智慧校園的構(gòu)建研究

張利華 崔琳

摘要：智慧校園是中國(guó)高等教育現(xiàn)代化的要求。智慧校園能在很大程度上提高教師的教學(xué)質(zhì)量及科研能力、學(xué)生的綜合素養(yǎng)、學(xué)校的管理水平，因此當(dāng)前最緊迫的任務(wù)是建設(shè)智慧校園。該文從智慧校園概念出發(fā)、簡(jiǎn)述智慧校園總體框架及關(guān)鍵技術(shù)，為智慧校園的建設(shè)提供思路。

關(guān)鍵詞：智慧校園；智慧校園總體框架；技術(shù)載體；建設(shè)方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）10-0143-02

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 引言

隨著信息技術(shù)、人工智能的高速發(fā)展，人類(lèi)世界正由數(shù)字信息時(shí)代邁向智慧時(shí)代。教育作為時(shí)代的重要組成部分和推動(dòng)力，處在國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位，所以，教育從數(shù)字化走向智慧化已是大勢(shì)所趨。2010年教育部發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展綱要（2010-2020年）》明確提出，把教育信息化納入國(guó)家信息化的整體的發(fā)展戰(zhàn)略。[1]

要實(shí)現(xiàn)教育信息化，必須先建設(shè)智慧校園。智慧校園是教育信息化的高級(jí)形態(tài)[2]；是教育信息化的必經(jīng)之路。智慧校園在原有校園數(shù)字化的基礎(chǔ)上更為系統(tǒng)、全面的銜接現(xiàn)實(shí)世界和信息世界，能夠突破時(shí)間和空間限制隨時(shí)隨地為師生用戶提供各種各樣的綜合服務(wù)，智慧校園的建成，將極大促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量、管理水平和服務(wù)能力的提升。

2 智慧校園概述

2.1 什么是智慧校園

智慧校園是向校園各個(gè)地方的終端設(shè)備嵌入智能化傳感器，并對(duì)這些傳感器進(jìn)行連接形成“物聯(lián)網(wǎng)”，通過(guò)大數(shù)據(jù)和云計(jì)算來(lái)整合“物聯(lián)網(wǎng)”和“軟件應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)”[3]，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源、校園管理、校園安保和校園生活服務(wù)等相關(guān)信息和資源的數(shù)字化、智能化、集成化，并利用現(xiàn)代信息技術(shù)整合這些信息資源，進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制。

智能校園的三大核心特征是：第一，為教師和學(xué)生提供智能感知環(huán)境，綜合信息服務(wù)平臺(tái)以及個(gè)性化定制服務(wù)；第二，將基于大數(shù)據(jù)的信息服務(wù)整合到學(xué)校的各種應(yīng)用和服務(wù)中，實(shí)現(xiàn)互操作性和協(xié)作共享；第三，通過(guò)對(duì)環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái)的智能感知，為學(xué)校與外界的相互交流和相互感知提供操作接口。 [4]

2.2智慧校園總體框架

智慧校園的總體框架分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)平臺(tái)層、應(yīng)用平臺(tái)層、智能終端層和信息安全體系。具體采用什么架構(gòu)根據(jù)學(xué)校具體情況而定。如圖1所示。

3 智慧校園主要技術(shù)載體

3.1基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境感知與信息傳輸

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things ，IoT）是繼互聯(lián)網(wǎng)后又一次信息技術(shù)領(lǐng)域的革命，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)物理世界、虛擬世界、數(shù)字世界與人類(lèi)社會(huì)間交互的技術(shù)手段。目前已被廣泛運(yùn)用在智慧學(xué)校的建設(shè)中。

物聯(lián)網(wǎng)框架主要由應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、感知控制層三個(gè)層次構(gòu)成。其中感知控制層通過(guò)RFID、條碼、信息采集裝置等感知設(shè)備獲取現(xiàn)實(shí)世界中的物理信息；再由有線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、無(wú)線傳輸系統(tǒng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、短距離通信系統(tǒng)等異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)將成千上萬(wàn)條物理信息匯聚到網(wǎng)絡(luò)傳輸層；最后網(wǎng)絡(luò)傳輸層將來(lái)自感知控制層的信息通過(guò)各種公用通信網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)等承載網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用層。在本文中，應(yīng)用層可視為學(xué)校的信息服務(wù)平臺(tái)，其主要工作內(nèi)容是信息協(xié)同、信息處理、信息共享、信息存儲(chǔ)。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各高?；A(chǔ)建設(shè)上已得到廣泛應(yīng)用，比如學(xué)校安保、圖書(shū)館圖書(shū)借還、宿舍熱水系統(tǒng)、學(xué)校一卡通等。但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校中的應(yīng)用還不夠系統(tǒng)化，底層的大量信息還未得到充分高效的應(yīng)用。

未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能與地理信息技術(shù)（GIS）相結(jié)合，運(yùn)用先進(jìn)的傳感和傳輸技術(shù)，全面感知校園關(guān)鍵信息，對(duì)事故進(jìn)行預(yù)判，實(shí)現(xiàn)超前控制。

3.2 基于云平臺(tái)的教育資源整合與利用

在云技術(shù)支持下，設(shè)計(jì)智能校園支持平臺(tái)的設(shè)計(jì)使平臺(tái)信息服務(wù)無(wú)盲點(diǎn)，方便地統(tǒng)計(jì)校園內(nèi)的各種信息，為師生提供具有高可靠性和高穩(wěn)定性的智能校園服務(wù)，輔助校園管理和大學(xué)教育管理決策。[5]

目前，各高校多采用微信公眾號(hào)、學(xué)校官網(wǎng)、應(yīng)用APP等方式為學(xué)校師生提供服務(wù)。以上方式相比傳統(tǒng)方式的確能更為便捷地為師生提供服務(wù)，但其移動(dòng)應(yīng)用兼容性不高，各模塊信息互相割裂，方式多但綜合度不夠等缺點(diǎn)也隨之暴露。云平臺(tái)恰好能彌補(bǔ)其缺點(diǎn)，為師生們提供集管理、教學(xué)、生活和課外活動(dòng)等主要活動(dòng)為一體的一站式服務(wù)，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)校園無(wú)盲區(qū)、隨時(shí)隨地為學(xué)校師生提供綜合性服務(wù)，還能將校內(nèi)用戶的訪問(wèn)信息收集整理后進(jìn)行個(gè)性推薦服務(wù)，為師生們推送需求信息。除此之外，云平臺(tái)能更好地整合學(xué)校教育資源，拓展教育資源利用的廣度與深度并建立學(xué)習(xí)行為分析模型，多維度地剖析學(xué)習(xí)者行為，以進(jìn)一步改善學(xué)習(xí)模式，充分體現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的個(gè)性化。

3.3大數(shù)據(jù)背景下的智慧校園

數(shù)據(jù)是整個(gè)智能行業(yè)的核心驅(qū)動(dòng)力。云平臺(tái)為學(xué)校師生提供了統(tǒng)一綜合化的服務(wù)，把數(shù)據(jù)匯聚到了一起，但我們?nèi)绾翁幚磉@些數(shù)據(jù)呢？大數(shù)據(jù)技術(shù)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘、采取分布式方式管理異構(gòu)數(shù)據(jù)，在整個(gè)管理過(guò)程中形成一個(gè)集認(rèn)證、加密、審計(jì)、LDAP為一體的數(shù)據(jù)平臺(tái)。這個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)不再是數(shù)字化時(shí)代割裂、封閉的模式，而是一個(gè)跨部門(mén)、跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。

另外大數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)繼承、重寫(xiě)Map類(lèi)和Reduce類(lèi)對(duì)從學(xué)校四面八方匯聚來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)挖掘等操作以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，結(jié)合邏輯關(guān)系模型，萃取其中有效信息。這些有效信息將為學(xué)校決策者制定政策時(shí)提供有效輔助，在因材施教、生活服務(wù)、輿情監(jiān)控等方面發(fā)揮巨大作用。[5]

4 智慧校園建設(shè)方案

利用教育大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)將學(xué)校的環(huán)境建設(shè)、教學(xué)建設(shè)、管理建設(shè)等教學(xué)相關(guān)活動(dòng)遷移到一個(gè)智慧網(wǎng)絡(luò)空間環(huán)境下，從而改善學(xué)校教職人員工作模式，提高教學(xué)質(zhì)量、豐富學(xué)生學(xué)習(xí)途徑、提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，加強(qiáng)科研力量和管理水平，是建設(shè)智慧校園的終極目標(biāo)。智慧校園大體上可分為智慧環(huán)境、智慧教學(xué)兩個(gè)模塊進(jìn)行建設(shè)。

4.1 智慧校園的智慧環(huán)境建設(shè)

智慧環(huán)境是要建立泛在網(wǎng)絡(luò)，將學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)化、集成化、智能化，建設(shè)成每間教室、每個(gè)辦公室、每個(gè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等基建融合為一體的校園應(yīng)用系統(tǒng)，覆蓋整體校園的具有高感知度和強(qiáng)協(xié)作能力的智慧系統(tǒng)業(yè)務(wù)。

4.2智慧校園的智慧教學(xué)建設(shè)

結(jié)合上述智慧環(huán)境，建設(shè)集智能感知、智能控制、智能管理、互動(dòng)反饋為一體的教學(xué)環(huán)境平臺(tái)。其中智慧教學(xué)作為智慧校園的核心，通過(guò)學(xué)校云平臺(tái)結(jié)合教育大數(shù)據(jù)，將大量學(xué)校自制或校外購(gòu)買(mǎi)的教學(xué)資源放在智慧教學(xué)平臺(tái)。平臺(tái)提供服務(wù)可結(jié)合學(xué)校自身特點(diǎn)建設(shè)符合學(xué)校發(fā)展規(guī)劃、資源豐富、功能強(qiáng)大的智慧教學(xué)平臺(tái)。

4.3組織與領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制

校園信息化建設(shè)是一把手工程，學(xué)校決策者應(yīng)把握學(xué)校發(fā)展方向統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施。從學(xué)校層面開(kāi)始，學(xué)校信息化建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組成立，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)，指定負(fù)責(zé)人，主要職能部門(mén)負(fù)責(zé)人參加，負(fù)責(zé)制定校園信息指導(dǎo)方針和政策。領(lǐng)導(dǎo)小組由專(zhuān)家組和辦公室組成。從二級(jí)單位層面來(lái)看，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)要親自推進(jìn)單位信息化建設(shè)，派專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)技術(shù)支持，帶動(dòng)學(xué)?；鶎尤藛T建立校院兩級(jí)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。[6]

5 結(jié)束語(yǔ)

智慧型校園建設(shè)與中央“五大發(fā)展理論”是天然契合，也是教育信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)智慧校園后，學(xué)校職能范圍將得到擴(kuò)展，打破傳統(tǒng)的教學(xué)和管理理念，在原有職能上拔高一個(gè)層次，建成一個(gè)真正的虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的信息化校園。智慧校園的建成，將極大促進(jìn)學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量、管理水平和生活服務(wù)質(zhì)量的提升。如今，如何理解智慧校園，如何利用現(xiàn)代技術(shù)建成智慧校園已經(jīng)成為教育現(xiàn)代化的重要課題。

參考文獻(xiàn)：

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[5]胡欽太，鄭凱，林南暉.教育信息化的發(fā)展轉(zhuǎn)型：從“數(shù)字校園”到“智慧校園”[J].中國(guó)電化教育，2014（1）：35-39.

[6]黃姍姍.大學(xué)校園信息化建設(shè)方案[J].安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，14（4）：62-65.

【通聯(lián)編輯：王力】