智慧校園建設應用與實踐

摘? 要 闡述建設智慧校園的意義，以南京市溧水區為例，深入探究智慧校園建設應用與實踐，并總結相關經驗與啟示，以期為其他地區推進智慧校園建設提供借鑒和參考。

關鍵詞 南京市;溧水區;智慧校園;教育信息化;教育物聯網平臺;智慧校園系統;大數據;人臉識別;智慧班牌

中圖分類號：G637? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）15-0022-03

1 前言

智慧校園建設促進了學校的教學智能化、便捷化，是學校建設和人才培養的重要組成部分，關系著學校師生的安全、健康、教育和生活。2016年7月，教育部在《關于新形勢下進一步做好普通中小學裝備工作的意見》中首次提到并鼓勵探索建設智慧校園。2018年4月，教育部又在《教育信息化2.0行動計劃》中明確提出：“智慧教育創新發展行

動，以人工智能、大數據、物聯網等新興技術為基礎，依托各類智能設備及網絡，積極開展智慧教育創新研究和示范，推動新技術支持下教育的模式變革和生態重構。”2018年6月，為進一步讓中小學智慧校園建設落地，中國國家標準化管理委員會出臺了GB/T 36342—2018《智慧校園總體框架》。

雖然國家出臺了相應的指導意見以及建設標準規范，但是如何根據本地的情況以及經濟發展水平制定符合本地特色的智慧校園建設路徑，則需要進行詳細規劃。南京市溧水區積極響應，以此為指導綱領，并根據《江蘇省中小學智慧校園建設指導意見（試行）》《南京市中小學智慧校園建設指導意見及評估細則》等文件的具體要求，積極推進區屬學校智慧校園創建工作。

2 建設智慧校園的意義

智慧校園是指充分利用物聯網、云計算、移動互聯網等新一代信息技術的集成應用，是以物聯網為基礎的智慧化的校園，為學生提供一個安全、舒適、便利的現代化、智慧化學習環境，形成基于信息化、智能化的管理與教學。對于學校來說，建設智慧校園是為了充分利用好信息化手段做好校園一體化智能管理，實現上傳下達、日常辦公、綜合協調、后勤保障等工作的移動化、協同化，增加師生的歸屬感，提升學校的核心競爭力，達到與教學無縫連接，讓校園管理更好地為教學服務，實現優質高效的可持續發展。對于教師而言，可以利用智慧校園系統做好學生學情分析，減輕批改作業負擔，用高端技術規范學生行為習慣，減少教育教學準備時間，提高課堂教學的互動性。

3 建設應用與實踐

溧水區現有各級各類學校143所：幼兒園（班）86所，其中村辦點42個;小學28所（包含分校區及教學點15個，實為13所），初中15所，普通高中三所（四星高中兩所），中小學實際合計31所;中等專業學校一所;特殊教育學校一所。擁有在校生57 025人，其中中小學在校生43 130人;教職工5700人，其中中小學教職工3721人。“十二五”至“十三五”期間，溧水區基本完成了“三通兩平臺”建設，同時大力提升區內教育系統軟硬件建設。2016年，溧水區又投入巨資打造了全新的溧水教育城域網和區教育數據中心，實現市、區、校三級互聯互通和統一登錄;全區統一建設了“一個平臺、兩個中心、三大系統”，即溧水教育智慧教育云平臺，大數據管理中心、智慧管理中心，智能化教學系統、開放式學習系統、教學過程評價系統。2018年初，為更好地利用現有平臺對學校硬件進行管理，讓信息化設備、設施發揮最大的應用績效，解決教育信息化建設中學校和教師最大的需求和痛點，溧水區決定啟動智慧校園建設項目。

教育物聯網平臺? 2018年，溧水區智慧校園建設開始啟動。首先在部分農村初中校嘗試以物聯網技術建設智慧校園，在智能感知、智能控制、智能管理方面進行創新探索，建設物聯為基、數據驅動的教育物聯網平臺。通過物聯網平臺，能夠將校園中的各種智能感知設備產生的數據和各科室信息化系統產生的數據進行集中匯聚、清洗、挖掘、創新，對校園整體運作進行優化，這也是進行智慧校園建設的前提條件。

教育物聯網平臺的整體架構由終端感知、回傳網絡、物聯平臺、業務應用四個層次構成，通過紅外遙控、溫濕傳感、水浸傳感、煙霧傳感、智能門鎖、風扇調速、人臉識別、空氣開關等傳感終端將數據信息遠程推送給監測、智能管理和策略控制系統，從而實現宿舍、教室、餐廳、圖書館、機房、實訓室等不同應用場景中設備遠程調控、教室環境調控及教學分析。經過一年多的施工建設，有八所學校的教育物聯網平臺已取得初步成效。平臺整合了錄播、空氣凈化、窗簾、空調、書柜、班牌、教學多媒體、數字廣播等八種常規應用，學校的能耗分析、設備的實時狀態、用電安全分析、實時告警提醒等都可以通過一體化融合平臺得到最直觀的展示，能幫助校長及學校管理人員迅速并精準地了解實際情況，還可以通過手機隨需設置相關情景模式，便于學校管理、簡化運維，節省人力成本。

智慧校園系統? 教育物聯網平臺的建設，為溧水區智慧校園系統的建設積累了寶貴的經驗。隨后，溧水區整體規劃了20所學校的以人臉識別為基礎核心的智慧班牌項目，采用頂層設計、開放平臺、集中采購的建設方式，批量部署電子班牌、人臉識別終端等設備，將其作為智慧校園系統的基礎設施之一，不斷地進行應用拓展。智慧班牌項目建設有利于在全區層面統籌智慧校園建設，形成區級平臺和校級終端無縫整合、信息聯動、數據集中的應用格局。

溧水區智慧校園系統由人臉識別電子班牌、校級大數據平臺、應用商店、手機APP等多個項目構成，旨在將人工智能、移動互聯網、物聯網、大數據、智能顯示等最新技術運用于校園管理，通過精確梳理校內各類數據和信息，搭建集學校日常管理和綜合服務為一體的信息化軟硬件平臺，推進以人工智能以及大數據服務為核心的智慧校園建設和發展，從數據采集自動化、校園管理信息化、教育資源均等化、家校互動平臺化等多個領域開展智慧校園創新服務（圖1）。

1）人臉識別電子班牌。基于全人臉識別的智慧型電子班牌，作為智慧校園基礎設施部署入校，可通過人臉識別、智能語音控制等新穎交互技術，將家校留言、視頻通話、學生綜合素質評價、彈性離校等功能整合應用，脫離傳統的以班級文化展示為主的簡易型應用。

2）校級大數據平臺。智慧校園大數據服務平臺，對全校電子班牌、人臉識別道閘、人臉識別宿舍系統、訪客系統、全校統一信息發布等系統進行實時管控，實時收集各類信息，并進行深入挖掘、綜合利用，形成校級大數據展示（圖2）。

3）應用商店。應用商店是整個系統具有良好的靈活性和擴展性的重要體現，主要由智慧校園平臺應用中心授權管理、接入標準、開發接口，前端電子班牌嵌入式要求、移動端APP嵌入式要求等組成（圖3）。

4）手機APP。建立智慧校園APP應用，按照開放整合的方式，打造基于移動互聯網的信息交互體系，方便教師和家長日常使用。教師APP方便全校教師隨時隨地使用智慧校園及電子班牌系統的各項功能，智能語音控制電子班牌、語音學生評價，極大地減輕教師日常使用的負擔。同時，校園教師APP平臺還整合了學校日常教務教學、家校互動等功能。通過家長APP（或微信小程序），家長只需綁定子女，即可隨時查看子女、班級及學校的動態信息，子女的留言信息，或實時與孩子通話等;還可以綁定家長照片上傳，用于校園人臉識別的安全接送應用。

5）校園門衛安全管理。通過全學校訪客管理系統，傳達室智能管理終端可方便管理學校訪客：訪客到校后，可通過刷身份證登記并確認訪客身份;訪客入校后，到訪信息將推送至被訪者教師手機APP上。學生出入校可實現電子班牌上請假聯動，在請假批準的情況下，學校門衛訪客終端上顯示已經批準出校學生的照片等信息，出校信息將同步推送至家長手機APP上。

6）電子白板顯示對接系統。采用植入式軟硬件，將電子白板與智慧校園電子班牌后臺實時連接，根據課表及上課時間的平臺設置，在課間休息時顯示電子班牌重要的提示內容，是延伸電子班牌重要內容的顯示載體。

7）會議及培訓人臉簽到系統。會議室安裝電子班牌一體機，由智慧校園平臺進行管控，可顯示當前會議/培訓名稱，同時對與會教師進行人臉識別簽到，后臺進行學時統計。

8）學生彈性離校系統。將現有人臉識別電子班牌、教室電子白板、校門人臉識別終端、校園LED大屏等設備進行整合運用，安裝學生彈性離校系統，按照學生及家長刷臉自助使用的方式，安全有效地實現彈性離校功能和服務，減輕學校管理負擔。

9）校門LED大屏對接系統。通過對接系統將校門LED大屏連接到智慧校園平臺，用校園手機APP進行控制，可以實現語音錄入歡迎詞、發布校宣傳圖片、班級放學狀態實時同步等新功能，提高使用效率。

4 建設經驗與啟示

溧水區智慧校園系統將人臉識別技術全面運用于智慧校園管理和服務，通過一個平臺管理全校所有學生的人臉識別特征庫，可對出入校管理、圖書館、宿舍、校車、教師APP等進行人臉識別基礎支持，實現跨場景、跨應用的系統性整合，從而創新出新穎易用的智慧校園新模式。目前，南京溧水商業幼兒園已經全面啟用家長刷臉入園接送孩子，溧水開發區小學已經全部實現師生進出校刷臉登記。

硬件建設原則? 智慧校園硬件建設應按照“充分利舊”的原則，以設備整合為手段，利用學校現有終端設備，可以將學校已有的電子黑板、走廊宣傳屏、校門口LED大屏、一卡通等設備進行無縫整合，接入智慧校園平臺，與新建設備一起實現所有終端的一體化管控與應用，實現無壁壘的智慧化應用。而開放式的功能架構體系，方便對接學校未來采購的各類軟硬件系統，保持系統化整合的持續生命力。目前，石湫小學、狀元坊小學已經做了多項應用的整合，效果良好。

簡潔易用為要求? 智慧校園系統應以簡潔易用為要求，力求良好的體驗和感知度。系統可以分別從校長、教師、學生、家長等不同維度來進行需求響應和功能設計，將校長的管理思維物化，重構智慧化的校園管理和服務。在產品選擇上追求良好的硬件工業設計和簡潔優美的軟件界面，讓使用者擁有良好的操作體驗，改變信息化產品采購后使用率低的情況。

數據整合為目標? 通過智慧校園建設，對現有數據進行整合，可以實現校級大數據服務應用。通過對學校、班級、學生的大數據分析支持，可以為學校日常管理提供數據支撐;對考勤記錄、請假記錄、考核記錄、獎懲記錄、點評記錄等進行綜合匯總，可以形成學生個人成長檔案。智慧校園平臺還能提供完善的應用商店、應用中心管理開發接口和準入規則，提供豐富的對外接口，為以后加載、擴展、融合其他系統模塊提供便利，滿足學校的發展需要。

5 結語

截至2019年底，溧水區所屬中小學中已經成功創建南京市智慧校園示范學校14所、南京市智慧校園合格學校八所，并全部申報參加2019年江蘇省智慧校園審核認定，還有九所中小學將在2020年完成智慧校園創建工作。同時，溧水區還積極組織其他類型校（園）參與智慧校園建設，溧水特殊教育學校已成功創建成南京市智慧校園合格學校，商業幼兒園、實驗幼兒園和溧水中等專業學校也正在創建中。

今后，溧水區將繼續按照《教育信息化2.0行動計劃》以及教育信息化發展趨勢的要求，通過借鑒國內外智慧校園建設經驗，立足當前，順應未來教育發展趨勢，突出“集中、智慧、定制、個性化”四大特色，構建創新的智慧化教育教學、移動辦公、學習生活、家校互聯等應用系統體系，打造溧水區高效、智能、幸福的個性化智慧校園。

作者：魏建生，南京市溧水區教育局技術裝備辦公室（211200）。