數字中國背景下幼兒園智慧環境的創設及應用

一、引言

數字中國作為國家層面的重要部署，深刻影響著各行業的數字化變革進程，教育領域的數字化轉型更是其中關鍵一環。2023年教育部將教育數字化列為戰略行動，明確提出以技術賦能教育創新。幼兒園作為基礎教育的起始階段，其教育環境的智慧化程度直接影響幼兒的成長與發展[2。過去，有的幼兒班級教師雖然也重視環境創設，但很大程度上只是追求美觀，為的是布置環境，或者只是盲目地提供材料，對環境的教育性考慮很少。在此背景下，探索幼兒園智慧環境的創設及應用，不僅是響應國家戰略號召的必然選擇，更是推動學前教育高質量發展、實現教育公平與現代化的重要路徑。本文旨在通過對前沿技術的深度應用，為幼兒園智慧環境建設提供創新思路與實踐方案，并填補學前教育數字化轉型的技術應用空白。

二、數字中國的教育實踐維度

數字中國作為國家頂層設計，深刻重塑了教育領域的發展格局，其教育實踐維度呈現出多維融合的特征。在該戰略指引下，教育領域以數字化轉型為核心驅動力，從教學模式革新、管理效能提升、資源均衡配置等方面推進實踐落地[3]。在教學層面，依托5G、人工智能、大數據等前沿技術，推動傳統課堂向智慧課堂轉型，通過個性化學習分析、虛擬仿真教學等方式，實現以學生為中心的精準化教學。在管理維度，利用數字化平臺構建智能管理系統，對教育資源調配、校園安全監控、師生行為分析等進行動態化管理，以提升教育治理的科學性與精細化水平。同時，數字中國戰略致力于打破教育資源的地域壁壘，通過“國家智慧教育平臺”等載體，促進優質教育資源的跨區域共享，推動教育公平的實現。此外，在教育評價環節，借助大數據技術建立多元化評價體系，對學生成長、教師發展、學校運營等進行全方位的數據采集與分析，為教育決策提供科學依據。

三、幼兒園智慧環境建設現狀分析

（一）安全預警系統的實時性與精準度不足

當前，多數幼兒園雖配備了基礎安防設備，如監控攝像頭、門禁系統，但安全預警系統的實時性與精準度存在顯著缺陷4。在硬件層面，部分監控設備的分辨率較低、覆蓋范圍有限，難以捕捉校園角落的潛在安全風險；傳感器設備老化，對火災、漏電等安全隱患的感知遲鈍，無法及時觸發警報。在軟件層面，現有預警系統多為獨立運作，缺乏數據聯動分析能力，無法實現多維度風險預判。此外，安全預警系統的數據更新存在延遲，無法對突發情況做出秒級響應，難以保障幼兒的人身安全。加之系統缺乏智能化分析功能，易產生誤報、漏報，導致預警信息的可信度與實用性大打折扣，極大削弱了安全預警系統的防護效能。

（二）教學互動形式的單一化與低效性

傳統幼兒園教學仍以教師單向講授、幼兒被動接受為主，師幼之間的互動形式局限于提問、游戲等常規方式，難以激發幼兒的學習興趣與主動性。信息化技術雖有所應用，但深度不足，多媒體設備多僅用于播放課件，未能構建真正的互動場景[5。課堂中的互動多為群體互動，教師難以關注每個幼兒的個體差異與學習進度，更無法滿足幼兒個性化的學習需求。同時，師幼互動、幼幼互動的形式缺乏創新。教師缺乏利用虛擬現實、增強現實等技術創設沉浸式互動情境，導致幼兒注意力分散，教學效果大打折扣，教學互動的效率與質量亟待提升。

（三）資源配置缺乏動態數據支撐

在資源配置上，幼兒園常依賴經驗判斷與固定規劃，缺乏基于動態數據的科學決策。在教學資源方面，教材、教具的采購與分配多依據教師主觀反饋，未結合幼兒的實際使用頻率、學習效果等數據進行優化，導致部分資源閑置，而真正需求的資源又供應不足。在設施設備資源配置上，幼兒園對教室、活動場地等空間的使用情況缺乏實時監測與數據分析，無法根據幼兒活動規律進行靈活調整，造成資源浪費。此外，人力資源配置也存在不合理現象，教師的專業能力與崗位需求匹配度缺乏數據評估，難以實現對教師資源的高效利用。資源配置過程中數據采集不全面、分析不深入，導致資源無法實現動態優化與精準投放，制約了幼兒園整體運營效能的提升。

四、幼兒園智慧環境的創設及應用

（一）布設物聯網傳感網絡，筑牢校園安全風險預警防線

物聯網傳感網絡可實現對幼兒園環境的全方位、實時監測，有助于打破信息孤島，通過設備間的數據交互與智能分析，大幅提升安全風險預警的及時性和準確性，將安全隱患扼殺在萌芽階段，為幼兒營造更可靠的成長環境。在幼兒園智慧環境創設中，幼兒園可以在各個區域，如教室、走廊、活動場地、廚房、配電室等，部署溫濕度傳感器、煙霧傳感器、氣體傳感器、紅外傳感器、壓力傳感器等多種類型的傳感設備。同時，將這些傳感器與幼兒園的監控系統、門禁系統、警報系統等進行網絡連接，搭建統一的物聯網管理平臺，利用大數據和人工智能算法對傳感器采集到的數據進行實時分析和處理。

例如，在某幼兒園的智慧環境建設實踐中，教室和午睡室可以構成全天候智能監護的核心區域。每個床位上方均部署高精度人體紅外傳感器，配合床體嵌入的微動監測模塊，可實現0.1秒級的活動捕捉精度。當幼兒進入午睡時段，系統會自動啟動“睡眠守護模式”。如果某個床位連續5分鐘未檢測到呼吸頻率對應的微動作信號，后臺會立即觸發三級預警：首先，在教室移動端彈出紅光閃爍的警示窗口，同步播報“XX號床位異常”的語音提醒；若30秒內無人工響應，值班室內的聲光報警器將持續鳴響，同時調取該床位實時視頻畫面并推送至園長辦公室。溫濕度監測系統采用分布式多點布控，每間教室均設置3個監測節點，通過ZigBee協議構建自組網。當室內溫度超過 28°C 或低于 20% 時，系統會根據季節參數庫自動匹配調節策略：夏季優先啟動新風系統進行自然降溫，連續10分鐘未達標再聯動空調以26°C 恒溫運行；冬季則分階段開啟地暖與空調輔熱，確保溫度變化梯度控制在 ±0.5^qC /小時。

戶外活動區域的安全防護體系更顯科技含量，地埋式壓力傳感器陣列可精準識別 100g 以上的壓力突變，配合AI視覺分析系統，能在0.3秒內完成對摔倒行為的多維度判定一一通過分析肢體角度、運動軌跡、沖擊力度等12項參數，有效避免因幼兒蹲下撿物等正常行為引發誤報。一旦確認險情，附近50米范圍內教師的手環將震動報警，并同步推送事發位置坐標及實時視頻片段。后勤保障的燃氣安全防護同樣智能高效，廚房配備的激光式燃氣泄漏傳感器，檢測精度達PPM級，配合電磁切斷閥構成雙重防護機制。當檢測到燃氣濃度達到爆炸下限的 20% 時，系統會立即啟動三級應急響應：首先關閉燃氣總閥，隨后啟動大功率抽風設備，同時向后勤處、保安室發送帶有定位信息的警報，通過園區廣播系統循環播報疏散指令，確保3分鐘內完成全區域人員撤離。

（二）搭建大數據分析平臺，實現教學資源精準適配推送

通過搭建大數據分析平臺，能夠全面收集、整合幼兒學習過程中的各類數據，深人挖掘數據背后的信息，精準把握每個幼兒的學習特點、興趣偏好和發展需求。基于此，平臺可以為幼兒提供個性化、適配度高的教學資源，避免資源的浪費和無效投放，以提升教學資源的利用效率，同時也能助力教師根據數據分析結果調整教學策略，實現因材施教，有效提高教學質量，促進幼兒的個性化發展。

在教學過程中，教師可以利用智能終端設備、學習管理系統等多種渠道采集幼兒的課堂表現、作業完成情況、興趣活動參與度等數據，構建幼兒學習數據庫。其次，運用數據挖掘、機器學習等算法對采集的數據進行清洗、分類和分析，建立幼兒學習行為分析模型和資源推薦模型。第三，搭建大數據分析平臺，將教學資源按照學科、難度、類型等維度進行標簽化管理，通過算法模型實現對教學資源與幼兒學習需求的智能匹配，并通過教師端、幼兒端設備進行精準推送。教師要持續收集資源使用反饋數據，優化分析模型和推薦策略，不斷提升資源推送的精準度。

例如，某幼兒園搭建專屬的大數據分析平臺，在語言教學活動中，平臺通過分析幼兒日常課堂發言頻次、故事復述完整度、詞匯使用量等數據，判斷出幼兒A對童話故事興趣濃厚但語言表達邏輯性較弱，幼兒B則對科普類讀物更感興趣且詞匯積累豐富。基于此，系統為幼兒A精準推送結構清晰、情節有趣的童話故事繪本電子版、配有簡單動畫的故事講解視頻，以及引導幼兒進行故事內容梳理和復述的互動練習；為幼兒B推送科普知識類有聲讀物、自然科學主題的趣味小短文，以及鼓勵幼兒進行知識拓展和討論的互動話題。在數學教學方面，平臺可以根據幼兒對不同數學知識點的掌握速度、作業正確率、練習時長等數據，為計算能力較弱的幼兒推送基礎運算的動畫教學視頻、趣味計算游戲；為空間認知能力突出的幼兒推送立體圖形搭建挑戰任務、數學邏輯推理謎題等進階資源。同時，教師也能通過平臺查看每個幼兒的數據分析報告，并及時調整教學計劃和指導方式，如針對知識點掌握薄弱的幼兒群體，開展專項輔導課程。這種方式有助于實現教學資源和教學策略的精準化，能夠有效提升幼兒的學習效果和學習積極性。

（三）構建智能運維管理系統，推動園所資源高效動態調配

智能運維管理系統可對幼兒園的場地、設備、物資等各類資源進行全生命周期管理，通過實時數據采集與智能分析，打破資源管理的信息壁壘。它能精準掌握資源使用狀態與需求變化，實現資源的動態調配，避免資源閑置浪費或供應不足的情況，從而顯著提升資源利用效率。同時，系統還能自動預警設備故障、物資短缺等問題，降低運維成本，保障幼兒園日常運營的有序性和穩定性，推動園所管理向智能化、科學化方向邁進。

在幼兒園內的各類資源上安裝智能標識（如RFID標簽、二維碼）或傳感器設備，以對場地使用情況、設備運行狀態、物資庫存數量等信息進行實時采集。其次，搭建統一的智能運維管理平臺，運用物聯網、大數據和人工智能技術，對采集到的數據進行整合、分析與可視化呈現。基于數據分析結果，幼兒園可以建立資源需求預測模型和動態調配策略庫，根據資源使用規律和實時需求，自動生成資源調配方案，并通過平臺向相關人員發送指令。此外，系統還需具備故障預警、維修跟蹤、物資采購提醒等功能，以實現資源運維管理的自動化與智能化。

例如，某幼兒園構建的智能運維管理系統希望實現對場地、設備、物資等資源的高效管理，在場地資源方面，幼兒園可以通過在教室、功能室、戶外活動區域安裝智能門禁和人流量監測設備，實時采集場地使用數據。當發現科學探索室在特定時間段使用頻率較低，而手工制作室預約火爆時，系統會自動生成場地調整建議，并將科學探索室部分時段臨時調配為手工制作延伸場地，并通過教師端App推送調整通知。在設備管理方面，幼兒園可以為空調、投影儀、游樂設施等設備安裝傳感器，實時監測設備運行狀態。當某臺空調出現制冷效率下降、能耗異常的情況時，系統會自動發出故障預警，推送維修工單至后勤維修人員手機，并附上設備故障診斷報告和維修指南，方便維修人員快速處理。同時，系統還可根據設備使用時長和維護記錄，提前規劃設備保養計劃，以保障設備的正常運行。在物資管理方面，幼兒園可以對玩具、圖書、教學耗材等物資粘貼RFID標簽，通過智能倉儲系統實現對物資出人庫的自動登記與庫存盤點。當發現某類繪本庫存低于安全閾值時，系統自動生成采購申請單，并發送給采購負責人，同時結合歷史借閱數據，推薦熱門繪本采購清單，確保物資供應及時且符合幼兒需求。

五、結束語

《幼兒園教育指導綱要》中指出：環境是重要的教育資源，應通過環境的創設和利用，有效地促進幼兒的發展。本文對幼兒園智慧環境的創設及應用展開探索，通過物聯網、大數據、人工智能等技術的創新融合，有效解決了傳統幼兒園環境創設中的關鍵問題，為學前教育數字化轉型提供了切實可行的技術方案。

作者單位：馮石梅甘肅省舟曲縣峰迭新區幼兒園

參考文獻

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