智慧校園建設(shè)的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

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【摘要】大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)主要是指從海量的數(shù)據(jù)中找出具有聯(lián)系意義信息的技術(shù)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于教育、金融與零售等行業(yè)，但由于其在教育行業(yè)的應(yīng)用存在較多短期行為，所以需要進(jìn)一步研究深化。本文主要闡述智慧校園建設(shè)中的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用，希望幫助學(xué)校建立更加科學(xué)的智慧系統(tǒng)，提高信息應(yīng)用效率。

【關(guān)鍵詞】智慧校園；大數(shù)據(jù)；挖掘技術(shù)

1引言

大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，使得人們可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)搜尋對(duì)自己有利的數(shù)據(jù)信息，各級(jí)學(xué)校也在不斷嘗試將該技術(shù)應(yīng)用到智慧校園建設(shè)中。智慧校園的核心內(nèi)容是“智慧”，大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠提高智慧管理效率與服務(wù)水平，有利于學(xué)校提升教學(xué)質(zhì)量、師生解決問(wèn)題。

2大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)概述

大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，它與云計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有極大聯(lián)系，僅大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)一項(xiàng)并不能單獨(dú)處理智慧校園系統(tǒng)全部信息，而將其與云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)充分結(jié)合，便可以實(shí)現(xiàn)信息的搜集、分析、處理和儲(chǔ)存[1]。目前，我國(guó)多數(shù)學(xué)校的智慧校園建設(shè)已經(jīng)取得良好效果，校園一卡通、遠(yuǎn)程教育、360度無(wú)死角實(shí)時(shí)監(jiān)控等技術(shù)已經(jīng)逐漸被學(xué)生和教師接受。但是由于連接實(shí)體的數(shù)量越來(lái)越多，傳統(tǒng)的智慧系統(tǒng)逐漸無(wú)法滿足數(shù)據(jù)處理要求，這就要求學(xué)校將大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到智慧校園建設(shè)中，利用該技術(shù)對(duì)智慧系統(tǒng)內(nèi)部各種信息進(jìn)行快速有效分析，挖掘其深層次意義與價(jià)值，為學(xué)校建設(shè)發(fā)展、提高教學(xué)質(zhì)量提供數(shù)據(jù)依據(jù)和技術(shù)支持。

3大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用

3.1支撐智慧系統(tǒng)總體構(gòu)架

智慧校園建設(shè)的主要功能是利用數(shù)據(jù)資源滿足學(xué)校各方業(yè)務(wù)需求，例如向師生提供教學(xué)共享資源、為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)提供科學(xué)決策依據(jù)、為校園后勤管理提供資金資源報(bào)表等。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)智慧校園系統(tǒng)總體構(gòu)架起支撐作用，利用該技術(shù)構(gòu)架的系統(tǒng)可以分為應(yīng)用層、管理層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層四個(gè)部分，大致內(nèi)容如下：第一，系統(tǒng)應(yīng)用層。智慧校園系統(tǒng)的應(yīng)用層涵蓋范圍是所有校園業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，比如學(xué)生管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、教務(wù)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(gòu)架模式是面向服務(wù)式，指的是先從海量數(shù)據(jù)中篩選出關(guān)聯(lián)信息，然后對(duì)信息進(jìn)行分析和處理，利用圖形化系統(tǒng)界面將信息結(jié)果直接展示給需求者，以此為教師提供網(wǎng)絡(luò)教學(xué)服務(wù)、為學(xué)校提供信息管理服務(wù)，從而促進(jìn)智慧校園更加便捷。第二，平臺(tái)管理層。智慧校園系統(tǒng)的平臺(tái)管理層是由支撐層和基礎(chǔ)層兩部分組成，支撐層以大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為依托，利用云計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行挖掘、匯集、傳遞和共享?；A(chǔ)層的主要作用是儲(chǔ)存、備份以及計(jì)算，智慧系統(tǒng)利用平臺(tái)基礎(chǔ)管理層可以將內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行集中化和規(guī)模化處理，管理人員通常會(huì)利用關(guān)鍵詞查詢，我們以英文為例進(jìn)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(hù)和耗時(shí)長(zhǎng)特點(diǎn)，后者具有維護(hù)成本高但耗時(shí)短的特點(diǎn)；由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)據(jù)數(shù)量急劇增多，正排索引可應(yīng)用性逐漸降低，所以學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)倒排索引在智慧校園系統(tǒng)中的應(yīng)用。第三，網(wǎng)絡(luò)綜合層。智慧校園系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)收集、連接各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)綜合層便是各種網(wǎng)絡(luò)信息的集中處理場(chǎng)所，它是由物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及校園網(wǎng)組成。在收集和整理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)，一般會(huì)用到大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、IP技術(shù)（有關(guān)無(wú)連接分組通信協(xié)議的技術(shù)）、無(wú)線通訊技術(shù)等，網(wǎng)絡(luò)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。第四，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(shí)別通信技術(shù)（RFID）、傳感器等設(shè)備采集數(shù)據(jù)，例如一卡通可以收集學(xué)生的消費(fèi)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(jìn)行初步量化處理，然后將其傳遞至管理層，系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)對(duì)其進(jìn)行整理，最后成為學(xué)校整治校園、科學(xué)決策的依據(jù)。

3.2挖掘、分析數(shù)據(jù)信息

大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用功能是挖掘與分析數(shù)據(jù)信息。智慧校園的信息來(lái)源渠道非常豐富，門(mén)禁、監(jiān)控、食堂以及圖書(shū)館等都是信息來(lái)源；數(shù)據(jù)內(nèi)容十分冗雜繁復(fù)，比如學(xué)生個(gè)人信息、課程教學(xué)信息、網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)信息、校園超市購(gòu)物、多媒體教室使用、校園出入以及實(shí)時(shí)監(jiān)控等[2]。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以從上述數(shù)據(jù)信息中挖掘出關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)，將其分別轉(zhuǎn)化成獨(dú)特編碼，聯(lián)系大的信息規(guī)整為一類(lèi)，例如某同學(xué)的校園出入記錄、食堂用餐消費(fèi)、圖書(shū)館借閱信息等，便于校園管理者查詢，可以有效降低學(xué)校工作者和智慧系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。首先，教師可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)構(gòu)建科學(xué)高效的評(píng)分機(jī)制，將學(xué)生的平時(shí)成績(jī)、小考成績(jī)與期末成績(jī)進(jìn)行匯總，綜合分析學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)情況，以便制定正確的教學(xué)方案，實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量與效率的目的。教師還可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、在校表現(xiàn)、課外實(shí)踐參與情況，對(duì)學(xué)生提出綜合性評(píng)價(jià)，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)、生活、專業(yè)與就業(yè)上的幫助。其次，學(xué)校可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)完善智慧校園系統(tǒng)，構(gòu)建學(xué)生行為信息數(shù)據(jù)庫(kù)，將學(xué)生的課程信息、身體素質(zhì)、體貌特征、在校時(shí)間、課程學(xué)習(xí)等基本信息記錄在案，并針對(duì)上述數(shù)據(jù)信息制定常規(guī)范圍值。學(xué)校還可以根據(jù)學(xué)生的用餐數(shù)據(jù)、購(gòu)物信息，對(duì)學(xué)生的經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行分析，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)構(gòu)建貧困信息數(shù)據(jù)庫(kù)，這種做法不僅能夠?yàn)榻?jīng)濟(jì)條件有困難的學(xué)生提供經(jīng)濟(jì)支持，還能有效避免助學(xué)金挪作他用的行為。

3.3為智慧系統(tǒng)提供技術(shù)支持

將大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與智慧校園建設(shè)充分結(jié)合，才能真正提高教學(xué)質(zhì)量、管理效率與服務(wù)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(shù)如何為智慧校園系統(tǒng)技術(shù)支持。一卡通是智慧校園的重要組成部分，貫穿著整個(gè)智慧系統(tǒng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)，由于一卡通內(nèi)部設(shè)有身份識(shí)別芯片、金融服務(wù)程序、公共信息服務(wù)等功能，所以學(xué)生和教師利用一卡通可以完成進(jìn)出校園打卡、食堂用餐、圖書(shū)館借閱、校醫(yī)院治療、校園超市購(gòu)物等工作，對(duì)其日常生活、學(xué)習(xí)、工作提供信息支持與技術(shù)支持。一卡通系統(tǒng)與智慧校園系統(tǒng)直接連接，能夠?qū)鹑谙到y(tǒng)、感知層進(jìn)行信息對(duì)接，將海量信息數(shù)據(jù)分別傳輸至指定數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)具有實(shí)際價(jià)值的信息數(shù)據(jù)進(jìn)一步挖掘，有利于學(xué)校對(duì)整體資源進(jìn)行優(yōu)化配置，提高資源利用率，避免不必要浪費(fèi)[3]。智慧校園服務(wù)平臺(tái)是智慧系統(tǒng)接收、處理信息的對(duì)外場(chǎng)所，主要向身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)一信息門(mén)戶這三大主要應(yīng)用提供技術(shù)支持，它可以利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)三大應(yīng)用的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析和展示，以此提高智慧系統(tǒng)服務(wù)水平。例如，通過(guò)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)身份角色的權(quán)限進(jìn)行分類(lèi)，完成身份認(rèn)證；對(duì)學(xué)校內(nèi)部產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)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。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，將大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與智慧校園建設(shè)充分融合，成為學(xué)校提高教學(xué)質(zhì)量與服務(wù)水平的有力手段。它可以對(duì)智慧校園的海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行量化處理，促進(jìn)教學(xué)資源共享，為移動(dòng)客戶端提供支持，學(xué)校和教育部門(mén)有關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研發(fā)力度，推動(dòng)智慧校園建設(shè)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]高金霞.高校智慧校園建設(shè)中的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合分析[J].通訊世界，2018(10):103-104.

[2]黃校堯.大數(shù)據(jù)技術(shù)在高職院校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26(25):174.

[3]曾姣艷.基于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在智慧校園系統(tǒng)中的研究應(yīng)用[J].貴陽(yáng)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2018，13(02):13-15.

作者：雎貴芳 單位：河南護(hù)理職業(yè)學(xué)院