基于数据中台的智慧教室融合管理系统

文/林烈青 冯广

随着课室管理的智慧化快速发展，高等学校智慧教室建设也在不断加强并取得了一定的成效，但各个子系统仍存有“信息孤岛”，有效数据不能共享，数据一致性差、数据的可用性弱等问题。

基于数据中台的智慧教室融合管理系统可以较好地解决上述问题，系统利用物联网和云计算，对管理和教学的数据采集、智能处理，实现教室教学数据的标准化及跨数据的整合，达到“书同文、车同轨”的效果。同时，通过数据服务实现对数据的封装和开放，快速、灵活地满足上层应用的要求；最后通过数据应用，把更多的公共数据沉淀到系统中，为管理者和各角色按需提供智能化的数据分析和呈现。

现状分析

设备系统之间的关联壁垒

随着教室内各种多媒体设备规模越来越庞大，而学校购买或研发的教育信息化应用系统及设备，大多为“按需、逐个、独立”的建设，导致学校内、教室内的资源无法共享，最终形成由“数据孤岛”“应用孤岛”“硬件孤岛”“资源孤岛”组成的“孤岛架构”。各品牌设备互不兼容，数据库独立，内部数据无法共享与交换，无法形成有效的统计报表。用户获取信息要在不同的系统间穿梭往返，加之各系统入口不一，界面不一，认证方式各异，形成了“人找事”的情况，使用体验糟糕且难度大。因此，需要引入数据中台，打通数据壁垒，打破“孤岛架构”，实现数据的交换、共享与整合。

设备与软件系统的应用捆绑

智慧教室建设中，部分软硬件须捆绑使用，要使用某一软件则必须使用指定的硬件设备，容易受制于硬件厂家，而无特殊情况学校不可能全部更换设备，且各大厂商的协议、接口等各成一体并不互相兼容，导致数据应用层相互独立，无法做到统一平台授权使用。所以学校后期智慧教室建设，若需要统一管控则难以使用其他品牌产品，完全受硬件厂商“绑架”。因此，建立基于数据中台的统一认证平台，对于智慧校园建设具有重要意义。

跨校区运维管理难度大

随着招生规模的扩大，较多高校拥有多个校区，高校各校区产品设备种类繁多且分别应用不同的运维平台，因此数据互不相通，无法统一平台管理。另一方面，目前很多高校使用的运维系统，存在只能了解设备运行的状态、故障上报不及时、不能查看现场的实际情况等问题，系统与现场无法实现有效联动，数据驱动性极弱。因此，系统运维效率低、压力大，需要建立共同的数据融合中心，解决数据壁垒等问题。

异构设备难于统一管控

常规化的普适性系统，功能不够全面，应用开发商整合能力差，个性化开发能力不足。原来的数据结构无法适应新业务需求，很难满足不同校区、品牌设备等多场景的集成化管理，同时分散建设的设备及系统数据缺乏共享,难以实现统一管控以及更深层次的智能化应用。

系统架构设计

数据中台不同于数据库，它是对海量数据进行采集、计算、存储、加工，并统一标准和口径，形成标准的大数据资产层，为学校的内外部用户提供高效数据服务的平台。数据中台实现数据的分层与水平解耦，包含数据采集（汇聚）、数据计算存储、数据研发、数据服务等，为高校实时精准决策提供全生命周期数据支持服务。它解决的是高校数据“存、通、用、智”的问题，通过采集留存各数据源数据，打通各部门的数据孤岛，进行全局数据运营，为用户提供数据分析和挖掘支持，建设智能场景应用。

而基于数据中台的智慧教室融合管理系统以智慧教室为载体，融合教室内的基础设施，打通数据壁垒，实现教室教学数据的标准化及跨数据的整合，并通过数据服务实现对数据的封装和开放，快速、灵活地满足上层应用的要求，为师生、学校主管部门、课室管理中心等核心人员提供教学和管理相关服务，在教室管理上实现操作更方便、使用更简单、维护更便捷，同时通过数据应用，把更多的公共数据沉淀到数据中台，让系统更具生命力。图1为基于数据中台的智慧教室融合管理系统架构图。

图1 基于数据中台的智慧课室融合管理系统架构

简而言之，数据中台能够支持多维数据源，实现高校全量数据的“实时可采集、全面可管控、处处可复用”，真正实现“数入一库，数出一库”，让“一切业务数据化，一切数据业务化”，高度契合高校信息化建设的方向。

基于数据中台的智慧教室融合管理系统聚合和治理跨域数据，将数据抽象封装成服务，实现了“书同文、车同轨”，实现了统一平台融合管理，并从学生、教师、管理员、领导四个维度在同一平台上分别应用。同时，运用物联网技术实现教室内电教设备集中式管理和控制，通过专业化的模块部署、智能化交互和集中化管理，融合现代教育技术和管理手段从而打造集网络化教学、智能化教室管理等为一体的新型智慧教室。

系统应用设计与实现

多源异构设备的统一管控

采用数据汇聚方式，将课室内所有的多媒体设备和环境类设备等其他异构设备数据汇聚，通过数据存储、加工，实现设备的统一管控和跨校区远程控制、定时控制，并对接课表进行自动控制。

多系统的高效融合

采用数据中台集成方式，将课室内各个子系统彼此解耦，降低系统集成维度，且做到将数据标准化、统一化，数据可重复调取、反复利用。

另一方面，通过统一有效的融合管理系统，打通数据壁垒，有效解决应用系统“各自为政”、“信息孤岛”、各品牌设备互不兼容，以及“聚而不通、通而不用”等问题，实现多校区、多系统、多品牌设备统一平台管理，统一平台呈现，并且与硬件厂家全面兼容，让学校不受硬件厂家所捆绑。此外，还要求系统在实现数据全面共用共享的同时，有更多的自动化数据沉淀，并且需要结合应用场景将数据资产化，最终实现数据价值最大化。

多校区智慧运维

系统以二维或三维的形式展示学校地图，可直观查看学校的各个校区分布、教学楼、教室总数以及空闲教室数量等信息。

用户通过二维码报障，报障后信息在系统上以弹幕的形式提醒技术人员和管理人员，直观呈现。维修人员收到信息后点击报障记录，可观看设备故障前几分钟视频，远程查看初步判断故障，现场接管故障设备进行维修，维修记录和维修状态可随时查询，确保故障被及时解决。而各校区运维数据经数据中台汇聚、分析，将对应报障信息数据自动发送，快速响应，统一派工。各校区的运维数据收集完成后形成统计报表，为管理决策提供依据。

多样化的数据应用服务

数据中台对各类数据进行及时和实时的采集、清洗、加工，并按照业务类别、服务对象、数据属性、时间跨度等多个维度对数据进行整理、整合和存储，并提供有效的数据传输、数据导出、报表生成、数据可视化等有效工具，实现多样化数据应用服务。数据应用服务在基于数据中台的智慧教室融合管理平台中体现为：

1.融合了录播资源管理系统。通过融合管理平台即可实现一键开启、一键关闭录播录制以及视频导播，管理员可以在后台协助老师进行优质课程的录制；2.融合教学管理系统，实现教学巡视和教学督导；3.统一学校信息的发布渠道，可以将学校的LED大屏、电子班牌、电子时钟等显示的信息进行统一平台发布，方便管理员的操作；4.融合智能储物柜管理系统，在平台可一目了然地查看到柜子目前的使用状态，实时监控柜子周边环境，给师生的财产安全提供保障；5.获取微信小程序相关信息，进行课室或座位的预约查看及审批。

应用成效

数据中台融合大数据架构和数据仓库，提升数据共享力和服务力。基于数据中台的智慧教室融合管理系统，避免了各应用系统反复录入数据，消除了各应用系统间的“信息孤岛”局面。系统内各模块之间是高度集成的，不仅可以和学校其他第三方系统进行集成，也可以兼容之后的第三方系统。该系统实现了数据的标准化，多种标准的接口使各数据之间可以进行数据传输和转换，实现了数据的交换、共享与整合，实现上下贯通、左右衔接、互联互通、信息共享等特性的智慧教室融合管理应用平台。

具体来说，系统将学校多个校区的设备统一管理，对教室内的多个应用系统进行无缝融合，而且各大厂商的应用系统、硬件设备都能接入到平台，进行统一管理，打通课室系统应用、数据、设备及厂商等领域的信息孤岛，形成数据全面共用共享,实现多校区控制、多系统融合、多品牌设备管理的一体化融合管理。

基于数据中台的智慧教室融合管理系统，可以为学校的教学管理与教学服务的多元化、个性化、创新化提供强有力的支持，为更新教育理念、变革教育模式、推动教育创新发展注入更多新活力。