推進特教學校“智慧校園”建設

●李建峰

推進特教學校“智慧校園”建設

●李建峰

寧波市特殊教育中心學校以物聯網、云計算、大數據處理、無線網絡等為基礎，以互聯網與智能設備等為鋪墊，建設智慧校園。學校逐步形成了無線互聯網辦公環境，智能化開放式學習環境，創建了寧波市智慧特教平臺。

特殊學校；智慧校園；云桌面；電子書包；創客空間

智慧校園指的是以物聯網、云計算、大數據處理、無線網絡等為基礎，以互聯網與智能設備等為鋪墊，而形成的智慧化校園工作、學習和生活一體化環境，這個一體化環境以各種應用服務系統為載體，將教學、管理和校園生活進行充分融合。

2014年底，寧波市特殊教育中心學校在學校落成搬遷之際啟動了智慧校園建設，成為寧波市首批智慧教育試點單位，力求打造一所信息化的特殊教育中心學校。

一、“智慧校園”的功能定位

（一）環境全面感知，進行數據收集

校園內布置諸多傳感器，如監控、RFID、WIFI等。傳感器可以隨時隨地感知捕獲和傳遞有關人、設備、資源的信息，比如學生的學習情境、學習時間、學習空間、學習伙伴、學習活動等，學生個體特征學習偏好、認知特征、學習狀態、學習風格等，學生的生活習慣、體質鍛煉的檢測等。

（二）無線互聯網的移動辦公、學習，開放的學習環境

基于網絡和通信技術，特別是移動互聯網技術，如物聯網、藍牙、WIFI、4G等，智慧校園將支持所有軟件系統和硬件設備的連接，信息感知后可迅速、實時的傳遞，實現協作學習、協同工作。教育資源環境從“封閉”走向“開放”，讓學生沖破教科書的限制，讓學習從課上拓展到課下，讓有效學習在真實情景和虛擬情景都得以發生。

（三）海量數據及數據挖掘，提供個別化服務

智慧校園可在“海量”校園數據的基礎上，構建模型，預測方法，對信息進行趨勢分析、展望和預測，同時通過智能推理，做出快速反應、主動應對。智慧校園還可以根據學生校園生活、學習等諸多數據，為學生提供個別化學習定制等保障服務。

未來的智慧校園，師生在校園里，學校能智能地感知到他們的存在，并可以無處不在地為他們的任何需求提供幫助，這是特殊群體所需要的智慧特教。

二、“智慧校園”建設的主要內容

目前我校在“智慧校園”建設道路上的探索主要有智能樓宇集成管理系統、智慧校園卡、云桌面系統、電子書包、創客空間、寧波市特殊教育“智慧特教”平臺等。

（一）學校基礎設施配備

學校網絡采用三層拓撲結構，核心層配置了一臺H3C10508-v萬兆交換機，樓宇匯聚層與核心萬兆對接，千兆到桌面的有線網絡布點，另有雙頻600兆的無線網絡覆蓋全校，為“智慧特教”建設提供了良好的基礎保障。

每間教室都配置了70寸智能交互型多媒體教學一體機，為師生提供良好的教學環境。

學校配有1間微格教室和4間錄播教室，方便教生進行課堂錄播、微課和優課制作。

（二）智能樓宇集成管理系統

“智慧校園”有多個智能化子系統，如安防監控（入侵警報）、信息發布、智慧校園卡、物聯網智能家居、IP廣播、配電系統等。智能樓宇集成管理系統是通過計算機網絡、工業總線等通信技術實現對各個智能子系統的集成，實現各系統的互通、互聯、數據采集、交換、設備回控及跨系統的聯動。該系統不是對弱電系統功能與界面的簡單重復，也不是對子系統的所有配置的簡單拷貝，而是將整個智能中心監控及管理所需的重要信息綜合起來，通過對各被集成子系統的信息的整合，生成智能中心運行管理所必需的綜合信息數據庫，提供給智能中心管理部門，從而對所有全局事件進行集中管理，進而為綜合性全局決策提供依據。例如：學生在佩戴智慧校園卡或智能手環時，被識別到在危險區域長時間逗留或上課時間不在規定考勤范圍之內，該系統將會后臺報警或聯動監控提醒相關人員判斷；重點區域視頻監控會根據預警情況，提醒相關人員判斷；設備故障自動提醒相關人員處理。

智能樓宇集成管理系統還開發了基于三維仿真建模的管理功能，實現在三維界面下查看設備分布和工作狀態，并進行各系統的控制。目前智能樓宇集成管理系統各子系統對接已近尾聲，正在做最后的調試測試。

（三）智慧校園卡

智慧校園卡是寧波智慧教育主推項目之一，該卡的邏輯設計即為：RFID+市民卡+主賬戶關聯，物理上由2.4G有源RFID卡套和PBOC3.0標準的市民卡組成。集“遠距離讀取、身份感知、行為感知、大公交、小額支付”等多項功能于一體。通過“優化升級校園應用”和“創新支持校外支付”，打通了校園內外的壁壘，實現了智慧校園卡的跨區域應用，達到一卡多用、一卡多能的目的。學校根據特殊兒童特點，在寧波市智慧教育推出的智慧校園卡的基礎上，做了進一步深化創新，開辟出新型特殊教育學校校園管理模式，旨在建設寧波市智慧特殊教育。

1.RFID卡套：2.4G有源RFID電子標簽部分主動發射射頻信號，讀寫距離較遠，配合2.4G閱讀器，主要用于校門出入記錄和走班考勤；

2.市民卡：市民卡部分讀寫距離較近，主要用于校外公交和銀聯消費使用；校內刷卡消費、圖書借閱、校訊通等。

3.搭建強大的學校智慧校園卡系統硬件系統，學校內共布置室內RFID閱讀器300臺、室外RFID閱讀器26臺。

4.開發RFID智能手環。智能手環一方面在手環中植入定制功能模塊，用于學生運動健康數據記錄；另一方面，作為智慧校園卡的輔助，開發危險區域預警等其他預警功能。

5.在校門考勤和走班考勤的基礎上，增加上課考勤、住宿考勤、消費記錄等。

6.微信訂閱智慧校園卡服務平臺，為學生家長與學校提供交流的平臺。整個微信服務平臺包含信息展示平臺和信息互動平臺，信息展示平臺主要以微網站的形式展示學校最新校內資訊，信息互動平臺主要是為學生家長與學校提供交流的平臺，互動平臺將提供學生校園行為查詢、校園行為分析結果推送等功能，包含校門考勤行為、上課考勤行為、消費行為和運動健康行為。

智慧校園卡還與智能樓宇集成系統對接，使用RFID和三維建模，實現人員實時精確定位。

（四）云桌面系統

作為“智慧校園”建設中的另一大亮點與趨勢，云桌面系統相對于傳統PC是一種全新的計算模式。云桌面系統數據的計算和存儲，都在數據中心的服務器和存儲設備上，是一種集中式的計算模式，用戶終端設備只用于輸入和輸出，顯示器上顯示的只是服務器上傳輸過來的圖像變化量。

云桌面系統利用桌面虛擬化平臺軟件，將服務器（群）改造為云桌面平臺，為每個用戶提供一個獨立的虛擬化的云桌面。云桌面服務器群全部托管在數據中心，用戶可以通過遠程桌面協議，利用各種終端設備連接使用。即使采用精簡、低成本的云終端設備，也能獲得跟一臺性能強大的PC一樣的使用效果。

智慧教室之創客空間　攝影　戴美

數據中心的每臺服務器被虛擬成多個虛擬化桌面（配置根據需求自定義），每位師生都擁有一臺獨立的、屬于自己的在數據中心運行的云桌面。

教師和學生無論通過何種終端設備，教師、學生自己的電腦、平板、云終端、手機等等，都可以訪問到自己專屬的云桌面，并且無論何時訪問，獲得的云桌面都是一致的，這大大增加了桌面使用的靈活性。

云桌面系統的優點不僅止于此，還有信息更安全（臺式機怕硬盤損壞）、維護更方便（遠程配置）、更加節能（瘦客戶機5W-10W）等。

學校目前配置云桌面系統120個并發終端，正在服務于教師日常辦公和教學，下一步學校擬規劃建設云桌面機房和圖書閱覽室。屆時，學生亦可使用云桌面系統進行學習。

（五）電子書包

電子書包作為一種智能學習伙伴，為學習者創設了新型的信息化學習環境，電子書包的出現不是替代傳統教學，而是促進教與學形式的改變。新的技術和資源出現時，我們特教學校更不能趨之若鶩，而需要站在學習者和教育者的角度上考慮它是否真的能促進教學，更應該利用現有的教學資源和教學手段與新技術相結合，從而使教學達到最優化。

2015年，我校結合SEEWO70寸教學多媒體一體機，實驗性采購了一套電子書包設備，用于教育試驗和研究，作為“智慧特教”的研究和嘗試，效果還待時間檢驗。預計2017年，學校還將繼續采購幾套電子書包，延伸嘗試。

（六）創客空間

我校成功制作了《微信鎖》，并于2016年4月28日，在海南省華僑中學舉辦的“DFRobot杯”第四屆全國中小學機器人教學展評暨首屆校園創客作品展活動中，榮獲機器人教學基本功競賽高中組一等獎的第一名。

《微信鎖》的主題框架主要基于微信公眾號的API，通過掃描二維碼的方式，獲取掃描者微信的openid，以該openid作為認證基礎，在服務器端進行后續操作，最后給鎖一個開門或者關門的信號，鎖獲取信號后即可驅動電機開關門。

創客空間可謂是“頭腦風暴”，在這里，有共同興趣的人們可以聚會，社交，展開合作，在互聯網的背景下，他們可以利用開源硬件和互聯網，把更多的創意轉變為產品。這樣一個萌發“智慧特教”的基地，相信在某一天，“智慧特教”的某一項應用將在這里產生。

（七）建設寧波市智慧特教平臺

寧波市智慧特教平臺以寧波市特教指導中心、寧波各區特殊教育學校、寧波所有隨班就讀學校教育管理、教育教學資源實現分布式集中存儲業務為主線，以數據標準建設、平臺規范、數據安全、數據交互共享為支撐，重點建設各類特教數據庫、教育綜合服務和管理。

特教平臺學生數據采用“一人一檔，人檔對應”原則，以個性化教育為宗旨，記錄每一個特殊學生在校的成長歷程。目的是根據每個特殊學生特點，尋找適合他們的成長道路和教育方式。

特教平臺集學習、活動、德育、身心健康、康復情況等記錄于一體，除對學業水平的客觀分析外，更以照片、視頻等媒體方式，形象展示學生成長過程，面向教師、學生、家長、社會公眾，共同參與。

智慧教育方興未艾，智慧特教實踐永無止境，我們特校必須緊緊把握這一機緣，不斷開拓創新，奮力拼搏。

（作者單位：浙江省寧波市特殊教育中心學校，315202）

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