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“互联网+”时代高校智慧校园建设与应用探析
2019-08-05

摘 要:随着“互联网+”浪潮的兴起,“互联网+”校园的建设逐步提上日程,智慧校园应运而生。智慧校园的出现,无疑给传统教学注入了新的活力,并能充分发挥智能化技术在校园中的潜在价值。本文通过介绍智慧校园的兴起背景,阐述其内涵、特征以及关键技术,构建智慧校园的具体模型并分析其典型应用,进一步对我国高校智慧校园建设的现状与建设过程中存在的不足进行梳理,进而对其存在的问题提出优化策略,探究智慧校园发展的新路径,以期为国内高校教学改革提供思路和参考,从而加快我国教育事业的现代化发展进程。

关键词:“互联网+”;高校教育;智慧校园

一、前言

随着21 世纪信息时代的到来,“互联网+”与校园教育的结合使得智慧校园应运而生。我国教育信息化也从传统校园、电子校园、数字校园开始步入智慧校园建设的新阶段。目前,从IT(Information Technology, 信息技术) 到DT(Data Technology,数字技术) 的数据形态转变,进一步加强了云计算、大数据、物联网的融合,全面形成了智慧校园的新技术形态。[1]越来越多的高校持续不断投入资金建设智慧校园,以期进一步促进教学模式发生质的改变、教育领域的面貌焕然一新。同时,在高等教育改革和大学业态转型的道路上,如何利用“互联网+”有效整合优化教育信息化资源, 打破时间、空间界限,真正实现高校教育与互联网学习无边界的深度融合,已成为当前高校面临的一个迫切需要正确看待和解决的问题。为此,部分高校以更加开放的姿态拥抱互联网,经过大胆创新实践,已形成较为完善的服务体系,智慧校园已然成为当前教育信息化发展的主题与潮流。

二、智慧校园概述

(一)智慧校园的概念

目前,关于智慧校园是什么,国内专家学者们众说纷纭,对此仍然没有一个统一且权威的定义(如表1 所示)。从狭义上说,智慧校园是一种以物联网为基础、个性化服务为理念,通过信息化手段使校园生活、工作以及学习智慧化,旨在促进智慧教学和智慧学习的教学环境。从广义上讲,智慧校园是“技术+ 教育+ 管理+ 服务+ 理念”五位一体的总体描述。[2]它是在教育信息化的大背景下,利用新一代信息技术整合共享教育资源, 为满足信息时代教、学、研的需求,构建多元化的综合信息资源平台;核心是为多元化主体提供智慧化服务, 从而形成智慧化、一体化教育新模式, 为教师、学生及家长等建立一个信息化、智能化的校园教学系统。

(二)主要特点

1.移动网络无缝互通

智慧校园的建设离不开网络技术的支持,移动互联网和物联网的介入有利于师生随时随地互动交流,打破了以往传统校园的局限性,提高了数据信息的互通共享性。

2.校园环境全面感知

智慧校园强调高科技智能感应技术的应用,通过数字信息技术全面感知高校教学、科研以及管理等开展的实际情况,促进教育活动开展的针对性、灵活性及管理的**性。

3.校企互动服务双赢

智慧校园与企业的互动合作,是一种双赢的局面。一方面可以满足在校学生实践的需求,通过企业给在校生提供实习机会,充分实现理论与实践相结合的理念,从而强化学生的专业知识,提高实际操作能力;另一方面,企业在为学生教育与就业发展提供机会的同时,也为自身人才的招聘与吸纳提供了便利。

4.海量数据智能支撑

智慧校园依托数据挖掘和云计算等技术,可以综合所有数据信息,旨在通过收集的诸多信息进行深层次分析,进一步解决数据管理、大数据挖掘、智慧园区建设及区块链等方面的相关问题,从而对未来整体规划做出科学决策。

(三)关键技术

1.移动互联技术

移动互联技术是移动通信技术和互联网技术相结合的一种产物,它是保证智慧校园顺利开展的前提,是师生在校园中随时随地获取信息进行交流互动的基础条件,是灵活开展网络学习必不可少的条件。

2.物联网技术

物联网技术,即传感技术, 旨在通过各类前端信息传感器, 实时获取各种监测信息。物联网技术是智慧校园分析数据来源的基础, 其应用可以大大方便智慧校园的智慧管理。

3.云计算技术

云计算基于互联网提供动态易扩展且资源虚拟化的平台服务,它具有通用性、虚拟化、可扩展性、按需服务等特点,为智慧校园提供了全新的服务模式。

4.大数据技术

大数据是指信息传播过程中生成的大量数据的集合和信息资产。随着校园各种数据的积累,相关工作者不得不从海量数据中深入挖掘用户数据,分析、发现问题,并进行优化,以可视化的形式呈现,从而对校园进行智慧化管理与决策。其中如何利用好这些数据, 是智慧校园智慧化的关键体现。[3]

5.虚拟技术

虚拟技术是以计算机仿真技术、人机接口技术及传感技术等为基础发展起来的一种新兴技术。它是利用计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,几乎可以适用于任何领域,用以支持任何活动。

(四)具体模型

智慧校园是在数字校园的基础上,植入云平台和感知层。通过云计算将物联网和数字校园进行整合,使传统校园全面实现信息化、智能化(如图1 所示)。智慧校园具体模型框架主要包括感知层、网络层、数据层、应用层、服务层、信息标准与规范体系及运行维护与安全体系。感知层主要包括RFID( 无线射频识别)、WSN(传感器网)、Zigbee(低功耗局域网协议)、IP Cam(摄像头)等,其功能是实现对校内人员、设备、资源等信息的环境感知;网络层则主要有物联网、互联网、校园网及移动网等,保证了各类网络的互联互通,实现了校园内的全面互联;数据层包含数据集成平台、云计算平台、校园一卡通平台、综合数据库、数据挖掘平台及数据智能分析等,它的主要功能是对收集到的信息进行全面集成、数据挖掘和智能分析;应用层包括智慧教育、科研、管理、生活服务等,其功能是为全校师生提供个性化服务、智能决策服务等;服务层主要有师生信息服务、管理信息服务和科学决策服务等,其功能主要在于展现统一、友好的使用入口界面--综合信息服务平台;信息标准与规范体系的功能主要是进行数据融合与服务融合的前期工作;运行维护与安全体系的作用是确保前面所提到的一系列智能化服务正常运行,保证智慧校园系统的安全运营。[4]

此外,智慧校园具体模型的构建主要包括以下几点:一是架构系统、全面而又统一的管理平台,从根本上提升整体教育信息化建设水平;二是提供一站式的服务流程,满足智慧校园用户的多样化需求;三是依据智慧校园建设的特点,遵循构建模型的基本原则,从而推动智慧校园迅速实现教学应用的目标。其中, 智慧教室是智慧校园的有机组成部分(如图2 所示)。而智慧校园的主要特色就是复杂而有条理、科学而有层次。

(五)典型应用

1.智慧教育

智慧校园*重要的就是教育教学,而智慧教育是信息时代教育教学的新方向。由于信息化环境中技术的支撑,有了电子书包、情境感知、资源互联、自然交互等智能化环境,教师便可采用智慧教学法进行智慧教育。如:班级差异化教学、异质分组、个人独立探究以及在线互动学习等。智慧学习主要以学习者为中心,借助于智能在线学习平台,通过泛在学习、移动学习、无缝学习培养智慧人才。

2.智慧科研

科研一般包括项目申报、科学研究以及成果管理三部分。但智慧校园中建构的智慧科研服务平台,可以实现项目智能申报,一般可以进行科研新趋势跟踪,手动搜索校内成员信息即可完成自动添加,还能根据项目需要主动推荐合适的合作伙伴。智能科学研究主要包括科研动态智能跟踪、团队知识智能管理、科研合作协同支持、智能项目事务管理。智能成果管理方面,主要有科研成果智能汇集、科研成果智能统计、科研成果智能跟踪以及结项资料自动汇集,这样使得科研活动的开展变得更为快捷、**和便利。

3.智慧管理

随着教育信息化向**阶段发展,智慧校园实现了传统管理向智慧管理的过渡。尤其是校园一卡通、智能充值终端的普及化,以及学生信息智能管理,通过一卡通消费和签到进行实时定位和监控,对学生进行全方位管理;智能办公系统能够更好地保护重要文件和机密信息;学生信息管理系统除包含基本的个人信息、课表、专业课程等信息外,还提供在线咨询与答疑、在线提交作业与查重、在线讨论与反馈等个性化服务,为教育管理提供实时业务支持,从而实现智慧化管理。

4.智慧生活

在智慧校园中,可以实现校园一卡通解除门禁、手机刷卡等功能。例如,中国电信“翼机通”、校园卡等运用物联网技术实现了手机刷卡吃饭、在校园超市买东西及公交车刷卡。利用手机、校园卡进行消费的这种方式在方便师生的同时,还有利于学校对校园消费的监控,能够帮助教师有效引导和培养高校学生树立良好的消费观。

三、“互联网+”时代高校智慧校园的建设现状分析

目前,随着“互联网+”热潮的兴起,国内的部分高校正处于智慧校园的建设阶段或规划立项中。不过每个学校对智慧校园的认知与需求不尽相同,随之建设的内容、侧重点也或多或少存在一定的差异。因此,智慧校园建设情况较为复杂,周期也比较漫长,但每所高校建设内容大体上涵盖了综合信息平台、校园网络环境、物联网技术等这几方面。例如,在国家号召和政策支持下,部分高校对智慧校园建设开展了实际的行动。如信息化“十二五”规划中浙江大学提出“令人激动”的“智慧校园”的设想,并进行试点规划实施。此外,南京邮电大学提出了基于物联网的智慧校园设计方案。这些高校都在本校现有的条件下,结合自身已有的技术建设智慧校园,实现教育信息资源的有效采集、分析和应用,为全校师生提供个性化与智能化的信息管理与服务。[5]高校在智慧校园的建设过程中统筹规划、稳步推进,并取得一些阶段性成果:第一,高校基础设施较为完善,目前大部分高校拥有基础网络环境,网络架构规范,系统运行安全,校园内部还构建了能够支撑智慧校园的数据平台和相关子系统的服务器集群。第二,高校拥有支撑智慧校园运行的数字化平台,能够提供基础性服务,实现数据共享。第三,校园内部已形成统一的信息化管理系统,基本涵盖数字化管理应用的所有体系。第四,高校应用互联网技术,产生丰富的数字化教学应用案例和大量的数字化教学资源,进一步完善、充实了智慧学习空间。为此,从总体上而言,我国现阶段智慧校园的建设更多地倾向于对校园环境的建设,尽管拥有先进的建设理念与创新思维, 但仍处于探索阶段,还需完善、深入探索内容建设与具体应用实施。

在“互联网+”时代,智慧校园的建设是一个长期的工程, 目前各大高校在智慧校园的建设过程中尽管取得了一定的成果,但还存在一些问题和不足。首先,从对智慧校园的概念理解角度来看,很多高校对智慧校园的概念理解不够准确、全面,甚至存在一定的偏差, 从而导致建设工作仅仅停留于表面建设,并未突破数字化校园的束缚,没有真正实现教与学的智能化。其次,从顶层设计的角度来看,大部分高校因为缺乏经验, 做出的顶层规划设计与学校实际需求相分离,由于忽略了主体因素,反而在一定程度上增加了师生负担。再次,从课堂教学的角度来看,高校并没有运用科技协助教师实现智慧教学,没有达到智慧教育的目的,也没有创造出属于智慧教室精彩而**的智慧课堂, *终并未使课堂智慧化。*后,从智慧校园的应用与管理角度来看,高校没有特别重视协同办公问题,忽略了各业务系统之间的相对独立性,办公系统仍未覆盖学校各个业务层面, 无法准确实现业务流转。此外, 在智慧校园的建设中注重智慧管理与相关技术的设计, 未考虑广大师生的感受,没有把智慧校园的建设同学校的教育教学、科研管理等工作紧密结合起来,因而未实现真正意义上的“智慧校园”。[6]

四、“互联网+”时代高校智慧校园的建设路径探析

目前,“互联网+”浪潮风起云涌,我国高校的智慧校园建设已初见成效。然而在进一步推进智慧校园的发展过程中,研究者逐渐发现我国高校智慧校园的建设依然存在诸多不足。为此,为了加快我国教育信息化发展的进程,必须开辟一条适合我国高校智慧校园建设的新路径。笔者认为国内智慧校园的进一步

建设应从以下几个方面入手:

(一)建立高校大数据库和数据分析专业团队

当前“互联网+”背景下高校智慧校园的建设离不开高校大数据库的建设,而增加高校数据库信息含量是实现数字校园向智慧校园升级转型的重要基础。在高校智慧校园的建设进程中,首先,须以大数据为基础,对校园发展建设的各项数据进行**整合,优化其结构。运用Hive -Hadoop 集群(数据处理平台)对海量数据进行分析,挖掘有价值的数据信息供学校管理层决策使用。其次,搭建网络资源管理平台、网络教学平台、综合管理服务平台, 形成智能化、个性化、全方位、多层次的智慧校园平台, 注重智慧校园综合信息管理平台的建设,考虑师生的情感体验,以此来实现“互联网+”与校园的深度融合。[7]*后,组建高校数据分析专业团队,提升学校的整体教学质量,从而促进我国高校智慧校园的顺利发展。

(二)设立高校智能教学系统与智能监管系统

同国外相比,我国高校智慧校园建设发展起步较晚,进程较为缓慢,为了加快我国高校智慧校园的发展速度,政府及相关教育部门应制定有利于高校智慧校园发展的方针政策,高校应对智慧校园建设投入充足的人力、财力、物力的支持。一方面,国内高校应依托教学资源平台设立智能教学系统,辅助教师编写教案、制作课件、批改作业以及智能讲课等,在方便学生自主学习、在线咨询、提交作业以及教师在线反馈指导的同时,也为师生互动教学创造优良的教学环境。另一方面,高校应构建智能监管系统,创建办公、教学活动、教务、教学设备等监管系统,从而为师生教学、科研、管理提供智能化的服务。例如使用CRP系统(Campus Resource Planning,即校园管理信息系统),将校园资源进行有计划的部署,可随时随地登录智慧校园系统,查询个人信息、课表安排、课程成绩以及实践活动等,通过智能监管充分实现校园资源的有效管理和使用。

(三)实行SOA 建设方案,并应用CIO 负责制

智慧校园中充斥着各种操作系统、应用软件、系统软件和应用基础设施。如何才能面对不同的服务快速做出反应无疑是当前智慧校园建设*迫切的问题,而面向服务的架构SOA(Service -Oriented Architecture),凭借其松耦合的特性,采用模块化的方式来添加或更新服务,对业务的变化做出快速的反应,并解决新的业务需求。例如“智慧北航”校园建设的实践应用,*终为各大高校提供了一个智慧校园建设与实施的典型参考案例,应用顶层设计创建了一个便于学习、教学、工作和生活的信息化、智慧化的新环境空间。同时,为促进不同高校之间数据的流动和整合,高校可实行CIO(**信息官)负责制,建立相应的运维管理架构,打破常规的、不利于信息化发展的制度壁垒,进一步加强高校信息化建设和应用的统筹力度,[8]从而打造新型的以“服务于校园文化建设、服务于学生学习生活”为导向的智慧平台,为广大师生提供更详细、更便捷、更全面的校园服务指南。

(四)构建强有力的师资队伍,优化智慧校园文化系统

五、结束语

综上所述,在“互联网+”校园时代,智慧校园的建设已然成为未来高校发展的大势所趋。因此,各大高校应根据自身特点,进一步有效整合、优化教育信息化资源,为广大师生提供随时随地交流的平台,提供无处不在、便捷安全、全方位、多层次、人性化的智能服务,深入探究科学且行之有效的高校智慧校园建设路径,实现“互联网+”校园的深度融合,构建具有自身特色的智慧校园,从而加快我国教育信息化的发展步伐。


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