在移動互聯時代,資料獲取方式發生了革命性的改變,資料的積累給規律探究和決策制定提供了第一手資料。呈幾何級數增長的資料已成為新的資源,其價值將逐步被髮掘,我們進入了大資料時代。大資料技術為校園資訊化的發展帶來了新的動力,從數字校園到智慧校園,以人為本的服務理念被提到了新的高度。以大資料技術為背景,從基礎平臺建設,業務、資料整合,資料探勘應用三個方面,展望高校資訊化建設前景。

  引言:從網際網路時代到移動互聯時代,資訊獲取和交流的主要方式從PC端過渡到智慧移動終端;資訊架構從傳統的C/S和B/S模式,蛻變成智慧移動終端/雲端計算服務端。新的資料採集方式和共享模式,使資料的產生量以幾何級數劇增,資料的價值得到了前所未有的發掘,大資料開啟了一次重大的時代轉型。

  在教育資訊化領域,隨著“以人為本”服務理念的深入人心,數字化校園正逐步過渡到智慧校園,校園資訊化正從傳統的管理型向服務型轉變。數字化是智慧化的前提和基礎,而智慧化必須介入智慧的資料處理和分析工具。大資料技術的發展,給智慧決策和知識挖掘提供了新的工具。全面的校園資料,正需要大資料這一強有力的工具,優化分析校園服務的各個環節。

  在智慧校園建設的新階段,校園資訊化將以無線網和物聯網為主要載體,計算和儲存從伺服器端向雲端過渡。使各類資訊服務高度整合和共享,一站式體驗更為流暢。在大資料分析的技術框架下,整合校園業務,積累業務資料,開發資料應用。使大資料技術和智慧校園建設充分融合,建立人性化的校園資訊服務體系。

  智慧校園基礎平臺建設

  2008年IBM提出以新一代資訊科技應用為基礎的“智慧地球”概念,而其應用在高校資訊化領域,便形成了“智慧校園”的雛形。關於智慧校園,並未形成統一的定義,一般認為智慧校園是高校資訊化發展的新階段,是數字化校園的擴充套件和提升。它基於移動互聯、大資料、雲端計算、物聯網等新興技術,以提供一站式、個性化的校園服務為目標,使校園的數字空間和物理空間有機融合,如圖1所示,形成高效、共享、靈活、易用的智慧化服務和管理新體系。

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  圖1 智慧校園示意圖

  由此可見,“智慧”的目標是“持續地改進服務”。智慧校園相對數字校園,在教、學、研和管理等校園生活的方方面面更強調服務的個性化、精細化和動態性。而智慧是建立在一套有效的資料收集和分析機制之上的。因此,智慧校園的標誌性模組有:以智慧移動終端、無線網、物聯網為代表的資料採集系統,校園三大平臺和非結構化資料(日誌、監控、社交等)相結合的資料交換和分析系統。智慧校園建設主要有如下幾個方面:

  (1)完善無線網路構架,提高無線網路的穩定性和安全性。

  擴充校園WLAN覆蓋範圍,提高網路的承載能力,加強認證和安全管理,為資料的採集和交換提供安全、穩定的網路基礎。

  (2)完善三大平臺,打通資料孤島,建成結構化資料的採集和交換中心。

  應用統一的校園資料標準,加強各業務系統的資料整合;建立完善的資料採集和維護管理機制;從多業務系統的單點登入過渡到數字身份的高度整合。保障校園資料採集的便捷性、有效性和及時性。

  (3)規劃資料獲取終端,整合現有的系統監控和日誌資源,構建有特色的校園社交生態。

  優化“一卡通”系統,在實現“多卡統一”的基礎上,使“一卡通”成為物理人員和數字空間的重要橋樑;規劃電控、水控、門禁、環境檢測等資料採集終端的介面標準和空間分佈;整合現有的網管系統、網路流控系統、安防系統和標準化考場監控系統等資料和日誌資源,並結合微信、微博、帖吧等公共社交平臺,和校園app平臺,打造資料中心之外的半結構化和非結構化資料交換中心。

  以資料為核心的校園服務碎片化

  “智慧校園”以提高“服務”質量為目標,而好的服務體驗往往與個性化、便捷、高效相聯絡。以資料為核心的校園服務碎片化理念,將很好地解決傳統校園業務系統在提升服務上的問題。所謂“服務碎片化”,就是對現有的校園業務流程和資料流進行梳理,對原有業務系統進行橫向整合,在業務邏輯上呈鬆耦合,強調一個應用(稱之為app)只完成一件事務。如職稱評審app,(見圖2)呈現給教職員工的是完成一次職稱評審的完整流程,包含相關表格填寫、資料上傳以及評審進展查詢等,教師只要按照引導逐步完成即可。而其後臺可能涉及人事、教務、科研等業務系統的資料更新和稽核。碎片化服務對使用者遮蔽了業務系統,只有事務的概念,大大提升了資訊系統的使用者體驗和使用效率。

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  圖2 碎片化服務app示意圖

  資料是資訊化建設的核心資源,是資訊服務得以推行的基礎。碎片化的前提是靈活、標準化的資料介面,因其把傳統的校園業務系統透明化處理,而前端app直接和後臺資料介面相聯絡。這就需要在資料定義時,規範每個資料項的UC矩陣,並儘可能消除冗餘資料項。碎片化服務具有快速開發的特性,有利於校園資料質量的持續改進。在靈活資料介面的基礎上,校園的資料填報和採集將變得非常容易。例如教學工作量採集,根據教務、科研、學工、產學研等部門的資料介面,可以快速生成資料採集app。基於資料中心的可靠性,很多資料段可以自動生成,而使用者只需更新部分內容就可以完成一次大規模的資料採集,這無論在輸入端和稽核端都大大降低了教職員工的工作量,其資料流示意圖如圖3所示。

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  圖3 App資料流示意圖

  改進校園資料交換中心設計,使之適應碎片化資料服務介面,是資料層的工作重點。在資料介面的設計中,引入三層設計原則:①個人查詢。使個人使用者在許可權範圍內,便捷地查詢和修改相關資訊,及時獲取校園資訊;②院系部門統計。院系部門能對各自關心的資料進行收集、統計與分析,便於瞭解本部門運作情況,及時制定合理措施;③校級輔助決策。校級範圍內更強調整體資料的報表呈現和資訊挖掘,為校級決策提供依據。

  校園資料應用

  資料應用是“智慧校園”的有機組成部分,也是“智慧”的重要體現。隨著校園資料的積累,通過大資料分析獲取事物規律改進校園服務的能力也進一步提升。無論在個人、院系以及校級層面,大量資訊模式的獲取,可用來指導具體工作和決策。常規的校園資料應用有如下幾個方面:

  1.生源資料分析

  根據各地區新生的報到率和在校的學習表現,調整生源地分佈和招生策略。在分析過程中針對省內生源,可以把生源地分析粒度縮小到縣、鎮甚至校級;外省生源可以把分析粒度擴大到省甚至大地區。並根據分析結果指導招生部門開展考前宣講、優惠政策制定等,以提高學校的生源質量。

  2.就業資料分析

  通過對學生專業分佈和就業資料的分析,瞭解各專業在校學生的結構分佈以及畢業生的就業動態,並探索建立合理的資訊共享模式,使用人單位和我校有更流暢的資訊交流。也可以建立畢業生的職業資料跟蹤,更好地引導在校學生的就業分流,發揮優秀畢業生對在校學生的職業指導作用。使學校制定的就業政策能及時反映就業市場需求,提高畢業生的社會競爭力。

  3.校園人流分析

  根據WLAN接入分佈、資訊流量分佈的空間特徵,結合安保系統的監控資訊,對全校範圍內的熱點區域和熱點事件進行實時跟蹤和預警。也可以根據資訊點接入數量和流量的實時資料,調整區域性網路結構和流控策略,以提高使用者的網路使用體驗,充分利用有限的網路資源。

  4.一卡通資料分析

  通過對一卡通消費資料的分析,分析學生的日常用餐和生活消費模式,為勤工儉學、貧困生資助、獎學金和助學金髮放等提供資料依據,確保各項補助儘可能合理地發放。可以對學生的消費模式(消費時間、消費內容)進行分類。和健康資料相結合,為師生提供個性化的健康飲食建議;和教學資料結合,探索生活模式和學業成績的相關度。

  5.教學資料分析

  在教學資料中,通過教室安排和排課系統,對全校的教室和實驗室資源進行統計分析,為今後教務處的排課優化提供參考;通過對教務和學工系統資料的整合,對學生到課率和選課資訊進行跟蹤統計,建立起缺課預警通知系統,為部分經常曠課、遲到、早退的學生,及時提供告警或其他資訊反饋,引導學生順利完成學業。也可以對學習表現(到課率、課堂表現等)和學業成績進行相關度分析,以幫助各專業識別關鍵課程甚至關鍵課時,及時改革課程設定,提高教學的有效性。

  6.上網行為分析

  通過對網路流控資料和訪問資料的分析,追蹤不同使用者的上網習慣、訪問內容、軟體使用等。協助發現校園流行趨勢、技術動態和熱點事件,以及對可能存在的病毒和輿論事件進行控制和預警。也可以和學業成績、健康資料進行相關度分析,以便學校開展適時的培訓和指導,引導學生形成健康的網路使用習慣。

  7.圖書借閱資料分析

  通過對圖書借閱和電子閱覽室使用資料的分析,瞭解學生的閱讀模式和閱讀頻率,以及對數字資源的內容需求,為調整圖書的型別和改進閱讀服務提供依據。可以對學生閱讀內容、閱讀數量、借閱習慣和學業狀況、能力表現進行相關性分析,以便更好地引導學生的書籍閱讀和書籍推薦。

  結束語

  智慧校園圍繞著資料的採集、資料分析和資料應用展開。在大資料應用的過程中,也存在著眾多問題。①資料的採集和管理機制問題。對於源資料的錄入和稽核是保證資料有效性的前提,而資料安全和隱私保護也需要合理的管理機制。②資料來源問題。資料應用需要較大規模的資料基數,否則會造成模式挖掘的偶然性。資料的完整性不夠,或者錯誤資料的存在,可能造成無效的模式挖掘。③挖掘模式的驗證問題。通過資料探勘的模式不一定都是有價值的,有的甚至是錯誤的,這需要加以嚴格的理論分析和實踐論證,唯資料論並不可取。

  總之,目前大資料的研究和應用還處於初步階段,但很多專家學者都對“大資料技術”寄予厚望,甚至認為這將拉開“資料技術”時代的帷幕。“智慧校園”是校園資訊化建設的新方向,大資料分析作為“智慧校園”的關鍵技術,將對提升校園服務、改進校園管理產生深遠的影響。(作者:許冠軍等,台州科技職業學院)