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智慧校园系统:构建教育信息化新生态
——以A校为例
摘要:随着信息技术的飞速发展,高校信息化水平得到不断提升,传统校园管理存在诸多问题,使得智慧校园建设成为教育信息化的必然趋势和重要目标。智慧校园是以物联网为基础,构建集各类应用服务系统为一体的智能化教育、学习生活环境。本文首先分析了智慧校园系统的立项背景,探讨了云计算、物联网和移动互联网技术如何为智慧校园的建设提供了坚实的技术基础。接着以广州A校为例,提出智慧校园总体建设方案,构建符合学校特色的应用系统,实现统一信息门户平台。文章还阐述了项目的特色与创新点,如利用企业微信实现快速通知、高效的运营服务以及软硬件结合的智能物联网解决方案等。最后,本文总结了智慧校园系统对教育现代化的重要意义,并展望了其未来的发展前景。
关键词:智慧校园;教育信息化;云计算;物联网;移动互联网
一、引言
在当今信息化社会,教育领域的变革与创新日益受到关注。智慧校园系统的出现,为教育现代化提供了新的动力。智慧校园衍生出校园发展的新模式,利用智慧校园所提供的较强的发现、分析、解决问题的能力来进行创新管理将是日后高校信息化发展的必然趋势。本文将探讨智慧校园系统的立项背景,从A校的实际情况出发,进行智慧校园设计与建设,并重点分析其特色与创新点,提高学校的管理和服务能力,以期为智慧校园的建设与发展提供参考。
二、智慧校园系统的立项背景
在当前的大学建设中,数字化投入和信息化建设是必不可少的内容,学习资源共享、教育课程管理、师生行为管理、校园一卡通管理及师生评价管理等用于服务学校管理的智能化平台建设已得到广泛应用,随着各类数据的不断采集,也涌现出多种数字化教育应用场景[1]。智慧校园建设主要有三个方面的核心特征:1、根据识别用户角色,为每个人提供可 定制的个性化服务,在一个统一的全面感知环境和综合信息平台上获取所需的服务。2、 集成学校各个应用系统,实现信息互联,系统协同,打破信息孤岛。3、学校的大协同 信息平台不仅实现校内的协同工作和信息共享,还为学校和外部环境的沟通提供接口[4]。
广州市A校设有16个二级学院,45个本科专业,在校学生30000多人,为实现数字化赋能,学院进一步扩展OA实用性功能,将现有的身份认证系统、一卡通系统、人力资源系统及学生管理系统等数据相互共享,实现数据互通。另外上线物联网平台与底层设备直接实现通讯同步进行数据处理,构建“智慧校园生态系统
根据教育部《教育信息化十年发展规划(2011-2020 年)》关于“加强高校数字化校园建设与应用,利用先进网络和信息技术,整合资源,构建先进、高效、实用的高等教育信息基础设施”的要求,本文将从 A 校的实际情况出发,进行智慧校园设计与建设,推进学校信息化建设进程,提高学校的管理和服务能力。
智慧校园系统的建设,既是对教育信息化发展趋势的积极响应,也是满足新时代教育需求的重要举措。随着云计算、物联网和移动互联网技术的不断进步与成熟,数据信息已经渗透到社会生活的各个方面。人类社会对于信息的处理,已经从数字化、网络化进入了更高的智能化阶段。这为智慧校园的建设提供了坚实的技术基础。同时,党的二十大提出的教育优先发展理念,也为智慧校园的建设指明了方向。
三、相关技术概述
(一)云计算
云计算是基于网络技术的一种计算技术。“云”是由成千上万台计算机群组成的[6]。云计算根据用户需要以独有的方式智能的提供信息、软件和硬件资源,简单便捷的实现各设备之间的数据共享。它以网络为载体,结合虚拟化技术,把大量的高度虚拟化的计算与存储资源管理整合在一起,构成一个庞大的计算和资源中心,统一向用户提供各式各样的按需服务[7]。
云计算的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力,进而减少用户终端的处理负担,最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备,并能按需享受“云”的强 大计算处理能力。而云教室是云计算机在校园中最典型的应用案例。
(二)物联网
在 20 世纪 90 年代末,来自麻省理工大学、美国卡内基·梅隆大学的研究人员最先提出物联网思想[8]。第三次计算机革命是因为《国际电信联盟互联网报告 2005:物联网》于 2005 年 11 月 17 日在信息社会世界高峰会上被发布,“物联网”概念的正式提出所引发的[9]。
中科院于 1999 年开始研究传感网,是我国最先研究物联网技术的。随着 2009 年温总理在无锡参观物联网研究中心提出:要尽快建立“感知中国”的“芯”。随后,智慧城市、云计算、物联网等与“感知中国”相关的工作陆续展开。
物联网在智慧校园中的应用,主要表现在 “感”、“传”、“知”、“控”四个层面[10],在教学、交通、安全、环境等方面起到重要作用。
“感”,通过传感器技术[11],把模拟信号转换成数字信号,将分散在校园各个角落的设备连接起来,组成特殊的网络。可以使用传感器共享不同地理位置的信息,实时监控校园及周边环境,确保校园的安全。
“传”,RFID 技术是传感技术的一种,它是集无线射频技术、嵌入式技术于一体,通史自动识别并获取目标对象的相关数据[12]。利用它可以防范火灾等危害的发生。
“知”,研究设备发现的信号和数据的处理,主要表现在智能设备的应用[13]。
“控”,研究设备的能耗,结合控制技术,主要在绿色环境校园的应用,如智能植被浇灌系统、智能照明控制系统[14]等。
四、智慧校园系统的设计
(一)智慧校园系统存在的问题
1. 拥有较为齐全的硬件设备,但在软件开发及应用方面却相当滞后。这是高校信息化建设中前期普遍存在的问题,硬件采购比较容易,投入资金也比较大。但应用软件前期多为整套软件购入,而不是根据学校实际需求开发,所以针对性不强,在实际应用上利用率低,使校园资源整合的进度严重滞后,从而影响学校信息化程序。
2. 没有细化各应用系统功能,服务内容不够细致,具有 A 校特色的增值服务没有得到体现。空有高质量的校园网络,却不能满足学校管理、教学、生活等各方面的信息化需求。从实际的工作生活中可以看出特色增值服务起到越来越明显的作用,而目前却没有实施相关计划。
3. 各应用系统任意分割,没有统一的接口。出现这现象是因为前期建设过程中没有做好统一的规划,在信息化建设工作上各院系、职能部门各自为政。因此,表面上看很多部门虽然已经建立了自己的应用系统,然而,由于软件系统以及数据标准不统一,导致多个信息孤岛的出现。目前,各应用系统只能供单一部门使用,所储存的数据也不能为其他部门直接使用。从而出现大量重复建设及数据冗余,造成有限的资金的浪费,同时给教学、科研、管理带来种种不便和麻烦。
4. 缺乏可供使用的统一应用平台,从而无法统一共享资源和数据。各部门职能不同其对应用系统的需求也有所不同,导致已建成的应用系统没有统一的数据来源,同一数据在数据类型设计上存在较大差异。原本可以共享给各系统的大量数据需要在重复录入到不同的应用系统,同一信息无法实现在不同系统中共享,导致大量人力的浪费,同时不能保证数据的一致性和完整性。出现以上种种现象,严重阻碍学校信息化建设的发展。
(二)智慧校园系统的主要内容
学院智慧校园的设计理念为“感知校园,互联服务”,围绕学生成长和学院数字化管理,主要内容包括软硬件产品设施的筹备、教务系统、后勤系统、及校园OA系统产品的开发等。实施目标则是通过整合现有资源,构建集教育管理、家校互动、教育资源共享为一体的智慧化校园信息系统,为师生提供更加便捷、高效的学习和生活环境。
在软硬件产品设施的筹备方面,智慧校园系统将围绕安全化、智慧化的目标,依托物联网平台和各个生态系统进行数据汇总与分析,结合使用者身份,集成相关的功能,并通过企业微信,通过整合各类管理系统,实现统一账号、统一平台的高效管理。
学生版可根据学生需要集身份认证、学习任务、课程安排、学习轨迹、考试评定、校长信箱、生活缴费及食堂订餐服务等功能;教务人员版可集成身份认证、科研资讯、人员培训、生活缴费、科研成果及课程安排等功能。此外,系统可以进行个性化定制,可使用手机、学号、工号进行登录,方便教师和学生的校园生活。在教务系统方面,在原有 OA 平台的基础上进一步优化升级,整合原有人力资源平台和教育培训平台,改为两个新增板块;同步上线科研管理板块,告别纸质报送,对年初制定的课题计划,通过系统平台报送课题进度;科研资讯、学院公告、课程安排等内容同步到企业微信。在后勤系统方面,将学院原有的供热、制冷、水、电系统等平台通过物联网平台进行替代和整合,搭建校园能源平台,实现热量、冷量、电量等数据的实时监控,保证校园的后勤能源保障。此外,通过引入智能传感器和数据分析技术,实现对校园安全隐患的及时发现与预警。
此外,智慧校园系统还将致力于课后研学基地的基础建设,为师生提供更加丰富的课外学习与实践机会。通过引入多样化的教学资源,满足校方端、学生端与家长端在教学管理和课后生活的实际需求。
五、智慧校园系统的特色与创新点
智慧校园系统的特色与创新点主要体现在以下几个方面:
内容上使用者无需下载APP,只需借助企业微信的独有合作通道即可使通知一触即达。这一设计极大地提高了信息传递的效率和便捷性,降低了用户的使用门槛。
以高效的运营服务为支撑,保证在三个小时内响应问题,二十四小时内解决问题。这种高效的服务模式确保了智慧校园系统的稳定运行和持续优化,提高了用户满意度。
技术上通过软硬件结合,针对不同需求制定一站式智能物联网解决方案。这种解决方案充分考虑了校园生活的全场景覆盖,实现了统一账号、统一平台的高效管理。
平台化的管理实现了校园生活的全场景覆盖,包括学习、教务、后勤等多个方面。这种全方位的管理方式提高了校园管理的效率和安全性。
六、实践效果
通过智慧化校园建设,A校在各个方面取得了一定成效:
(一) 精细化管理,数据诊断查问题
A校在通过平台汇集的数据,在学生课程管理和评价上,教师结合学生的反馈信息,积极调整教学策略;学生也可根据学习轨迹和日常学习数据分析,开展自主学习优化,真正做到查缺补漏,及时找到知识盲点。学院在打造智慧化校园的同时,一直也致力于数据的潜能深挖,不断完善交互界面,改善可视化操作页面,让学院管理者及时了解学院动态和重要信息,及时作出决策和判断,确保学院各项工作顺利展开。
(二) 绘制“人物画像”,个性化制定培育计划
A校从教育方法、内容、评价考核标准上对现有教育模式进行了完善,通过“人物画像”为参考,优化课程创新和教育改革。学院通过数字化手段将教育环节中的教、学、练、反馈、评价不断深化完善,保证每一个学生都有个性化的学习计划和明确的培养目标,在学院智慧化管理服务下能够快速帮助学生成长和发展。充分利用智慧校园系统以记录学生的学习情况、生活纪律、行为规范等方面的数据,及时掌握学生的当前情况。
教师需通过这种方式迅速对当前的教学策略进行改进,有效组织自我改进和完善的自我诊断,学院打造以学生成长为中心,以教师、课程、自主学习、创新、考试与评价为核心的诊断体系。同时,教师也是“人物画像”的重点对象,学生的评价同样影响教师的整体画像,科研成果和创新评价也是重要内容,这样对教师的全面评价才会更客观。
七、结语
智慧校园系统的建设对教育现代化具有重要意义。首先,智慧校园系统通过引入先进的技术手段和管理模式,提高了教育管理的效率和水平,为师生创造了更加优质的学习和生活环境。其次,智慧校园系统促进了师生之间的互动与沟通,增强了教育的整体合力。最后,智慧校园系统通过整合和优化各类教学资源,推动了教育现代化的进程。
智慧校园系统作为教育信息化的重要创新,为教育现代化提供了新的动力。通过构建集教育管理、教育资源共享为一体的智慧化校园信息系统,智慧校园系统为师生提供了更加便捷、高效的学习和生活环境。未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,智慧校园系统将迎来更加广阔的发展前景。我们期待智慧校园系统在教育领域发挥更大的作用,为培养更多优秀人才做出积极贡献。
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本文在数据调研与写作过程中,得到了2023年大学创新创业训练计划项目立项项目“中小学生校园智慧系统”,项目编号:S202312668019X;和科学思维创新与发展研究平台的资助,广州理工科涵(2022)38号;
京公网安备 11011302003690号