基于5G技術(shù)的高職院校智慧校園建設(shè)研究

于躍　閆博　董文彬等

關(guān)鍵詞：5G；智慧校園；高職院校；職業(yè)教育

中圖法分類號：TP311 文獻標識碼：A

1 5G技術(shù)下智慧校園建設(shè)的研究背景

1.1研究背景

“十四五”規(guī)劃明確指出，“發(fā)揮在線教育優(yōu)勢，完善終身學習體系，建設(shè)學習型社會?！边@明確了在線教育在建設(shè)高質(zhì)量教育體系中的重要地位，同時提出要利用5G、云計算、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，完善我國教育事業(yè)，增加校園的科技含量，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)為教育提供更加優(yōu)越的條件。

5G技術(shù)在智慧校園的建設(shè)中起到了關(guān)鍵作用.5G技術(shù)不僅為智慧校園提供了技術(shù)支持，還為現(xiàn)代教學創(chuàng)造了全新的教學場景，顛覆了傳統(tǒng)管理方式，在教學和管理上都提出了新的理念。尤其是在高職院校職業(yè)教育方面，SG技術(shù)能夠提高學生的職業(yè)技能水平，培養(yǎng)其職業(yè)素養(yǎng)，同時對高職院校的職業(yè)化、個性化、多元化發(fā)展有著積極作用。

1.2國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀概述

張洋認為，若學校在信息資源管理上能夠進一步提高水平，則在培養(yǎng)創(chuàng)新型智慧型人才方面會更具優(yōu)勢，學校將從整體上提高教學質(zhì)量及教學水平：曹慧萍提出，持續(xù)升級和發(fā)展數(shù)字校園，就能創(chuàng)造出智慧校園。換言之，在數(shù)字校園發(fā)展的基礎(chǔ)上，將會形成新的產(chǎn)物——智慧校園；程東東認為，由于在校園中大量應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，智慧校園的理念由此產(chǎn)生，相關(guān)工作還在持續(xù)推進，進而為建成智慧校園提供了可行性：劉歡等圍繞智慧教育和智慧信息化提出相關(guān)理論，在深入思考建設(shè)智慧校園的過程中，分別從大小兩個系統(tǒng)層面進行智慧校園建設(shè)，從而為發(fā)展智慧教育指明方向。

根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可知，國內(nèi)外已經(jīng)開始關(guān)注智慧校園的建設(shè)，并嘗試融入新的技術(shù)，由于5G是近年來才開始普及的技術(shù)，并且基于SG技術(shù)的智慧校園建設(shè)的相關(guān)研究較少，因此，本文主要介紹如何利用5G技術(shù)建設(shè)智慧校園，如何打破原有的“信息數(shù)據(jù)孤島”，從而建立綜合性的服務(wù)體系，以及探索5G技術(shù)在智慧校園中的主要應(yīng)用場景。

2智慧校園建設(shè)相關(guān)概念

2.1 5G技術(shù)

5G表示的是第5代移動通信技術(shù)，屬于數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)。相較于4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度明顯更快，SG網(wǎng)絡(luò)既可以為信息收集提供服務(wù)，又能夠有效連接多端接口，應(yīng)用于醫(yī)療、交通等多個領(lǐng)域。5G使數(shù)據(jù)傳輸速度大大加快，順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展需求。

5G建設(shè)在2020年取得明顯進展，全國各地都在如火如荼地落實5G商用。比起其他行業(yè)專網(wǎng)，校園專網(wǎng)用戶的針對性更強，它的使用者主要是師生和從事行政管理工作的人員。這些人員在校園特定范圍內(nèi)具有鮮明的移動特征，對網(wǎng)絡(luò)訪問的需求較大。

2.2智慧校園

2008年提出了智慧地球的概念，并在此基礎(chǔ)上延伸出智慧校園的概念。其目標十分明確，主要包括搭建學校和社會的交流渠道，為校園提供具有個性化特征的全面協(xié)同服務(wù)。智慧校園有效結(jié)合了校園的物理和信息層面，在對校園進行管理時，需采用智能化手段來處理大量數(shù)據(jù)資料。智慧校園覆蓋了學校諸多活動，如教學、科研、校園管理等。基于用戶的實際需求，智慧校園的設(shè)計具有系統(tǒng)化特征，并充分應(yīng)用了智能化技術(shù)，讓用戶在學習、教學、科研等方面的需求都可以得到滿足，進而為用戶創(chuàng)造出更優(yōu)越的學習和生活環(huán)境。創(chuàng)造智能化服務(wù)環(huán)境只是智慧校園的一個方面，其作用在于創(chuàng)造智能化的科研環(huán)境，讓用戶的個性化需求得到滿足。

2018年6月，相關(guān)部門發(fā)布《智慧校園總體框架》。其中，提出了智慧校園的準確定義。智慧校園有機結(jié)合了校園的信息和物理層面，使用戶可以隨時隨地獲取資源和服務(wù)。這說明，相較于數(shù)字校園，智慧校園取得了一定的進步并促使教育信息化演變成智慧化。

2.3 5G智慧校園

5G智慧校園這種全新的形式是建立在SG網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的，它涉及諸多領(lǐng)域，如校園交通、基礎(chǔ)設(shè)施、科研等，教學全程都在其覆蓋范圍內(nèi)。5G智慧校園除了應(yīng)用先進的數(shù)字技術(shù)，還應(yīng)用了先進的教育理念，并在此基礎(chǔ)上打造針對校園需求的綜合管理系統(tǒng)，對校園中的多維信息可以及時感知和處理，校園綜合屬性得到充分展現(xiàn)，如高科技屬性、教學屬性等。也體現(xiàn)出智慧校園的多項功能，在SG智慧校園的作用下，校園資源得到了高效配置，教學方式也實現(xiàn)了徹底顛覆。

3智慧校園建設(shè)現(xiàn)狀

高職院校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要包括網(wǎng)絡(luò)通信、云計算中心、服務(wù)器等，且基本實現(xiàn)了數(shù)字化校園建設(shè)，一卡通、信息化管理平臺、在線辦公、多媒體終端應(yīng)用等已融入校園生活、辦公和教學中，校園網(wǎng)絡(luò)也基本支持5G和Wi-Fi 6技術(shù).在校師生可使用校園網(wǎng)進行學習和辦公。部分高職院校建立了云計算中心，以處理少量的數(shù)據(jù)和教學事務(wù)等，但在校園數(shù)據(jù)的處理和分析上還存在進步空間。校園服務(wù)器只能滿足教學、信息處理和辦公的需求，但數(shù)據(jù)處理能力和負載能力較低。

目前，部分高職院校已經(jīng)開始籌劃建設(shè)智慧校園，無論是業(yè)務(wù)系統(tǒng)還是信息化平臺都基本上達到了智能狀態(tài)。然而，大部分院校還處于數(shù)字化校園到智慧化校園的過渡階段，尚不能滿足智慧校園的建設(shè)需求，其仍有較多問題需要解決。

3.1校園網(wǎng)絡(luò)速度慢

校園環(huán)境較為特殊，校園內(nèi)手機、計算機、多媒體等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備較多，且使用頻率高、使用時間長、使用密度大，因此對網(wǎng)絡(luò)要求較高，許多校園網(wǎng)絡(luò)難以承受，導致經(jīng)常出現(xiàn)卡頓、斷網(wǎng)等情況。

3.2校園數(shù)據(jù)缺乏互聯(lián)互通

在數(shù)據(jù)收集方面，各個高校都會按照自己的方式來收集數(shù)據(jù)，并遵循特定的標準。即便是同一所學校，也會按照不同的標準收集信息，各部門缺少統(tǒng)一規(guī)定，容易造成“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象。各個部門缺乏互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)也難以共享共用，經(jīng)常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余、同一數(shù)據(jù)多次收集等情況。比如，由于校園一卡通沒有共建共享學生信息，因此有些場館不能使用，導致“一卡通”處處“不通”。如果實現(xiàn)互聯(lián)互通，在沒有統(tǒng)一標準和數(shù)據(jù)庫的情況下，只會造成數(shù)據(jù)冗余，增加數(shù)據(jù)庫的負擔。此外，在辦公系統(tǒng)中也存在類似的問題，處理某些復雜的數(shù)據(jù)需要從多個平臺或部門調(diào)取數(shù)據(jù)，從而增加了數(shù)據(jù)收集和處理的難度，降低了工作效率。而高效的數(shù)據(jù)收集和處理需要依靠高速的網(wǎng)絡(luò)支持，數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通也需要優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

3.3業(yè)務(wù)系統(tǒng)承載能力不足

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，從網(wǎng)絡(luò)中獲取信息更加方便。高校的主體是教師和學生，本身具有較高的文化水平和信息技術(shù)水平，其更加傾向于在網(wǎng)絡(luò)中獲取資源，并習慣于依靠網(wǎng)絡(luò)開展教學工作，讓教學和學習更加便利、高效。但是，在建設(shè)數(shù)字校園的過程中，為了能夠存儲各種數(shù)據(jù)，滿足各部門的業(yè)務(wù)需求，會不斷增加業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)量，導致教師和學生在處理信息和獲取資源時需要應(yīng)用多個系統(tǒng)，難以達到較高的工作和學習效率，校園中的各種資源和數(shù)據(jù)缺乏高效統(tǒng)一的共享。

4 5G技術(shù)背景下智慧校園建設(shè)的規(guī)劃和應(yīng)用

智慧校園對網(wǎng)絡(luò)的速度和帶寬提出了更高的要求，借助5G技術(shù)可以管理海量數(shù)據(jù)，還可以為海量移動端提供服務(wù)，并降低延時、提高網(wǎng)速，以滿足智慧校園用戶對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提出的要求。

4.1優(yōu)化校園網(wǎng)絡(luò)

校園網(wǎng)絡(luò)時常出現(xiàn)卡頓問題，信息傳輸可能存在延遲。為了消除這類問題，以滿足校園師生對網(wǎng)絡(luò)的需求，在建設(shè)智慧校園時引入5G技術(shù)，利用其高速、低時延的特點，可有效解決網(wǎng)絡(luò)傳輸速率較低的問題，以適應(yīng)各種教學和學習場景，為智慧校園中各個系統(tǒng)提供可靠保障。為解決校園網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，可將5G技術(shù)與第六代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，讓校園網(wǎng)絡(luò)布局更加合理，從而擴大網(wǎng)絡(luò)在校園中的覆蓋范圍，提高網(wǎng)絡(luò)速度和增加帶寬，為在校師生提供更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以滿足智慧校園建設(shè)要求。

4.2數(shù)據(jù)輔助決策

5G技術(shù)為數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理提供了有力的通信保障和網(wǎng)絡(luò)支持，云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)在5G技術(shù)的發(fā)展下也得以大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展，為智慧校園中的數(shù)據(jù)輔助決策提供了基礎(chǔ)。應(yīng)用了5G技術(shù)的智慧校園數(shù)據(jù)中心能夠有效收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)，為師生獲取資源提供便利，為校園輔助決策和動態(tài)化管理信息提供支持，簡化了業(yè)務(wù)操作流程，提高了工作和學習效率，避免了信息重復收集的問題，消除了數(shù)據(jù)冗余。在SG技術(shù)普及的背景下創(chuàng)建智慧校園，能夠滿足多端連接的需求，以提高服務(wù)質(zhì)量和可靠性，從而為用戶帶來更滿意的體驗。

4.3無感式學習空間教育

高校應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，主要體現(xiàn)在科研和教學領(lǐng)域。為了創(chuàng)造出更優(yōu)越、便捷的智慧校園環(huán)境，既要充分應(yīng)用5G技術(shù)，又要更新理念，并嘗試使用新的教學方法。5G技術(shù)從技術(shù)層面為融合和應(yīng)用各類學習空間提供支持，在對師生和學習環(huán)境進行定義時，可以秉持互聯(lián)性和智能化理念，依托多種技術(shù)手段和服務(wù)系統(tǒng)，從不同角度、各個方位為師生創(chuàng)造更加專業(yè)以及更符合個性化需求的教學條件。在教學和學習過程中，可以應(yīng)用無縫感知的沉浸式教育空間增強教學的交互性。

4.4創(chuàng)新型教學

5G技術(shù)的高速度、低功耗、低延遲、高穩(wěn)定性等能夠有效解決校園網(wǎng)移動傳輸速率低、信號差等問題，使教學和學習具有動態(tài)化特性。高職院校為培養(yǎng)學生的職業(yè)特點，應(yīng)使用多種現(xiàn)代技術(shù)，如VR技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等。另外，由于在智慧課堂上使用了3D數(shù)字化技術(shù)，維持型學習被淘汰，取而代之的是創(chuàng)新型學習，學生在學習中能夠面向未來，拓寬思路和視野，進而成為國家現(xiàn)代化職業(yè)人才。

4.5智慧校園人員管理

校園內(nèi)有各種高科技設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，需要實時進行信息交互和數(shù)據(jù)處理，智慧校園要接收和處理來自多種設(shè)備的信息，因此，高校對人員的識別和管理顯得格外困難。目前，校園中各出人口的人員管理主要是利用刷卡、指紋、人臉識別等方式，為保證校園重要部門、特殊場所以及師生的安全，5G與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)π@內(nèi)人員進行精確識別和查找，面對異常情況能及時發(fā)出預警，從而保障校園安全。

5結(jié)束語

本文主要分析了在5G技術(shù)背景下如何進行智慧校園的建設(shè)與優(yōu)化，并更好地服務(wù)于校園師生。通過5G技術(shù)為智慧校園建設(shè)提供了高效快速的網(wǎng)絡(luò)支持，解決了智慧校園建設(shè)過程中遇到的網(wǎng)絡(luò)卡頓、數(shù)據(jù)分析效率低、信息處理速度慢等問題，為優(yōu)化智慧校園建設(shè)提供了技術(shù)保障，從而提高了智慧校園服務(wù)水平和師生的工作與學習效率。

作者簡介：

于躍（1992—），碩士，講師，研究方向：分布式計算與信息安全。