淺談智慧校園建設(shè)

徐 華，郭紅艷，汪昊天，韓曉燕

（清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100084）

0 引言

隨著教育信息化的快速發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)計(jì)算等新技術(shù)廣泛運(yùn)用于教育信息化建設(shè)，這不僅促進(jìn)了信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，也改變了教學(xué)模式，而教學(xué)模式的創(chuàng)新對(duì)信息技術(shù)又提出了更高的要求，校園建設(shè)從智能化逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔刍殉蔀榇蠹业墓沧R(shí)。

1 教學(xué)模式的變化（以教室為例）

傳統(tǒng)教室只為講課而設(shè)計(jì)，靈活性很差，師生的交流被空間及桌椅所束縛，學(xué)生的活動(dòng)范圍受限，沒有考慮進(jìn)行教與學(xué)的教師和學(xué)生的訴求，未能充分支持協(xié)作學(xué)習(xí)，存在阻礙學(xué)習(xí)的問題，無法滿足學(xué)生及教師的互動(dòng)性需求。

智慧教室是把學(xué)校的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)的、開放的教室形態(tài)，把老師從固定的講臺(tái)位置、從傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”或者是“PPT+幕布”的形態(tài)中解放出來，充分實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互動(dòng)。學(xué)生在課堂上能聽、能看，更能參與體驗(yàn)，整個(gè)課堂氣氛活躍，易于知識(shí)的理解。智慧教室作為一種新型的教育形式和現(xiàn)代化教學(xué)手段，能夠綜合解決教育教學(xué)過程當(dāng)中遇到的問題，增強(qiáng)師生互動(dòng)能力，提升綜合教學(xué)質(zhì)量。

智慧教室模型的構(gòu)成基本要素可以采用“4+1”模式，即物理空間下的空間陳設(shè)、物理環(huán)境、技術(shù)支持、資源，再加上一個(gè)虛擬學(xué)習(xí)空間。智慧教室模型要素見圖1，智慧教室模型見圖2。

圖1 智慧教室模型要素

圖2 智慧教室模型

智慧教室模型具體建設(shè)內(nèi)容參見表1。

從上述教室模型的變化可看出，教育信息化并不是教育改革和教育發(fā)展的目的，而是促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，使信息技術(shù)更好地為教育過程中的教育管理、教育教學(xué)提供支持，使整個(gè)教育過程更智能化、智慧化。

表1 智慧教室模型建設(shè) 內(nèi)容

2 智慧校園的含義

智慧校園是為師生提供人與人、人與校園、人與物、物與物的和諧共處、節(jié)約高效的泛在網(wǎng)絡(luò)和管理智慧，它運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、光網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)用集成等前沿信息技術(shù)手段，把學(xué)校里分散的、各自為政的信息化系統(tǒng)和資源整合為一個(gè)具有高度感知能力、協(xié)同能力和服務(wù)能力的有機(jī)整體，對(duì)學(xué)校的科教運(yùn)作、校園管理和公眾服務(wù)提供強(qiáng)有力的智能支撐。簡(jiǎn)而言之，“要做一個(gè)安全、穩(wěn)定、環(huán)保、節(jié)能的智慧校園，具有高統(tǒng)一、高融合、高參與特點(diǎn)”。

3 校園信息化發(fā)展階段

校園信息化的發(fā)展從上個(gè)世紀(jì)九十年代的“網(wǎng)絡(luò)化”逐步發(fā)展到“數(shù)字化”和 “信息化”（見表2），隨著科技的發(fā)展，智能化成為未來發(fā)展的目標(biāo)，特別是近年人工智能、云計(jì)算、虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)日漸成熟，智能化校園建設(shè)的前景越來越明朗，國(guó)家“十三五”規(guī)劃也為智慧校園提出了相關(guān)要求。

表2 我國(guó)高校信息化階段 特點(diǎn)

4 智慧校園的建設(shè)內(nèi)容

智慧校園整體建設(shè)可以劃分為軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)兩部分，前者是基礎(chǔ)，后者是核心。

4.1 軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)是智慧校園的大腦，包括“信息化應(yīng)用系統(tǒng)”和“智能化系統(tǒng)集成”，智能平臺(tái)通過把教學(xué)、科研生活、管理等各項(xiàng)的應(yīng)用模塊系統(tǒng)集成到數(shù)據(jù)處理平臺(tái)上，以實(shí)現(xiàn)學(xué)校資源科學(xué)合理的調(diào)用，以最小的投入獲得最大化的收益。

其中，智能化系統(tǒng)集成包括了智能化信息集成（平臺(tái)）系統(tǒng)和集成信息應(yīng)用系統(tǒng)，集樓宇設(shè)備監(jiān)控、安防子系統(tǒng)管理平臺(tái)等子系統(tǒng)硬件運(yùn)維管理和校園各項(xiàng)應(yīng)用模塊于一體，以多種類智能化信息集成方式，形成具有信息匯聚、資源共享、協(xié)同運(yùn)行、優(yōu)化管理等綜合應(yīng)用功能的系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)見表3。

表3 軟件 系統(tǒng)

4.2 硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)是智慧校園的基礎(chǔ)，包括信息設(shè)施系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、機(jī)房工程等，見表4。

表4 硬件 系統(tǒng)

5 智慧校園建設(shè)目標(biāo)

系統(tǒng)的建設(shè)和設(shè)計(jì)遵循“先進(jìn)性、實(shí)用性、標(biāo)準(zhǔn)化、開放性、兼容性、可靠性、實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性、保密性、可靠性”的原則，借助校園信息化的統(tǒng)籌規(guī)劃、全面應(yīng)用，通過互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等技術(shù)，以及感知與互動(dòng)反饋、智能化控制、智能化管理、數(shù)據(jù)智能分析和可視化等手段，實(shí)現(xiàn)校園資源和服務(wù)的共享。

對(duì)學(xué)校的教學(xué)、科研、管理和生活服務(wù)等信息資源進(jìn)行全面的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)建成一個(gè)統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的信息資源的綜合信息化系統(tǒng)，并以此向全校師生提供教學(xué)、管理、科研、辦公、信息交流和通訊等的全方位服務(wù)，以推動(dòng)學(xué)校進(jìn)行制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，最終實(shí)現(xiàn)教育信息化、決策科學(xué)化和管理規(guī)范化。具體目標(biāo)如下。

（1）進(jìn)行智慧校園整體規(guī)劃，設(shè)計(jì)合理的智慧校園框架。建立統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性與一致性，并在此基礎(chǔ)上建立主數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，解決“信息孤島”問題。

（2）構(gòu)建統(tǒng)一的身份認(rèn)證平臺(tái)，集中用戶管理、統(tǒng)一權(quán)限管理，保證用戶電子身份的唯一性、真實(shí)性與權(quán)威性，實(shí)現(xiàn)用戶單點(diǎn)登錄。

（3）構(gòu)建統(tǒng)一的服務(wù)門戶，集中信息資源管理、應(yīng)用服務(wù)管理和內(nèi)容整合，建立安全可靠的公共數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換與數(shù)據(jù)共享。

（4）將學(xué)校已有的系統(tǒng)和新建的智慧校園基礎(chǔ)平臺(tái)整合，實(shí)現(xiàn)學(xué)校各項(xiàng)管理工作的數(shù)字化集合，為教師和學(xué)生搭建成長(zhǎng)平臺(tái)，并提供簡(jiǎn)便、快捷的網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)，同時(shí)提升學(xué)校的教學(xué)效率及綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

6 結(jié)束語

“智慧校園”是教育現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)。建設(shè)“智慧校園”的重要目的，是通過利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和虛擬化等新技術(shù)，將學(xué)校的安全、教務(wù)、校園資源和感知應(yīng)用系統(tǒng)有效整合，以提高應(yīng)用交互的明確性、靈活性和響應(yīng)速度，從而創(chuàng)新構(gòu)建一個(gè)現(xiàn)代化、智慧化服務(wù)和管理的校園綜合管理模式。

［1］教育部.國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）.

［2］教育部.教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）.2012.

［3］教育部.教育信息化“十三五”規(guī)劃.2016.

［4］教育部辦公廳關(guān)于印發(fā)《2017年教育信息化工作要點(diǎn)》的通知 教技廳［2017］2號(hào)

［5］GB 50314-2015.智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2015.