智慧校园解决方案初探

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  摘 要:“智慧校园”这一概念的提出已有数年,什么是智慧校园,如何在特定的环境下建设智慧校园?本文对江苏师范大学硬件基础及应用系统等数字化进程建设研究基础上,从网络基础,数据基础,各类应用等九个方面对江苏师范大学智慧校园解决方案做了初步探索,作为学校日后发展智慧校园的建议。
  关键词:数字校园;智慧校园;建设框架
  中图分类号:G203文献标志码:A文章编号:2095-9214(2016)04-0200-03
  一、前言
  2010年,在信息化“十二五”规划中,浙江大学提出建设一个“令人激动”的“智慧校园”。[1]这幅蓝图描绘的是:无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。简而言之,智慧型校园建设的目标是建设“绿色节能型、平安和谐型、科学决策性、服务便捷型”的大学校园。[2]南京邮电大学、西南大学、同济大学等高校也开始筹划和实施学校的智慧校园建设。随着信息技术对教育的不断变革,各种数字化应用相继走进校门,越来越多的学者意识到智慧校园是校园数字化建设的一个必然趋势,相关研究亦大规模地展开。
  二、智慧校园
  智慧校园作为近年来研究的热点之一,不同的研究者从不同的视角给予其不不同的界定,南京大学学者从高校信息化的角度认为:“智慧校园”是无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。[3]北京师范大学黄荣怀等认为:“智慧校园是指一种以面向师生个性化服务为理念,能全面感知物理环境,识别学习者个体特征和学习情景,提供无缝互通的网络通信,有效支持教学过程分析、评价和智能决策的开放教育教学环境和便利舒适的生活环境。”[4]可见,智慧校园的服务对象主要是在校师生,发展动力以互联网技术,物联网技术和大数据智能处理技术为主,服务内容则涉及校园生活与学习的方方面面,智慧校园理论的提出与相关实践,正是为了高效节能地处理校园内各种事物,同时营造一个愉悦的生活环境。
  三、江苏师范大学数字化建设进程研究
  江苏师范大学数字化建设是一项长期的系统性工程,按照学校的部署,“十二五”期间,数字校园建设分为三个阶段:第一阶段,完成数字校园的基础支撑硬件平台建设,正式启用校园一卡通系统;第二阶段,完成数字校园基础平台建设,开展基于数字校园的重要应用,如网上办公系统、数字迎新系统,以及刚刚启用的毕业生数字离校系统等;第三阶段,深入推进数字校园的全方位应用,实现学校办学的数字化、信息化和智能化。[5]目前第一阶段已顺利完成,第二阶段的实施也正接近尾声。
  (一)硬件基础建设
  1.敬文图书馆
  敬文图书馆是江苏师范大学主要的信息资源与服务中心,为了便于对馆藏大量文献的管理,同时提高对师生的服务效率与质量,图书馆在每个部门均配备了计算机,作为书目查询,借阅等用途。电子阅览室也配备了足量的计算机供师生浏览各类科研与教学信息。进入图书馆也有专门的刷卡认证设施,保障了校内师生优先使用图书馆资源的权利。
  2.教学楼
  以17号楼为例,这里作为许多学院的教学场所。每个教室都具备多媒体教室的基本元素,如展示台,投影机,计算机以及控制系统等,总体上实现了利用现代教育技术进行课堂教学。在教学楼一层,还配有人民日报电子阅览器,为师生提供了良好的信息服务,在课余时间帮助师生及时了解时事政治,这对于加强校内师生的信息素养和人文素养具有双重意义。
  3.“校园一卡通”工程
  目前学校师生人手一张校园卡,该校园卡集食堂消费、超市购物、洗浴、身份认证、图书借阅,机房上机等功能于一身,极大方便了师生的生活。
  4.校园网建设
  江苏师范大学校园网始建于上个世纪九十年代,经过十几年的发展,在资金有限的情况下已初具规模,覆盖了学校各个校区。目前与中国联通已形成合作,校园内绝大部分区域已经覆盖免费的校园无线网。
  (二)应用系统建设
  1.综合教务管理系统
  为方便校内师生网上办公,在相关技术支持下,学校开放了综合教务管理系统,师生只需凭自己的用户名和密码即可登录该系统就可以完成各项教务工作。
  2.图书借阅系统
  目前,江苏师范大学图书馆对馆藏所有图书均已实现数字化管理,所有馆藏书目数据均已纳入图书借阅系统,同时为适应近年来兴起的泛在学习潮流,师生还可以通过学校图书馆开发的“移动图书馆”进行图书借阅,在线阅读等功能。
  3.“微哨”系统平台
  “微哨”系统平台是学校今年对原校园网认证客户端进行重大革新升级的成果,它将上网认证、即时通讯、消息中心即应用中心进行融合,从而打造全新的校园网交互平台,该平台同时具有相应的移动应用。
  四、江苏师范大学智慧校园解决方案
  建设智慧校园过程中,必须不断总结经验,及时发掘潜力,纠正不足,从而完善未来建设具有江苏师大特色的智慧校园的蓝图。
  (一)江苏师范大学建设智慧校园的潜在优势
  1.良好的建设基础
  学校数字化基础建设良好,与师生日常学习生活联系密切的方面基本实现了数字化,如校园一卡通,网上图书馆,教务管理系统等。长期持续进行数字化建设的过程中,在建设范围、质量、成本、时间、资源等方面积累了宝贵的经验。
  2.优势学科与专门科研基地的支持
  江苏师范大学教育技术学专业是江苏省唯一的教育技术学国家级特色专业,是学校建设成果丰硕、发展势头强劲的优势专业。近年来更是发表了大量以“教育信息化”、“数字校园”、“智慧教育”等为关键词的学术论文,丰富了高校数字化与智慧化建设的理论体系。在研究环境方面,获批江苏省教育信息化工程技术研究中心。   (二)江苏师范大学数字化建设过程中主要存在的一些问题及解决方案
  为探究存在的主要问题,通过问卷调查,访谈等形式开展调查工作,总结如下:一是网络通信质量,半数以上人员认为在无线网络方面学校应在覆盖面与信号强度两个方面采取措施,重点解决无线网盲点多、信号不稳定等问题。二是学校相关网站利用率不高,且48.78%的同学认为学校各部门网站发布的信息不够及时全面。三是物联网发展水平有待提高,问卷调查显示近七成师生认为教室冬冷夏热,缺乏对温度的有效调控,这就反映出学校在对“物”的感知上有所欠缺。
  (三)江苏师范大学智慧校园建设框架初探
  学校在数字化建设的过程中,积累了许多经验和资源。而数字校园和智慧校园是现实校园的补充,不是取代现实校园,智慧校园是数字校园智慧化到一定程度的产物。[6]因此,可以在原本数字资源与建设经验的基础上,结合学校实际,尝试构建一个低投入高回报,实用性强,师生满意度高的智慧校园框架。如图1所示。
  1.网络基础
  在原有网络基础之上,采用IEEE802.11a标准建设无缝连接、信号稳定且免费的校园高速WLAN。有线网络方面,继续对原有光纤宽带网进行优化,如扩大带宽,提高光缆传输速率,重点解决资费高、服务器不定期发生故障等问题。物联网建设方面,将校内建筑物,设施,物品等通过感应设备有机相连,并通过中心服务器智能调控,服务于师生的生活、学习等各个方面。
  2.数据基础
  数据基础将原先校内所有数据整合为基础数据库和业务数据库,并不直接服务于师生,但却是智慧校园各类应用的基础,在大数据时代,整合各类数据,才能规避信息孤岛问题,从而适应潮流。
  3.综合自动办公系统
  根据学校实际情况,应用系统将重点建设综合自动办公系统,以解决学校网上办公不够便捷的现状,综合自动办公系统的建设,不是简单地对旧系统进行整合或数据交换,而是重新规划设计,以海量的“校园大数据”为基础,运用XML技术,关系数据库和非关系数据库分离技术等,智能处理日常各项公务,从而服务师生。
  4.图书借阅系统
  江苏师范大学图书借阅系统目前已走在全国高校同类系统的前列,但还可以进行优化,如提供师生常用书籍的电子版,以利资源共享。提供个性化服务,对不同的师生通过手机终端即时推送其感兴趣的书籍和学习资源等。
  5.教室管理系统
  教室管理系统主要通过智能调控教学环境和教学媒体实现对师生的智慧管理服务。智能调控教学环境具体包括对教室使用权的分配以及对教室环境的感知并作出相应的调控。通过对申请使用教室对象的分析,智能分配使用权,从而提高教室的利用率。对教室环境的感知则是在教室内安装感应控制设备,通过对教室内人数,温度,湿度等各项数据的感应,智能选择相应的数学模型进行计算,分析出当前状态下的最适温度与湿度,并对相应设施作出指令进行调控,从而为师生营造一个舒适的教学环境。
  对教学媒体的智能管理则根据教学的目标、内容、进度等方面来智能判断出合适的教学媒体供师生选用,并提供相应的学习支持服务,根据需要记录下学生的学习过程和教师的授课过程,形成一系列数据并智能生成分析报告,以提高之后的教学效率。
  6.校园环境监控系统
  江苏师范大学地处江苏省徐州市,温带季风气候决定了徐州四季分明且昼夜温差较大。因此对校内温湿度的调控同样重要。与教室管理系统类似,校园环境监控系统同样是以物联网为基础,通过智能感知校内的温度、湿度并进行最大限度的调控。当然,因室外环境较之室内环境更加复杂,需要感知的对象往往更多,如PM2.5值、风力等,因此实现起来技术也更复杂,建设周期也相应更长,可以在室内环境监控系统建成的经验基础上进行推广。
  校园安全一直是学校工作的重点与社会热议的话题。因此校园环境监控系统还应该承担起安全监控任务,通过高精度无盲点全方位覆盖的监控仪器对校内进行监控,如对烟雾浓度的监控可及时消除火灾隐患,出入口采用人像识别技术进行身份认证,校内贵重物品则通过遥感定位技术追踪其位置,若发生异常情况则立即通知安保部门采取相应措施。
  7.在线学习系统
  如果从狭义的角度定义学习这一概念的话,那么学校则是学生学习行为发生的主要场所。因此除了给师生提供智慧管理服务和智慧环境服务外,智慧校园还应该为师生提供一个统一的且拥有海量学习资源的在线学习系统。该系统应同时支持PC端和移动终端登录并提供无差别的服务,登录后,既可用其辅助课堂教学,也可以作为课后师生“充电”的工具。另外,该系统在设计的过程中还应融入个性化的理念,即对不同院系的学生推送不同的学习资源。以教育技术学专业学生为例,本专业学生登录在线学习系统时,将会推荐他们阅读《中国电化教育》、《电化教育研究》等电子期刊,提升学科素养。同时对其开放学术讨论版块,供师生们互动交流,促进协作学习。专业学习之余,还可以进入统一的公共平台浏览其他学科的知识,如国学、外语等,培养其人文素养,这也体现了学生需要全面发展的精神。
  8.校园BBS
  校园的生活应该是丰富多彩,健康向上的。校园BBS的设计就是为了给师生提供一个“发声”的平台,在这里师生可以畅所欲言,组织各种课外活动,结交各地良师益友。为了更好地给师生提供个性化服务,校园BBS系统还将运用大数据处理技术智能分析每个用户的偏好,并在线邀请用户参与感兴趣的话题、活动,若用户不在线则通过手机推送,最大限度地保证校内每个成员都不会错过参与各类活动的机会。校园BBS的建设,更多体现的是对人的精神世界的关怀,对于提升校园生活的品质,培养学生的社交能力具有重大意义。
  9.智能分析决策系统
  在日常各项事务进行的过程中,大到校园建设规划,小到课堂教学安排,都需要对之进行分析决策以得出最佳解决策略。但在条件复杂,信息量又大的情形下,短时间内作出最佳选择往往显得力不从心,智能分析决策系统的开发则会在很大程度上改善这一困境。只要用户向该系统提供相应的信息与条件,运用人工智能技术并结合语义分析策略,该系统就会很快分析出问题最佳的解决方案。从而提高决策水平与办事效率。   智慧校园应体现在方方面面,结合学校实际,笔者认为应包括智慧信息服务,智慧环境服务,智慧教学服务与智慧管理服务。而要做到这些,首先就要有相当数量的应用系统的支持,因此上述例举的应用系统只是一部分,在学校今后建设智慧校园的过程中,还应该有更多的应用系统投入使用。毕竟真正实现智慧校园服务,完全是在基础服务、数据服务、软件服务的基础上建立的,如果没有数据和软件服务的各种应用系统支撑,智慧化的服务将不能实现。[7]
  五、结束语
  智慧校园作为近年来数字校园建设的一个趋势,对于教育教学的改革,培养学生各方面的综合素质等方面无疑具有重大的现实意义。由于从智慧校园这一概念的提出到实施建设才仅仅持续数年,因此在理论建设与实践经验等方面尚处于起步阶段。对智慧校园建设的研究将是一个漫长的过程,但随着研究的深入,相关理论体系的不断完善,科学技术的不断成熟,智慧校园将不会再只是一种理念,它终究会成为现实。本文立足江苏师范大学具体校情,通过对学校数字化建设进程的初步探索,尝试构建了未来江苏师范大学智慧校园的建设框架,以期抛砖引玉,共同推进江苏师范大学数字化建设的跨越式发展。
  参考文献:
  [1]程艳旗.浙江大学智慧型校园建设探索[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/dfe4352c2af90242a895e5e9.htmlfrom=rec&pos=1&weight=18&lastweight=5&count=5,2013-10-10.
  [2]鲁东明.“智慧校园”已经不只是理念[J].中国教育网络,2011,(11):29.
  [3]宗平,朱洪,黄刚波.智慧校园设计方法的研究[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2010,(4):15-19+51.
  [4]黄荣怀,张进宝,胡永斌,杨俊锋.智慧校园:数字校园发展的必然趋势[J].开放教育研究,2012,(4):12-17.
  [5]王华.教育信息化.决策科学化.管理规范化——我校大跨步推进数字校园建设工作[N].江苏师范大学报,2013-6-16(3).
  [6]王运武.“数字校园”向“智慧校园”的转型发展研究——基于系统思维的分析思辩视角[J].远程教育杂志,2013,(3):21-28.
  [7]宋金州.深圳市智慧校园建设的框架与思考[J].教育信息技术,2013,(12):8-10+26.
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