智慧校園建設(shè)應(yīng)用與實(shí)踐

摘? 要 闡述建設(shè)智慧校園的意義，以南京市溧水區(qū)為例，深入探究智慧校園建設(shè)應(yīng)用與實(shí)踐，并總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)與啟示，以期為其他地區(qū)推進(jìn)智慧校園建設(shè)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 南京市;溧水區(qū);智慧校園;教育信息化;教育物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái);智慧校園系統(tǒng);大數(shù)據(jù);人臉識(shí)別;智慧班牌

中圖分類(lèi)號(hào)：G637? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）15-0022-03

1 前言

智慧校園建設(shè)促進(jìn)了學(xué)校的教學(xué)智能化、便捷化，是學(xué)校建設(shè)和人才培養(yǎng)的重要組成部分，關(guān)系著學(xué)校師生的安全、健康、教育和生活。2016年7月，教育部在《關(guān)于新形勢(shì)下進(jìn)一步做好普通中小學(xué)裝備工作的意見(jiàn)》中首次提到并鼓勵(lì)探索建設(shè)智慧校園。2018年4月，教育部又在《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中明確提出：“智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行

動(dòng)，以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類(lèi)智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)，積極開(kāi)展智慧教育創(chuàng)新研究和示范，推動(dòng)新技術(shù)支持下教育的模式變革和生態(tài)重構(gòu)?！?018年6月，為進(jìn)一步讓中小學(xué)智慧校園建設(shè)落地，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)出臺(tái)了GB/T 36342—2018《智慧校園總體框架》。

雖然國(guó)家出臺(tái)了相應(yīng)的指導(dǎo)意見(jiàn)以及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但是如何根據(jù)本地的情況以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平制定符合本地特色的智慧校園建設(shè)路徑，則需要進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。南京市溧水區(qū)積極響應(yīng)，以此為指導(dǎo)綱領(lǐng)，并根據(jù)《江蘇省中小學(xué)智慧校園建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)（試行）》《南京市中小學(xué)智慧校園建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)及評(píng)估細(xì)則》等文件的具體要求，積極推進(jìn)區(qū)屬學(xué)校智慧校園創(chuàng)建工作。

2 建設(shè)智慧校園的意義

智慧校園是指充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的集成應(yīng)用，是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的校園，為學(xué)生提供一個(gè)安全、舒適、便利的現(xiàn)代化、智慧化學(xué)習(xí)環(huán)境，形成基于信息化、智能化的管理與教學(xué)。對(duì)于學(xué)校來(lái)說(shuō)，建設(shè)智慧校園是為了充分利用好信息化手段做好校園一體化智能管理，實(shí)現(xiàn)上傳下達(dá)、日常辦公、綜合協(xié)調(diào)、后勤保障等工作的移動(dòng)化、協(xié)同化，增加師生的歸屬感，提升學(xué)校的核心競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到與教學(xué)無(wú)縫連接，讓校園管理更好地為教學(xué)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)于教師而言，可以利用智慧校園系統(tǒng)做好學(xué)生學(xué)情分析，減輕批改作業(yè)負(fù)擔(dān)，用高端技術(shù)規(guī)范學(xué)生行為習(xí)慣，減少教育教學(xué)準(zhǔn)備時(shí)間，提高課堂教學(xué)的互動(dòng)性。

3 建設(shè)應(yīng)用與實(shí)踐

溧水區(qū)現(xiàn)有各級(jí)各類(lèi)學(xué)校143所：幼兒園（班）86所，其中村辦點(diǎn)42個(gè);小學(xué)28所（包含分校區(qū)及教學(xué)點(diǎn)15個(gè)，實(shí)為13所），初中15所，普通高中三所（四星高中兩所），中小學(xué)實(shí)際合計(jì)31所;中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校一所;特殊教育學(xué)校一所。擁有在校生57 025人，其中中小學(xué)在校生43 130人;教職工5700人，其中中小學(xué)教職工3721人。“十二五”至“十三五”期間，溧水區(qū)基本完成了“三通兩平臺(tái)”建設(shè)，同時(shí)大力提升區(qū)內(nèi)教育系統(tǒng)軟硬件建設(shè)。2016年，溧水區(qū)又投入巨資打造了全新的溧水教育城域網(wǎng)和區(qū)教育數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)市、區(qū)、校三級(jí)互聯(lián)互通和統(tǒng)一登錄;全區(qū)統(tǒng)一建設(shè)了“一個(gè)平臺(tái)、兩個(gè)中心、三大系統(tǒng)”，即溧水教育智慧教育云平臺(tái)，大數(shù)據(jù)管理中心、智慧管理中心，智能化教學(xué)系統(tǒng)、開(kāi)放式學(xué)習(xí)系統(tǒng)、教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)系統(tǒng)。2018年初，為更好地利用現(xiàn)有平臺(tái)對(duì)學(xué)校硬件進(jìn)行管理，讓信息化設(shè)備、設(shè)施發(fā)揮最大的應(yīng)用績(jī)效，解決教育信息化建設(shè)中學(xué)校和教師最大的需求和痛點(diǎn)，溧水區(qū)決定啟動(dòng)智慧校園建設(shè)項(xiàng)目。

教育物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)? 2018年，溧水區(qū)智慧校園建設(shè)開(kāi)始啟動(dòng)。首先在部分農(nóng)村初中校嘗試以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智慧校園，在智能感知、智能控制、智能管理方面進(jìn)行創(chuàng)新探索，建設(shè)物聯(lián)為基、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，能夠?qū)⑿@中的各種智能感知設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和各科室信息化系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中匯聚、清洗、挖掘、創(chuàng)新，對(duì)校園整體運(yùn)作進(jìn)行優(yōu)化，這也是進(jìn)行智慧校園建設(shè)的前提條件。

教育物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的整體架構(gòu)由終端感知、回傳網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用四個(gè)層次構(gòu)成，通過(guò)紅外遙控、溫濕傳感、水浸傳感、煙霧傳感、智能門(mén)鎖、風(fēng)扇調(diào)速、人臉識(shí)別、空氣開(kāi)關(guān)等傳感終端將數(shù)據(jù)信息遠(yuǎn)程推送給監(jiān)測(cè)、智能管理和策略控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)宿舍、教室、餐廳、圖書(shū)館、機(jī)房、實(shí)訓(xùn)室等不同應(yīng)用場(chǎng)景中設(shè)備遠(yuǎn)程調(diào)控、教室環(huán)境調(diào)控及教學(xué)分析。經(jīng)過(guò)一年多的施工建設(shè)，有八所學(xué)校的教育物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已取得初步成效。平臺(tái)整合了錄播、空氣凈化、窗簾、空調(diào)、書(shū)柜、班牌、教學(xué)多媒體、數(shù)字廣播等八種常規(guī)應(yīng)用，學(xué)校的能耗分析、設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)、用電安全分析、實(shí)時(shí)告警提醒等都可以通過(guò)一體化融合平臺(tái)得到最直觀的展示，能幫助校長(zhǎng)及學(xué)校管理人員迅速并精準(zhǔn)地了解實(shí)際情況，還可以通過(guò)手機(jī)隨需設(shè)置相關(guān)情景模式，便于學(xué)校管理、簡(jiǎn)化運(yùn)維，節(jié)省人力成本。

智慧校園系統(tǒng)? 教育物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)，為溧水區(qū)智慧校園系統(tǒng)的建設(shè)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。隨后，溧水區(qū)整體規(guī)劃了20所學(xué)校的以人臉識(shí)別為基礎(chǔ)核心的智慧班牌項(xiàng)目，采用頂層設(shè)計(jì)、開(kāi)放平臺(tái)、集中采購(gòu)的建設(shè)方式，批量部署電子班牌、人臉識(shí)別終端等設(shè)備，將其作為智慧校園系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，不斷地進(jìn)行應(yīng)用拓展。智慧班牌項(xiàng)目建設(shè)有利于在全區(qū)層面統(tǒng)籌智慧校園建設(shè)，形成區(qū)級(jí)平臺(tái)和校級(jí)終端無(wú)縫整合、信息聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)集中的應(yīng)用格局。

溧水區(qū)智慧校園系統(tǒng)由人臉識(shí)別電子班牌、校級(jí)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、應(yīng)用商店、手機(jī)APP等多個(gè)項(xiàng)目構(gòu)成，旨在將人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能顯示等最新技術(shù)運(yùn)用于校園管理，通過(guò)精確梳理校內(nèi)各類(lèi)數(shù)據(jù)和信息，搭建集學(xué)校日常管理和綜合服務(wù)為一體的信息化軟硬件平臺(tái)，推進(jìn)以人工智能以及大數(shù)據(jù)服務(wù)為核心的智慧校園建設(shè)和發(fā)展，從數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、校園管理信息化、教育資源均等化、家?；?dòng)平臺(tái)化等多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展智慧校園創(chuàng)新服務(wù)（圖1）。

1）人臉識(shí)別電子班牌?；谌四樧R(shí)別的智慧型電子班牌，作為智慧校園基礎(chǔ)設(shè)施部署入校，可通過(guò)人臉識(shí)別、智能語(yǔ)音控制等新穎交互技術(shù)，將家校留言、視頻通話(huà)、學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)、彈性離校等功能整合應(yīng)用，脫離傳統(tǒng)的以班級(jí)文化展示為主的簡(jiǎn)易型應(yīng)用。

2）校級(jí)大數(shù)據(jù)平臺(tái)。智慧校園大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，對(duì)全校電子班牌、人臉識(shí)別道閘、人臉識(shí)別宿舍系統(tǒng)、訪客系統(tǒng)、全校統(tǒng)一信息發(fā)布等系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，實(shí)時(shí)收集各類(lèi)信息，并進(jìn)行深入挖掘、綜合利用，形成校級(jí)大數(shù)據(jù)展示（圖2）。

3）應(yīng)用商店。應(yīng)用商店是整個(gè)系統(tǒng)具有良好的靈活性和擴(kuò)展性的重要體現(xiàn)，主要由智慧校園平臺(tái)應(yīng)用中心授權(quán)管理、接入標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)發(fā)接口，前端電子班牌嵌入式要求、移動(dòng)端APP嵌入式要求等組成（圖3）。

4）手機(jī)APP。建立智慧校園APP應(yīng)用，按照開(kāi)放整合的方式，打造基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的信息交互體系，方便教師和家長(zhǎng)日常使用。教師APP方便全校教師隨時(shí)隨地使用智慧校園及電子班牌系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，智能語(yǔ)音控制電子班牌、語(yǔ)音學(xué)生評(píng)價(jià)，極大地減輕教師日常使用的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，校園教師APP平臺(tái)還整合了學(xué)校日常教務(wù)教學(xué)、家?；?dòng)等功能。通過(guò)家長(zhǎng)APP（或微信小程序），家長(zhǎng)只需綁定子女，即可隨時(shí)查看子女、班級(jí)及學(xué)校的動(dòng)態(tài)信息，子女的留言信息，或?qū)崟r(shí)與孩子通話(huà)等;還可以綁定家長(zhǎng)照片上傳，用于校園人臉識(shí)別的安全接送應(yīng)用。

5）校園門(mén)衛(wèi)安全管理。通過(guò)全學(xué)校訪客管理系統(tǒng)，傳達(dá)室智能管理終端可方便管理學(xué)校訪客：訪客到校后，可通過(guò)刷身份證登記并確認(rèn)訪客身份;訪客入校后，到訪信息將推送至被訪者教師手機(jī)APP上。學(xué)生出入?？蓪?shí)現(xiàn)電子班牌上請(qǐng)假聯(lián)動(dòng)，在請(qǐng)假批準(zhǔn)的情況下，學(xué)校門(mén)衛(wèi)訪客終端上顯示已經(jīng)批準(zhǔn)出校學(xué)生的照片等信息，出校信息將同步推送至家長(zhǎng)手機(jī)APP上。

6）電子白板顯示對(duì)接系統(tǒng)。采用植入式軟硬件，將電子白板與智慧校園電子班牌后臺(tái)實(shí)時(shí)連接，根據(jù)課表及上課時(shí)間的平臺(tái)設(shè)置，在課間休息時(shí)顯示電子班牌重要的提示內(nèi)容，是延伸電子班牌重要內(nèi)容的顯示載體。

7）會(huì)議及培訓(xùn)人臉簽到系統(tǒng)。會(huì)議室安裝電子班牌一體機(jī)，由智慧校園平臺(tái)進(jìn)行管控，可顯示當(dāng)前會(huì)議/培訓(xùn)名稱(chēng)，同時(shí)對(duì)與會(huì)教師進(jìn)行人臉識(shí)別簽到，后臺(tái)進(jìn)行學(xué)時(shí)統(tǒng)計(jì)。

8）學(xué)生彈性離校系統(tǒng)。將現(xiàn)有人臉識(shí)別電子班牌、教室電子白板、校門(mén)人臉識(shí)別終端、校園LED大屏等設(shè)備進(jìn)行整合運(yùn)用，安裝學(xué)生彈性離校系統(tǒng)，按照學(xué)生及家長(zhǎng)刷臉自助使用的方式，安全有效地實(shí)現(xiàn)彈性離校功能和服務(wù)，減輕學(xué)校管理負(fù)擔(dān)。

9）校門(mén)LED大屏對(duì)接系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)接系統(tǒng)將校門(mén)LED大屏連接到智慧校園平臺(tái)，用校園手機(jī)APP進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄入歡迎詞、發(fā)布校宣傳圖片、班級(jí)放學(xué)狀態(tài)實(shí)時(shí)同步等新功能，提高使用效率。

4 建設(shè)經(jīng)驗(yàn)與啟示

溧水區(qū)智慧校園系統(tǒng)將人臉識(shí)別技術(shù)全面運(yùn)用于智慧校園管理和服務(wù)，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)管理全校所有學(xué)生的人臉識(shí)別特征庫(kù)，可對(duì)出入校管理、圖書(shū)館、宿舍、校車(chē)、教師APP等進(jìn)行人臉識(shí)別基礎(chǔ)支持，實(shí)現(xiàn)跨場(chǎng)景、跨應(yīng)用的系統(tǒng)性整合，從而創(chuàng)新出新穎易用的智慧校園新模式。目前，南京溧水商業(yè)幼兒園已經(jīng)全面啟用家長(zhǎng)刷臉入園接送孩子，溧水開(kāi)發(fā)區(qū)小學(xué)已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)師生進(jìn)出校刷臉登記。

硬件建設(shè)原則? 智慧校園硬件建設(shè)應(yīng)按照“充分利舊”的原則，以設(shè)備整合為手段，利用學(xué)?，F(xiàn)有終端設(shè)備，可以將學(xué)校已有的電子黑板、走廊宣傳屏、校門(mén)口LED大屏、一卡通等設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫整合，接入智慧校園平臺(tái)，與新建設(shè)備一起實(shí)現(xiàn)所有終端的一體化管控與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)無(wú)壁壘的智慧化應(yīng)用。而開(kāi)放式的功能架構(gòu)體系，方便對(duì)接學(xué)校未來(lái)采購(gòu)的各類(lèi)軟硬件系統(tǒng)，保持系統(tǒng)化整合的持續(xù)生命力。目前，石湫小學(xué)、狀元坊小學(xué)已經(jīng)做了多項(xiàng)應(yīng)用的整合，效果良好。

簡(jiǎn)潔易用為要求? 智慧校園系統(tǒng)應(yīng)以簡(jiǎn)潔易用為要求，力求良好的體驗(yàn)和感知度。系統(tǒng)可以分別從校長(zhǎng)、教師、學(xué)生、家長(zhǎng)等不同維度來(lái)進(jìn)行需求響應(yīng)和功能設(shè)計(jì)，將校長(zhǎng)的管理思維物化，重構(gòu)智慧化的校園管理和服務(wù)。在產(chǎn)品選擇上追求良好的硬件工業(yè)設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)潔優(yōu)美的軟件界面，讓使用者擁有良好的操作體驗(yàn)，改變信息化產(chǎn)品采購(gòu)后使用率低的情況。

數(shù)據(jù)整合為目標(biāo)? 通過(guò)智慧校園建設(shè)，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，可以實(shí)現(xiàn)校級(jí)大數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用。通過(guò)對(duì)學(xué)校、班級(jí)、學(xué)生的大數(shù)據(jù)分析支持，可以為學(xué)校日常管理提供數(shù)據(jù)支撐;對(duì)考勤記錄、請(qǐng)假記錄、考核記錄、獎(jiǎng)懲記錄、點(diǎn)評(píng)記錄等進(jìn)行綜合匯總，可以形成學(xué)生個(gè)人成長(zhǎng)檔案。智慧校園平臺(tái)還能提供完善的應(yīng)用商店、應(yīng)用中心管理開(kāi)發(fā)接口和準(zhǔn)入規(guī)則，提供豐富的對(duì)外接口，為以后加載、擴(kuò)展、融合其他系統(tǒng)模塊提供便利，滿(mǎn)足學(xué)校的發(fā)展需要。

5 結(jié)語(yǔ)

截至2019年底，溧水區(qū)所屬中小學(xué)中已經(jīng)成功創(chuàng)建南京市智慧校園示范學(xué)校14所、南京市智慧校園合格學(xué)校八所，并全部申報(bào)參加2019年江蘇省智慧校園審核認(rèn)定，還有九所中小學(xué)將在2020年完成智慧校園創(chuàng)建工作。同時(shí)，溧水區(qū)還積極組織其他類(lèi)型校（園）參與智慧校園建設(shè)，溧水特殊教育學(xué)校已成功創(chuàng)建成南京市智慧校園合格學(xué)校，商業(yè)幼兒園、實(shí)驗(yàn)幼兒園和溧水中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校也正在創(chuàng)建中。

今后，溧水區(qū)將繼續(xù)按照《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》以及教育信息化發(fā)展趨勢(shì)的要求，通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)外智慧校園建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，立足當(dāng)前，順應(yīng)未來(lái)教育發(fā)展趨勢(shì)，突出“集中、智慧、定制、個(gè)性化”四大特色，構(gòu)建創(chuàng)新的智慧化教育教學(xué)、移動(dòng)辦公、學(xué)習(xí)生活、家校互聯(lián)等應(yīng)用系統(tǒng)體系，打造溧水區(qū)高效、智能、幸福的個(gè)性化智慧校園。

作者：魏建生，南京市溧水區(qū)教育局技術(shù)裝備辦公室（211200）。