普適計(jì)算與智能校園

劉洪江

（阿壩師范學(xué)院，四川汶川，623002）

普適計(jì)算與智能校園

劉洪江

（阿壩師范學(xué)院，四川汶川，623002）

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，校園的學(xué)習(xí)方法多種多樣。普適計(jì)算環(huán)境下如何開(kāi)展教育，提高教育質(zhì)量，成為人們思考的話(huà)題。本文在普適計(jì)算的視角下研討如何構(gòu)建智能校園。

普適計(jì)算；智能校園；設(shè)計(jì)研究

0　引言

第三次科技革命以來(lái)，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及傳感器都發(fā)生了重要的變化，無(wú)論是信息技術(shù)的硬件支持條件還是軟件支持條件都有了改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)正在進(jìn)行著深刻的變革，并影響著人們的生活與學(xué)習(xí)的模式。智能校園的建設(shè)旨在讓人們通過(guò)普適計(jì)算實(shí)現(xiàn)自由化的學(xué)習(xí)，在校園內(nèi)隨時(shí)、隨地、隨身能夠獲取資源，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

1　普適計(jì)算

普適計(jì)算對(duì)于高校的師生來(lái)說(shuō)是一個(gè)較為陌生的概念，概念提出的時(shí)間較早，但是被人們的認(rèn)可發(fā)展了一段時(shí)間。著名的清華大學(xué)的教授徐光認(rèn)為：普適計(jì)算的本質(zhì)就是計(jì)算機(jī)背景條件下實(shí)現(xiàn)以人為本，將計(jì)算機(jī)真正融入人們的生活，讓人們像呼吸一樣自由的進(jìn)行計(jì)算機(jī)訪(fǎng)問(wèn)。普適計(jì)算給教育行業(yè)也帶來(lái)了重大的變化，催生了一種全新的學(xué)習(xí)模式—泛在學(xué)習(xí)模式。因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展的條件限制，這種學(xué)習(xí)模式還在探索的階段，但是智能校園的建設(shè)卻在逐步推進(jìn)，并深刻影響師生的校園生活。

2　普適計(jì)算下智能校園建設(shè)

2.1硬件條件的建設(shè)

要建設(shè)高效的智能校園，首先應(yīng)該保證其硬件條件。在全球的范圍內(nèi)要實(shí)現(xiàn)真正的網(wǎng)絡(luò)連接可能還需要一段時(shí)間，但是在較小的校園環(huán)境內(nèi)要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，卻是很簡(jiǎn)單的事情。因此高校應(yīng)該著力建立校園的網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備，主要包括三方面的內(nèi)容：智能學(xué)習(xí)終端、智能傳感器、與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。

（1）智能終端教育信息的來(lái)源與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。目前智能校園主要使用的設(shè)備為手機(jī)，基本上所有學(xué)生的手機(jī)都有網(wǎng)絡(luò)的功能，大量的手機(jī)不僅具有上網(wǎng)的功能，同時(shí)還具備一定的情景感知能力，如利用手機(jī)的藍(lán)牙可以對(duì)用戶(hù)進(jìn)行定位，這種功能讓教師或者是學(xué)生通過(guò)手機(jī)能夠完成教學(xué)信息的訪(fǎng)問(wèn)，完成內(nèi)容的教學(xué)或?qū)W習(xí)。隨著微處理器的發(fā)展，手機(jī)功能必將越來(lái)越多，智能校園的建設(shè)也將會(huì)有新的發(fā)展。

（2）智能傳感器。智能傳感器也是智能校園的另一個(gè)重要的設(shè)備，智能傳感器將計(jì)算能力放入到傳感器中，讓傳感器具有多種能力，不僅具有信息接收、采集的能力，同時(shí)還可以進(jìn)行濾波以及信息處理。智能傳感器的每一個(gè)傳感器就是一個(gè)信息處理的設(shè)備。智能傳感器對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行記錄，并定期進(jìn)行檢查，根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行內(nèi)容的調(diào)整，在空間上以及交互環(huán)節(jié)上，通過(guò)實(shí)地考察以及實(shí)踐活動(dòng)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。如生物課程上，教師將植物信息傳送到傳感器中，學(xué)生在經(jīng)過(guò)查詢(xún)之后了解這些植物的名字，并通過(guò)手機(jī)二維碼的識(shí)別擴(kuò)充對(duì)植物的了解。目前智能校園建設(shè)的設(shè)備中有不完善的傳感器，如何選擇傳感器的位置以及對(duì)傳感器的維護(hù)成為人們思考的問(wèn)題。

（3）無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)技術(shù)的推廣，導(dǎo)致無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)在校園網(wǎng)的建設(shè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，所占比重越來(lái)越大。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是鏈接信息資源跟智能傳感器的紐帶。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)讓傳感器不再是單個(gè)的感知單元，而幫助其實(shí)現(xiàn)信息交換以及協(xié)調(diào)，將感知的觸角伸向校園的每一個(gè)角落。

2.2學(xué)習(xí)資源的建設(shè)

學(xué)習(xí)建設(shè)資源的好壞是智能校園建設(shè)成敗的關(guān)鍵。智能校園建設(shè)背景下應(yīng)該科學(xué)合理的開(kāi)發(fā)各類(lèi)的教學(xué)資源，通過(guò)智能校園設(shè)備的使用調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓他們主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。關(guān)于普適計(jì)算環(huán)境下如何建設(shè)學(xué)習(xí)資源我們應(yīng)該遵循如下的原則：

（1）多樣化。普適計(jì)算環(huán)境下建設(shè)智能校園，應(yīng)該滿(mǎn)足學(xué)習(xí)資源的多樣化。除了具備傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)文本之外，還應(yīng)該滿(mǎn)足學(xué)生在不同設(shè)備之上移動(dòng)視頻資源的利用，讓多樣化的資源成為學(xué)習(xí)資源的組成部分；同時(shí)為了滿(mǎn)足多種終端的需要，在表現(xiàn)的形式也應(yīng)該呈現(xiàn)多樣化。如使用臺(tái)式計(jì)算機(jī)的HTML 網(wǎng)頁(yè)形式，使用手機(jī)設(shè)備的WML網(wǎng)頁(yè)形式。

（2）知識(shí)化。智能校園的建設(shè)應(yīng)該幫助學(xué)生解決各式各樣的的問(wèn)題。在解決問(wèn)題的過(guò)程中師生并不關(guān)注使用什么樣的形式以及內(nèi)容上的完整性。即使只是一個(gè)片段只要能夠幫師生解決需要也會(huì)受到他們的歡迎。因此，在對(duì)教育資源設(shè)計(jì)之時(shí)，應(yīng)該將單元

（3）微型化。用戶(hù)學(xué)習(xí)的過(guò)程用一個(gè)形象比喻就是一個(gè)堆積木的過(guò)程，用戶(hù)根據(jù)已經(jīng)具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)，之后按圖索驥的將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鏈接，不同的組合方式有不同的體驗(yàn)。知識(shí)點(diǎn)的聚合具有微型化的特點(diǎn)。另外，因?yàn)橐苿?dòng)設(shè)備較小，并且網(wǎng)絡(luò)連接的速度較慢，因此學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)也應(yīng)該微型化。

（4）智能化。智能化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一個(gè)方面是能夠針對(duì)使用終端的不同轉(zhuǎn)換成不同的格式；另一方面指的是能夠根據(jù)用戶(hù)本身知識(shí)水平的不同以及學(xué)習(xí)興趣的不同等進(jìn)行新知識(shí)的推薦或創(chuàng)建，為用戶(hù)的學(xué)習(xí)資源的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.3軟件系統(tǒng)的建設(shè)

軟件系統(tǒng)的建設(shè)是智能校園建設(shè)的關(guān)鍵所在。設(shè)備的不同，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同、環(huán)境動(dòng)態(tài)都對(duì)學(xué)習(xí)系統(tǒng)提出了自身的需求。從目前的情況來(lái)看，還沒(méi)有普適的軟件系統(tǒng)的解決方案，但是進(jìn)行歸納總結(jié)可以看出，在建設(shè)軟件支持系統(tǒng)之時(shí)，需要注意下面幾個(gè)問(wèn)題：

（1）支持無(wú)縫的遷移。智能環(huán)境建設(shè)中需要注意的是，用戶(hù)主體不會(huì)保證在一個(gè)環(huán)境之內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)，他們會(huì)在不同的環(huán)境之內(nèi)進(jìn)行穿梭，如在校園內(nèi)與教室內(nèi)；還有用戶(hù)還會(huì)在不同的類(lèi)型的服務(wù)軟件環(huán)境中穿梭。在這種情況下，如何能夠不影響學(xué)習(xí)者的使用體驗(yàn)，方便他們的學(xué)習(xí)，成為智能校園與普適環(huán)境思考的問(wèn)題。

（2）支持情感感知。智能校園的建設(shè)利用情景感知技術(shù)為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)。這里所提到的情境指的是一種描述與用戶(hù)和其目前所處環(huán)境的信息，這些信息不僅包括人物，而且包括時(shí)間、物體等。情景感知是系統(tǒng)具備依據(jù)用戶(hù)任務(wù)的需求，使用情境向用戶(hù)提供相關(guān)信息和服務(wù)的能力。這種能力是建立在支持上下文交互基礎(chǔ)上的系統(tǒng)平臺(tái)，平臺(tái)可以通過(guò)對(duì)信息的獲取，處理與應(yīng)用，詳細(xì)并準(zhǔn)確的判斷出用戶(hù)的學(xué)習(xí)歷程，從而為用戶(hù)提供更加符合需要的學(xué)習(xí)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)按需提供。

（3）支持異構(gòu)平臺(tái)與多語(yǔ)言需求。普適計(jì)算環(huán)境是異構(gòu)的全球網(wǎng)絡(luò)，異構(gòu)的模式?jīng)Q定了其智能模塊的建立基礎(chǔ)是不同的支撐與語(yǔ)言的平臺(tái)，這就要求智能校園內(nèi)的學(xué)習(xí)軟件能夠滿(mǎn)足異構(gòu)模塊與多種語(yǔ)言的支持。

3　結(jié)語(yǔ)

雖然目前的環(huán)境條件下還不能實(shí)現(xiàn)真正智能校園的建設(shè)，完成學(xué)生無(wú)所不在的學(xué)習(xí)，但是作為一種未來(lái)的期待，智能校園的建設(shè)正在被人們所關(guān)注。當(dāng)前我國(guó)政府已經(jīng)建立了泛在信息社會(huì)戰(zhàn)略。泛在信息社會(huì)指的是人們能夠隨時(shí)隨地的接受信息，不受更多條件的制約，未來(lái)智能化將會(huì)越來(lái)越貼近人們的生活。基于此，本文在對(duì)普適計(jì)算進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)之上，從硬件設(shè)施、學(xué)習(xí)資源與軟件平臺(tái)三個(gè)方面剖析了普適計(jì)算背景下，如何建設(shè)智能校園。

［1］ Weiser，M.The computer for the twenty-first century［J］. ScientificAmerican，1991，（3）： 94-100.

［2］ 張潔，王以寧，等.普適計(jì)算支持下的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育，2009， （5）：9-11

Pervasive Computing and smart campus

Liu Hongjiang
（ABA Teachers University，Wenchuan Sichuan，623002）

With the development of computers，learning a variety of campus.Pervasive computing how to develop education，improve the quality of education，as people think about the topic.In this paper， the perspective of ubiquitous computing research on how to build intelligent campus.

pervasive computing；intelligent campus；Design

基于普適計(jì)算的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)解決方案；項(xiàng)目編號(hào)：ASB13-16知識(shí)轉(zhuǎn)換成知識(shí)點(diǎn)的知識(shí)，以迎合師生的需要。