基于大数据分析的高校信息化建设
2021-11-02张璇
张 璇
(西京学院,陕西 西安 710123)
0 引言
高校信息化建设在近些年虽然已经初显成效,但技术上尚有欠缺,行政上依然没有深入服务到高校的教育教学管理当中,没能形成智能化的一体管理模式。一个学校的信息化水平,体现在智能化学习、生活和学业管理,建设高校智能管理平台,实现人与信息的深度融合。
1 关键技术
1.1 数据挖掘
数据挖掘的过程分为以下几步:(1)提出问题,选定机器学习算法,为后续工作做好铺垫。(2)数据收集、数据清理和数据转换。数据收集是挖掘的前提工作。数据清理是去除明显错误和冗余的数据。数据转换是将清理过的数据类型和值转换为统一的格式。(3)数据挖掘采用分类聚类、关联等方法建立数据模型,获得隐藏的数据关联模型。(4)数据的分析和评估:去除冗余和无用的数据模式,将有用的数据应用到应用系统中[1]。
1.2 云计算
云计算是一种基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,一般通过互联网来提供动态的、易扩展的、虚拟化的资源,云计算是一个IT平台。云计算包含应用层、中间层和基础架构层[2]。
高校信息化管理融入大数据、云计算、物联网及各种互联网管理手段,实现教学管理信息化、多元化,提供便捷的教学管理平台[3]。图1为信息化平台框架。
图1 大数据下信息化平台整体思路框架
整个平台在技术架构上采用校园信息化2.0顶层设计[4],满足制度、规范、标准、安全等一系列标准体系,支撑运维体系,满足教学管理与信息化服务的要求,服务学校各类型用户,包括教务管理员、教师、学生等,并且全部客户端真正意义上实现了免安装,服务即平台,可真正意义上做到信息无孤岛,数据互通。
2 信息化服务建设
2.1 构建高性能云计算平台
按照构建方式,云计算可以分公有云、私有云和混合云。高校服务院系较多,数据资源丰富,并且对学生生活、学习管理中服务质量和对教学数据以及服务教师的安全性要求较高。因此,所有在高校的信息化部署中采取私有云的方案。
在云构建中,基础设施服务是云计算的基础,它主要实现硬件资源的虚拟化聚合管理,平台即服务依托基础设施,为云平台用户提供运行支持,并保障基础设施、身份验证、访问管理和数据的安全性。
2.2 学生一卡通全覆盖
教务信息化平台绑定学生一卡通信息,构建智能的教务信息处理平台。学生入学建立学籍信息后,学生在校园里的一切学习、生活、消费就像记账单一样记录在一卡通里,教务管理平台连接学生校园一卡通,学生可以凭借一卡通完成学校各类考试报名,学生上课签到,统计学生上课情况。
2.3 智慧教室建设
利用物联网技术改变传统教学模式,采用智慧教室来丰富教学手段,增强教学效果。它主要利用现代物联网技术,将硬件设施和软件系统相结合,有线上自助学习和老师线下面授学习两种形式,实现了教学和学习的多元化。学生在课堂上不易理解的知识在课堂通过和教师互动及时得到解决,实现教室管理的安全和智能化[2]。
智慧教室系统由如下5个部分组成:
(1)显示系统。显示系统包括LED显示屏、教室上课环境显示等,智慧教室里显示屏实现手写触摸式显示,教室门口的显示屏显示所有课堂信息,包括教室温度、课程名称、教师姓名,以及应到学生多少人、实到学生多少人等。学生上课信息实时呈现。
(2)考勤系统。考勤系统主要是对学生的考勤,当学生进入教室上课时,通过人脸识别或者指纹识别后将获取的到堂信息立刻反映到教务大数据,平台对每节课上课情况进行统计和分析。
(3)控制系统。控制系统可以控制智慧教室的灯光、门窗、温度、空调等设备,其中当温度传感器检测到温度和预设的温度不同时,则空调系统自动调节室内温度,实现灯光、门窗、温度等自动控制功能。
(4)监视系统。监视系统有安全检测,通过传感器检测随堂学生和教师的上课状态,实现实时录屏功能,当需要时可以随时调取任意课堂信息;安全检测可以对所有的门窗进行监视和报警,对教室内所有的设备进行网络安全控制,如果把没有经过授权的设备带出教室,则会发出报警。
(5)查询系统。根据大数据统一管理可以获知任何日期的空闲教室号,同时可以查询出智慧教室内温度、安全情况、考勤情况、学生上课状态等并汇总出分析报告。
3 信息化安全建设
信息化建设中信息管理非常重要,包括师生个人信息、教师科研成果、学生竞赛成果等在内的重要信息资源一旦泄露,会导致非常严重的后果,造成很大的危害。因此,应采取及时、安全、有效的措施保障系统安全。
3.1 安全的信息化管理制度与体系
很多高校没有成立信息安全机构,缺乏完善的信息安全管理制度和管理规范,在网络和信息安全方面没有根据重要程度进行分级管理。高校应该通过行政管理手段预防和加强内部管理,建立合适的安全管理制度。
3.2 网络设备的安全
计算机系统应用设备在接入网络之前,必须由网络安全中心对硬件从配置到应用系统的安装,对软件的调试和计算机网络端口等进行严格的备案和安全审核,并按照网络管理要求进行设置,严禁随意自行设置,只有审核合格才可以申请接入网络,处理相关的信息。
所有访问互联网的计算机必须统一设置成功后才可以访问互联网。坚决禁止一切不安全的方式上网,因为不安全的访问互联网方式可造成计算机下载危险代码,或者直接危害计算机系统,最终导致系统瘫痪。
3.3 建立安全身份识别
数字化校园用户身份系统通过统一身份认证系统的建设,完成学校数字化校园信息系统的用户身份整合。应建立统一的身份数据中心,具备自动发现、双向同步的功能,在此基础上,实现用户身份自助服务控制,并建立全校统一的单点认证中心,提供单点(SSO)登录认证,保存用户密码(Access Manager)。通过认证和授权,用户(公众、学生、教师、学院领导)访问网络资源得到严密管控,从而提高高校教务信息化平台的安全性[5]。
统一的身份认证平台通过应用模块对存储的认证和权限数据进行统一管理,同时通过统一的接口给各个应用系统提供单点登录、数字证书和身份认证。