面向智慧校園生態體系的大數據平臺研究及實踐
——以咸寧職業技術學院為例

魏會生

（咸寧職業技術學院 圖文信息技術中心 湖北 咸寧 437100）

大數據的研究與應用為高校智慧校園的建設與落地開辟了新的思路，［1］本文對不同規模、類別、層次的高校進行調研，梳理分析當前制約高校智慧校園所面臨的六個主要問題。以問題為導向，咸寧職業技術學院以信息化標桿校建設項目為依托，頂層設計高校智慧校園生態體系的大數據平臺框架，建立大數據中心數據模型，搭建數據中臺和業務中臺，對原有大數據中心進行升級，在已建設教務管理系統、學工管理系統、資產管理系統、校園一卡通系統、大財務管理系統、內部質量管理平臺等業務軟件系統的基礎上，打通原有業務軟件系統與大數據中心通道。結合學校實際需要，建設智慧教學評價系統、智慧后勤管理系統、智慧監控管理系統等多個業務軟件系統，并與數據中臺和業務中臺對接，實現數據共建共享，業務軟件系統集成，提高學校教學質量，實現學校高效管理，為廣大師生提供便捷服務。

一、國內研究現狀

當前，我國很多高校信息化已建設了數據中心和相應的業務系統平臺，積累了大量教學、科研、運行管理等方面的業務數據，但也存在一些問題，主要表現為六個方面。

（一）缺少全局性、統籌性的頂層設計指導方案

全局性、統籌性的頂層設計指導方案將系統規劃高校智慧校園的建設。高校的發展與信息化管理密切相關，智慧校園的建設在高校中占據戰略地位。眾多高校信息化的建設模式依然是按照“被推著向前”，“看一看，模仿別人建”的發展模式，由于認識不到位，存在只有戰術配合、工具論、技術應用主義、重硬輕軟的現象，并沒有全局性、統籌性的頂層設計指導方案，各個業務系統建設各自為政，造成資源大量浪費。［2］

（二）缺少統一的數據標準與規范

數據標準與數據規范是頂層設計階段的必要性步驟。在全局規劃的環節中，應充分考慮各類業務需求，制定并規范合理化的數據標準，從而為后期流程化的業務建設奠定堅實的基礎。高校應建立公共代碼庫，構建代碼編碼規則，統一取值、規范賦值，按照國標、部標、校標逐級篩選，依托數據共享平臺，應用到各類業務系統，對公共代碼庫進行持續化的管理，關注其對全校范圍、所有數據的影響。

（三）缺少對各類數據源的有效整合

數據的流轉是業務生命周期的主心骨。數據源的產生，應由業務歸口部門產生，依托數據交換平臺向需要使用數據的應用進行推送，實現教育數據的實時交互。當前，由于高校業務及職能交叉管理的需要，使得數據來源的入口較多，缺乏有效、統一的整合，給業務帶來的必將是數據的不一致，引起數據中心數據管理的混亂，給教育大數據的分析與挖掘埋下極大的隱患。

（四）數據質量差、融合困難

數據質量是大數據的核心。由于長期對數據的重視程度不高、對數據價值的認識不夠，且受限于行政管理架構影響，跨域實施困難，加上數據分析模型及工具的匱乏，高校的數據利用與前期規劃、設計、開發脫節，造成了積累數據與實際應用需求存在嚴重的偏差。數據質量差、數據融合困難，嚴重制約了高校數據的整合與共享。

（五）歷史數據保存不完整，過程化數據嚴重缺失

過程化數據是智慧校園管理的關鍵。我國高校信息化發展了幾十年，很多業務系統都進行了多輪的更新與重建。由于各個時期數據標準、數據規范不同，數據保護意識不夠，造成了大量歷史數據的流失?！巴品貋怼?，“升級換代”無形加劇了數據的遺失。

（六）管建不管用

重功能建設輕應用實踐，業務系統平臺使用率偏低，價值發揮不充分。

二、研究意義

智慧校園大數據平臺是一個利用現代信息技術手段收集、整合和分析校園內各類教育資源數據的綜合管理平臺，將對提高學校教學質量、實現學校高效管理、為廣大師生提供便捷服務具有重要意義，將對高校未來的教育事業發展產生深遠影響。

（一）提高學校教學質量

通過大數據平臺，可以更好地了解學生的學習情況和需求，為教師提供有針對性的教學指導，幫助學校更好地了解每個學生的特長和興趣，建立與學生家長有效溝通機制，共同關注孩子的成長，為學生提供個性化的教育服務和發展路徑建議，因材施教，從而提高教學質量。

（二）實現學校高效管理

通過大數據平臺，可打破信息孤島，統一基礎平臺提供了信息共享的手段，打破學校各部門業務系統間的信息孤島，使各部門的數據能夠互聯互通。共享的數據既可以包含政策法規等信息，更重要的是各單位和部門的業務數據。為領導的決策提供實時的數據，發揮數字化校園的實時和準確的特點。通過基礎平臺，整個學校的業務數據都可以實時地相互查詢和訪問。

（三）為廣大師生提供便捷服務

通過大數據平臺，可以全面推進教育治理能力優化行動，推動高等學?！白疃嗯芤淮巍备母?，使得校園業務管理服務工作重心更加傾向于專業化和服務化。以“用戶為主體、數據共享，資源匯聚和服務發布”為目標來構建的一網通辦，幫助廣大師生有效使用各類系統，減少中間環節，去除冗余流程，最終實現“讓師生少跑腿，讓數據多跑腿”，為師生提供一站式服務，切實提高在校師生獲得感。

三、研究內容

（一）研究思路

本課題通過調研我國高校智慧校園生態體系的大數據平臺存在的主要問題，結合學校實際需求，頂層設計高校智慧校園生態體系的大數據平臺框架，建立在數據中心數據模型，以數據為核心、流程為基礎、服務為目標建設智慧校園生態體系的大數據平臺，在此基礎上建設數據中臺和業務中臺，實現數據共享和治理，并將數據轉變為資產，賦能學校高質量發展，助力學校教學、管理和服務，為高校智慧校園建設及應用提供數據和平臺支撐。

（二）研究方法

本課題以面向智慧校園生態體系的大數據平臺研究及實踐為主題，圍繞教育大數據、生態體系、APP、大數據時代、中臺建設、大數據分析平臺等關鍵詞展開調研。在研究的過程中采取網絡調研法、案例分析法，針對高校信息化建設中數據標準不統一、數據結構多樣化、數據更新不及時等問題，采用構建大數據平臺的方式對多源異構數據進行梳理，實現數據的標準化采集和開放架構，并在此基礎上從學生網絡行為分析、多維度實時學業預警、教學精準督導等方面介紹了智慧校園的教育大數據分析的方法和技術。

四、工作方案

針對當前制約高校智慧校園所面臨的六個主要問題，咸寧職業技術學院結合信息化標桿校建設實際，制訂工作方案，從以下六個方面開展工作。

（一）頂層設計智慧校園生態體系框架

項目總體框架設計以《中國教育現代化2035》《教育信息化2.0行動計劃》《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃綱要》等文件為依據，使用物聯網、5G、人工智能、大數據等先進技術，將高校智慧校園生態體系細分為五層，［3］即基礎設施層、數據接入層、數據平臺層、智慧應用層和智慧可視層。實現數據唯一源頭采集與治理、服務線下線上融合、數據資產分析，對學校核心業務流程進行梳理與優化，構建符合學校的數據治理、應用、服務、維護目標的智慧校園生態體系框架（見圖1）。

圖1 高校智慧校園生態體系的大數據平臺框架

1.基礎設施層：利用學校原有校園網絡、云基礎設施、計算、存儲、虛擬化等資源，升級學?；A設施，為上層數據平臺及智慧應用提供支撐。

2.數據接入層：梳理學校業務流程，接入基礎數據，以人事系統作為教工數據采集源頭，學工系統作為學生數據采集源頭，結合科研系統、物聯服務平臺及其他平臺等系統和平臺，完成各個平臺業務數據和設備數據到數據平臺平臺的接入和集成，提供數據來源，構建萬物互聯的信息基礎設施基底，為學校數據治理提供支撐和保障。

3.數據平臺層：搭建數據中臺和業務中臺，實現全校數據的接入和開放能力，提供數據集成、信息集成、服務集成、物聯集成以及資產市場能力，無縫對接業務系統平臺、物聯平臺與其他系統平臺的對接工作。

4.智慧應用層：基于校園物聯融合開放平臺的物聯數據源和校園數據開放平臺的業務數據源，對物聯數據、業務數據進行知識轉化，將校園業務的實體、屬性、關系進行關聯和處理，融入校園監測、管理、控制結構，構建運營工作的管理體系，建立監測指標，形成標準化的工單流轉處置和現場指揮調度規范，達到針對校園事件快速響應、精準推送、跨部門協同、高效處置、及時反饋的完整閉環效果，展現為統一融合的可視化監測服務。

5.智慧可視層：重點利用數字孿生技術，對建筑設備、校園設施以及園區內移動的物體進行深度感知，打造全園區網絡覆蓋的數字空間，實現萬物互聯。借助下層數據集成服務平臺的數據處理能力，將學校網絡、教室、實驗室、公寓、物聯等場景的運營情況、業務功能，通過大屏統一展示給用戶，更大限度發揮各系統的作用。實現智慧校園對園區內業務運營管理全方位的需求，實現從控制中心直接控制末端的扁平化管理，突出用戶深度交互的智慧校園服務，助力打造以師生用戶為核心的生態交互展示中心，構建人與人和諧共生、融合創新的智慧校園。

（二）制定統一信息數據標準

根據《中華人民共和國教育部信息化行業標準》《全國職業教育智慧大腦院校中臺數據標準》《全國高等職業學校人才培養工作狀態數據采集標準》，結合學校實際，制定包括元數據標準、數據交換技術規范、數據傳輸協議、數據質量標準等，采用業務系統錄入數據，實現數據源頭唯一采集，保障業務數據的規范性。

（三）建設高質量校本數據中心

以“把數據用起來，讓數據變為資產”為切入點，升級改造學校數據中心建設校本數據中心，涵蓋職業學?；巨k學條件、專業設置、課程開設、學生信息、教師信息、企業信息等各類數據，以信息門戶、移動門戶和數據門戶為匯總展示平臺，面向全校多群體、多角色的用戶體系提供服務訪問支持，打造了學校管理、教育分析評估的綜合平臺，把數據聚焦在學校管理、教學、生活日常等各種場景的應用，通過不同角色、不同視角、多維度梳理，重視學校各用戶角色全過程、多場景的數據應用需求，細粒度打造學校的數據應用服務體系和數據分析服務，［4］重視師生對信息化建設的“口碑”，提升師生在信息化體驗中的“獲得感”。

（四）搭建數據中臺

搭建數據中臺，通過數據集成實現全校數據的接入和開放能力，提供數據集成、信息集成、服務集成、物聯集成以及資產市場能力，無縫對接業務系統平臺、物聯平臺與其他系統平臺的對接工作。通過數據開發治理，提供接入進來的學校全域數據進行標準化開發工作，梳理數據的來龍去脈，理清數據資產，提供數據標準、數據質量、數據資產、數據開發以及數據脫敏能力，還可借助圖與時空能力，對數據進行挖掘分析查詢。

1.制定全校層面統一信息標準，規范數據來源，采用統一業務數據錄入（產生）標準，保障業務數據的規范性。

2.建立全校統一數據中心（智慧校園全量數據中心平臺），梳理全校數據架構，從全局上盤活數據資產，對整個智慧校園各業務領域的數據模型、數據關系、數據處理有清晰化的認識。

3.建立數據質量平臺，提高數據質量，向全校有關領導或部門提供詳細的數據質量報告，從業務的角度梳理智慧校園的數據質量問題，形成質量控制能力，建立數據的管理流程。

4.建設數據接口服務平臺，基于全量數據中心平臺，向全校各領域的應用提供數據微服務。以用戶為中心，為用戶提供直接獲取數據的能力，使用數據，并且在用戶的使用過程中再反過來推動信息標準完善，提高數據質量。

5.實現全校數據的數據集成與數據清洗，全面盤活面向于各職能部門的所有人、財、物數據，建立起清晰有效的數據流圖。

6.基于底層數據治理體系，強化學生層面的數據應用服務，梳理清晰面向學生管理的“數據流”，構建迎新管理數據移動應用和基于學生成績數據的學生綜合測評應用，在數據應用層面深化數據治理服務。

（五）搭建集成化業務中臺

搭建業務中臺，建立技術底座，實現微服務治理、分布式事務處理、API網關和中中間件管理；建立服務組件層，實現權限服務、應用服務、日程服務、消息服務、管理服務、認證服務、接口服務、報表服務等管理；業務中臺可實現對高校人事系統、學工系統、財務系統、后勤系統人、財、物和科研、教務等其他所有業務系統的集成與管理，并通過數據大屏提供領導駕駛艙功能，進行學生畫像，教師畫像，生成數據報告可為學校提供決策依據。

（六）大力推廣應用各業務系統

應用為王，只有把各業務系統平臺充分使用起來才能達成智慧校園建設目標。通過提高各部門教職工信息化意識，加大各業務系統使用培訓力度，并將數據采集與各部門年終績效掛鉤，在全校推廣使用建成的各業務系統，提升采集數據質量。

五、研究的關鍵點

建立在數據中心數據模型。數據中心整合基礎資源服務（IaaS）、平臺服務（PaaS）、數據服務（DaaS），一站式提供數據解決方案，支持物理機、裸金屬服務器以及虛擬機多種資源服務模式，實現定制大數據生態系統，支持數據全鏈路開發處理流程和數據全域管理能力，［5］通過智能算法、大數據技術、大數據建模等構建智慧服務管理體系，“讓數據多跑路，讓人少跑路”構建咸職智慧校園“以人為本”的服務宗旨。