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作為最低成本最便捷的網(wǎng)絡(luò)接入方式,WiFi連接技術(shù)已經(jīng)在無線固網(wǎng)融合的背景下生存很久,而且越來越具有持久的生命力。眼下,無線覆蓋已成為趨勢,在接入層面的成本,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量運維便捷性等方面已經(jīng)全面超越有線,再配合以新一代無線WiFi技術(shù),5G架構(gòu)的革新,在校園網(wǎng)應(yīng)用上,推進學校信息化教育,無線化裝備,實驗室教室的全天候開放,WiFi會發(fā)揮越來越積極的作用。一站式可運營校園網(wǎng)解決方案:高速安全便捷連接。寰創(chuàng)GiWiFi智慧校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)融合有線無線的優(yōu)勢,打造端到端的連接服務(wù)。
GiWiFi打造智慧校園網(wǎng)的幾大優(yōu)勢:首先是“合規(guī)+合法”。該方案具備ISP經(jīng)營許可證,SP經(jīng)營許可證、公安部安全專用產(chǎn)品銷售許可證,是國內(nèi)一家具備寬帶運營試點牌照的WiFi運營商;其次,該方案可以保證校園無線有線網(wǎng)高效的服務(wù),滿足各時段各區(qū)域,各業(yè)務(wù)的智能QoS帶寬需求;保障隨時隨地獲取無線資源的便捷,管理各AP,智能可視化報表系統(tǒng),直觀自動化監(jiān)測所有校園網(wǎng)設(shè)備和所有用戶數(shù)據(jù);最后,該方案結(jié)合校園系統(tǒng),打造專屬校園的智慧應(yīng)用。
上海寰創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司的GiWiFi服務(wù)截至2016年5月底,已為遼寧、山東、河南、河北、陜西、江蘇、浙江、安徽、江西、廣東、廣西、湖南、湖北、云南、重慶、四川、新疆近百所高校和中職院校提供移動智慧校園服務(wù)。業(yè)務(wù)快速發(fā)展得到眾多投資機構(gòu)的青睞,上海寰創(chuàng)通信科技股份有限公司已通過母公司完成兩輪共1.25億元融資。
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),連接校園網(wǎng)中的各個物件?!八奚徼€匙、抽屜鑰匙、教室鑰匙……一大串,每次打籃球都會忘記帶,但是自從我認識物聯(lián)網(wǎng)后再也不用擔心因為沒帶鑰匙而被‘拒之門外’了,手機也能開門。”某學院工管專業(yè)的小陳同學表示。說罷,他從口袋里拿出手機,在門禁讀卡器前輕輕一晃,“嘀”的一聲,宿舍門開了。小陳還表示,除了宿舍門外,教室門、辦公室門都能通過這款“翼機通”手機打開。同時,學校還借助門禁子系統(tǒng)對持卡人權(quán)限進行管理,大大提高了身份識別的安全性。
關(guān)鍵詞:云計算;智慧校園;應(yīng)用
中圖分類號:G4
文獻標識碼:A doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.18.077
0.引言
云計算技術(shù)作為新興的計算機技術(shù),已成為信息化技術(shù)研究熱點之一。云計算技術(shù)應(yīng)用廣泛,能實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)資源的共享,并提供云服務(wù)。智慧校園現(xiàn)在產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資源量越來越大,存在數(shù)據(jù)資源分散,難以集中,未能實現(xiàn)互通共享等問題,由于高職院校智慧校園建設(shè)資金缺乏、建設(shè)進度緩慢等原因,能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享互通的學校很少,通過對云計算技術(shù)在高職院校智慧校園中的應(yīng)用現(xiàn)狀、問題進行研究分析,給出有關(guān)建議措施,在高職院校智慧校園中合理運用云計算技術(shù),實現(xiàn)高職院校智慧校園海量數(shù)據(jù)智能分享與互通。
1.智慧校園云計算技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析
1.1缺乏規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容
經(jīng)調(diào)查,很多高職院校在數(shù)字化校園、智慧校園建設(shè)中缺少云計算技術(shù)應(yīng)用有關(guān)方案內(nèi)容,有些學校即使有,也不是必建項目,從而導(dǎo)致云計算技術(shù)在校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施搭建、平臺建設(shè)等一系列信息化工作中被忽略,進而造成云計算技術(shù)在高職院校智慧校園中應(yīng)用缺乏邏輯性、前后工作脫節(jié)等問題。
1.2缺乏基礎(chǔ)設(shè)施平臺
云計算技術(shù)要在智慧校園中全面使用,除了需要配套的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施設(shè)備、感知設(shè)備等以外,還需要有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、虛擬服務(wù)器等云設(shè)施設(shè)備,而且搭配必須符合有關(guān)技術(shù)性能要求,方能實施運行,而在目前高職院校中,數(shù)字化校園建設(shè)普遍較慢,資金短缺,無力購買設(shè)備,導(dǎo)致大部分學校都缺乏這類設(shè)施設(shè)備,有個別學校甚至連最基本的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施都沒有保障,根本無法滿足云計算技術(shù)使用的設(shè)施需要。
1.3缺乏技術(shù)人員和資金
云計算技術(shù)屬于高端前沿技術(shù),所使用的軟、硬件設(shè)施設(shè)備相對較為昂貴,在智慧校園中應(yīng)用該技術(shù)投入比較大,而高職院校本身資金就很緊張,學校首要任務(wù)在于保正常運行,因此在智慧校園建設(shè)特別是云計算技術(shù)應(yīng)用投入方面即使有也不會很多;另外,高職院校對云計算方面的技術(shù)人才隊伍建設(shè)也不是很重視,學校缺乏這類專業(yè)人才,這也是影響云計算技術(shù)有效應(yīng)用的重要因素。
2.云計算技術(shù)在智慧校園中全面應(yīng)用的建議措施
2.1合理規(guī)劃
高職院校在數(shù)字化校園及智慧校園建設(shè)規(guī)劃方案中要合理規(guī)劃云計算技術(shù)的應(yīng)用,在硬件建設(shè)、軟件安裝、平臺建設(shè)、應(yīng)用服務(wù)等階段要科學考慮云計算技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施、云平臺、云服務(wù)的搭建,確保云計算技術(shù)在智慧校園各階段建設(shè)具有連貫性和邏輯性,防止技術(shù)方案的脫節(jié)。
2.2加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
云計算技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的科學搭建是云平臺、云服務(wù)的基礎(chǔ),必須作為重點內(nèi)容建設(shè),要本著節(jié)省資金、功能保障、維護方便的原則開展云基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),要加強技術(shù)咨詢工作,解決有關(guān)技術(shù)難題,防止硬件設(shè)施重復(fù)投入,缺乏邏輯性,影響云平臺、云服務(wù)的功能實現(xiàn)。
2.3增加建設(shè)資金投入
云計算技術(shù)的應(yīng)用能實現(xiàn)高職院校智慧校園中的海量數(shù)據(jù)互通共享,并根據(jù)用戶使用需要,提供個性化的云服務(wù),從而提高學校管理人員工作效率,為師生帶來便捷服務(wù),促進學校創(chuàng)新發(fā)展。因此,學校在信息化建設(shè)中,要重視智慧校園云平臺技術(shù)的應(yīng)用,增加建設(shè)資金投入,保證基本云基礎(chǔ)設(shè)施、云平臺、云服務(wù)建設(shè)資金。
2.4加強技術(shù)人才隊伍建設(shè)
云計算技術(shù)屬于前沿技術(shù),技術(shù)復(fù)雜,專業(yè)性很強。要成功應(yīng)用云計算技術(shù)和構(gòu)建云技術(shù)平臺服務(wù),必須有專業(yè)技術(shù)人才隊伍保障。因此,高職院校必須重視這方面的技術(shù)人員隊伍建設(shè),采用公司專題培訓、學校內(nèi)部培養(yǎng)或者專門人才引進的辦法解決技術(shù)人才短缺問題。
2.5加強云技術(shù)應(yīng)用研究
云計算技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛、前景光明,但目前還沒有固定的技術(shù)應(yīng)用模式,高職院校有自身的特殊情況,比如資金短缺、人才缺乏、用戶相對偏少等,在智慧校園建設(shè)及云平臺技術(shù)使用過程中,一定要考慮這些特殊情況來選擇合適的云計算應(yīng)用技術(shù)及云設(shè)備,比如服務(wù)器的規(guī)模等。高職院校要加強本校實際情況分析及云計算技術(shù)應(yīng)用研究,以選擇合適的云平臺技術(shù)應(yīng)用到本校智慧校園中,防止不接地氣,重復(fù)建設(shè),功能無法保障,云平臺服務(wù)無法提供等問題的出現(xiàn)。
2.6構(gòu)建高職院校智慧校園云計算技術(shù)使用架構(gòu)模型
高職院校要通過數(shù)字化校園建設(shè)現(xiàn)狀及客觀條件分析,并對云平臺技術(shù)進行分析研究,構(gòu)建符合高職院校實際情況的智慧校園云計算技術(shù)使用架構(gòu)模型,為云計算技術(shù)在高職院校智慧校園中的正確應(yīng)用提供技術(shù)參考和指導(dǎo),防止云計算技術(shù)使用雜糅、技術(shù)標準不搭配、功能無法實現(xiàn)等技術(shù)問題出現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);RFID;WSN;應(yīng)用框架;智慧校園
中圖分類號:TP302.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)31-7114-03
校園信息化發(fā)展歷經(jīng)了網(wǎng)絡(luò)化,數(shù)字化,信息化等各階段后,隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步形成和發(fā)展,目前和未來,校園正在進入智慧化建設(shè)階段。智慧校園通過透徹的感知,高速的互聯(lián),面向服務(wù)的運算,實現(xiàn)更實時的控制,提供更便捷的服務(wù),制定更科學的決策,從而營造綠色、和諧、高效、舒適的校園環(huán)境。
1 智慧校園建設(shè)的支撐技術(shù)
1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是指利用條碼、射頻識別(RFID)、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,實現(xiàn)人與人、人與物、物與物的在任何時間、任何地點的連接,從而進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的龐大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]。關(guān)鍵技術(shù)涵蓋物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)、統(tǒng)一標識技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件服務(wù)與算法、硬件、功率和能量存儲、安全和隱私技術(shù)及標準等方面。
基于物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層體系結(jié)構(gòu)討論:感知層負責通過對條碼、電子標簽、傳感器、智能卡等在內(nèi)的自動識別與近場通信技術(shù)進行信息采集,核心技術(shù)主要涉及傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)、二維碼技術(shù)、微機電系統(tǒng)、傳感網(wǎng)自組網(wǎng)技術(shù);網(wǎng)絡(luò)層負責完成對感知層所收集到的信息向數(shù)據(jù)中心的傳遞任務(wù),通信網(wǎng)絡(luò)包括有internet、WIFI以及無線通信網(wǎng)絡(luò)等,核心技術(shù)包括局域網(wǎng)技術(shù)及廣域網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用層是構(gòu)建在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)之上的應(yīng)用系統(tǒng),主要完成對網(wǎng)絡(luò)層傳輸數(shù)據(jù)的分析和處理,智能決策和提供服務(wù),核心技術(shù)有專家系統(tǒng)、云計算、API接口、GIS、ERP、垂直行業(yè)應(yīng)用、系統(tǒng)集成、資源打包等。
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧校園建設(shè)涉及的關(guān)鍵核心技術(shù)包括:
1) 射頻識別(RDIF)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是利用無所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來的,其中非常重要的技術(shù)是射頻識別(Radio Frequency Identification)技術(shù),也稱電子標簽技術(shù)[2]。RFID是一種非接觸式的自動識別技術(shù),它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識別工作無需人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境,可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。最基本的RFID系統(tǒng)一般由天線、讀寫器、感應(yīng)標簽和相應(yīng)的應(yīng)用軟件組成。
2) 編碼技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)是全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),可以實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品的跟蹤與信息的共享,這需要從公共物聯(lián)網(wǎng)的角度探討物品的編碼方法,使全球物品都納入到統(tǒng)一的編碼之中。編碼技術(shù)包括EPC、條形碼、國家物品編碼體系等[3]。EPC(Electronic Product Code,產(chǎn)品電子代碼)是新一代的產(chǎn)品編碼體系,相對于可標識一類物品的條形碼,EPC可標識到同類物品中的每件單品,通過附著于需跟蹤物品上的射頻電子標簽,可全球流通并對物品進行識別和讀寫,實現(xiàn)信息的傳遞。EPC 碼中包括物品的一些基本信息及簡要參考信息,可通過與后臺數(shù)據(jù)庫相連,實時獲取EPC 碼對應(yīng)的物品詳細信息。
3) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)
傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢,是物聯(lián)網(wǎng)中采集信息和實現(xiàn)現(xiàn)實世界感知的重要設(shè)備,是人類全面感知自然的最核心元件。各類傳感器的大規(guī)模部署和應(yīng)用是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)中感知層的基本條件。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型傳器節(jié)點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。WSN技術(shù)主要由傳感器、通訊網(wǎng)絡(luò)和信息處理系統(tǒng)三部分構(gòu)成,實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、監(jiān)督、控制等功能。在實際應(yīng)用項目開發(fā)中需考慮實用性,在設(shè)計WSN時,要充分考慮傳感網(wǎng)中的傳感器功耗、節(jié)點供電、節(jié)點壽命和節(jié)點失效等問題[4],選擇最優(yōu)可行的解決方案。
1.2 云計算技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)中,從感知層采集了大量的數(shù)據(jù),需要運用云計算技術(shù),處理海量數(shù)據(jù),進行實時動態(tài)管理,智能分析,以實現(xiàn)各種不同的應(yīng)用需求。云計算將數(shù)據(jù)存儲于云上、軟件和服務(wù)置于云中、構(gòu)筑于各種標準和協(xié)議之上,可以通過各種設(shè)備獲得[5]。通過云計算模式可以幫助實現(xiàn)高效、動態(tài)、大規(guī)模擴展的計算處理能力。云計算是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的核心,又促進了物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的智能融合。云計算平臺是支撐智慧校園的第二大平臺。利用云計算技術(shù),可以建設(shè)虛擬實驗室[6]。
2 智慧校園總體應(yīng)用框架
智慧校園是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),利用先進的信息化手段和工具,以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體,為師生構(gòu)建的一個集教學、管理、科研和校園生活為一體的新型智慧化的工作、學習和生活環(huán)境[7]。主要實現(xiàn)從環(huán)境(包括實驗室、教室、設(shè)備等)、資源(如公文、圖書、講義、課件等)、到活動(包括教、學、科研、管理、服務(wù)、辦公等)的全部數(shù)字化、智能化,在傳統(tǒng)校園的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個數(shù)字空間,以拓展現(xiàn)實校園的時間和空間維度,從而提升傳統(tǒng)校園的效率,擴展傳統(tǒng)校園的功能,最終實現(xiàn)教育過程的全面信息化,從而達到提高教育管理水平和效率的目的。
根據(jù)現(xiàn)代校園的智能化管理需求,綜合浙江大學、南京郵電大學和西南大學的智慧校園建設(shè)目標和方案,該文提出了由五個層面構(gòu)成的智慧校園系統(tǒng)總體應(yīng)用框架,自上而下分別為:校園網(wǎng)統(tǒng)一信息門戶、校園綜合信息應(yīng)用系統(tǒng)、基于物聯(lián)網(wǎng)的校園智慧應(yīng)用、公共支撐平臺和硬件和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,并且在各個層面的規(guī)劃和建設(shè)過程中,遵照統(tǒng)一的信息標準與規(guī)范,根據(jù)工作體系與管理機制,考慮了應(yīng)用系統(tǒng)需具有良好的擴充性。努力使系統(tǒng)建設(shè)具有標準規(guī)范化,系列一體化,數(shù)據(jù)共享化,應(yīng)用智能化,擴充可行化等特點。具體如圖1所示。通過基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層[8]的建設(shè),最終為教師、學生和管理者提供一個開放、協(xié)作、集成、智能的綜合信息服務(wù)平臺。
3 智慧校園建設(shè)的主要內(nèi)容
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)的在校園中的運用將會促進教育信息化的進一步發(fā)展,帶來教學模式和管理模式的創(chuàng)新和變革,智慧校園建設(shè)需要一個逐步和長期的建設(shè)過程。
3.1 建設(shè)硬件和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施
智慧校園需要解決物和物、人和物及人和人之間的相互通訊與信息交互,無線的末端接入手段是必要條件。建立有線/無線雙覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,是實現(xiàn)泛在的感知信息接入和多源信息互聯(lián)的前提,也是智慧校園的重要基礎(chǔ)設(shè)施[9]。
3.2 建設(shè)統(tǒng)一身份認證平臺,建設(shè)共享數(shù)據(jù)中心和建設(shè)校園網(wǎng)統(tǒng)一信息門戶
統(tǒng)一身份認證可以實現(xiàn)全校統(tǒng)一的用戶管理,為校園網(wǎng)各應(yīng)用提供統(tǒng)一安全的身份認證服務(wù),實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單點登錄或手機認證登錄。建立安全高效、統(tǒng)一共享的數(shù)據(jù)中心,整合資源,減少學校在運行環(huán)境、維護人員等方面的重復(fù)投資,架設(shè)合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),方便應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)交換和共享,有利于實施有效的安全防護與數(shù)據(jù)存儲管理,為學校領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門信息利用、分析決策提供支持。統(tǒng)一信息門戶是將校內(nèi)各類應(yīng)用聚集展現(xiàn)與集成,應(yīng)用內(nèi)容管理,提供統(tǒng)一的訪問入口,實現(xiàn)個性化工作界面定制。
3.3 建設(shè)統(tǒng)一校園卡應(yīng)用系統(tǒng)
通過為師生手機上SIM 卡貼上RFID 電子標簽,由標簽識別器(射線輻射傳感器)讀取師生用戶手機SIM 中嵌入的EPC 碼信息,實現(xiàn)身份標識、身份認證與消費、考勤、圖書借閱等功能,實現(xiàn)手機終端以及校園信息服務(wù)系統(tǒng)的融合,實現(xiàn)“一機在手,走遍校園”。如目前校園“翼機通”客戶數(shù)量在不斷增長。
3.4 建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的校園智慧應(yīng)用
采用多種傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID 、GPS、視頻技術(shù)、智能物體等標識、定位、實時感知物理對象的狀態(tài)并進行遠程控管。如智慧圖書館的建設(shè),實現(xiàn)對圖書的查詢、定位、自動借還、書架智能導(dǎo)航和圖書錯架報警功能[10],大大提升圖書館的管理服務(wù)能力。如通過安裝智能表,延伸接入網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)遠程集抄和實施監(jiān)控,建立用能設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng),建立校園路燈控制等,建設(shè)綠色校園。通過建立門禁系統(tǒng)、校園巡更和安全監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)智慧安防,建設(shè)平安校園。
3.5 建設(shè)校園綜合信息應(yīng)用系統(tǒng)
堅持“以人為本”,打破部門界限,以師生在學校的各項活動為線索,建立以“用戶為中心”的綜合應(yīng)用系統(tǒng),并將教師和學生綜合應(yīng)用系統(tǒng)有機銜接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,更好地服務(wù)于師生,創(chuàng)造便捷、人性化的校園e生活。重構(gòu)管理流程,打造一體化應(yīng)用,建設(shè)財務(wù)管理、資產(chǎn)管理、文檔管理等一體化系統(tǒng)。用好沉淀數(shù)據(jù),建設(shè)共享數(shù)據(jù)庫,做好決策支持系統(tǒng),提供科學的教學、科研、師生管理和財務(wù)和資產(chǎn)管理決策。
4 結(jié)束語
智慧校園建設(shè)是一個長期的演進過程,需要遵循“統(tǒng)一規(guī)劃,分步實施,逐步完善”的原則。[9] 智慧校園不僅是實現(xiàn)物物之間的聯(lián)系,而且要實現(xiàn)人與物、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的實時感知。因此,智慧校園建設(shè)的核心是數(shù)據(jù)融合,需要重視資源與應(yīng)用的開發(fā),實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)字資源的充分融合[11]。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟,充分利用學校教學、科研的先發(fā)優(yōu)勢來提高校園的智能化程度,構(gòu)建教學、科研、管理和校園生活為一體的新型智慧化的工作、學習和生活環(huán)境。從物聯(lián)化、集成化、智能化出發(fā),實現(xiàn)校園中人、財、物和學、研、管業(yè)務(wù)過程中的信息獲取、信息共享和信息服務(wù),變革教學模式和管理模式,創(chuàng)新應(yīng)用和服務(wù),科學決策,規(guī)范管理,從而推進智慧化的教學、科研、管理、生活、以及服務(wù)的實現(xiàn)進程,提高學校影響力和服務(wù)社會的能力,讓智慧校園成為智慧城市的一部分。
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關(guān)鍵詞:云計算;物聯(lián)網(wǎng);智慧校園;校園云
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2014)04-0084-04
0 引 言
目前,大多數(shù)高?,F(xiàn)已具備校園網(wǎng),甚至有些高校的校園網(wǎng)規(guī)模相當大,這就為構(gòu)建智慧校園奠定了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。但是,高校存在資源共享的局限性,因為不同的院系之間常常會使用不同的操作系統(tǒng)與不同的軟件環(huán)境,從而形成“信息孤島”,以至于信息互通成為難題。為了促進高校健康快速發(fā)展,改變現(xiàn)有的資源分配狀況勢在必行。本文利用云計算技術(shù)、虛擬化技術(shù)等構(gòu)建校園云,并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID 等技術(shù)來構(gòu)建智慧校園,使高校校園智能化成為現(xiàn)實。
1 云計算
要了解云服務(wù)首先要了解云計算的概念。云計算(Cloud Computing) 和物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things,IoT) 是兩個新興的名詞,云計算和物聯(lián)網(wǎng)之間是平臺與應(yīng)用的關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展依賴于云計算系統(tǒng)的不斷完善,以便為海量物聯(lián)網(wǎng)信息的處理和整合提供可能的條件,對于云平臺而言物聯(lián)網(wǎng)是其所支持的所有應(yīng)用中的一種。同時,云計算也促進了物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的智能融合,為構(gòu)建智慧校園( Smart Campus)乃至智慧地環(huán)奠定了基礎(chǔ)。
云計算的基本原理是,通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務(wù)器中,企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上,根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。云也是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。它有狹義與廣義兩種定義。廣義云計算是指服務(wù)的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的,也可以是任意其他的服務(wù)。這將意味著計算能力也能作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進行流通。
云計算通常包括以下3個服務(wù):IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)),PaaS(平臺即服務(wù))和SaaS(軟件即服務(wù))。
2 智慧校園
自2008年IBM提出了“智慧地球”概念,世界各國紛紛響應(yīng)。2009年總理的無錫之行,提出了“感知中國”;日本“I-Japan”計劃;韓國“U-Korea”戰(zhàn)略;歐洲“e-Europe”計劃等。基于這種“智慧”的理念,浙江大學在2010 年信息化“十二五”規(guī)劃中提出“智慧校園”( Smart Campus)的概念,它描繪的藍圖是:無處不在的網(wǎng)絡(luò)學習、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。
安徽郵電職業(yè)技術(shù)學院構(gòu)建智慧校園的整體目標是:以云服務(wù)為支撐,構(gòu)建一個基礎(chǔ)教育的智能化校園管理平臺,以優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享和應(yīng)用、資源整合為中心,融入到教學、學習、管理等工作領(lǐng)域,最終實現(xiàn)教育公平、提高教育質(zhì)量目標,推動教育教學改革的發(fā)展。
2. 1 “智慧校園”的總體架構(gòu)
2.1.1 智慧校園的建設(shè)框架
智慧校園總體框架如圖1所示,從下而上可分為應(yīng)用基礎(chǔ)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層和統(tǒng)一門戶服務(wù)。安全維護體系和信息標準體系作為智慧校園的支撐保障體系。
2.1.2 智慧校園建設(shè)方案的核心
智慧校園建設(shè)方案核心是加快建設(shè)泛在網(wǎng)絡(luò):加大無線覆蓋,按照校園移動用戶容量和業(yè)務(wù)策略建設(shè)Wi-Fi網(wǎng);實現(xiàn)Wi-Fi、有線寬帶時長區(qū)隔;通過多SSID運行,考慮校內(nèi)Wi-Fi區(qū)域免費;推進云校園的建設(shè):學校私有云與電信公共云的結(jié)合,建立電信搭載云平臺,整合學校資源,實現(xiàn)區(qū)域資源共享及合理利用;拓展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù):物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與服務(wù)與智能3G手機關(guān)聯(lián),拓展信息化應(yīng)用模塊,擴大翼支付在社會資源的應(yīng)用(公交、娛樂)。
圖1 智慧校園的體系架構(gòu)
2.1.3 智慧校園建設(shè)前景預(yù)期
智慧校園建設(shè)使校園的工作與生活發(fā)生徹底的變化。行政管理人員:智能化系統(tǒng),助力學校高效管理;教師:提升教學水平,協(xié)助教學科研;學生:方便學生學習與生活;培訓工作人員:混合式培訓助力培訓效果。校務(wù)管理之校園一卡通—翼機在手,走遍校園;校務(wù)管理之校園監(jiān)控調(diào)度—全校實時監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度;校務(wù)管理之校務(wù)通—融合通信,創(chuàng)造便捷高效溝通;校務(wù)管理之綜合監(jiān)控系統(tǒng)—動力、環(huán)境實時監(jiān)測;校務(wù)管理之綜合辦公—網(wǎng)上辦公、手機辦公融合;校務(wù)管理之會議云—高效會務(wù)管理;教學提升之掌上校園—無處不在的校園;教學提升之在線學習—改變傳統(tǒng)的學習方式;教學提升之視頻錄播—重整優(yōu)質(zhì)的教育資源;教學提升之教學應(yīng)用管理—實現(xiàn)一站式教學新發(fā)展;教學提升之桌面云—基于云計算的統(tǒng)一桌面服務(wù)。
2. 2 “智慧校園”的關(guān)鍵技術(shù)
2.2.1 關(guān)鍵技術(shù)概述
“智慧校園”系統(tǒng)用到關(guān)鍵有計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、RFID、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)等。其中“智慧校園”中用到的虛擬化技術(shù),是將在用的硬件資源整合形成資源池,以便實現(xiàn)資源的動態(tài)分配、達到動態(tài)負載均衡,最終提高資源利用率;數(shù)據(jù)及服務(wù)融合技術(shù)是“智慧校園”建設(shè)的關(guān)鍵,可以通過統(tǒng)一門戶服務(wù)提供統(tǒng)一的接入與業(yè)務(wù)界面,并根據(jù)不同的角色進行區(qū)別授權(quán),其中統(tǒng)一的主題數(shù)據(jù)庫建設(shè)是其最重要的基礎(chǔ)。
另外,“智慧校園”建設(shè)中,信息標準制定及安全維護體系是其重要保障。信息標準為建立規(guī)范的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供保障,并為后期的數(shù)據(jù)融合及服務(wù)融合奠定了基礎(chǔ);安全維護體系為“智慧校園”正常運行建立完備的安全維護機制。
2.2.2 校園云構(gòu)建
安郵在建設(shè)“智慧校園”過程中,改變原有校園應(yīng)用系統(tǒng)部署方式,在中國電信云平臺上組建智慧校園云(The Cloud of Campus)平臺,實現(xiàn)應(yīng)用快速部署、服務(wù)快速提供,并提高系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。依托安徽電信綜合辦公、平安校園、翼機通、網(wǎng)上大學等成熟應(yīng)用,重點打造掌上校園、在線學習等一批新產(chǎn)品,通過校園應(yīng)用平移(門戶網(wǎng)站、教務(wù)系統(tǒng)等)、外部資源引入(就業(yè)信息、外部教學資源等)等方式,構(gòu)建開放的智慧校園云應(yīng)用。以期達到改變原有校務(wù)管理方式,實現(xiàn)管理自動化、智能化、移動化;引入新的教學方式,實現(xiàn)多媒體教學、在線教學、在線備課;方便學生學習與生活,讓學習更高效,讓生活更便捷。
3 “智慧校園”的應(yīng)用
智慧校園中的應(yīng)用主要包括在校人員的校園生活和教學管理兩個方面,具體如圖2所示。
圖2 智慧校園
3.1 校園生活
校園生活方面主要包括食堂消費管理、水控消費管理、考勤管理等。
3.1.1 食堂消費管理
食堂消費管理采用了RFID技術(shù)。整個系統(tǒng)分為3個部分:含有電子標簽的卡:卡里面有用戶的基本信息;RFID讀寫器:每個售飯窗口安裝一臺RFID讀寫器,讀寫器將讀到的數(shù)據(jù)傳輸至后臺的數(shù)據(jù)庫,讀取卡上金額,并扣除相應(yīng)的消費金額。這種含有RFID電子標簽的卡可以封裝在智能手機里,這樣的話在校日常消費就可以通過刷手機來完成了。
3.1.2 水控消費管理
水控消費管理主要有浴室的水控及開水房水控管理,是利用RFID技術(shù)實現(xiàn)的。消費是采用實時計費方式,即讀卡時出水,同時根據(jù)出水量實時扣費。
3.1.3 學生考勤管理
學生考勤是學校日常教學管理過程中必不可少的一個部分。通??记诠ぷ鞫加墒谡n教師來承擔的,浪費了教師的時間與精力,而基于RFID技術(shù)的考勤管理卻很方便。每次上課前,學生用含RFID電子標簽的手機(或校園卡)刷卡進入教室,對應(yīng)的讀寫器將數(shù)據(jù)通過安裝在教室內(nèi)的相關(guān)設(shè)備傳輸?shù)椒?wù)器上,服務(wù)器接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲到后臺數(shù)據(jù)庫中,以便相關(guān)人員通過瀏覽器登錄到考勤查詢網(wǎng)站上進行查詢。每個學期結(jié)束時,每門課程學生的出勤情況或者某個學生該學期的出勤情況系統(tǒng)都可以自動統(tǒng)計出來,以便參考。
3.2 教學管理
教學管理工作包括日常教學管理工作、智慧圖書館、實驗室管理和協(xié)同辦公等
3.2.1 日常教學管理
日常教學管理工作是借助RFID技術(shù)的支持,完善日常教學組織系統(tǒng)、教學評價系統(tǒng)和教學考核系統(tǒng),從而為提高教學質(zhì)量提供了保障。同時,高質(zhì)量的教學管理系統(tǒng)也有利于學生學習空間的拓展、培養(yǎng)學生自主學習的能力。
3.2.2 “智慧圖書館”
“智慧校園”中的“智慧圖書館”也是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)圖書館智慧化的服務(wù)和管理。目前“智慧圖書館”的實現(xiàn)主要是利用RFID電子標簽技術(shù),通過移動式的RFID文獻歸架管理設(shè)備對圖書進行定位、查詢、導(dǎo)航等功能,可以實現(xiàn)文獻信息收藏、分揀、新文獻上架等功能,大大方便與提高了圖書管理人員的工作效率。
3.2.3 實驗室管理
對實驗室管理主要是物聯(lián)網(wǎng)的動環(huán)監(jiān)控技術(shù),主要包括機房環(huán)境和動力電源管理,機房環(huán)境包括溫濕度、煙感、水浸、門禁、空調(diào)等,動力電源包括開關(guān)電源、蓄電池、UPS等設(shè)備。
動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)以用戶需求為中心定制應(yīng)用,用各種傳感器監(jiān)控機房動力環(huán)境狀態(tài),并將采集到的數(shù)據(jù)上報到集中式數(shù)據(jù)庫。其以B/S模式為基本表現(xiàn)形式,同時為數(shù)據(jù)提供豐富的報表、圖表,為業(yè)務(wù)分析提供支持。
傳統(tǒng)的實驗室管理維護不便,維護費用高、定期巡檢,故障不能預(yù)知,發(fā)現(xiàn)不及時。而利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行實驗室管理可以及時發(fā)現(xiàn)遠端機房故障,保障通信主要設(shè)備的安全運行,實現(xiàn)遠端機房無人化管理,節(jié)省大量維護成本。提高維護水平的同時,維護人員數(shù)量低增長的要求符合業(yè)界規(guī)范要求。
3.2.4 協(xié)同辦公
“智慧校園”云服務(wù)可實現(xiàn)跨設(shè)備跨平臺多人協(xié)同在線辦公。不同用戶可以在各種終端之間同步獲取個人所需數(shù)據(jù),并隨時與他人分享。“智慧校園”云服務(wù)平臺具有良好的共享性和開放性,為高校提供容量大、數(shù)據(jù)安全的存儲中心,解決了高校存儲資源不足的問題。同時,云服務(wù)平臺提供統(tǒng)一的門戶為師生服務(wù),可以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)計算、處理等功能,加快了科研項目的完成速度,提高了科研水平及科研質(zhì)量。
4 “智慧校園”應(yīng)用展示
4.1 “智慧校園”應(yīng)用系統(tǒng)主界面
圖3所示是一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“智慧校園”應(yīng)用系統(tǒng)的主界面圖。
4.2 “智慧校園”應(yīng)用系統(tǒng)子模塊
圖3 智慧校園應(yīng)用系統(tǒng)主界面 圖4 智慧校園應(yīng)用系統(tǒng)子模塊
圖4所示是其“智慧校園”應(yīng)用系統(tǒng)的一個子模塊圖,該子模塊的相應(yīng)部分代碼如下:
// 連接設(shè)備初始化數(shù)據(jù)庫
private void connDev() {
hf=new HighRFID();
// 連接高頻的RFID設(shè)備
hf.openAndConnect(2, 0, 6);
//數(shù)據(jù)庫初始化
myDatabaseUtils=new MyDatabaseUtils(this);
myDatabaseUtils.initdatabase();
}
//初始化控件
……
//用戶注冊
buttonRegister.setOnClickListener(new OnClickListener() {
public void onClick(View v) {
String[] cardID = new String[1];
// 尋卡
if (hf.selectCard(1, cardID) < 0) {
Toast.makeText(Main.this, “讀卡失敗,請重試!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
if (myDatabaseUtils.registerdata(cardID[0]))
Toast.makeText(Main.this, “注冊成功!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
else
Toast.makeText(Main.this, “注冊失敗或當前學生卡已注冊!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
});
//刷卡驗證
buttonSearch.setOnClickListener(new OnClickListener() {
public void onClick(View v) {
String[] cardID = new String[1];
// 尋卡
if (hf.selectCard(1, cardID) < 0) {
Toast.makeText(Main.this, “讀卡失敗,請重試!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
if (myDatabaseUtils.selectdatabase(cardID[0])) {
dooropen = true;
}else {
Toast.makeText(Main.this, “此卡未注冊", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}
});
//數(shù)據(jù)庫清空
……
//退出
……
// 銷毀
……
//返回監(jiān)聽
……
5 結(jié) 語
“智慧校園”是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)校園的智慧化,實現(xiàn)了校園內(nèi)任何人、任何物在任何時間、任何地點、通過任何信息載體的互聯(lián)互通,做到翼機在手走遍校園,大大方便了各種人員的在校期間的各種活動。同時,基于云平臺的海量信息的聚合為廣大師生提供了智慧化的業(yè)務(wù)和服務(wù)模式。當然,“智慧校園”建設(shè)也存在一些問題有待解決,如技術(shù)規(guī)范問題、隱私安全問題等。相信隨著云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟,智慧校園的建設(shè)在不久的將來定會成為人們關(guān)注的一個熱點。
參 考 文 獻
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一、教育信息生態(tài)觀與智慧校園體系框架
教育信息生態(tài)觀認為,信息技術(shù)在教育中的應(yīng)用是以促進人的全面發(fā)展為目的,教育信息生態(tài)系統(tǒng)的核心是“以人為本,促進人和實踐的和諧”。這里的“人”包括我們每位師生,信息技術(shù)的具體運用則是實踐。技術(shù)進入教育的最高境界是“技術(shù)的消融”,明確教育信息生態(tài)觀的核心,靈活運用信息技術(shù),才能避免成為技術(shù)的奴隸。
從以往強調(diào)沒有生命的“物”到現(xiàn)在的以“人”為中心,是一種認識上的進步與飛躍,為智慧校園構(gòu)想與建設(shè)的探索打開了新思路。現(xiàn)階段珠海一中的智慧校園是以軟硬件設(shè)施、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等為基礎(chǔ),以管理應(yīng)用中心和教學應(yīng)用中心為重點,以實現(xiàn)智慧教學、智慧科研、智慧管理、智慧生活為出發(fā)點的。其目的是創(chuàng)建智慧教學環(huán)境、打造智慧教學資源中心、培育信息化教學隊伍、升級信息化教學制度體系,最終實現(xiàn)資源數(shù)字化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、終端智能化、管理規(guī)范化、工作效率化、校務(wù)公開化。在先進的硬件保障與優(yōu)秀的軟件資源基礎(chǔ)上,珠海一中的智慧校園建設(shè)已形成一套獨特的、可操作的系統(tǒng)框架,并始終保持著鮮活的生命力。
二、智慧校園的基礎(chǔ)建設(shè)
任何體系、框架都需要有一定的硬件與軟件基礎(chǔ)作為支撐。在教育信息生態(tài)觀的指導(dǎo)下,珠海一中從設(shè)備、人力、技術(shù)與制度等多方面為智慧校園建設(shè)提供便利,確保了智慧校園框架體系的成長動力與操作基礎(chǔ)。
在基礎(chǔ)設(shè)備鋪設(shè)方面,學校在原有校園信息設(shè)備基礎(chǔ)上科學合理地規(guī)劃財政,實現(xiàn)了信息終端覆蓋校園生活學習各功能區(qū)的每一個角落。學校千兆校園網(wǎng)出口鏈路連接教育城域W,無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋全校園,學生可通過互聯(lián)網(wǎng)在家里訪問學校資源;建設(shè)了演播室、微格教室、微課堂制作室、多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、電子閱覽室等各種功能場館,實現(xiàn)了微課輔導(dǎo)終端進課室;校園一卡通覆蓋教學、生活、考勤及安全各領(lǐng)域。隨著學校發(fā)展腳步的加快、辦學規(guī)模的擴大,學校還將進一步完善校園信息網(wǎng)絡(luò),全面實現(xiàn)校園內(nèi)部資源共享,通過信息化手段加強對人、財、物的管理,提高辦公效率、降低成本消耗,實現(xiàn)辦公自動化、網(wǎng)絡(luò)化、無紙化。
在人力培養(yǎng)方面,學校優(yōu)化師資、管理服務(wù)團隊,力求建立一支綜合素質(zhì)高、信息化素養(yǎng)較為深厚、能夠滿足教育現(xiàn)代化的需要、具有奉獻和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)智慧型校園人力資源隊伍。在教育信息生態(tài)系統(tǒng)里,“人”是推進教育信息化應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。因此,智慧校園建設(shè)需要實行全??倓訂T,人人做技術(shù)的主人。學校組建了建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組,統(tǒng)一組織籌劃并全面監(jiān)督各項工作;師生通過鍛煉提高信息素養(yǎng),改變工作方式和學習方式。
在技術(shù)探索與制度完善方面,學校聘請了專門的研究與服務(wù)機構(gòu)推進教育信息化應(yīng)用,并把智慧校園建設(shè)作為學校整體發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分列入學校中長期發(fā)展規(guī)劃。一方面,構(gòu)建了學校各級領(lǐng)導(dǎo)、廣大師生以及技術(shù)專家的高效合作模式,由學校實施全校系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃,分管部門確立系統(tǒng)建設(shè)方案,由各年級師生充分表達實際細節(jié)需求,由專業(yè)的研發(fā)團隊提供量身定制的解決方案,從而確保了每個系統(tǒng)功能明確、反饋及時、操作便捷、技術(shù)成熟。另一方面,建立了智慧校園建設(shè)的相關(guān)規(guī)章制度,制訂了網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、設(shè)備使用與管理、資源建設(shè)與使用等制度,各種設(shè)備設(shè)施使用、保管、維護均有專人負責,為智慧校園建設(shè)穩(wěn)步有序地向前推進提供了保障。
三、智慧校園的科研紐帶
學校的一大特色是“課題起步”,借助課題研究手段在實際教學中開展信息技術(shù)在教育教學中的應(yīng)用創(chuàng)新探索。“十一五”期間,學校申請了大量的國家級課題,包括全國教育科學的規(guī)劃課題“珠海一中在素質(zhì)教育背景下創(chuàng)新育人模式的研究”、中央電教館的專項課題“高中信息技術(shù)課程過程性評價研究”等?!笆濉逼陂g,學校又成功申請了全國教育科學規(guī)劃重點課題“基于‘微課堂’的教學信息化創(chuàng)新實踐研究”。
截止目前,學校教師已制作多達4300個微課,總時長350小時,累計播放超過25萬次,總時長3000小時,等效于4500節(jié)常規(guī)課,實現(xiàn)了教學資源的高效利用和教學效率的顯著提升,研究目標也均已達成。除了積極建設(shè)微課堂外,學校還積極推進數(shù)字圖書館、精品課程資源、學科教學資源的開發(fā),促進優(yōu)質(zhì)教育資源共享。
四、智慧校園的應(yīng)用實踐
學校堅持以“應(yīng)用”為目標,基礎(chǔ)建設(shè)、科研紐帶最終都要通過“實踐見真知”。信息化系統(tǒng)的功能設(shè)計不僅覆蓋了教與學的全程管理,而且涵蓋了學生思想素質(zhì)發(fā)展的動態(tài)過程以及人文關(guān)懷等重要方面,為多元化的學習和優(yōu)質(zhì)環(huán)境的打造帶來了效率上的顯著提升,充分貫徹和體現(xiàn)了學校多年來追求的優(yōu)質(zhì)化、特色化、現(xiàn)代化的教育發(fā)展思路。
第一,在基礎(chǔ)學科教學方面,規(guī)范各類教學信息的收集和輸入,通過標準化技術(shù)形成測評、題庫、數(shù)據(jù)、個人成長四大數(shù)據(jù)庫,最終服務(wù)于四大應(yīng)用范疇――整體宏觀教學管理、學生的個人學習管理、基于知識點的微觀教學管理和動態(tài)的素質(zhì)教育管理。除了不斷深化微課堂課題研究與成果落實外,還設(shè)計了成績單、錯題本系統(tǒng),統(tǒng)稱為珠海一中的信息化教學“三大系統(tǒng)”,輔之以選課系統(tǒng),全面倡導(dǎo)學習中的個性、高效和整體思維。
成績單系統(tǒng)自動完成每次考試的成績分析,提供多角度的解讀,并引入動態(tài)視圖。而且通過人性化的設(shè)計,使多次考試之間的趨勢分析完全自動化。從年級整體數(shù)據(jù)到學生個人單科數(shù)據(jù)都實現(xiàn)了自動跟蹤管理,教師可以了解各班級在考試中表現(xiàn)出來的各種特征與隱藏的問題,從而有效調(diào)節(jié)下一階段的教學工作重點;學生也可以通過這些圖表更加清晰地認識到自己的優(yōu)劣勢以及應(yīng)該注重改善的科目。
錯題本系統(tǒng)實現(xiàn)了錯題的自動化管理(包括各科目每一道錯題的題目、答案、統(tǒng)計數(shù)據(jù)),并提供了自動的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,幫助學生從難度、類型、錯因等多個層面來分析自己的能力特點,有針對性地安排后續(xù)的復(fù)習內(nèi)容。這些因?qū)W生而異的個性化功能通過大幅減少錯題收集的時間成本,從而使學生們能夠貫徹“錯題復(fù)習”這個極為重要的學習方法。
“校本課程選修系統(tǒng)”進一步加大了校本課程的開發(fā)力度,創(chuàng)新開發(fā)“以學生發(fā)展為本”的文化類、科學類、德育類、藝體類、社會實踐類、特色活動類等六十多個特色課程,形成了素質(zhì)均衡、架構(gòu)完整、特色多元的“創(chuàng)美育人”新課程體系。不同個性特長的學生都能利用網(wǎng)絡(luò)資源,找到適合自己興趣和特長發(fā)展的校本課程,突顯了課程實施的基礎(chǔ)性、選擇性、有效性、方向性。
第二,在德育管理上發(fā)揮信息化資源優(yōu)勢,開發(fā)了綜合素質(zhì)發(fā)展系統(tǒng),對每位學生的德育操行、社會實踐、文體素養(yǎng)、學業(yè)學分、社團活動等各方面進行動態(tài)管理,把學生社團、青年志愿者活動和獲得的相關(guān)獎項等列入德育評價量化內(nèi)容,實行學生填報、同學監(jiān)督、教師檢閱的審驗?zāi)J?。這一運作方式鼓勵學生主動地關(guān)注自己的求學履歷,主動地表述自己獲得的成就,教師也能夠及時了解本班學生綜合發(fā)展的動態(tài),并給予必要的指引和幫助。在學生畢業(yè)之際,系統(tǒng)將能夠自動匯總信息,并以省教育廳要求的檔案格式自動生成及打印。學生高考檔案的生成過程完全實現(xiàn)了自動、精_、標準、高效,不但減少了人工制作的錯漏和繁瑣,更充分展現(xiàn)了學?!皫熒鸀楸?、規(guī)范高效、追求卓越、共同發(fā)展”的管理作風。
第三,在校醫(yī)室建設(shè)方面推陳出新,研發(fā)了校園醫(yī)務(wù)管理系統(tǒng),包括就診系統(tǒng)、醫(yī)務(wù)流程、數(shù)據(jù)統(tǒng)計三個主要模塊。就診系統(tǒng)完全替代了傳統(tǒng)式手寫登記,顯著提高了工作效率;輔助校醫(yī)了解患者既往病史與診療記錄,以務(wù)實的態(tài)度幫助患者盡快康復(fù)。醫(yī)務(wù)流程能夠及時有效地聯(lián)系校醫(yī)、學生、班主任、家長,更好地溝通學校各個部門,排除了校園衛(wèi)生安全的隱患,共同為建設(shè)健康和諧的校園環(huán)境努力。數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊能夠幫助校醫(yī)根據(jù)數(shù)據(jù)的異常變化做出預(yù)警,采取措施,提前應(yīng)對,防患于未然;對校外則配合珠海市疾病控制中心工作,進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計上報,有效開展預(yù)防保健工作。
五、智慧校園的根本核心
學校始終堅持“師生為本、服務(wù)至上”的原則,努力打造優(yōu)質(zhì)高效的智慧校園平臺。
學校匯聚全體師生智慧參與校園建設(shè),在全校范圍內(nèi)舉辦教學應(yīng)用設(shè)計創(chuàng)意大賽;各部門的教師團隊出謀劃策,參與需求分析;定期進行問卷調(diào)查,精益求精,持續(xù)改善。例如,學校建立了技術(shù)支持快速反饋改善機制,當師生在使用信息系統(tǒng)時發(fā)現(xiàn)問題或待改善之處,該機制確保技術(shù)團隊能夠在1小時內(nèi)確認問題,3小時內(nèi)出具解決方案,95%的問題當天就可以得到解決。
學校信息化系統(tǒng)使用方式的設(shè)計力求滿足教師的教學發(fā)展需求,而且切合學生的個性學習需求;客觀考慮使用情景的時間和地點;使用了超過30種數(shù)據(jù)圖表持續(xù)跟蹤使用狀態(tài),不斷調(diào)整以完善用戶體驗。
關(guān)鍵詞:智慧教育;智能教育;智慧校園;電子書包
中圖分類號:G434 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2014)01-0010-04
一、引言
物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展推動了教育由信息化向智能化的整體躍升,智慧教育形態(tài)已初現(xiàn)端倪。泛在化的學習時空、個性化的學習方式、智能化的教學管理、一體化的教育資源與技術(shù)服務(wù)等智慧教育特征日益凸顯。智慧教育研究已成為當前教育信息化領(lǐng)域關(guān)注的熱點,實施智慧教育戰(zhàn)略已經(jīng)成為破解我國當前教育信息化困境的必然選擇。
二、智慧教育的概念與特征
1.什么是智慧
在中文語境中,智慧是“能迅速、靈活、正確地理解事物和解決問題的能力”。[1] 在大部分文獻中,智慧作為哲學名詞而存在。筆者認為哲學層面的智慧內(nèi)涵有助于我們對智慧進行溯源式的追蹤和探討,但從教育視角來看,智慧與知識緊密相關(guān),若能從知識與智慧的比較分析中明確二者的不同,將具有更為直接的教學指導(dǎo)價值。一般認為:知識表現(xiàn)在信息和信息之間的關(guān)系,通常是被公認并經(jīng)實踐檢驗的是正確的,能指導(dǎo)決策和行動的結(jié)構(gòu)化信息,包括事實、經(jīng)驗、技巧。知識雖然是不斷豐富和發(fā)展的,但其具有靜態(tài)屬性,可以通過識記和傳授得以傳承。而智慧是富有洞察力的知識,表現(xiàn)為對事物發(fā)展的預(yù)判并提前進行決策和行動。智慧是基于對知識的有效整合,其核心要件是思維。智慧無法通過識記習得,形成智慧的有效途徑是經(jīng)歷和體驗。
2.智能教育與智慧教育
從相關(guān)文獻來看,“智能教育”與“智慧教育”均源自英文“Smart Education”。由于關(guān)注的重點不同,國內(nèi)學者在翻譯、引用時略微產(chǎn)生了差異,在大部分文獻中二者意思相同或相近,但也有一些文獻將“智能教育”譯為“Intelligent Education”。對于智能教育,主流的觀點主要有三類:一是認為智能教育主要是使用先進的信息技術(shù)實現(xiàn)教育手段的智能化,該類觀點重點關(guān)注技術(shù)手段,如蔣家付(2011)認為智能教育,就是為了全面提高教育質(zhì)量與效率,運用先進的信息技術(shù),對教育過程的各種信息進行感知、識別、處理、分析,為教育參與者提供快速決策和反饋評價的教育方式。[2]二是認為SMART是由自主式(Self-directed)、興趣(Motivated)、能力與水平(Adaptive)、豐富的資料(Resoure enriched),信息技術(shù)(Technology embedded)等詞匯構(gòu)成的合成詞,認為智能教育是一種基于學習者自身的能力與水平,兼顧興趣,通過嫻熟的運用信息技術(shù),獲取豐富的學習資料,開展自助式學習的教育(李洲浩,2012)。[3]該類觀點重點關(guān)注學習過程與方法。三是認為智能教育是指在傳授知識的同時,著重培養(yǎng)人們智能的教育。該觀點直指教育目的,與智慧教育異曲同工。關(guān)于智慧教育目前也尚無統(tǒng)一的認識,國際學界鮮有系統(tǒng)深入的研究。以祝智庭(2012)為代表的國內(nèi)教育信息化權(quán)威學者提出了較為完整的智慧教育概念。認為從教育信息化角度來看,智慧教育是指運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動網(wǎng)絡(luò)等新一代信息技術(shù),通過構(gòu)建智慧學習環(huán)境(Smart Learning Environments),運用智慧教學法(Smart Pedagogy),促進學習者進行智慧學習(Smart Learning),從而提升成才期望,即培養(yǎng)具有高智能(High-Intelligence)和創(chuàng)造力(Productivity)的人。[4]綜合以上觀點,筆者認為:智慧教育的手段是新一代信息技術(shù)全面、深入、綜合的應(yīng)用,智慧教育的重點與前提在于智慧學習環(huán)境的構(gòu)建、智能化系統(tǒng)及產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用,智慧教育的直接目的在于大幅度提高教學、科研、管理的效率與水平,其本質(zhì)目的在于培養(yǎng)學習者的創(chuàng)新能力、批判思維能力、問題解決能力等高階思維能力,即發(fā)展學習者的智慧。從智能教育與智慧教育的比較來看,前者更為強調(diào)技術(shù)手段的智能化,后者更為關(guān)注技術(shù)手段的適宜性,也即智慧地使用技術(shù)從而促進學習者形成并發(fā)展智慧。
3.智慧教育的特征
(1)智慧教育的技術(shù)特征
智慧教育在技術(shù)層面是通過新一代信息技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),對教育信息進行感知、識別、捕獲、匯聚、分析,進而輔助智能化的教育管理與決策。智慧教育的技術(shù)特征在宏觀層面主要表現(xiàn)為采用面向服務(wù)的SOA軟件架構(gòu)體系,實現(xiàn)了各類應(yīng)用、數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)流程的有效整合,大大提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性、擴充性、可維護性和易用性。在微觀層面主要表現(xiàn)為對學習環(huán)境進行感知和智能調(diào)節(jié),對校園環(huán)境進行智能化管理,對教與學的過程進行跟蹤與記錄,對家?;ネㄌ峁┝Ⅲw化的網(wǎng)絡(luò)支持。智慧學習環(huán)境中部署了傳感網(wǎng),利用各類傳感器能捕獲并識別各類學習環(huán)境中當前的溫度、濕度、照度等物理信息,并根據(jù)預(yù)設(shè),將其調(diào)整為最適宜的狀態(tài),為師生提供最佳的學習環(huán)境;通過傳感網(wǎng)技術(shù)還可實現(xiàn)對重要設(shè)備的位置信息、工作狀態(tài)進行捕獲與跟蹤,實現(xiàn)智能安防和校園智能化管理;通過部署在教室和其他學習環(huán)境中的智能錄播系統(tǒng),可在不打斷正常的教學秩序的情況下,將師生的教學實況自動錄制,并實時存儲于一體化的資源平臺,學生可借此進行鞏固復(fù)習,老師可借此進行教學反思和教學觀摩;智慧環(huán)境實現(xiàn)了傳感網(wǎng)、有線網(wǎng)、無線網(wǎng)的無縫融合,形成了一體化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境,為構(gòu)建家?;ネǖ木G色學習社區(qū)提供了有效的技術(shù)支持。
(2)智慧教育的資源特征
云計算的在教育領(lǐng)域的應(yīng)用推動了教育資源建設(shè)、存儲、共享與應(yīng)用模式的變革。智慧教育視域下的資源建設(shè)體現(xiàn)出全新特征。從資源平臺的建設(shè)理念與技術(shù)模式來看,首先,資源平臺的建設(shè)理念正在從產(chǎn)品層次上升至服務(wù)層次,資源平臺建設(shè)的中心任務(wù)正在從技術(shù)平臺的搭建轉(zhuǎn)向服務(wù)體系的構(gòu)建;第二,平臺功能正在從單純的資源存儲與管理轉(zhuǎn)變?yōu)槿葜R獲取、存儲、共享、應(yīng)用與創(chuàng)新于一體的知識管理平臺;第三,在運作機制上,Web2.0時代的以用戶為中心的理念正在逐步體現(xiàn),各種有效的社會化驅(qū)動和信息聚合機制正在逐步引入,資源平臺的建設(shè)和應(yīng)用績效逐步提升;第四,在技術(shù)模式上,正在從傳統(tǒng)的數(shù)字化向智能化方向轉(zhuǎn)變。從資源的表現(xiàn)形式來看,已從傳統(tǒng)的靜態(tài)、封閉的文本、圖像等素材資源轉(zhuǎn)向動態(tài)、開放、共享的移動學習資源、微課資源、幕課資源(MOOCS大規(guī)模開放在線課程)、基于社會化網(wǎng)站(SNN)學習資源建設(shè)及電子教材的設(shè)計與開發(fā)等。
(3)智慧教育的教學特征
新一代信息技術(shù)的應(yīng)用為開展多種教與學的方式提供了可能,智慧教育視域下的教與學也體現(xiàn)出了嶄新的特征。具體表現(xiàn)在:第一,實時、便利的教學資源獲取及課堂生成性資源的捕獲和存儲。智慧的教學可根據(jù)實際需求,在不打斷原有思路的情況下便捷地獲取海量的優(yōu)質(zhì)教育資源,實時拓展教學內(nèi)容,調(diào)整教學進度。實現(xiàn)動態(tài)、靈活、開放的課堂教學。此外,可將學生的筆記、課堂問答,老師對教學內(nèi)容進行的標注、修改等生成性信息實時存入資源平臺,為學生鞏固復(fù)習、交流經(jīng)驗,教師專業(yè)成長提供資源支持; 第二、對課堂教學狀態(tài)信息進行跟蹤、分析,輔助教學決策。智慧的教學可對學生的學習狀態(tài)信息進行及時的收集、統(tǒng)計與分析,輔助教師進行教學決策。同時,可基于教學反饋信息的分析,進行分層教學、個性化教學;第三,實現(xiàn)了自然、高效的課堂互動。新一代信息技術(shù)為課堂互動提供了有效的技術(shù)支持,實現(xiàn)了人與技術(shù)、設(shè)備、資源、環(huán)境的多維度互動,創(chuàng)設(shè)了高效、自然的體驗環(huán)境;第四,自主學習真正成為主要學習方式。智慧環(huán)境下,學生的主體地位進一步凸顯。技術(shù)的發(fā)展提供了高效便捷的互動交流,協(xié)作分享的工具,為學生開展自主學習提供了有效支持,研究性學習、協(xié)作學習、混合學習、競爭性學習將會易于開展;第五,教學將突破明顯的時空界限。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟、移動終端的普及、移動學習資源及工具的進一步豐富,學生可以通過無線網(wǎng)絡(luò),利用電子書包、智能手機等移動學習終端,隨時隨地進入資源系統(tǒng)點播教學視頻,下載學習資源,開展自主學習。同時可隨時隨地和老師進行互動交流,獲取幫助,學生的學習不再局限于教室空間和課堂時間。
三、智慧教育的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
從文獻梳理來看,目前關(guān)于智慧教育的研究主要聚焦在智慧學習環(huán)境構(gòu)建、智能化的教育裝備與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用、學習終端產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用等方面,其中以智慧校園建設(shè)及其應(yīng)用研究,電子書包的開發(fā)與應(yīng)用研究尤為突出。
1.智慧校園的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
關(guān)于智慧校園(Smart Campus),在理論研究方面,不同學者從多個角度對智慧校園的內(nèi)涵進行了解讀。黃榮懷等(2012) 從環(huán)境構(gòu)建的角度,認為智慧校園是指一種以面向師生個性化服務(wù)為理念,能全面感知物理環(huán)境,識別學習者個體特征和學習情景,提供無縫互通的網(wǎng)絡(luò)通信,有效支持教學過程分析、評價和智能決策的開放教育教學環(huán)境和便利舒適的生活環(huán)境。因此智慧校園應(yīng)具有以下特征:環(huán)境全面感知;網(wǎng)絡(luò)無縫互通;海量數(shù)據(jù)支撐;開放學習環(huán)境;師生個。[5] 蔣家傅等(2011)經(jīng)過長達兩年的智慧校園項目實踐,從智慧校園與傳統(tǒng)校園環(huán)境相比較的角度,認為智慧校園應(yīng)具備九大特征:融合的網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)環(huán)境;廣泛感知的信息終端;智能的管理與決策支持;快速綜合的業(yè)務(wù)處理服務(wù);個性化的信息服務(wù);泛在的自主學習環(huán)境;智慧的課堂;充分共享、靈活配置的教學資源平臺;蘊含教育智慧的學習社區(qū)。[6]也有研究者強調(diào)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用,如嚴大虎等(2011)認為,智慧校園是把感應(yīng)器嵌入到教室、圖書館、食堂、供水系統(tǒng)、實驗室等各種物體中,并且被普遍連接,形成物聯(lián)網(wǎng),然后將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來,實現(xiàn)教學、生活與校園資源和系統(tǒng)的整合。[7]周彤等(2011)認為,智慧校園是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的校園工作、學習和生活一體化環(huán)境,這個一體化環(huán)境以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體,將教學、科研、管理和校園生活進行充分融合。[8]可見,對智慧校園的解讀,其內(nèi)涵和特征各有不同又趨于一致。總體上認為智慧校園是信息技術(shù)高度融合、信息化應(yīng)用深度整合、信息終端廣泛感知的信息化校園。智慧校園系統(tǒng)兼有技術(shù)、教育和文化等多重屬性。
在實施方面,南京郵電大學聯(lián)合江蘇金智科技于2010年實施了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園建設(shè)方案。南郵智慧校園依托數(shù)據(jù)平臺、身份平臺、門戶平臺、GIS平臺,建立公共的信息標準,進行數(shù)據(jù)融合、服務(wù)融合、網(wǎng)絡(luò)融合,實現(xiàn)了分散、異構(gòu)的應(yīng)用和信息資源整合。目前南郵智慧校園已經(jīng)上線運行(http:///ccs/main/loginIndex.do)。為師生提供管理、教學、科研、生活、感知等五大類服務(wù);浙江大學與中國電信于2011年7月簽署了“智慧校園”戰(zhàn)略合作協(xié)議,計劃在未來5年里協(xié)助浙大建設(shè)“智慧校園”項目。該項目將基于物聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù),建設(shè)浙江大學統(tǒng)一的移動辦公平臺、信息平臺、校園一卡通平臺等智慧校園應(yīng)用,并憑借感知、智能、挖掘、控制等各種信息化技術(shù),建成安全監(jiān)控、平安校園網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)建設(shè)、自助圖書網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等。此外西南大學、成都大學、同濟大學等幾十所高校正在籌劃、實施智慧校園建設(shè)。在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域,筆者所在的項目團隊承擔了佛山市禪城區(qū)“智慧校園”示范工程建設(shè)項目,在國內(nèi)產(chǎn)生了一定影響。該項目是由佛山市政府于2010年啟動的“四化融合,智慧佛山”重點示范項目。該項目面向基礎(chǔ)教育,創(chuàng)新性地采用政、產(chǎn)、學、研合作模式,整合多方優(yōu)勢力量,歷經(jīng)兩年多的研發(fā)、實施,開發(fā)了智慧校園教育云資源平臺、智能管理系統(tǒng)、智能教學系統(tǒng)、數(shù)字化實驗系統(tǒng)、移動學習系統(tǒng)、家校通系統(tǒng)、智慧文化系統(tǒng)等智慧校園應(yīng)用系統(tǒng);研制了電子書包、電子課桌、智慧講臺等多個教育產(chǎn)品;建立了智慧教室、數(shù)字化實驗室等多個功能場室;取得了多項專利成果。該項目已于2012年通過政府驗收并上線運行(http://),是國內(nèi)目前較為系統(tǒng)、完整,且已投入使用的智慧校園解決方案。
2.電子書包的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
臺灣地區(qū)在2002年就有比較完整的電子書包計劃;2003年,香港10 所小學正式推行“電子書包”試驗計劃,經(jīng)過一年試驗,“電子書包” 計劃效果良好, 開始向全港1000 多所中小學推廣。在內(nèi)地,早在2001年,北京伯通科技公司生產(chǎn)的“綠色電子書包”已經(jīng)通過了教育部的認證,并在北京、上海等4 個城市試推廣;2003 年,上海金山區(qū)金棠小學已開始試用電子書包代替?zhèn)鹘y(tǒng)書本教材;2011年11月,作為國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃在上海先行先試的部市合作項目之一,虹口區(qū)推廣電子書包項目;南京從2012年試點電子書包進課堂,目前全市有21所中小學成為試點學校;2012年,廣州四所學校的千余名學生開始試用電子書包;佛山南海南光中英文學校從2009年開始在一年級新生的英語課程中推行電子書包;佛山市禪城區(qū)“智慧校園“示范工程的四所示范學校也于2011年開始試用電子書包,目前已經(jīng)取得較好成效。目前電子書包在全國的中小學校應(yīng)用遍地開花,除上述城市外,重慶、青島、寧波、山西、陜西等地都開展了電子書包試點項目。目前關(guān)于電子書包的研究和應(yīng)用主要還是面向基礎(chǔ)教育低年級階段,定位于課堂教學。未來的發(fā)展趨勢可能會與移動學習相結(jié)合,面向高等教育和社會教育。
電子書包雖然廣受重視,但實際試用效果卻差強人意。電子書包的推廣和應(yīng)用中還存在諸多問題亟待解決。首先是傳統(tǒng)應(yīng)試教育中“逐分”導(dǎo)向與電子書包的“育人”理念產(chǎn)生沖突,使得電子書包的大面積推廣遇到障礙;其次,電子書包的安全、價格等現(xiàn)實問題也在一定程度上影響了其推廣;第三,現(xiàn)有電子書包產(chǎn)品,基本上是由IT企業(yè)主導(dǎo)研發(fā),一線學校被邊緣化,導(dǎo)致現(xiàn)有產(chǎn)品很難滿足實際需求;第四,與之配套的優(yōu)質(zhì)電子課本學習資源匱乏,使得基于電子的課內(nèi)外學習難以全面開展;第五,電子書包涉及硬件終端、應(yīng)用軟件、服務(wù)平臺、數(shù)字內(nèi)容等諸多方面,使其處于多家政府部門的交叉管理范圍,此外還需要政府、企業(yè)、學校通力配合,這也在一定程度上影響了電子書包的大面積使用。
四、智慧教育所面臨的主要問題
我國教育信息化正由初步應(yīng)用融合階段向著全面融合創(chuàng)新階段過渡。目前關(guān)于智慧教育的研究還處于起始階段,所存在的問題也逐漸凸顯。如缺乏專門的研究和管理機構(gòu),導(dǎo)致系統(tǒng)化的解決方案和應(yīng)用研究較少,多停留在個別終端產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用;缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標準和技術(shù)規(guī)范,導(dǎo)致各系統(tǒng)、各產(chǎn)品間的兼容困難,難以真正發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢,阻礙了智慧教育的發(fā)展和應(yīng)用;缺乏有效的政、產(chǎn)、學、研合作機制,難以整合優(yōu)勢資源,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,不利于有關(guān)成果的大面積推廣和應(yīng)用;現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)多為企業(yè)在各自已有技術(shù)基礎(chǔ)上進行的轉(zhuǎn)型應(yīng)用,缺乏創(chuàng)新和核心成果孵化平臺與基地,新技術(shù)、新設(shè)計難以有效轉(zhuǎn)化為教育服務(wù);完整健康的產(chǎn)業(yè)鏈仍沒有形成,難以實現(xiàn)智慧教育產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。?筅
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[關(guān)鍵詞]數(shù)字校園;智慧校園;智慧學習環(huán)境;系統(tǒng)理論;系統(tǒng)思維;系統(tǒng)復(fù)雜性;復(fù)雜性理論
[中圖分類號]G420 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-0008(2013)02-0021-08
一、引言
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確提出“推進數(shù)字化校園建設(shè)”;《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》也明確提出“大力推進職業(yè)院校數(shù)字校園建設(shè)”、“加強高校數(shù)字校園建設(shè)與應(yīng)用”、“制訂中小學校和中等職業(yè)學校數(shù)字校園建設(shè)基本標準”等,在國家政策的引導(dǎo)下,學校教育信息化深度發(fā)展的需求下,很多高校和中小學紛紛加快了數(shù)字校園建設(shè)。
很多專家學者,如蔣東興、程建鋼、宓等認為,數(shù)字校園實踐的最大困難不是來自于技術(shù)。在數(shù)字校園建設(shè)實踐中,關(guān)鍵問題不是技術(shù)問題,而是“協(xié)調(diào)與合作”,各組織各部門的“協(xié)調(diào)與合作”嚴重制約著數(shù)字校園的建設(shè)與功能效益的發(fā)揮。數(shù)字校園建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要從多學科、多視角進行研究。然而總體看來,從技術(shù)角度對數(shù)字校園進行的研究較多,以有關(guān)數(shù)字校園的碩士學位論文為例,67.6%以上是從技術(shù)角度對數(shù)字校園展開的研究,從管理學、教育學、教育技術(shù)學、系統(tǒng)科學等視角對數(shù)字校園展開的研究很少。
從不同的學科視角對數(shù)字校園進行研究,有助于對數(shù)字校園研究的深化,更好地解決數(shù)字校園建設(shè)中的實踐問題。如:從管理學視角看,數(shù)字校園協(xié)同效應(yīng)的實現(xiàn)依賴于數(shù)字校園領(lǐng)導(dǎo)機制、保障機制、激勵機制、安全機制、管理機制、資源共享機制、評估機制和服務(wù)機制8種作用機制的相互影響和相互作用:從協(xié)同理論的視角看,在數(shù)字校園推進過程中,需要最大限度地減少數(shù)字校園建設(shè)中的內(nèi)外部阻力,保證數(shù)字校園發(fā)展影響因素的合力方向一致且正向向前,以實現(xiàn)數(shù)字校園的協(xié)同進化與協(xié)同發(fā)展:將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字校園建設(shè)之中,推動“數(shù)字校園”向“智慧校園”方向的升級發(fā)展。
系統(tǒng)科學(老三論:系統(tǒng)論、信息論、控制論;新三論:耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論、突變論)作為以系統(tǒng)為研究對象的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用開發(fā)的學科組成的學科群,為認識客觀世界提供了全新的視角。教育領(lǐng)域是一個復(fù)雜的領(lǐng)域,是一項系統(tǒng)工程,涉及的要素非常多,系統(tǒng)科學在教育領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,然而,就目前教育理論研究情況看,系統(tǒng)科學思想方法的教育應(yīng)用仍多停留在一般系統(tǒng)論的初級階段,對系統(tǒng)科學的新近研究成果顯得不夠重視。系統(tǒng)科學在教育領(lǐng)域中的深入應(yīng)用,將會對教育研究產(chǎn)生較大的影響,如:將自組織理論引入教育教學研究領(lǐng)域后,產(chǎn)生了協(xié)同學習、教育技術(shù)研究方法的創(chuàng)新、教學設(shè)計理論基礎(chǔ)的創(chuàng)新發(fā)展、人腦內(nèi)部信息的自組織等。
系統(tǒng)思維fSvstematic Thinkingl就是把認識對象作為系統(tǒng),從系統(tǒng)和要素、要素和要素、系統(tǒng)和環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用中綜合地考察認識對象的一種思維方法,系統(tǒng)思維被稱為解決問題的一種方法,系統(tǒng)思維是一種對復(fù)雜的情況和問題獲得系統(tǒng)見解的思考技術(shù)。邱昭良認為:“系統(tǒng)思維就是從整體上對影響系統(tǒng)行為的各種力量與相互關(guān)系進行思考,以培養(yǎng)人們對復(fù)雜性、相互依存關(guān)系、變化及影響力的理解與決策能力”。系統(tǒng)思維是處理復(fù)雜性問題的一種重要工具與方法,它集成了東方古老的哲學智慧,又是由現(xiàn)代系統(tǒng)動力學所生成的創(chuàng)新思維工具。東方的思維方式強調(diào)整體性思維、辯證思維等,系統(tǒng)思維是古老智慧的集中體現(xiàn)。系統(tǒng)思維強調(diào)用全局、動態(tài)的觀點分析事物,透過事物的構(gòu)成要素及相互關(guān)系看本質(zhì)。
系統(tǒng)思維的工具主要有行為模式圖(Behavior PattemsGraDh)、實體關(guān)系圖、輸入輸出圖(I/0圖)、多重原因圖、魚刺圖(又稱“魚骨圖”或“石川圖”)、系統(tǒng)循環(huán)圖(又稱因果回路圖)、存量流量圖(又稱水管圖)等。行為模式圖用來表述問題或變量隨時間發(fā)展的變化,或結(jié)構(gòu)引起的行為變化。實體圖反映系統(tǒng)中所有的利益相關(guān)者和主體之間的反饋關(guān)系。輸入輸出圖包含輸入、過程、輸出三個部分,其中“過程”通常被描述為黑箱(黑匣子)。多重原因圖通常用來探討因果關(guān)系之間的關(guān)系,它不能顯示出影響因素的影響力相對強弱關(guān)系。魚刺圖常被視為特殊的“多重原因圖”,它更方便表述關(guān)鍵的制約因素或障礙。系統(tǒng)循環(huán)圖更便于深刻表示出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。存量流量圖更便于精細地表述系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)及動態(tài)特性。
數(shù)字校園是一種典型的人造系統(tǒng),其建設(shè)是一項極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程,非常有必要運用系統(tǒng)理論探討數(shù)字校園建設(shè)中的問題。在數(shù)字校園建設(shè)實踐中,往往由于忽視了數(shù)字校園建設(shè)的整體性,缺乏運用系統(tǒng)思維分析數(shù)字校園建設(shè)中的問題,未能從整體上挖掘數(shù)字校園建設(shè)實踐中的本質(zhì)問題,從而有效指導(dǎo)數(shù)字校園建設(shè)實踐。運用系統(tǒng)思維對數(shù)字校園建設(shè)進行系統(tǒng)分析,有利于全面認識數(shù)字校園建設(shè)中的問題,進一步了解數(shù)字校園的結(jié)構(gòu)與功能。運用系統(tǒng)思維分析數(shù)字校園建設(shè)中的制約因素,更有利于促進數(shù)字校園的協(xié)同發(fā)展。
二、數(shù)字校園建設(shè)中系統(tǒng)思維的缺失
對數(shù)字校園建設(shè)進行系統(tǒng)思考,有利于看清楚數(shù)字校園背后的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成要素之間的關(guān)系,有利于剖析清楚制約數(shù)字校園建設(shè)與發(fā)展中的復(fù)雜因素。尤其是數(shù)字校園的規(guī)劃與設(shè)計屬于復(fù)雜的高難度決策,極其需要運用系統(tǒng)思維。在數(shù)字校園建設(shè)實踐中,往往缺乏運用系統(tǒng)思維,不能很好地處理數(shù)字校園建設(shè)中的各種問題。數(shù)字校園建設(shè)中系統(tǒng)思維的缺失主要表現(xiàn)在以下方面。
(一)數(shù)字校園內(nèi)涵理解的因人而異
不同工作背景、學科背景的人對數(shù)字校園內(nèi)涵的理解因人而異,存在很大差異,有時會片面地理解數(shù)字校園。不同的專家學者從不同的側(cè)面給出了數(shù)字校園的定義,強調(diào)了數(shù)字校園某些方面的特點。在調(diào)研中,我們也發(fā)現(xiàn)中小學教師、教育管理人員、高校教師、教育信息化專家等不同工作背景和學科背景的人對數(shù)字校園內(nèi)涵的理解有很大區(qū)別。
存在很大區(qū)別的原因,主要是由于不同人的知識結(jié)構(gòu)存在很大差異,對數(shù)字校園認識的深度不同,此外還與大部分人重點關(guān)注了數(shù)字校園的局部特征,難以從整體的角度認識數(shù)字校園有較大關(guān)系。于是有了這樣一個經(jīng)典比喻“認識教育信息化(數(shù)字校園)像盲人摸象,摸到大象耳朵的人說像蒲扇,摸到大象軀干的人說像一面墻,摸到大象腿的人說像柱子”。只有把大象全摸一遍,從整體上認識大象,才能認識大象的本質(zhì)。數(shù)字校園是一個復(fù)雜的新生事物,在認識數(shù)字校園時,往往會陷入“只見樹木,不見森林”的境地。隨著對數(shù)字校園認識的深入,人們會逐漸對數(shù)字校園達成一個基本的共識。
(二)數(shù)字校園的功能結(jié)構(gòu)偏離核心業(yè)務(wù)
教育是一種服務(wù),學生和教師是享受這種服務(wù)的主體,學校的一切活動都應(yīng)該圍繞學生的成長與發(fā)展、促進教師提高教學質(zhì)量這一核心。數(shù)字校園是學校教育的有益補充,與學校教育相互優(yōu)化,共同促進提高教育質(zhì)量與教育水平。中小學數(shù)字校園的核心業(yè)務(wù)是促進學生的學習,為學生的未來發(fā)展奠定知識與能力基礎(chǔ)。高校數(shù)字校園的核心業(yè)務(wù)與中小學數(shù)字校園不同,它兼有培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、創(chuàng)新知識、服務(wù)社會發(fā)展三方面的核心業(yè)務(wù)。
現(xiàn)有的數(shù)字校園在功能結(jié)構(gòu)方面主要有以下四類典型表現(xiàn):第一,數(shù)字校園建設(shè)中所采用的技術(shù)與使用的媒體很“眩”,其在支持教與學、提升教育管理質(zhì)量與水平等方面的功能較弱:第二,數(shù)字校園對提高教育管理質(zhì)量和水平的效果較為明顯,對支持教與學方面的效果較不明顯:第三,數(shù)字校園的藝術(shù)性較強,能很好地體現(xiàn)學校的文化特色,但在支持教與學、提升管理質(zhì)量和水平方面稍弱;第四,數(shù)字校園建設(shè)對學與教的支持力度很大,真正體現(xiàn)了學生和教師的主體地位,能較好地提升教育管理質(zhì)量與水平,很好地滿足了學生、教師、教育管理者等用戶的需求,建設(shè)中采用合適的技術(shù)、使用恰當?shù)拿襟w,并能較好地適應(yīng)數(shù)字校園未來發(fā)展的需求。
上述四類數(shù)字校園,第四類數(shù)字校園是最佳數(shù)字校園,兼顧了數(shù)字校園的教育屬性、藝術(shù)屬性、文化屬性和技術(shù)屬性。其它三類數(shù)字校園要么重點關(guān)注了數(shù)字校園的技術(shù)屬性,要么重點關(guān)注了數(shù)字校園的藝術(shù)屬性或文化屬性。
數(shù)字校園的功能結(jié)構(gòu)與參與數(shù)字校園建設(shè)的主體有較大關(guān)系,不同背景的人主導(dǎo)數(shù)字校園建設(shè),其功能結(jié)構(gòu)存在差異。此外還與學校類型、學校文化等因素有關(guān)系。技術(shù)人員、管理人員、教師等不同群體主導(dǎo)數(shù)字校園,其功能結(jié)構(gòu)存在差異。技術(shù)人員主導(dǎo)的數(shù)字校園建設(shè),經(jīng)常比較注重新媒體與新技術(shù)在數(shù)字校園中的應(yīng)用:管理人員主導(dǎo)的數(shù)字校園建設(shè),經(jīng)常比較注重數(shù)字校園對教育管理的支持功能:教研人員主導(dǎo)的數(shù)字校園建設(shè),經(jīng)常比較注重數(shù)字校園對學與教的支持。此外,如果學校公開招標企業(yè)參與數(shù)字校園建設(shè),如果企業(yè)參與建設(shè)人員對學校教育的業(yè)務(wù)流程不熟悉,而需求調(diào)研做得又不充分,也容易使數(shù)字校園偏離核心業(yè)務(wù)。這主要是由于人們習慣從自身的角度思考問題,具有本位主義思想,容易將自己單方面的意愿放大并移植于數(shù)字校園建設(shè)之中,從而使數(shù)字校園更多具有了某一方面的屬性。
(三)數(shù)字校園規(guī)劃與設(shè)計中的顧此失彼
數(shù)字校園的規(guī)劃與設(shè)計在數(shù)字校園建設(shè)的整個過程中占有很重的份量,往往需要數(shù)字校園建設(shè)團隊至少投入三分之一的時間和精力。由于系統(tǒng)思維的缺失,在制定數(shù)字校園發(fā)展規(guī)劃與建設(shè)實施方案時容易出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象,未能從整體上對數(shù)字校園建設(shè)進行把握。
在分析2009年9月北京市38所中小學數(shù)字校園建設(shè)方案和2009年11月北京市13所市屬高校(8所普通本科高校、5所高職院校)數(shù)字校園示范校建設(shè)申請書時,發(fā)現(xiàn)主要存在以下典型問題:(1)數(shù)字校園的發(fā)展目標不明確,未能與學校的辦學目標、學校特色,以及與學生、教師和教育管理者的需求緊密結(jié)合。只關(guān)注數(shù)字校園的當前發(fā)展,未考慮數(shù)字校園的長期可持續(xù)發(fā)展。僅從本校的角度考慮數(shù)字校園建設(shè),未考慮國家有關(guān)數(shù)字校園建設(shè)和教育未來發(fā)展的政策導(dǎo)向,也未考慮如何充分利用社會資源。(2)對學校教育信息化發(fā)展的現(xiàn)狀與存在的問題分析不透徹,未能準確調(diào)研出學生、教師、教育管理者和社會公眾等數(shù)字校園的實際需求,以致于數(shù)字校園重點建設(shè)內(nèi)容定位不準確。(3)數(shù)字校園建設(shè)的應(yīng)用系統(tǒng),要么大而全,模仿其它學校的應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)方式,要么直接采用公司開發(fā)設(shè)計的應(yīng)用系統(tǒng),未結(jié)合學校的實際情況做本地化處理。(4)信息化領(lǐng)導(dǎo)力薄弱,建設(shè)隊伍組建不合理,未能充分調(diào)動各個部門的人員積極參與數(shù)字校園建設(shè)。(5)建設(shè)經(jīng)費分配不合理,存在硬件和軟件經(jīng)費投入較多,資源建設(shè)經(jīng)費投入較少,有的甚至沒有考慮運營維護費用。(6)絕大部分學校的數(shù)字校園建設(shè)方案未考慮建立激勵機制,沒有相應(yīng)的激勵措施,很難推動數(shù)字校園的實際應(yīng)用:(7)數(shù)字校園建設(shè)方案整體上存在以下三種傾向:第一,強調(diào)技術(shù)與媒體在數(shù)字校園建設(shè)中的應(yīng)用,對應(yīng)用系統(tǒng)、資源建設(shè)關(guān)注較少。例如,有的中小學提出建設(shè)云服務(wù)平臺,有的高校提出建設(shè)萬兆校園網(wǎng):第二,強調(diào)數(shù)字校園輔助教育管理的功能,對數(shù)字校園支持教與學的功能關(guān)注較少。例如,有的學校提出建立信息化的學校管理平臺――“管理駕駛艙”,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)支持的學校決策與系統(tǒng)分析:第三,強調(diào)數(shù)字校園對學與教的支持,兼顧利用數(shù)字校園提高教育管理質(zhì)量和水平,同時注重在數(shù)字校園建設(shè)中使用合適的媒體與技術(shù)。如果能夠運用系統(tǒng)思維,整體上考慮數(shù)字校園的規(guī)劃與設(shè)計,則能設(shè)計出更適合學校實際情況的數(shù)字校園建設(shè)方案。
(四)對數(shù)字校園認識的簡單化
數(shù)字校園是一個復(fù)雜的事物,需要用系統(tǒng)思維分析數(shù)字校園的本質(zhì)。人們在認識數(shù)字校園時,容易復(fù)雜問題簡單化,只看其表面現(xiàn)象,未能洞悉其本質(zhì),進而探析現(xiàn)象背后的驅(qū)動因素。在分析數(shù)字校園建設(shè)中的問題時,容易簡單化歸一,過分強調(diào)某種因素的作用:在處理數(shù)字校園建設(shè)中的問題時,容易“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”,試圖用某種方法解決數(shù)字校園發(fā)展中遇到的復(fù)雜問題,簡單化處理數(shù)字校園建設(shè)中遇到的復(fù)雜問題,很難得到較好的預(yù)期效果。
此外,還有人期望數(shù)字校園建設(shè)能夠一勞永逸,認為建好基礎(chǔ)設(shè)施、各種應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)字化資源,就只等數(shù)字校園發(fā)展功能和效益了。數(shù)字校園建設(shè)是一個長期過程,需要進行持續(xù)性建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、信息檢索技術(shù)等不斷發(fā)展,各種教學用媒體種類越來越多、功能越來越齊全,使教育信息的傳播手段日益多樣化、教育信息傳播的效果逐步改善,這為數(shù)字校園的持續(xù)性發(fā)展提供了技術(shù)與媒體基礎(chǔ)。而且數(shù)字校園用戶的需求成動態(tài)性變化,且不斷膨脹,例如:不同年級、不同專業(yè)、不同年齡段的學生對數(shù)字校園功能的需求不同。數(shù)字校園需要持續(xù)性建設(shè),以不斷滿足數(shù)字校園用戶的新需求。
三、系統(tǒng)思維在數(shù)字校園建設(shè)應(yīng)用方面的深度分析
系統(tǒng)思維是認識復(fù)雜系統(tǒng)的重要方法和工具,數(shù)字校園是一個復(fù)雜的開放系統(tǒng),有必要運用系統(tǒng)思維進行深入分析。以下對數(shù)字校園建設(shè)中的群體利益博弈,數(shù)字校園系統(tǒng)的輸入與輸出,數(shù)字校園推進困難的多重原因,數(shù)字校園系統(tǒng)的實體關(guān)系,數(shù)字校園建設(shè)中的系統(tǒng)循環(huán)進行了系統(tǒng)分析。
(一)數(shù)字校園建設(shè)中的群體利益博弈
數(shù)字校園建設(shè)中涉及到的利益,既有經(jīng)濟方面的利益關(guān)系,也有無形的地位、權(quán)力、名譽等方面的利益關(guān)系。數(shù)字校園建設(shè)的過程是數(shù)字校園利益相關(guān)者的利益重組的過程,會觸及到一些利益相關(guān)者的根本利益,對數(shù)字校園建設(shè)中的群體利益進行分析,有助于了解數(shù)字校園建設(shè)中的基本矛盾,從而更好地指導(dǎo)數(shù)字校園建設(shè)。
數(shù)字校園的利益相關(guān)者有上級教育主管部門f高校的上級教育主管部門為教育部、教育廳、市教委等;中小學的上級教育主管部門為市、區(qū)縣教委,以及省、市、區(qū)縣教育信息中心等)、數(shù)字校園建設(shè)參與主體、數(shù)字校園價值享受主體、數(shù)字校園專家、網(wǎng)絡(luò)運營商、數(shù)字化教育資源供應(yīng)商(提供期刊數(shù)據(jù)庫、電子教材、素材、視頻講座等數(shù)字化教育資源)、產(chǎn)品供應(yīng)商等組成,它們之間的利益關(guān)系如圖1。
數(shù)字校園的建設(shè)經(jīng)費來源主要有上級教育主管部門的經(jīng)費支持、企業(yè)或個人的捐款、學校自籌數(shù)字校園建設(shè)專項經(jīng)費等。數(shù)字校園建設(shè)需要與家庭、社會相結(jié)合,家庭和社會也會為數(shù)字校園提供豐富的數(shù)字化教育資源。
上級教育主管部門主要為學校的數(shù)字校園建設(shè)進行政策引導(dǎo),對數(shù)字校園的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)水平進行評估,并在數(shù)字校園建設(shè)經(jīng)費方面給予一定的支持。上級教育主管部門與學校數(shù)字校園建設(shè)的利益關(guān)系主要是“引領(lǐng)與扶持”的關(guān)系,上級教育主管部門期望通過重點支持的學校進行數(shù)字校園建設(shè),能夠改善學校的數(shù)字化學習環(huán)境,切實提高學校的教育質(zhì)量和教育水平,提升學校的教育管理質(zhì)量和管理水平,能夠引領(lǐng)其它學校進行數(shù)字校園建設(shè),增強學校的社會服務(wù)能力,促進構(gòu)建學習型社會,從而帶動整個教育領(lǐng)域逐步實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的國家中長期教育發(fā)展目標。此外,通過建設(shè)數(shù)字校園,有利于上級教育主管部門及時準確地了解各級各類學校的教育發(fā)展基本數(shù)據(jù),以便更好地制定和完善教育發(fā)展政策。
數(shù)字校園專家在參與數(shù)字校園建設(shè)的過程中主要起到兩個作用:第一,為教育主管部門制定數(shù)字校園發(fā)展規(guī)劃、數(shù)字校園評估標準,把握數(shù)字校園的未來發(fā)展趨勢提供決策支持;第二,為學校制定數(shù)字校園發(fā)展規(guī)劃、數(shù)字校園建設(shè)方案等提供決策支持,幫助學校診斷并解決數(shù)字校園建設(shè)中存在的種種困惑,并對學校領(lǐng)導(dǎo)、教師等人員的信息素養(yǎng)進行培訓,幫助學校提升信息化領(lǐng)導(dǎo)力。數(shù)字校園專家在推動數(shù)字校園建設(shè)的過程中起著重要的作用,所獲得的收益主要表現(xiàn)在以下方面:通過參與數(shù)字校園建設(shè),將數(shù)字校園理論應(yīng)用于實踐,從實踐中發(fā)現(xiàn)問題再進行理論研究,從而實現(xiàn)“理論與實踐的循環(huán)實證”:通過參與數(shù)字校園建設(shè),將理論研究轉(zhuǎn)化為效益,實現(xiàn)了自身價值的提升:通過參與數(shù)字校園建設(shè),強化了自身對數(shù)字校園的研究,提高了學術(shù)研究能力與學術(shù)水平,提高了學術(shù)知名度。
數(shù)字校園建設(shè)中的經(jīng)濟利益相當明顯,一個數(shù)字校園建設(shè)投入的資金從幾百萬元到數(shù)千萬元不等(按3年建設(shè)周期估算),數(shù)字校園建設(shè)的參與主體共同構(gòu)成了利益共同體。數(shù)字校園建設(shè)中的經(jīng)濟利益,主要體現(xiàn)在參與數(shù)字校園建設(shè)的企業(yè)、產(chǎn)品供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)運營商與學校之間的利益博弈。企業(yè)想通過為學校開發(fā)數(shù)字校園,為學校提供技術(shù)或服務(wù)支持,從中獲取經(jīng)濟效益。產(chǎn)品供應(yīng)商想通過為學校提供數(shù)字化產(chǎn)品獲得經(jīng)濟利益。網(wǎng)絡(luò)運營商為學校提供移動無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù),從中獲取網(wǎng)絡(luò)通訊費用。學校想花費較少的經(jīng)費,獲得適合學校特色的最優(yōu)化數(shù)字校園解決方案,購置質(zhì)優(yōu)價廉的數(shù)字化產(chǎn)品,建設(shè)滿足不同用戶的多樣化需求的數(shù)字校園。數(shù)字校園研發(fā)企業(yè)、產(chǎn)品供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)運營商等與學校共建數(shù)字校園的過程是經(jīng)濟利益博弈的過程,相互博弈的最佳結(jié)果是雙方受益。企業(yè)或產(chǎn)品供應(yīng)商一方面可以在學校推廣技術(shù)或產(chǎn)品,以獲取更多用戶的支持,同時賺取經(jīng)濟利益。
在學校內(nèi)部,一般以網(wǎng)絡(luò)信息中心(教育技術(shù)中心)機構(gòu)為中心,教務(wù)處,院系、研究所、年級組,辦公室,校醫(yī)院、醫(yī)務(wù)室,后勤等不同科室與部門的人員,在以校領(lǐng)導(dǎo)(校長、副校長)為核心組成的數(shù)字校園建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組的指導(dǎo)下,共同參與數(shù)字校園建設(shè),構(gòu)成數(shù)字校園建設(shè)參與主體。教務(wù)處、各院系、辦公室等提出各自的業(yè)務(wù)需求,數(shù)字校園建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組共同協(xié)商制定數(shù)字校園發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)實施方案,招標確定合適的合作企業(yè)(有研發(fā)實力的學校,也可自主建設(shè)數(shù)字校園)。網(wǎng)絡(luò)信息中心的重點工作內(nèi)容是建設(shè)與維護數(shù)字校園,在建設(shè)數(shù)字校園過程中起著組織與協(xié)調(diào)的作用。
數(shù)字校園價值享受的主體有學生、教師、教育管理人員、后勤服務(wù)人員、社會公眾等。數(shù)字校園價值享受主體,同時也是數(shù)字校園建設(shè)參與主體,他們是數(shù)字校園建設(shè)的參與者,也是數(shù)字校園建設(shè)的受益者。在數(shù)字校園建設(shè)之初,由于用戶對數(shù)字校園各應(yīng)用系統(tǒng)的操作不熟練、對數(shù)字校園的功能與作用不熟悉等原因,數(shù)字校園的應(yīng)用效果難以很快發(fā)揮出來,往往是增加了用戶的負擔。但隨著用戶數(shù)字化行為與習慣的逐漸養(yǎng)成,會逐漸降低用戶的負擔。此外,在數(shù)字校園構(gòu)成的數(shù)字化教育環(huán)境中,使教育信息傳遞手段多樣化,學生在網(wǎng)絡(luò)上獲取的教育資源遠遠比從教師那里獲得的多,教師的權(quán)威性受到嚴重挑戰(zhàn)。
數(shù)字校園改變了傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程,并給教育管理方式帶來了變革。以高校報考研究生為例,以往需要郵寄報名材料和報名費,如今只需在網(wǎng)上提交報名材料,通過電子銀行轉(zhuǎn)賬即可完成研究生的報考工作,同時也方便了招生單位對報考信息的查詢與管理。數(shù)字校園給教育管理方式帶來了變革,改變了傳統(tǒng)的金字塔式管理方式,使管理方式扁平化。以往領(lǐng)導(dǎo)了解基層情況,需要層層匯報或親自去基層調(diào)研,如今借助信息化手段可以便捷、動態(tài)地了解基層的很多信息。由于有了大量數(shù)據(jù)的支持,也使得教育決策更加科學化、合理化,數(shù)據(jù)支持的科學決策正在成為數(shù)字校園中的重要應(yīng)用之一。
(二)數(shù)字校園系統(tǒng)的輸入輸出
數(shù)字校園建設(shè)的過程,可以被描述成各種特定輸入,經(jīng)過數(shù)字校園系統(tǒng)內(nèi)部諸要素的相互協(xié)調(diào)與合作,轉(zhuǎn)化成特定輸出的一系列活動的組合,如圖2。數(shù)字校園系統(tǒng)的輸入,經(jīng)過數(shù)字系統(tǒng)內(nèi)部諸要素的相互協(xié)調(diào)與合作,會產(chǎn)生系列輸出。數(shù)字校園系統(tǒng)的輸入輸出圖,忽略了數(shù)字校園建設(shè)中的具體細節(jié),便于識別數(shù)字校園建設(shè)過程中的主要過程和相互關(guān)系。數(shù)字校園建設(shè)需要重點關(guān)注輸入、過程和輸出三部分內(nèi)容。數(shù)字校園的輸入是數(shù)字校園建設(shè)的具體內(nèi)容,數(shù)字校園的輸出是數(shù)字校園功能效益的具體體現(xiàn),能否得到預(yù)期的功能效益,取決于數(shù)字校園系統(tǒng)的輸入,以及數(shù)字校園內(nèi)部諸要素的相互協(xié)調(diào)與合作的程度。
如圖2所示,數(shù)字校園系統(tǒng)的輸入有:數(shù)字校園規(guī)劃與設(shè)計;用戶需求調(diào)研;用戶需求的變更;軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);各種應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè);數(shù)字化資源建設(shè);信息化領(lǐng)導(dǎo)力建設(shè)、規(guī)章制度、激勵措施建設(shè);數(shù)字校園評估等。數(shù)字校園的輸出有:確定數(shù)字校園發(fā)展目標;完善數(shù)字校園建設(shè)內(nèi)容;集成硬件環(huán)境:整合應(yīng)用系統(tǒng),建立系統(tǒng)門戶:提供豐富的數(shù)字化資源;增強信息化領(lǐng)導(dǎo)力;規(guī)范建設(shè)行為,促進應(yīng)用;改變用戶數(shù)字化行為與習慣:有效支持教與學:提高教育管理質(zhì)量與水平;促進知識創(chuàng)新,提高科研水平;提升學校內(nèi)涵,豐富校園文化;提高學校社會服務(wù)能力;評估數(shù)字校園發(fā)展水平,診斷數(shù)字校園建設(shè)與發(fā)展中存在的問題,給出具有可操作性的指導(dǎo)建議。數(shù)字校園系統(tǒng)內(nèi)部諸要素的相互協(xié)調(diào)與合作是一個復(fù)雜的過程,可以看作是一個黑箱。前端的一個輸入項可以對應(yīng)后端的一個輸出項,也可以對應(yīng)多個輸出項。例如:用戶需求的變更,則會引起需要進一步修改數(shù)字校園建設(shè)方案,完善數(shù)字校園建設(shè)內(nèi)容:有效支持教與學不是某個輸入項對應(yīng)的輸出結(jié)果,而是多個輸入項協(xié)同作用的結(jié)果。
(三)數(shù)字校園推進困難的多重原因
在數(shù)字校園建設(shè)實踐中,很多學校反映數(shù)字校園建設(shè)推進相當困難,數(shù)字校園的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)推進比較容易,但是在資源建設(shè)和深化應(yīng)用方面推進很困難。比較典型的表現(xiàn)是建設(shè)了很多應(yīng)用系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)課程,但是應(yīng)用系統(tǒng)的使用率相當?shù)?,網(wǎng)絡(luò)課程的點擊率很低,數(shù)字化教育資源的利用率很低。目前數(shù)字校園中應(yīng)用比較好的是教育管理類應(yīng)用系統(tǒng)、后期服務(wù)類應(yīng)用系統(tǒng)、安全監(jiān)控類應(yīng)用系統(tǒng),學生成長類應(yīng)用系統(tǒng)、教師專業(yè)發(fā)展類應(yīng)用系統(tǒng)、科學研究類應(yīng)用系統(tǒng)等涉及學與教的業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用效果多數(shù)不理想。
數(shù)字化教育資源的利用率不高,成了當今數(shù)字化教育資源的典型特征之一,也是數(shù)字校園推進過程中遇到的典型困難。例如:某市屬高等職業(yè)學院的網(wǎng)絡(luò)教學平臺中,網(wǎng)絡(luò)課程總數(shù)近3500門,但是單門課程被訪問總數(shù)最高僅為1200余次,99%以上的網(wǎng)絡(luò)課程的訪問總數(shù)在500次以下:①某中學建成的教學應(yīng)用系統(tǒng),建成以后一個月內(nèi)僅有一名教師使用:現(xiàn)有建成的很多中小學數(shù)字化教育資源的利用率相當?shù)停芏嘀行W教師反映資源的可用性差。又如我國建設(shè)的學科信息資源建設(shè)方面的重點工程“CALIS重點學科網(wǎng)絡(luò)資源導(dǎo)航庫”,建立了覆蓋79個一級學科的12萬條目的網(wǎng)絡(luò)資源學科導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫,該導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的資源利用率也很低,以教育學一級學科下的教育技術(shù)學為例,共有27頁的導(dǎo)航,收錄了270條信息,然而截至2011年1月2日23時總訪問量只有123次,其中從第2至第27頁的260條信息,訪問量僅只有14次,即平均每條信息的訪問量只有0.054次。
數(shù)字校園推進困難的原因來自多方面,主要表現(xiàn)為建設(shè)和應(yīng)用方面的推進困難,建設(shè)和應(yīng)用方面的困難又分別來自若干的原因,數(shù)字校園推進困難的多重原因分析如圖3。
數(shù)字校園建設(shè)方面推進困難的主要原因有缺乏建設(shè)經(jīng)費、信息化領(lǐng)導(dǎo)力薄弱、數(shù)字化規(guī)劃與設(shè)計不合理等。缺乏建設(shè)經(jīng)費的主要原因有缺乏信息化建設(shè)專項經(jīng)費,經(jīng)費來源比較單一,硬件、軟件、資源建設(shè)、人員培訓等經(jīng)費分配不合理。信息化領(lǐng)導(dǎo)力薄弱的主要原因有領(lǐng)導(dǎo)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力不強、對數(shù)字校園功能與作用認識不清、對數(shù)字校園建設(shè)的重視程度不夠、信息化隊伍薄弱等,其中信息化隊伍薄弱的表現(xiàn)有信息化隊伍組建不合理、專職人員數(shù)量太少、維護管理能力和研發(fā)能力較弱等,數(shù)字校園規(guī)劃與設(shè)計不合理的主要原因有用戶需求定位不準確、數(shù)字校園發(fā)展目標不明確、重點建設(shè)內(nèi)容偏離學校主流業(yè)務(wù)等。用戶需求定位不準確的原因有用戶需求調(diào)研不充分、用戶需求不斷變更、未進行用戶需求調(diào)研等。數(shù)字校園發(fā)展目標不明確主要表現(xiàn)為未結(jié)合學校辦學目標、未體現(xiàn)學校的辦學特色等。
數(shù)字校園應(yīng)用方面推進困難的主要原因有應(yīng)用系統(tǒng)不實用、數(shù)字化資源不符合用戶需求、用戶未養(yǎng)成數(shù)字化行為與習慣、缺乏激勵措施等。只有認識清楚數(shù)字校園推進困難的根本原因,才有利于有針對性地制定措施,促進數(shù)字校園的建設(shè)與應(yīng)用。應(yīng)用系統(tǒng)不實用主要表現(xiàn)為增加了用戶的負擔、應(yīng)用系統(tǒng)操作復(fù)雜、應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程與實際業(yè)務(wù)流程不符等,數(shù)字化教育資源不符合用戶需求主要表現(xiàn)為數(shù)字化資源數(shù)量不足、數(shù)字化資源質(zhì)量較差、數(shù)字化資源非用戶所需等。用戶未養(yǎng)成數(shù)字化行為與習慣主要由于用戶信息素養(yǎng)低、對新媒體與新技術(shù)的內(nèi)心恐懼、缺乏應(yīng)用培訓等。缺乏應(yīng)用培訓表現(xiàn)為應(yīng)用培訓效果不佳、應(yīng)用培訓不具有針對性。缺乏激勵措施主要是由于未意識到激勵措施的作用、激勵措施不起作用,激勵措施不起作用主要是由于激勵措施執(zhí)行不利或設(shè)置不合理。
(四)數(shù)字校園系統(tǒng)的實體關(guān)系
學校教育是一個復(fù)雜的系統(tǒng),學校教育系統(tǒng)中的實體涉及上級教育主管部門、社會家庭、現(xiàn)實校園、數(shù)字校園和學校教育相關(guān)人群等,數(shù)字校園系統(tǒng)實體關(guān)系如圖4?,F(xiàn)實校園的實體可進一步分為教室、圖書館、實驗室、辦公室、校醫(yī)院或醫(yī)務(wù)室等。數(shù)字校園的實體可進一步分為多媒體教室、數(shù)字實驗室、數(shù)字圖書館、校園卡、數(shù)字化校醫(yī)院或醫(yī)務(wù)室、數(shù)字化辦公室、校園廣播臺、校園電視臺、校園門戶網(wǎng)站、各種應(yīng)用系統(tǒng)、筆記本、觸摸屏、移動終端、服務(wù)器、交換機等。學校教育相關(guān)人群的實體可進一步分為學生、教師、教育管理人員、后勤服務(wù)人員、社會公眾(學生家長)等。
數(shù)字校園也可以理解為現(xiàn)實校園的數(shù)字化副本,現(xiàn)實校園數(shù)字化形成的數(shù)字化教育環(huán)境與現(xiàn)實校園構(gòu)成的現(xiàn)實教育環(huán)境相互耦合?,F(xiàn)實校園的數(shù)字化則成為數(shù)字校園,數(shù)字校園增加了現(xiàn)實校園中不存在的很多實體或者使現(xiàn)實校園中的實體數(shù)字化,數(shù)字校園中的實體與現(xiàn)實校園的實體相互依賴、相互影響。數(shù)字校園中的實體與現(xiàn)實校園中的實體耦合程度越高,則預(yù)示著現(xiàn)實校園的數(shù)字化程度越高,越容易發(fā)揮數(shù)字校園的功能與效益。
(五)數(shù)字校園建設(shè)中的系統(tǒng)循環(huán)
在數(shù)字校園建設(shè)中,存在很多系統(tǒng)循環(huán),數(shù)字校園系統(tǒng)的各組成要素之間存在著緊密的聯(lián)系,每一個要素的變化會引起另外一個要素的變化,從而引起系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化。分析數(shù)字校園建設(shè)中的系統(tǒng)循環(huán),更有利于把握數(shù)字校園建設(shè)中的種種困惑,從而有利于尋求解決問題的策略。
實現(xiàn)數(shù)字校園建設(shè)目標的系統(tǒng)循環(huán),如圖5。圖中的“+”表示兩個變量之間的增強關(guān)系,圖中的“一”表示兩個變量之間的減弱關(guān)系。例如:用戶的需求調(diào)研準確度越高,越有利于數(shù)字校園規(guī)劃與設(shè)計,則用“+”表示:內(nèi)外部阻力越大,越不利于實施數(shù)字校園建設(shè)方案,則用“一”表示。在建設(shè)數(shù)字校園時,首先需要確定數(shù)字校園的發(fā)展目標,分析數(shù)字校園建設(shè)目標與現(xiàn)狀之間的差距,進而進行數(shù)字校園的規(guī)劃與設(shè)計,實施數(shù)字校園建設(shè)方案,使數(shù)字校園建設(shè)達到預(yù)期目的。用戶需求調(diào)研準確程度越高、數(shù)字校園系統(tǒng)諸要素的相互協(xié)調(diào)與合作越好、內(nèi)外部阻力越小,越有利于數(shù)字校園的規(guī)劃與設(shè)計。數(shù)字校園系統(tǒng)內(nèi)諸要素的相互協(xié)調(diào)與合作越好、內(nèi)外部阻力越小,越有利于實施數(shù)字校園建設(shè)。實現(xiàn)數(shù)字校園建設(shè)目標的過程是一個長期的過程,采取相關(guān)系列措施并不見得立即見效,而是有一定的時間延滯現(xiàn)象存在。
在數(shù)字校園建設(shè)過程中,數(shù)字校園的馬太效應(yīng)(MatthewEffect)現(xiàn)象不容忽視。充分利用數(shù)字校園建設(shè)中的馬太效應(yīng),可以使數(shù)字校園建設(shè)達到事半功倍的效果,在數(shù)字校園建設(shè)中存在良性循環(huán)和惡性循環(huán)的兩種調(diào)節(jié)回路,步入良性循環(huán)的數(shù)字校園建設(shè)會越來越好,步入惡性循環(huán)的數(shù)字校園建設(shè)會越來越差,直至采取有效的相關(guān)措施才會使惡性循環(huán)停滯,才有可能使數(shù)字校園脫離惡性循環(huán)進入良性循環(huán)。
數(shù)字校園馬太效應(yīng)的系統(tǒng)循環(huán)如圖6。在通常情況下,數(shù)字校園的規(guī)劃與設(shè)計存在好與差這兩種傾向。較好的數(shù)字校園規(guī)劃與設(shè)計,會緊密結(jié)合學校的實際需求,用戶會對建成的數(shù)字校園比較滿意,數(shù)字校園也能較好地發(fā)揮功能與效益,也有利于數(shù)字校園未來的規(guī)劃與設(shè)計。在這種情況下,領(lǐng)導(dǎo)往往會對數(shù)字校園建設(shè)比較滿意,進而追加數(shù)字校園建設(shè)經(jīng)費,從而使數(shù)字校園步入良性發(fā)展循環(huán)。較差的數(shù)字校園規(guī)劃與設(shè)計,不能緊密結(jié)合學校的實際需求,用戶對建成的數(shù)字校園不滿意,在應(yīng)用中會存在很多問題,不能使數(shù)字校園發(fā)揮功能與效益,也不利于數(shù)字校園未來的規(guī)劃與設(shè)計。在這種情況下,領(lǐng)導(dǎo)往往對數(shù)字校園建設(shè)很不滿意,進而減少數(shù)字校園建設(shè)經(jīng)費,使數(shù)字校園步入惡性發(fā)展循環(huán):當然,也有可能領(lǐng)導(dǎo)反而會增加建設(shè)經(jīng)費,采取系列相關(guān)補救措施,可能會使數(shù)字校園步入良性發(fā)展循環(huán)。
對于一個學校的數(shù)字校園建設(shè)來說會存在馬太效應(yīng)現(xiàn)象,對于整個市或區(qū)縣的所有數(shù)字校園建設(shè)來說,也會存在馬太效應(yīng)現(xiàn)象。在數(shù)字校園建設(shè)實踐中,會發(fā)現(xiàn)有的區(qū)縣的整體數(shù)字校園建設(shè)較好,而有的區(qū)縣的整體數(shù)字校園建設(shè)較差。在這種情況下,經(jīng)費支持、專家支持、政策支持等往往又會傾向數(shù)字校園建設(shè)較好的區(qū)縣,以尋求產(chǎn)生數(shù)字校園建設(shè)的示范效應(yīng),從而帶動其它區(qū)縣的數(shù)字校園發(fā)展。追求數(shù)字校園的示范效應(yīng)固然重要,但與此同時不容忽視數(shù)字校園的均衡發(fā)展問題,更應(yīng)對數(shù)字校園建設(shè)水平較差或步入惡性循環(huán)的學校給予更多的支持與幫助。
四、數(shù)字校園的未來發(fā)展形態(tài)――智慧校園
數(shù)字校園是教育信息化發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物,它在教育現(xiàn)代化進程中發(fā)揮著不可替代的重要作用,成了突破“信息孤島”的利器,被賦予了“整合優(yōu)質(zhì)教育資源、打破部門之間信息壁壘、為教育教學提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)”的重任。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)的迅速發(fā)展,以用戶為中心、協(xié)同創(chuàng)新、開放創(chuàng)新為主要特點的用戶參與的知識社會創(chuàng)新2.0環(huán)境正在悄然形成。“智慧地球”、“智慧國家”、“智慧島”、“智慧城市”、“智慧校園”、“智慧教室”、“智慧學習環(huán)境”等逐漸進入了人們的視野,給人們帶來一種智能化程度極高的用戶體驗,使人們最大限度地享用技術(shù)發(fā)展的成果。
技術(shù)對教育變革的影響極其漫長,但這次對教育的影響極其迅速,教育領(lǐng)域很快接納了“智慧”這個詞匯。在教育領(lǐng)域能否實現(xiàn)“智慧”還在爭論的時候,意識超前的專家學者對“智慧校園”、“智慧教室”、“智慧學習環(huán)境”進行了探索,教育中的“智慧”應(yīng)用正在開展。如:黃榮懷教授等發(fā)表了系列論文對智慧學習環(huán)境的概念與內(nèi)涵、構(gòu)成要素和技術(shù)特征,支持智慧校園建設(shè)的五種關(guān)鍵技術(shù)、智慧學習環(huán)境中的學習情景識別,智慧教室的“SMART”(Showing,Manageable,Ac-cessible,Real-time Interactive,Testing)模型概念等進行了探討。陳衛(wèi)東博士等對未來課堂的特性、智慧性體現(xiàn)、智慧學習環(huán)境的實現(xiàn)技術(shù)等進行了探討。
江南大學、廈門大學等已經(jīng)將智慧校園建設(shè)付諸實踐,典型智慧應(yīng)用正在逐步開展,如手機開門、借書、考勤、消費,電子圍籬,車牌自動識別,水電自動監(jiān)控,移動智能卡,學習過程自動分析,學習情景自動識別等,隨著人們信息化水平的提升,人們對技術(shù)發(fā)展的依賴性正逐漸增強。盡管智慧學習環(huán)境的研究和實踐探索剛開始,數(shù)字校園作為學習環(huán)境的重要組成部分,其發(fā)展必將趨向于智慧化,智慧校園將會成為數(shù)字校園未來發(fā)展的形態(tài)。
智慧學習環(huán)境、智慧校園、數(shù)字校園、現(xiàn)實校園之間的關(guān)系如圖7?,F(xiàn)實校園數(shù)字化為數(shù)字校園,數(shù)字校園智慧化為智慧校園,智慧校園是智慧學習環(huán)境的組成部分?,F(xiàn)實校園、數(shù)字校園、智慧校園之間是“耦合”的關(guān)系,耦合程度越高,越有利于數(shù)字校園的建設(shè)與發(fā)展,數(shù)字校園和智慧校園是現(xiàn)實校園的補充,不是取代現(xiàn)實校園,智慧校園是數(shù)字校園智慧化到一定程度的產(chǎn)物。
智慧校園的“智慧”主要表現(xiàn)在智慧環(huán)境、智慧管理、智慧教學、智慧學習、智慧科研、智慧生活等方面,具體表現(xiàn)如表1。
五、總結(jié)與展望
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智慧校園;問題;對策
中圖分類號:F25
文獻標識碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2016.17.017
0引言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是以用戶需求、業(yè)務(wù)創(chuàng)新為核心,將智能感知、普適計算等技術(shù)運用到數(shù)據(jù)信息采集以及與互聯(lián)網(wǎng)進行融合,并提供交流接口,為用戶提供智能應(yīng)用服務(wù)。目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為智慧校園的核心技術(shù)之一,在重點高校應(yīng)用較為廣泛,已經(jīng)取得顯著成果。高職院校作為高等院校的重要組成部分,目前也逐漸開展智慧校園應(yīng)用研究和建設(shè),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧校@重要支撐技術(shù),對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職院校中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析,并提出可行的對策建議,有利于高職院校更好的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),更有利于高職院校信息化建設(shè)從數(shù)字化校園向智慧校園邁進。
1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職院校智慧校園中的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題分析
(1)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)條件差。
目前,大多數(shù)高職院校信息化建設(shè)尚處于數(shù)字化校園建設(shè)初期階段,開展智慧校園建設(shè)研究的很少,即使開展智慧校園建設(shè)也是處于探索階段,由此可知,高職院校對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究也不多,加上應(yīng)用需求不強、資金短缺等原因,很少考慮在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方面的投入建設(shè),集中體現(xiàn)在兩個方面,一是在智能感知設(shè)備方面建設(shè)不足,缺乏RFID、二維碼、IP CAM等感知設(shè)備;二是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境營建方面不力,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用十分關(guān)鍵,而在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中比在數(shù)字化校園中對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求要高得多,不僅要求網(wǎng)絡(luò)全覆蓋,而且形式最好能豐富多樣,比如網(wǎng)絡(luò)種類包括以太網(wǎng)、無線網(wǎng)、移動網(wǎng)等。
(2)數(shù)字化校園建設(shè)規(guī)劃缺乏前瞻性。
數(shù)字化校園建設(shè)起始時間較早,而信息技術(shù)發(fā)展迅猛,加上物聯(lián)網(wǎng)等第三代信息技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,使得高職院校原有的數(shù)字化校園建設(shè)規(guī)劃跟不上信息技術(shù)的發(fā)展步伐,比如數(shù)字化校園建設(shè)規(guī)劃缺乏智慧校園的內(nèi)容,沒有物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)應(yīng)用方案等,因此,在數(shù)字化校園建設(shè)過程中,未考慮以后物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及兼容等問題,這些問題不處理好,勢必影響智慧校園物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的使用,有可能出現(xiàn)重建的風險。
(3)技術(shù)研究不足及人才隊伍建設(shè)不力。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一門新型信息技術(shù),且應(yīng)用廣泛,還沒有固定的運用模式,值得高校、科研機構(gòu)等進行大力研究和應(yīng)用推廣,另外,高職院校本身有自己的實際情況,比如資金短缺、校園面積相比較少、學生人數(shù)不多、用戶不是特別多等,因此,各高職院校應(yīng)加強智慧校園,特別是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的應(yīng)用研究,選取合適的技術(shù),構(gòu)建適合學校實際情況的技術(shù)架構(gòu)模型,以防智慧校園建設(shè)缺乏合理性、科學性和前瞻性,使學校信息化建設(shè)立足長遠,少走彎路。除此之外,學校還應(yīng)加強有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專門人才隊伍建設(shè),并保證技術(shù)人員隊伍的穩(wěn)定性。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧校園中應(yīng)用對策建議
(1)做好前期規(guī)劃。
凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。在數(shù)字化校園、智慧校園建設(shè)方面一定要合理規(guī)劃,否則不僅以后可能出現(xiàn)重復(fù)建設(shè),而且有可能出現(xiàn)資金花了,數(shù)字化校園、智慧校園建設(shè)不起來。電子信息設(shè)備更新快,基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)要注意設(shè)備設(shè)施建設(shè)的同步性和兼容性。
(2)合理使用物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備。
高職院校要根據(jù)學校數(shù)字化校園實際情況,對比分析RFID、二維碼、視頻監(jiān)控等智能感知設(shè)備,比較性能參數(shù)、所需耗材等,并結(jié)合數(shù)字化校園平臺,選取合適的感知設(shè)備進行使用,對價格過于昂貴、目前需求不是很迫切的設(shè)備設(shè)施則暫時不用,以節(jié)省資金。
(3)加強網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
網(wǎng)絡(luò)與學校教學、管理等工作密切相關(guān),而且需求會隨著信息社會的不斷發(fā)展而逐漸加大,因此,高職院校在網(wǎng)絡(luò)方面的建設(shè)和投入要注重長久性和前瞻性,一是要注重網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的科學性和長遠性,并保證性能可以滿足發(fā)展需要。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)好比城市中心的馬路建設(shè),不單單考慮當下的車流量,更重要的是考慮5年后、10年后甚至幾十年后車流量,如果現(xiàn)在馬路過窄,以后翻修會非常麻煩,花的錢會更多;二是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、無線網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)進行
結(jié)合,打造無處不在的智慧校園物聯(lián)網(wǎng)。除了加強校園無線、有線雙網(wǎng)建設(shè),還要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與校園網(wǎng)絡(luò)進行結(jié)合使用,真正構(gòu)建功能強大的校園物聯(lián)網(wǎng)。
(4)合理運用普適計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)涉及到普適計算、大數(shù)據(jù)等核心技術(shù),通過對這些技術(shù)的分析研究,選取部分大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行結(jié)合使用,對智慧校園物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析、處理,并使用戶能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進行數(shù)據(jù)信息的獲取和使用,實現(xiàn)智慧校園數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用。
3結(jié)束語
高職院校數(shù)字化校園及智慧校園建設(shè)一定要在規(guī)劃上下功夫,可以借鑒其他高校以,并進行專家咨詢,結(jié)合高校實際情況制定物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)應(yīng)用規(guī)劃,確保規(guī)劃的適應(yīng)性、合理性和前瞻性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用涉及感知、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用等多個方面,要注重其層次性及兼容性,方能確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職院校中的正確應(yīng)用。
參考文獻
關(guān)鍵詞:智慧校園;BIM技術(shù);管理系統(tǒng);大數(shù)據(jù)
引言
“智慧校園”是校園大數(shù)據(jù)下的必然結(jié)果,它的智慧體現(xiàn)在智慧的學習環(huán)境、智慧的學生管理、智慧的生活方式等,體現(xiàn)在自動監(jiān)控學校安全;智能的簽到、考勤系統(tǒng);無人監(jiān)管的智能圖書借閱系統(tǒng);智能化管理辦公設(shè)備、儀器??傊?,就是開發(fā)一個智能化的校園運行、維護管理協(xié)作系統(tǒng),有效的使校園可以智能、環(huán)保、穩(wěn)定、安全等運行,并且共享校園大數(shù)據(jù),實現(xiàn)更合理、更準確、更全面的只能校園管理系統(tǒng),從而提高校園的各職部門的管理效率,降低校園管理經(jīng)濟成本。以BIM應(yīng)用技術(shù)為載體構(gòu)建整體數(shù)據(jù)共享平臺,能夠進行三維空間數(shù)據(jù)的可視化查詢、應(yīng)用,并充分結(jié)合在有機管理的校園建筑和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù),實現(xiàn)快速查詢,統(tǒng)籌管理,降低校園管理難點,降低管理的經(jīng)濟成本[2]。
1BIM技術(shù)與智慧校園管理
根據(jù)智慧校園中建(構(gòu))筑物自身的管理規(guī)則,結(jié)合BIM應(yīng)用技術(shù),我們可以模擬現(xiàn)實的對象實現(xiàn)管理計劃。智慧校園集成BIM技術(shù)應(yīng)用管理系統(tǒng),可以很好對每一個專業(yè)進行有效管理,進而實現(xiàn)綜合管理,科學分類,這樣我們可以提供一個更好的解決方案管理方法,避免專業(yè)造成的碰撞、矛盾問題[3]。
2智慧校園管理主要內(nèi)容
智慧校園是指以大數(shù)據(jù)下的物聯(lián)網(wǎng)為根本的智能化的校園教學、科研與生活相結(jié)合,以各種服務(wù)為一體的綜合性環(huán)境,集成所有應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體,教學、學習、安全管理與校園生活環(huán)境進行全面融為一體。實施步驟為將帶有傳感器的安裝到學生教室、停車場、辦公室等,形成共享的“物聯(lián)網(wǎng)”,然后使用數(shù)據(jù)云計算和超級計算機的“物聯(lián)網(wǎng)”和“軟件共享平臺”進行數(shù)據(jù)信息的整合,從而將科研工作、學生管理、生活與學習等和校園的基礎(chǔ)設(shè)施的有效統(tǒng)一。
3智慧校園管理系統(tǒng)開發(fā)模式
智慧校園管理系統(tǒng)在開發(fā)過程中以運營、維護管理為主要目的,結(jié)合BIM技術(shù)的優(yōu)勢,整合校園的數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享,分析、統(tǒng)計、預(yù)測校園管理的數(shù)據(jù)及信息,進而為決策提供輔助管理依據(jù),從而進行學校全面動態(tài)的管理。
3.1系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)目標
通過對系統(tǒng)的需求分析,智慧校園運營、維護管理系統(tǒng)以“智慧化”為核心,使用方便為宗旨,兼顧校園的所有管理、行政部門,將本系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)目標簡單總結(jié)如下:(1)為了使學校大數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享統(tǒng)一管理、應(yīng)用,開發(fā)以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫;(2)建立三維空間數(shù)據(jù)服務(wù)與綜合管理平臺,通過微信、校內(nèi)通等訪問模式加大服務(wù)力度,增強三維現(xiàn)實服務(wù)種類,改變傳統(tǒng)的學校綜合管理的方式;(3)建立智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),組建行動指令執(zhí)行小分隊,建立實時、快速反應(yīng)高清視頻監(jiān)控設(shè)備;(4)對學校供電設(shè)施、消防設(shè)施、運動設(shè)施等進行集中集成管理,形成高效、舒適的“智慧節(jié)能”系統(tǒng);(5)為了加強對實驗設(shè)備、生活設(shè)備等有效、科學的管理,開發(fā)一個功能齊全的校存資產(chǎn)、設(shè)備管理系統(tǒng)。
3.2系統(tǒng)總體框架設(shè)計
BIM技術(shù)校園主要基于校園信息資源共享平臺為核心的維修管理系統(tǒng),配置必要的設(shè)備聯(lián)通局域網(wǎng),開發(fā)三維空間數(shù)據(jù)模型生態(tài)、地理空間數(shù)據(jù)生態(tài)、資產(chǎn)高效管理生態(tài)、安全信息互操作系統(tǒng)的軟件和硬件環(huán)境,創(chuàng)造信息資源共享的數(shù)據(jù)平臺和集成數(shù)據(jù)共享環(huán)境;開發(fā)一個統(tǒng)一的、高標準化的安全體系、管理效率體制及有效的運行體質(zhì),保證運行、維護系統(tǒng)安全、高效的運行。
3.3系統(tǒng)各項功能
(1)三維可視化漫游。通過開發(fā)的系統(tǒng)使用戶能直觀、真實快捷以可視化漫游的方式查看學校內(nèi)部的任意位置,也可以有針對性的瀏覽,提取用戶的興趣點,并且結(jié)合VR可視技術(shù),使得用戶對學校管理有更深層次的了解。(2)建筑信息查詢。建筑信息查詢的分類管理教學大樓、學生宿舍、學生食堂和其他建筑等真實的呈現(xiàn)在三維視覺場景中。人們可以觀看任何一個建(構(gòu))筑物的三維視覺場景,它可以展現(xiàn)出建(構(gòu))筑物的外觀、材料、用途和其他相關(guān)信息,促進每個建筑實現(xiàn)可視化的應(yīng)用、管理。(3)資產(chǎn)管理查詢。三維數(shù)據(jù)的可視化可以帶來資產(chǎn)管理的可視化,制定資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程的信息技術(shù),通過系統(tǒng)集成技術(shù)的可以無縫集成的三維模型與業(yè)務(wù)流程,資產(chǎn)統(tǒng)計、管理部門可以把握整個資產(chǎn)購買、修理、更換直至徹底報廢的全過程,采購、使用和維護,一個統(tǒng)一的跟蹤,增加校園設(shè)備的使用周期與效率,減少學校的資產(chǎn)管理與維護經(jīng)濟成本。(4)遮擋工程查詢。BIM應(yīng)用技術(shù)將學校內(nèi)部所有的遮擋工程都會以三維可視化數(shù)據(jù)模型的保真的現(xiàn)實出來,進而復(fù)雜工作簡單化,提高遮擋工程的管理效率,更能解決圖紙看不懂的困局。在現(xiàn)有三維數(shù)據(jù)模型中,直接可以提取現(xiàn)有的管道線路信息,如管道使用的材料、使用年限等。
4結(jié)論
BIM技術(shù)運行、維護管理系統(tǒng)是智慧校園的發(fā)展的前提,也是研究的核心所在。通過分析及總結(jié)發(fā)現(xiàn):運營、維護系統(tǒng)需要對學校建筑、教學、運行設(shè)備等狀態(tài)進行實時的信息查詢、管理,為決策提供及時的數(shù)據(jù)支持,提高管理效率,節(jié)約了管理的成本[4]。同時對系統(tǒng)開發(fā)提出了概念性的框架,展現(xiàn)了系統(tǒng)實現(xiàn)的三維可視化漫游、建筑信息的查詢、資產(chǎn)管理以及遮擋工程的查詢等功能。在智慧校園大數(shù)據(jù)下,建立運營、維護管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,對辦公文檔、資產(chǎn)清單、檔案材料等相關(guān)資料進行有機管理,真正實現(xiàn)校園的“智慧化”。
參考文獻:
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