以教育教學信息化為核心的高校智慧校園建設探討

吳振輝 王寶祥

摘 要：本文針對當前教育教學改革創新對高校智慧校園建設的新需求，對智慧校園的基本概念進行了簡要介紹，說明了智慧校園的基本技術特點，并依據我國最新國家標準《智慧校園總體架構》，簡述了高校智慧校園建設的架構，著重分析了智慧校園基礎環境和教育教學信息化建設的策略，對高校進行智慧校園的需求分析、整體規劃、方案設計和實際建設具有一定的參考價值。

關鍵詞：智慧校園；教育信息化；架構模型

中圖分類號：G647文獻標識碼：A

智慧校園是高校教育信息化與物聯網相結合所表現出來的具體形式，是“互聯網+”概念與當前教育信息化發展現狀相互融合的結果。[1]從20世紀末以來，在高校教育教學中，互聯網領域的語音通信、多媒體和網絡課堂等技術得到廣泛地運用，涉及計算機輔助教學、計算機輔助管理、網絡化教學以及網絡課程等。校園基礎環境、管理系統和業務系統等多元素的集成和統籌應用是本世紀校園信息化的主要特點，得益于業務系統的廣泛應用，校園信息化促進了教育教學質量的提高，因此校園信息化建設也得到高校普遍關注。為規范智慧校園設計和實施過程，國家標準化管理委員會于2018年6月27日發布了《智慧校園總體架構》[2]的國家標準，為高校智慧校園建設提供規劃指導。

1 智慧校園的定義及特點

1.1 智慧校園的定義

國家標準《智慧校園總體架構》將智慧校園定義為“物理空間和信息空間的有機銜接，使任何人、任何時間、任何地點都能便捷地獲取資源和服務”，[2]其主要特點是物聯網和人工智能、移動互聯網、云計算、大數據等最新的通信技術手段相結合，以“互聯網+”的思維重構高校信息化模型，將高校各個單位的信息孤島集成為一個信息共享、業務互通的有機整體，以打造一個具有人物感知、業務協同和服務及時的新型高校信息化校園環境，為高校進行教育教學、科學研究、日常管理和師生服務等提供一個統一的保障服務平臺。[3]

1.2 智慧校園的技術特點

從技術的角度分析，智慧校園具有以下主要特點：

（1）以高速光纖通信為基礎，打造基于有線網、無線網和物聯網等多網融合的異構網絡，滿足師生對校內外網絡資源的隨時隨地獲取。

（2）利用物聯網、傳感器和多媒體技術，實現對校園環境要素的實時感知。

（3）基于數據共享標準，建立統一的基礎設施平臺，實現全校非敏感數據的共享，打破各個業務子系統的信息孤島。

（4）借助于云計算和圖像視頻處理等技術，為師生提供計算機輔助設計、虛擬仿真、增強現實等功能，以輔助教育教學及實驗實訓的順利開展。[3]

（5）針對學校教學產生的各種數據信息，運用數據采集、大數據和機器學習等數據收集、分析和挖掘技術，總結出教育教學過程中產生的指標數據，為提高和改進教學質量提供數據支持。

2 智慧校園的總體架構模型

智慧校園建設是一項綜合多項技術和資源的系統工程，涉及校園主干網絡、各類業務系統和統一數據平臺建設等內容，同時還需建立并落實相應的組織管理、安全防范、運維保障以及人員發展規劃等制度。以高校數字化校園建設的常見基本模型和技術架構為技術基礎，結合高校信息化發展的實際情況，依托于“互聯網+”時代的物聯網、移動互聯、云計算、虛擬現實、人工智能、大數據、網絡融合等最新技術理念，以國家標準《智慧校園總體架構》為規劃指導，高校智慧校園建設的總體結構（如下圖）如下：

根據標準《智慧校園總體架構》，智慧校園的總體架構可分解為信息安全體系、支撐層、基礎設施層和應用終端等部分。

（1）基礎設施層?；A設施層包含數據庫、服務器和校園信息化基礎設施，是應用平臺層和支撐平臺層的硬件基礎。基礎設施層提供有線、無線、移動網和物聯網等網絡通信服務，保障應用系統大數據資源的匯集存儲以及物聯網的廣泛感知應用。

（2）支撐平臺層。涉及到數據交換、處理和服務以及支撐平臺、統一接口的建設，是整個智慧校園的云計算平臺。

（3）應用平臺層。應用平臺層涵蓋智慧教學資源和環境以及智慧校園服務和管理，是高校各種業務系統在智慧校園內的實際應用體現，可為高校師生員工提供廣泛的應用服務。

（4）應用終端。應用終端包括用戶和接入訪問兩方面，訪問者以各種終端設備為接入點，通過智慧校園的統一身份管理平臺，針對校內外教育教學資源，實現實時安全訪問。

（5）信息系統安全體系。主要包含智慧校園的安全管理、安全運維和安全技術防護等多個體系，對智慧校園框架整個體系的穩定運行提供保障作用。

3 智慧校園建設主要策略

在高校智慧校園建設各項任務中，智慧校園基礎環境建設和教育教學信息化建設是重中之重，其主要建設策略如下。

3.1 智慧校園基礎環境建設

根據《智慧校園總體架構》標準和教育信息化建設經驗，數字化校園基礎環境在智慧校園建設中起基礎支撐作用。以現有數字化校園基礎設施為依托并對不滿足智慧校園建設要求的部分升級改造，通過異構網絡技術，打造多網融合的校園信息化基礎設施，集成數據庫、服務器和校園信息化基礎設施為統一的基礎設施平臺，打造面向高校各個業務應用的支撐平臺，實現數據標準的統一，確保智慧校園基礎環境對教育教學信息化的基礎保障作用。智慧校園基礎環境建設通常涉及以下幾項：

（1）以智慧校園的總體框架為依據，針對高?，F有的數字化校園網絡環境，打造多網融合的基礎網絡環境；加強互聯網安全改造，構建防護和追查為一體的互聯網安全體系；建設和完善校園有線無線一體化統籌建設，實現隨時隨地多終端互聯網接入體驗。

（2）以服務于高校業務系統為原則，建設集中統一管理的云服務平臺，規劃學校統一標準的數據存儲、業務運行和日常服務制度，學校根據自身實際情況，打造專有的虛擬化云平臺環境，實現軟硬件資源的統籌管理。

（3）建設可實現各個業務系統數據流轉的統一數據共享和應用平臺；基于學校實際情況，打造統一的身份認證系統，規范學校信息門戶平臺，實現學校對外信息發布網站的統一管理和維護。

3.2 教育教學信息化建設

教育教學資源建設與應用是智慧校園建設的重要任務，是進行教育信息化應用的基礎[4-5]。教學數字化資源建設主要包含教學資源庫的建設，通過打造專業特色明顯的網絡課程平臺，豐富理論與實踐相結合的數字化實訓實習資源基礎，增強與校外電子資源庫合作，實現特定校外資源的安全快捷訪問，進而提升智慧校園對教育教學的保障服務能力。

（1）利用互聯網技術快捷獲取資源的特點，打造校外云平臺和學校自建云平臺資源相結合的教學資源共享體系，實現對教學課程內容制作、教學過程和教學反饋等多個環節的跟蹤和服務。

（2）根據不同專業實訓教學的需求，依托于互聯網、虛擬現實和現實增強等技術，建設適用于不同專業的實訓數字化教學資源。

（3）根據學校所在地區和本校教學科研需求，通過外購和自建方式搭建符合本校特色的數字化資源軟硬件平臺，打造具有專業特色的綜合性數字化信息資源教學庫。

（4）建設信息化技術和教學、科研及實習實訓相結合的多重應用平臺，構建基于云計算技術的智慧校園教學、互動和反饋平臺，實現教學過程和結果互動反饋，進而促進高校教學質量提高。

4 結語

為更好地建設高校智慧校園，發揮智慧校園對教育信息化及教育教學改革與創新的促進作用，本文以國家標準《智慧校園總體架構》為基礎，探討和分析了智慧校園的總體架構和內容框架設計的要求，總結以教育教學為核心的智慧校園建設的主要策略，為高校智慧校園的規劃與建設提供理論基礎和參考依據。

參考文獻：

[1]劉樂群，史君華，劉路路.“互聯網+”時代智慧化校園建設探索[J].計算機教育，2015（24）：131-133.

[2]GBT36342-2018，智慧校園總體架構[S].

[3]吳欣頎，仇鵬.智慧校園背景下的高校學生培養淺析[J].科技創新導報，2013（28）：101.

[4]劉邦奇，孫曙輝.“互聯網+”背景下高校智慧校園技術系統建設框架設計[J].中國教育信息化，2017（21）：61-66.

[5]蔣東興，付小龍，袁芳，蔣磊宏.高校智慧校園技術參考模型設計[J].中國電化教育，2016（9）：108-114.

作者簡介：吳振輝（1985-），男，碩士，助教，研究方向為計算機網絡；王寶祥（1975-），男，碩士，講師，研究方向為計算機應用、教育信息化。