智慧校園智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃分析

姚慧明

摘 要：云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的校園模式已經(jīng)不能滿足學(xué)生的多樣化需求。智慧校園智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，它通過云構(gòu)架，強(qiáng)化入網(wǎng)融合和邊緣能力，開放智能學(xué)習(xí)終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)資源的整合管理，促進(jìn)教育產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，深化高校改革?；诖?，本文將主要論述智慧校園智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃分析。

關(guān)鍵詞：智慧校園;智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì);規(guī)劃分析

引言

21世紀(jì)人工智能進(jìn)入到了發(fā)展的快速時(shí)期，人工智能與各個(gè)行業(yè)密切相關(guān)，高校作為科技的前沿陣地，要依托互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建新工科，形成新的校園結(jié)構(gòu)，結(jié)合大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，緊跟社會(huì)需求，創(chuàng)建新型的教育格局。

1. 智慧校園智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃中存在問題

隨著我國教育改革的不斷深化、教育領(lǐng)域信息化取得了長足的進(jìn)步，學(xué)校都購買或研發(fā)了一些教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)。但大多為“按需、逐個(gè)、獨(dú)立”的建設(shè)，另外由于獨(dú)立進(jìn)行數(shù)字校園建設(shè)，導(dǎo)致學(xué)校間的資源無法進(jìn)行共享，最終形成了以“數(shù)據(jù)孤島”、“應(yīng)用孤島”、“硬件孤島”、“資源孤島”組成的“孤島架構(gòu)”：

硬件資源（比如服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)資源等）不能共享，當(dāng)本身資源剩余的時(shí)候，無法分配給其他應(yīng)用系統(tǒng)，而當(dāng)本身資源不足時(shí)，也無法從其他服務(wù)器獲取資源;

每個(gè)系統(tǒng)都有獨(dú)立的安全、管理標(biāo)準(zhǔn)，增加運(yùn)維管理難度，造成管理混亂;

各自有獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)無法共享與交換，無法形成有效的統(tǒng)計(jì)報(bào)表;

獨(dú)立的展現(xiàn)層，信息分散，用戶獲取信息要在不同的系統(tǒng)間穿梭往返，“人找事”，增加了使用難度;

地區(qū)內(nèi)的優(yōu)質(zhì)資源無法共享，導(dǎo)致各校的教學(xué)水平落差越來越大。

智慧校園信息流通速度快，智能化系統(tǒng)移動(dòng)虛擬化的特點(diǎn)，個(gè)人信息容易被非依法盜取，網(wǎng)絡(luò)安全防線不統(tǒng)一，多方信息流通出現(xiàn)問題，個(gè)人信息安全問題有待強(qiáng)化。此外，學(xué)生基數(shù)過大，客戶端壓力大，容易受到外界干擾，日常的維護(hù)保養(yǎng)工作量大，建設(shè)成本較高，限制了學(xué)生對(duì)資源的管理應(yīng)用。

2.? 智慧校園智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃

2.1 智能化系統(tǒng)的層級(jí)管理

智慧學(xué)校遵循立足實(shí)際、科學(xué)規(guī)劃，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、資源整合，應(yīng)用驅(qū)動(dòng)、特色創(chuàng)新的原則。學(xué)校要摸清自身的軟硬件建設(shè)情況和師資力量等校情，明確智慧學(xué)校建設(shè)需求，制定具有校本特色的智慧學(xué)校建設(shè)規(guī)劃。在建設(shè)中充分利用各類各級(jí)資源，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化與重組。依據(jù)教育部頒發(fā)的國家教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（教育管理信息、基礎(chǔ)教育教學(xué)資源元數(shù)據(jù)）等標(biāo)準(zhǔn)，以統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一數(shù)據(jù)匯聚、統(tǒng)一資源管理、統(tǒng)一桌面呈現(xiàn)為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮校內(nèi)應(yīng)用互聯(lián)、校際資源互聯(lián)和區(qū)校數(shù)據(jù)互聯(lián)的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

在滿足學(xué)校教育教學(xué)實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用系統(tǒng)等進(jìn)行一定的前瞻性設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn);根據(jù)自身的條件和發(fā)展目標(biāo)，打造創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的智慧學(xué)校。建完的智慧校園應(yīng)該具備以下特征：

2.1.1、環(huán)境全面感知

智慧校園中的全面感知包括兩個(gè)方面，一是傳感器可以隨時(shí)隨地感知、捕獲和傳遞有關(guān)人、設(shè)備、資源的信息;二是感知、捕獲和傳遞學(xué)習(xí)者個(gè)體特征（學(xué)習(xí)偏好、認(rèn)證特征、注意力狀態(tài)、學(xué)習(xí)風(fēng)格等）和學(xué)習(xí)情境（學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)空間、學(xué)習(xí)伙伴、學(xué)習(xí)活動(dòng)等）。

2.1.2網(wǎng)絡(luò)無縫互通

基于網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)，特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智慧校園所有軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備的連接，信息感知后可迅速、實(shí)時(shí)地傳遞。這是所有用戶按照全新的方式協(xié)作學(xué)習(xí)、協(xié)同工作的基礎(chǔ)。

2.1.3海量數(shù)據(jù)支撐

依據(jù)數(shù)據(jù)挖掘和建模技術(shù)，智慧校園可以在海量校園數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建模型，建立預(yù)測方法，對(duì)新獲得的信息進(jìn)行趨勢分析、展望和預(yù)測;同時(shí)，智慧校園可綜合各方面數(shù)據(jù)、信息、規(guī)則等內(nèi)容，通過智能推理，做出快速反應(yīng)，主動(dòng)應(yīng)對(duì)，更多地體現(xiàn)智能、聰慧的特點(diǎn)。

2.1.4開放學(xué)習(xí)環(huán)境

教育的核心理念是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，校園面臨從“封閉”走向“開放”的訴求。智慧校園支持拓展資源環(huán)境，讓學(xué)生沖破教科書的限制;支持拓展時(shí)間環(huán)境，讓學(xué)習(xí)從課上拓展到課下;支持拓展空間環(huán)境，讓有效學(xué)習(xí)在真實(shí)情景和虛擬情境都能得以發(fā)生。

2.1.5師生個(gè)性服務(wù)

智慧校園環(huán)境及其功能均以個(gè)性化服務(wù)為理念，各種關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用均以有效解決師生在校園生活、學(xué)習(xí)、工作中的諸多實(shí)際需求為目的，使個(gè)性化服務(wù)成為現(xiàn)實(shí)中不可或缺的組成部分。

2.1.6校園私有云計(jì)算中心

作為智慧校園建設(shè)的核心工程，私有云計(jì)算中心是支撐智慧校園高效運(yùn)作的重要數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過具有良好穩(wěn)定性和擴(kuò)展性的物理設(shè)備群，實(shí)現(xiàn)智慧校園感知數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)資源和教學(xué)資源的集中存儲(chǔ)和管理，利用虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)IT資源的集中控制、管理和分配，降低智慧校園運(yùn)營成本。

2.2? 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與教學(xué)的有效結(jié)合

智慧校園最終要實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)的深度，學(xué)校的主要目的是為了培養(yǎng)高層次人才，因此在智慧校園發(fā)展過程中，要將技術(shù)、教學(xué)、知識(shí)融為為一體。將智慧校園與智慧教學(xué)相結(jié)合，突破傳統(tǒng)教學(xué)的單一性。明確內(nèi)容與數(shù)據(jù)之間的融合關(guān)系，突破單一維度的限制，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉，給學(xué)生更大的自主空間。建立完善的學(xué)習(xí)資源共享平臺(tái)，考量個(gè)人數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)開放性之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)有效的資源管理與監(jiān)督，加快數(shù)據(jù)的傳遞速度，降低數(shù)據(jù)使用成本。

例如，可以配合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、與智慧考勤。采用無感考勤的智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)上課期間學(xué)生人臉的自動(dòng)抓拍，并與數(shù)據(jù)庫中的人臉信息進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)日?？记诘闹悄芑?。同時(shí)應(yīng)該推動(dòng)智能學(xué)習(xí)終端的發(fā)展，智能學(xué)習(xí)終端是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，以開放式的教學(xué)資源為基礎(chǔ)，依托電子書、智能手機(jī)、pc載體，向?qū)W生提供數(shù)據(jù)化服務(wù)，綜合音頻、文本、視頻等多種形式。實(shí)現(xiàn)線上、線下的共同學(xué)習(xí)，突破課堂環(huán)境限制，真正實(shí)現(xiàn)沉浸式體驗(yàn)式教學(xué)，不斷匯集優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，為學(xué)生提供更多可選擇的學(xué)習(xí)模式。

2.3? 完善應(yīng)急自動(dòng)化管理

在智能化校園開展，影響層面廣泛，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)許多異常情況。因此，要完善智能化系統(tǒng)的應(yīng)急處理，及時(shí)檢測異常運(yùn)情況，并將數(shù)據(jù)交付與智慧處理系統(tǒng)，完成相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，形成智慧監(jiān)控，智慧處理，智慧交流等全盤功能。并按照實(shí)際業(yè)務(wù)完成數(shù)據(jù)的接入與管理，完成高難度的智慧行為模式，以分析出來的結(jié)果，設(shè)定合理的參數(shù)值，通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出相關(guān)函數(shù)，保證使智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)。通過智能化的校園管理優(yōu)化教學(xué)資源配置，并綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建適宜的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在獲取海量的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行對(duì)點(diǎn)的分析處理，保證決策的科學(xué)化合理化。

例如，智慧教室由多個(gè)模塊組成，它綜合門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測、燈光控制、智能遙感等多個(gè)模塊，可以自主感知教室溫度，開啟自動(dòng)送風(fēng)功能，門口安裝人臉識(shí)別系統(tǒng)，通過門口的電子班牌，可以顯示班級(jí)信息及學(xué)生和老師的考勤情況。教室內(nèi)配備一定的紅外傳感器、聲光報(bào)警器、煙霧傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測周圍環(huán)境，一旦發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)立即向主機(jī)報(bào)告信號(hào)，達(dá)到流量均衡、及時(shí)糾錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)從硬件到軟件的集中升級(jí)，形成智能化、數(shù)據(jù)化的應(yīng)急管理。

3? ?總結(jié)

智慧校園是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，能夠持續(xù)優(yōu)化校園資源配置，構(gòu)建更加和諧化的生活環(huán)境，優(yōu)化當(dāng)下校園的服務(wù)形勢，解決資源有限的問題，構(gòu)建智慧校園環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源公平化、多元化。

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