淺談智慧校園建設(shè)
——以河源理工學(xué)校為例

歐陽磊(河源理工學(xué)校 廣東 河源 517000)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)，云計算，網(wǎng)絡(luò)傳輸，網(wǎng)絡(luò)存儲，各類傳感器，控制器以及高速網(wǎng)接入的普遍應(yīng)用，依托強大的計算機能力和集成能力，使得各類系統(tǒng)具備了智慧化的能力。作為傳播知識的重要場所，智慧校園的研究比其他行業(yè)的研究建設(shè)更為突出。河源理工學(xué)校是河源市委市政府為了落實省委省政府“雙轉(zhuǎn)移”戰(zhàn)略部署和實施“后發(fā)河源，教育先發(fā)”的戰(zhàn)略，整合市區(qū)中職教育資源，創(chuàng)建的一所大型的綜合性職業(yè)學(xué)校。創(chuàng)校以來河源理工學(xué)校取得了豐碩的辦學(xué)成果，共培養(yǎng)畢業(yè)生27000多人，為我市經(jīng)濟社會發(fā)展輸送了一批高素質(zhì)勞動者和技能型人才輻射帶動河源市中職教育發(fā)展。作為一所現(xiàn)代化的中等職業(yè)院校，河源理工建校之初就非常重視信息化校園的建設(shè)，目前已經(jīng)實現(xiàn)了系統(tǒng)的整合統(tǒng)一門戶、師資管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)、教職工進(jìn)出校園、學(xué)生考勤、人車分流等智能管理。為了提高教師的信息化水平，提高教育教學(xué)質(zhì)量，河源理工學(xué)校在智慧校園方面做了一些探索，并慢慢地運用到實踐當(dāng)中，本人曾作為學(xué)校信息中心的一員參與了智慧校園的探索，本文結(jié)合我的工作實際和網(wǎng)絡(luò)上一些先進(jìn)技術(shù)和其他學(xué)校的例子對智慧校園的介紹，關(guān)鍵技術(shù)和實例應(yīng)用對智慧校園的建設(shè)進(jìn)行了探索。

1 智慧校園介紹

2010年浙江大學(xué)在信息化“十二五”規(guī)劃中提到了“智慧校園”的概念。智慧校園指的是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)學(xué)生可以處處學(xué)習(xí)，教師可以智能備課授課，學(xué)生的管理消費能都能夠智能化，創(chuàng)建一個節(jié)能而又高效，環(huán)保，安全的校園。關(guān)于智慧校園的定義，各個專家都提出不同的概念。有學(xué)者提出了“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境”的概念，認(rèn)為智慧校園具有環(huán)境全面感知、網(wǎng)絡(luò)無縫互通、海量數(shù)據(jù)支撐、開放學(xué)習(xí)環(huán)境、師生個性服務(wù)等五個方面的特征。也有學(xué)者認(rèn)為智慧校園具有互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高速泛在、智能終端廣泛應(yīng)用、團(tuán)隊協(xié)作便利充分、集體知識共生共榮、業(yè)務(wù)應(yīng)用智能融合、外部智慧融會貫通等六個方面的特征。結(jié)合眾多專家的觀點，大體可以得出智慧校園主要具有如下特征:1．在網(wǎng)絡(luò)的運用中，智慧校園的建設(shè)更注重網(wǎng)絡(luò)的移動性和物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，讓校園的中的學(xué)生，教師等各個成員和教室，教學(xué)設(shè)備，基礎(chǔ)設(shè)施等各類物品通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，實現(xiàn)隨時、隨地的網(wǎng)絡(luò)通信。2．應(yīng)用各類傳感器和智能感應(yīng)技術(shù)，檢測校園里人和物的實時信息。3．對從傳感器和其他智能感應(yīng)技術(shù)獲取的信息進(jìn)行存儲，并對其進(jìn)行分析計算形成大量的數(shù)據(jù)源，通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析運用到校園管理中，協(xié)助進(jìn)行科學(xué)的決策。

2 智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)

信息技術(shù)是是校園信息化的發(fā)展的基礎(chǔ)，智慧校園的建設(shè)更是需要在各種先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)下進(jìn)行，一般來講建設(shè)智慧校園必須需要在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，移動互聯(lián)技術(shù)，云服務(wù)，大數(shù)據(jù)等技術(shù)的支撐下才能順利進(jìn)行。

2．1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，學(xué)術(shù)界和業(yè)界有各種不同的認(rèn)識和觀點。從互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行對比來看，物聯(lián)網(wǎng)主要是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)(GPS)、激光掃描器等各種信息傳感設(shè)備，把所有要用到的物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，從而進(jìn)行信息的交換和通信，用來實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤和監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)。目前比較流行的物聯(lián)網(wǎng)定義有:1)物聯(lián)網(wǎng)就是傳感網(wǎng)，只要給我們周圍的物品裝上傳感設(shè)備，這些物體就可以幫助我們進(jìn)行識別環(huán)境，設(shè)備本身并不連接互聯(lián)網(wǎng)。2)物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的補充網(wǎng)絡(luò)，不少專家認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)指的是人們通過計算機連接形成的一個全球的網(wǎng)絡(luò)，主要為人與人之間的信息交換而服務(wù);而物聯(lián)網(wǎng)的主體卻從人變成了各種各樣的物品，通過物品之間傳播交換信息從而達(dá)成為人類服務(wù);從這個方面來講，互聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于人類信息交換的動脈，物聯(lián)網(wǎng)就是毛細(xì)血管，兩者互通，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的補充。

2．2移動互聯(lián)。移動互聯(lián)是移動互聯(lián)網(wǎng)的簡稱，它是通過將移動通信與互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合到一起而形成的。其工作原理為用戶端通過移動終端來對因特網(wǎng)上的信息進(jìn)行訪問，并獲取一些所需要的信息，人們可以享受一系列的信息服務(wù)帶來的便利。從技術(shù)層面的定義，它主要以寬帶IP為技術(shù)核心，可以同時提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的開放式基礎(chǔ)電信網(wǎng)絡(luò);從終端的定義，用戶使用手機、上網(wǎng)本、筆記本電腦、平板電腦、智能本等移動終端，通過移動網(wǎng)絡(luò)獲取移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。移動互聯(lián)網(wǎng)的特性有四個:1)終端移動性;2)業(yè)務(wù)使用的私密性;3)終端和網(wǎng)絡(luò)的局限性;4)業(yè)務(wù)與終端、網(wǎng)絡(luò)的強關(guān)聯(lián)性。

2．3云計算。云計算，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，通過這種方式，在網(wǎng)絡(luò)上配置為共享的軟件資源、計算資源、存儲資源和信息資源可以按需求提供給網(wǎng)上終端設(shè)備和終端用戶。云計算是推動信息技術(shù)能力實現(xiàn)按需供給、促進(jìn)信息技術(shù)和數(shù)據(jù)資源充分利用的全新業(yè)態(tài)，是信息化發(fā)展的重大變革也是必然趨勢。按照云計算提供的服務(wù)層次可以分為三種:IaaS，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，向用戶提供計算機能力、存儲空間等基礎(chǔ)設(shè)施方面的服務(wù);PaaS:平臺即服務(wù)，向用戶提供虛擬的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、Web應(yīng)用等平臺化的服務(wù)SaaS:軟件即服務(wù)，向用戶提供應(yīng)用軟件、組件、工作流等虛擬化的服務(wù)。總的來說是云計算的核心就是虛擬化。

2．4大數(shù)據(jù)。指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)最重要的特點是5個“V”:1)Volume指的是數(shù)量巨大，從TB級別到PB級別、EB級別，甚至于達(dá)到ZB級別。2)Variety指的是數(shù)據(jù)類型繁多。3)Value指的是價值密度低。價值密度的高低與數(shù)據(jù)總量的大小成反比。4)Velocity:指的是數(shù)據(jù)處理速度快，這是大數(shù)據(jù)區(qū)分于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘的最顯著特征。5)Veracity指的是數(shù)據(jù)來自于各種、各類信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)終端的行為或痕跡。

3 智慧校園的應(yīng)用實例

智慧校園的建設(shè)的主要目的是建設(shè)一個可以讓學(xué)生隨時學(xué)習(xí)的環(huán)境并可以把所有教育資源融合共享并實現(xiàn)智能管理學(xué)校的人和物的校園。這就要求能夠打造一個統(tǒng)一、高效、智能的管理服務(wù)平臺和信息服務(wù)平臺。可以通過物聯(lián)網(wǎng)和云計算平全而提升校園信息化應(yīng)用與服務(wù)水平。為了實現(xiàn)這樣的一個智慧校園，我們需要實現(xiàn)的目標(biāo)有以下幾個:1．能夠采集校園所有人和物的傳感器，包括各種智能感應(yīng)設(shè)備;2．可以進(jìn)行多網(wǎng)融合的環(huán)境，包括各種有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò);3，需要一個足夠大的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，把各種信息進(jìn)行存儲;4．擁有一個能夠提供各種服務(wù)的平臺。在物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云計算和大數(shù)據(jù)的支持下可以完全實現(xiàn)這四個層次，并把智慧校園具化為以下幾個應(yīng)用。

3．1實現(xiàn)身份識別。身份識別是智慧校園管理的基礎(chǔ)，可以通過升級之前的一卡通系統(tǒng)，把校卡變成具有射頻識別功能的標(biāo)簽。由智慧管理中心對每個師生的校卡進(jìn)行授權(quán)，可以識別教師和學(xué)生的身份。如果人員有變動也可以直接進(jìn)行實時修改，從而達(dá)到對全校師生的統(tǒng)一管理。還可以把相關(guān)的信息用到學(xué)生的上課考勤和教師的會議出席情況管理，從而可以節(jié)約相應(yīng)的人力資源和時間資源，校卡中還帶有追蹤定位情況，萬一有校園意外事件發(fā)生，可以及時定位師生位置進(jìn)行處理。

3．2實現(xiàn)智慧教學(xué)。智慧教學(xué)的主要應(yīng)用是智慧教室和智慧課程以及智慧考核。智慧教室，通過安裝各種傳感設(shè)備，可以智能管理教室。上課的時候通過自動設(shè)置場景，實現(xiàn)開關(guān)窗簾，空調(diào)，燈光等來實現(xiàn)一個適合上課的環(huán)境。還可以智能感應(yīng)班上有多少學(xué)生來上課，人數(shù)齊不齊。除了智能調(diào)控上課環(huán)境外，在平時自習(xí)的時候，通過感應(yīng)進(jìn)來的學(xué)生數(shù)量可以控制燈光空調(diào)的開關(guān)，達(dá)到節(jié)能控制的要求。智慧課程通過網(wǎng)絡(luò)和平臺把課程的教學(xué)內(nèi)容包括老師制作的微課等資料集合在一起，學(xué)生通過移動設(shè)備授權(quán)訪問可以自主學(xué)習(xí)和提問完成作業(yè)，教師也可以通過移動設(shè)備授權(quán)登錄修改教學(xué)資源，發(fā)布練習(xí)回到學(xué)生問題等，使得教與學(xué)不再局限于課堂而是可以做到隨時隨地。智慧考核則是可以通過平時課程的教學(xué)情況和成績分析對學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)做一個智能的評價。

3．3實現(xiàn)智慧圖書館。智慧圖書館是通過射頻識別技術(shù)，把每本書設(shè)置標(biāo)簽，統(tǒng)一規(guī)范化管理。學(xué)生借書可以通過校卡自助辦理，系統(tǒng)會把相應(yīng)的書籍記錄到學(xué)生的借書信息中。還書的時候，通過智能識別可以更好的給圖書歸類，放置回到相應(yīng)的位置。

3．4實現(xiàn)智慧管理。智慧管理包括智慧安防、智慧樓宇、路燈管理模塊。智慧安防主要通過攝像頭，GPS，射頻識別等功能，智能感知異常數(shù)據(jù)并通過攝像頭記錄下來及時傳到監(jiān)控中心進(jìn)行報警，提高了校園的安全指數(shù)。智慧醫(yī)療模塊借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方便師生進(jìn)行醫(yī)療感知與處理，同時教師與學(xué)生能享受智慧體檢等服務(wù)。智慧樓宇通過通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方便管理教學(xué)樓、辦公樓和宿舍樓，其中涉及宿舍的維修管理、水電管理、應(yīng)急管理等等．路燈管理模塊實現(xiàn)對校園內(nèi)所有路燈的智慧管理，實現(xiàn)路燈自動根據(jù)時間、天氣等的不同，來進(jìn)行開啟與熄滅的操作。

4 結(jié)語

智慧校園可以大大優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，融合教學(xué)資源，提高學(xué)校管理水平。智慧校園讓課堂和真實的社會場景連接到了一起，讓理論和實踐有機結(jié)合起來激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)的能力。因此建立一個智慧校園可以優(yōu)化教育環(huán)境，深化教育改革，是現(xiàn)在學(xué)校教育發(fā)展的一個方向。智慧校園的建設(shè)有著廣闊的應(yīng)用前景，必定又會在教育觀念、應(yīng)用方法、安全和隱私、信息共享、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面存在著風(fēng)險。因而智慧校園的建設(shè)不能夠一步到位，應(yīng)該分析學(xué)校實際情況，結(jié)合本地的網(wǎng)絡(luò)成熟度和教師學(xué)生對各種教育平臺的熟悉度而慢慢實施。目前河源理工學(xué)校主要實現(xiàn)了系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，但離真正的智慧校園還有很大的差距。本文是本人對智慧校園建設(shè)的一些粗淺的探索，有不少不足之處，作為學(xué)校信息化建設(shè)工作的一員，我在未來的教學(xué)中將不斷探索智慧教學(xué)的手段，為學(xué)校的智慧校園建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。