”几项内容；档案管理中包含“待归档管理”“档案管理”“案卷管理”“档案室管理”几方面，有效提高了图书馆档案管理工作效率。