基于大数据的医学高校智慧校园建设路径探究

王红云 方海光 ?张鑫旺

摘 要：本文采用社会网络分析法进行智慧校园主题研究文献综述，得出基于高频关键词的智慧校园主题研究社会网络分析图谱，进而分析得出智慧校园主要研究领域、技术运用热点、主力研究机构、智慧校园建设较成熟的应用、对教育教学的影响等，并从智慧校园体系架构研究、关键技术及应用研究、应用服务研究三个方面进行高校智慧校园研究概述。文章通过对高校数据共享面临的问题进行梳理，提出高校大数据治理，以“智慧新医”为例，提出基于大数据的高校智慧校园顶层设计、公共数据交换共享平台架构以及附属医院大数据平台架构，试图通过校园公共数据交换共享、附属医院数据共享互通，提升教学、科研和管理服务水平，提升附属医院医疗水平，最终实现医、教、研、用全面协调发展。

关键词：智慧校园;大数据;路径;数据共享

中图分类号：G4文献标志码：A文章编号：2096-0069（2020）01-0043-06

一、智慧校园研究文献综述

（一）智慧校园主题文献综述

2016年2月，教育部办公厅发布《教育部办公厅关于印发〈2016年教育信息化工作要点〉的通知》，提出推动各级各类学校数字校园建设与应用，开展利用信息技术转变教学模式改进教学管理的智慧校园应用[1]。《教育信息化“十三五”规划》明确提出要建设“智慧校园”，高校由“数字校园”逐步迈向“智慧校园”，不断探索“以数据为核心资产、以数据驱动业务革新”的发展模式已成为我国高校向更高办学水平迈进的必然趋势[2]。本文在中国期刊全文数据库（CNKI）的期刊库以“智慧校园”为主题在中文社会科学引文索引（CSSCI）来源期刊、核心期刊发表的论文中进行检索，时间范围为2014年1月1日至2019年3月20日，共检索到论文175篇，去除会议信息后有效文献共计162篇。笔者对有效文獻的关键词使用书目共现系统进行数据清洗、统计得到出现频次不少于2次的关键词共计57个，累计比超过50%。智慧校园主题研究关键词出现频次不少于3次的高频关键词共计32个，累计占比超过42%，见表1（见下页）。

为进一步梳理智慧校园主题研究各关键词之间的内在联系，笔者使用数目共现系统导出高频关键词共现矩阵，然后导入Ucinet 6.0软件，得到基于关键词（频次≥3）的智慧校园主题研究社会网络分析图谱如图1所示。

结合智慧校园主题研究高频关键词社会网络分析图谱和高频关键词表得出以下几点结论。

（1）研究领域方面：“高校”“职业高校”“高校信息化”“高等教育”“职业教育”等均为高频关键词，说明智慧校园在高等教育、职业教育领域的研究相对较多。

（2）技术运用方面：“大数据”“互联网+”“物联网”“云计算”“人工智能”分别位居智慧校园技术前五位，其中“大数据”“互联网+”成为智慧校园建设的重要引领技术，愈加受到青睐和重视。

（3）研究机构方面：高校、职业院校是智慧校园的主力研究机构。除此之外，中国教育技术协会在智慧校园、教育信息化技术标准、智慧教育、创新等方面进行积极探索，成为智慧校园建设的有力推动者。

（4）智慧校园建设方面：“一卡通”“智慧图书馆”分别位居高频关键词的第六位、第十位，说明一卡通建设、图书馆建设在智慧校园建设中研究较多、应用相对较为成熟。

（5）对教育的影响方面：智慧校园建设是一项系统工程，涉及顶层设计、教学模式、教学环境、管理模式、服务模式等多方面内容。

（二）高校智慧校园研究概述

通过对文献进行梳理和总结，笔者认为智慧校园为主题的研究主要集中在以下三个方面：智慧校园体系架构研究、智慧校园关键技术及应用研究和智慧校园应用服务研究。

（1）智慧校园体系架构研究方面，杨萍等总结出五种典型的智慧校园体系架构，分别基于物联网、基于云计算、基于WebGIS、基于应用服务、基于网络立体化技术构建智慧校园[3]。智慧校园建设正在从以管理者为中心向“以人为本”转变，更加注重从使用者的角度进行设计，注重用户体验。

（2）智慧校园关键技术及应用研究方面，陈光海等提出基于大数据和移动互联的智慧校园，从以“应用”为导向转变为以“服务”为导向，构建大数据分布中心、学生精准化服务平台和精准化决策管理平台，形成“互联网+智慧校园教学资源基础支撑平台”的立体架构[4]。余鹏等通过构建大数据建设体系架构，设计教育大数据平台与数据治理框架，提出大数据视域下的高校数据治理方案[5]。方海光等认为通过给定的移动学习终端，基于区块链技术和智慧学习机器人引擎，能根据学习者的基本特点和所处的学习环境，自动匹配出最恰当的学习对象及其呈现方式，以满足学习者随时随地的学习需要[6]。大数据、移动互联将取代物联网、云计算等技术，逐渐成为智慧校园建设的技术热点并发挥作用。

（3）智慧校园应用服务研究方面，智慧北航将虚拟网上办事大厅与实体服务大厅相结合，提升了学校的综合管理和公共服务品质[7]。上海海事大学的“感知校园”平台实现了校园二三维地图展示、校园实景、引导服务、RFID路线感知及设施检索，为学校、师生、家长、访客提供智能化服务[8]。通过技术的运用，学校师生获取个人所需信息与服务更加便捷，终端更加多样化，服务更加个性化。

二、高校大数据共享与数据治理

随着智慧校园建设提供服务的不断更新、数据平台中的数据不断增多，高校数据在共享使用和管理中存在一些问题。大数据时代的到来为处于瓶颈期的智慧校园建设指引了新方向，提供了新思路。如何运用大数据技术对数据进行治理，使高校大数据为教学、管理、决策提供服务，成为影响智慧校园建设成效的关键问题。

（一）高校数据共享面临的问题

Gartner在2012年对大数据做出如下定义：大数据是大量、高速及多变的信息资产，它需要新型的处理方式去促成更强的决策能力、洞察力与优化处理[9]。目前高校数字化校园大数据应用及管理中，普遍存在数据共享程度低、数据挖掘能力弱等问题，主要表现为以下几点。

（1）数据格式不统一。在数字化校园发展过程中，高校逐步建立了各个业务系统，实现了校园业务的信息化。由于各信息系统各自独立，平台又多由不同企业开发，因此导致不同业务系统数据格式不统一，数据共享不畅。

（2）数据维护质量不高。业务部门对数据质量管理工作重视程度不够，系统中出现数据冗余，重要数据丢失、不完整等问题。

（3）数据透明度低。目前校园多数业务系统未开放数据接口，数据库各自独立，无法相互查询和调用。少数数据互通的业务系统之间数据共享程度低，无法实现数据联动。

（4）数据潜在价值挖掘程度低。校园各业务系统运行中积累了大量有价值的信息，多数高校对数据的运用仅仅停留在查询层面[10]，对数据挖掘在学习、教学支持，领导层决策支持方面的研究比较欠缺。

因此，解决高校数据共享面临的问题，需要加强顶层设计，建立公共数据交换共享平台，进行数据治理，实现各业务系统数据共享和交换，通过各终端展现平台为全校师生提供更加人性化的数据服务，提升校园智慧化程度。

（二）高校大数据治理内容

实现对高校大数据的互通、共享需要加强智慧校园顶层设计，建立公共数据交换共享平台，对公共数据进行数据治理。高校数据治理包含以下三个方面[11]。

（1）建立统一规范的数据标准。数据标准是高校数据平台数据治理的基础，也是数据治理建设中的首要环节。数据标准规范化的管理内容包括构建基于校情的数据管控制度及数据标准管理组织、指定基于数据流程的规范性文件、实现信息项数据字典标准的规范化定义。

（2）加强对元数据的精细管理。通过对元数据的创建、存储、整合及控制，辅助在高校场景内开展的各类元数据应用。高校元数据的特点在于逻辑相对趋于集中，即将元数据管理作为统一的发布员，采用集中式的元数据管理模式，提供元数据的集中创建、维护、查询功能。

（3）精簡内容确保大数据质量。业务数据、系统数据、机器数据、日志数据等形成了高校的结构化数据和非结构化数据集合。数据源的多样性制约了数据交换与共享。精简数据内容的目的是消除重复数据，修正错误数据，实现数据的多次清洗，完成基于数据标准的转化，缩减大数据体量，提高数据质量。

三、基于大数据的高校智慧校园顶层设计——以“智慧新医”为例

（一）建设目标与顶层设计

新乡医学院智慧校园建设的总体目标是建设安全、稳定、绿色的信息化基础设施，构建支持泛在学习的数字化教学环境;积极推进云计算、大数据、物联网等先进技术在学校广泛应用，挖掘学校各类数据中蕴含的价值，实现各部门应用系统深度融合和数据的全面共享;利用信息化手段对学校业务进行流程再造，推动学校制度创新、管理创新，建成省内一流的智慧校园。

（二）智慧校园基础设施建设

新乡医学院是首批“河南省高等学校数字化校园示范工程单位”之一，建设有教务管理、学生管理等30多个应用系统，实现了应用系统全面覆盖;2016年学校在省内率先开启学生公寓网络“一张网络，多家共享”的多运营商建设和运营模式，实现了有线、无线网络全面覆盖;建设有RFID智能馆藏管理系统，实现了图书自助借还和手机智能导航定位;建设有先进的临床技能培训中心（模拟医院），利用信息化手段进行实验教学改革。

在已有信息化建设的基础上，学校“十三五”信息化发展规划提出智慧校园基础设施建设的目标是建成先进的校园网和云数据中心，实现有线、无线网络全面覆盖，对计算、存储资源的统一调配，为学校发展提供信息化基础设施支撑。

1.实现有线、无线网络全面覆盖

建设IPv6下一代互联网，逐步实现校园网的IPv6普遍访问和信息资源的IPv6普遍服务。完成学生公寓无线网建设，升级办公区无线网络，完善重点室外区域的无线建设，逐步实现校园无线网络全面覆盖;通过有线、无线网络的有机结合，实现有线、无线一体化安全管理和无感知认证上网，提升用户上网体验。

2.建设新一代云数据中心

构建全校统一的新型数据中心管理平台，引入云计算技术，将学校的计算资源和存储资源进行整合，对分散在各单位的服务器、存储等硬件设备进行统一管理、统一调度、统一监控和统一安全防护。建设满足学校结构化和非结构化数据存储需要的大容量、可扩充、可动态调配的存储系统、离线备份系统和异地容灾中心，确保学校重要数据资产的安全。

3.构建智慧学习环境

①升级传统多媒体教室的软硬件功能，为教师的教和学生的学提供全面、个性化支持，推进智慧教室建设，实时收集课堂中师生互动情况、学生的学习情况，课程完成后将教学数据实时反馈给师生。积极积累教师教学的过程性资源，推动学校特色资源数字化，引进国际优质教育资源，为学生学习提供便捷的学习资源与服务。②建设信息技术教学支撑平台，鼓励教师利用信息技术创新教学模式，推动信息技术与教育教学深度融合，探索翻转课堂、混合式教学等新型教学方式。在学生管理数据库中挖掘出有价值的数据，经过过程性和综合性的考虑，找到学生各种行为之间的内在联系，考量背后的逻辑关系并做出恰当的教学决策[12]，实现基于过程的教学管理和学习服务。

（三）公共数据交换共享平台架构

建立学校基础数据库，将学校所有的基础数据统一纳入学校基础数据库管理，实现基础数据和核心数据从各业务数据库通过公共数据交换与共享平台到基础数据库的汇聚，从基础数据库向各个业务数据的共享。基于此，本文提出构建出公共数据交换共享平台架构，如图2所示。在公共数据交换共享平台的基础上建设基于基础数据库的综合校情分析系统，建立各种数据挖掘与预测模型，对学校各种基础数据从不同维度进行挖掘、分析，用数据探究高等教育规律，为学校决策提供数据支撑。

公共数据交换共享平台架构从下到上分别是数据源、数据交换与共享、数据仓库、数据服务接口四个部分，数据自下而上进行流转与处理。由学校教务系统、科研系统、一卡通系统、图书馆系统等业务系统等采集而来的结构化数据和非结构化数据，通过高效数据抽取、数据清洗、数据转换、数据校验、数据加载等完成从数据源到目标数据仓库的数据提取，通过数据查询、数据交换、数据分析、目录服务等接口提供跨系统的公共数据的查询、交换、分析等数据服务。

（四）智慧服務软件应用平台

通过建设“一站式”网上办事大厅，对原有业务流程进行重组、再造，解决跨部门、跨业务协同的难题，为师生提供公开、透明、快捷的服务;实施“一张表”工程，建设网上填表系统，达到师生各种基础信息“一次填写，重复使用”的目的;升级统一身份认证系统，师生凭借一个账号和口令，可实现学校重要信息系统间的无缝漫游;建设移动校园平台及移动门户，为师生提供移动学习、生活、服务一体化的掌上校园应用服务;建设统一通信平台，将学校应用系统的消息进行集成、统一推送，使用户可以通过手机、平板电脑、计算机等多终端进行接收与查阅。

四、大数据促进医教研用协调发展

我校的附属医院为在校学生见习、实习提供了便捷条件。长期以来，学校和附属医院之间数据信息不透明，各附属医院数据相互独立，数据无法跨院共享。“智慧新医”提出建设临床医疗数据中心，构建高质量的生物样本库和临床信息大数据平台，实现学校和附属医院、附属医院和附属医院之间的医疗数据共享;充分挖掘、利用临床医疗大数据，服务教学、科研工作，促使附属医院医疗水平不断提高，最终实现医、教、研、用全面协调发展;建设“新乡医学院云医院”，依托云医院开展线上问诊、协同门诊、远程会诊、双向转诊、线上随访跟踪等医疗业务，扩展附属医院的服务范围。

本文在借鉴余鹏等[13]的高校教育大数据建设总体架构的基础上，设计出附属医院大数据平台架构，如图3所示。附属医院大数据平台架构分为三个层次：数据治理层、数据平台层和数据服务层。数据治理层主要对多个附属医院的业务数据、设备运行数据等进行收集，通过附属医院数据交换共享平台进行数据治理、数据共享。在数据治理基础上搭建新乡医学院“云医院”、附属医院临床信息大数据平台提供数据服务，促进医、教、研、用协调发展。

五、总结

智慧校园建设的目标之一是为全校师生提供基于角色的个性化的即时数据服务，大数据为高校智慧校园提供了新的思路，是智慧校园建设不断深入和完善的重要动力。现阶段智慧校园建设正处于爆发期，各大高校的智慧校园建设趋向同质化。未来智慧校园建设达到成熟期后，将更加注重“以人为本”，凸显学校特色，呈现出个性化和差异化。本文对大数据在高校智慧校园顶层设计中的应用、大数据交换共享平台的构建进行研究，下一步将对基于数据挖掘的智慧应用做进一步研究，探索支持个性化学习、教学的大数据应用，探索为领导管理层提供决策支撑、数据驱动的管理应用。

参考文献

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[2]教育部.教育部关于印发《教育信息化“十三五”规划》的通知[EB/OL].（2016-06-07）[2019-06-25].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html.

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[12]方海光.教育大数据：迈向共建、共享、开放、个性的未来教育[M].北京：机械工业出版社，2016：28.

A Probe into the Routes of Establishing Smart Campus of Medical College Based on Big Data

—Taking“New Smart Doctors”as an Example

WANG Hongyun1，FANG Haiguang2，ZHANG Xinwang1

（1.Internet and Information Center，Xinxiang Medical University，Xinxiang，Henan，China 453003;

2.College of Education，Capital Normal University，Beijing，China 100048）

Abstract： This paper has done a literature review of smart campus thematic research by adopting social network analysis method，gained a spectrum of a graph of social network analysis of smart campus thematic research based on high-frequency key words，and then，through analysis，got the main research area of smart campus，the hotspot of technological application，the research organization of main strength，a rather mature application established by smart campus，and influence on education and teaching，etc.，this paper has also made a summary of the research on college smart campus from three aspects， namely，research on the architecture of smart campus，research on key technology and application，and research on application service.Through combing the problems faced by college data sharing，this paper puts forward the governing of college big data，the top-level design of college smart campus based on big data，taking“New Smart Doctors”as an example，and also the architecture of public data exchange and sharing platform and the architecture of big data platform of affiliated hospital，trying to promote the levels of teaching，doing research and management service，also the medical level of affiliated hospital，and finally realize the overall coordinated development of medical treatment，teaching，research and usage through the exchange and sharing of public data on campus and the sharing and interflow of data in affiliated hospital.

Key words： smart campus;big data;routes;data sharing