文/本刊記者 朱杰

智慧的大學(xué)有多遠(yuǎn)

文/本刊記者 朱杰

隨著信息技術(shù)發(fā)展，更多的先進(jìn)技術(shù)和服務(wù)被應(yīng)用于校園建設(shè)，從而創(chuàng)造出一個更加宜學(xué)、宜教、宜研的大學(xué)校園。在即將到來的物聯(lián)網(wǎng)時代，無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)管理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活都可以在大學(xué)中實(shí)現(xiàn)，一個安全、穩(wěn)定、環(huán)保、節(jié)能的“智慧校園”正在成為現(xiàn)實(shí)。

2009年，當(dāng)“智慧地球”的概念被提出時，一度引發(fā)了世界各國對物聯(lián)網(wǎng)的追捧。而高校作為新技術(shù)應(yīng)用的前沿陣地之一，自然也就成為物聯(lián)網(wǎng)普及應(yīng)用的重要領(lǐng)域，“智慧校園”的概念由此而生。很多人認(rèn)為，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“智慧校園”不僅可以更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研、管理及服務(wù)手段方面的現(xiàn)代化，更有可能引發(fā)學(xué)校人才培養(yǎng)觀念和教育理念的深刻變革。

兩年多時間過去了，今天的“智慧校園”進(jìn)展如何呢？

從概念變成真實(shí)的應(yīng)用

教室里的燈可以自動開關(guān)，當(dāng)學(xué)生離開教室就會自動熄滅；自行車、筆記本電腦、手機(jī)等物品再也不用擔(dān)心被盜，貼上一個小小的標(biāo)簽，就能隨時知道它們的行蹤；汽車進(jìn)出校園不需要辦復(fù)雜的進(jìn)出手續(xù),只要裝一個射頻標(biāo)簽,就能通過分布各處的讀碼器了解位置、狀態(tài)等信息；而在圖書館，每類圖書閱讀者的特點(diǎn)已經(jīng)可以隨時被掌握，智能的知識分享體系正在形成……這些并不是科幻電影里的場景，而是南京郵電大學(xué)師生們身邊真實(shí)出現(xiàn)的應(yīng)用。

南京郵電大學(xué)是我國最早從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和“智慧校園”建設(shè)的高校之一。2009年，南京郵電大學(xué)在全國高校中率先成立物聯(lián)網(wǎng)研究院，并正式開始規(guī)劃布局“智慧校園”建設(shè)。2010年，南京郵電大學(xué)“寬帶無線通信與傳感網(wǎng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”被教育部批準(zhǔn)為立項(xiàng)建設(shè)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，這也是教育部在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中布局和建設(shè)的第一個重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。南京郵電大學(xué)的馮曉虹老師告訴記者，該實(shí)驗(yàn)室成立以來，圍繞泛在信息的傳感、智能感知與處理、新一代無線通信網(wǎng)絡(luò)與傳輸、物聯(lián)網(wǎng)中多應(yīng)用多業(yè)務(wù)的集成以及傳感網(wǎng)管理和安全機(jī)制等領(lǐng)域，開展了多項(xiàng)創(chuàng)新性研究，有很多研究成果已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用在南京郵電大學(xué)的校園中。依托這個實(shí)驗(yàn)室，南京郵電大學(xué)目前已經(jīng)建立了基于智慧服務(wù)理念的綜合信息智慧服務(wù)平臺，構(gòu)建了智慧教室、節(jié)能環(huán)保、智能交通、平安應(yīng)急等涉及校園生活各方面的一系列在線智慧服務(wù)應(yīng)用。

“智慧”是什么？浙江大學(xué)信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組副組長魯東明老師給出了這樣的定義，“涵蓋了便捷的辦公模式、泛在的育人模式、時尚的娛樂模式和實(shí)時的科研模式”。在浙江大學(xué)，以“E校園電子地圖平臺”為代表的一系列智能校園管理系統(tǒng)，正被大量應(yīng)用到學(xué)校管理的各個方面。這些系統(tǒng)全面詳實(shí)地采集了校園內(nèi)所發(fā)生的與正在發(fā)生的各項(xiàng)事實(shí)數(shù)據(jù)，并通過智能的數(shù)據(jù)分析、預(yù)測、判斷等手段，為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)決策提供量化的依據(jù)，從而通過一系列合理制度的制定，客觀公正地評價(jià)教師員工業(yè)績、有效提高教職工積極性、最大化地優(yōu)化盤活人力、財(cái)力、物力等各項(xiàng)學(xué)?；A(chǔ)資源，促進(jìn)學(xué)校教育改革全面深入發(fā)展。

傳播知識、分享知識是大學(xué)的根本任務(wù)。在上海交通大學(xué)，一個“傳統(tǒng)圖書館+ 物聯(lián)網(wǎng)+ 云計(jì)算+ 智慧化設(shè)備”的智能型圖書館正在形成。據(jù)上海交通大學(xué)圖書館郭晶介紹，他們正在通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖書館中各個環(huán)節(jié)的通信，包括用戶之間的通信、用戶與圖書館的通信、用戶與信息資源的通信以及信息資源之間的通信，今后圖書館工作的各個環(huán)節(jié)都可以智能化地完成，無需人工干預(yù)。同時，通過引進(jìn)基于Primod的知識發(fā)現(xiàn)平臺，以及基于LibGuides的學(xué)科信息指南社區(qū)，圖書館將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)以學(xué)科領(lǐng)域、服務(wù)任務(wù)和目標(biāo)為驅(qū)動，進(jìn)行感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用各個層面的協(xié)同工作，對環(huán)境、目標(biāo)等進(jìn)行智慧獲取和處理，提供更為智慧、更為精確、多元化感知的信息服務(wù)。

記者在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，“智慧校園”的應(yīng)用不僅僅出現(xiàn)在這些研究性的大學(xué)中，在很多高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院中，也開始出現(xiàn)，并在日常教學(xué)中發(fā)揮了積極的作用。職業(yè)教育通常更倚重于實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，重視教學(xué)過程中學(xué)生的體驗(yàn)和感受。不過當(dāng)指導(dǎo)教師面對超過30人的班級進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時，往往很難照顧到所有學(xué)生的操作或者出現(xiàn)的各類故障。針對這一情況，北京電子科技職業(yè)學(xué)院構(gòu)建了一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，學(xué)生的手持式終端會通過射頻技術(shù)自動掃描貼設(shè)備上的電子標(biāo)簽，并將讀取的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺根據(jù)接收到的學(xué)生身份和實(shí)訓(xùn)設(shè)備信息，自動向?qū)W生推送與當(dāng)前設(shè)備一致的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和學(xué)習(xí)資源。學(xué)生根據(jù)手持設(shè)備上的內(nèi)容，來完成實(shí)訓(xùn)課程學(xué)習(xí)。這樣就利用了物聯(lián)技術(shù)為每名學(xué)生提供了一名“專職實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師”，很大程度緩解了學(xué)校實(shí)訓(xùn)師資不足的問題。

智能技術(shù)將改變未來教育模式

目前，盡管還沒有一所高校實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“智慧校園”，但是這些高校所進(jìn)行的研究、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，都為高校信息化下一步的發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，并為未來“智慧校園”的建設(shè)探索了方向。上面所提到的智能校園應(yīng)用，只是弱水三千之中的一瓢，“智慧校園”有著更廣泛的應(yīng)用前景：

1. 構(gòu)建新一代的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施平臺，網(wǎng)絡(luò)將無處不在、無時不在， 并為學(xué)校中的各種計(jì)算設(shè)備提供支撐，其重要性甚至可能超過今天的互聯(lián)網(wǎng)。

2. 隨著人們對信息服務(wù)要求的多元化和電子設(shè)備的小型化，信息終端產(chǎn)品將越來越多樣化，“智慧校園”將改變校園網(wǎng)絡(luò)上目前以PC、筆記本、服務(wù)器為主的應(yīng)用狀況，給各種智能終端提供更廣闊的應(yīng)用空間。

3. “智慧校園”將使得校園中出現(xiàn)更多的智能空間，如智能會議室、智能實(shí)驗(yàn)室、智能圖書館、智能教室等，智能空間中嵌入了計(jì)算、信息、傳感設(shè)備，目的是幫助校園用戶方便地訪問和利用學(xué)校中的各種信息。

智慧校園需求日益強(qiáng)烈

在今天的大學(xué)中，隨著信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，信息服務(wù)在教學(xué)、科研與管理中的作用越來越大。當(dāng)大部分高校已經(jīng)或正在開始建設(shè)基于部門的應(yīng)用系統(tǒng)，基本解決了面向業(yè)務(wù)主題的管理難題時，高校信息化所面臨的一些共性的不足之處開始顯現(xiàn)出來，如網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的接入手段單一，安全保障體系尚不完善；數(shù)字資源整體應(yīng)用水平不高；不同部門之間的信息共享與交流自動化程度低，缺乏統(tǒng)一的信息編碼標(biāo)準(zhǔn)；信息化保障機(jī)制還不夠健全等。

學(xué)校的教學(xué)資源信息主要來源于三類：基于人的數(shù)據(jù)、基于流程管理的數(shù)據(jù)以及面向設(shè)施環(huán)境的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)在一定程度上解決了這些數(shù)據(jù)的采集，但仍然無法滿足全方位實(shí)施教育信息化及提供智能的綜合信息服務(wù)的要求。這就要求基于更先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的“智慧校園”出現(xiàn)。

從某種意義上說，“智慧校園”是今天數(shù)字化校園的一種發(fā)展和演進(jìn)。在復(fù)旦大學(xué)信息化辦公室主任宓老師看來，“經(jīng)過多年建設(shè)的數(shù)字化校園平臺將是實(shí)現(xiàn)智慧校園的基礎(chǔ)，只是智慧校園將更多的強(qiáng)調(diào)按需服務(wù)、快速反應(yīng)、主動應(yīng)對等，更多地體現(xiàn)智能、聰慧的特點(diǎn)”。和目前的校園網(wǎng)絡(luò)相比，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“智慧校園”有著很多鮮明的特征。

首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。未來的校園中將部署海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。

其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量及其龐大，形成了海量信息，在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

還有，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實(shí)施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)高校用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

2009年8月5日，溫家寶總理在江蘇考察中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時表示，“當(dāng)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展時，我們因?yàn)闆]有掌握核心技術(shù)而走過一些彎路。在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點(diǎn)謀劃未來，早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)”。今天，各大高校積極開展的“智慧校園”建設(shè)，無疑是面向國際科技前沿和滿足國家戰(zhàn)略需求的重要舉措，對于國家開展重大技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)自主創(chuàng)新產(chǎn)品都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

大規(guī)模建設(shè)的條件尚不成熟

毫無疑問，“智慧校園”建設(shè)可以給高校帶來很多便利，不過當(dāng)“智慧校園”快速發(fā)展的同時，問題也存在于很多方面。清華大學(xué)計(jì)算中心主任蔣東興老師認(rèn)為：“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)走進(jìn)校園是一個必然趨勢，我們需要從現(xiàn)在開始進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用的探索和研究，但是高校大規(guī)模的建設(shè)和部署‘智慧校園’，目前還不是時候?！?/p>

首先，定義尚不明確。面對如火如荼的“智慧校園”建設(shè)熱潮，已經(jīng)讓很多人開始困惑，智慧校園到底是什么？作為一個嶄新的概念，不同的提出者給予不同的詮釋，這現(xiàn)象類似于當(dāng)初的數(shù)字校園建設(shè)，曾經(jīng)有很多人把“一卡通”系統(tǒng)的應(yīng)用定義為數(shù)字校園實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，而現(xiàn)在，同樣有很多人把“智慧校園”簡單地理解為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。這也導(dǎo)致了目前“智慧校園”很多還停留在基礎(chǔ)設(shè)施的層面，而忽視了應(yīng)用和資源的智能化，這樣存在了很大的局限性。

其次，對高校教、學(xué)、科研的智能化支持仍然缺乏。目前的“智慧校園”，大多實(shí)現(xiàn)了對學(xué)校辦公、管理和生活服務(wù)的智能化。然而人才培養(yǎng)、傳播知識是大學(xué)的根本任務(wù)，“智慧校園”要實(shí)現(xiàn)的不僅僅是物體與物體之間的通信，更要促進(jìn)知識的智能傳播，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。“智慧校園”如何從一個智能化的管理服務(wù)平臺擴(kuò)展到真正智能化的教、學(xué)、科研平臺，仍然有很長的路要走。

再次，很多學(xué)校對“智慧校園”引發(fā)的教學(xué)、管理模式變革還沒有充分準(zhǔn)備。自動化、智能化和智慧化相互結(jié)合，將會是“智慧校園”時代大學(xué)的主要特征，在未來校園中，需要人工干預(yù)的工作將會越來越少，大量的工作會有智能化系統(tǒng)自動完成，這無疑會對學(xué)?，F(xiàn)有的管理模式和保障體系帶來挑戰(zhàn)。如果沒有相適應(yīng)的制度保障，即便高校建設(shè)了完善的“智慧校園”基礎(chǔ)設(shè)施，也很難真正發(fā)揮它的作用。“智慧校園”引發(fā)的教學(xué)、管理模式變革，仍需進(jìn)一步的探索和實(shí)踐。

最后，“智慧校園”建設(shè)還缺乏完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一直以來，泛在網(wǎng)絡(luò)連接的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)于設(shè)備和傳感器的通信接口標(biāo)準(zhǔn)始終都是影響物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的挑戰(zhàn)之一。在未來的“智慧校園”建設(shè)中，相關(guān)設(shè)備如何布置，如何維護(hù)，如何管理，如何形成網(wǎng)絡(luò)，如何使用都是很大的問題。

對于各大高校來說，要建設(shè)“智慧”的校園，應(yīng)當(dāng)循序漸進(jìn)地實(shí)現(xiàn)。首先，進(jìn)一步完善數(shù)字化校園平臺的應(yīng)用，提高學(xué)?，F(xiàn)有信息資源的使用價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，促進(jìn)物聯(lián)技術(shù)、傳感技術(shù)在校園中的應(yīng)用，構(gòu)建一個能夠支撐智慧校園應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施平臺。此外，學(xué)校還需要實(shí)現(xiàn)智慧校園的概念模型和建設(shè)方法模型。當(dāng)這些工作逐步完善之后，學(xué)校才真正具備實(shí)現(xiàn)全面的智慧教學(xué)、科研、生活、管理的服務(wù)能力。

不可或缺的技術(shù)準(zhǔn)備

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是“智慧校園”的重要支撐手段，但是要實(shí)現(xiàn)真正意義上的“智慧校園”，只依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果仔細(xì)分析一下浙江大學(xué)、南京郵電大學(xué)、江南大學(xué)等高校的“智慧校園”建設(shè)規(guī)劃，我們不難發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建一個穩(wěn)定、可靠的“智慧校園”系統(tǒng)平臺，以下方面的技術(shù)準(zhǔn)備工作是不可或缺的。

加快以IPv6為基礎(chǔ)的智能網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)。全球IPv4地址已經(jīng)在今年分配完畢，而在“智慧校園”中，接入網(wǎng)絡(luò)的智能手機(jī)、智能家電、傳感器終端等的數(shù)量越來越多；另外隨著物聯(lián)網(wǎng)逐漸向云計(jì)算、泛在網(wǎng)發(fā)展，每一個終端都可能成為服務(wù)器，這些都需要借助IPv6網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢來承載，因此，建設(shè)“智慧校園”，必須要大力發(fā)展基于下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的IPv6校園網(wǎng)絡(luò)。

完善云計(jì)算平臺的構(gòu)建。云計(jì)算中心是支撐智慧校園的一個重要平臺。云計(jì)算服務(wù)平臺使量化、科學(xué)的決策成為可能。作為一種信息服務(wù)模式，云計(jì)算可以把大量的高度虛擬化的計(jì)算和存儲資源管理起來，組成一個大的資源池，用來統(tǒng)一提供服務(wù)。面對“智慧校園”應(yīng)用，云計(jì)算平臺基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包括機(jī)房環(huán)境、計(jì)算平臺、存儲平臺、容災(zāi)系統(tǒng)等，要建設(shè)云計(jì)算管理系統(tǒng)，構(gòu)建云計(jì)算安全環(huán)境，培養(yǎng)管理、運(yùn)維、服務(wù)團(tuán)隊(duì)。

推廣數(shù)據(jù)挖掘與泛在學(xué)習(xí)體系的構(gòu)建。在高校中，信息資源是重要的辦學(xué)資源，必須通過各種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置，提高信息資源的利用率，才能促進(jìn)教學(xué)效果的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高校辦學(xué)的根本目標(biāo)。在未來的“智慧校園”中，需要綜合應(yīng)用分布式異構(gòu)教學(xué)資源共享系統(tǒng)、異構(gòu)數(shù)據(jù)倉儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘與分析系統(tǒng)等多收手段，整合學(xué)校各個單位的教學(xué)資源庫，采用流媒體、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)、校園博客等技術(shù)手段對資源進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的安全存儲、準(zhǔn)確檢索和智能推送，最終形成更優(yōu)質(zhì)的高校教育資源整合，實(shí)現(xiàn)高校之間教學(xué)資源的共享與交換，擴(kuò)展教學(xué)資源輻射范圍。

智能感知體系的構(gòu)建。物聯(lián)感知系統(tǒng)是整個智慧校園中最常見的一部分。智能感知體系中全面包括了傳感器、采集器、RFID、二維碼、視頻監(jiān)控等感知技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)校園環(huán)境管理的數(shù)字化。對于學(xué)校來說，首先應(yīng)當(dāng)部署傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備并聯(lián)網(wǎng)；其次需要利用RFID、二維碼等技術(shù)標(biāo)識校園環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建校園環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用平臺，利用校園智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)用，推動智慧校園示范應(yīng)用。