職業(yè)院校5G智慧校園建設(shè)及應(yīng)用初探

黃文東，冉 超，譚曉玉

（江門中醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院，廣東 江門 529000）

5G智慧校園基于數(shù)字化校園基礎(chǔ)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、泛在感知等信息技術(shù)，打造物聯(lián)網(wǎng)、智能化、信息化的新型校園[1]。以面向師生個性化服務(wù)為理念，能全面感知物理環(huán)境，識別學(xué)習(xí)者個體特征和學(xué)習(xí)情景，提供無縫互通的網(wǎng)絡(luò)通信，有效支持教學(xué)過程分析、評價和智能決策的開放教育教學(xué)環(huán)境與便利舒適的生活環(huán)境的智慧校園[2]。

5G智慧校園是當(dāng)前數(shù)字化校園的發(fā)展和演進(jìn)，是信息化建設(shè)的主要趨勢[3]。傳統(tǒng)智慧校園由于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)需要依賴校園的有線網(wǎng)絡(luò)或是校園無線Wi-Fi覆蓋，有限網(wǎng)絡(luò)存在建設(shè)工期長、成本高、靈活性差等問題，現(xiàn)有Wi-Fi可能存在音視頻延遲、卡頓等問題。5G智慧校園不僅為現(xiàn)代化教學(xué)提供了新的理念和方式，同時也改變了學(xué)校的“教”“學(xué)”“管”和發(fā)展模式，對提升學(xué)校核心競爭力和加快高職院校人才培養(yǎng)的多元化、個性化、開放性具有重大意義。

1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

建設(shè)一個服務(wù)于教學(xué)、科研、管理和校園文化的技術(shù)先進(jìn)、擴(kuò)展性強(qiáng)、覆蓋全院的以有線為基礎(chǔ)、無線做補(bǔ)充的校園全覆蓋的安全高效的網(wǎng)絡(luò)端。配合電信營運(yùn)商、銀行、互聯(lián)網(wǎng)公司做好學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息中心功能規(guī)劃及全校區(qū)弱電工程的設(shè)計和建設(shè)工作，將學(xué)院打造成一個有高度信息化水平的智慧校園。

1.1 校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程

學(xué)院信息化建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，其網(wǎng)絡(luò)布線應(yīng)確保整個學(xué)院網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)備提高容錯、冗余數(shù)據(jù)處理能力，確保信息安全保密。系統(tǒng)通過機(jī)房內(nèi)的能耗管理設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)用電監(jiān)測、UPS狀態(tài)監(jiān)測、智能延遲上電、機(jī)房能耗分析等，實現(xiàn)對機(jī)房動力設(shè)備的實時監(jiān)控、集中監(jiān)控，實現(xiàn)智能感知、獨(dú)立運(yùn)行。通過對環(huán)境監(jiān)測管理設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)煙霧監(jiān)測、精密空調(diào)監(jiān)測、新風(fēng)機(jī)監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測、漏水監(jiān)測、消防系統(tǒng)監(jiān)測等，為機(jī)房打造無憂環(huán)境。通過安防系統(tǒng)及門禁管理設(shè)備，實現(xiàn)門禁系統(tǒng)開關(guān)監(jiān)測、視頻監(jiān)控聯(lián)動抓拍、紅外人體感應(yīng)、智能照明系統(tǒng)的整體聯(lián)動，打造安全智慧機(jī)房。

此外，通過與網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備廠商設(shè)備的對接，實時調(diào)用相關(guān)API或端口，系統(tǒng)可實現(xiàn)對實時網(wǎng)絡(luò)流量的查看、查看異常網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況、獲取相關(guān)網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)、及時獲得網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測報警，從而實現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)安全信息的及時掌握、及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，建立起由硬件到軟件、由宏觀到微觀、由網(wǎng)絡(luò)層到應(yīng)用層的“可管、可控、可用”的全面網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境。學(xué)院網(wǎng)絡(luò)綜合布線還要保證實用性和易于擴(kuò)展性，便于非計算機(jī)專業(yè)人員使用，并能不斷滿足學(xué)院未來的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。

1.2 5G移動終端系統(tǒng)建設(shè)

學(xué)院的活動是圍繞教學(xué)進(jìn)行的，配備教師5G終端系統(tǒng)的目的是提高教學(xué)效率，讓教師方便、學(xué)生受益。給每一位教師配備5G終端系統(tǒng)能夠幫助教師從事教學(xué)研究工作，收集教學(xué)資料、制作教學(xué)課件，最終呈現(xiàn)給學(xué)生。

1.3 班班通建設(shè)

新媒介教學(xué)技術(shù)這種信息化教學(xué)手段的引入，滿足了當(dāng)今信息時代的客觀需要。一方面，它有利于教師從繁重的課堂講述中解脫出來，從而更充分地發(fā)揮教師的主觀能動性；另一方面，又有利于學(xué)生接受更豐富的課堂知識，更牢固地掌握知識，改變“單一接受知識”的學(xué)習(xí)方法。因此，學(xué)院有必要在每個教室和實訓(xùn)室安裝部署多媒體設(shè)備。

1.4 “一卡通”建設(shè)

完善校園“一卡通”工程?！耙豢ㄍā卑ㄩT禁管理系統(tǒng)、食堂管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、考勤管理系統(tǒng)、簽到管理系統(tǒng)等。實現(xiàn)“一卡通”系統(tǒng)與電子校務(wù)管理系統(tǒng)的無縫對接。

1.5 遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育不僅滿足了信息技術(shù)課的開設(shè)要求，還應(yīng)成為網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)的實驗基地。對教師進(jìn)行評測可通過5G遠(yuǎn)程互動的方式進(jìn)行，通過5G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程觀看教師授課。建成后，可實現(xiàn)多點遠(yuǎn)程互動教學(xué)，教學(xué)場景自動跟蹤、識別和切換。主講教室畫面能夠自動在教室全景、教師特寫、板書特寫、學(xué)生特寫、學(xué)生全景、電腦課件之間切換。

1.6 4K數(shù)字演播室建設(shè)

繼續(xù)完善高清錄播間和統(tǒng)一的教學(xué)視頻資源平臺，建設(shè)學(xué)校的微視臺和多媒體創(chuàng)新工作室。高清錄播間和統(tǒng)一的教學(xué)視頻資源平臺具有全自動、智能跟蹤、高清的特點。

1.7 視頻會議系統(tǒng)和視頻點播系統(tǒng)建設(shè)

建設(shè)能同時支持多個會議通道，保障各會議通道的相對獨(dú)立和信息安全；能進(jìn)行遠(yuǎn)程的Web方式管理，組織會議和會議授權(quán)簡單、方便，有較強(qiáng)的控制功能；無延遲的音視頻傳輸，圖像清晰、流暢，語音清晰、連續(xù)，保證音視頻的同步性。有會議錄制記錄功能，具備視頻點播功能，有良好擴(kuò)展性的視頻會議系統(tǒng)和視頻點播系統(tǒng)，以滿足會議室終端、桌面終端、移動終端等需要。滿足各部門各類會議、教師培訓(xùn)、專題講座等需要。確保系統(tǒng)在多種網(wǎng)絡(luò)帶寬環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。支持文檔共享、電子白板網(wǎng)頁同步等多種文本交互。支持屏幕廣播、程序共享等多種協(xié)同辦公。

1.8 VR/AR教學(xué)場景建設(shè)

建設(shè)能夠滿足學(xué)院師生基本教學(xué)的VR/AR教學(xué)場景，通過VR提供的沉浸式場景讓學(xué)院線上教育場景更加豐富生動。學(xué)生在VR場景可以做到自主觀察老師、黑板、電子屏幕等，同時接收全方面的信息，并伴隨講課的節(jié)奏和自己的理解抓住重點，有效解決傳統(tǒng)師生的交互體驗不佳問題。

1.9 平安校園建設(shè)

校園安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視區(qū)域為學(xué)院主要公共場所，包括學(xué)院大門區(qū)域、主要道路路口、餐廳、場館、學(xué)生公寓各樓層通道、公寓外圍區(qū)域、各大樓過道等。該系統(tǒng)將對監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行全天候監(jiān)控錄像。對加強(qiáng)學(xué)院及周邊治安管理，及時發(fā)現(xiàn)和處置以學(xué)生為主要侵犯對象的突發(fā)性治安事件，預(yù)防和減少校園（特別是學(xué)生宿舍內(nèi)）盜竊案件的發(fā)生，保障學(xué)院財產(chǎn)及廣大師生員工的人身、財產(chǎn)安全起到積極的作用。也可對院內(nèi)發(fā)生的交通事故提供線索和現(xiàn)場錄像記錄，從而確保重點時段和重點部位的校園安全。

2 應(yīng)用系統(tǒng)平臺建設(shè)

2.1 協(xié)同辦公系統(tǒng)平臺建設(shè)

完善的協(xié)同辦公系統(tǒng)平臺，通過統(tǒng)一門戶、同一賬號實現(xiàn)人事管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)生管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)、后勤管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育在線平臺、FTP共享管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)等建設(shè)項目。

2.2 教學(xué)資源共享平臺建設(shè)

完善包括專業(yè)教學(xué)資源庫、精品在線開放課程平臺、“24小時自助圖書館”系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)虛擬仿真實訓(xùn)中心、遠(yuǎn)程授課系統(tǒng)平臺、校園網(wǎng)站、微信公眾號等建設(shè)項目。在“5G智慧+”環(huán)境下，學(xué)院將充分利用互聯(lián)網(wǎng)新信息技術(shù)，將學(xué)校的教學(xué)、科研、應(yīng)用、管理和資源進(jìn)行有效整合，建設(shè)任務(wù)包括設(shè)計一套完整、科學(xué)、先進(jìn)、可行的校企合作共建的新型智慧校園設(shè)計及合作方案，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、創(chuàng)新平臺建設(shè)、內(nèi)容建設(shè)和信息化人才團(tuán)隊建設(shè)。

3 5G智慧校園應(yīng)用

3.1 5G+虛擬現(xiàn)實教育

作為5G智慧校園的主戰(zhàn)場，VR/AR與教育結(jié)合呈現(xiàn)的全新的教學(xué)體驗，可極大地提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及促進(jìn)其對知識的快速吸收，為師生提供互動化、個性化、沉浸式課堂教學(xué)體驗。VR/AR教學(xué)場景構(gòu)建項目將實現(xiàn)教育教學(xué)的數(shù)字化、個性化，推動基礎(chǔ)課程與信息技術(shù)的深度融合，滿足學(xué)生自主、便捷、高效、個性化的學(xué)習(xí)需要[4]。

3.2 5G智慧校園的“最后一公里”

以學(xué)生為中心的多種形式的互動教學(xué)，能更好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)教育目標(biāo)的實現(xiàn)。將全面探索基于網(wǎng)絡(luò)的開放、交互、個性化的新型教學(xué)方式，實現(xiàn)教學(xué)平臺與數(shù)字圖書室、學(xué)科資源庫的整合，通過高品質(zhì)的視頻會議硬件終端帶來強(qiáng)互動教學(xué)體驗，多地教室同步授課，優(yōu)質(zhì)課堂內(nèi)容實時共享。操作便捷，聲畫穩(wěn)定傳輸，開啟教學(xué)新模式。課前預(yù)約、課件下載、課堂互動與點名，課后管理與作業(yè)考評，實現(xiàn)豐富的教學(xué)互動功能。有效提高課堂效率及教學(xué)質(zhì)量，使不同地域的學(xué)生能夠享受同等的優(yōu)質(zhì)教育資源，實現(xiàn)師生多渠道即時溝通，培養(yǎng)學(xué)生基于網(wǎng)絡(luò)的終身學(xué)習(xí)能力。

3.3 5G+人工智能教育

加快基礎(chǔ)性課程與信息技術(shù)深度融合，全面推進(jìn)以學(xué)生為中心的信息化教學(xué)平臺建設(shè)，為教師提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)授課環(huán)境，為學(xué)生提供有效的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，為教學(xué)狀況的評估提供科學(xué)依據(jù)。作為智慧教育的大腦，基于大數(shù)據(jù)和人工智能，對課堂、學(xué)習(xí)、運(yùn)動和教學(xué)等行為進(jìn)行智能分析和可視管理，從更好地指導(dǎo)和促進(jìn)智慧教學(xué)開展。推進(jìn)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的教科研管理工作。建設(shè)教科研協(xié)作、管理和分析平臺，開發(fā)和引進(jìn)科研資源庫、學(xué)術(shù)資源庫、課題資源庫，為優(yōu)秀教師建立專門資源庫和信息發(fā)布平臺。

3.4 5G校園智能管理

作為智慧教育的服務(wù)平臺，提供面向?qū)W校、教師、學(xué)生和家長的智慧管理服務(wù)，提供交流平臺和教學(xué)空間。通過項目建設(shè)，學(xué)院將加快數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)，構(gòu)建學(xué)科齊全、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、種類豐富的校本資源庫和共建共享交互的資源管理平臺。建設(shè)校本資源庫和資源庫管理平臺。校本資源庫計劃涵蓋教育管理庫、學(xué)科資源庫、教研論文庫、教學(xué)視頻庫等，加快學(xué)科專業(yè)資源的數(shù)字化改造，實現(xiàn)學(xué)校管理檔案、教案、試題、課件、精品課程的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。

5G智慧校園建設(shè)是教育信息化的重要組成部分，既適應(yīng)了社會和職業(yè)的信息化要求，同時也延伸了職業(yè)教育的辦學(xué)空間。通過基于5G網(wǎng)絡(luò)的高水平數(shù)字校園基礎(chǔ)設(shè)施公共平臺，實現(xiàn)高速、安全的校園網(wǎng)有線無線全面覆蓋、信息化終端遍布校園，立足師生員工信息化應(yīng)用的實際需求，利用信息技術(shù)對學(xué)校的教學(xué)、科研、管理和服務(wù)等各項工作進(jìn)行全面改造，構(gòu)建資源數(shù)字化、應(yīng)用集成化、傳播智能化的信息環(huán)境，建設(shè)可共享的優(yōu)質(zhì)校本資源共享平臺，實現(xiàn)教學(xué)教研、管理服務(wù)的高度數(shù)字化、智能化，全面提升師生的信息素養(yǎng)和應(yīng)用水平，最終建成優(yōu)質(zhì)、安全、綠色的信息化智慧校園。