大數據時代高中智慧型校園的建設探究

◆摘? 要：隨著5G時代的到來，大數據在工作和生活中的作用日益明顯。高中校園各基礎設施和應用系統的運轉每天都會產生大量的數據，如教務、科研、政教等各職能部門的數據，通過人工智能、大數據等技術對這些海量數據進行采集、整理和分析，提取其中蘊含的各種規律性、潛在性信息，實現精準化的教學與管理，建設智慧型校園。

◆關鍵詞：大數據;智慧;應用系統

1 引言

在科技發展飛快的今天，5G、人工智能、大數據等技術迅速發展，高中傳統教育模式的改革與發展正面臨著挑戰和機遇，諸多高校不斷加快信息化建設，已經邁入智慧型校園，并且發揮了非常重要的教育與教學管理作用。高中需要加快腳步，積極推進智慧型校園建設的步伐，亟需把教室、功能室、實驗室、監控、門禁等基礎設施和各應用系統打通，形成互聯互通，互為共享，使各種行為數據有效的沉淀，為大數據分析提供數據基礎保障。

2 現狀及存在問題

經過多年數字校園的建設發展，學校在信息化建設方面取得了階段性的成果，實現了校園網全覆蓋，搭建了機房、服務器虛擬化等支撐信息系統的基礎設施。建成了許多應用系統，如移動校園門戶、OA、智能閱卷、校園一卡通等系統，能夠一定程度上滿足學校教學、科研、管理、生活等方面的日常需求，并積累了部分數據。但隨著技術不斷發展，存在問題逐漸凸顯：

2.1數據孤島現象嚴重

學校各部門的應用系統基本各自互不關聯，無統一的數據標準，數據形式多樣化，“數據孤島”現象嚴重，且重復部分過多占用存儲資源，數據重復采集，不能產生關聯性，實現數據共享價值最大化，很好服務教學和管理。

2.2缺乏智能應用系統

學?，F有網絡閱卷、選課系統、一卡通系統等應用系統，部分為通用簡單版本，因不便捷、功能模塊不適用導致使用效率低下甚至不使用，造成了基礎數據流失、無基礎數據的局面?，F亟需加快完善符合各處室需求的應用系統建設才能為實現大數據分析提供數據基礎保障。

2.3基礎設施建設滯后

校園網大多仍然為百兆網，核心交換機陳舊，服務器沒有虛擬化，基礎服務分類不夠清晰，網絡磁盤陣列柜的存儲空間有限，校園無線網絡只能局部覆蓋等。宿舍無門禁系統、教室無考勤設備等?；A設施建設不完善，就意味著不能產生數據，就無法為大數據的分析提供保障。

3 建設思路

通過構建校園大數據平臺中心，把所有的基礎設施及各部門的應用系統互相聯通，實現數據的交換、共享與整合，逐步邁向智慧型校園。智慧型校園是結合互聯網、大數據、物聯網和人工智能等諸多技術的新一代校園信息化平臺，基本框架如下圖所示。

<C：＼Users＼Administrator＼Desktop＼速讀22年1上＼速讀22年1上＼【292P】速讀22年1上【1230改定排版包】＼Image＼image1_2.png>

3.1 構建大數據平臺中心

建立學校大數據平臺，實現統一數據標準，提供多種標準數據接口，現有的應用系統無縫接入或高度集成，實現數據的交換、共享與整合，消滅數據孤島。所有子系統（含第三方應用系統）運行于大數據平臺之上，實現統一的系統登錄、統一安全認證、統一管理，實現數據交換與共享，為學校教學、管理、服務等工作質量的提升和改進提供了決策數據支持。

3.2 加快完善應用系統建設

學校各部門都有各自的應用系統，有的因無法滿足現有教學管理情況而無法使用，閑置浪費，如教務處成績分析管理系統;有的因不便捷、功能模塊不適用而不使用、如政教處學生日常管理系統;還有的因人事調動的暫停而未使用，如行辦OA系統等。這些都造成了基礎數據的流失、無基礎數據局面。亟需加快完善符合各處室需求的應用系統建設才能保證日常教學和日常管理行為數據得到有效沉淀，實現大數據分析提供數據基礎保障。

3.3加強基礎設施的建設

將校園核心交換機萬兆升級，使多個校區，實現校園骨干網萬兆連接。加快建設校園無線網的全面覆蓋，實現無線網和有線雙網覆蓋的網絡環境。將服務器全部虛擬化，便于計算利用物理服務器的資源。

加強感知設備的建設。當前學校配置了功能室、教室、計算機教室、各球館，實驗室、門禁、監控、飲水機等設施，這些傳統設施需加快與物聯網智能感知技術相互融合連接，逐步實現“人一物一機”間的全方位感知，相互共享，互聯互通。為校園環境及校園內活動的感知、檢測，數據的采集存儲提供保障。

4 應用場景

4.1行為預警

學校大數據平臺中心通過對智能一卡通（門禁、消費、借閱）、智能監控（具有無感知刷臉識別、表情識別、行為分析功能）等設備數據的實時采集、對學生情緒狀態分析、肢體動作分析、運動軌跡分析，形成課堂評價參考依據。并對異常行為分析并給出相應預警，如失聯預警、心理預警、逃課預警、不歸宿預警、偷竊預警等，將預警消息及建議解決方案自動推送給負責老師，老師可以通過移動設備或者PC端查看，通過綜合預警，減少學生安全事故的發生。

4.2 智慧閱卷系統

智慧網絡閱卷系統具有題卡編輯、掃描、網上閱卷、等功能，也具備有成績分析功能，如薄弱點、閃光點、貢獻值、走勢分析等基礎數據分析。也可實現從教研角度、教師角度、學生角度等不同角度進行智能分析。

4.2.1 多維度數據分析

設置統計分析指標進行多維度數據分析，自動生成各類統計分析報表。教師可以準確了解各知識點、知識模塊、學科在年級和班級的掌握情況，及時掌握成績波動較大的學生動態和學生學習過程中的薄弱點，對癥下藥提高臨界生的轉化率，讓優等生提優，學困生補差。

4.2.2 錯題智能收集

學生每次考試的錯題進行智能收集，形成錯題集。學生通過智能閱卷系統統計得出的分析報告，制定自己的學習提升計劃，做錯的題目反復練習鞏固，并根據學生的知識薄弱環節，精準推送類似精選題目供學生反復練習。

4.2.3 智能“體檢”報告

大數據平臺對學生個人的歷史數據深度挖掘，數據來源于考試成績、作業、考勤、課堂精力集中度、圖書借閱、消費等沉淀下來的數據，對歷史數據的深度學習，整合出一份能提高學習成績、改善學習方法、改變生活不良習慣的“體檢”報告，供學生參考。

4.3 智慧課堂管理

智慧課堂即結合智能學習平臺、移動平臺端工具，通過互聯網、物聯網、大數據等新一代信息技術打造的智能、高效的課堂學習平臺。具有課堂互動教學可游戲化教學，海量的課件模板隨時調用，課件隨身帶，常用備課資源一鍵插入等功能，也具有百萬習題題庫，用于課前的預習、課中的答題、課后的作業。通過課堂上教師與學生手持設備的無縫對接，學生學生通過學生端移動設備操作參與互動，將課前預習測評、課堂實時檢測情況、課后作業等數據上傳，形成過程性的課堂質量評價和學情分析報告，并及時接受教師推送資源，教師可通過學生手持終端的數據及時獲取學情信息。

4.4 智慧可視化管理

基礎設施和信息系統的運轉產生的海量數據，經過分析處理后通過大數據屏顯中心可視化展示，如成績分析、行為畫像、綜合預警等，可根據實際要求屏顯不同的數據，也可在各個處室可視化展示及決策建議推送。根據角色的不同，可視化展示該角色應關注的數據內容及決策建議。如，科研處板塊高三年級顯示尖指生排名變化趨勢、臨界生距一本線的差距、上一本線轉化率等數據，結合他們在的課堂表現、課堂作業、錯題集練習和薄弱知識點的測試等數據綜合分析，找出問題的根源并智能推送決策建議。

5 結束語

隨著5G時代、人工智能時代、大數據時代的來臨，建設智慧型校園是必然的趨勢，學校要組建一支我們掌握前沿技術的團隊精英，通過到先進地區和實踐基地實地考察學習，了解慧智校園建設的構思和框架，學習人工智能、云計算、大數據等前沿技術和理論知識武裝自己的頭腦，結合學校目前的現狀統籌規劃、科學實施、分步執行，為打造成實用的、現代化的智慧型校園提供保障。

作者簡介

劉存寶，信息技術教師。

參考文獻

[1]程南清. 智慧校園視野下的信息化基礎設施建設問題及對策[J]. 寧波廣播電視大學學報， 2018， 016（002）：90-95.

[2]李正， 羅征， 孫雨， et al. 大數據分析應用于高校精準教學與管理的探索[J]. 中國教育信息化， 2019， 000（017）：P.9-12.

[3]王露， 孫麗， 劉曉瑩. 現代教育中人工智能的應用[J]. 課程教育研究， 2019（13）：46-47.