劉景容 劉淼

摘 ? 要：智慧校園是教育信息化發(fā)展的必然趨勢。智慧幼兒園的特征主要反映在四個方面：應(yīng)用融合，管理高效率;打通在園教育和家庭教育，家園聯(lián)系深度化;幼兒園物理環(huán)境智能感知可調(diào)，使幼兒備感舒適;技術(shù)融合創(chuàng)新，能識別幼兒個體特征和學(xué)習情境，提供優(yōu)質(zhì)學(xué)習資源，記錄和評價學(xué)習效果，使幼兒身心愉悅。智慧幼兒園建設(shè)是一個長期的過程，適宜采用分層架構(gòu)，從下到上依次為智慧感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、數(shù)據(jù)存儲和訪問層、智慧應(yīng)用層和用戶交互層，各層都可以在未來進行擴充建設(shè)。

關(guān)鍵詞：智慧幼兒園;應(yīng)用融合;融合創(chuàng)新; 智慧環(huán)境;家園合作

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2020）03-0064-04

目前，我國的學(xué)前教育是各級各類教育中的薄弱環(huán)節(jié)，幼兒園信息化建設(shè)與中小學(xué)校、高中職學(xué)校和高等院校相比，也明顯滯后。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下，幼兒園年輕教師多，幼兒父母也多為80后，絕大部分是“數(shù)字土著”，信息技術(shù)操作嫻熟，對各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用甘之如飴。[1][2]建設(shè)智慧幼兒園，能夠大幅度提高工作效率，有效促進家園合作，提升幼兒園的形象和知名度，彰顯核心競爭力。

一、智慧幼兒園的內(nèi)涵與特征

隨著教育信息化的發(fā)展，智慧校園概念在2010年首次出現(xiàn)。[3]南京郵電大學(xué)宗平教授等提出了在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和支撐環(huán)境的基礎(chǔ)上進行智慧校園建設(shè)的設(shè)計策略和體系結(jié)構(gòu)，提出了智慧校園的三個核心特征：一是建設(shè)一個全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺，提供基于角色的個性化定制服務(wù);二是學(xué)校的各種應(yīng)用之間實現(xiàn)互聯(lián)、共享和協(xié)作;三是為學(xué)校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。[4]北京師范大學(xué)黃榮懷教授提出智慧校園應(yīng)具有五大特征——環(huán)境全面感知、網(wǎng)絡(luò)無縫集成、海量數(shù)據(jù)支撐、開發(fā)學(xué)習環(huán)境和師生個性化服務(wù)。[5]華東師范大學(xué)祝智庭教授等認為智慧校園應(yīng)該是智慧學(xué)習空間，強調(diào)“智”“慧”“行”，其中“智”即全方位持續(xù)感知與獲取校園工作和生活中的各類信息;“慧” 即持續(xù)分析和處理獲取到的各類信息，明確這些信息意味著什么;“行” 即在此基礎(chǔ)上開展個性化服務(wù)，突破時空限制。[6]綜上所述，智慧校園是指，以面向師生個性化服務(wù)為理念，能全面感知物理環(huán)境、識別學(xué)習者個體特征和學(xué)習情境、提供無縫連接的網(wǎng)絡(luò)通信、提供合適的學(xué)習資源與便利的互動工具、自動記錄學(xué)習過程和評測學(xué)習成果，以促進學(xué)習者有效學(xué)習的開放式教育教學(xué)環(huán)境和便利舒適的生活環(huán)境。

幼兒園與大中小學(xué)校園相比，存在較大差異，主要體現(xiàn)在三個方面：一是規(guī)模小。無論是師生人數(shù)，還是建筑面積，和大中小學(xué)相比都不在一個數(shù)量級上，規(guī)模要小得多。二是幼兒學(xué)習方式有別于大中小學(xué)學(xué)生。幼兒學(xué)習是以直接經(jīng)驗為基礎(chǔ)，在游戲和日常生活中學(xué)習，強調(diào)直接感知、直接操作和親身體驗。而大中小學(xué)學(xué)生要進行系統(tǒng)的學(xué)科知識學(xué)習，主要是間接經(jīng)驗知識的學(xué)習。三是幼兒園區(qū)域劃分細致、房間種類多。區(qū)域有大門區(qū)、前廳接待區(qū)、家長等待區(qū)、辦公區(qū)、休息飲水區(qū)、自由閱讀區(qū)、活動演出區(qū)、通道區(qū)、室外公共活動區(qū)等;房間有課程教室、多功能活動教室、幼兒休息室、閱讀教室、音樂教室、舞蹈教室、美術(shù)教室、動手創(chuàng)作教室、庫房、教具室、廚房、消毒室和食品儲藏室等。以上差異，決定了智慧幼兒園在建設(shè)思路和建設(shè)內(nèi)容上有別于大中小學(xué)的智慧校園。智慧幼兒園要把幼兒園各個方面的工作與各種現(xiàn)代信息技術(shù)進行融合，融合的廣度和深度決定了智慧幼兒園的智慧程度。智慧幼兒園的核心特征主要反映在四個方面：一是各種應(yīng)用融合，管理高效率;二是打通在園教育和家庭教育，家園聯(lián)系深度化;三是幼兒園物理環(huán)境智能感知可調(diào)，使幼兒倍感舒適;四是技術(shù)融合創(chuàng)新，能識別幼兒個體特征和學(xué)習情境、提供優(yōu)質(zhì)學(xué)習資源、記錄和評價學(xué)習效果，使幼兒身心愉悅。

二、智慧幼兒園總體架構(gòu)

從常用軟件體系結(jié)構(gòu)模式來看，智慧幼兒園適宜采用分層的層次架構(gòu)。在層次架構(gòu)中，每層向其直接上層提供服務(wù)，各層之間的服務(wù)調(diào)用都通過公開的接口進行。這樣一來，只要接口不變，各層本身的內(nèi)容可以進行增減變化，不會引起上層的變化。智慧幼兒園總體架構(gòu)如圖1所示。

智慧感知層是智慧幼兒園的數(shù)據(jù)采集層，通過運用網(wǎng)絡(luò)攝像機、無線射頻技術(shù)、移動終端及各種傳感器等技術(shù)手段，采集幼兒園環(huán)境、人員、設(shè)備及物品等多種要素的實時數(shù)據(jù)，如活動室的溫濕度、幼兒位置和體溫等數(shù)據(jù)。智慧感知層是分析調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)、人員或重要物品定位尋找、監(jiān)測管理設(shè)備及幼兒健康檢測服務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)通信層進入數(shù)據(jù)存儲和訪問層。

網(wǎng)絡(luò)通信層承擔了智慧幼兒園的無縫通信任務(wù)，通過有線和無線通信設(shè)備，確保幼兒園網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，沒有通信盲區(qū)。網(wǎng)絡(luò)通信層是智慧幼兒園物理環(huán)境、設(shè)備、人員和各種智慧應(yīng)用之間互聯(lián)的基礎(chǔ)，主要通過搭建覆蓋全園的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。一般說來，幼兒園園區(qū)范圍小，建筑物不多，可以通過在幼兒園建設(shè)高速有線主干網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)通主要建筑物，并有高帶寬的通信鏈路與互聯(lián)網(wǎng)相通。在其他區(qū)域搭建無線WiFi，接入園內(nèi)主干網(wǎng)絡(luò)，這樣既可省去布線成本，又實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)全園覆蓋。

智慧感知層實時采集大量數(shù)據(jù)，各種智慧應(yīng)用在使用過程中也會生成大量數(shù)據(jù)，同時也需要訪問各種已有數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲和訪問層是整個架構(gòu)的核心，擔負數(shù)據(jù)存儲和提供訪問服務(wù)的功能。幼兒園數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)兩大類。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括員工、幼兒基本信息，教玩具和設(shè)備等信息，這些數(shù)據(jù)屬于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，應(yīng)存儲在核心數(shù)據(jù)庫中，方便各種智慧應(yīng)用共享。智慧感知層采集的各種數(shù)據(jù)和單個應(yīng)用生成的部分結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，具有更新快、使用范圍小等特點，應(yīng)存儲在擴展數(shù)據(jù)庫中。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括生成的各種文檔、圖片、音視頻等教學(xué)資源，這類數(shù)據(jù)存儲在資源庫或檔案庫中，方便查找和訪問。

智慧應(yīng)用層涵蓋了各類幼兒園應(yīng)用，包括教學(xué)類、內(nèi)部管理類、家園合作類和社會宣傳類應(yīng)用。[1]智慧應(yīng)用層是智慧幼兒園建設(shè)的主要內(nèi)容，幼兒園的智慧程度主要由各種智慧應(yīng)用來體現(xiàn)。

用戶交互層包括移動APP、微信和門戶網(wǎng)站。移動APP和微信支持隨時隨地使用各種智慧應(yīng)用。門戶網(wǎng)站支持單點登錄，一站式使用各種智慧應(yīng)用。

圖1的左邊是通用標準和協(xié)議，右邊是網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，這兩部分內(nèi)容是貫穿上述五層的，也就是各層建設(shè)都需要遵循通用標準和協(xié)議，都要采用各種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)體系中，下面三層都有通用標準、通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。在建設(shè)智慧幼兒園過程中，要注意采用遵循這些通用標準、實現(xiàn)各種通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的軟件和硬件設(shè)備。在開發(fā)各種智慧應(yīng)用時，需要采用安全編程技術(shù)，進行安全測試，確保各種應(yīng)用的使用安全;要遵循全國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會和全國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會教育技術(shù)分技術(shù)委員會暨教育部教育信息化技術(shù)標準委員會發(fā)布的各種行業(yè)標準，方便應(yīng)用之間互聯(lián)互通。

三、智慧幼兒園建設(shè)內(nèi)容

1.智慧環(huán)境

智慧環(huán)境建設(shè)與智慧感知層密切相關(guān)，但并不等同于智慧感知層。智慧環(huán)境包括各種智能設(shè)備和應(yīng)用，通過智慧感知層獲取物理環(huán)境溫濕度、PM2.5濃度值、聲音和光線等環(huán)境參數(shù)，按照設(shè)定的參數(shù)控制和調(diào)整上述環(huán)境因素，為幼兒創(chuàng)造一個舒適的學(xué)習和生活環(huán)境。這些智能設(shè)備和應(yīng)用包括智能新風系統(tǒng)、智能窗簾和溫度濕度控制系統(tǒng)等。智慧感知層中的各種傳感器設(shè)備和智慧環(huán)境中的各種智能設(shè)備，不是簡單購置安裝了就能建設(shè)成智慧環(huán)境的。這些設(shè)備都具有應(yīng)用編程接口，要通過軟件開發(fā)，使各種設(shè)備互聯(lián)互通，做到統(tǒng)一管理控制，才能最大化發(fā)揮這些設(shè)備的作用。一般情況下，可以建設(shè)一個全園環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r顯示和調(diào)節(jié)各種設(shè)備狀態(tài)。設(shè)備出現(xiàn)故障，能及時告警處理。

智慧環(huán)境除了舒適，還應(yīng)安全。幼兒年齡小，自控能力和表達能力都還很弱。智慧環(huán)境中的智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能實時感知幼兒身份信息、位置和各種生理參數(shù)。當幼兒超出預(yù)先設(shè)定的電子圍欄范圍或生理參數(shù)超出安全閾值時，系統(tǒng)能夠及時提醒教師和管理者，避免各種安全事故的發(fā)生。

2.智慧管理

幼兒園管理工作千頭萬緒，要從教育管理走向“智”理，必然要進行管理信息化建設(shè)。[7]智慧管理建設(shè)內(nèi)容包括各種內(nèi)部管理系統(tǒng)，如協(xié)同辦公系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、考勤與接送管理系統(tǒng)、幼兒晨午檢系統(tǒng)、訪客登記系統(tǒng)、配餐系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、電子班牌系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、幼兒膳食營養(yǎng)與衛(wèi)生保健管理系統(tǒng)等。智慧管理建設(shè)目標就是各種應(yīng)用融合互通，提高幼兒園管理效率，方便各種資料的收集、統(tǒng)計和歸檔，提高工作的準確度和效率，促進幼兒園現(xiàn)代化管理。

在上述各類應(yīng)用中，員工和幼兒的基本信息、教玩具和設(shè)備等信息都存儲在核心數(shù)據(jù)庫中，是所有應(yīng)用都需要用到的。各個應(yīng)用都應(yīng)該提供接口，供其他應(yīng)用訪問，達成應(yīng)用間互聯(lián)互通的效果，避免信息孤島，同時也減少不必要的重復(fù)勞動。因為互聯(lián)互通，工作只要在其中一個應(yīng)用上完成了就可以自動同步到其它系統(tǒng)。例如，在協(xié)同辦公系統(tǒng)中，員工提交各類文檔時，辦公系統(tǒng)自動調(diào)用檔案管理系統(tǒng)提供的接口，就能把文檔同步存儲到檔案管理系統(tǒng)中。同樣，對辦公系統(tǒng)進行修改操作，檔案系統(tǒng)對應(yīng)文檔也能自動同步更新。在幼兒晨午檢時，晨午檢系統(tǒng)調(diào)用衛(wèi)生保健系統(tǒng)提供的接口，把幼兒體溫數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)生保健系統(tǒng)。

3.智慧家園合作

著名幼兒教育家陳鶴琴認為：“幼稚教育是一件很復(fù)雜的事情，不是家庭一方面可以單獨勝任的，也不是幼稚園一方面可以單獨勝任的，必定要兩方面共同合作方能得到充分的功效?！盵8]智慧家園合作在幼兒成長教育過程中顯得尤為重要。家園合作建設(shè)內(nèi)容包括幼兒園站點、微信公眾號、論壇、校訊通及基于網(wǎng)絡(luò)平臺的幼兒成長檔案等系統(tǒng)。幼兒園站點、微信公眾號主要為幼兒園提供了展示園所風采、普及推廣科學(xué)育兒知識的途徑。論壇、校訊通及常用微信、QQ等即時通信工具主要提供了家園雙方互動交流的途徑，但交流的廣度和深度十分有限。

筆者在深度家園合作方面做了大量實踐探索，設(shè)計了一種基于網(wǎng)絡(luò)平臺的幼兒成長檔案袋。[9]網(wǎng)絡(luò)檔案袋能規(guī)避紙質(zhì)檔案袋的缺陷：手工制作工作量大，教師無暇兼顧檔案的品質(zhì);紙質(zhì)檔案袋的欄目與框架限制了資料收集的種類和數(shù)量;手寫、粘貼影響手冊美觀度;缺乏動態(tài)音像資料，不生動具體;存放空間大，幼兒園無法存檔;家長參與度不高。

網(wǎng)絡(luò)檔案袋具有容量大、評價主體多元化、設(shè)計個性化以及更具專業(yè)引領(lǐng)意義和整合性、紀念性等特點。筆者設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)檔案袋包含多個欄目?！霸趫@活動”包括一日活動的典型環(huán)節(jié)、功能室與區(qū)域活動、大型活動和主題活動等;“家庭活動”包括家庭中的日?；顒?、非常規(guī)活動及外出活動等不同類型的值得記錄的活動;“幼兒作品”包括幼兒在園、家庭與社區(qū)中進行創(chuàng)作的各類具有代表性的作品照片、錄像和錄音，有畫作、手工制品、建構(gòu)作品、自編歌曲、舞蹈、故事、兒歌和游戲等;“幼兒言語”是反映幼兒思維與認知特點的具有紀念性的有趣言行，包括文字記錄、錄音及錄像片段;“紀念欄” 包括生日活動、畢業(yè)活動和好友留念等;“成長報告”是根據(jù)《指南》的目標體系設(shè)計的模糊等級評價表， 結(jié)合《指南》的教育建議，配備了測評指導(dǎo)意見，針對每一條具體目標分別面向教師和家長提出了不同的觀測建議，使教師和家長在園、家的日常觀察與評價更具操作性;“評語” 包括父母、教師、親朋好友在幼兒生日或?qū)W年末撰寫的總體評價性語言和寄語，還包括教師和家長以“學(xué)習故事”、教育故事為形式的軼事記錄文本。這些欄目內(nèi)容讓幼兒教育突破了時空限制，真正做到了家園合作深度化、專業(yè)化。網(wǎng)絡(luò)檔案袋中的評價除了依據(jù)《指南》的目標體系外，還可以橫向縱向進行比較，使評價更加全面。橫向評價就是和在園同齡幼兒發(fā)展數(shù)據(jù)進行對比評價;縱向評價就是和幼兒自身發(fā)展數(shù)據(jù)進行對比。橫向評價找差距，研究制定如何促進幼兒發(fā)展的具體措施?？v向評價檢查實施措施是否有效，無效或效果不大如何進一步改善。

4.智慧課程

智慧課程建設(shè)就是在建設(shè)課程資源時，融合人工智能和增強現(xiàn)實等現(xiàn)代信息技術(shù)，識別幼兒個體特征和學(xué)習情境，記錄和評價學(xué)習效果，引導(dǎo)幼兒自主學(xué)習和游戲，使幼兒身心愉悅。人工智能中的機器人技術(shù)、情緒和語音識別技術(shù)可以讓幼兒和機器人之間更好地互動交流;人臉識別技術(shù)可以幫助識別進入?yún)^(qū)域游戲活動的幼兒，記錄游戲時間和游戲內(nèi)容，更好地挖掘每個幼兒的學(xué)習興趣。增強現(xiàn)實技術(shù)可以讓幼兒融入虛擬現(xiàn)實中，如身臨其境，提升幼兒直接感知體驗。

廣東省深圳市第二幼兒園在兒童主題博物館的創(chuàng)設(shè)和教育中，制作了大量“碼書碼課”在線教育資源。[10]筆者帶著課題組全體成員于2018年6月參觀訪問了該園，園內(nèi)各班創(chuàng)建的豐富多彩的不同主題博物館給我們留下了深刻印象。各種主題博物館布置了大量實物，這些實物除展示外，大部分還支持幼兒實際操作。很多實物旁邊，還貼有二維碼。幼兒使用平板電腦掃描后，就能展現(xiàn)生動的音像資料，支持幼兒自主地進行探究式學(xué)習。

四、智慧幼兒園建設(shè)策略

1.智慧幼兒園應(yīng)用部署架構(gòu)

智慧幼兒園的應(yīng)用種類繁多，最好能部署在云計算平臺上，這樣就能隨著部署應(yīng)用的增加，靈活調(diào)配云計算資源。智慧幼兒園可以在園內(nèi)建設(shè)私有云，在互聯(lián)網(wǎng)上租用公有云。有些應(yīng)用只能部署在幼兒園內(nèi)，如智慧感知層的各種智能設(shè)備和應(yīng)用、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、簽到簽退系統(tǒng)、訪客登記系統(tǒng)和配餐系統(tǒng)等;有些因為保密性要求高，或因為要求很高的訪問帶寬，工作時間訪問量大，最好能部署在幼兒園內(nèi)，如財務(wù)管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)和智慧課程資源庫等，這些應(yīng)用適合部署在幼兒園私有云上。有些應(yīng)用因為需要保證隨時隨地都能訪問，部署在公有云端，如協(xié)同辦公系統(tǒng)、門戶網(wǎng)站和幼兒成長檔案系統(tǒng)等。隨著微信應(yīng)用的普及，有些還需要部署在微信平臺上，如以微信小程序形式存在的應(yīng)用和微信移動辦公平臺等。智慧幼兒園應(yīng)用部署架構(gòu)如圖2所示。

圖2中的公有云和私有云及微信平臺之間通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來。同一平臺上的應(yīng)用之間互聯(lián)互通，微信平臺和私有云平臺上的應(yīng)用通過公有云上的應(yīng)用互聯(lián)互通，真正做到應(yīng)用融合、技術(shù)融合創(chuàng)新。

2.分階段建設(shè)

智慧幼兒園建設(shè)范圍廣，采用技術(shù)多樣，決定了智慧幼兒園的建設(shè)是一個長期的過程，不可能一蹴而就。員工和家長也需要時間逐步適應(yīng)，在使用過程中提高信息化素養(yǎng)。智慧幼兒園可以分為三個階段進行建設(shè)：第一階段側(cè)重智慧管理和智慧家園合作建設(shè)，各種智慧應(yīng)用融合，深化家園合作，提高工作效率;第二階段側(cè)重智慧環(huán)境建設(shè)，全面建設(shè)智慧感知層，創(chuàng)造舒適安全的園內(nèi)環(huán)境;第三階段側(cè)重智慧課程建設(shè)，融合新技術(shù)，創(chuàng)新課程建設(shè)。

3.使用社會化服務(wù)

幼兒園一般很少有專職軟件開發(fā)人員，往往只有一兩個電化教學(xué)老師，人力資源有限。在進行智慧幼兒園建設(shè)時，只能購買已有產(chǎn)品和服務(wù)。在購買時，要多比較不同廠家的同類產(chǎn)品功能和特點，選擇最適合本園的產(chǎn)品。如果產(chǎn)品現(xiàn)有功能與幼兒園實際情況不符，要仔細比較分析。如果產(chǎn)品功能和流程比幼兒園現(xiàn)有做法更好，建議幼兒園自身做出改變，改進和完善幼兒園的現(xiàn)有工作。如果產(chǎn)品不合適，也不要把幼兒園實際工作簡單搬到線上，應(yīng)該召集一線工作人員討論，針對現(xiàn)有工作中的弊端，提出優(yōu)化方案，再提交給信息科技公司進行定制。只有高質(zhì)量的需求才能促成優(yōu)質(zhì)系統(tǒng)的產(chǎn)生，智慧化的方案才能產(chǎn)出智慧系統(tǒng)。

4.要做減法

幼兒園建設(shè)了各類智慧應(yīng)用系統(tǒng)，這是加法。我們建設(shè)智慧幼兒園的目的之一就是要提高工作效率，讓管理者和員工能有更多精力專注于保教工作，因此，智慧應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)在線實現(xiàn)的工作，線下對應(yīng)工作就不要再做了。如有了門戶網(wǎng)站，就減掉幼兒園各種宣傳櫥窗和班級的家園聯(lián)系欄。

五、結(jié)語

盡管目前幼兒園信息化程度較低，但實踐證明，建設(shè)智慧幼兒園是可行的，也是有價值的。政府應(yīng)加大對幼兒園信息化建設(shè)的經(jīng)費投入，提高學(xué)前教育工作者的信息化素養(yǎng)，打造一批具有示范性的智慧幼兒園，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，加快學(xué)前教育現(xiàn)代化進程。

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（編輯：王天鵬）