智慧校園的核心內容是“智慧”,大數(shù)據(jù)挖掘技術能夠提高智慧管理效率與服務水平,有利于學校提升教學質量、師生解決問題。
大數(shù)據(jù)時代的到來,使得人們可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術搜尋對自己有利的數(shù)據(jù)信息,各級學校也在不斷嘗試將該技術應用到智慧校園建設中。智慧校園的核心內容是“智慧”,大數(shù)據(jù)挖掘技術能夠提高智慧管理效率與服務水平,有利于學校提升教學質量、師生解決問題。
大數(shù)據(jù)挖掘技術
大數(shù)據(jù)挖掘技術,它與云計算技術、計算機技術與互聯(lián)網(wǎng)技術具有極大聯(lián)系,僅大數(shù)據(jù)挖掘技術一項并不能單獨處理智慧校園系統(tǒng)全部信息,而將其與云計算、互聯(lián)網(wǎng)和計算機充分結合,便可以實現(xiàn)信息的搜集、分析、處理和儲存。
目前,我國多數(shù)學校的智慧校園建設已經(jīng)取得良好效果,校園一卡通、遠程教育、360度無死角實時監(jiān)控等技術已經(jīng)逐漸被學生和教師接受。但是由于連接實體的數(shù)量越來越多,傳統(tǒng)的智慧系統(tǒng)逐漸無法滿足數(shù)據(jù)處理要求,這就要求學校將大數(shù)據(jù)挖掘技術應用到智慧校園建設中,利用該技術對智慧系統(tǒng)內部各種信息進行快速有效分析,挖掘其深層次意義與價值,為學校建設發(fā)展、提高教學質量提供數(shù)據(jù)依據(jù)和技術支持。
大數(shù)據(jù)挖掘技術在智慧校園建設中的應用
支撐智慧系統(tǒng)總體構架
智慧校園建設的主要功能是利用數(shù)據(jù)資源滿足學校各方業(yè)務需求,例如向師生提供教學共享資源、為學校領導提供科學決策依據(jù)、為校園后勤管理提供資金資源報表等。大數(shù)據(jù)挖掘技術對智慧校園系統(tǒng)總體構架起支撐作用,利用該技術構架的系統(tǒng)可以分為應用層、管理層、網(wǎng)絡層和感知層四個部分,大致內容如下:
一,系統(tǒng)應用層。智慧校園系統(tǒng)的應用層涵蓋范圍是所有校園業(yè)務處理系統(tǒng),比如學生管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、教務信息管理系統(tǒng)以及檔案安全管理系統(tǒng)等。它所采用的構架模式是面向服務式,指的是先從海量數(shù)據(jù)中篩選出關聯(lián)信息,然后對信息進行分析和處理,利用圖形化系統(tǒng)界面將信息結果直接展示給需求者,以此為教師提供網(wǎng)絡教學服務、為學校提供信息管理服務,從而促進智慧校園更加便捷。
二,平臺管理層。智慧校園系統(tǒng)的平臺管理層是由支撐層和基礎層兩部分組成,支撐層以大數(shù)據(jù)挖掘技術為依托,利用云計算技術、計算機技術對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進行挖掘、匯集、傳遞和共享?;A層的主要作用是儲存、備份以及計算,智慧系統(tǒng)利用平臺基礎管理層可以將內部數(shù)據(jù)進行集中化和規(guī)?;幚?,管理人員通常會利用關鍵詞查詢,我們以英文為例進行倒排索引:常使用的索引方法為正排索引和倒排索引,前者具有易維護和耗時長特點,后者具有維護成本高但耗時短的特點;由于網(wǎng)絡技術發(fā)展迅速,數(shù)據(jù)數(shù)量急劇增多,正排索引可應用性逐漸降低,所以學校應加強倒排索引在智慧校園系統(tǒng)中的應用。
三,網(wǎng)絡綜合層。智慧校園系統(tǒng)需要網(wǎng)絡收集、連接各項業(yè)務數(shù)據(jù),網(wǎng)絡綜合層便是各種網(wǎng)絡信息的集中處理場所,它是由物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)以及校園網(wǎng)組成。在收集和整理網(wǎng)絡數(shù)據(jù)時,一般會用到大數(shù)據(jù)挖掘技術、IP技術(有關無連接分組通信協(xié)議的技術)、無線通訊技術等,網(wǎng)絡綜合層的功能作用信息傳遞,利用它可以將感知層信息傳遞至管理層。
四,感知層。感知層是智慧校園系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)信息的主要手段,智慧系統(tǒng)利用全球定位系統(tǒng)(GPS)、射頻識別通信技術(RFID)、傳感器等設備采集數(shù)據(jù),例如一卡通可以收集學生的消費信息、醫(yī)療信息、出行信息等。感知層將這些數(shù)據(jù)信息先進行初步量化處理,然后將其傳遞至管理層,系統(tǒng)自動會對其進行整理,最后成為學校整治校園、科學決策的依據(jù)。
挖掘、分析數(shù)據(jù)信息
大數(shù)據(jù)挖掘技術的基礎應用功能是挖掘與分析數(shù)據(jù)信息。智慧校園的信息來源渠道非常豐富,門禁、監(jiān)控、食堂以及圖書館等都是信息來源;數(shù)據(jù)內容十分冗雜繁復,比如學生個人信息、課程教學信息、網(wǎng)絡訪問信息、校園超市購物、多媒體教室使用、校園出入以及實時監(jiān)控等。大數(shù)據(jù)挖掘技術可以從上述數(shù)據(jù)信息中挖掘出關聯(lián)性較強的數(shù)據(jù),將其分別轉化成獨特編碼,聯(lián)系大的信息規(guī)整為一類,例如某同學的校園出入記錄、食堂用餐消費、圖書館借閱信息等,便于校園管理者查詢,可以有效降低學校工作者和智慧系統(tǒng)的負擔。
首先,教師可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術構建科學高效的評分機制,將學生的平時成績、小考成績與期末成績進行匯總,綜合分析學生的學習能力與學習情況,以便制定正確的教學方案,實現(xiàn)提高教學質量與效率的目的。教師還可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術,結合學生的學習成績、在校表現(xiàn)、課外實踐參與情況,對學生提出綜合性評價,為學生提供學習、生活、專業(yè)與就業(yè)上的幫助。
其次,學??梢岳么髷?shù)據(jù)挖掘技術完善智慧校園系統(tǒng),構建學生行為信息數(shù)據(jù)庫,將學生的課程信息、身體素質、體貌特征、在校時間、課程學習等基本信息記錄在案,并針對上述數(shù)據(jù)信息制定常規(guī)范圍值。學校還可以根據(jù)學生的用餐數(shù)據(jù)、購物信息,對學生的經(jīng)濟條件進行分析,利用大數(shù)據(jù)挖掘技術構建貧困信息數(shù)據(jù)庫,這種做法不僅能夠為經(jīng)濟條件有困難的學生提供經(jīng)濟支持,還能有效避免助學金挪作他用的行為。
為智慧系統(tǒng)提供技術支持
將大數(shù)據(jù)挖掘技術與智慧校園建設充分結合,才能真正提高教學質量、管理效率與服務水平。本文再次以校園一卡通為例,闡述大數(shù)據(jù)挖掘技術如何為智慧校園系統(tǒng)技術支持。
一卡通是智慧校園的重要組成部分,貫穿著整個智慧系統(tǒng)的各項業(yè)務,由于一卡通內部設有身份識別芯片、金融服務程序、公共信息服務等功能,所以學生和教師利用一卡通可以完成進出校園打卡、食堂用餐、圖書館借閱、校醫(yī)院治療、校園超市購物等工作,對其日常生 活、學習、工作提供信息支持與技術支持。一卡通系統(tǒng)與智慧校園系統(tǒng)直接連接,能夠對金融系統(tǒng)、感知層進行信息對接,將海量信息數(shù)據(jù)分別傳輸至指定數(shù)據(jù)庫,對具有實際價值的信息數(shù)據(jù)進一步挖掘,有利于學校對整體資源進行優(yōu)化配置,提高資源利用率,避免不必要 浪費。
智慧校園服務平臺是智慧系統(tǒng)接收、處理信息的對外場所,主要向身份認證、數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)一信息門戶這三大主要應用提供技術支持,它可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術對三大應用的數(shù)據(jù)進行整合、分析和展示,以此提高智慧系統(tǒng)服務水平。例如,通過大數(shù)據(jù)挖掘技術對身份角色的權限進行分類,完成身份認證;對學校內部產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息進行存儲,實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享;為其他智慧校園子系統(tǒng)提供接口,確保信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一。
綜上所述,在大數(shù)據(jù)時代背景下,將大數(shù)據(jù)挖掘技術與智慧校園建設充分融合,成為學校提高教學質量與服務水平的有力手段。它可以對智慧校園的海量數(shù)據(jù)信息進行量化處理,促進教學資源共享,為移動客戶端提供支持,學校和教育部門有關機構應加強大數(shù)據(jù)挖掘技術的研發(fā)力度,推動智慧校園建設發(fā)展。