5G時代智慧校園設計探究

摘 要 從智慧校園特征入手，以九年一貫制學校為例，對教學、運動場所、生活空間、非正式學習空間等幾個主要模塊進行探索，分析學校內(nèi)部相互獨立單元之間的融合關系，建立標準智慧校園建設理論模型，旨在打造彰顯自身辦學特色的多元化、現(xiàn)代化、適應科技發(fā)展的基礎教育示范學校規(guī)劃樣本。

關鍵詞 中小學校；智慧校園；規(guī)劃；5G；非正式學習空間

中圖分類號：G639.2 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）17-00-05

0 引言

伴隨著走班式教學、課程整合等一系列基礎教育課程改革，教育技術創(chuàng)新隨之而來，為更好地服務課程教學，學校應加強空間建設。5G時代，學校建筑不再是單一教育場所，亦是重要的課程資源[1]。

學校宜結(jié)合實際按照智慧校園標準規(guī)劃校園，以滿足學校多樣化教學需求、學生全方面成長需求，以及校園豐富多元的教育及教學需求。同時，以伴隨式數(shù)據(jù)傳遞技術優(yōu)化辦事流程，支持各部門實時協(xié)同，為全校師生提供快捷、共享的信息服務，提高效率。

智慧校園的建設旨在提升線上教學效率，為相同或不同城市的學校進行同課異構、備課對接、教學診斷、崗前培訓等交流提供媒介，利用平臺共享資源，推進教育創(chuàng)新。筆者從智慧校園特征入手，以中小學校為例，對教學場地、運動場所、生活空間、非正式學習空間等幾個主要模塊進行規(guī)劃設計，分析學校內(nèi)部相互獨立單元之間的融合關系與智慧校園建設模型，力爭打造能夠彰顯自身辦學特色的多元化、現(xiàn)代化、適應科技發(fā)展的基礎教育示范學校規(guī)劃樣本。

1 智慧校園功能探究

1.1 智慧校園及其特征

智慧校園是利用智能技術對學校教學、教研、教育管理和生活服務等流程進行再造與系統(tǒng)重構，構建基于信息技術的智能感知環(huán)境和新型教育教學空間[2]。以智能化的校園環(huán)境、智慧教室和先進的教學系統(tǒng)為核心，以管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、平板電腦、校園一卡通等作為載體有效支持教學，豐富校園文化，拓展學校時空維度，以服務師生為本，基于新型通信網(wǎng)絡技術構建資源共享、智能的教育教學環(huán)境，有助于打造出更加智能的學校[3]。

設計智慧校園應以人為本，要注意學生發(fā)展對教育活動的內(nèi)容和形式要求是多樣化的，且選擇性和轉(zhuǎn)換性很強。除常規(guī)教學空間外，學校應重視對非正式學習空間、泛在式學習空間及整個校園的師生生活空間的設計。所有空間均應與學校教育活動、學生全面發(fā)展相得益彰，只有適應要求才能體現(xiàn)深度，發(fā)揮效能。

智慧校園突出以學生為主體、以人的發(fā)展和核心素質(zhì)培養(yǎng)為中心的教育模式，其核心特征主要表現(xiàn)在[4]：1）教學模式革新，與多媒體交互教學結(jié)合，使教學手段多樣化，以數(shù)據(jù)為基礎對學生個體特征進行感知和分析；2）網(wǎng)絡互通，利用物聯(lián)網(wǎng)技術將線上信息輸入校園各個服務平臺，實現(xiàn)共享互聯(lián)；3）服務師生，通過打造綜合信息服務平臺，分角色提供個性化定制服務，提升學生獲取信息的能力；4）學習環(huán)境開放，注重非正式學習空間的構建，拓展學習空間，釋放學生動手和創(chuàng)新潛能。

1.2 5G功能融合

為滿足豐富多元化的教學需求，探索項目式學習、游戲化學習、STEAM+課程、藝術統(tǒng)整課程等，學校規(guī)劃智慧校園建設，多功能教室尤為重要。學?？苫?G技術、VR教室、物聯(lián)網(wǎng)技術、3D打印技術配置多功能教室，并將其置于科技教學區(qū)域中，形成校本課程優(yōu)勢，適應智慧校園發(fā)展。

5G時代，智慧校園中信息技術的應用不應局限于為傳統(tǒng)常規(guī)學習服務，新的網(wǎng)絡設備和通信技術能助力學生的創(chuàng)新和互助式學習[5]。典型的教學案例體現(xiàn)在5G與機器人或無人機等大數(shù)據(jù)處理設備的應用上，例如可便攜式基站的應用使得遠距離或大自然戶外場所成為學校的教學場所，借助智能算法會隨時運算并反饋學生的表情識別、筆跡識別、語音識別，同時進行分析[6]。

基于5G的云計算和智能數(shù)據(jù)采集可用于產(chǎn)生定制化作業(yè)和學生個人情感識別。智能技術與教育理念的深度融合實現(xiàn)了運營管理和學習需求的高效協(xié)同，匹配供需[7]。學校宜使用先進的建筑綜合布線技術構建安全、可靠、便捷的信息傳輸系統(tǒng)，應用5G技術、IPV6網(wǎng)絡打造快速、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡環(huán)境，使用先進的計算機網(wǎng)絡硬件構建綜合管理系統(tǒng)。軟件包含校園網(wǎng)絡管理軟件、網(wǎng)絡教學軟件，為學校提供教學、管理和決策多個層次的數(shù)據(jù)信息。校園Web網(wǎng)頁是學校對外宣傳的方便快捷窗口。

學校使用校園一卡通綁定學生或教師身份，讓師生在圖書館、教室、宿舍、餐廳等功能區(qū)域一卡通行，賦予一卡通查詢課表、查看成績、借閱圖書、預訂座位、管理學生、教研培訓、無紙化辦公、管理后勤、家校互動、建設校園文化、開展?jié)M意度評價等功能。

總之，學校不能局限于傳統(tǒng)封閉式教室，要打造多功能公共空間，應創(chuàng)設更多有利于學生發(fā)展的開放式學習情境，拓展教學空間，激發(fā)學生學習興趣。學校構建非正式學習空間可創(chuàng)造出師生之間充分而富有層次的交流場所，彌補傳統(tǒng)建筑模式化設計的不足。例如，學校可將廊道公共空間作為個性教室支持學生非正式學習，達到與外界相融的開放性目的[8]。

2 智慧校園規(guī)劃探索

在總體規(guī)劃層面，應爭取合理的人均建筑面積指標。學校最低生均校舍建筑面積標準需要符合國家或地方的相關規(guī)定。盡可能縮小利用率相對較低的空間，將建筑面積集中使用，增加教室空間?！吨行W校設計規(guī)范（GB 50099—2011）》對小學和中學普通教室生均使用面積分別要求為1.36平方米和1.39平方米[9-10]，《北京市中小學校辦學條件標準》規(guī)定小學和中學普通教室生均使用面積不低于1.8平方米[11]，一些較高標準的小學低齡部“母班制”教室生均面積已達2.5平方米。滿足走班制教學需求，提高生均面積將成為必然趨勢。

地處吉林省長春市的東北師范大學華蘊實驗學校于2020年9月建校，為九年一貫制學校，該校建筑面積9萬平方米，占地面積8.1萬平方米，擁有能夠容納學生班車和教職工車輛的地下停車場。如圖1所示。該校功能區(qū)域劃分明確，在建校之初融入了東北師范大學建立合作學校的辦學理念，成功打造出5G視域下智慧校園的樣本模型。其規(guī)劃完全展現(xiàn)了智慧校園多元化、現(xiàn)代化的功能需求。

2.1 空間分布

校園空間合理劃分為生活區(qū)、運動區(qū)與教學區(qū)，如圖2所示。

教學區(qū)分為中小學教學樓、綜合實驗樓和圖書館，內(nèi)部布置普通教室、教師辦公室、行政辦公室、多功能教室、會議室、實驗室、信息中心、電子閱覽室等。

運動區(qū)與教學區(qū)之間有廊道相連。運動區(qū)包含藝體樓、400 m標準跑道、籃球場、非標操場（小學使用），內(nèi)部布置操場、籃球館、乒乓球館、羽毛球館、音樂教室、舞蹈教室和社團活動室。操場設50 m跑道和部分球類運動場。生活區(qū)建有地下停車場、食堂。

校園內(nèi)部所有樓宇互連，打破分區(qū)界限，促進聯(lián)系，提升整體協(xié)調(diào)功能。教學區(qū)規(guī)劃建有操場，滿足學生運動與活動需求。各樓中安置一部電梯，非必要不向?qū)W生開放，僅供教師上下以及配餐與貨物搬運使用。不設獨立行政辦公區(qū)域或辦公樓，分到教學樓里便于學生管理。

該校操場位置設置便利，便于學生出操（包括不同學段的學生同時上課間操），滿足舉行大型活動的需求。學校針對小學部建設小面積操場，并考慮小學低年級學生運動能力和安全等因素，操場離小學部低年級較近。

食堂布置在地下一層，確保后勤區(qū)與就餐區(qū)分區(qū)清晰，多餐廳布局，分學段分批次就餐。小學部廊道寬度5米，中學廊道3～4米并局部加寬，確保疏散寬度并滿足學生下課期間短時間的活動需求。綜合性連廊與廊道將各樓宇連接起來，它們不僅是交通空間，而且是師生交流和學生非正式學習空間。如此布局增加了空間的層次感，有利于校園文化建設和良好氛圍的營造。廊道與教室、圖書館等正式學習空間較近，便于教師課后答疑，也便于學生探究和交流。

2.2 教學空間組合

華蘊實驗學校的內(nèi)部教學區(qū)組合與配置十分契合教學功能，如圖3所示。各年級普通教室與專業(yè)教室通過連廊連接起來，形成整體教學中心區(qū)域。教師辦公室位于教室旁側(cè)，便于教師對學生進行管理。連廊兼作非正式學習空間，擴充學習空間節(jié)點，增進生生之間、師生之間的研討交流，有效將局部擴充為一個整體。同時，在廊道與樓梯交接處設置節(jié)點空間，布置可移動桌椅，靈活組合以適應多種教學方式，拓展非常規(guī)功能性空間。除此之外，樓宇端部與轉(zhuǎn)角部分、挑空門廳和校門中庭目前已作為非正式學習空間使用。

傳統(tǒng)教室往往用作學生上課及生活的空間，該校內(nèi)部教室更為開放、功能更多，除了充分利用走廊寬度滿足學生學習空間需求外，還可為學生提供多樣化的學習環(huán)境，包括自主學習、小組活動（小型讀書角、延伸活動）等，還可滿足教師授課空間、教師工作角、班主任辦公角的空間需求，以及多媒體、文化展示、儲物、整理環(huán)境等空間需求。在大教室內(nèi)，學?？捎谜郫B隔墻分離出兩個小教室和共同討論區(qū)，將隔墻作為討論展示板使用，既節(jié)約空間又豐富了教學內(nèi)容。內(nèi)部配置投影、電子黑板等智能化設備，以滿足合班教學需求，拓展教學空間。

教室布局設置為單側(cè)。該校地處北方，冬天溫度低，教室處于南北向的陽面，在供暖和光照下可確保日間溫度和日照時間均在適宜的區(qū)間。中小學教師有坐班需要，教師辦公室也處于陽面。

多功能教室區(qū)和科技教學區(qū)域包含微格教室、書法教室、舞蹈教室、創(chuàng)客空間、生物實驗室、物理實驗室、化學實驗室、多媒體網(wǎng)絡教室等各類專業(yè)教室。

學校還配有電子閱覽室、社團活動室、音樂教室（樂器排練室、合唱排練室）、現(xiàn)代化報告廳、心理輔導中心、校園廣播電視臺、多功能體育館、多媒體課件制作管理中心，在室外建有園藝庭院。

報告廳采用降噪材料建造，可作為小劇場或階梯教室使用，確保采光、通風、保暖，能容納600人。音樂教室（藝術樓內(nèi)）和體育館位于教學區(qū)邊緣，以減少對教學活動的干擾。實驗用品有一定危險性，物理、化學實驗室設置在獨立區(qū)域內(nèi)。

信息中心位于綜合實驗樓內(nèi)，在校園中心位置，以保障網(wǎng)絡信號高效傳遞，減少交換。建設過程中，校園網(wǎng)絡逐步完善、硬件逐步升級，以滿足智慧校園核心特征中對個體特征進行數(shù)據(jù)分析和實時監(jiān)控的需求。

2.3 功能特征

學校建筑主體為打造出的多層次的開放共享教學空間。龐大的樓宇構建成田字形，各樓宇之間可以通過連廊連接，連廊可作為風雨操場，也可作為智慧校園中非正式學習空間使用。地下停車場的建造帶來便利的同時也導致地面土層深度較淺，經(jīng)嘗試，庭院中種植的高樹木無法存活。針對此不足條件，學校將庭院面積大的特色充分發(fā)揮，以班級為單位種植果蔬，既滿足了學生的好奇心又提升了學生的動手能力，整體形成了良好的開放式空間。

微格教室（小學、初中各1間）配有自動錄課系統(tǒng)，具備觀摩室、控制室、模擬教室等分區(qū)，用于教學模擬、示范觀摩、錄播課程等，可有效反饋授課情況，提升授課質(zhì)量。合班教室用于展示公開課，開展示范課研究活動?？苿?chuàng)中心包括機器人教室、創(chuàng)客空間、VR教室、3D打印教室，主要功能是支持學生開展科創(chuàng)活動，亦作為校本課程研究教室或教師工作室。中學教學樓內(nèi)保留了遠程備課會議室用于視頻會議、遠程備課研討，內(nèi)部擺設長條會議桌，后排增設座椅，可容納30人。音樂教室分為樂器排練室和合唱排練室，用于開展社團活動、培養(yǎng)學生興趣愛好。

3 智慧校園教學實踐與教育探索

5G時代的中小學智慧校園不同程度地構建了學校整體知識區(qū)塊鏈。目前已有在教育教學層面的優(yōu)質(zhì)利用與實踐探索。

3.1 布置定制化作業(yè)

智慧課堂正逐步推出自主學習，基于興趣的泛在學習、深度學習將成為學習者的生活方式；智慧校園將通過大數(shù)據(jù)采集學生的全面素材，制定出每個學生的個性化作業(yè)等；個性化學習、合作式學習、項目式學習將發(fā)揮更重要的作用。

利用信息中心的技術收集功能，華蘊實驗學校正探索布置定制化作業(yè)新形態(tài)。應試科目的教師根據(jù)隨堂練、期中考試等測試形式可以得到學生在不同階段對知識點掌握的薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)智慧課堂的個性化作業(yè)功能，可針對不同個體生成定制化的作業(yè)產(chǎn)出，有針對性地加強不同學生的錯誤題型訓練，布置體量相同但內(nèi)容有差異的定制化作業(yè)。

定制化作業(yè)的產(chǎn)生將從根本上提高學生的學習能力，幫助學生突破學科難點。

3.2 新型教學診斷模式

在智慧校園技術優(yōu)勢的支持下，應用5G網(wǎng)絡、學習終端、微格教室等技術整合優(yōu)質(zhì)教學資源，為多所分布在不同城市的學校搭建出多元化學習平臺，便于同課異構、異地教學診斷等，有效提升新建中小學校教育教學水平。

東北師范大學附屬學校之間舉辦的教學診斷指導活動中，通過微格教室的技術功能已成功開展現(xiàn)場教研會。診斷專家在現(xiàn)場上課，利用技術融合在活動現(xiàn)場展開線上同課異構，進行聯(lián)合教研。此外，在線上選取優(yōu)質(zhì)學校的集體備課過程讓接受指導的各校教師同步公開觀看。在崗教師觀摩并學習優(yōu)質(zhì)學校集體備課的全過程，互動交流、現(xiàn)場提問；學校專家針對中小學備課過程中產(chǎn)生的部分問題進行點評、指導，此舉可有效提升教師的教研能力。

在提質(zhì)增效方面，充分利用指導專家入校時間，提前將授課教師錄課視頻上傳到課程分享平臺，專家觀看錄課視頻后可以更好地指出問題。

3.3 非正式學習空間的有效利用

除常規(guī)教學空間外，非正式學習空間以及整個校園的師生生活空間同樣重要。所有空間構建均與學校教育活動、學生全面發(fā)展相得益彰，只有適應要求才能體現(xiàn)深度。區(qū)別于教室課堂交流，非正式學習空間的交流有利于加強師生間的理解與溝通，有利于學生合作、研討，開放度更高，交互性更強。

加寬的走廊和連廊通道作為半開放式空間，學生完全能夠在此處舉辦活動、互動交流、開展游戲、展示作品，拓展知識面。非正式學習空間作為師生的第二課堂，亦成為智慧校園的典型標志性代表。富有特色的色調(diào)和設計拓展了學習空間，幫助學生提高動手和創(chuàng)新能力。

非正式學習空間的有效利用，有助于傳統(tǒng)教學空間與新型教學場景的融合，體現(xiàn)人文交流性與校園文化。

3.4 開放式生態(tài)教育

智慧校園的建筑功能契合開放式生態(tài)教育。校園的開放使用不僅體現(xiàn)在外部，亦體現(xiàn)在內(nèi)部，充分利用校內(nèi)資源，拓展書本教育，能有效激發(fā)智慧校園的生態(tài)功能性。東北師范大學深圳坪山實驗學校地處廣東省深圳市，是一所九年一貫制學校，占地面積3.2萬平方米，建筑面積11萬平方米。在深圳市，《城市普通中小學校舍建設標準》和《中小學校設計規(guī)范》中的建筑標準無法完全執(zhí)行，中小學校應按照當?shù)卣蟮臉藴蔬M行規(guī)劃設計。教學樓開放式的走廊更好地適應了廣東地區(qū)炎熱的氣候條件；小學教學樓宇布置如蛇形盤臥，不分抵消了占地面積不足的缺點，同時還可強化教室的遮光。樓頂?shù)目臻g大面積用于種植果蔬，打造了現(xiàn)代開放式生態(tài)教育良好范式。

3.5 高效能管理模式

在智慧校園作用下，清華附小從大數(shù)據(jù)角度出發(fā)，為學生提供綜合素質(zhì)評價，已建成了智能教學、移動辦公、德育評價、校園文化等多個方面的應用，更好地指導學生成長。北京市陳經(jīng)綸中學是北京市朝陽區(qū)第一個數(shù)字化校園建設試點校，學校構建了智慧校園經(jīng)綸教育云平臺，全面服務于集團化辦學任務[12]。

隨著全過程、全員參與、全方位的管理系統(tǒng)的應用，教育評價更加便捷、全面、客觀。無論是集團化辦學合作校還是政府建造的公辦校，“和而不同”的評價機制都能突出各方評價主要內(nèi)容，以各方需求為主導進行評價和改進也會降低校方工作壓力，以“一張表”同時實現(xiàn)多方管理要求。

中小學校智慧校園的建設以集成化、智能化和個性化為頂層設計，目的是推動基礎教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，智慧校園的教育理念鋪墊能夠更好地為后續(xù)實施優(yōu)質(zhì)高效的服務奠定基礎。智慧校園規(guī)劃建設是數(shù)字化教學的基礎保障、是學校建設的重要內(nèi)容，旨在提高學校教育教學能力和辦學質(zhì)量。學校應科學規(guī)劃，優(yōu)化軟硬件配置，使學?？臻g功能設置與未來教學要求和教學模式相互匹配。教學空間變大，教學條件變好，會促進教學模式創(chuàng)新，促進學生主動參與，自主創(chuàng)造。特色課程開發(fā)、智慧校園文化建設以及教師提升、學生成長等與智慧校園建設相輔相成。5G時代，教師是智慧校園規(guī)劃建設應用的5041a790f1cccc5f163f83ac265b88c4ca07e3205c1fd6e9d8d9f1147a72bac3親歷者和實踐者，應熟悉新環(huán)境，用好新技術，實施好數(shù)字化教學。

4 參考文獻

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*項目來源：2023年度東北師范大學哲學社會科學校內(nèi)青年基金項目“高校基礎教育辦學視域下的智慧校園建設研究”（2309104）。

作者簡介：韓聿，研究實習員。