教育信息化 2.0背景下的智慧校园融合服务

教育部在 2018 年 4 月印发《教育信息化 2．0 行动计划》。这 是首个mg电子游戏官网_mg老虎机游戏-电玩城下载教育信息化 2．0 的指导性文件， 也是贯彻 2015 年全 国教育信息化工作电视电话会议和 2016 年《教育信息化“十三 五”规划》精神的政策性文件。其中，智慧教育创新发展行动指 出，要以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础，依托各类 智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技 术支持下教育的模式变革和生态重构。智慧校园信息服务平台 正是符合上述要求的有效载体之一，它全面感知物理环境，识别 学习者个体特征和学习情景，提供无缝互通的网络通信，有效支 持教学过程分析、 评价和智能决策的开放教育教学环境和便利 舒适的生活环境，向师生全方位和个性化的信息服务。

21 世纪第一个十 年，随着计算机和互联网技术高速发展，国内高校教育信息化建 设体现出网络化、数字化特征。大多数高校建成信息资源整合、 应用模块集成的统一信息服务门户。这在一个时期内基本满足 了师生需求，提高了办事效率，但也产生诸多问题：

（ 1 ）交互性不强，用户与系统的联系停留在 PC 端，没有覆盖 到更广泛场景和设备。

（ 2 ）信息割裂，各应用模块间信息无法共享，导致用户重复 操作消耗时间。

（ 3 ）服务模式单一，以被动处理方式为主，难以满足用户精 细化需求。

（ 4 ）扩展性较差，集中式建设牺牲单一模块的专业性和扩展性。

智慧校园信息服务平台是顺应教育信息化发展趋势， 解决 以上校园信息门户瓶颈问题的最佳解决方案。它以大数据、物联 网、云计算、人工智能和移动互联技术为载体，在感知用户需求、 多维度反馈信息、资源组织与协同运维，以及信息交换与共享方 面，将人、物和事件紧密连接。它的特征包括：

（ 1 ）人物互联，利用物联网传感器和感知技术采集人、物和 环境信息，将其映射到网络中，构建多维辐射的应用环境。

（ 2 ）虚实映像，利用云计算、云存储和云服务等技术构建校 园网络空间，使信息结构化、标准化，实现虚、实对应与协同操作。

（ 3 ）深度认知，利用大数据技术对采集到的信息和虚实映射 信息分析，研判用户需求，结合人工智能技术高效调用资源。

（ 4 ）开放融合，管理系统内部使用标准模块与可扩展模块， 共享采集到的信息，根据不同用户使用权限，提供定制化、精细 化服务。

Hadoop 是 大 数 据 开 发 的 重 要 框 架 ， 其 核 心 是 HDFS 和 MapReduce ， HDFS 为海量的数据提供存储， MapReduce 为海量的 数据提供计算。Hive 是基于 Hadoop 的一个数据仓库工具，可以 将结构化的数据文件映射为一张数据库表， 并提供简单的 SQL 查询功能。Spark 是专为大规模数据处理而设计的快速通用的计 算引擎，其提供了一个全面、统一的框架用于管理各种不同性质 的数据集和数据源的大数据处理的需求。Python 是面向对象的 编程语言，拥有丰富的库，主要可用于数据采集、数据分析以及 数据可视化等。

“云”是一些能够自我管理的虚拟计算资源，通常是一些大 型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等。云计 算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展形态。它通过网络将庞大的程序自动分拆成许多个较小的子程序， 再交由多部服 务器所组成的庞大系统计算分析，然后将处理结果回传给用户。它可以在数秒之内，处理数千万计甚至亿计信息，达到类似“超 级计算机”的强大效能。云计算是虚拟化、效用计算、 IaaS 、 PaaS 和 SaaS 等概念混合演进并跃升的结果。

为满足设备的连接需求， 物联网这种低功耗广域网应运而 生。LPWAN 专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应 用而设计。它主要分为两类：一类是工作于未授权频谱的 LoRa 技术；另一类是工作于授权频谱下的 NB－IoT 。相比于 NB－IoT ， LoRa 能够以较低功耗远距离通信，可以使用电池或其他能量收 集的方式供电，同时具有更好的穿透能力与避障能力。LoRaWAN 是由 LoRa 联盟推出的一个广域网规范，它能够提供双向通讯。

智慧校园架构在技术载体之上，按照职能区别，由底层到高 层，主要分为以几个下层级：

（ 1 ）数据层。智慧校园信息服务平台采集到的各种数据汇聚 在一起。在线实时数据处理机制开展全局、群体及个体数据特征 分析，构建虚拟映像，形成统一、多维的数据空间。

（ 2 ）系统层。智慧校园信息服务平台的软件系统包括操作系 统及各类子系统，硬件系统包括中心服务器及终端分布式设备。它连通和支撑其他各层，是整个智慧校园的软硬件载体。

（ 3 ） 网络层。该层为智慧校园各类信息传输和覆盖提供支 撑。它包括用户与系统联系的有线和无线网络；为人、物定位的 位置网络；支撑各类传感器数据传输的物联网络。

（ 4 ）应用层。该层包括标准化和定制应用，通过业务规则和 管理流程向用户提供交互服务，可实现新建功能融入，也可提供 开放的应用系统开发环境。

智慧校园信息服务平台对比以往的校园信息服务平台具有 以下形态优势：

以往的校园信息服务平台的数据采集大 多由管理者和用户被动完成， 智慧校园信息服务平台采集数据 依托物联网端设备。大量数据经过自动组合生成场景、活动、事 件或素材的高维度描述形式。这些数据传递迅速，更新周期短， 能自动剔除或预警异常值，人工只需在必要时审核即可。业务流 程时间缩短。

以往的校园信息服务平台多采取信息化 管理部门统一管理，各职能部门运营子模块的形式。无论管理者 还是用户都存在大量重复性操作，如录入、变更信息等。智慧校 园信息服务平台以人、物和事件为中心，将相应操作和使用权限 分配给不同职能部门，用以管理人、物和事件的相关变量。各职 能部门分工协同效率提升。

在以往的校园信息服务平台中，虽然用 户是服务对象，但实际上管理者获得了更多便捷，如纸质化办公时代，用户报送纸质版材料即可，而办公自动化时代，用户既要 报送纸质版材料还要提交电子版材料。在智慧校园信息服务平 台中，无论是用户还是管理者都能根据权限定制服务。固有角色 定位被打破，服务内涵更加丰富。

智慧校园建设是实现教育信息化 2．0 目标的重要抓手之一。高校要从战略上认识到建设智慧校园的必要性和迫切性， 充分 论证，合理制定近、中和远期规划。在细节设计上先选择小范围 试点，再大规模推进。软件系统功能短期试错，快速迭代，不断完 善。智慧校园体系下，数据量、涉及面和传播范围都会极大提升， 因此要制定升级版数据安全保障制度，加强软硬件安全保障，严 格监督管理员和用户权限。

数据无处不在，但未经采集、整理、分析和传播的数据是无 法使用的。让智慧校园活起来，关键在人。需要建立专门的运维、 分析人员团队。当下大多数高校设置的信息化办公室职能以运 维为主，很难满足大数据体系下的分析任务，需要引入专业人才 和团队负责，处理好自身和外包任务衔接。可尝试设立首席信息 官，在各职能部门中设置信息专员。首席信息官、信息办和部门 信息专员形成的校园信息化管理的基地、网络与节点。

智慧校园体系下的数据围绕mg电子游戏官网_mg老虎机游戏-电玩城下载核心资源，即人、物和事件 产生，这将打破以往职能部门收集、整理数据的传统。数据无处 不在，数据采集终端也应广泛分布，由此形成人、物、事件与数据 的虚实映射，改变数据割裂的、零散的弊端，形成系统的、多维的 优势。主管部门应收集用户对信息服务平台的建议，不断扩充和 完善数据库。倡导高校之间建立大数据库联盟，为数据在更广泛 领域互通、共享创造有利条件。

人类受到信息时代深刻影响，渴望结构化、高效率、多维度 和前瞻性的信息。对于身处高校的师生来说，智慧校园信息服务 平台能满足他们这一需求。该平台运用大数据、云计算和物联网 等先进技术，改变以职能部门汇集数据的形式，围绕高校核心资 源人、物和事件建立虚实映射的数据网络。为实现该平台功能， 除了要软硬件达标之外，还需在顶层设计、专业人员队伍等方面 下功夫。面向未来，它可以不断更新、迭代和扩展，有望形成依托 高校大数据库联盟，能够更广泛应用的智慧平台。

本文来源：CNKI，作者：赵真。