基于5G技術(shù)的高職院校智慧校園建設(shè)研究

于躍　閆博　董文彬等

關(guān)鍵詞：5G；智慧校園；高職院校；職業(yè)教育

中圖法分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 5G技術(shù)下智慧校園建設(shè)的研究背景

1.1研究背景

“十四五”規(guī)劃明確指出，“發(fā)揮在線(xiàn)教育優(yōu)勢(shì)，完善終身學(xué)習(xí)體系，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)。”這明確了在線(xiàn)教育在建設(shè)高質(zhì)量教育體系中的重要地位，同時(shí)提出要利用5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，完善我國(guó)教育事業(yè)，增加校園的科技含量，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)為教育提供更加優(yōu)越的條件。

5G技術(shù)在智慧校園的建設(shè)中起到了關(guān)鍵作用.5G技術(shù)不僅為智慧校園提供了技術(shù)支持，還為現(xiàn)代教學(xué)創(chuàng)造了全新的教學(xué)場(chǎng)景，顛覆了傳統(tǒng)管理方式，在教學(xué)和管理上都提出了新的理念。尤其是在高職院校職業(yè)教育方面，SG技術(shù)能夠提高學(xué)生的職業(yè)技能水平，培養(yǎng)其職業(yè)素養(yǎng)，同時(shí)對(duì)高職院校的職業(yè)化、個(gè)性化、多元化發(fā)展有著積極作用。

1.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀概述

張洋認(rèn)為，若學(xué)校在信息資源管理上能夠進(jìn)一步提高水平，則在培養(yǎng)創(chuàng)新型智慧型人才方面會(huì)更具優(yōu)勢(shì)，學(xué)校將從整體上提高教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)水平：曹慧萍提出，持續(xù)升級(jí)和發(fā)展數(shù)字校園，就能創(chuàng)造出智慧校園。換言之，在數(shù)字校園發(fā)展的基礎(chǔ)上，將會(huì)形成新的產(chǎn)物——智慧校園；程?hào)|東認(rèn)為，由于在校園中大量應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，智慧校園的理念由此產(chǎn)生，相關(guān)工作還在持續(xù)推進(jìn)，進(jìn)而為建成智慧校園提供了可行性：劉歡等圍繞智慧教育和智慧信息化提出相關(guān)理論，在深入思考建設(shè)智慧校園的過(guò)程中，分別從大小兩個(gè)系統(tǒng)層面進(jìn)行智慧校園建設(shè)，從而為發(fā)展智慧教育指明方向。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀可知，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注智慧校園的建設(shè)，并嘗試融入新的技術(shù)，由于5G是近年來(lái)才開(kāi)始普及的技術(shù)，并且基于SG技術(shù)的智慧校園建設(shè)的相關(guān)研究較少，因此，本文主要介紹如何利用5G技術(shù)建設(shè)智慧校園，如何打破原有的“信息數(shù)據(jù)孤島”，從而建立綜合性的服務(wù)體系，以及探索5G技術(shù)在智慧校園中的主要應(yīng)用場(chǎng)景。

2智慧校園建設(shè)相關(guān)概念

2.1 5G技術(shù)

5G表示的是第5代移動(dòng)通信技術(shù)，屬于數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)。相較于4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度明顯更快，SG網(wǎng)絡(luò)既可以為信息收集提供服務(wù)，又能夠有效連接多端接口，應(yīng)用于醫(yī)療、交通等多個(gè)領(lǐng)域。5G使數(shù)據(jù)傳輸速度大大加快，順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展需求。

5G建設(shè)在2020年取得明顯進(jìn)展，全國(guó)各地都在如火如荼地落實(shí)5G商用。比起其他行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)，校園專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)的針對(duì)性更強(qiáng)，它的使用者主要是師生和從事行政管理工作的人員。這些人員在校園特定范圍內(nèi)具有鮮明的移動(dòng)特征，對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的需求較大。

2.2智慧校園

2008年提出了智慧地球的概念，并在此基礎(chǔ)上延伸出智慧校園的概念。其目標(biāo)十分明確，主要包括搭建學(xué)校和社會(huì)的交流渠道，為校園提供具有個(gè)性化特征的全面協(xié)同服務(wù)。智慧校園有效結(jié)合了校園的物理和信息層面，在對(duì)校園進(jìn)行管理時(shí)，需采用智能化手段來(lái)處理大量數(shù)據(jù)資料。智慧校園覆蓋了學(xué)校諸多活動(dòng)，如教學(xué)、科研、校園管理等。基于用戶(hù)的實(shí)際需求，智慧校園的設(shè)計(jì)具有系統(tǒng)化特征，并充分應(yīng)用了智能化技術(shù)，讓用戶(hù)在學(xué)習(xí)、教學(xué)、科研等方面的需求都可以得到滿(mǎn)足，進(jìn)而為用戶(hù)創(chuàng)造出更優(yōu)越的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境。創(chuàng)造智能化服務(wù)環(huán)境只是智慧校園的一個(gè)方面，其作用在于創(chuàng)造智能化的科研環(huán)境，讓用戶(hù)的個(gè)性化需求得到滿(mǎn)足。

2018年6月，相關(guān)部門(mén)發(fā)布《智慧校園總體框架》。其中，提出了智慧校園的準(zhǔn)確定義。智慧校園有機(jī)結(jié)合了校園的信息和物理層面，使用戶(hù)可以隨時(shí)隨地獲取資源和服務(wù)。這說(shuō)明，相較于數(shù)字校園，智慧校園取得了一定的進(jìn)步并促使教育信息化演變成智慧化。

2.3 5G智慧校園

5G智慧校園這種全新的形式是建立在SG網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的，它涉及諸多領(lǐng)域，如校園交通、基礎(chǔ)設(shè)施、科研等，教學(xué)全程都在其覆蓋范圍內(nèi)。5G智慧校園除了應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，還應(yīng)用了先進(jìn)的教育理念，并在此基礎(chǔ)上打造針對(duì)校園需求的綜合管理系統(tǒng)，對(duì)校園中的多維信息可以及時(shí)感知和處理，校園綜合屬性得到充分展現(xiàn)，如高科技屬性、教學(xué)屬性等。也體現(xiàn)出智慧校園的多項(xiàng)功能，在SG智慧校園的作用下，校園資源得到了高效配置，教學(xué)方式也實(shí)現(xiàn)了徹底顛覆。

3智慧校園建設(shè)現(xiàn)狀

高職院校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要包括網(wǎng)絡(luò)通信、云計(jì)算中心、服務(wù)器等，且基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化校園建設(shè)，一卡通、信息化管理平臺(tái)、在線(xiàn)辦公、多媒體終端應(yīng)用等已融入校園生活、辦公和教學(xué)中，校園網(wǎng)絡(luò)也基本支持5G和Wi-Fi 6技術(shù).在校師生可使用校園網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和辦公。部分高職院校建立了云計(jì)算中心，以處理少量的數(shù)據(jù)和教學(xué)事務(wù)等，但在校園數(shù)據(jù)的處理和分析上還存在進(jìn)步空間。校園服務(wù)器只能滿(mǎn)足教學(xué)、信息處理和辦公的需求，但數(shù)據(jù)處理能力和負(fù)載能力較低。

目前，部分高職院校已經(jīng)開(kāi)始籌劃建設(shè)智慧校園，無(wú)論是業(yè)務(wù)系統(tǒng)還是信息化平臺(tái)都基本上達(dá)到了智能狀態(tài)。然而，大部分院校還處于數(shù)字化校園到智慧化校園的過(guò)渡階段，尚不能滿(mǎn)足智慧校園的建設(shè)需求，其仍有較多問(wèn)題需要解決。

3.1校園網(wǎng)絡(luò)速度慢

校園環(huán)境較為特殊，校園內(nèi)手機(jī)、計(jì)算機(jī)、多媒體等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備較多，且使用頻率高、使用時(shí)間長(zhǎng)、使用密度大，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求較高，許多校園網(wǎng)絡(luò)難以承受，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)卡頓、斷網(wǎng)等情況。

3.2校園數(shù)據(jù)缺乏互聯(lián)互通

在數(shù)據(jù)收集方面，各個(gè)高校都會(huì)按照自己的方式來(lái)收集數(shù)據(jù)，并遵循特定的標(biāo)準(zhǔn)。即便是同一所學(xué)校，也會(huì)按照不同的標(biāo)準(zhǔn)收集信息，各部門(mén)缺少統(tǒng)一規(guī)定，容易造成“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象。各個(gè)部門(mén)缺乏互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)也難以共享共用，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余、同一數(shù)據(jù)多次收集等情況。比如，由于校園一卡通沒(méi)有共建共享學(xué)生信息，因此有些場(chǎng)館不能使用，導(dǎo)致“一卡通”處處“不通”。如果實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，在沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)庫(kù)的情況下，只會(huì)造成數(shù)據(jù)冗余，增加數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)擔(dān)。此外，在辦公系統(tǒng)中也存在類(lèi)似的問(wèn)題，處理某些復(fù)雜的數(shù)據(jù)需要從多個(gè)平臺(tái)或部門(mén)調(diào)取數(shù)據(jù)，從而增加了數(shù)據(jù)收集和處理的難度，降低了工作效率。而高效的數(shù)據(jù)收集和處理需要依靠高速的網(wǎng)絡(luò)支持，數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通也需要優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

3.3業(yè)務(wù)系統(tǒng)承載能力不足

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，從網(wǎng)絡(luò)中獲取信息更加方便。高校的主體是教師和學(xué)生，本身具有較高的文化水平和信息技術(shù)水平，其更加傾向于在網(wǎng)絡(luò)中獲取資源，并習(xí)慣于依靠網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展教學(xué)工作，讓教學(xué)和學(xué)習(xí)更加便利、高效。但是，在建設(shè)數(shù)字校園的過(guò)程中，為了能夠存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足各部門(mén)的業(yè)務(wù)需求，會(huì)不斷增加業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)量，導(dǎo)致教師和學(xué)生在處理信息和獲取資源時(shí)需要應(yīng)用多個(gè)系統(tǒng)，難以達(dá)到較高的工作和學(xué)習(xí)效率，校園中的各種資源和數(shù)據(jù)缺乏高效統(tǒng)一的共享。

4 5G技術(shù)背景下智慧校園建設(shè)的規(guī)劃和應(yīng)用

智慧校園對(duì)網(wǎng)絡(luò)的速度和帶寬提出了更高的要求，借助5G技術(shù)可以管理海量數(shù)據(jù)，還可以為海量移動(dòng)端提供服務(wù)，并降低延時(shí)、提高網(wǎng)速，以滿(mǎn)足智慧校園用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提出的要求。

4.1優(yōu)化校園網(wǎng)絡(luò)

校園網(wǎng)絡(luò)時(shí)常出現(xiàn)卡頓問(wèn)題，信息傳輸可能存在延遲。為了消除這類(lèi)問(wèn)題，以滿(mǎn)足校園師生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，在建設(shè)智慧校園時(shí)引入5G技術(shù)，利用其高速、低時(shí)延的特點(diǎn)，可有效解決網(wǎng)絡(luò)傳輸速率較低的問(wèn)題，以適應(yīng)各種教學(xué)和學(xué)習(xí)場(chǎng)景，為智慧校園中各個(gè)系統(tǒng)提供可靠保障。為解決校園網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題，可將5G技術(shù)與第六代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，讓校園網(wǎng)絡(luò)布局更加合理，從而擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)在校園中的覆蓋范圍，提高網(wǎng)絡(luò)速度和增加帶寬，為在校師生提供更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以滿(mǎn)足智慧校園建設(shè)要求。

4.2數(shù)據(jù)輔助決策

5G技術(shù)為數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理提供了有力的通信保障和網(wǎng)絡(luò)支持，云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)在5G技術(shù)的發(fā)展下也得以大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展，為智慧校園中的數(shù)據(jù)輔助決策提供了基礎(chǔ)。應(yīng)用了5G技術(shù)的智慧校園數(shù)據(jù)中心能夠有效收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)，為師生獲取資源提供便利，為校園輔助決策和動(dòng)態(tài)化管理信息提供支持，簡(jiǎn)化了業(yè)務(wù)操作流程，提高了工作和學(xué)習(xí)效率，避免了信息重復(fù)收集的問(wèn)題，消除了數(shù)據(jù)冗余。在SG技術(shù)普及的背景下創(chuàng)建智慧校園，能夠滿(mǎn)足多端連接的需求，以提高服務(wù)質(zhì)量和可靠性，從而為用戶(hù)帶來(lái)更滿(mǎn)意的體驗(yàn)。

4.3無(wú)感式學(xué)習(xí)空間教育

高校應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，主要體現(xiàn)在科研和教學(xué)領(lǐng)域。為了創(chuàng)造出更優(yōu)越、便捷的智慧校園環(huán)境，既要充分應(yīng)用5G技術(shù)，又要更新理念，并嘗試使用新的教學(xué)方法。5G技術(shù)從技術(shù)層面為融合和應(yīng)用各類(lèi)學(xué)習(xí)空間提供支持，在對(duì)師生和學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行定義時(shí)，可以秉持互聯(lián)性和智能化理念，依托多種技術(shù)手段和服務(wù)系統(tǒng)，從不同角度、各個(gè)方位為師生創(chuàng)造更加專(zhuān)業(yè)以及更符合個(gè)性化需求的教學(xué)條件。在教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以應(yīng)用無(wú)縫感知的沉浸式教育空間增強(qiáng)教學(xué)的交互性。

4.4創(chuàng)新型教學(xué)

5G技術(shù)的高速度、低功耗、低延遲、高穩(wěn)定性等能夠有效解決校園網(wǎng)移動(dòng)傳輸速率低、信號(hào)差等問(wèn)題，使教學(xué)和學(xué)習(xí)具有動(dòng)態(tài)化特性。高職院校為培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)特點(diǎn)，應(yīng)使用多種現(xiàn)代技術(shù)，如VR技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等。另外，由于在智慧課堂上使用了3D數(shù)字化技術(shù)，維持型學(xué)習(xí)被淘汰，取而代之的是創(chuàng)新型學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠面向未來(lái)，拓寬思路和視野，進(jìn)而成為國(guó)家現(xiàn)代化職業(yè)人才。

4.5智慧校園人員管理

校園內(nèi)有各種高科技設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，需要實(shí)時(shí)進(jìn)行信息交互和數(shù)據(jù)處理，智慧校園要接收和處理來(lái)自多種設(shè)備的信息，因此，高校對(duì)人員的識(shí)別和管理顯得格外困難。目前，校園中各出人口的人員管理主要是利用刷卡、指紋、人臉識(shí)別等方式，為保證校園重要部門(mén)、特殊場(chǎng)所以及師生的安全，5G與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)π@內(nèi)人員進(jìn)行精確識(shí)別和查找，面對(duì)異常情況能及時(shí)發(fā)出預(yù)警，從而保障校園安全。

5結(jié)束語(yǔ)

本文主要分析了在5G技術(shù)背景下如何進(jìn)行智慧校園的建設(shè)與優(yōu)化，并更好地服務(wù)于校園師生。通過(guò)5G技術(shù)為智慧校園建設(shè)提供了高效快速的網(wǎng)絡(luò)支持，解決了智慧校園建設(shè)過(guò)程中遇到的網(wǎng)絡(luò)卡頓、數(shù)據(jù)分析效率低、信息處理速度慢等問(wèn)題，為優(yōu)化智慧校園建設(shè)提供了技術(shù)保障，從而提高了智慧校園服務(wù)水平和師生的工作與學(xué)習(xí)效率。

作者簡(jiǎn)介：

于躍（1992—），碩士，講師，研究方向：分布式計(jì)算與信息安全。