陽 馨

(四川水利職業(yè)技術學院，四川 崇州，611231)

智慧教育體系的探討與智慧校園的構(gòu)建

陽 馨

(四川水利職業(yè)技術學院，四川 崇州，611231)

以云計算為基礎，以物聯(lián)網(wǎng)為支撐的智慧教育是教育信息化的發(fā)展方向；打造新時代的智慧校園，是智慧教育的前提條件和物質(zhì)基礎。隨著教育信息化進程的推進，學習、教學、科研、管理過程中無時無刻不在產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)處理以及云計算已經(jīng)日趨成熟，這些都為智慧校園的構(gòu)建提供了關鍵支撐技術。

智慧教育 智慧校園 大數(shù)據(jù)技術 計算

1 概述

自從2008年IBM首次提出“智慧地球”概念，“智慧地球”戰(zhàn)略得到了世界各國的普遍認可。智慧城市作為智慧地球戰(zhàn)略的重要組成部分，已被眾多發(fā)達國家納入科技發(fā)展規(guī)劃。2012年12月，我國正式啟動了國家智慧城市試點工作。教育對未來城市的發(fā)展起著決定性的作用。隨著交通、醫(yī)療、物流、能源等各個領域智慧化水平的不斷提升，教育領域面臨前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。智慧教育的發(fā)展水平在我國信息化產(chǎn)業(yè)體系中目前處于落后位置，是制約國家信息化整體水平提升的“短板”。如何提升教育領域的智慧化水平，與其他領域并駕齊驅(qū)發(fā)展，是未來智慧城市發(fā)展面臨的重大現(xiàn)實問題。

智慧教育體系立足于成熟的智慧校園建設。我國高校信息化初始于20世紀80年代，前期十多年主要是校園網(wǎng)絡、CAI課件和分散獨立的管理信息系統(tǒng)建設。最近兩年，高校數(shù)字校園已經(jīng)升級為更高層次的高校智慧校園，這些都為創(chuàng)建新時代的智慧教育體系打下堅實的物質(zhì)基礎。智慧校園是信息技術高度融合、信息化應用深度整合、信息終端廣泛感知的數(shù)字化校園，它既是一個教學環(huán)境，又是一個教學系統(tǒng)，也是一個教學空間，既有教育的特征，又有技術的特征和文化的特征等多重屬性。

2 智慧教育體系

智慧教育是指在教育領域(教育管理、教育教學和教育科研)，全面深入地運用現(xiàn)代信息技術來促進教育改革與發(fā)展的過程。其技術特點是數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和多媒體化，基本特征是開放、共享、交互、協(xié)作。智慧教育的核心理念就是充分利用當前社會最前沿的信息技術，建立多層次、創(chuàng)新型、開放式的現(xiàn)代學校，提高辦學的質(zhì)量和效益。以新的人才觀、教學觀和管理理論為指導，超越傳統(tǒng)的教育模式，以便于培養(yǎng)適應信息社會要求的創(chuàng)新型人才。智慧教育的發(fā)展，帶來了教育形式和學習方式的重大變革，促進教育改革，對傳統(tǒng)的教育思想、觀念、模式、內(nèi)容和方法產(chǎn)生了巨大沖擊。

智慧教育是國家信息化的重要組成部分，對于轉(zhuǎn)變教育思想和觀念、深化教育改革、提高教育質(zhì)量和效益、培養(yǎng)創(chuàng)新人才，具有深遠意義，是實現(xiàn)教育跨越式發(fā)展的必然選擇。未來教育信息化將在教育云平臺上展現(xiàn)，隨著教育信息化平臺的發(fā)展而廣泛應用。

3 智慧校園的特征分析和構(gòu)建探討

打造智慧教育體系，要以良好數(shù)字化校園為基礎，構(gòu)建智慧校園。智慧校園是高校信息化的高級形態(tài)，是對數(shù)字校園的進一步擴展與提升。它綜合運用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、智能感知、商業(yè)智能、知識管理、社交網(wǎng)絡等新興信息技術，全面感知校園物理環(huán)境，智能識別師生群體的學習、工作情景和個體的特征，將學校物理空間和數(shù)字空間有機銜接起來，為師生建立智能開放的教育教學環(huán)境和便利舒適的生活環(huán)境，改變師生與學校資源、環(huán)境的交互方式，實現(xiàn)以人為本的個性化創(chuàng)新服務。

智慧校園具有幾大特征，從技術層面看：(1)是一個融合的網(wǎng)絡技術環(huán)境；(2)是廣泛的信息終端。從功能層面看：(1)能提供快速、綜合的業(yè)務處理服務；(2)能提供管理與決策支持服務；(3)能提供個性化的信息服務；(4)按需配置教學資源與技術服務。從應用層面看：(1)智慧的課堂；(2)智慧社區(qū)。

構(gòu)建智慧校園的時候，要做如下充分考慮：(1)是在學校管理方面，打破教學校園的信息孤島，實現(xiàn)信息管理一體化、流程化和智能化；(2)在教學資源方面，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各學校軟硬件動態(tài)均衡配置，充分共享；(3)在教學應用方面，充分利用信息技術支持師生多樣化、個性化的教與學的需求，讓教學更輕松、學習更自主、互動更及時、評價更準確；(4)在學習社區(qū)和校園文化方面，構(gòu)建家校互通的、及時分享與交流教育智慧的綠色學習社區(qū)。

4 智慧校園的技術結(jié)構(gòu)

智慧校園強調(diào)融合，在智能感知技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、移動互聯(lián)技術、大數(shù)據(jù)技術和云計算技術的支撐下，高校的物理校園和虛擬校園已經(jīng)越來越不可分，高校師生的活動已經(jīng)處于一個物理空間和數(shù)字空間融合的智慧校園中，需要建立以大數(shù)據(jù)為核心，以智能感知為神經(jīng)末梢，以移動互聯(lián)為神經(jīng)網(wǎng)絡，以智慧應用為依托，以自適應、個性化用戶交互為目標的智慧校園信息化支撐平臺，實現(xiàn)高校各項業(yè)務的智慧型應用。高校智慧校園體系結(jié)構(gòu)可以分為：

4.1 智能物理層

采用各種智能設備的采集技術，實時獲取各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對校園內(nèi)教師和學生的活動狀態(tài)、以及各種智能儀器設備的運行狀態(tài)等的全面感知，為智慧校園提供采集海量數(shù)據(jù)的物質(zhì)基礎。

4.2 網(wǎng)絡鏈路層

綜合采用有線和無線網(wǎng)絡技術，實時傳輸各種數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)接入各種網(wǎng)絡設備，實現(xiàn)臺式機大中型終端，手機平臺等移動端的MobilityAnywhere以及SeamlessCommunication，為智慧校園提供寬帶泛在的網(wǎng)絡基礎。

4.3 大數(shù)據(jù)層

大數(shù)據(jù)層是智慧校園的核心，包括數(shù)據(jù)的存儲與計算的物理平臺、信息收集與數(shù)據(jù)管理平臺，以及數(shù)據(jù)分析處理的應用支撐平臺，是連接智慧校園各部分、匯聚智慧校園各種信息的樞紐，為智慧校園提供堅實的數(shù)據(jù)基礎。

4.4 智慧校園應用層

包括各種智慧型的校園信息化業(yè)務應用，是智慧校園發(fā)揮作用的關鍵，也是智慧校園建設的重點。與傳統(tǒng)的校園網(wǎng)Web應用不同的是，它更加依賴于對大數(shù)據(jù)和云計算技術帶來的智慧數(shù)據(jù)的采集和挖掘。

4.5 智慧校園應急保障體系

支持各種智能終端，為各類用戶提供與其所處環(huán)境、所用終端相適應的多屏交互模式。實時交互為各種安全保障提供了可能，包括信息安全保障體系、系統(tǒng)運維服務體系等。這是智慧校園的安全保障環(huán)節(jié)。

5 構(gòu)建智慧校園的關鍵支撐技術

5.1 大數(shù)據(jù)

隨著智慧教育進程的推進，學習、教學、科研、管理過程中無時無刻不在產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)的處理依賴大數(shù)據(jù)技術。“大數(shù)據(jù)”一詞自2011年提出以來，已成為當前最為炙手可熱的IT技術。大數(shù)據(jù)的來源廣泛，包括海量的、多樣化的交易數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)與傳感數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術是一系列收集、存儲、管理、處理、分析、共享和可視化技術的集合。大數(shù)據(jù)并非等同于大量的數(shù)據(jù)，它具有兩個更加重要的特征:跨領域數(shù)據(jù)的交叉融合與數(shù)據(jù)的流動生長。

大數(shù)據(jù)技術將學校日常運作、管理與服務的數(shù)據(jù)加以分析整理，構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)加以充分利用，將會發(fā)現(xiàn)它們新的價值。如在招生就業(yè)方面，分析專業(yè)與就業(yè)的關系，調(diào)整學校的專業(yè)設置；在教學上，通過對評教、校企合作內(nèi)容與實習時效等數(shù)據(jù)的分析，調(diào)整教師的教學方式方法，改進人才培養(yǎng)模式；通過消費記錄，幫助貧困生進行公平、公正的獎、助學金的評定；通過對圖書館的借書數(shù)據(jù)分析，調(diào)整圖書館的定書管理等。這些信息和數(shù)據(jù)是輔助各級管理人員進行科學決策的重要依據(jù)，對學校今后可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。需求分析的中心工作是提出主題需求，主題需求是由單位決策部門及決策人員以及相關單位所提出的一種協(xié)助決策需求。

大數(shù)據(jù)技術最核心的價值，在于對海量數(shù)據(jù)進行存儲和分析。相較于數(shù)字校園，智慧校園最核心的特征是通過各種智能終端、可感知設備和信息系統(tǒng)，獲取海量的活動過程與狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及基于這些海量數(shù)據(jù)分析而掌握事物的規(guī)律，開展智慧應用。其中最重要的，是對于高校大數(shù)據(jù)的組織與建模，這是挖掘出大數(shù)據(jù)價值的關鍵所在。

5.2 云計算

云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。智慧校園作為復雜巨系統(tǒng)，只有采用開放、整合、協(xié)同的信息化架構(gòu)和可動態(tài)配置資源、高可擴展性、按需服務的云計算模式，才能提供很好的基礎設施支持。

5.3 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)利用局部網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術，把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，為智慧校園提供了物理基礎。

5.4 社交網(wǎng)絡

社交網(wǎng)絡的含義包括硬件、軟件、服務及應用，是一個能夠相互交流、相互溝通、相互參與的全球互動平臺。這對于高校師生的交流、協(xié)作與知識分享尤為重要，因此也是實現(xiàn)智慧校園的關鍵技術。

5.5 文化管理

文化管理是對文化、文化創(chuàng)造過程和文化的應用進行規(guī)劃和管理，這是知識人和高校最為重要和經(jīng)常的活動，因此文化管理也成為智慧校園的關鍵技術之一。

6 總結(jié)與展望

智慧教育研究還存在很多急待解決的關鍵問題，主要包括智慧教育基礎環(huán)境的建設；智慧教育資源開發(fā)；智慧型教師隊伍的培養(yǎng)等。我們可以在多方面著手，推進智慧教育建設：

6.1 在教學方面，利用現(xiàn)有智慧教育體系，實現(xiàn)教學資源、信息資源和智力資源的共享與傳播。同時，引進新的創(chuàng)新教學手段和方式，從而形成開放、高效的教學模式，更好地培養(yǎng)學生的自身素養(yǎng)及創(chuàng)新能力。

6.2 在辦公管理方面，利用智慧教育體系中的網(wǎng)絡技術及大數(shù)據(jù)管理等功能，更好地推進校園OA的應用，實現(xiàn)上下級部門之間更迅速便捷的溝通，實現(xiàn)不同職能部門之間的數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)，提高決策的科學性和民主性，減員增效，降低管理成本和耗材。

6.3 在公共服務體系方面，建立覆蓋學校教學、科研、管理、招生等各個區(qū)域的寬帶高速網(wǎng)絡環(huán)境；建立網(wǎng)絡化服務項目，包括電子消費，電子醫(yī)療等，深化智慧校園的概念和建設。

〔1〕楊現(xiàn)民.智慧教育體系架構(gòu)與關鍵支撐技術.中國電化教育，總336.

〔2〕蔣東興.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設探討.華東師范大學學報(自然科學版)，2015，(3).

〔3〕張宏武.高校校園網(wǎng)引入大數(shù)據(jù)理念前景分析.科教文匯，2014，(11).

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〔5〕周 彤、劉 文.智慧校園建設的現(xiàn)狀與思考[J].信息與電腦，2011，(10).

〔6〕張鴻斌.智慧校園初探[J].學周刊，2014，(10).

〔7〕蔣東興，付小龍，袁 芳等.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設探討[J].華東師范大學學報自然科學版，2015，(S1)：119～125，131.

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