智慧校園智能化系統設計規劃分析

姚慧明

摘 要：云平臺、大數據、物聯網等技術快速發展，傳統的校園模式已經不能滿足學生的多樣化需求。智慧校園智能化系統設計應運而生，它通過云構架，強化入網融合和邊緣能力，開放智能學習終端，實現對教學資源的整合管理，促進教育產業化發展，深化高校改革?；诖?，本文將主要論述智慧校園智能化系統設計規劃分析。

關鍵詞：智慧校園;智能化系統設計;規劃分析

引言

21世紀人工智能進入到了發展的快速時期，人工智能與各個行業密切相關，高校作為科技的前沿陣地，要依托互聯網構建新工科，形成新的校園結構，結合大數據的特點，緊跟社會需求，創建新型的教育格局。

1. 智慧校園智能化系統設計規劃中存在問題

隨著我國教育改革的不斷深化、教育領域信息化取得了長足的進步，學校都購買或研發了一些教育信息化應用系統。但大多為“按需、逐個、獨立”的建設，另外由于獨立進行數字校園建設，導致學校間的資源無法進行共享，最終形成了以“數據孤島”、“應用孤島”、“硬件孤島”、“資源孤島”組成的“孤島架構”：

硬件資源（比如服務器，網絡資源等）不能共享，當本身資源剩余的時候，無法分配給其他應用系統，而當本身資源不足時，也無法從其他服務器獲取資源;

每個系統都有獨立的安全、管理標準，增加運維管理難度，造成管理混亂;

各自有獨立的數據庫，數據無法共享與交換，無法形成有效的統計報表;

獨立的展現層，信息分散，用戶獲取信息要在不同的系統間穿梭往返，“人找事”，增加了使用難度;

地區內的優質資源無法共享，導致各校的教學水平落差越來越大。

智慧校園信息流通速度快，智能化系統移動虛擬化的特點，個人信息容易被非依法盜取，網絡安全防線不統一，多方信息流通出現問題，個人信息安全問題有待強化。此外，學生基數過大，客戶端壓力大，容易受到外界干擾，日常的維護保養工作量大，建設成本較高，限制了學生對資源的管理應用。

2.? 智慧校園智能化系統設計規劃

2.1 智能化系統的層級管理

智慧學校遵循立足實際、科學規劃，標準統一、資源整合，應用驅動、特色創新的原則。學校要摸清自身的軟硬件建設情況和師資力量等校情，明確智慧學校建設需求，制定具有校本特色的智慧學校建設規劃。在建設中充分利用各類各級資源，實現資源的優化與重組。依據教育部頒發的國家教育行業標準（教育管理信息、基礎教育教學資源元數據）等標準，以統一身份認證、統一數據匯聚、統一資源管理、統一桌面呈現為基礎，充分發揮校內應用互聯、校際資源互聯和區校數據互聯的價值，實現各個應用系統的互聯互通。

在滿足學校教育教學實際需求的基礎上，對學?；A設施、應用系統等進行一定的前瞻性設計和實現;根據自身的條件和發展目標，打造創新、協調、綠色、開放、共享的智慧學校。建完的智慧校園應該具備以下特征：

2.1.1、環境全面感知

智慧校園中的全面感知包括兩個方面，一是傳感器可以隨時隨地感知、捕獲和傳遞有關人、設備、資源的信息;二是感知、捕獲和傳遞學習者個體特征（學習偏好、認證特征、注意力狀態、學習風格等）和學習情境（學習時間、學習空間、學習伙伴、學習活動等）。

2.1.2網絡無縫互通

基于網絡和通訊技術，特別是移動互聯網技術，智慧校園所有軟件系統和硬件設備的連接，信息感知后可迅速、實時地傳遞。這是所有用戶按照全新的方式協作學習、協同工作的基礎。

2.1.3海量數據支撐

依據數據挖掘和建模技術，智慧校園可以在海量校園數據的基礎上構建模型，建立預測方法，對新獲得的信息進行趨勢分析、展望和預測;同時，智慧校園可綜合各方面數據、信息、規則等內容，通過智能推理，做出快速反應，主動應對，更多地體現智能、聰慧的特點。

2.1.4開放學習環境

教育的核心理念是創新能力的培養，校園面臨從“封閉”走向“開放”的訴求。智慧校園支持拓展資源環境，讓學生沖破教科書的限制;支持拓展時間環境，讓學習從課上拓展到課下;支持拓展空間環境，讓有效學習在真實情景和虛擬情境都能得以發生。

2.1.5師生個性服務

智慧校園環境及其功能均以個性化服務為理念，各種關鍵技術的應用均以有效解決師生在校園生活、學習、工作中的諸多實際需求為目的，使個性化服務成為現實中不可或缺的組成部分。

2.1.6校園私有云計算中心

作為智慧校園建設的核心工程，私有云計算中心是支撐智慧校園高效運作的重要數據平臺，通過具有良好穩定性和擴展性的物理設備群，實現智慧校園感知數據、基礎數據、業務資源和教學資源的集中存儲和管理，利用虛擬技術實現IT資源的集中控制、管理和分配，降低智慧校園運營成本。

2.2? 實現數據與教學的有效結合

智慧校園最終要實現信息技術與教學的深度，學校的主要目的是為了培養高層次人才，因此在智慧校園發展過程中，要將技術、教學、知識融為為一體。將智慧校園與智慧教學相結合，突破傳統教學的單一性。明確內容與數據之間的融合關系，突破單一維度的限制，實現多學科交叉，給學生更大的自主空間。建立完善的學習資源共享平臺，考量個人數據與網絡開放性之間的矛盾，實現有效的資源管理與監督，加快數據的傳遞速度，降低數據使用成本。

例如，可以配合虛擬現實技術、與智慧考勤。采用無感考勤的智能化技術，實現上課期間學生人臉的自動抓拍，并與數據庫中的人臉信息進行比對，實現日?？记诘闹悄芑?。同時應該推動智能學習終端的發展，智能學習終端是學生學習的重要基礎，以開放式的教學資源為基礎，依托電子書、智能手機、pc載體，向學生提供數據化服務，綜合音頻、文本、視頻等多種形式。實現線上、線下的共同學習，突破課堂環境限制，真正實現沉浸式體驗式教學，不斷匯集優質的教學資源，為學生提供更多可選擇的學習模式。

2.3? 完善應急自動化管理

在智能化校園開展，影響層面廣泛，經常會出現許多異常情況。因此，要完善智能化系統的應急處理，及時檢測異常運情況，并將數據交付與智慧處理系統，完成相應的風險評估，形成智慧監控，智慧處理，智慧交流等全盤功能。并按照實際業務完成數據的接入與管理，完成高難度的智慧行為模式，以分析出來的結果，設定合理的參數值，通過網絡計算出相關函數，保證使智能系統實現自動化調節。通過智能化的校園管理優化教學資源配置，并綜合應用物聯網、云技術的優點，構建適宜的網絡平臺，在獲取海量的數據后，進行對點的分析處理，保證決策的科學化合理化。

例如，智慧教室由多個模塊組成，它綜合門禁系統、環境監測、燈光控制、智能遙感等多個模塊，可以自主感知教室溫度，開啟自動送風功能，門口安裝人臉識別系統，通過門口的電子班牌，可以顯示班級信息及學生和老師的考勤情況。教室內配備一定的紅外傳感器、聲光報警器、煙霧傳感器，實時監測周圍環境，一旦發生危險時立即向主機報告信號，達到流量均衡、及時糾錯，實現從硬件到軟件的集中升級，形成智能化、數據化的應急管理。

3? ?總結

智慧校園是一項系統性的工程，以人工智能、物聯網、大數據為基礎，能夠持續優化校園資源配置，構建更加和諧化的生活環境，優化當下校園的服務形勢，解決資源有限的問題，構建智慧校園環境，實現教學資源公平化、多元化。

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