淺談智慧校園建設
——以河源理工學校為例

歐陽磊(河源理工學校 廣東 河源 517000)

隨著信息技術的發展，大數據，云計算，網絡傳輸，網絡存儲，各類傳感器，控制器以及高速網接入的普遍應用，依托強大的計算機能力和集成能力，使得各類系統具備了智慧化的能力。作為傳播知識的重要場所，智慧校園的研究比其他行業的研究建設更為突出。河源理工學校是河源市委市政府為了落實省委省政府“雙轉移”戰略部署和實施“后發河源，教育先發”的戰略，整合市區中職教育資源，創建的一所大型的綜合性職業學校。創校以來河源理工學校取得了豐碩的辦學成果，共培養畢業生27000多人，為我市經濟社會發展輸送了一批高素質勞動者和技能型人才輻射帶動河源市中職教育發展。作為一所現代化的中等職業院校，河源理工建校之初就非常重視信息化校園的建設，目前已經實現了系統的整合統一門戶、師資管理系統、教務管理系統、學工系統、教職工進出校園、學生考勤、人車分流等智能管理。為了提高教師的信息化水平，提高教育教學質量，河源理工學校在智慧校園方面做了一些探索，并慢慢地運用到實踐當中，本人曾作為學校信息中心的一員參與了智慧校園的探索，本文結合我的工作實際和網絡上一些先進技術和其他學校的例子對智慧校園的介紹，關鍵技術和實例應用對智慧校園的建設進行了探索。

1 智慧校園介紹

2010年浙江大學在信息化“十二五”規劃中提到了“智慧校園”的概念。智慧校園指的是利用物聯網技術實現學生可以處處學習，教師可以智能備課授課，學生的管理消費能都能夠智能化，創建一個節能而又高效，環保，安全的校園。關于智慧校園的定義，各個專家都提出不同的概念。有學者提出了“智慧學習環境”的概念，認為智慧校園具有環境全面感知、網絡無縫互通、海量數據支撐、開放學習環境、師生個性服務等五個方面的特征。也有學者認為智慧校園具有互聯網絡高速泛在、智能終端廣泛應用、團隊協作便利充分、集體知識共生共榮、業務應用智能融合、外部智慧融會貫通等六個方面的特征。結合眾多專家的觀點，大體可以得出智慧校園主要具有如下特征:1．在網絡的運用中，智慧校園的建設更注重網絡的移動性和物聯網的建設，讓校園的中的學生，教師等各個成員和教室，教學設備，基礎設施等各類物品通過網絡連接在一起，實現隨時、隨地的網絡通信。2．應用各類傳感器和智能感應技術，檢測校園里人和物的實時信息。3．對從傳感器和其他智能感應技術獲取的信息進行存儲，并對其進行分析計算形成大量的數據源，通過對這些數據進行智能分析運用到校園管理中，協助進行科學的決策。

2 智慧校園的關鍵技術

信息技術是是校園信息化的發展的基礎，智慧校園的建設更是需要在各種先進技術的發展基礎下進行，一般來講建設智慧校園必須需要在物聯網技術，移動互聯技術，云服務，大數據等技術的支撐下才能順利進行。

2．1物聯網技術。關于物聯網技術，學術界和業界有各種不同的認識和觀點。從互聯網和物聯網進行對比來看，物聯網主要是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(GPS)、激光掃描器等各種信息傳感設備，把所有要用到的物品與互聯網連接起來，從而進行信息的交換和通信，用來實現智能化識別、定位、跟蹤和監控的一種網絡。目前比較流行的物聯網定義有:1)物聯網就是傳感網，只要給我們周圍的物品裝上傳感設備，這些物體就可以幫助我們進行識別環境，設備本身并不連接互聯網。2)物聯網是互聯網的補充網絡，不少專家認為互聯網指的是人們通過計算機連接形成的一個全球的網絡，主要為人與人之間的信息交換而服務;而物聯網的主體卻從人變成了各種各樣的物品，通過物品之間傳播交換信息從而達成為人類服務;從這個方面來講，互聯網相當于人類信息交換的動脈，物聯網就是毛細血管，兩者互通，物聯網是互聯網的補充。

2．2移動互聯。移動互聯是移動互聯網的簡稱，它是通過將移動通信與互聯網二者結合到一起而形成的。其工作原理為用戶端通過移動終端來對因特網上的信息進行訪問，并獲取一些所需要的信息，人們可以享受一系列的信息服務帶來的便利。從技術層面的定義，它主要以寬帶IP為技術核心，可以同時提供語音、數據和多媒體業務的開放式基礎電信網絡;從終端的定義，用戶使用手機、上網本、筆記本電腦、平板電腦、智能本等移動終端，通過移動網絡獲取移動通信網絡服務和互聯網服務。移動互聯網的特性有四個:1)終端移動性;2)業務使用的私密性;3)終端和網絡的局限性;4)業務與終端、網絡的強關聯性。

2．3云計算。云計算，是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，在網絡上配置為共享的軟件資源、計算資源、存儲資源和信息資源可以按需求提供給網上終端設備和終端用戶。云計算是推動信息技術能力實現按需供給、促進信息技術和數據資源充分利用的全新業態，是信息化發展的重大變革也是必然趨勢。按照云計算提供的服務層次可以分為三種:IaaS，基礎設施即服務，向用戶提供計算機能力、存儲空間等基礎設施方面的服務;PaaS:平臺即服務，向用戶提供虛擬的操作系統、數據庫管理系統、Web應用等平臺化的服務SaaS:軟件即服務，向用戶提供應用軟件、組件、工作流等虛擬化的服務。總的來說是云計算的核心就是虛擬化。

2．4大數據。指無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。大數據最重要的特點是5個“V”:1)Volume指的是數量巨大，從TB級別到PB級別、EB級別，甚至于達到ZB級別。2)Variety指的是數據類型繁多。3)Value指的是價值密度低。價值密度的高低與數據總量的大小成反比。4)Velocity:指的是數據處理速度快，這是大數據區分于傳統數據挖掘的最顯著特征。5)Veracity指的是數據來自于各種、各類信息系統網絡以及網絡終端的行為或痕跡。

3 智慧校園的應用實例

智慧校園的建設的主要目的是建設一個可以讓學生隨時學習的環境并可以把所有教育資源融合共享并實現智能管理學校的人和物的校園。這就要求能夠打造一個統一、高效、智能的管理服務平臺和信息服務平臺。可以通過物聯網和云計算平全而提升校園信息化應用與服務水平。為了實現這樣的一個智慧校園，我們需要實現的目標有以下幾個:1．能夠采集校園所有人和物的傳感器，包括各種智能感應設備;2．可以進行多網融合的環境，包括各種有線網絡、無線網絡、2G/3G/4G網絡;3，需要一個足夠大的數據存儲服務器，把各種信息進行存儲;4．擁有一個能夠提供各種服務的平臺。在物聯網、移動互聯、云計算和大數據的支持下可以完全實現這四個層次，并把智慧校園具化為以下幾個應用。

3．1實現身份識別。身份識別是智慧校園管理的基礎，可以通過升級之前的一卡通系統，把校卡變成具有射頻識別功能的標簽。由智慧管理中心對每個師生的校卡進行授權，可以識別教師和學生的身份。如果人員有變動也可以直接進行實時修改，從而達到對全校師生的統一管理。還可以把相關的信息用到學生的上課考勤和教師的會議出席情況管理，從而可以節約相應的人力資源和時間資源，校卡中還帶有追蹤定位情況，萬一有校園意外事件發生，可以及時定位師生位置進行處理。

3．2實現智慧教學。智慧教學的主要應用是智慧教室和智慧課程以及智慧考核。智慧教室，通過安裝各種傳感設備，可以智能管理教室。上課的時候通過自動設置場景，實現開關窗簾，空調，燈光等來實現一個適合上課的環境。還可以智能感應班上有多少學生來上課，人數齊不齊。除了智能調控上課環境外，在平時自習的時候，通過感應進來的學生數量可以控制燈光空調的開關，達到節能控制的要求。智慧課程通過網絡和平臺把課程的教學內容包括老師制作的微課等資料集合在一起，學生通過移動設備授權訪問可以自主學習和提問完成作業，教師也可以通過移動設備授權登錄修改教學資源，發布練習回到學生問題等，使得教與學不再局限于課堂而是可以做到隨時隨地。智慧考核則是可以通過平時課程的教學情況和成績分析對學生的學習和教師的教學做一個智能的評價。

3．3實現智慧圖書館。智慧圖書館是通過射頻識別技術，把每本書設置標簽，統一規范化管理。學生借書可以通過校卡自助辦理，系統會把相應的書籍記錄到學生的借書信息中。還書的時候，通過智能識別可以更好的給圖書歸類，放置回到相應的位置。

3．4實現智慧管理。智慧管理包括智慧安防、智慧樓宇、路燈管理模塊。智慧安防主要通過攝像頭，GPS，射頻識別等功能，智能感知異常數據并通過攝像頭記錄下來及時傳到監控中心進行報警，提高了校園的安全指數。智慧醫療模塊借助物聯網技術方便師生進行醫療感知與處理，同時教師與學生能享受智慧體檢等服務。智慧樓宇通過通過物聯網技術方便管理教學樓、辦公樓和宿舍樓，其中涉及宿舍的維修管理、水電管理、應急管理等等．路燈管理模塊實現對校園內所有路燈的智慧管理，實現路燈自動根據時間、天氣等的不同，來進行開啟與熄滅的操作。

4 結語

智慧校園可以大大優化教學環境，融合教學資源，提高學校管理水平。智慧校園讓課堂和真實的社會場景連接到了一起，讓理論和實踐有機結合起來激發了學生的學習興趣，培養了學生科學素養和學習的能力。因此建立一個智慧校園可以優化教育環境，深化教育改革，是現在學校教育發展的一個方向。智慧校園的建設有著廣闊的應用前景，必定又會在教育觀念、應用方法、安全和隱私、信息共享、標準制定等方面存在著風險。因而智慧校園的建設不能夠一步到位，應該分析學校實際情況，結合本地的網絡成熟度和教師學生對各種教育平臺的熟悉度而慢慢實施。目前河源理工學校主要實現了系統集成和數據統一管理，但離真正的智慧校園還有很大的差距。本文是本人對智慧校園建設的一些粗淺的探索，有不少不足之處，作為學校信息化建設工作的一員，我在未來的教學中將不斷探索智慧教學的手段，為學校的智慧校園建設貢獻自己的力量。