大数据技术在智慧校园建设中的应用研究

王腾飞

摘 要：智慧校园按照“以数据为基础、以应用为驱动”的教育理念，深度融合教学、科研、管理和生活四大领域，有效整合教学相关资源，为学习者提供灵活和个性化的学习方案，充分发挥智慧教育的应用效果。文章从智慧校园建设现状出发，分析了大数据在当前智慧校园的发展前景，并从学生综合画像、学生轨迹管理、校情管理分析和人才培养4个领域探讨了大数据在智慧校园建设中的应用。

关键词：大数据;智慧校园;教育管理

0 引言

“智慧校园”一词最早出现在浙江大学信息化“十二五”规划中，作为高校当前教育信息化的较高级形态，智慧校园在传统教育管理的基础上，融合先进信息技术，形成了一种崭新的、数字化的开放平台[1]。通过智能终端全方位采集校园环境和师生活动等实体空间信息，利用技术手段分析有关校园活动参与者的各类数据资源，更为具体地描述其个体特征和实际需求，为师生打造一个开放、共享、交互、协作的智慧校园环境，更好地服务于日常教学与校园管理工作。

1 智慧校园建设现状

通过教育模式改革和信息化建设资金的不断投入，我国在智慧校园建设领域实现了跨越式发展。当前的智慧校园利用网络技术，结合现有的硬件基础设施和业务相关管理系统等软件资源，实现了校园中包括教学运行、校园生活、校园环境等多方面的信息化管理，促进了校内资源的有效共享，提升了校园管理的信息化水平，实现了我国教育由传统管理向智慧管理的转变。但是伴随着云计算、大数据与人工智能等技术的不断发展，现代社会对教育领域“智慧”认知的要求较以往有所提升。在以往的智慧校园建设中，管理者仅从信息化层面去落实智慧校园的建设，但当看到社会上各个领域在应用大数据与人工智能技術后取得的成效时，人们对有关智慧校园的“智慧”二字有了更为深入的理解和认知，使其从信息化层面上升到了具有人为感知的层面。现阶段，从一个崭新的层面去回顾之前的智慧校园建设，它暴露出来的缺点如下。

1.1 无法应对校园海量数据

信息化时代，数据具有无法衡量的价值，包括可观察的显性价值和可挖掘的潜在价值。可观察的显性价值是智慧校园运行的基础，可挖掘的潜在价值则是智慧校园发展的核心竞争力。伴随着智慧校园的建设和运行，维护海量历史数据的成本逐渐增加，而且在大数据技术被应用到智慧校园建设领域之前，由于其设计理念未能关注到海量历史数据潜在的利用价值，对数据分析和处理的手段及技术也较为单一，这是无法达到当前海量数据的计算和处理要求的，这种弊端阻碍了智慧校园的进一步发展[2]。

1.2 数据孤岛

学校在进行智慧校园的信息化建设时，由于缺少一个统一的信息化建设战略和标准，不同部门在进行业务系统建设时对数据的需求和定义也有所不同，导致各部门之间的数据不能实现互通互联，这就是典型的数据孤岛问题。智慧校园中也存在着包括师生数据、教学数据、科研数据等多个不同场景的数据，若是将这些数据联合起来会产生巨大的利用价值，这就需要利用大数据技术和人工智能算法对其潜在价值进行挖掘利用，现在的智慧校园建设缺乏这种平台支撑。

1.3 数据价值利用不充分

海量历史数据的价值除了数据信息的全面性以外，更重要的是其内部潜在的数据规律和价值，通过应用先进的数据分析技术挖掘海量历史数据中的潜在信息，能够科学有效地预判事物在未来的发展趋势，从而为管理层面提供科学的决策支持。现有智慧校园的建设，仅仅是在信息化层面利用海量数据，无法深层次挖掘并利用数据的潜在价值。首先是因为没有重视海量数据潜在的价值，其次是因为当时智慧校园建设的技术水平还不能实现对海量数据潜在价值的挖掘分析。

2 大数据的应用基础

大数据、云计算等信息技术应用研究的不断深入，对我国教育发展新型智慧校园提出了更高的要求。目前，大多数高校都在关注学生行为大数据的研究，试图找到这些数据背后的规律性和关联性，并以此为学校开展教学管理工作提供决策支持。利用大数据等相关技术手段综合分析学生的行为数据，有利于从根本上对学校的管理体系进行变革，找到一种更加切合学校实际的管理体系，从而提升校园的资源利用率。因此，通过应用信息化科学技术推动智慧校园建设过程中的教育理念改革，可以有效弥补信息时代中智慧校园建设上存在的技术缺陷，并提供新的数据服务应用对原来的信息服务作进一步完善。新型智慧校园的数据服务具有如下特征。

2.1 数据应用环境安全可靠

伴随着信息技术的飞速发展和教育环境的多元化，校园海量的历史数据有着不可估量的潜在价值。在智慧校园建设过程中，如果能够为海量历史数据提供一个安全可靠的应用环境，那么在将来数据会对智慧校园教育的无限发展起到良好的助推作用。

2.2 新型智慧校园数据服务模式

在智慧校园建设过程中，运用大数据、云计算和人工智能等技术在校园海量的历史数据中挖掘有效的潜在价值信息，可以更好地为教育发展提供决策支持[3]。新型智慧校园有助于实现教学参与者与基础设施之间的良性互动，促进资源的最大化利用。新型智慧校园的教学环境，不仅能培养学习者自我发现和自我解决问题的能力，还可以在整个过程中提升学习者的逻辑思维能力，让学习者在思考和处理问题时充满想象力和创新性。实施个性化教育，实现学习者自主学习能力的培养和内在学习潜力的激发，从而为国家培养全方面的创新型人才，因此建设新型智慧校园能有效促进校园教育教学的发展。

3 大数据在智慧校园中的应用

3.1 学生综合画像

用户画像是指真实用户的虚拟代表，是建立在一系列真实数据之上的目标用户模型。要想生成精准的用户画像，就需要从多维度对海量历史数据进行分析[4]。作为大数据应用服务之一，学生综合画像是通过大数据技术采集和分析学生在日常学习、生活消费以及网络行为等多方面能反映学生个体特征的数据，对学生进行个体特征的精准描述、学习情况的监测预警和与之相关的服务推荐，从而为教师教学方法的改善和校园环境的建设提供决策支持，以期更好地进行学生管理。

3.2 学生轨迹管理

轨迹数据就是时空环境下，通过采样一个或多个移动对象运动过程所产生的数据信息，包括采样点所在位置、采样的系统时间以及样本运动速度等，根据采样先后顺序依次排列便构成了轨迹数据[5]。随着网络上智能终端设备接入数量的不断增多，有关移动对象的轨迹数据也呈现出几何级数增长的趋势。轨迹数据一般由时间和空间两个维度组成，利用相关技术对其进行分析处理，可以探究特定群体的活动规律与行为特征。在校园中，我们可以通过分析师生的轨迹数据绘制他们的行为轨迹，进而了解师生的行为特征、兴趣爱好和社会习惯等信息，以期更好地进行师生管理。这一点对加强学生在校期间的安全管理显得尤为重要。

3.3 校情管理分析

坚持“以数据服务校园文化建设”的原则，构建开放共享的数据平台，为学校管理层和师生群体实时提供包括教育发展、专业导向、学生和教师培养等关乎学校建设和发展的状态数据，通过相关图表将学校在开展教育教学过程中的数据直观地展示出来，以便及时发现问题，为学校管理和教育教学能力的提升提供数据支撑，以期更好地服务校园文化建设。搭建基于大数据的校情管理和分析平台，不仅可以实现校园基础条件等信息的统计分析，还能为学生管理、教育教学管理、科研管理等领域提供相应的政策指引。

4 结语

当前，伴随着云计算、大数据、移动互联网等技术在各个行业领域的广泛应用，社会经济加速发展的同时也加深了社会整体的信息化程度。智慧校园的下一步发展就是融合这些技术开展智慧教育，最终目的是引导学习者充分发挥自己的主观能动性，掌握所需知识和专业技能，在此过程中培养学习者的自我学习能力。智慧教育打破了学习者和教育者之间传统的教与学的关系，激发学习者的主动学习和探索能力，联合其他教学相关资源，实现具有高质量、高效率的智慧教育教学。因此，推进高校智慧校园的研究和建设，是对科学技术不断变革和高等教育改革理念的不断深化，是创造智慧、科技、先进的高校教育发展的必由之路，更是紧跟时代发展、培养高水平人才、适应现代化建设的需求。

[参考文献]

[1]吕金梅.大数据时代高校智慧校园建设的实践研究[J].高教学刊，2020（32）：153-156.

[2]李易俞，陈金华.国内外智慧校园研究热点、发展趋势与异同比较[J].现代教育技术，2020（3）：88-94.

[3]蔡立军.云计算、大数据、移动互联网—拉动智慧校园的三驾马车[J].中国教育信息化，2013（20）：6.

[4]程红菲.大数据时代的智慧校园构建研究[J].教学与管理，2019（24）：46-48.

[5]汶向東.大数据时代“智慧校园”的应用研究[J].中北大学学报（社会科学版），2015（5）：62-65.

（编辑 王雪芬）