智慧校園解決方案初探

陳茂林

摘 要：“智慧校園”這一概念的提出已有數(shù)年，什么是智慧校園，如何在特定的環(huán)境下建設(shè)智慧校園？本文對(duì)江蘇師范大學(xué)硬件基礎(chǔ)及應(yīng)用系統(tǒng)等數(shù)字化進(jìn)程建設(shè)研究基礎(chǔ)上，從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，各類應(yīng)用等九個(gè)方面對(duì)江蘇師范大學(xué)智慧校園解決方案做了初步探索，作為學(xué)校日后發(fā)展智慧校園的建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)字校園；智慧校園；建設(shè)框架

中圖分類號(hào)：G203文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）04-0200-03

一、前言

2010年，在信息化“十二五”規(guī)劃中，浙江大學(xué)提出建設(shè)一個(gè)“令人激動(dòng)”的“智慧校園”。[1]這幅藍(lán)圖描繪的是：無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。簡而言之，智慧型校園建設(shè)的目標(biāo)是建設(shè)“綠色節(jié)能型、平安和諧型、科學(xué)決策性、服務(wù)便捷型”的大學(xué)校園。[2]南京郵電大學(xué)、西南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等高校也開始籌劃和實(shí)施學(xué)校的智慧校園建設(shè)。隨著信息技術(shù)對(duì)教育的不斷變革，各種數(shù)字化應(yīng)用相繼走進(jìn)校門，越來越多的學(xué)者意識(shí)到智慧校園是校園數(shù)字化建設(shè)的一個(gè)必然趨勢，相關(guān)研究亦大規(guī)模地展開。

二、智慧校園

智慧校園作為近年來研究的熱點(diǎn)之一，不同的研究者從不同的視角給予其不不同的界定，南京大學(xué)學(xué)者從高校信息化的角度認(rèn)為：“智慧校園”是無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。[3]北京師范大學(xué)黃榮懷等認(rèn)為：“智慧校園是指一種以面向師生個(gè)性化服務(wù)為理念，能全面感知物理環(huán)境，識(shí)別學(xué)習(xí)者個(gè)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(píng)價(jià)和智能決策的開放教育教學(xué)環(huán)境和便利舒適的生活環(huán)境。”[4]可見，智慧校園的服務(wù)對(duì)象主要是在校師生，發(fā)展動(dòng)力以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)智能處理技術(shù)為主，服務(wù)內(nèi)容則涉及校園生活與學(xué)習(xí)的方方面面，智慧校園理論的提出與相關(guān)實(shí)踐，正是為了高效節(jié)能地處理校園內(nèi)各種事物，同時(shí)營造一個(gè)愉悅的生活環(huán)境。

三、江蘇師范大學(xué)數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程研究

江蘇師范大學(xué)數(shù)字化建設(shè)是一項(xiàng)長期的系統(tǒng)性工程，按照學(xué)校的部署，“十二五”期間，數(shù)字校園建設(shè)分為三個(gè)階段：第一階段，完成數(shù)字校園的基礎(chǔ)支撐硬件平臺(tái)建設(shè)，正式啟用校園一卡通系統(tǒng)；第二階段，完成數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)，開展基于數(shù)字校園的重要應(yīng)用，如網(wǎng)上辦公系統(tǒng)、數(shù)字迎新系統(tǒng)，以及剛剛啟用的畢業(yè)生數(shù)字離校系統(tǒng)等；第三階段，深入推進(jìn)數(shù)字校園的全方位應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)的數(shù)字化、信息化和智能化。[5]目前第一階段已順利完成，第二階段的實(shí)施也正接近尾聲。

（一）硬件基礎(chǔ)建設(shè)

1.敬文圖書館

敬文圖書館是江蘇師范大學(xué)主要的信息資源與服務(wù)中心，為了便于對(duì)館藏大量文獻(xiàn)的管理，同時(shí)提高對(duì)師生的服務(wù)效率與質(zhì)量，圖書館在每個(gè)部門均配備了計(jì)算機(jī)，作為書目查詢，借閱等用途。電子閱覽室也配備了足量的計(jì)算機(jī)供師生瀏覽各類科研與教學(xué)信息。進(jìn)入圖書館也有專門的刷卡認(rèn)證設(shè)施，保障了校內(nèi)師生優(yōu)先使用圖書館資源的權(quán)利。

2.教學(xué)樓

以17號(hào)樓為例，這里作為許多學(xué)院的教學(xué)場所。每個(gè)教室都具備多媒體教室的基本元素，如展示臺(tái)，投影機(jī)，計(jì)算機(jī)以及控制系統(tǒng)等，總體上實(shí)現(xiàn)了利用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué)。在教學(xué)樓一層，還配有人民日?qǐng)?bào)電子閱覽器，為師生提供了良好的信息服務(wù)，在課余時(shí)間幫助師生及時(shí)了解時(shí)事政治，這對(duì)于加強(qiáng)校內(nèi)師生的信息素養(yǎng)和人文素養(yǎng)具有雙重意義。

3.“校園一卡通”工程

目前學(xué)校師生人手一張校園卡，該校園卡集食堂消費(fèi)、超市購物、洗浴、身份認(rèn)證、圖書借閱，機(jī)房上機(jī)等功能于一身，極大方便了師生的生活。

4.校園網(wǎng)建設(shè)

江蘇師范大學(xué)校園網(wǎng)始建于上個(gè)世紀(jì)九十年代，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在資金有限的情況下已初具規(guī)模，覆蓋了學(xué)校各個(gè)校區(qū)。目前與中國聯(lián)通已形成合作，校園內(nèi)絕大部分區(qū)域已經(jīng)覆蓋免費(fèi)的校園無線網(wǎng)。

（二）應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

1.綜合教務(wù)管理系統(tǒng)

為方便校內(nèi)師生網(wǎng)上辦公，在相關(guān)技術(shù)支持下，學(xué)校開放了綜合教務(wù)管理系統(tǒng)，師生只需憑自己的用戶名和密碼即可登錄該系統(tǒng)就可以完成各項(xiàng)教務(wù)工作。

2.圖書借閱系統(tǒng)

目前，江蘇師范大學(xué)圖書館對(duì)館藏所有圖書均已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，所有館藏書目數(shù)據(jù)均已納入圖書借閱系統(tǒng)，同時(shí)為適應(yīng)近年來興起的泛在學(xué)習(xí)潮流，師生還可以通過學(xué)校圖書館開發(fā)的“移動(dòng)圖書館”進(jìn)行圖書借閱，在線閱讀等功能。

3.“微哨”系統(tǒng)平臺(tái)

“微哨”系統(tǒng)平臺(tái)是學(xué)校今年對(duì)原校園網(wǎng)認(rèn)證客戶端進(jìn)行重大革新升級(jí)的成果，它將上網(wǎng)認(rèn)證、即時(shí)通訊、消息中心即應(yīng)用中心進(jìn)行融合，從而打造全新的校園網(wǎng)交互平臺(tái)，該平臺(tái)同時(shí)具有相應(yīng)的移動(dòng)應(yīng)用。

四、江蘇師范大學(xué)智慧校園解決方案

建設(shè)智慧校園過程中，必須不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)掘潛力，糾正不足，從而完善未來建設(shè)具有江蘇師大特色的智慧校園的藍(lán)圖。

（一）江蘇師范大學(xué)建設(shè)智慧校園的潛在優(yōu)勢

1.良好的建設(shè)基礎(chǔ)

學(xué)校數(shù)字化基礎(chǔ)建設(shè)良好，與師生日常學(xué)習(xí)生活聯(lián)系密切的方面基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，如校園一卡通，網(wǎng)上圖書館，教務(wù)管理系統(tǒng)等。長期持續(xù)進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)的過程中，在建設(shè)范圍、質(zhì)量、成本、時(shí)間、資源等方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2.優(yōu)勢學(xué)科與專門科研基地的支持

江蘇師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)專業(yè)是江蘇省唯一的教育技術(shù)學(xué)國家級(jí)特色專業(yè)，是學(xué)校建設(shè)成果豐碩、發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的優(yōu)勢專業(yè)。近年來更是發(fā)表了大量以“教育信息化”、“數(shù)字校園”、“智慧教育”等為關(guān)鍵詞的學(xué)術(shù)論文，豐富了高校數(shù)字化與智慧化建設(shè)的理論體系。在研究環(huán)境方面，獲批江蘇省教育信息化工程技術(shù)研究中心。

（二）江蘇師范大學(xué)數(shù)字化建設(shè)過程中主要存在的一些問題及解決方案

為探究存在的主要問題，通過問卷調(diào)查，訪談等形式開展調(diào)查工作，總結(jié)如下：一是網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，半數(shù)以上人員認(rèn)為在無線網(wǎng)絡(luò)方面學(xué)校應(yīng)在覆蓋面與信號(hào)強(qiáng)度兩個(gè)方面采取措施，重點(diǎn)解決無線網(wǎng)盲點(diǎn)多、信號(hào)不穩(wěn)定等問題。二是學(xué)校相關(guān)網(wǎng)站利用率不高，且48.78%的同學(xué)認(rèn)為學(xué)校各部門網(wǎng)站發(fā)布的信息不夠及時(shí)全面。三是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平有待提高，問卷調(diào)查顯示近七成師生認(rèn)為教室冬冷夏熱，缺乏對(duì)溫度的有效調(diào)控，這就反映出學(xué)校在對(duì)“物”的感知上有所欠缺。

（三）江蘇師范大學(xué)智慧校園建設(shè)框架初探

學(xué)校在數(shù)字化建設(shè)的過程中，積累了許多經(jīng)驗(yàn)和資源。而數(shù)字校園和智慧校園是現(xiàn)實(shí)校園的補(bǔ)充，不是取代現(xiàn)實(shí)校園，智慧校園是數(shù)字校園智慧化到一定程度的產(chǎn)物。[6]因此，可以在原本數(shù)字資源與建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校實(shí)際，嘗試構(gòu)建一個(gè)低投入高回報(bào)，實(shí)用性強(qiáng)，師生滿意度高的智慧校園框架。如圖1所示。

1.網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

在原有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，采用IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)無縫連接、信號(hào)穩(wěn)定且免費(fèi)的校園高速WLAN。有線網(wǎng)絡(luò)方面，繼續(xù)對(duì)原有光纖寬帶網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，如擴(kuò)大帶寬，提高光纜傳輸速率，重點(diǎn)解決資費(fèi)高、服務(wù)器不定期發(fā)生故障等問題。物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面，將校內(nèi)建筑物，設(shè)施，物品等通過感應(yīng)設(shè)備有機(jī)相連，并通過中心服務(wù)器智能調(diào)控，服務(wù)于師生的生活、學(xué)習(xí)等各個(gè)方面。

2.數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)將原先校內(nèi)所有數(shù)據(jù)整合為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，并不直接服務(wù)于師生，但卻是智慧校園各類應(yīng)用的基礎(chǔ)，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，整合各類數(shù)據(jù)，才能規(guī)避信息孤島問題，從而適應(yīng)潮流。

3.綜合自動(dòng)辦公系統(tǒng)

根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，應(yīng)用系統(tǒng)將重點(diǎn)建設(shè)綜合自動(dòng)辦公系統(tǒng)，以解決學(xué)校網(wǎng)上辦公不夠便捷的現(xiàn)狀，綜合自動(dòng)辦公系統(tǒng)的建設(shè)，不是簡單地對(duì)舊系統(tǒng)進(jìn)行整合或數(shù)據(jù)交換，而是重新規(guī)劃設(shè)計(jì)，以海量的“校園大數(shù)據(jù)”為基礎(chǔ)，運(yùn)用XML技術(shù)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫分離技術(shù)等，智能處理日常各項(xiàng)公務(wù)，從而服務(wù)師生。

4.圖書借閱系統(tǒng)

江蘇師范大學(xué)圖書借閱系統(tǒng)目前已走在全國高校同類系統(tǒng)的前列，但還可以進(jìn)行優(yōu)化，如提供師生常用書籍的電子版，以利資源共享。提供個(gè)性化服務(wù)，對(duì)不同的師生通過手機(jī)終端即時(shí)推送其感興趣的書籍和學(xué)習(xí)資源等。

5.教室管理系統(tǒng)

教室管理系統(tǒng)主要通過智能調(diào)控教學(xué)環(huán)境和教學(xué)媒體實(shí)現(xiàn)對(duì)師生的智慧管理服務(wù)。智能調(diào)控教學(xué)環(huán)境具體包括對(duì)教室使用權(quán)的分配以及對(duì)教室環(huán)境的感知并作出相應(yīng)的調(diào)控。通過對(duì)申請(qǐng)使用教室對(duì)象的分析，智能分配使用權(quán)，從而提高教室的利用率。對(duì)教室環(huán)境的感知?jiǎng)t是在教室內(nèi)安裝感應(yīng)控制設(shè)備，通過對(duì)教室內(nèi)人數(shù)，溫度，濕度等各項(xiàng)數(shù)據(jù)的感應(yīng)，智能選擇相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，分析出當(dāng)前狀態(tài)下的最適溫度與濕度，并對(duì)相應(yīng)設(shè)施作出指令進(jìn)行調(diào)控，從而為師生營造一個(gè)舒適的教學(xué)環(huán)境。

對(duì)教學(xué)媒體的智能管理則根據(jù)教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容、進(jìn)度等方面來智能判斷出合適的教學(xué)媒體供師生選用，并提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)支持服務(wù)，根據(jù)需要記錄下學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和教師的授課過程，形成一系列數(shù)據(jù)并智能生成分析報(bào)告，以提高之后的教學(xué)效率。

6.校園環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

江蘇師范大學(xué)地處江蘇省徐州市，溫帶季風(fēng)氣候決定了徐州四季分明且晝夜溫差較大。因此對(duì)校內(nèi)溫濕度的調(diào)控同樣重要。與教室管理系統(tǒng)類似，校園環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)同樣是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過智能感知校內(nèi)的溫度、濕度并進(jìn)行最大限度的調(diào)控。當(dāng)然，因室外環(huán)境較之室內(nèi)環(huán)境更加復(fù)雜，需要感知的對(duì)象往往更多，如PM2.5值、風(fēng)力等，因此實(shí)現(xiàn)起來技術(shù)也更復(fù)雜，建設(shè)周期也相應(yīng)更長，可以在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建成的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行推廣。

校園安全一直是學(xué)校工作的重點(diǎn)與社會(huì)熱議的話題。因此校園環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)還應(yīng)該承擔(dān)起安全監(jiān)控任務(wù)，通過高精度無盲點(diǎn)全方位覆蓋的監(jiān)控儀器對(duì)校內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控，如對(duì)煙霧濃度的監(jiān)控可及時(shí)消除火災(zāi)隱患，出入口采用人像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)證，校內(nèi)貴重物品則通過遙感定位技術(shù)追蹤其位置，若發(fā)生異常情況則立即通知安保部門采取相應(yīng)措施。

7.在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)

如果從狹義的角度定義學(xué)習(xí)這一概念的話，那么學(xué)校則是學(xué)生學(xué)習(xí)行為發(fā)生的主要場所。因此除了給師生提供智慧管理服務(wù)和智慧環(huán)境服務(wù)外，智慧校園還應(yīng)該為師生提供一個(gè)統(tǒng)一的且擁有海量學(xué)習(xí)資源的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)支持PC端和移動(dòng)終端登錄并提供無差別的服務(wù)，登錄后，既可用其輔助課堂教學(xué)，也可以作為課后師生“充電”的工具。另外，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)融入個(gè)性化的理念，即對(duì)不同院系的學(xué)生推送不同的學(xué)習(xí)資源。以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生為例，本專業(yè)學(xué)生登錄在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)時(shí)，將會(huì)推薦他們閱讀《中國電化教育》、《電化教育研究》等電子期刊，提升學(xué)科素養(yǎng)。同時(shí)對(duì)其開放學(xué)術(shù)討論版塊，供師生們互動(dòng)交流，促進(jìn)協(xié)作學(xué)習(xí)。專業(yè)學(xué)習(xí)之余，還可以進(jìn)入統(tǒng)一的公共平臺(tái)瀏覽其他學(xué)科的知識(shí)，如國學(xué)、外語等，培養(yǎng)其人文素養(yǎng)，這也體現(xiàn)了學(xué)生需要全面發(fā)展的精神。

8.校園BBS

校園的生活應(yīng)該是豐富多彩，健康向上的。校園BBS的設(shè)計(jì)就是為了給師生提供一個(gè)“發(fā)聲”的平臺(tái)，在這里師生可以暢所欲言，組織各種課外活動(dòng)，結(jié)交各地良師益友。為了更好地給師生提供個(gè)性化服務(wù)，校園BBS系統(tǒng)還將運(yùn)用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)智能分析每個(gè)用戶的偏好，并在線邀請(qǐng)用戶參與感興趣的話題、活動(dòng)，若用戶不在線則通過手機(jī)推送，最大限度地保證校內(nèi)每個(gè)成員都不會(huì)錯(cuò)過參與各類活動(dòng)的機(jī)會(huì)。校園BBS的建設(shè)，更多體現(xiàn)的是對(duì)人的精神世界的關(guān)懷，對(duì)于提升校園生活的品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的社交能力具有重大意義。

9.智能分析決策系統(tǒng)

在日常各項(xiàng)事務(wù)進(jìn)行的過程中，大到校園建設(shè)規(guī)劃，小到課堂教學(xué)安排，都需要對(duì)之進(jìn)行分析決策以得出最佳解決策略。但在條件復(fù)雜，信息量又大的情形下，短時(shí)間內(nèi)作出最佳選擇往往顯得力不從心，智能分析決策系統(tǒng)的開發(fā)則會(huì)在很大程度上改善這一困境。只要用戶向該系統(tǒng)提供相應(yīng)的信息與條件，運(yùn)用人工智能技術(shù)并結(jié)合語義分析策略，該系統(tǒng)就會(huì)很快分析出問題最佳的解決方案。從而提高決策水平與辦事效率。

智慧校園應(yīng)體現(xiàn)在方方面面，結(jié)合學(xué)校實(shí)際，筆者認(rèn)為應(yīng)包括智慧信息服務(wù)，智慧環(huán)境服務(wù)，智慧教學(xué)服務(wù)與智慧管理服務(wù)。而要做到這些，首先就要有相當(dāng)數(shù)量的應(yīng)用系統(tǒng)的支持，因此上述例舉的應(yīng)用系統(tǒng)只是一部分，在學(xué)校今后建設(shè)智慧校園的過程中，還應(yīng)該有更多的應(yīng)用系統(tǒng)投入使用。畢竟真正實(shí)現(xiàn)智慧校園服務(wù)，完全是在基礎(chǔ)服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、軟件服務(wù)的基礎(chǔ)上建立的，如果沒有數(shù)據(jù)和軟件服務(wù)的各種應(yīng)用系統(tǒng)支撐，智慧化的服務(wù)將不能實(shí)現(xiàn)。[7]

五、結(jié)束語

智慧校園作為近年來數(shù)字校園建設(shè)的一個(gè)趨勢，對(duì)于教育教學(xué)的改革，培養(yǎng)學(xué)生各方面的綜合素質(zhì)等方面無疑具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。由于從智慧校園這一概念的提出到實(shí)施建設(shè)才僅僅持續(xù)數(shù)年，因此在理論建設(shè)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方面尚處于起步階段。對(duì)智慧校園建設(shè)的研究將是一個(gè)漫長的過程，但隨著研究的深入，相關(guān)理論體系的不斷完善，科學(xué)技術(shù)的不斷成熟，智慧校園將不會(huì)再只是一種理念，它終究會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。本文立足江蘇師范大學(xué)具體校情，通過對(duì)學(xué)校數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程的初步探索，嘗試構(gòu)建了未來江蘇師范大學(xué)智慧校園的建設(shè)框架，以期拋磚引玉，共同推進(jìn)江蘇師范大學(xué)數(shù)字化建設(shè)的跨越式發(fā)展。

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