教育信息化的轉型：“互聯網+智慧校園”的構建研究

楊瑛霞

摘要：隨著云計算、大數據、互聯網等技術的快速發展和改進，教育信息化已經得到了極大的提升，并且開始向縱深化、智慧化、集成化、共享化模式轉變，本文分析了高校教育信息化建設發展現狀，探討了以“互聯網+”思維和技術構建智慧校園體系，并建議在實踐應用全程貫徹“互聯網+”思維，轉變傳統教育思想、觀念、模式、內容以及方法，利用信息技術創新傳統教學模式，提升智慧校園信息資源的共享程度，實現智慧校園的真正智能化，逐步構建智能化、個性化、終身化的教育體系。

關鍵詞：互聯網+;智慧校園;物聯網;混合學習

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2019.07.027

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1671-1580（2019）07-0115-04

2015年3月5日，李克強總理在2015年政府工作報告中，提出要制定“互聯網+”戰略行動計劃。黨的十九大報告也明確指出要“加快教育現代化”“辦好網絡教育”。近年來，隨著云計算、大數據、移動互聯網、人工智能等現代科技的發展與應用，高校也加快了智慧校園建設步伐，推動著“互聯網+”與教育系統的深度融合。2018年2月6日，教育部辦公廳印發《2018年教育信息化和網絡安全工作要點》，明確2018年教育信息化和網絡安全工作思路為大力推動“四個提升”和“四個拓展”，辦好網絡教育，發展“互聯網+教育”，實現教育信息化的轉段升級。因此，構建“互聯網+”智慧校園，打破時空界限，整合優質教學資源，創新教學模式，促進高校教育不斷向開放、共享、智能、個性化方向轉型發展，勢在必行。

一、高校信息化建設發展現狀

高校教育信息化經過多年由數字化校園到智慧校園的探索和實踐，大都完善了智慧校園組織架構、搭建了智慧校園基礎設施平臺、開發了大量的數字化學習資源、進行了信息系統支撐下的教學模式探索，開發了涵蓋教學、科研、管理、生活服務等信息系統，如網上教學系統、學生成績管理系統、教務管理系統、科研管理系統、住宿管理系統、一卡通管理系統等，在服務教學、科研和校園生活等方面發揮了重要作用，取得了初步的成效。尤其是慕課、微課等網絡教學平臺的運用，有力地提高了教育信息化水平。但是高校智慧校園的建設及應用仍然處于初級探索階段，還存在軟硬件發展不均衡;頂層設計技術人才匱乏;管理服務欠佳，端口限制延伸;信息孤島嚴重，無法共享資源等問題，歸結如下：

（一）智慧校園的頂層設計還未依據學校需求，突出特色;大部分高校關于智慧校園的頂層規劃設計與實際需求脫離，容易被產品和市場綁架或在技術上盲目跟風，具有自身特色的頂層設計和創新應用比較少。教育信息化發展初期，歷史經驗比較少，缺乏技術人才，因此許多信息規劃處于走一步建一步的狀態，缺乏頂層設計，各個應用軟件沒有統一的研發標準和技術，無法有效集成，不利于教育信息化的后期發展，不利于提高運維管理水平。

（二）智慧校園的教學資源還未突破校園圍墻，開放共享;優秀的教育資源仍然只被高校少數人或特定群體占有，突破時空、服務社會和國家的職能還未拓展。另一方面，校園外教育云平臺資源泛濫、標準不一，優質教育資源容易被網絡淹沒。校內校外資源無法整合，信息孤島現象還比較普遍。教育信息化覆蓋的部門非常多，涉及到的業務人員也比較多，不同的部門對教育信息化的理解和執行均不同，因此造成軟硬件分離，發展不均衡，許多部門的教育信息化應用水平較低，不利于改進人工的工作水平和效率。目前，教育信息化的各個應用軟件不斷地擴大功能應用模式，但是由于需求設計時對數據的重視程度不夠，導致各個部門之間業務獨立，根據自己的工作習慣設計數據內容，導致大量的數據重復和垃圾數據堆積，不利于各個部門之間的數據互通，比如教務管理、成績管理、科研管理等均無法共享數據，不能夠更加準確地評價教學效果。

（三）在依托網絡資源創新教學模式，引導學生自主學習、混合學習、個性化學習上還未形成常態;大部分高校還是以傳統課堂講授的教學模式為主，以學生為主體進行探究式、研討式、虛擬體驗式等創新教學實踐活動還比較少。

（四）新技術的應用也處于初級階段，校園生活的感知、教學過程的跟蹤、數據的采集分析、教學資源的推送等環節智能化程度還較低，尚未形成深度挖掘，優化學習、輔助決策和智能管理的作用發揮還不充分。

二、“互聯網+智慧校園”構建設計

（一）“互聯網+智慧校園”內涵與特征

關于智慧校園的建設研究，許多學者進行了探討。黃榮懷等提出智慧學習環境的概念，指出環境的全面感知、網絡無縫互通、海量數據支撐、開放學習環境、師生個性服務的五大特征。“互聯網+”是互聯網思維的進一步實踐成果，推動經濟形態不斷地發生演變，從而帶動社會經濟實體的生命力，為改革、創新、發展提供廣闊的網絡平臺。“互聯網+智慧校園”是一種以開放、互聯為基本特征的互聯網思維對數字校園的重構重塑;是一種以大數據、云計算和智能化技術為代表的互聯網技術對教育教學系統的變革和演進;是對教育教學系統內各組成要素及人才培養流程模式的優化;是可能創新形成的的泛在學習、按需學習、終身學習等高校教育生態;最終目的是更好地完成人才培養目標，實現人的全面發展。因此，感知、互聯、開放、智能、創新是“互聯網+智慧校園”的主要特征。

感知：通過各類傳感器、采集器、RFlD、二維碼等傳感設備，建立物物相聯網絡，使校園內教育教學各個環節所涉及的人、財、設備成為感知對象，將感知到的各項運行數據、學習行為、故障情況等采集下來，供分析決策、做出判斷。全方位的數據感知是智慧校園的基礎特征，是實現“智慧”的前提。

互聯：校園網、移動網、物聯網和互聯網整合互聯在一起，園區內每一個角落實現網絡全方位覆蓋，實現校內校外網絡全聯通。同時，電腦、手機、PAD等智能終端可無差別訪問網絡，人與網絡、物與網絡、網絡與網絡、數據與網絡高度互聯融合，用互聯網思維實現傳統教育體系、流程、結構、規則、管理等互聯網化。

開放：推倒校園圍墻，實現校校之間、校企之間教育資源建設優勢互補、合作共贏的發展態勢，通過教學資源的高度開放共享，創新教育資源匯聚、共享、推送、更新機制，消除信息孤島，使優質資源廣泛服務更多群體，解決教育資源分布不均的現實問題。

智能：通過傳感網感知的數據采集、存儲后，運用數據挖掘和機器學習等技術，對海量的感知信息進行分析、判斷，并依據規則進行自主決策，這種因人而異、視情抉擇的智能是智慧校園的核心特征，智能化在提高教育管理效能的基礎上，實現教學分析個性化、決策支持科學化、管理過程精細化。

創新：創新服務與智慧應用，促進教育教學體系、教學模式、管理模式、服務模式的創新，滿足學生學習需求多樣性、個體學習自主性、個體之間交互性、學習范圍廣闊性的需求。

（二）“互聯網+智慧校園”體系結構

“互聯網+智慧校園”建設是一項涉及技術、安全、人員和法規制度的綜合性系統工程，王曦等構建了由校園感知層、數據傳輸層、數據智能處理與存儲層、支撐服務層、應用服務層、智慧應用層6個橫向的層次，標準與評估體系、安全保障體系2個縱向體系組成的“六橫兩縱”智慧校園立體技術體系架構。圍繞“互聯網+智慧校園”的主要特征，合并數據智能處理與存儲層、支撐服務層，完善各層安全策略，構建五層智慧校園體系結構，如圖1所示。與傳統數字校園體系結構相比，“互聯網+智慧校園”立體架構在網絡層之下增加了感知層，在網絡層之上增加了數據層，面向用戶的是個性化智能服務。

感知層：物聯網層，通過物聯網傳感器WSN（傳感器網）、RFID（無線射頻識別）、Zigbee（低功耗局域網協議）、IP Cam（攝像頭）等各類移動終端，通過觸、掃、監等手段對校園實施實時感測，進行數據采樣，感知層是“互聯網+智慧校園”智慧的前提和基礎。智慧校園功能多、數據多、用戶多，不僅包括傳統的應用軟件，同時還包括各類型的硬件設備，為了提高智慧校園的自動化、智能化、共享化，在智慧校園中引入了許多先進技術，比如人工智能技術、物聯網技術、交互界面開發技術、應用軟件架構和數據庫技術。

網絡層：覆蓋全校的傳輸網絡，通過有線網絡、無線網絡實現校園空間全覆蓋，實現感知信息的接入和多元信息的互聯。

數據層：數據層通過統一數據交換平臺、云平臺和數據管理技術，完成數據的存儲匯聚、集成聚合、分析挖掘和備份容災等數據智能處理和數據安全工作，目的是向上層提供智能處理后的數據支持。基礎信息數據庫、教學資源庫、教學科研管理等業務數據庫、統一數據交換平臺及動態采集的非結構化數據，能夠統一基礎數據、記錄過程數據、積累歷史數據、挖掘決策數據，不斷形成智慧校園大數據，是智慧校園的核心層。

應用層：是智慧校園業務系統，圍繞智慧教學、智慧科研、智慧管理、智慧安全和智慧服務等，構成智慧校園的核心業務層。智慧應用的創新發展是一個不斷探索、演進的過程，會隨著智慧校園的不斷推進而發展創新出新的教學模式和支持系統。

服務層：智慧校園感知、互聯，主要有師生信息服務、管理信息服務和科學決策服務等，其功能主要在于展現統一、友好的使用人口界面——綜合信息服務平臺。

該架構利用云計算、大數據、智能設備等技術手段，打造一個開放、高效、統一的信息化平臺，通過“云”的超大規模、虛擬化、高可靠性、通用性、按需服務等特征，為各類業務的使用者提供個性化、智能化服務。

三、“互聯網+智慧校園”建設發展策略

以“互聯網+”思維和技術構建智慧校園，需要在實踐應用中全程貫徹“互聯網+”思維，轉變傳統教育思想、觀念、模式、內容以及方法，利用信息技術創新傳統模式，提升智慧校園信息資源的共享程度，實現智慧校園的真正智能化，構建智能化、個性化、終身化的教育體系。因此，“互聯網+智慧校園”建設發展中要注重把握以下幾個關鍵環節：

（一）轉變經驗決策為數據決策，科學規劃頂層設計。滿足需求、明確目標，科學進行智慧校園頂層設計。一是要轉變經驗決策為“互聯網+”數據決策，通過數據分析進一步明確辦學治校目標和方向、人才培養的需求和學科專業發展的方向，依據學校發展的需求制定智慧校園的目標定位;二是要立足數字校園的建設現狀，查找涉及技術、制度、應用模式或安全機制上的缺點和不足，有針對性地統一規劃、分步實施;三是科學進行創新應用探索，實現信息技術對教學全程的整合支撐，突出特色。智慧校園為了方便教師、管理人員服務學生，開發和部署了許多校園辦公軟件，這些辦公軟件包括公文管理系統、教務管理系統、學籍管理系統等，方便教師日常辦公、請假作息、教務排課、學籍查詢、成績管理等，進一步提高校園辦公效率。校園廣播軟件也可以通過互聯網推送、廣播一些最新的消息通知，比如表彰大會、節假日通知等，方便教師、學生獲取最新的情況。

（二）轉變封閉校園為開放大學，構建優質教學資源開放服務體系。緊緊圍繞教學資源開放共享，加強校校之間、校企之間合作，構建數字教育資源公共服務體系，擴大教育資源覆蓋面，讓更多人能夠平等享受優質教學資源，實現人人皆學、處處能學、時時可學的泛在學習，縮小數字鴻溝，逐步構建服務終身學習的開放教學資源體系。智慧校園采用先進的企業服務總線ESB技術，引入了面向對象的JSP開發技術和MVC開發模式，實現了教務教學、學生成績、教師職稱、科研成果、圖書專利等數據的共享，大大地提高了智慧校園的信息共享程度，打破傳統的信息孤島問題，實現多業務部門的數據共享。

（三）轉變整齊劃一教學設計為個性化伴隨式動態教學策略。建設統一數據交換平臺，消除數據孤島、推倒數據屏障，打通涵蓋教學、管理、科研、生活服務以及教學全程的數據鏈路，通過教學數據的“伴隨式”采集和匯聚，形成學生學習檔案庫歷史數據記錄，并通過大數據分析和挖掘技術，對學生的學習行為、興趣偏好、瀏覽路徑、學習態度、學習效果進行評估，依據大數據動態評估結果及時調整教學策略，為學生提供個性化學習支持，做到因材施教。智慧校園采用自頂向下的分層開發模式，可以加強頂層設計，優化業務頂層的軟件布局，從而可以實現多業務部門的高度融合，避免由于開發技術、系統架構、數據庫平臺等不同造成信息不能夠順暢地流動，更無法完成智慧校園的大數據處理功能。因此加強頂層設計意義非常大，進一步提高人工智能數據的提取、分析能力，也可以創建一個物聯網、WiFi網、移動網、有線網的集成的并發接人平臺，提高部門之間的網絡應用水平。

（四）轉變課堂教學為主的教學模式，以網絡為中心，創新互聯網+混合學習模式。逐步改變以課堂教學為主的灌輸式教學常態，除了運用MOOC、微課等網絡教學手段外，運用信息技術，構建支持學生自主學習、課堂精講、探究互動、虛擬演練、綜合測評等教學環節的混合教學環境，重塑教學結構和評價管理模式，突出學生的主體地位，激發學習潛能，促進學生能力素質全面發展。

四、結束語

智慧校園作為當前教育信息化發展的一個重要方向，未來將會得到更多研究機構、政企單位和學校管理者的研究，運用先進的5G移動通信技術、機器學習技術、云計算技術、虛擬現實技術，構建一個仿真的、沉浸感較強的、興趣濃厚的智慧校園平臺，讓學生、教師和管理者掌握每一個活動細節，更好地開展教學、科研工作，提高教學質量，為社會培養更多的實踐型、創新型人才。