李軍

摘要：隨著云計算、物聯網等新一代計算機技術的興起，國內外紛紛依托這些新興技術開始投入"智慧校園"平臺的應用研究和建設開發(fā)。智慧校園平臺可以實現校園的數字信息化、管理智能化和服務全面化等優(yōu)勢。本文充分借鑒國內外先進地區(qū)的經驗，分別從信息的融合、關聯，以及存儲應用等方面來探究平臺建設的可操作性，讓廣大師生享受互聯網技術給學校的教學、管理、交流、生活和服務等帶來的進步。

關鍵詞：智慧校園;大數據; 融合;體系

中圖分類號：TP311? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）08-0120-02

1 引言

隨著科技的迅速發(fā)展和時代的不斷進步，中小學校校園建設逐漸由數字化校園建設轉化為智慧校園建設方向轉變。教育部的信息化工作要點（2016）也明確指出：“應加大教育信息化培訓和典型示范推廣力度，引導各級各類學校開展利用信息技術轉變教學模式、改進教學管理的智慧校園應用”。可以說，智慧校園平臺的建設對于促進校園信息處理水平，改進信息服務質量，打造開放式、協同性和智能化的綜合管理服務平臺，完善各個體系間信息資源的互聯互通、共享融合，提高校園管理效率等具有極大的研究價值。

2 智慧校園平臺應用的現狀

近年來，“智慧校園”已成為一個熱點詞匯，研究和實踐的案例層出不窮。當然，英、美等國外發(fā)達國家和地區(qū)以及我國的香港特別行政區(qū)因為文化底蘊和經濟條件的歷史原因影響，研究條件更為成熟，也取得了令人矚目的成果。美國賓夕法尼亞大學推出的集手機卡與銀行卡功能為一體的“Penny Card 4”校園卡;加利福尼亞大學推出的能對各方獲取信息進行價值分析、智能整理、加工和處理的領導決策系統(tǒng);英國的諾丁漢大學提供的涵蓋了教育教學、科學研究、校園生活和校務管理等各個方面服務為一體的“校園呼叫中心”以及香港浸會大學自主設計和開發(fā)的“e板書在線教學系統(tǒng)”等。校園智慧化主要體現在以下幾個方面。

人工智能集合大數據來構建智慧教育體系。鄧小平同志早在20世紀80年代就指出“教育要面向現代化，面向世界，面向未來”。而目前改進和提高教育水平的一個有效手段就是能實現全場景過程化的數據采集，通過科學分析來做到減少備課環(huán)節(jié)中重復性的工作，以實現精準教學的目的。同時有了全學科海量數據分析的支撐，學生重復學習知識點的時間也可以顯著減少，保障個性學習的高效。

AI創(chuàng)新為學生提供智能化的開放平臺。隨著技術的不斷開拓，目前出現了很多能實現輔助教學的人工智能學習工具，為學生提供唾手可得的教育教學資源。通過平臺等可以設計出提供語音合成 、文字測評、物體識別等多功能信息傳導模式，以實現對AI的創(chuàng)新實踐應用。

搭建以服務為核心的可持續(xù)發(fā)展教育資源供給生態(tài)。當今很多教研形式都出現了教與學、教育機構與企業(yè)、專家與普通教育者、學校與社會之間脫節(jié)的現象。很多先進的理念缺乏得以付諸實施的空間與渠道。有了開放平臺的承載，則可以解決課程、資源、師資和工具等多維體系的實踐性難點。創(chuàng)新性課程和實踐性課程有了實施土壤，技術專家與行業(yè)代表有了交流的空間，廣義學習者利用移動終端設備在線上學習平臺使可持續(xù)性學習生態(tài)成為可能。

未來虛擬環(huán)境與實體學校的無縫融合變革了未來學校的形態(tài)。校園物聯平臺使現實管理虛擬化，校園網關保障了互聯互通和隨時隨地學習的便捷，人臉識別使電子芯片卡成為擺設，智能環(huán)境監(jiān)測節(jié)省了大量的人力。虛擬圖書館、虛擬實驗室、虛擬學習社區(qū)等也讓更多的學習者可以體驗項目式學習或MOOC學習等方式的魅力。

3 智慧校園平臺技術架構的總體要求

國內目前還沒有形成對智慧校園定義的統(tǒng)一標準。不同專家見解的側重點也不一樣。北京師范大學黃榮懷教授認為智慧校園能夠有效支持教與學， 豐富學校的校園文化， 真正拓展學校的時空維度[1] ?；纠砟钍且苑諡閷ο螅ㄟ^新型網絡通信技術來搭建一個智能化的教育環(huán)境平臺，標準是能滿足業(yè)務流程辦理、資源實現共享、智能反應靈活。清華大學蔣東興等認為智慧校園是學校信息化的高級形態(tài)，是對數字校園的進一步深化與提升[2]。它著重強調校園物理空間和數字空間的有機銜接。運用物聯網和社交網絡等智能識別師生群體工作和學習的個體特征，運用大數據、云計算和人工智能等建立校園虛擬映像，完成教學的虛擬現實應用和常規(guī)管理。

目前國內應用于智慧校園實踐的推廣案例不多，屈指可數的案例實施要求主要在以下幾個方面。

3.1 智安校園環(huán)境打造

保障校園環(huán)境安全性、校園安防建設、依托高清視頻監(jiān)控和智能圖像分析實現人臉識別、車牌識別、NFC與報警管理等物聯設備和物聯感知技術。通過對整個校園的綜合監(jiān)管，實現全網調度管理及智能化應用。融合多維數據，建立高效指揮中心，深度串聯人、車、事三類管控對象。對人員智能管理、車輛智慧管控、事件有效處置，整合智慧消防，形成安消一體，實現從技防到智防的跨越，打造智慧型平安校園。

3.2 便捷校園打造

基于校園全場景物聯設備覆蓋，實現校園全節(jié)點、全場景的數字化和物聯化。同時在基于數字化的基礎上融合校園信息網絡系統(tǒng)應用數據，通過物信融合實現數據統(tǒng)一管理，提供顆粒度更精細、服務方式更便捷的校園師生服務。AI賦能校園業(yè)務系統(tǒng)，實現校園全場景“一臉通”式體驗。聚焦校園特色場景，結合AI視頻智能分析，深化場景應用。為師生提供便捷、優(yōu)質的校園服務。

3.3 綠色校園打造

踐行綠色校園文化，推進校園可持續(xù)發(fā)展。以學校校園物聯網平臺為基礎，推動能源管理與后勤信息化、校園信息化的深度融合。推進節(jié)約型校園建設，引導向綠色校園邁進。實現物聯感知設備信息化運維，結合AI視頻分析，對校園能耗管理提供節(jié)能減排調優(yōu)策略，構建綠色節(jié)約校園。為智慧校園建設添加動力。

4 智慧校園平臺建設不能忽視的挑戰(zhàn)

數字化校園給中小學校的信息化變革帶來了便利，能夠提高中小學校的整體信息化水平。但是近幾年云計算、物聯網、大數據技術等新興技術的廣泛應用，也給數字化校園帶來了新的挑戰(zhàn)。

4.1 如何促進學生、老師和校園的深度融合

大數據時代，信息的獲取渠道和種類非常多樣，人們也樂于接受數據的紛繁復雜。但數據量的大幅增加也會造成數據的精確性降低。智慧校園平臺的搭建可以收集到學生、教師和校園內各個方面的海量信息，為了使結果更加準確，往往都要致力于優(yōu)化測量的工具，發(fā)展可以準確搜集、記錄和管理數據的方法。事實證明，通常傳統(tǒng)的統(tǒng)計方式都很難容忍錯誤數據的存在，在處理樣本時，他們都會用一整套的策略來減少錯誤發(fā)生的概率。如今在信息時代，人們掌握的數據庫也越來越全面。人們不再需要過多擔心某個數據點對整套分析的不利影響。這也使各方數據在系統(tǒng)端實現高度融合成為可能。

4.2 如何實現網絡信息的高度關聯

據統(tǒng)計，在傳統(tǒng)海量的數據信息中，往往只有5%的數字數據是結構化的，且能適用于傳統(tǒng)的數據庫，而剩下的95%的非結構化數據大多都無法被利用。而在大數據的背景下，通過運用相關關系，人們可以比以前更容易、更快捷、更清楚的分析事物規(guī)律。這也保障了海量網絡信息之間識別其關聯數據的有效性，確保大數據的核心始終建立在基于相關關系分析法的基礎預測。大數據時代，一系列飛速發(fā)展的新技術和新軟件，也從多方面提高了相關關系分析工具發(fā)現信息間非直接因果關系的能力[3]。這些新的分析工具和思路，為信息數據間的融合應用展現了一系列新的視野。

4.3 如何處理好海量數據信息平臺的存儲

相對于傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)，大數據存儲一般與上層的應用系統(tǒng)結合得更緊密。很多新興的大數據存儲都是專門為特定的大數據應用設計和開發(fā)的，比如專門用來存放大量圖片或者小文件的在線存儲，或者支持事務的高性能存儲等。不同的應用場景，其底層大數據存儲的特點也不盡相同。隨著大數據導致的數據量的爆發(fā)式增長，傳統(tǒng)的集中式存儲方式在容量和性能上不一定能較好地滿足大數據的需求。因此，具有優(yōu)秀的可擴展能力的分布式存儲成為大數據存儲的主流架構方式。但是，根據分布式系統(tǒng)設計的CAP理論可知，一個分布式系統(tǒng)不可能同時保證數據存儲的一致性、可用性和分區(qū)容忍性[4]。所以作為第三方運營商提供的在線云存儲系統(tǒng)成為另一種選擇。云存儲作為云計算的延伸和重要組件之一，提供了按需分配、按量計費的數據存儲服務。它使用戶不需要搭建自己的數據中心和基礎架構，也不需要關心系統(tǒng)的管理和維護，還可以根據其業(yè)務需求動態(tài)的擴大或減小其對存儲容量的需要。

5 總結

智慧校園利用物聯網、云計算、大數據構建大數據分析平臺，完成中小學校日常管理、學習、對外服務的有機結合。傳統(tǒng)的數字校園大多存在信息獨立、延時、獲取信息被動、互動性不強等缺點，而智慧校園則通過網絡互通關聯校園的各個部門，如教務管理、學籍管理、后勤保障管理等，將這些部門的數據及時互聯互通，形成局域物聯網，并將采集到的數據通過分布式或云管理方式存儲起來，再通過大數據技術進行數據的清洗、分析、處理，將教學、管理、活動等整合到一起，形成一個新型的網絡體系。以便于對在校學生、教師、校園、教務等信息的全面了解，形成智慧化的校園管理模式。

參考文獻：

[1] 黃榮懷，張進寶，胡永斌，等.智慧校園：數字校園發(fā)展的必然趨勢[J].開放教育研究，2012，18（4）：12-17.

[2] 蔣東興，付小龍，袁芳，等.高校智慧校園技術參考模型設計[J].中國電化教育，2016（9）：108-114.

[3] 周蘇.大數據時代管理信息系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，2017.

[4] 喬沛昕，李紅波，魏冬雨.互聯網+智慧校園：教育信息化2.0時代智慧校園新形態(tài)[J].教育探索，2019（5）：63-68.

【通聯編輯：聞翔軍】