高校智慧校園建設芻議

曹鴻飛

（牡丹江師范學院，黑龍江 牡丹江 157011）

“因材施教，君子不器”這些春秋末期由孔子提出的教育理念，一直是教育工作者的美好愿景. 教育像一座橋梁，承載著無數家庭的希望，承載著社會的需要，為個人的學習提升提供了資源和環境，為社會建設提供了大量人才. 在這個過程中，為了適應社會需要的變化，教育也在不斷改革和發展.“教育”一詞來源于孟子的“得天下英才而教育之”. 教育改革的核心，是能夠使所有求學者的學習狀態由“要我學”變成“我要學”，提供學習者優質的學習資源及受教育的環境. 技術的發展給教育帶來巨大的變化, 工業革命后，各工業領域不斷發展，由最初的煤炭、鋼鐵到第二次工業革命出現電，以及第三次工業革命出現自動化，技術不斷創新發展，分工進一步細化，對人才及專業知識需求更加具體，教育模式和人才培養方式也逐漸進化. 教育模式由學徒制為主轉變為學校式為主，教學內容從以實踐經驗為主轉變為以科學理論知識為主.[1]通過劃分專業的方式，學生被機械化批量培養，以適應工業化社會，成為工業化進程中的螺絲釘. 隨著第四次工業革命——人工智能的到來和日益發展，批量重復性的工作被人工智能和機械手臂取代，對創新型和具備多學科背景的人才需求空前高漲，教育改革的話題再次被推上風口浪尖. 世界各國都在思考教育改革的問題. 社會對能夠創新、具有多學科背景的人才需求激增，人們廣泛探索通過素質教育改革轉變學生的培養方式.

智慧校園是教育改革的突破口之一.2018 年6 月7 日，國家標準《智慧校園總體框架》（Smart Campus Overall Framework）發布.智慧校園總體架構采用云計算架構進行部署，在大數據、物聯網、人工智能、動態人臉識別（智能感知）背景下快速發展，為教育從標準化向個性化、定制化轉變提供工具. 海量教學資源為教育改革、促進教育平等提供資源. 融合的科研成果，為智慧城市創建提供人才驅動.

1 智慧校園總體架構

智慧校園總體架構采用云計算架構部署，分為基礎設施層、支撐平臺層、應用平臺層、應用終端和信息安全體系.

（1）基礎設施層為智慧校園平臺提供基礎設施保障.一是由校園信息化基礎設施，包括網絡基礎設施，教學資源基礎設施，教學環境基礎設施，辦公自動化基礎設施，校園服務基礎設施，為整個智慧校園提供通信網絡和物聯感知.二是數據庫及服務器，為整個智慧校園海量數據提供數據匯集存儲系統，配置管理數據庫、用戶數據庫和媒體數據庫以及與之相對的應用服務器，文件服務器和資源服務器.

（2）支撐平臺層提供智慧校園云計算服務能力和大數據業務能力的核心層，為應用服務提供驅動和支撐，如數據交換（數據的存儲，匯集與分類，收取和推送等功能），數據處理（數據的挖掘，分析，融合和可視化等功能），數據服務等核心技術.

（3）應用平臺層是智慧校園應用與服務的內容體現，為師生和社會大眾提供服務. 包括智慧教學資源、智慧教學環境、智慧校園管理和智慧校園服務四部分.

（4）應用終端，師生及社會大眾統稱為用戶，通過統一認證的平臺，以瀏覽器及移動終端進行訪問，隨時共享服務和資源.信息系統安全體系提供整個智慧校園多層面的安全保障，包括物理、網絡、主機、應用和數據安全.[2]

2 智慧校園模塊建設

2.1 智慧教學資源模塊建設

智慧校園可以實現任意地點使用無線網絡學習的功能. 慕課MOOCs 課程依托網絡環境整合多種社交網絡工具和多種形式的數字化資源, 突破時間、空間和人數的限制, 利用多元化的學習工具和豐富的課程體系, 滿足海量學習者的學習要求.[3]中國大學慕課MOOC、學堂在線等中文慕課學習平臺，包含許多國家精品課程，學生可以隨時隨地學習感興趣的課程. 教師可以利用優質的教學環境隨時錄制并上傳慕課，不斷地充實慕課資源.

2.2 智慧教學環境模塊實現了教與學的融合與統一

理工科課程智慧實驗室不再區分理論課和實驗課，像物理化學這樣的實驗科學，學生可以一邊做實驗，一邊領悟其中的原理. 實驗室可以多角度錄制課程，教課、學課、錄課同時進行，節省了教師和學生的寶貴時間. 學生可以隨時徜徉在專業博物館里，通過觀察博物館的藏品，學習文字的演變，通過視頻觀看古人的詩詞創作，感受當時的創作心境.智慧圖書館還配備了大量的電子設備，供教師和學生搜索資料. 如我國電機學教學利用“互聯網+”模式開展教學，將互聯網的創新成果與電機應用領域深度融合，取得良好效果.[4]

2.3 智慧校園管理模塊使行政管理更高效

教學管理系統實現線上排課、串課；科研管理系統直接鏈接網絡，可以查找到每個教師發表論文的出處，申請的項目，出書的刊號；人力資源管理系統讓人事管理更便捷，入職流程管理和檔案管理都可以在網上按流程進行，職稱證明可以直接在網上開具；財務管理系統實現網絡報賬、報銷，教師通過網上流程即可辦理，可節省大量時間.

2.4 智慧校園服務將物聯網應用到校園，實現了萬物相連

圖書館的空座位可以在電子圖書館上查到，不用再逐個尋找；浴室洗澡可以通過查看軟件上空噴頭的數量，選擇洗澡時間，浴室不再出現擁擠現象，學生減少了等待時間；食堂就餐通過查看各餐口的餐食情況，選擇適合的餐口吃飯，調節各食堂的使用率；可以提前訂好熱干面，到食堂后，直接就餐，節省排隊等待的時間.

3 人臉識別在智慧校園建設中的應用

人臉識別技術研究始于上世紀60 年代，隨著圖像處理、計算機技術和識別技術的不斷發展，人臉識別技術不斷成熟，準確率也不斷提升，特別是最近幾年計算機生物識別技術、人臉識別核心算法、動態人臉識別算法的成功實現，做到了動態人臉的快速抓拍和識別. 動態人臉識別技術已經應用于交通、公共安全、支付、刑偵等各個領域.[5]

人臉識別技術應用在教室中，通過對學生人臉的捕捉，清點學生人數，觀察學生上課狀態，最終達到提高課堂教學效果. 人臉識別上課學生，可以節省點名時間，使課堂講授及課前師生溝通時間更加寬裕，通過捕捉學生上課時的狀態數據，確定某個階段學生聽課的狀態及人數的最大峰值，分析出喜歡這門課或是喜歡這名教師講授方式的學生人員及數量，以及溜號的學生及數量，如教師在課堂講授時最精彩的部分，學生溜號最多的部分，從而為教學改進提供依據.

人臉識別技術應用到學校門口、教學樓、辦公樓、宿舍樓，可有效防止外來人員進入高校教學區、辦公區及休息區，從而保障學校教學和辦公安全. 根據教學樓每日上、下課學生人數最大峰值和人臉識別裝置識別通過效率，設置人臉識別出入口數量.提示在教學樓不同位置進出，防止學生過多、出口少造成的擁堵.

4 結論

智慧校園的出現，為教育改革提供必要條件，為社會發展提供人才.

首先，教學資源進一步平等，學生可以利用無線網絡在全國高校、甚至世界著名高校選取授課資源. 學生不再因為上課沖突而錯失感興趣的課程，不再因為沒有考進理想大學而接受不到優質教育.無法走進大學校園的學生可以下載慕課APP 進行課程學習，人人都可以平等享受優質的教育資源.

其次，教學方式逐漸轉變，學生可以自己在App 上學習，作課后練習以及考試. 教師可以有更多的時間帶學生做實際案例，把課堂變成案例討論的現場，讓學生走向課堂的中心，變成“我要學”. 教師則負責組織和指導，將教師從重復的課本教學轉向社會實際案例的研究，再反饋給學生一起研究成長，真正改變教育方式.

第三，學生成長模式得到改善.學生在智慧校園中暢享各種學科授課資W 源，知識面得到擴寬，考慮解決問題更加多元. 學生在教師指導的實際案例中，了解理論基礎和社會實際應用，及其相互反饋，重點講授實際應用中需要的基礎理論，使學生在學習中更加有的放矢，通過智慧校園形成學校內部學習成長的正向反饋循環，培養學生了解并解決社會應用的實際問題，到社會后即可成為有知識有辦法的相關領域人才，形成學校到社會再到學校的正向循環.

智慧校園為智慧城市提供驅動力.2010 年，IBM 正式提出了智慧城市的愿景，IBM 認為，城市由關系城市主要功能的不同類型的基礎設施、網絡和環境所涵蓋的六個核心系統組成，即組織（人）、業務/ 政務、交通、通訊、水和能源. 這些系統并不是零散的，而是以協作的方式相互銜接. 而智慧城市，是由這些系統組成的宏觀系統. 華為認為，智慧城市的5 大新基礎設施應該是云、物聯網、數據湖、人工智能和視頻云，5 大新基礎設施的部署可能會成為定義一個城市是否進入了智慧城市的標志性的事件. 從IBM 到華為，信息技術從初期智慧城市其中的一個核心系統，發展為部署未來智慧城市的標志性建設. 可以說，沒有信息技術的發展，智慧城市就沒有未來. 高校智慧校園為城市的建設培養信更多人才，高校的持續發展，技術的持續創新，教育的持續改革，人才的持續培養，是智慧城市的可持續發展之路，更是智慧校園所帶來的教育改革的最終目標.