摘要:如何将智慧校园建设与中等职业学校培养和造就高技能人才,为社会、为企业、为劳动者服务为办学宗旨紧密联系起来,需要从顶层设计上理顺架构的设计和思路,灵活运用到校园各类场景中去。本文主要针对数据架构的搭建以及应用场景的布局进行探讨。
关键词:智慧校园、数据架构、应用场景
围绕中等职业学校“以服务为宗旨,以就业为导向”的办学方针,中职学校的智慧校园建设,应该是以促进信息技术与职业教育教学深度有效融合、营造为学生服务、为企业服务、为家长服务的办学理念,提高理论教学与实训教学的效果为目的,以物联网、云计算、大数据分析为核心技术,提供一种环境全面感知、智慧型、数据化、网络化、协作型一体化的教学、管理和生活服务,并能对教育教学管理、实习实训管理、校园安全管理进行洞察和预测的智慧学习环境。
一、中职学校智慧校园数据架构的现状和特点
随着我国信息产业技术的不断升级,教育改革的逐步深化、教育领域信息化取得了长足的进步,很多学校都购买或研发了一些教育信息化应用系统,但大多为“按需、逐个、独立”的建设,因为数字校园建设的分散性,导致学校内和学校间的资源无法进行共享,最终形成了以“硬件孤岛”、 “资源孤岛”、“数据孤岛”、“应用孤岛”组成的“孤岛架构”。
㈠“孤岛架构”存在的特点:
1.硬件资源不能共享。当某个系统资源剩余的时候,无法分配给其他应用系统,而当某个系统资源不足时,也无法从其他系统获取资源;
2.增加运维管理难度。每个系统都有独立的安全、管理标准,容易造成管理的混乱;
3.数据无法共享与交换。各自有独立的数据库,无法形成有效的统计报表;
二、智慧校园数据架构与标准解决方案
㈠技术框架
1.基础设施层
智慧校园平台的基础设施应提供异构通信、广泛的物联感知和海量数据汇集存储,为智慧校园的各种应用提供基础支持,为大数据挖掘、分析提供数据支撑。包括校园信息化基础设施、数据库及服务器等。
2.基础支撑平台
以基础支撑平台为建设基础,建设统一基础数据、统一身份认证、统一应用管理、统一数据交换、统一平台服务,为后续各业务各应用提供基础服务,也为学校大数据分析做好前提工作。统一基础数据,教育基础数据的统一管理,该系统为学校智慧校园提供基础数据,作为唯一基础数据发布源,实现基础数据的一处维护,多处共享。统一身份认证,所有第三方应用提供统一身份认证服务,完成应用业务系统访问的身份信任关系,实现单点登录。
3.核心应用服务
核心应用服务即应用平台层,是智慧校园应用与服务的内容体现,以建设智慧管理、智慧教学、智慧环境、智慧决策四个板块核心内容,着重解决校园工作、学习、生活中出现的各类问题。
㈡技术架构
采用“统一规范,统一代码,统一接口”的标准,提供标准化、规范化的数据接口,确保各部门间数据的互联互通和双向交互,以及将来与其他系统之间的数据交互。利用了工作流引擎、报表引擎、搜索引擎,高效实现办公管理、校务管理、教务管理、教学应用的审批流程定义、报表自定义生成、教学资源检索等应用功能。采用MQ消息队列技术,支持处于不同硬件、不同操作系统、不同语言编写等异构系统间消息的传递,降低底层系统和网络的复杂性。
㈢技术标准
信息化平台应实现开放、可扩展、可持续提供信息化服务、可长期运营,面向中职学校,为教师、学生、家长、企业等用户群体提供服务,同时还能与市教委学籍系统、市人社局学籍系统、国家中职学生资助中心系统实现互联互通。在此定位下,平台的设计一定要注意保证以后的可扩展性,因此,平台在设计和实现时着重考虑跨平台、兼容等特性,一旦资源标准进行升级,能够自动、批量地对已入库管理的资源和应用进行统一的升级。
1.数据交换标准
系统数据交换标准的设计,遵循《教育管理信息教育管理代码》和《重庆市教育信息系统基础数据标准》规范,主要包括但不限于:
《JY/T 1001—2012 教育管理信息教育管理代码》
《JY/T 1002—2012 教育管理信息教育管理信息》
《JY/T 1003—2012 教育管理信息教育行政管理信息》
《JY/T 1004—2012 教育管理信息普通中小学校管理信息》
《JY/T 1007—2012 教育管理信息教育统计信息》
2.资源体系标准
资源体系标准分为资源封装规范、资源元数据规范和资源交互规范3个部分。在全球教育领域应用最广泛的教育资源标准。元数据规范则需基于国家标准《GBT 21365-2008 信息技术学习、教育和培训学习对象元数据》,这个国家标准实际上采用了国际标准《IEEE 1484.12.1Learning Object Metadata (LOM)》,因此在国际和国内都是教育资源领域广泛应用的元数据标准。
3.应用接入标准
为实现更好的数据兼容性,各个应用系统的数据都将通过平台API接口进行交互和调用,通过统一的应用接口管理,应用可以遵照平台数据交互标准向任何平台上的其他应用提供数据调用接口,方便数据交互。具备灵活的扩展性和良好的移植性,应用软件的开发坚持标准化的原则,采用的各种协议,信息格式,接口标准,首先采用国家标准和国际标准,其次采用软件界广为流行的通用标准,以保证系统能与其他系统进行信息交互。
㈣安全设计
1.操作系统安全
在操作系统级别上,其安全需求主要表现在防止非法用户入侵、防病毒、防止数据丢失等。
防止非法用户入侵:系统设置防火墙,将所有需要保护的主机设置在防火墙内部,物理上防止恶意用户发起的非法攻击和侵入。为业务管理人员建立起身份识别的机制,不同级别的业务管理人员,拥有不同级别的对象和数据访问权限。
防病毒:部署防病毒软件,及时更新系统补丁。
数据安全:建立数据安全传输体系,系统具备完善的日志功能,登记所有对系统的访问记录。建立安全的数据备份策略,有效地保障系统数据的安全性。
2.系统架构安全
存储系统能够支持磁盘RAID模式,利用RAID5技术防止硬盘出现故障时数据的安全。实现系统的热备份,在主用系统故障时能够自动切换到备用系统,可提供流媒体服务器多种单元的冗余备份。支持用户通过手工备份功能,并且备份数据可保存到外部设备中。同时,设备可通过分布式部署,保证系统的安全。
3.权限控制安全
用户密码以加密形式存放在数据库中,系统提供弱密码检测功能。通过严密的定义到操作级的权限控制,管理员可以根据需要,将系统的功能进行组合,形成新的授权单元,将每个授权单元授权给一个角色,该角色下可以关联多个用户,从而实现功能->角色->用户的三级联动授权,加上对于数据的授权管理,形成完整的四维授权模型。
㈤数据备份
在完全遵循《教育管理信息教育管理代码》和《重庆市教育信息系统基础数据标准》基础上,合理搭建数据库。借助HDFS系统自动存储多个副本的特点确保数据的完整性。业务数据主要采用增量备份原则,同时,根据学校数据的特点,对于重要数据采用高级别的备份策略。实现高可靠性的数据备份方式,无需人工干预的前提下实现数据不少于每日自动异机备份。
三、应用与展望
基于云计算及物联网构建智慧校园, 利用云计算、虚拟化、SOA构建校园云, 结合物联网、RFID构建智慧校园,以实现资源动态分配、动态负载均衡, 提高资源利用率。中等职业学校的智慧校园建设,要更多的考虑学生管理的特殊性、学生实训场景的应用、企业用人选人的需求、管理数据的严谨,用服务意识引领建设思路,为社会培养数以万计的现代工匠、技术技能型人才。
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