教育信息化背景下智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

謝立靖

摘要：當(dāng)前，教育信息化進(jìn)程不斷推進(jìn)，我國(guó)各大高校信息化在未來的主要發(fā)展方向就是智慧校園。目前，大部分高校正處于由“數(shù)字校園”向“智慧校園”轉(zhuǎn)型的過渡期，數(shù)字校園已初步完成了教育信息大跨越，高校教育資源信息的集成與整合也已初步實(shí)現(xiàn)。但大部分高校數(shù)字化校園的建設(shè)仍處于完善與發(fā)展階段，在對(duì)用戶的服務(wù)上，存在著支撐能力較弱、缺乏深入的應(yīng)用融合等弊端，對(duì)高校教育信息資源的傳播與分享造成了較大影響，在一定程度上阻礙了各高校信息化發(fā)展。針對(duì)以上弊端，智慧校園應(yīng)運(yùn)而生，為高校的教育信息化發(fā)展帶來了活力與轉(zhuǎn)機(jī)。該文對(duì)云計(jì)算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校智慧校園當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，說明智慧校園在高校師生及教職員工的校園學(xué)習(xí)與工作中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，展望智慧校園在未來的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：教育信息化；智慧校園；云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）11-0139-02

教育信息化經(jīng)過近年來的不斷發(fā)展與演變，衍生并積累了許多新情況與新問題，外部環(huán)境的發(fā)展與演進(jìn)越發(fā)活躍，一些新理念和新技術(shù)也隨之涌現(xiàn)出來。當(dāng)前的教育信息化在發(fā)展過程中已將社交化、個(gè)性化、開放化、智能化等特點(diǎn)較為清晰的呈現(xiàn)出來。數(shù)字校園為智慧校園所替代也成為當(dāng)前教育信息化發(fā)展的主要趨勢(shì)。

1智慧校園及其特征

智慧校園這一概念的產(chǎn)生晚于智慧城市與數(shù)字校園，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、社交網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)技術(shù)等新興技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為智慧校園的產(chǎn)生創(chuàng)造了較多的實(shí)現(xiàn)手段與良好的外部環(huán)境。智慧校園的建設(shè)理念是“以服務(wù)為核心，以管理為支撐”，能夠完成科學(xué)決策、管路邏輯、信息交換、資源組織、智能感知等工作。其終極目標(biāo)就是通過與高校校園活動(dòng)進(jìn)行“深度融合”，為用戶提供良好的服務(wù)。從根本上來看，智慧校園應(yīng)用于校園信息化建設(shè)更受到校園管理部門的青睞，就目前的實(shí)際需求情況來看，有效建設(shè)智慧校園不應(yīng)只對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，而應(yīng)該對(duì)更多的新技術(shù)加以應(yīng)用與融合，從而對(duì)應(yīng)用與服務(wù)進(jìn)行有效的突出。從高效的信息化建設(shè)目標(biāo)來看，智慧校園在實(shí)質(zhì)上是對(duì)“以人為本”的理念的繼承與發(fā)展創(chuàng)新。

智慧校園的內(nèi)涵形象化、具體化的實(shí)現(xiàn)形成了其基本特征，主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）能夠較為靈敏的對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的人或事物進(jìn)行感知，然后依據(jù)建立好的模型，較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出服務(wù)對(duì)象的一般規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)。

（2）通過對(duì)高速多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系加以應(yīng)用，來實(shí)現(xiàn)及時(shí)傳遞各類數(shù)據(jù)與消息的目的，最大程度的消除時(shí)空的限制。

（3）最大程度的對(duì)信息化平臺(tái)進(jìn)行有效整合與集約化利用，從而充分體現(xiàn)出信息資源的優(yōu)化存儲(chǔ)與良好組織。

（4）以“大數(shù)據(jù)”理念為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息資源的推薦與挖掘，并由此實(shí)現(xiàn)智能化的決策與管理。

（5）真正意義上建設(shè)起開放的、多維度的學(xué)習(xí)空間與科研空間，并將進(jìn)一步建立具備有利于多模式的學(xué)習(xí)環(huán)境與科研環(huán)境作為下一階段的發(fā)展目標(biāo)。

2智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)

2.1環(huán)境感知與物聯(lián)網(wǎng)

目前傳遞物聯(lián)網(wǎng)信息的主要平臺(tái)依舊是網(wǎng)絡(luò)，但物聯(lián)網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)終端增加了一些信息感知與處理功能。感知技術(shù)一般包括激光掃描、紅外感應(yīng)與視頻監(jiān)控。與傳統(tǒng)意義上的人到終端的網(wǎng)絡(luò)所不同的是，物聯(lián)網(wǎng)可以有效實(shí)現(xiàn)人與人、物與物之間的定位、結(jié)合識(shí)別、管理、監(jiān)控功能為一體，充分提現(xiàn)智慧校園特有的“智能化”優(yōu)勢(shì)。

2.2 云平臺(tái)對(duì)教育資源的組織與整合

通過將教育教學(xué)資源與云平臺(tái)進(jìn)行有機(jī)整合，更有利于實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)資源的整合與共享，從而實(shí)現(xiàn)教育資源分布不均、更新速度慢、共享難度大等問題的有效解決，更好的實(shí)現(xiàn)教育資源的均衡化發(fā)展。以往的數(shù)字校園的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)教育資源的初步整合與靜態(tài)組織，往往會(huì)受到平臺(tái)限制作用的影響，資源整合更多的表現(xiàn)為物理儲(chǔ)存，但資源本身對(duì)邏輯上的關(guān)聯(lián)性的體現(xiàn)較為缺乏。

2.3 移動(dòng)互聯(lián)與應(yīng)用

移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)從本質(zhì)上來說主要包括自組織網(wǎng)、4G、Wifi等接入技術(shù)，而移動(dòng)互聯(lián)可以有效突破高校校園中網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)受到的有線網(wǎng)絡(luò)的限制，充分體現(xiàn)了智慧校園的“開放化”特征。同時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)支撐下的智慧校園移動(dòng)互聯(lián)環(huán)境具有自身的優(yōu)勢(shì)，其特點(diǎn)主要擴(kuò)展、融合、高速、規(guī)模。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所不同的是，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的接入終端還具有多樣化的特征。

2.4 學(xué)習(xí)協(xié)作及社交網(wǎng)絡(luò)

我們通常將社交網(wǎng)絡(luò)定義為社會(huì)化或具有社會(huì)性的一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是一種方便人際交往的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)手段，具有虛擬化的特征。當(dāng)前信息技術(shù)不斷發(fā)展的潮流之一就是社交網(wǎng)絡(luò)，它已經(jīng)成為了促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵性因素。與此同時(shí)，社交網(wǎng)絡(luò)還具有成本低廉、開放性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，是高校大學(xué)生們展現(xiàn)個(gè)性、對(duì)社會(huì)實(shí)體關(guān)系進(jìn)行維系、表達(dá)利益訴求的首選方式之一。

從應(yīng)用涵蓋面上來看，智慧校園將數(shù)字校園的所有應(yīng)用都包含在內(nèi)的同時(shí)，還通過新技術(shù)的增加與融合實(shí)現(xiàn)為用戶提供個(gè)性化服務(wù)的目的，例如，學(xué)生可以通過智慧校園完成作業(yè)下載、網(wǎng)絡(luò)選課等基本操作，學(xué)?？梢砸罁?jù)課表對(duì)學(xué)生的上網(wǎng)時(shí)間與訪問內(nèi)容進(jìn)行限制。還可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，與其他同學(xué)的相關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)相比較，按照教育學(xué)的基本原理，為學(xué)生創(chuàng)建有效的學(xué)習(xí)方案，并將具有針對(duì)性與系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)方案推送給學(xué)生。

從整體規(guī)劃上來看，智慧校園主要包括智能化設(shè)計(jì)學(xué)?；顒?dòng)、個(gè)性化推送資源、決策輔助、展現(xiàn)決策的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)使用各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)、建立數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺(tái)、融合學(xué)校各種數(shù)據(jù)等主要內(nèi)容。

從架構(gòu)上來看，其架構(gòu)與物聯(lián)網(wǎng)基本相似，但其決策層與數(shù)據(jù)層是物聯(lián)網(wǎng)所沒有的，具體可以分為決策層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層、通信層、感知層。

3 云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用前景

3.1 云計(jì)算在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用前景

云計(jì)算平臺(tái)在智慧校園當(dāng)中的應(yīng)用主要包括基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)、應(yīng)用三個(gè)層次。其中，基礎(chǔ)設(shè)施層又包括服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等重要硬件部分。平臺(tái)能夠?yàn)橛脩籼峁┓?wù)器租用與虛擬硬件資源等服務(wù)，其中包括數(shù)據(jù)管理、用戶認(rèn)證與授權(quán)等。開發(fā)平臺(tái)及中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)共同構(gòu)成其平臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)。智慧校園的中心是軟件服務(wù)層，其所有的教育信息均存在于該層次。在未來的智慧校園建設(shè)過程中，云計(jì)算將會(huì)發(fā)揮不可小覷的作用，以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為例，在整個(gè)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高學(xué)生的自主操作能力、發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域、獲取新知識(shí)有著重要作用。但學(xué)校實(shí)驗(yàn)室不會(huì)每天開放，更無法為每個(gè)學(xué)生提供隨時(shí)做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，學(xué)生無法擁有屬于自己的實(shí)驗(yàn)室。針對(duì)這個(gè)問題，云計(jì)算平臺(tái)能夠利用資源共享與遠(yuǎn)程桌面的方法，為學(xué)校師生提供訪問云平臺(tái)的客戶端系統(tǒng)，使其體驗(yàn)到高速運(yùn)行與海量存儲(chǔ)的便利，從而為每位師生提供一個(gè)屬于自己虛擬實(shí)驗(yàn)室。在建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室的環(huán)節(jié)中，需要首先建設(shè)好實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境，搭建出一個(gè)完整的虛擬化資源池，以自動(dòng)化的方式對(duì)資源申請(qǐng)、監(jiān)控與回收進(jìn)行操作，學(xué)校師生可以隨時(shí)利用虛擬桌面遠(yuǎn)程訪問虛擬實(shí)驗(yàn)室。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用前景

智能感應(yīng)是物聯(lián)網(wǎng)最主要的特征及優(yōu)勢(shì)，智慧校園通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)W(xué)生安全、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)資源、校園生活等進(jìn)行有效管理，有利于創(chuàng)建和諧、智能、便捷、高校的校園環(huán)境。而物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園當(dāng)中的應(yīng)用主要包括三個(gè)方面，分別是校園生活、教學(xué)管理與安全防衛(wèi)。其中，物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)揮教學(xué)管理的作用時(shí)，管理內(nèi)容主要包括智慧圖書館、自動(dòng)考勤管理、智慧課程等；在校園生活方面，其作用機(jī)制主要包括智能浴室管理、智能宿舍管理、智能食堂管理；而在安全防衛(wèi)方面，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮的作用則更為重要，它能夠?yàn)樾@的安全防衛(wèi)提供技術(shù)支持，彌補(bǔ)了當(dāng)前校園中安全防衛(wèi)不足的弊端，通過傳感設(shè)備對(duì)學(xué)校情況進(jìn)行全方位的掌控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)安全問題時(shí)，設(shè)備能夠自動(dòng)報(bào)警，有利于學(xué)校安保人員對(duì)安全隱患進(jìn)行及時(shí)處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

教育信息化是一個(gè)廣泛而深刻的命題，在當(dāng)前的各所高校中受到廣泛關(guān)注，然而教育實(shí)現(xiàn)信息化并不是一蹴而就的，需要一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展過程，并且在這個(gè)過程中，教育信息化遵循著一定的規(guī)律及路徑，階段性是其主要特征。相關(guān)研究認(rèn)為，初始、應(yīng)用、控制、結(jié)合、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)成熟是信息化發(fā)展的六個(gè)必經(jīng)階段。而教育信息化的進(jìn)程則包括起步、運(yùn)用、發(fā)展、創(chuàng)新四個(gè)主要階段，各個(gè)階段之間有著相互關(guān)聯(lián)、依次遞進(jìn)的關(guān)系，外部環(huán)境與實(shí)際需求的變化會(huì)使信息化持續(xù)推進(jìn)至更高階段，且各個(gè)階段之間不存在隔斷與超越現(xiàn)象，這是教育信息化發(fā)展的基本規(guī)律。

通過應(yīng)用云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)廣大師生的智慧校園有利于高校校園絢麗多彩的校園文化的創(chuàng)建，方便高校師生的生活、學(xué)習(xí)與工作。當(dāng)前正處于智慧校園的建設(shè)初期，在不久的將來，智慧校園會(huì)逐步取代數(shù)字校園，成為教育信息化發(fā)展的主要方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 盧喜利，周月鵬.教育信息化背景下智慧校園的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015 （4）：18-21.

[2] 羅貴雄，李蕤，章偉，等.“智慧校園”的構(gòu)建和應(yīng)用--以深圳市螺嶺外國(guó)語(yǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)校為例[J].教育信息技術(shù)，2014（12）：36-38.

[3] 徐曉玲，馬元琳，劉衛(wèi)，等.基于信息技術(shù)的智慧校園規(guī)劃[J].信息技術(shù)與信息化，2015（8）：110-111.

[4] 黃榮懷，張進(jìn)寶，胡永斌，等.智慧校園：數(shù)字校園發(fā)展的必然趨勢(shì)[J].開放教育研究，2012，18（4）：12-17.

[5] 胡欽太，鄭凱，林南暉，等.教育信息化的發(fā)展轉(zhuǎn)型：從“數(shù)字校園”到“智慧校園”[J].中國(guó)電化教育，2014（1）：35-39.

[6]于長(zhǎng)虹，王運(yùn)武，馬武，等.智慧校園的智慧性設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)電化教育，2014（9）：7-12.

[7] 于長(zhǎng)虹，王運(yùn)武，馬武，等.智慧校園建設(shè)的現(xiàn)狀、問題與對(duì)策[J].教學(xué)與管理（理論版），2015（2）：48-51.

[8] 王磊，閆政.智慧校園是校園教育信息化發(fā)展的方向[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2014（5）：224，226.

[9] 王運(yùn)武.數(shù)字校園向智慧校園的轉(zhuǎn)型發(fā)展研究——基于系統(tǒng)思維的分析思辯視角[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2013，31（2）：21-28.

[10] 杜艷綏.淺議關(guān)于智慧校園建設(shè)的思考[J].電子制作，2015（18）：37.

[11] 胡智鋒.智慧校園設(shè)計(jì)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)研究[J].信息技術(shù)與信息化，2014（5）：190-195.