高職院校智慧校園建設(shè)思考

王振

摘要：該文從當(dāng)前校園信息化發(fā)展的現(xiàn)狀出發(fā)，提出了數(shù)字校園的不足和校園信息化所面臨的挑戰(zhàn);隨后論述了智慧校園在教育資源觀、教學(xué)管理、校園生活、科研和校園產(chǎn)業(yè)、社會責(zé)任等方面的優(yōu)勢和用途;最后闡述了智慧化校園建設(shè)的結(jié)構(gòu)層次，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、中心數(shù)據(jù)層和應(yīng)用業(yè)務(wù)層。

關(guān)鍵詞：智慧校園;物聯(lián)網(wǎng);大數(shù)據(jù);智慧校園體系結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0046-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 校園信息化現(xiàn)狀

近年來，隨著數(shù)字校園的不斷深入推進(jìn)，數(shù)字校園的相關(guān)應(yīng)用給校園帶來教學(xué)、管理和校園生活一定便利的同時，面對校園越發(fā)智能化發(fā)展趨勢的要求卻顯得捉襟見肘。隨著校園中硬件設(shè)備和軟件平臺的不斷上線，管理不斷精細(xì)化、智能化、節(jié)能化、產(chǎn)出化，也催生數(shù)字校園向智慧校園轉(zhuǎn)變。數(shù)字校園建設(shè)到一定階段會出現(xiàn)多平臺生產(chǎn)的海量數(shù)據(jù)未得到有效利用、系統(tǒng)硬件終端管理成本巨大且效率較低的問題。當(dāng)下的高職院校中心機(jī)房建設(shè)方面投資巨大，包括在服務(wù)器購買、運(yùn)維，機(jī)房環(huán)境的溫濕度監(jiān)控，安防監(jiān)控;人力和財(cái)力成本投資大但限于條件限制，大多的職業(yè)院校不具備專業(yè)化的機(jī)房運(yùn)維能力，投資浪費(fèi)的同時又存在運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)隱患。

當(dāng)下的教學(xué)活動中，雖然電教設(shè)備有了長足的進(jìn)步，但學(xué)生課前缺少預(yù)習(xí)，處于被動式學(xué)習(xí);課堂中時間有限，教師沒有便捷的渠道了解所有學(xué)生的吸收情況;課后教師將大量精力放到作業(yè)統(tǒng)計(jì)和批改中，整體的教學(xué)活動沒有質(zhì)的提升。校園生活方面，師生使用水電網(wǎng)、食堂、超市消費(fèi)等支付方式不夠便捷，隨著后勤設(shè)備和安防設(shè)備的不斷添加，投入的維修人力和監(jiān)控人力也隨之增加，大大增加了管理成本。校園中業(yè)務(wù)應(yīng)用廣泛，招生就業(yè)、學(xué)生管理、教學(xué)管理、財(cái)務(wù)管理、人事管理、檔案管理等應(yīng)用系統(tǒng)相互獨(dú)立，核心數(shù)據(jù)相同卻沒有渠道讓數(shù)據(jù)在生產(chǎn)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(fèi)。教學(xué)資源方面，教學(xué)資源來源單一，缺乏實(shí)現(xiàn)校內(nèi)共享和校際間共享，缺乏讓最優(yōu)秀的教育資源惠及到每一位學(xué)生;圖書館管理方式傳統(tǒng)，知識獲取效率低，大多僅僅實(shí)現(xiàn)了在線搜索的功能，缺乏便捷的網(wǎng)絡(luò)圖書館。

智慧化、自動化、便捷化的校園是數(shù)字化校園的未來趨勢。而隨著大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，這些問題會有效地得到解決，同時大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)也是智慧校園的重要技術(shù)和標(biāo)志。智慧校園與數(shù)字校園的區(qū)別主要體現(xiàn)兩個方面：數(shù)據(jù)采集端的自動化、大數(shù)據(jù)的存儲和價(jià)值挖掘。數(shù)據(jù)采集端的自動化廣泛應(yīng)用于后勤管理的設(shè)備自動感應(yīng)和聯(lián)網(wǎng)，以及學(xué)生和教職工的生活學(xué)習(xí)行為的大數(shù)據(jù)收集。大數(shù)據(jù)的存儲和價(jià)值挖掘的意義在于利用海量的物聯(lián)數(shù)據(jù)和人聯(lián)數(shù)據(jù)產(chǎn)生有價(jià)值的決策，通過分析物聯(lián)數(shù)據(jù)對后勤設(shè)備進(jìn)行節(jié)能和自動化管理、降低管理成本;通過人聯(lián)數(shù)據(jù)分析其行為活動軌跡，在衣食住行用學(xué)等方面進(jìn)行喜好分析，及時調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)以及生活服務(wù)。信息化工作長期作為校園服務(wù)項(xiàng)目之一，未受到足夠重視，未來智慧校園應(yīng)樹立信息化觀念，將其提到院校全面戰(zhàn)略發(fā)展層面中，全面培養(yǎng)師生智慧校園觀念，打造專業(yè)化信息管理團(tuán)隊(duì)，提升信息化管理者專業(yè)素養(yǎng)。

2 智慧校園優(yōu)勢表現(xiàn)

教育觀念轉(zhuǎn)變：教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計(jì)劃》中提出教育資源應(yīng)從專用資源向大資源轉(zhuǎn)變;要提升學(xué)生信息技術(shù)應(yīng)用能力、向提升信息技術(shù)素養(yǎng)轉(zhuǎn)變。該文件為我們校園信息化建設(shè)提供了指導(dǎo)意見，教學(xué)活動隨之升到另一個高度。教育資源不僅要在校內(nèi)進(jìn)行電子化共享，取材更應(yīng)放眼互聯(lián)網(wǎng)，廣泛選取優(yōu)秀的教學(xué)教育資源材料，教育工作者應(yīng)培養(yǎng)相應(yīng)的基于互聯(lián)網(wǎng)的大資源觀。教師全面提升自身的信息技術(shù)素養(yǎng)的同時，也要培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)，將其納入到素質(zhì)教育中去，養(yǎng)成利用信息技術(shù)進(jìn)行終身學(xué)習(xí)和不斷提升自我素養(yǎng)的習(xí)慣。

教學(xué)管理提升：智慧化課堂應(yīng)推廣課堂軟件的使用，使任課教師在課前輕松推送教學(xué)資源給學(xué)生，讓學(xué)生帶著問題上課，事半功倍。課堂隨講隨測，準(zhǔn)確掌握課堂難點(diǎn)實(shí)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(yè)需求，實(shí)時收集作業(yè)數(shù)據(jù)。將上述教學(xué)全周期的教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，讓課前課堂課后的教學(xué)效果數(shù)據(jù)都可以讓教師和院校管理者看到。可使教師及時調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)和關(guān)注點(diǎn)，讓學(xué)生、教師和管理者知道教室里真正發(fā)生了什么，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)，幫助教師在提升教學(xué)效果的同時，從繁重的教學(xué)任務(wù)中解放出來。

校園生活服務(wù)提升：在智慧化校園建設(shè)中，后勤服務(wù)的智慧建設(shè)大有可為。可為師生提供智能水、電、網(wǎng)管理服務(wù)，宿舍利用生物識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對住宿生的智慧化管理，師生可通過網(wǎng)上進(jìn)行相關(guān)報(bào)修，后勤工程師處理及時的同時能留下相關(guān)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)分析零件的損壞度和質(zhì)量，為后期的建設(shè)和維護(hù)工作提供數(shù)據(jù)支撐。食堂和校園超市也可實(shí)現(xiàn)智慧化管理，通過師生的消費(fèi)記錄數(shù)據(jù)可分析出師生的偏好，對供應(yīng)品種和供應(yīng)時間進(jìn)行智慧調(diào)整。智慧化的后勤服務(wù)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(shí)現(xiàn)盈利。

助力科研和校園產(chǎn)業(yè)：大數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘是多方面的，包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、消費(fèi)數(shù)據(jù)、生活行為數(shù)據(jù)，這些都可以作為科學(xué)研究的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。節(jié)省了科研前期的調(diào)研成本，數(shù)據(jù)量充足且真實(shí)可靠。另一方面，職業(yè)院校著眼于對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)培養(yǎng)，專業(yè)技術(shù)的背后蘊(yùn)藏產(chǎn)業(yè)價(jià)值，師生可以運(yùn)用知識和技能與對口企業(yè)或單位合作，共同開展項(xiàng)目或研發(fā)產(chǎn)品。大數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘可調(diào)整產(chǎn)業(yè)研究方向，為師生的技術(shù)儲備提供實(shí)踐用武之地，積累實(shí)用經(jīng)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生能力的同時增加校園財(cái)政來源。

承擔(dān)社會服務(wù)責(zé)任：高職院校在為師生提供完善的學(xué)習(xí)生活環(huán)境的同時，也應(yīng)積極形成對社會開放的智慧校園，在確保校園正常進(jìn)行活動的前提下積極承擔(dān)社會文化服務(wù)責(zé)任，向社會適當(dāng)開放圖書館、公園、體育館的等場所。智慧化的安防設(shè)備可在重點(diǎn)安保區(qū)域?qū)υ试S進(jìn)入的人員進(jìn)行篩選，通過生物識別技術(shù)讓擁有訪問權(quán)限的人員進(jìn)入相應(yīng)區(qū)域。保證在對社會開放的情況下對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行智慧化安保管控。實(shí)現(xiàn)校園安保的精細(xì)化管理的同時對社會開放部分公用區(qū)域，彰顯職業(yè)學(xué)院的開放胸懷與格局，為提升社會文化氛圍貢獻(xiàn)力量。

3 智慧校園體系結(jié)構(gòu)劃分

（1） 感知層 處于智慧校園的最底層，以傳感器、人機(jī)感應(yīng)生物識別為基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)為核心。感知層廣泛使用傳感器識別區(qū)域溫度，濕度，光照。生物識別技術(shù)包括指紋識別技術(shù)，人臉識別技術(shù)，虹膜識別技術(shù)，聲紋識別技術(shù)等，其利用人員自身的生物標(biāo)識進(jìn)行管理，方便快捷且識別率高。物聯(lián)網(wǎng)主流技術(shù)包括射頻識別技術(shù)和ZigBee無線通信技術(shù)。射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，簡稱RFID，俗稱電子標(biāo)簽）。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，由一個詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成[1]。標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個標(biāo)簽具有擴(kuò)展詞條唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)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(shè)備[2]。RFID技術(shù)內(nèi)嵌到物品里，相比二維碼更安全更唯一。這就賦予了物聯(lián)網(wǎng)一個特性即可跟蹤性。就是說人們可以隨時掌握物品的準(zhǔn)確位置及其周邊環(huán)境。ZigBee無線通信技術(shù)是基于蜜蜂相互間聯(lián)系的方式而研發(fā)生成的一項(xiàng)應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[3]。相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，ZigBee無線通信技術(shù)表現(xiàn)出更為高效、便捷的特征。作為一項(xiàng)近距離、低成本、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，ZigBee適用于數(shù)據(jù)流量偏小的業(yè)務(wù)，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(jìn)行安裝，并且ZigBee無線通信技術(shù)可以內(nèi)嵌GPS（全球定位系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)實(shí)時定位。

（2） 網(wǎng)絡(luò)層 在智慧校園中承擔(dān)數(shù)據(jù)傳輸功能，將感知層獲取到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)層。主要包括有線網(wǎng)絡(luò)傳輸和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。終端固定且部署網(wǎng)線便捷的點(diǎn)位應(yīng)部署有線網(wǎng)，終端不固定或不便布線的區(qū)域應(yīng)部署無線AP（無線訪問接入點(diǎn)，Wireless Access Point）。在這里要部署合理高效的網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)，以此來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸，并且部署網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路時要方便拓?fù)浜途S護(hù);高效的網(wǎng)絡(luò)傳輸層是實(shí)現(xiàn)智慧化校園的物理基礎(chǔ)。關(guān)于學(xué)院校園網(wǎng)絡(luò)框架設(shè)計(jì)中，我們要充分考慮結(jié)構(gòu)的安全性、高效性、穩(wěn)定性以及后期的維護(hù)升級便捷性。以此來應(yīng)對當(dāng)下技術(shù)和需求的快速發(fā)展。目前，較為穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式一般采用三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架模式，即核心層、匯聚層與接入層[4]。以現(xiàn)今的技術(shù)發(fā)展，三層的相關(guān)設(shè)備都要支持IPv6協(xié)議和多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS技術(shù)，以迎接IPv6的普及并提升安全性。最大化滿足網(wǎng)速需求，可實(shí)現(xiàn)“接入層千兆”，進(jìn)而“匯聚層萬兆”，“核心層十萬兆”的高速三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。

（3） 中心數(shù)據(jù)層 中心數(shù)據(jù)層匯聚了核心應(yīng)用的全部數(shù)據(jù)和其他應(yīng)用的核心數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲管理、數(shù)據(jù)分析和價(jià)值挖掘。該層是實(shí)現(xiàn)智慧校園的核心，智慧的決策來源于對海量數(shù)據(jù)的行為分析。中心數(shù)據(jù)層應(yīng)作為對核心數(shù)據(jù)的提取鏡像，是作為智慧決策分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時和各應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫保持物理上的獨(dú)立，從而增加各應(yīng)用的容災(zāi)能力。大數(shù)據(jù)分析的產(chǎn)生旨在于價(jià)值預(yù)測分析，校園可以將實(shí)時數(shù)據(jù)流分析和歷史相關(guān)數(shù)據(jù)相結(jié)合，然后大數(shù)據(jù)分析并發(fā)現(xiàn)它們所需的模型[5]。反過來，幫助預(yù)測和預(yù)防未來運(yùn)行中斷和性能問題。進(jìn)一步來講，我們可以利用大數(shù)據(jù)了解使用模型以及地理趨勢，進(jìn)而加深大數(shù)據(jù)對重要行為的洞察力[6]。我們也可以追蹤和記錄網(wǎng)絡(luò)行為，利用大數(shù)據(jù)輕松地對校園師生行為和喜好做預(yù)測、做推斷。

（4） 應(yīng)用業(yè)務(wù)層 隨著數(shù)字化校園的建設(shè)，應(yīng)用平臺建設(shè)投資大，建設(shè)周期長，使用效率低，后期管理和維護(hù)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(jīng)驗(yàn)，未來的應(yīng)用平臺建設(shè)應(yīng)更加標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品化;產(chǎn)品化的平臺相對成熟穩(wěn)定，無需定制開發(fā)從而大大節(jié)約時間和資金成本，其產(chǎn)品功能經(jīng)過多版本的升級后更加強(qiáng)大和全面，能夠充分滿足校園業(yè)務(wù)需求并對業(yè)務(wù)部門在需求上做引導(dǎo)。在應(yīng)用部署方面要充分使用機(jī)房外包、服務(wù)器外包等云計(jì)算運(yùn)維模式，減少非核心業(yè)務(wù)投資的同時大大降低中心機(jī)房的運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)。與此同時，院校應(yīng)增加基于核心數(shù)據(jù)的智慧數(shù)據(jù)決策平臺，該平臺產(chǎn)品獨(dú)立于其他應(yīng)用，對核心數(shù)據(jù)和價(jià)值數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析展示，為校園管理者做決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

綜上所述，繪制結(jié)構(gòu)圖如圖1。

4 結(jié)束語

智慧校園建設(shè)是長期性建設(shè)，智慧化校園因其復(fù)雜性也不具備一站式建設(shè)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(yīng)做好信息化的長期統(tǒng)籌規(guī)劃。擁抱互聯(lián)網(wǎng)成熟技術(shù)和資源的同時，要充分考慮到應(yīng)用系統(tǒng)的兼容性、可拓展性、可升級性，為更新的技術(shù)做好準(zhǔn)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(dǎo)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(yǎng)學(xué)生主動獲取知識和技能的興趣，進(jìn)而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)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(zhǔn)。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。

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