摘要：智慧校园作为学校信息化在智慧教育发展阶段的集中体现，为学校教育教学、教学管理、校园生活提供了一体的智慧化环境。本文在在对智慧校园建设现状分析基础上，依据智慧校园建设原则与建设需求，提出了大数据高校智慧校园建设的四层架构模型。通过对该模型的阐述，以期为高校智慧校园建设提供参考。
关键词：大数据；智慧校园；建设探索
1引言
党的明确提出把教育事业放在优先位置，深化教育改革，加快教育现代化，办好人民满意的教育。智慧校园建设作为深化教育改革、实践教育现代化的重要举措，其建设可为学校教学、管理与服务的开放性、协同化运行提供支撑环境，为校内外各类人员提供完善的个性化服务支持，对整体提升学校的信息化水平具有重要意义。2021年7月，教育部等六部门在联合发表的《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》中再次重申[1]，支持有条件的学校利用信息技术升级教学设施、科研设施和公共设施，促进学校物理空间与网络空间一体化建设，构建物理空间和网络空间相融合的新校园。在政府、学校、企业三者的共同推动下，开展智慧校园研究，总结智慧校园建设正反两方面经验，构建大数据背景下智慧化校园理论与实践探索已经成为各级各类学校信息化建设的首要任务。
2智慧校园建设现状
2.1全局规划欠缺
传统智慧校园建设通常由学校负责技术的网络中心或信息中心组织，缺乏学校层面统一的规划和管理。各部门对信息化的认识仅停留在功能性层面，通常根据自身的业务需求独立建设。建成后的这些系统虽能解决特定部门的具体业务，但这些系统很难保证与校内各应用系统之间数据的一致性，更无法实现数据共享。随着学校信息化的发展，应用系统越来越多，各子系统自成体系，严重阻碍了校内数据的互通与业务协同。
2.2数据信息孤岛
智慧校园建设需遵循一定的数据收集过程和统一标准，否则系统间各个数据容易产生数据信息孤岛，难以形成共享和共用。当需要系统层面使用和管理数据进行决策时，受限于各系统数据存储格式不统一、信息不一致、信息与实际情况不匹配等。加之各系统数据分散存储，数据无法汇总，需要决策时无法掌握全面的信息、缺乏完整的数据支撑，无法实现资源共享与数据可视化呈现，难以形成一个全面的大数据驾驶舱环境。当某一应用系统不再使用时，由于缺乏统一的大数据管理平台，各类数据无法保留而造成数据资产丢失。
2.3应用推广困难
新技术快速发展，知识加速迭代，大部分技术管理人员尤其专任教师在思想上、技能上远跟不上新技术的发展步伐。加之智慧校园建设通常由专业技术部门主导，在设计时多从技术层面来思考，很少站在管理者、使用者的角度进行思考，新建的高大上智慧校园不仅不能为其提供应用的便利反而成为其工作、生活过程中的拦路虎。每个应用的入口不统一，界面不统一，认证方式也不同，这使得教师、学生被困在用户名和密码堆中客观上增加了师生使用的困难度。
2.4融入教学不深
智慧校园建设服务于智慧教学需求。当学校软硬件设备环境与各项教学资源均已满足智慧化教学需求时方可发挥最佳效果。当前智慧校园建设普遍重软硬件环境设计，轻教学资源建设。智慧化学习环境与教学内容、教师教学缺乏深度融合。教师的教学方式仍比较落后，仅停留在信息化应用的浅层。加之教师对智慧教学环境的陌生，配套教学资源的缺失，导致新技术与教学应用两张皮现象，未能最大限度发挥智慧化教学环境的综合效应。
3智慧校园建设原则
智慧校园是集教学、科研、管理和生活高度融合的信息化系统工程。智慧校园建设结构复杂、涉及面广、建设周期长。为保证智慧校园建设科学规范，智慧校园的总体规划在遵循国标的同时还应该满足以下原则：
（1）兼顾当前，着眼未来。智慧校园是一个复杂的系统工程，为保障智慧校园落地效果具备先进性和示范性，智慧校园在顶层设计的时候就需要考虑学校未来5至10年的发展需求。在系统建设中，不仅要考虑到当前学校各种业务的实际要求，还要充分考虑将来业务发展的需求。从实用性、经济出发，着眼于近期目标和长远的发展，选择先进技术进行最佳能组合，在有限的投资中构建一个成功、实用的智慧校园系统。
（2）遵循标准，开放统一。智慧校园设计应充分考虑与国内外行业标准与工业标准的一致性和兼容性，同时保障系统的开放性。智慧校园系统所采用的硬件设备完全符合国际通用标准，与目前校内网运行其他系统不发生冲突。兼顾国家、省市县重大教育信息化工程，为国家、省市的教育云服务平台预留标准化的接口，使其数据能被其他现有和将要开发应用软件调用。
（3）安全稳定，易于运维。智慧校园建设的总体框架包括智慧教学环境、智慧教学资源、智慧校园管理、智慧校园服务、信息安全体系等组成部分。各系统彼此独立又相互协同，各子系统软硬件必须具有高度可靠性和稳定性，各主要数据需采用备份模式，应急处理手段完备。系统所采用的软硬件设备与管理平台具备较强的可操作性，易于日常运维管理。用户界面按人性化图形设计，所见即所得。
4智慧校园建设需求
智慧校园建设需要学校信息化与教学、管理、服务三者的高度融合[2]。为实现这一融合在智慧校园建设期间至少要完成以下需求：
4.1基础网络
基础网络是智慧校园建设的基础。基于最新成熟的无线校园网和光纤万兆有线网络，并结合5G、ZigBee等技术的物联网络为学校提供一个广连接、高并发、多终端集一体的智慧校园基础网络[3]。通过云计算、虚拟化、超融合等先进技术，建立校园云数据中心，实现资源的集约化管理和弹性化服务。除了结合网络的具体需求，还要整合多种安全措施，建立一个完整的、立体的、多层次的网络安全防御体系，确保智慧校园内各系统与数据安全。
4.2智慧安防
智慧安防以建立重点公共区域的全覆盖、全天候、智能化的视频监控系统为主体，有机融合身份识别、车辆识别、超速识别、人员行为识别等先进智能分析能力，将校园的安防能力从传统的模拟+数字安防体系向智能化安防体系演进。
4.3智慧照明
智慧照明以照明系统为核心，以物联网无线通讯、智能感知、分布式智能控制技术为基础，构建了一套智慧环境整体解决方案。该方案在满足照明需求的前提下，以智能化方式管理教室范围内的多个子系统，实现照明管理、智能应用、统一维护、业务闭环的整体业务能力。
4.4智慧教学
智慧教学是智慧校园的核心，也是为了更好地服务师生的工作和学习。通过智能终端进课堂等教学模式推动教育改革和创新，打造课前、课中、课后一体化的教学环境，保持教师和学生间的高效互动[4]。通过课前源推送、课中实时教学反馈、课后家长及时辅导，为每个学生打造专属教育，实现个性化学习、公平化教育、智慧化管理与评价。
4.5智慧服务
智慧服务引入社会上电子商务与政府的电子政务服务模式。它以一体化的形式呈现，包含多个业务流程，并根据用户身份划分权限，通过智能终端为师生员工提供一站式智能贴心的校园生活服务。师生在“入校”、“在校”、“离校”任一段仅凭一部手机即可办理餐饮、洗浴、医疗、购物、宿舍、水电、保洁、门禁等所有后勤服务[5]。
4.6智慧决策
智慧决策依托学校日常教学、科研、管理和生活中产生的海量数据，通过对数据的分析，以及根据数据分析结果做出适当的决策，建成高智能、综合性的决策支持体系，实现一体化和智能化管理[6]，以智慧大脑的形式读取这些数据并进行可视化呈现为学校管理者的管理与决策提供科学依据。
5智慧校园建设框架
智慧校园建设是一项系统性工程，需要随着各个系统模块不断地增加、演进，使各项功能趋于完善。依据《智慧校园总体框架（GB/T36342-2018）》搭建智慧校园框架并进行设计与实施，通过分层设计提升系统的可扩展性，并将技术规范体系和信息安全体系贯穿整个项目的各个环节。从底向上，整个智慧校园划分为基础设施层、支撑平台层、应用平台层和应用终端层，如图1所示。
5.1基础设施层
基础设施层为智慧校园平台提供底层的基础设施保障，由各类专业服务器、存储设备、网络交换机、防火墙、采集器、传感器、摄像机等构成。它为智慧校园的各类应用提供基础支持，为大数据挖掘分析提供数据支持。智慧校园基础设施层主要由网络基础设施、安防设备、照明设备、安全设备、智能终端、传感器、图书馆等组成。5.2支撑平台层支撑平台层是智慧校园平台的核心层，支撑智慧校园平台实现各应用系统间的身份认证和权限管理的统一，实现统一的数据汇总、数据交换、数据分析、数据管理和数据展示，以及为应用层提供统一的底层服务接口。
5.2.1统一用户中心
统一用户中心集成各种信息系统。以门户统一平台作为智慧校园的安全认证及授权中心，提供集中的身份认证与授权服务，并提供统一身份模型（角色）管理，支持为各个角色配置不同权限功能，结合学校实际部门、角色、工作职责划分。
5.2.2统一数据平台
统一数据平台提供统一的数据接入标准和规范以及统一的数据管理和分析服务。汇总各个系统的有用数据，再通过大数据技术进行数据处理、计算、分析，形成高价值的数据仓库，以标准接口的方式供上层系统使用。统一数据平台定义了一套完整的数据接入规范和标准，各应用系统按照技术规范通过API接口将结构化或日志型的数据提交给数据中台。数据中台具备海量的数据存储资源和数据计算处理能力，通过离线或实时计算对数据进行挖掘处理，得到有价值的多维度分析数据存入数据仓库。上层应用可以通过标准接口访问这些数据。
5.2.3统一消息平台
统一消息平台负责消息分发与推送。提供系统自动、人工触发等多种消息推送手段，提供基于用户身份的个性化消息内容，支持定制化消息推送模板。各业务应用通过接入统一消息平台，实现对教职员工、学生、家长的消息触达。消息中心全面采用SOA架构，对各应用系统间的服务接口进行统一管理，完成消息转换、消息路由分发等工作。
5.3应用平台层
应用平台层是智慧校园应用与服务的具体体现，在支撑平台的基础上，搭建智慧教学环境、智慧教学资源，实现智慧校园管理和提供智慧校园服务，为学校师生提供泛在智慧教学环境、丰富的教育资源教学、强大的教学管理功能、易用的办公管理功能、智能贴心的校园生活服务。通过获取支撑平台层的统一数据平台中的基础数据，将智慧校园应用所产生的数据进行汇总和提取，生成可视化报表，通过智慧校园大脑进行可视化呈现。应用平台层主要有智慧课堂、电子班牌、智慧教学资源、智慧管理、学校大脑。
5.4应用终端层
该层是用户访问智慧校园平台的方式。平台支持用户以教师、学生、家长、管理员等不同身份，通过平板、手机和PC等不同设备，访问对应的应用和模块。应用终端主要有移动端、PC端、第三方软件（如钉钉）、校园智慧屏、电子班牌等。
6总结
智慧校园的建设为全面推行新型智慧课堂教学模式，以科技的手段赋能课前、课中、课后各个环节，为教师减负，为课堂提效，激发学生学习兴趣，实现精准教学，提升办学质量，培养适应时代需求的创新型人才，同时进行校园安防、校园生活服务、智慧教室等基础设施建设，为师生提供更便捷的服务。校园大数据信息中心的建设，实现所有系统数据集中汇聚，规范了已有基础数据库、业务数据库、学生数据库等数据库的规范与统一管理，方便校级平台与各级教育平台数据对接，为上级教育主管部门的教育监督与决策提供数据支撑。
作者：杨江 王强 单位：福建教育学院教务处
