高職院校智慧校園建設思考

王振

摘要：該文從當前校園信息化發展的現狀出發，提出了數字校園的不足和校園信息化所面臨的挑戰;隨后論述了智慧校園在教育資源觀、教學管理、校園生活、科研和校園產業、社會責任等方面的優勢和用途;最后闡述了智慧化校園建設的結構層次，包括感知層、網絡層、中心數據層和應用業務層。

關鍵詞：智慧校園;物聯網;大數據;智慧校園體系結構

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0046-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 校園信息化現狀

近年來，隨著數字校園的不斷深入推進，數字校園的相關應用給校園帶來教學、管理和校園生活一定便利的同時，面對校園越發智能化發展趨勢的要求卻顯得捉襟見肘。隨著校園中硬件設備和軟件平臺的不斷上線，管理不斷精細化、智能化、節能化、產出化，也催生數字校園向智慧校園轉變。數字校園建設到一定階段會出現多平臺生產的海量數據未得到有效利用、系統硬件終端管理成本巨大且效率較低的問題。當下的高職院校中心機房建設方面投資巨大，包括在服務器購買、運維，機房環境的溫濕度監控，安防監控;人力和財力成本投資大但限于條件限制，大多的職業院校不具備專業化的機房運維能力，投資浪費的同時又存在運維風險隱患。

當下的教學活動中，雖然電教設備有了長足的進步，但學生課前缺少預習，處于被動式學習;課堂中時間有限，教師沒有便捷的渠道了解所有學生的吸收情況;課后教師將大量精力放到作業統計和批改中，整體的教學活動沒有質的提升。校園生活方面，師生使用水電網、食堂、超市消費等支付方式不夠便捷，隨著后勤設備和安防設備的不斷添加，投入的維修人力和監控人力也隨之增加，大大增加了管理成本。校園中業務應用廣泛，招生就業、學生管理、教學管理、財務管理、人事管理、檔案管理等應用系統相互獨立，核心數據相同卻沒有渠道讓數據在生產部門和使用部門之間順暢流通，造成大量的部門之間的溝通成本、時間成本浪費。教學資源方面，教學資源來源單一，缺乏實現校內共享和校際間共享，缺乏讓最優秀的教育資源惠及到每一位學生;圖書館管理方式傳統，知識獲取效率低，大多僅僅實現了在線搜索的功能，缺乏便捷的網絡圖書館。

智慧化、自動化、便捷化的校園是數字化校園的未來趨勢。而隨著大數據和物聯網技術的興起，這些問題會有效地得到解決，同時大數據和物聯網也是智慧校園的重要技術和標志。智慧校園與數字校園的區別主要體現兩個方面：數據采集端的自動化、大數據的存儲和價值挖掘。數據采集端的自動化廣泛應用于后勤管理的設備自動感應和聯網，以及學生和教職工的生活學習行為的大數據收集。大數據的存儲和價值挖掘的意義在于利用海量的物聯數據和人聯數據產生有價值的決策，通過分析物聯數據對后勤設備進行節能和自動化管理、降低管理成本;通過人聯數據分析其行為活動軌跡，在衣食住行用學等方面進行喜好分析，及時調整教學重點以及生活服務。信息化工作長期作為校園服務項目之一，未受到足夠重視，未來智慧校園應樹立信息化觀念，將其提到院校全面戰略發展層面中，全面培養師生智慧校園觀念，打造專業化信息管理團隊，提升信息化管理者專業素養。

2 智慧校園優勢表現

教育觀念轉變：教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》中提出教育資源應從專用資源向大資源轉變;要提升學生信息技術應用能力、向提升信息技術素養轉變。該文件為我們校園信息化建設提供了指導意見，教學活動隨之升到另一個高度。教育資源不僅要在校內進行電子化共享，取材更應放眼互聯網，廣泛選取優秀的教學教育資源材料，教育工作者應培養相應的基于互聯網的大資源觀。教師全面提升自身的信息技術素養的同時，也要培養學生的信息技術素養，將其納入到素質教育中去，養成利用信息技術進行終身學習和不斷提升自我素養的習慣。

教學管理提升：智慧化課堂應推廣課堂軟件的使用，使任課教師在課前輕松推送教學資源給學生，讓學生帶著問題上課，事半功倍。課堂隨講隨測，準確掌握課堂難點實時反饋給上課教師。利用智慧課堂豐富的課后題型，滿足教師作業需求，實時收集作業數據。將上述教學全周期的教學數據進行分析，讓課前課堂課后的教學效果數據都可以讓教師和院校管理者看到。可使教師及時調整教學重點和關注點，讓學生、教師和管理者知道教室里真正發生了什么，實現數據驅動的教學，幫助教師在提升教學效果的同時，從繁重的教學任務中解放出來。

校園生活服務提升：在智慧化校園建設中，后勤服務的智慧建設大有可為。可為師生提供智能水、電、網管理服務，宿舍利用生物識別技術實現對住宿生的智慧化管理，師生可通過網上進行相關報修，后勤工程師處理及時的同時能留下相關數據，利用數據分析零件的損壞度和質量，為后期的建設和維護工作提供數據支撐。食堂和校園超市也可實現智慧化管理，通過師生的消費記錄數據可分析出師生的偏好，對供應品種和供應時間進行智慧調整。智慧化的后勤服務不僅能夠提高師生的生活滿意度，還可以令校園后勤部門實現盈利。

助力科研和校園產業：大數據的價值挖掘是多方面的，包括實驗數據、學習數據、消費數據、生活行為數據，這些都可以作為科學研究的數據基礎。節省了科研前期的調研成本，數據量充足且真實可靠。另一方面，職業院校著眼于對學生進行專業培養，專業技術的背后蘊藏產業價值，師生可以運用知識和技能與對口企業或單位合作，共同開展項目或研發產品。大數據的價值挖掘可調整產業研究方向，為師生的技術儲備提供實踐用武之地，積累實用經驗，鍛煉學生能力的同時增加校園財政來源。

承擔社會服務責任：高職院校在為師生提供完善的學習生活環境的同時，也應積極形成對社會開放的智慧校園，在確保校園正常進行活動的前提下積極承擔社會文化服務責任，向社會適當開放圖書館、公園、體育館的等場所。智慧化的安防設備可在重點安保區域對允許進入的人員進行篩選，通過生物識別技術讓擁有訪問權限的人員進入相應區域。保證在對社會開放的情況下對重點區域進行智慧化安保管控。實現校園安保的精細化管理的同時對社會開放部分公用區域，彰顯職業學院的開放胸懷與格局，為提升社會文化氛圍貢獻力量。

3 智慧校園體系結構劃分

（1） 感知層 處于智慧校園的最底層，以傳感器、人機感應生物識別為基礎，物聯網為核心。感知層廣泛使用傳感器識別區域溫度，濕度，光照。生物識別技術包括指紋識別技術，人臉識別技術，虹膜識別技術，聲紋識別技術等，其利用人員自身的生物標識進行管理，方便快捷且識別率高。物聯網主流技術包括射頻識別技術和ZigBee無線通信技術。射頻識別技術（Radio Frequency Identification，簡稱RFID，俗稱電子標簽）。RFID是一種簡單的無線系統，由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成[1]。標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有擴展詞條唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象，它通過天線將射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設備[2]。RFID技術內嵌到物品里，相比二維碼更安全更唯一。這就賦予了物聯網一個特性即可跟蹤性。就是說人們可以隨時掌握物品的準確位置及其周邊環境。ZigBee無線通信技術是基于蜜蜂相互間聯系的方式而研發生成的一項應用于互聯網通信的網絡技術[3]。相較于傳統網絡通信技術，ZigBee無線通信技術表現出更為高效、便捷的特征。作為一項近距離、低成本、低功耗的無線網絡技術，ZigBee適用于數據流量偏小的業務，比WiFi更方便管理終端。可便捷地在一系列固定式、便攜式移動終端中進行安裝，并且ZigBee無線通信技術可以內嵌GPS（全球定位系統），實現實時定位。

（2） 網絡層 在智慧校園中承擔數據傳輸功能，將感知層獲取到的數據傳輸到中心數據層。主要包括有線網絡傳輸和無線網絡傳輸。終端固定且部署網線便捷的點位應部署有線網，終端不固定或不便布線的區域應部署無線AP（無線訪問接入點，Wireless Access Point）。在這里要部署合理高效的網絡傳輸結構，以此來實現數據的快速傳輸，并且部署網絡設備和線路時要方便拓撲和維護;高效的網絡傳輸層是實現智慧化校園的物理基礎。關于學院校園網絡框架設計中，我們要充分考慮結構的安全性、高效性、穩定性以及后期的維護升級便捷性。以此來應對當下技術和需求的快速發展。目前，較為穩定的網絡架構模式一般采用三層網絡構架模式，即核心層、匯聚層與接入層[4]。以現今的技術發展，三層的相關設備都要支持IPv6協議和多協議標簽交換MPLS技術，以迎接IPv6的普及并提升安全性。最大化滿足網速需求，可實現“接入層千兆”，進而“匯聚層萬兆”，“核心層十萬兆”的高速三層網絡構架。

（3） 中心數據層 中心數據層匯聚了核心應用的全部數據和其他應用的核心數據，對數據進行存儲管理、數據分析和價值挖掘。該層是實現智慧校園的核心，智慧的決策來源于對海量數據的行為分析。中心數據層應作為對核心數據的提取鏡像，是作為智慧決策分析的數據基礎，同時和各應用的數據庫保持物理上的獨立，從而增加各應用的容災能力。大數據分析的產生旨在于價值預測分析，校園可以將實時數據流分析和歷史相關數據相結合，然后大數據分析并發現它們所需的模型[5]。反過來，幫助預測和預防未來運行中斷和性能問題。進一步來講，我們可以利用大數據了解使用模型以及地理趨勢，進而加深大數據對重要行為的洞察力[6]。我們也可以追蹤和記錄網絡行為，利用大數據輕松地對校園師生行為和喜好做預測、做推斷。

（4） 應用業務層 隨著數字化校園的建設，應用平臺建設投資大，建設周期長，使用效率低，后期管理和維護成本高的問題凸顯。但這也為院校的信息化管理者積累了寶貴的經驗，未來的應用平臺建設應更加標準化、產品化;產品化的平臺相對成熟穩定，無需定制開發從而大大節約時間和資金成本，其產品功能經過多版本的升級后更加強大和全面，能夠充分滿足校園業務需求并對業務部門在需求上做引導。在應用部署方面要充分使用機房外包、服務器外包等云計算運維模式，減少非核心業務投資的同時大大降低中心機房的運維風險。與此同時，院校應增加基于核心數據的智慧數據決策平臺，該平臺產品獨立于其他應用，對核心數據和價值數據進行詳細分析展示，為校園管理者做決策提供數據依據。

綜上所述，繪制結構圖如圖1。

4 結束語

智慧校園建設是長期性建設，智慧化校園因其復雜性也不具備一站式建設可能，且考慮到每個院校的信息化水平各有差異、歷史沿革各有不同，作為校園信息化決策者與管理者，我們更應做好信息化的長期統籌規劃。擁抱互聯網成熟技術和資源的同時，要充分考慮到應用系統的兼容性、可拓展性、可升級性，為更新的技術做好準備。未來的校園智慧化程度決定了高職院校獲取教育資源的能力，也將影響師生校園生活的便利程度。高度智慧化、便捷化的校園也將潛移默化地引導師生智慧信息化思維模式，從而打破封閉式知識獲取渠道，培養學生主動獲取知識和技能的興趣，進而提升學生的綜合素質水平;校園管理者將提升校園管理水平，使管理更高效更精準。智慧化校園也將是全面提升院校核心競爭力不可或缺的力量。

參考文獻：

[1] 王超.基于激光測距技術和射頻讀卡技術的鋼包連續跟蹤系統[D].沈陽：東北大學，2012.

[2] 杜興培.基于RFID和GPRS的特種設備維護保養電子監管系統應用研究[D].鄭州：鄭州大學，2011.

[3] 劉傳忠.ZigBee無線通信技術及其應用研究[J].通訊世界，2017（16）：86.

[4] 李燕.基于工作流的公文管理系統[D].濟南：山東大學，2012.

[5] 崔傳楨.谷尼大數據，構建應用研發體系助力國家大數據戰略[J].信息安全研究，2018，4（8）：678-686.

[6] 梅宏.抓好大數據標準體系建設助力國家大數據戰略實施[C]//大數據戰略重點實驗室，2016.

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