智慧教育體系的探討與智慧校園的構(gòu)建

陽(yáng) 馨

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 崇州，611231)

智慧教育體系的探討與智慧校園的構(gòu)建

陽(yáng) 馨

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 崇州，611231)

以云計(jì)算為基礎(chǔ)，以物聯(lián)網(wǎng)為支撐的智慧教育是教育信息化的發(fā)展方向；打造新時(shí)代的智慧校園，是智慧教育的前提條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著教育信息化進(jìn)程的推進(jìn)，學(xué)習(xí)、教學(xué)、科研、管理過(guò)程中無(wú)時(shí)無(wú)刻不在產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)處理以及云計(jì)算已經(jīng)日趨成熟，這些都為智慧校園的構(gòu)建提供了關(guān)鍵支撐技術(shù)。

智慧教育 智慧校園 大數(shù)據(jù)技術(shù) 計(jì)算

1 概述

自從2008年IBM首次提出“智慧地球”概念，“智慧地球”戰(zhàn)略得到了世界各國(guó)的普遍認(rèn)可。智慧城市作為智慧地球戰(zhàn)略的重要組成部分，已被眾多發(fā)達(dá)國(guó)家納入科技發(fā)展規(guī)劃。2012年12月，我國(guó)正式啟動(dòng)了國(guó)家智慧城市試點(diǎn)工作。教育對(duì)未來(lái)城市的發(fā)展起著決定性的作用。隨著交通、醫(yī)療、物流、能源等各個(gè)領(lǐng)域智慧化水平的不斷提升，教育領(lǐng)域面臨前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。智慧教育的發(fā)展水平在我國(guó)信息化產(chǎn)業(yè)體系中目前處于落后位置，是制約國(guó)家信息化整體水平提升的“短板”。如何提升教育領(lǐng)域的智慧化水平，與其他領(lǐng)域并駕齊驅(qū)發(fā)展，是未來(lái)智慧城市發(fā)展面臨的重大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

智慧教育體系立足于成熟的智慧校園建設(shè)。我國(guó)高校信息化初始于20世紀(jì)80年代，前期十多年主要是校園網(wǎng)絡(luò)、CAI課件和分散獨(dú)立的管理信息系統(tǒng)建設(shè)。最近兩年，高校數(shù)字校園已經(jīng)升級(jí)為更高層次的高校智慧校園，這些都為創(chuàng)建新時(shí)代的智慧教育體系打下堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。智慧校園是信息技術(shù)高度融合、信息化應(yīng)用深度整合、信息終端廣泛感知的數(shù)字化校園，它既是一個(gè)教學(xué)環(huán)境，又是一個(gè)教學(xué)系統(tǒng)，也是一個(gè)教學(xué)空間，既有教育的特征，又有技術(shù)的特征和文化的特征等多重屬性。

2 智慧教育體系

智慧教育是指在教育領(lǐng)域(教育管理、教育教學(xué)和教育科研)，全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)教育改革與發(fā)展的過(guò)程。其技術(shù)特點(diǎn)是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化，基本特征是開(kāi)放、共享、交互、協(xié)作。智慧教育的核心理念就是充分利用當(dāng)前社會(huì)最前沿的信息技術(shù)，建立多層次、創(chuàng)新型、開(kāi)放式的現(xiàn)代學(xué)校，提高辦學(xué)的質(zhì)量和效益。以新的人才觀(guān)、教學(xué)觀(guān)和管理理論為指導(dǎo)，超越傳統(tǒng)的教育模式，以便于培養(yǎng)適應(yīng)信息社會(huì)要求的創(chuàng)新型人才。智慧教育的發(fā)展，帶來(lái)了教育形式和學(xué)習(xí)方式的重大變革，促進(jìn)教育改革，對(duì)傳統(tǒng)的教育思想、觀(guān)念、模式、內(nèi)容和方法產(chǎn)生了巨大沖擊。

智慧教育是國(guó)家信息化的重要組成部分，對(duì)于轉(zhuǎn)變教育思想和觀(guān)念、深化教育改革、提高教育質(zhì)量和效益、培養(yǎng)創(chuàng)新人才，具有深遠(yuǎn)意義，是實(shí)現(xiàn)教育跨越式發(fā)展的必然選擇。未來(lái)教育信息化將在教育云平臺(tái)上展現(xiàn)，隨著教育信息化平臺(tái)的發(fā)展而廣泛應(yīng)用。

3 智慧校園的特征分析和構(gòu)建探討

打造智慧教育體系，要以良好數(shù)字化校園為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧校園。智慧校園是高校信息化的高級(jí)形態(tài)，是對(duì)數(shù)字校園的進(jìn)一步擴(kuò)展與提升。它綜合運(yùn)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、智能感知、商業(yè)智能、知識(shí)管理、社交網(wǎng)絡(luò)等新興信息技術(shù)，全面感知校園物理環(huán)境，智能識(shí)別師生群體的學(xué)習(xí)、工作情景和個(gè)體的特征，將學(xué)校物理空間和數(shù)字空間有機(jī)銜接起來(lái)，為師生建立智能開(kāi)放的教育教學(xué)環(huán)境和便利舒適的生活環(huán)境，改變師生與學(xué)校資源、環(huán)境的交互方式，實(shí)現(xiàn)以人為本的個(gè)性化創(chuàng)新服務(wù)。

智慧校園具有幾大特征，從技術(shù)層面看：(1)是一個(gè)融合的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境；(2)是廣泛的信息終端。從功能層面看：(1)能提供快速、綜合的業(yè)務(wù)處理服務(wù)；(2)能提供管理與決策支持服務(wù)；(3)能提供個(gè)性化的信息服務(wù)；(4)按需配置教學(xué)資源與技術(shù)服務(wù)。從應(yīng)用層面看：(1)智慧的課堂；(2)智慧社區(qū)。

構(gòu)建智慧校園的時(shí)候，要做如下充分考慮：(1)是在學(xué)校管理方面，打破教學(xué)校園的信息孤島，實(shí)現(xiàn)信息管理一體化、流程化和智能化；(2)在教學(xué)資源方面，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各學(xué)校軟硬件動(dòng)態(tài)均衡配置，充分共享；(3)在教學(xué)應(yīng)用方面，充分利用信息技術(shù)支持師生多樣化、個(gè)性化的教與學(xué)的需求，讓教學(xué)更輕松、學(xué)習(xí)更自主、互動(dòng)更及時(shí)、評(píng)價(jià)更準(zhǔn)確；(4)在學(xué)習(xí)社區(qū)和校園文化方面，構(gòu)建家?；ネǖ?、及時(shí)分享與交流教育智慧的綠色學(xué)習(xí)社區(qū)。

4 智慧校園的技術(shù)結(jié)構(gòu)

智慧校園強(qiáng)調(diào)融合，在智能感知技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的支撐下，高校的物理校園和虛擬校園已經(jīng)越來(lái)越不可分，高校師生的活動(dòng)已經(jīng)處于一個(gè)物理空間和數(shù)字空間融合的智慧校園中，需要建立以大數(shù)據(jù)為核心，以智能感知為神經(jīng)末梢，以移動(dòng)互聯(lián)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以智慧應(yīng)用為依托，以自適應(yīng)、個(gè)性化用戶(hù)交互為目標(biāo)的智慧校園信息化支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高校各項(xiàng)業(yè)務(wù)的智慧型應(yīng)用。高校智慧校園體系結(jié)構(gòu)可以分為：

4.1 智能物理層

采用各種智能設(shè)備的采集技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取各種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)校園內(nèi)教師和學(xué)生的活動(dòng)狀態(tài)、以及各種智能儀器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等的全面感知，為智慧校園提供采集海量數(shù)據(jù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)鏈路層

綜合采用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)時(shí)傳輸各種數(shù)據(jù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)臺(tái)式機(jī)大中型終端，手機(jī)平臺(tái)等移動(dòng)端的MobilityAnywhere以及SeamlessCommunication，為智慧校園提供寬帶泛在的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

4.3 大數(shù)據(jù)層

大數(shù)據(jù)層是智慧校園的核心，包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與計(jì)算的物理平臺(tái)、信息收集與數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，以及數(shù)據(jù)分析處理的應(yīng)用支撐平臺(tái)，是連接智慧校園各部分、匯聚智慧校園各種信息的樞紐，為智慧校園提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.4 智慧校園應(yīng)用層

包括各種智慧型的校園信息化業(yè)務(wù)應(yīng)用，是智慧校園發(fā)揮作用的關(guān)鍵，也是智慧校園建設(shè)的重點(diǎn)。與傳統(tǒng)的校園網(wǎng)Web應(yīng)用不同的是，它更加依賴(lài)于對(duì)大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)帶來(lái)的智慧數(shù)據(jù)的采集和挖掘。

4.5 智慧校園應(yīng)急保障體系

支持各種智能終端，為各類(lèi)用戶(hù)提供與其所處環(huán)境、所用終端相適應(yīng)的多屏交互模式。實(shí)時(shí)交互為各種安全保障提供了可能，包括信息安全保障體系、系統(tǒng)運(yùn)維服務(wù)體系等。這是智慧校園的安全保障環(huán)節(jié)。

5 構(gòu)建智慧校園的關(guān)鍵支撐技術(shù)

5.1 大數(shù)據(jù)

隨著智慧教育進(jìn)程的推進(jìn)，學(xué)習(xí)、教學(xué)、科研、管理過(guò)程中無(wú)時(shí)無(wú)刻不在產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理依賴(lài)大數(shù)據(jù)技術(shù)?！按髷?shù)據(jù)”一詞自2011年提出以來(lái)，已成為當(dāng)前最為炙手可熱的IT技術(shù)。大數(shù)據(jù)的來(lái)源廣泛，包括海量的、多樣化的交易數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)與傳感數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)是一系列收集、存儲(chǔ)、管理、處理、分析、共享和可視化技術(shù)的集合。大數(shù)據(jù)并非等同于大量的數(shù)據(jù)，它具有兩個(gè)更加重要的特征:跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)的交叉融合與數(shù)據(jù)的流動(dòng)生長(zhǎng)。

大數(shù)據(jù)技術(shù)將學(xué)校日常運(yùn)作、管理與服務(wù)的數(shù)據(jù)加以分析整理，構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)加以充分利用，將會(huì)發(fā)現(xiàn)它們新的價(jià)值。如在招生就業(yè)方面，分析專(zhuān)業(yè)與就業(yè)的關(guān)系，調(diào)整學(xué)校的專(zhuān)業(yè)設(shè)置；在教學(xué)上，通過(guò)對(duì)評(píng)教、校企合作內(nèi)容與實(shí)習(xí)時(shí)效等數(shù)據(jù)的分析，調(diào)整教師的教學(xué)方式方法，改進(jìn)人才培養(yǎng)模式；通過(guò)消費(fèi)記錄，幫助貧困生進(jìn)行公平、公正的獎(jiǎng)、助學(xué)金的評(píng)定；通過(guò)對(duì)圖書(shū)館的借書(shū)數(shù)據(jù)分析，調(diào)整圖書(shū)館的定書(shū)管理等。這些信息和數(shù)據(jù)是輔助各級(jí)管理人員進(jìn)行科學(xué)決策的重要依據(jù)，對(duì)學(xué)校今后可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。需求分析的中心工作是提出主題需求，主題需求是由單位決策部門(mén)及決策人員以及相關(guān)單位所提出的一種協(xié)助決策需求。

大數(shù)據(jù)技術(shù)最核心的價(jià)值，在于對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。相較于數(shù)字校園，智慧校園最核心的特征是通過(guò)各種智能終端、可感知設(shè)備和信息系統(tǒng)，獲取海量的活動(dòng)過(guò)程與狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及基于這些海量數(shù)據(jù)分析而掌握事物的規(guī)律，開(kāi)展智慧應(yīng)用。其中最重要的，是對(duì)于高校大數(shù)據(jù)的組織與建模，這是挖掘出大數(shù)據(jù)價(jià)值的關(guān)鍵所在。

5.2 云計(jì)算

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。智慧校園作為復(fù)雜巨系統(tǒng)，只有采用開(kāi)放、整合、協(xié)同的信息化架構(gòu)和可動(dòng)態(tài)配置資源、高可擴(kuò)展性、按需服務(wù)的云計(jì)算模式，才能提供很好的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

5.3 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)，把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過(guò)新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，為智慧校園提供了物理基礎(chǔ)。

5.4 社交網(wǎng)絡(luò)

社交網(wǎng)絡(luò)的含義包括硬件、軟件、服務(wù)及應(yīng)用，是一個(gè)能夠相互交流、相互溝通、相互參與的全球互動(dòng)平臺(tái)。這對(duì)于高校師生的交流、協(xié)作與知識(shí)分享尤為重要，因此也是實(shí)現(xiàn)智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)。

5.5 文化管理

文化管理是對(duì)文化、文化創(chuàng)造過(guò)程和文化的應(yīng)用進(jìn)行規(guī)劃和管理，這是知識(shí)人和高校最為重要和經(jīng)常的活動(dòng)，因此文化管理也成為智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)之一。

6 總結(jié)與展望

智慧教育研究還存在很多急待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，主要包括智慧教育基礎(chǔ)環(huán)境的建設(shè)；智慧教育資源開(kāi)發(fā)；智慧型教師隊(duì)伍的培養(yǎng)等。我們可以在多方面著手，推進(jìn)智慧教育建設(shè)：

6.1 在教學(xué)方面，利用現(xiàn)有智慧教育體系，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源、信息資源和智力資源的共享與傳播。同時(shí)，引進(jìn)新的創(chuàng)新教學(xué)手段和方式，從而形成開(kāi)放、高效的教學(xué)模式，更好地培養(yǎng)學(xué)生的自身素養(yǎng)及創(chuàng)新能力。

6.2 在辦公管理方面，利用智慧教育體系中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及大數(shù)據(jù)管理等功能，更好地推進(jìn)校園OA的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)上下級(jí)部門(mén)之間更迅速便捷的溝通，實(shí)現(xiàn)不同職能部門(mén)之間的數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)，提高決策的科學(xué)性和民主性，減員增效，降低管理成本和耗材。

6.3 在公共服務(wù)體系方面，建立覆蓋學(xué)校教學(xué)、科研、管理、招生等各個(gè)區(qū)域的寬帶高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；建立網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)項(xiàng)目，包括電子消費(fèi)，電子醫(yī)療等，深化智慧校園的概念和建設(shè)。

〔1〕楊現(xiàn)民.智慧教育體系架構(gòu)與關(guān)鍵支撐技術(shù).中國(guó)電化教育，總336.

〔2〕蔣東興.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設(shè)探討.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，(3).

〔3〕張宏武.高校校園網(wǎng)引入大數(shù)據(jù)理念前景分析.科教文匯，2014，(11).

〔4〕張 澤.大數(shù)據(jù)時(shí)代下高校決策支持系統(tǒng)籌劃與探索.邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，(12).

〔5〕周 彤、劉 文.智慧校園建設(shè)的現(xiàn)狀與思考[J].信息與電腦，2011，(10).

〔6〕張鴻斌.智慧校園初探[J].學(xué)周刊，2014，(10).

〔7〕蔣東興，付小龍，袁 芳等.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設(shè)探討[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2015，(S1)：119～125，131.

〔8〕尹立孟.卓越工程師培養(yǎng)中的師資問(wèn)題與課程體系設(shè)置.重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2011，(19).

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