南陽(yáng)師范學(xué)院　程文亮

大數(shù)據(jù)背景下基于TRIZ技術(shù)進(jìn)化的智慧校園研究①

南陽(yáng)師范學(xué)院程文亮

大數(shù)據(jù)背景下的智慧校園得到了快速發(fā)展，但是也出現(xiàn)了較多問(wèn)題。筆者利用TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論對(duì)智慧校園建設(shè)進(jìn)行思考與規(guī)劃，通過(guò)對(duì)智慧校園技術(shù)發(fā)展的方向進(jìn)行適當(dāng)預(yù)測(cè)，以保證我們?cè)谥腔坌@建設(shè)的推進(jìn)中穩(wěn)步發(fā)展，取得更多成就。

TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論 大數(shù)據(jù) 智慧校園

1　大數(shù)據(jù)的概念與特征

維基百科對(duì)于大數(shù)據(jù)定義是這樣的：指無(wú)法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力來(lái)適應(yīng)海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。經(jīng)過(guò)大范圍、長(zhǎng)期測(cè)量、保存、記錄、分析、統(tǒng)計(jì)這些數(shù)據(jù)，所獲得的海量數(shù)據(jù)就是大數(shù)據(jù)（Big data）。

大數(shù)據(jù)一般有3個(gè)特性，即數(shù)據(jù)類型的多樣性（Variety）、數(shù)據(jù)體量的規(guī)模（Volume）和數(shù)據(jù)處理速度的高速性（Velocity）。在這3個(gè)屬性的基礎(chǔ)上，相關(guān)專業(yè)人士又總結(jié)了數(shù)據(jù)的時(shí)效性（Vitality）、真實(shí)性（Veracity）、復(fù)雜性（Complexity）以及價(jià)值性（Value）等幾個(gè)特性。

2　智慧校園

2.1智慧校園的概念

2010年，浙江大學(xué)在其信息化“十二五”規(guī)劃中首次提出了“智慧校園”的概念，緊接著南京郵電大學(xué)就頒布了一個(gè)有關(guān)“智慧校園”的發(fā)展規(guī)劃。浙江大學(xué)智慧校園的規(guī)劃前景是：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)隨時(shí)隨地、網(wǎng)絡(luò)科研融匯創(chuàng)新、校務(wù)治理透明急速、校園文化包羅萬(wàn)象、校園生活無(wú)微不至。祝智庭教授提出，智慧環(huán)境、智慧校園是智慧教育理解圖式的學(xué)習(xí)空間，開(kāi)發(fā)參與者的智慧是智慧學(xué)習(xí)、智慧教學(xué)和智慧環(huán)境的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，這是對(duì)“智慧”和“智慧教育”的一次辨析。

2.2智慧校園的特征

智慧校園在各個(gè)階層推動(dòng)下取得了較大范圍的推廣，各種應(yīng)用正逐步展開(kāi)，其特征主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（I）對(duì)校園設(shè)施和管理進(jìn)行智能化監(jiān)控。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的管理能盡量?jī)?yōu)化人工執(zhí)行量，使資源配置合理化，并提高結(jié)果的可靠性。

（2）靈活的數(shù)據(jù)輔助。在校園各層次的應(yīng)用中存在著大量的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，利用各種數(shù)據(jù)分析手段獲取所需的數(shù)據(jù)，從而服務(wù)學(xué)校管理層進(jìn)行有效決策。

（3）信息服務(wù)滲透到校園各角落。在校園里訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)使用各種信息服務(wù)不受時(shí)間和空間的限制，真正做到隨時(shí)隨地，網(wǎng)絡(luò)與你同在。

（4）信息推介與主動(dòng)服務(wù)。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析歸納，提取各種個(gè)性化數(shù)據(jù)信息，將這些信息進(jìn)行有針對(duì)性的主動(dòng)推送，以用戶為中心組織信息與服務(wù)，從而滿足“信息找人，按需服務(wù)”。

（5）多種渠道和手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。處理傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)外，還可以通過(guò)各種移動(dòng)設(shè)備、電視等終端互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，獲取所需信息，建立聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。

2.3智慧校園建設(shè)的現(xiàn)狀與問(wèn)題

基于學(xué)校對(duì)智慧校園建設(shè)的重視與持續(xù)投入，智慧校園已經(jīng)在很多學(xué)校不同程度地有所推進(jìn)，在硬件及網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)、信息資源建設(shè)、軟件資源建設(shè)及智慧化服務(wù)方面取得了一定的成績(jī)。但是，智慧校園發(fā)展至今也面臨著較多的問(wèn)題與瓶頸。

（1）數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。隨著智能校園結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)不斷增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)采集和測(cè)量方式隨之改變，數(shù)據(jù)分析好像在“雜草堆”里尋找有價(jià)值的禾苗。數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤不斷增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)良莠不齊，質(zhì)量問(wèn)題已引起業(yè)界焦慮。

（2）技術(shù)不夠成熟。現(xiàn)在很多大數(shù)據(jù)技術(shù)由開(kāi)源社區(qū)開(kāi)始，相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)管理套件，在技術(shù)、安全和可訪問(wèn)等方面雖有一定的成果但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠成熟。

（3）人才短缺。傳統(tǒng)的管理人員和數(shù)據(jù)分析人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)還停留在原來(lái)的層面，都不具有預(yù)測(cè)、開(kāi)發(fā)、分析應(yīng)用程序的能力，更多的數(shù)據(jù)都還是原來(lái)的形式。大數(shù)據(jù)分析主要是基于建?；蛭磥?lái)趨勢(shì)的分析預(yù)測(cè)，應(yīng)該著重于探究大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)。

3　基于TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論的探討

3.1基于TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論智慧校園建設(shè)的必要性

相對(duì)于傳統(tǒng)的校園建設(shè)與管理來(lái)說(shuō)，智慧校園屬于新的事物、新的技術(shù)系統(tǒng)。對(duì)于這種新的技術(shù)體系，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)施的時(shí)候，不僅要了解該技術(shù)當(dāng)前的技術(shù)水平，而且要預(yù)測(cè)技術(shù)未來(lái)的變化和可能的進(jìn)化方向。

對(duì)于技術(shù)發(fā)展的預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)，在逐步的研究中，學(xué)術(shù)界總結(jié)了進(jìn)行技術(shù)預(yù)測(cè)的各種方法，這些方法可以歸結(jié)為兩大類：規(guī)范化研究方法與探索性研究方法。這當(dāng)中，TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論因?yàn)榫哂休^強(qiáng)清晰的描述性和較強(qiáng)的可操作性尤為研究者重視，被認(rèn)為是非常重要的技術(shù)與測(cè)試?yán)碚摗?/p>

通過(guò)利用TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論對(duì)智慧校園建設(shè)進(jìn)行思考與規(guī)劃，能夠保證我們?cè)谥腔坌@建設(shè)的推進(jìn)中穩(wěn)定發(fā)展不斷進(jìn)步。

3.2TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論概念及其內(nèi)涵

TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論由Altshuller G.等人于20世紀(jì)70年代提出。TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論認(rèn)為，在技術(shù)進(jìn)化過(guò)程中都會(huì)遵循一定的規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)功能的各項(xiàng)內(nèi)容，從低級(jí)向高級(jí)變化。

在經(jīng)典TRIZ研究中，有八大類的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則：（1）技術(shù)系統(tǒng)的S曲線進(jìn)化法則；（2）提高理想度法則；（3）子系統(tǒng)的不均衡進(jìn)化法則；（4）動(dòng)態(tài)性和可控性進(jìn)化法則；（5）增加集成度再進(jìn)行簡(jiǎn)化法則；（6）子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進(jìn)化法則；（7）向微觀級(jí)和場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)化法則；（8）減少人工進(jìn)入的進(jìn)化法則。

4　TRIZ技術(shù)進(jìn)化理論應(yīng)用于智慧校園建設(shè)的思路

4.1技術(shù)系統(tǒng)的S曲線進(jìn)化法則

通過(guò)對(duì)大量的技術(shù)與發(fā)明案例進(jìn)行研究，阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)，在技術(shù)進(jìn)化的過(guò)程中，基本都會(huì)經(jīng)歷四個(gè)相同的階段：嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和退出期，這幾個(gè)階段構(gòu)成了技術(shù)進(jìn)化的S曲線。TRIZ的技術(shù)系統(tǒng)S曲線進(jìn)化法則給我們進(jìn)行智慧校園系統(tǒng)建設(shè)提供了較好的思路。

雖然智慧校園理論提出已經(jīng)有一段時(shí)間，但是不論是學(xué)術(shù)界還是學(xué)校實(shí)踐界對(duì)此都還處于探索階段，一方面智慧校園系統(tǒng)在理論上還不夠清晰和完善，另一方面，智慧校園系統(tǒng)建設(shè)在實(shí)踐界尚沒(méi)有成熟的能夠作為標(biāo)桿的系統(tǒng)樣板，基本上大家都還是處于摸著石頭過(guò)河的一邊實(shí)踐一邊總結(jié)的逐步推薦階段。所以對(duì)于各個(gè)學(xué)校，在推進(jìn)智慧校園系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候就有必要對(duì)自己的系統(tǒng)發(fā)展有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)與規(guī)劃。在這方面，TRIZ的技術(shù)系統(tǒng)S曲線進(jìn)化法則給我們提供了很好的啟示與工具。各個(gè)單位可以在推進(jìn)智慧校園系統(tǒng)建設(shè)期間依據(jù)技術(shù)系統(tǒng)S曲線進(jìn)化法則將本單位的系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程清晰地劃分為嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和退出期，根據(jù)本單位的實(shí)際需要與資源能力制定各個(gè)階段的系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)與格局。需要注意的是，該曲線法則中的退出期并不是我們的系統(tǒng)退出，而是在這個(gè)過(guò)程中要結(jié)合智慧校園系統(tǒng)的理論與技術(shù)的發(fā)展外部宏觀與客觀條件，對(duì)自己的系統(tǒng)進(jìn)行更新或升級(jí)。

4.2提高理想度法則

TRIZ技術(shù)系統(tǒng)的理想度法則是指，一個(gè)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)某個(gè)方面功能的同時(shí)，都會(huì)伴隨著兩方面的結(jié)果：有用的功能和不利的功能。技術(shù)性系統(tǒng)的理想度是指有用功能和不利功能的比，對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行的改進(jìn)就是提高理想度的比值，從而提高理想度水平。

對(duì)于學(xué)校來(lái)說(shuō)，智慧校園系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)相對(duì)龐大和復(fù)雜的體系，不僅涉及到學(xué)校中的各個(gè)單位、群體，還涉及到各種不同的要素、網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)，因此在推進(jìn)的時(shí)候難免經(jīng)常會(huì)面臨著各種沖突問(wèn)題——實(shí)現(xiàn)一方面的功能在另一方面帶來(lái)負(fù)面效果。據(jù)此法則，在推進(jìn)智慧校園系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候，要前瞻性地研究各個(gè)模塊的沖突問(wèn)題，探求解決沖突的理想值，或者將系統(tǒng)中的某些功能轉(zhuǎn)移其他系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)利用系統(tǒng)內(nèi)部或外部現(xiàn)有的資源實(shí)現(xiàn)。

4.3子系統(tǒng)的不均衡進(jìn)化法則

子系統(tǒng)的不均衡進(jìn)化法則指的是以下五個(gè)方面：（1）每個(gè)子系統(tǒng)都有屬于自己的與眾不同的S進(jìn)化曲線；（2）各個(gè)子系統(tǒng)的進(jìn)化時(shí)間互不相同；（3）不相同的子系統(tǒng)存在一定程度的矛盾；（4）系統(tǒng)中子系統(tǒng)進(jìn)化的時(shí)間不同，某些最先進(jìn)化并達(dá)到極限的子系統(tǒng)會(huì)抑制整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)化，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)化也會(huì)受制于該子系統(tǒng)；（5）需要通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的持續(xù)改進(jìn)從而消除系統(tǒng)之間的矛盾。

子系統(tǒng)的不均衡進(jìn)化法則告訴我們，在推進(jìn)智慧校園系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候，不能夠同時(shí)追求所有模塊都達(dá)到同樣的優(yōu)秀程度，達(dá)到完美水準(zhǔn)。而是要根據(jù)自己的客觀需要，重點(diǎn)突出發(fā)展某些模塊，體現(xiàn)自己的特色，同時(shí)將各個(gè)模塊發(fā)展的重要性，發(fā)展程度進(jìn)行統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)規(guī)劃。

4.4動(dòng)態(tài)性和可控性進(jìn)化法則

在推進(jìn)智慧校園系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候，一方面要提高系統(tǒng)各個(gè)模塊的動(dòng)態(tài)性，以更大的柔性和可移動(dòng)性來(lái)獲得功能的實(shí)現(xiàn)，另一方面，在增加系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性的同時(shí)要提高可控性。例如，對(duì)于學(xué)生管理模塊，能夠先見(jiàn)性地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)冗余設(shè)計(jì)，以此適應(yīng)各種變化情況的應(yīng)對(duì)。

4.5增加集成度再進(jìn)行簡(jiǎn)化法則

該法則包括：（1）增加集成度的路徑；（2）簡(jiǎn)化路徑，；（3）單—雙—多—路徑；（4）子系統(tǒng)分離路徑。對(duì)于很多學(xué)校來(lái)說(shuō)，特別是規(guī)模較大的學(xué)校，智慧校園系統(tǒng)往往是一個(gè)龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，所以在進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)的時(shí)候盡可能做到系統(tǒng)的高度集成度，同時(shí)，還要考慮到管理的有效性和時(shí)效性，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化。

4.6子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性進(jìn)化法則

智慧校園系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)，要考慮到各個(gè)子系統(tǒng)或模塊之間的協(xié)調(diào)性問(wèn)題。

4.7向微觀級(jí)和場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)化法則

就像以前的集成電路大多是電子管，耗能多、體積大，而現(xiàn)在則可以集中成小小的芯片一樣，我們可以借助技術(shù)發(fā)展水平與本單位的管理能力的不斷提高，逐漸將龐大的復(fù)雜系統(tǒng)的智慧校園系統(tǒng)集成化發(fā)展，

4.8減少人工介入的進(jìn)化法則

在智慧校園系統(tǒng)建設(shè)中，減少人工介入的進(jìn)化法則主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。

第一，在系統(tǒng)組成中，要盡量較少人力的介入，包括人的動(dòng)作系統(tǒng)，一定程度上替代人工但仍然保留人力的動(dòng)作方法，用設(shè)備動(dòng)作完全取代人工動(dòng)作。

第二，在相同的水平上減少人力的使用，包含在人力應(yīng)用的系統(tǒng)中用設(shè)備替代人力、用能量傳輸機(jī)制代替人力、用能量源代替人力。

第三，在有差異的水平上壓縮人力，例如對(duì)涉及到人力所作用的系統(tǒng)，可以用智能執(zhí)行系統(tǒng)替代人力，以及在控制水平上和在決策水平上代替人力。

F49

A

2096-0298（2016）08（b）-164-02

河南省科技廳基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究項(xiàng)目（14230041 0397）：大數(shù)據(jù)與云計(jì)算環(huán)境下智慧校園架構(gòu)與應(yīng)用研究；南陽(yáng)師范學(xué)院校級(jí)項(xiàng)目（QN2015002）：基于大數(shù)據(jù)的智慧城市架構(gòu)體系研究。

程文亮（1975-），男，河南南陽(yáng)人，管理學(xué)博士，南陽(yáng)師范學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教師，主要從事戰(zhàn)略管理、大數(shù)據(jù)與電子商務(wù)方面的研究。

［1］祝智庭，等.教育信息化的新境界［J］.電化教育研究，2012（12）.

［2］兾翠萍.智慧校園信息化運(yùn)行支撐平臺(tái)的建設(shè)［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2012（1）.