高校智慧校园建设方案探讨

倪翠霞

摘要：该文通过深入分析本校当前智慧校园建设存在的问题，结合智慧校园发展的历程，提出了1+4+4+N的智慧校园解决方案。旨在通过此方案的实施，最终实现本校全面数字化及智能化升级，并希望为国内高校向智慧化大转型提供可参考的推广经验。

关键词：大数据;数据治理;智慧校园;信息化

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）12-0073-02

1 引言

近年来，关于高校信息化如何发展，信息化校园如何推进，国家和教育部依次出台了相关的政策文件，特别是国家发布《智慧校园总体框架》[1]后，各高校开始了结合本校实际情况的智慧校园建设的摸索。所谓智慧校园，是指充分利用移动互联网、大数据、云计算、物联网等新技术[2]，通过监测、融合、智能分析及响应的方式，面向学校管理、教学、科研等主要业务流程，结合已有资源，使各业务系统信息共建共享，以实现科学的、全新的管理模式，为师生提供以快捷便利为基础的高质量的学习、生活环境，构建节约型、智慧型校园，确保教育资源最优利用。

2 智慧校园发展现状

浙江大学提出了“智慧校园”这一概念后，立即成为高校关注的热点，并迅速掀起了“智慧化”的改革热潮，基于此吕伟等对高校教育变革提出了展望[2];吕倩提出了基于云计算及物联网构建智慧校园[3]，此方案利用了物理设备，构建智慧校园。姜鸿斌提出了建设空中智慧校园平台，此方案是基于移动通信服务，打造数字化校园[4];王甜提出基于物联网技术的分模块构建智慧校园，以实现快速管理校园和满足师生需求[5]。

本校经过多年的信息化建设，已取得了显著的进步和成果，但智慧校园建设仍存在问题，主要表现在以下：一是为了顺应信息化发展及广大师生的需求，应用系统和校园网站陆续上线，由于缺乏统筹设计，使得师生获取信息服务极为不便;二是师生进入学校门户网站利用统一身份认证可以单点登录到其他的业务系统，无法满足师生日益增长的信息服务需求;三是爆发式增长的信息化服务不能带来便利，也不能提供信息服务。

结合本校软硬件设施，并借鉴其他高校经验，本文提出了1+4+4+N的智慧校园的建设模式，以实现智慧校园的可持续发展[6]。1是指一个数字化基础设施，包括ABC智能平台（人工智能AI，大数据Big Data，云平台Cloud）和泛在网络（有线无线网、物联网、视频网、5G）;第一个4是指数据平台、能力开放平台、数字智能引擎、智能分析四个层次组成的智慧数据中心;第二个4是指教育治理、教育教学、教学管理、教学环境4个方面的智慧教育行业应用;N 是指顶层规划咨询、标准规范&组织保障、安全运维、保障、安全体系等[7-9]。

3 1+4+4+N智慧校园框架

在智慧基础设施底层，通过有线网、物联网、5G、AI、云计算等收集到的数据信息，形成源数据中心，定时服务会将处理过的数据同步到主数据库中心，根据外部业务系统对数据的需求，按照服务标准对数据进行封装，对外发布服务。能力开发平台处理的数据最终会形成数据资产，通过可视化数据平台进行监控，也可以对数据进行进一步治理，形成核心的数据资产，最终为智慧应用层提供数据服务。

3.1 智慧校园基础设施

智慧校园建设，网络设施是基础和支撑，AI、大数据、云、物联网、视频网是智慧校园建设的关键设施，通过云计算、人工智能、物联网等手段获取到师生生活、工作、学习的数据，并结合各个业务系统产生的数据，最终会形成数据中心。5G具有速率高、延迟短、成本低等的优势，随着智慧校园建设的一步步推进及5G的普及，5G也将广泛于智慧校园建设中。

3.2 智慧校园数据大脑

3.2.1 智慧校园数据处理

通过智慧校园基础设施收集到的各种数据及各个业务系统运行期间产生的数据，都存储在各个业务系统数据库中，是智慧校园的重要的数据来源之一。通过对数据进行采集、整合、抽取、治理、数据ETL[10]，形成大数据資产中心，可以对数据资产进行监控、审计、告警分析、错误分析等，使得数据可以被管控，并且根据外部各个业务系统的需求，通过统一的鉴权中心，向外部提供Restful风格接口、WebService接口和微应用。外部各业务系统产生的数据又可以作为源数据，进行下一轮的数据治理，形成数据治理的闭环[11]。

全链路数据处理流程对数据进行了统一存储、统一维护、统一标准、实时检测。所有的数据都统一存放在同一中心库中，集成清洗后的数据采用相同的数据代码标准，能够进行直接的关联分析;通过数据质量检测，对所治理数据进行实时监测，对数据治理过程不断完善，不断提升数据质量。

3.2.2 智慧校园数据存储结构

大数据资产中心采用了分层设计理念，层和层之间采用松耦合形式进行数据交换。这样最低程度减少层之间的相互干扰，提高了各层之间的数据I/O稳定性。

数据库分成业务存储层（Stored Data Model，简称SDM）、主数据层（Master Data Management，简称MDM）、数据集市层（Interface Data Model，简称IDM）三个逻辑层。

业务存储层（SDM）：该层完成源数据和应用数据的存储，类似ODS（Operational Data Store）.该层数据来源于两个源头：一个是通过基础设施采集到的数据;另一个是从业务系统集成来的业务数据。该层数据是贴源的，无处理的表数据。

主数据层（MDM）：该层主要是存储标准数据。从SDM将数据经过清洗、转换等成标准数据后，存储在该层[12]。

数据集市层（IDM）：该层为面向需求层，即按照需求的数据要求，将MDM里面的数据提取汇聚并存储。后续应用直接通过该层对于存储模型，获取到需要的数据。

3.3 智慧校园智能应用

智慧校园的建设，主要是为了服务好师生。智慧校园着眼于主动提供服务和场景化服务，智慧平台支撑各职能部门业务间协作的同时，将校内的业务流关联起来，实现了向全校师生提供一体化服务。老师从应聘入校、生活、教学、科研、进修到离校退休，学生从录取入校、学习、生活、出国、就业、升学到毕业离校，其整个轨迹全部进行了数字化、信息化。向学生推送当天的课表、天气，校园新闻等，监测学生的学习、生活、运动等情况，对学生进行智慧测评、贫困度分析、学业预警分析、孤僻度分析、就业推荐等。

3.4 智慧校园支撑及保障

智慧校园是一个庞大的信息系统，从顶层设计规划着手，全面推进智慧校园战略目标的调整与优化;在顶层设计引领和数据中心支撑下实现新业务、新技术的敏捷互动。

其次要有组织保障，学校的领导及各个职能部门都要参与进来，构建信息架构一张网、应用架构一张图、业务架构一条链的智慧校园。

再次，建立对应的安全保障及运维体系是智慧校园正常运行的必要条件。智慧校园的建立，虽提供了便利，但图片信息、GPS信息、视频信息等的集中存储，使得数据泄露的风险增大。通过对师生的位置信息、消费信息、社交信息等进行关联分析，基本能够还原其行为及生活轨迹[11]，暴露师生隐私，还对安全构成威胁。因此构建完善的安全保障及运维体系非常的必要。

最后，必须有安全管理体系，“三分技术，七分管理”[13]，安全保障及运维也应建立在安全管理的基础上，安全管理工作必须贯穿于师生日常活动、信息流通的始终。师生信息的安全保障，不仅是学校信息中心一个部门的责任，全校的师生及教职工也要提高信息安全的防范意识，参与到信息安全保护的实际行动中來，为智慧校园信息安全贡献一份力量。

4 结束语

1+4+4+N模式的智慧校园，把AI、Big Data、Cloud、物联网、5G等先进信息技术引入到行业能力建设中，形成组织能力，为智慧校园提供基础支撑，将彻底改变教育的供给水平和时空场景，实现数据与信息共享、业务与服务协同，促进教育教学整体运作流程的变革，使得多样化、个性化成为可能[14]，进而构建一种新的开放、终身、灵活的个性化教育生态体系[14-15]。大数据挖掘将事后分析变成事前预警和预测，主动识别和应对风险，实时推送教学信息，提前规避安全问题，精确预测管理行为，使得学校真正实现智慧化服务及管理。

2020年是建设教育强国、推进教育现代化关键之年，信息化的快速发展使得世界正发生着深刻的变革，高校要主动应变，顺势而为，努力实现高等教育与信息技术的融合创新发展[15]。本校也应准确识变、科学应变、主动求变，依托数据和应用场景的双轮驱动，构建与本市经济社会和教育发展水平相适应的智慧化教育体系，打造全智慧化大学，示范引领全国教育智慧化发展新趋势。

参考文献：

[1] 林丽丹，李娜.大数据技术在高校智慧校园建设中的应用研究[J].电脑知识与技术，2020，16（18）：36-38.

[2] 吕伟，张祥云，叶逢福，等.“智慧校园”浪潮下的高教变革展望[J].高教探索，2014（4）：27-30.

[3] 吕倩.基于云计算及物联网构建智慧校园[J].计算机科学，2011，38（S1）：18-21，40.

[4] 姜鸿斌.智慧校园建设整体系统架构[J].无线互联科技，2015（3）：55-56.

[5] 王甜.基于物联网技术的智慧校园总体建设模块设计[J].现代电子技术，2020，43（16）：56-58，62.

[6] 金占勇，邱宵慧，魏楚元.基于WSR方法论和改进AHP-FCE模型的智慧校园可持续发展综合评价[J].现代教育技术，2020，30（7）：73-80.

[7] 张德栋，祝咏升，司群.大数据环境下信息安全分析[J].铁路计算机应用，2015，24（2）：76-78.

[8] 魏会增.河北省公共信用信息共享平台总体规划与建设[J].信息系统工程，2018（12）：16-17.

[9] 高淼.河南烟草信息网络系统安全架构的设计与实施[D].北京：北京工业大学，2019.

[10] 陈坦.基于大数据的医院财务管理决策系统的开发与设计[J].电子设计工程，2018，26（20）：65-71.

[11] 马亮，王晓东.智慧校园数据治理与数据服务建设——以浙江中医药大学为例[J].中国医学教育技术，2020，34（3）：322-325.

[12] 谢晶. 基于SAP平台的资金计划管理系统的设计与实现[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2017.

[13] 梁艺军.高校信息安全管理探讨[J].计算机科学，2012，39（S2）：195-197.

[14] “十四五”：新变量下的教育治理发展[EB/OL].[2020-07-20].https：//www.sohu.com/a/403439139_278960.

[15] 王世新.智能教育革命来了！[J].中国教育网络，2020（1）：14-15.

【通联编辑：李雅琪】