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高职院校智慧校园建设思考

范文

王振

摘要：该文从当前校园信息化发展的现状出发，提出了数字校园的不足和校园信息化所面临的挑战;随后论述了智慧校园在教育资源观、教学管理、校园生活、科研和校园产业、社会责任等方面的优势和用途;最后阐述了智慧化校园建设的结构层次，包括感知层、网络层、中心数据层和应用业务层。

关键词：智慧校园;物联网;大数据;智慧校园体系结构

中图分类号：TP311? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）16-0046-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 校园信息化现状

近年来，随着数字校园的不断深入推进，数字校园的相关应用给校园带来教学、管理和校园生活一定便利的同时，面对校园越发智能化发展趋势的要求却显得捉襟见肘。随着校园中硬件设备和软件平台的不断上线，管理不断精细化、智能化、节能化、产出化，也催生数字校园向智慧校园转变。数字校园建设到一定阶段会出现多平台生产的海量数据未得到有效利用、系统硬件终端管理成本巨大且效率较低的问题。当下的高职院校中心机房建设方面投资巨大，包括在服务器购买、运维，机房环境的温湿度监控，安防监控;人力和财力成本投资大但限于条件限制，大多的职业院校不具备专业化的机房运维能力，投资浪费的同时又存在运维风险隐患。

当下的教学活动中，虽然电教设备有了长足的进步，但学生课前缺少预习，处于被动式学习;课堂中时间有限，教师没有便捷的渠道了解所有学生的吸收情况;课后教师将大量精力放到作业统计和批改中，整体的教学活动没有质的提升。校园生活方面，师生使用水电网、食堂、超市消费等支付方式不够便捷，随着后勤设备和安防设备的不断添加，投入的维修人力和监控人力也随之增加，大大增加了管理成本。校园中业务应用广泛，招生就业、学生管理、教学管理、财务管理、人事管理、档案管理等应用系统相互独立，核心数据相同却没有渠道让数据在生产部门和使用部门之间顺畅流通，造成大量的部门之间的沟通成本、时间成本浪费。教学资源方面，教学资源来源单一，缺乏实现校内共享和校际间共享，缺乏让最优秀的教育资源惠及到每一位学生;图书馆管理方式传统，知识获取效率低，大多仅仅实现了在线搜索的功能，缺乏便捷的网络图书馆。

智慧化、自动化、便捷化的校园是数字化校园的未来趋势。而随着大数据和物联网技术的兴起，这些问题会有效地得到解决，同时大数据和物联网也是智慧校园的重要技术和标志。智慧校园与数字校园的区别主要体现两个方面：数据采集端的自动化、大数据的存储和价值挖掘。数据采集端的自动化广泛应用于后勤管理的设备自动感应和联网，以及学生和教职工的生活学习行为的大数据收集。大数据的存储和价值挖掘的意义在于利用海量的物联数据和人联数据产生有价值的决策，通过分析物联数据对后勤设备进行节能和自动化管理、降低管理成本;通过人联数据分析其行为活动轨迹，在衣食住行用学等方面进行喜好分析，及时调整教学重点以及生活服务。信息化工作长期作为校园服务项目之一，未受到足够重视，未来智慧校园应树立信息化观念，将其提到院校全面战略发展层面中，全面培养师生智慧校园观念，打造专业化信息管理团队，提升信息化管理者专业素养。

2 智慧校园优势表现

教育观念转变：教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》中提出教育资源应从专用资源向大资源转变;要提升学生信息技术应用能力、向提升信息技术素养转变。该文件为我们校园信息化建设提供了指导意见，教学活动随之升到另一个高度。教育资源不仅要在校内进行电子化共享，取材更应放眼互联网，广泛选取优秀的教学教育资源材料，教育工作者应培养相应的基于互联网的大资源观。教师全面提升自身的信息技术素养的同时，也要培养学生的信息技术素养，将其纳入到素质教育中去，养成利用信息技术进行终身学习和不断提升自我素养的习惯。

教学管理提升：智慧化课堂应推广课堂软件的使用，使任课教师在课前轻松推送教学资源给学生，让学生带着问题上课，事半功倍。课堂随讲随测，准确掌握课堂难点实时反馈给上课教师。利用智慧课堂丰富的课后题型，满足教师作业需求，实时收集作业数据。将上述教学全周期的教学数据进行分析，让课前课堂课后的教学效果数据都可以让教师和院校管理者看到。可使教师及时调整教学重点和关注点，让学生、教师和管理者知道教室里真正发生了什么，实现数据驱动的教学，帮助教师在提升教學效果的同时，从繁重的教学任务中解放出来。

校园生活服务提升：在智慧化校园建设中，后勤服务的智慧建设大有可为。可为师生提供智能水、电、网管理服务，宿舍利用生物识别技术实现对住宿生的智慧化管理，师生可通过网上进行相关报修，后勤工程师处理及时的同时能留下相关数据，利用数据分析零件的损坏度和质量，为后期的建设和维护工作提供数据支撑。食堂和校园超市也可实现智慧化管理，通过师生的消费记录数据可分析出师生的偏好，对供应品种和供应时间进行智慧调整。智慧化的后勤服务不仅能够提高师生的生活满意度，还可以令校园后勤部门实现盈利。

助力科研和校园产业：大数据的价值挖掘是多方面的，包括实验数据、学习数据、消费数据、生活行为数据，这些都可以作为科学研究的数据基础。节省了科研前期的调研成本，数据量充足且真实可靠。另一方面，职业院校着眼于对学生进行专业培养，专业技术的背后蕴藏产业价值，师生可以运用知识和技能与对口企业或单位合作，共同开展项目或研发产品。大数据的价值挖掘可调整产业研究方向，为师生的技术储备提供实践用武之地，积累实用经验，锻炼学生能力的同时增加校园财政来源。

承担社会服务责任：高职院校在为师生提供完善的学习生活环境的同时，也应积极形成对社会开放的智慧校园，在确保校园正常进行活动的前提下积极承担社会文化服务责任，向社会适当开放图书馆、公园、体育馆的等场所。智慧化的安防设备可在重点安保区域对允许进入的人员进行筛选，通过生物识别技术让拥有访问权限的人员进入相应区域。保证在对社会开放的情况下对重点区域进行智慧化安保管控。实现校园安保的精细化管理的同时对社会开放部分公用区域，彰显职业学院的开放胸怀与格局，为提升社会文化氛围贡献力量。

3 智慧校园体系结构划分

（1）感知层处于智慧校园的最底层，以传感器、人机感应生物识别为基础，物联网为核心。感知层广泛使用传感器识别区域温度，湿度，光照。生物识别技术包括指纹识别技术，人脸识别技术，虹膜识别技术，声纹识别技术等，其利用人员自身的生物标识进行管理，方便快捷且识别率高。物联网主流技术包括射频识别技术和ZigBee无线通信技术。射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID，俗称电子标签）。RFID是一种简单的无线系统，由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成[1]。标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有扩展词条唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，它通过天线将射频信息传递给阅读器，阅读器就是读取信息的设备[2]。RFID技术内嵌到物品里，相比二维码更安全更唯一。这就赋予了物联网一个特性即可跟踪性。就是说人们可以随时掌握物品的准确位置及其周边环境。ZigBee无线通信技术是基于蜜蜂相互间联系的方式而研发生成的一项应用于互联网通信的网络技术[3]。相较于传统网络通信技术，ZigBee无线通信技术表现出更为高效、便捷的特征。作为一项近距离、低成本、低功耗的无线网络技术，ZigBee适用于数据流量偏小的业务，比WiFi更方便管理终端。可便捷地在一系列固定式、便携式移动终端中进行安装，并且ZigBee无线通信技术可以内嵌GPS（全球定位系统），实现实时定位。

（2）网络层在智慧校园中承担数据传输功能，将感知层获取到的数据传输到中心数据层。主要包括有线网络传输和无线网络传输。终端固定且部署网线便捷的点位应部署有线网，终端不固定或不便布线的区域应部署无线AP（无线访问接入点，Wireless Access Point）。在这里要部署合理高效的网络传输结构，以此来实现数据的快速传输，并且部署网络设备和线路时要方便拓扑和维护;高效的网络传输层是实现智慧化校园的物理基础。关于学院校园网络框架设计中，我们要充分考虑结构的安全性、高效性、稳定性以及后期的维护升级便捷性。以此来应对当下技术和需求的快速发展。目前，较为稳定的网络架构模式一般采用三层网络构架模式，即核心层、汇聚层与接入层[4]。以现今的技术发展，三层的相关设备都要支持IPv6协议和多协议标签交换MPLS技术，以迎接IPv6的普及并提升安全性。最大化满足网速需求，可实现“接入层千兆”，进而“汇聚层万兆”，“核心层十万兆”的高速三层网络构架。

（3）中心数据层中心数据层汇聚了核心应用的全部数据和其他应用的核心数据，对数据进行存储管理、数据分析和价值挖掘。该层是实现智慧校园的核心，智慧的决策来源于对海量数据的行为分析。中心数据层应作为对核心数据的提取镜像，是作为智慧决策分析的数据基础，同时和各应用的数据库保持物理上的独立，从而增加各应用的容灾能力。大数据分析的产生旨在于价值预测分析，校园可以将实时数据流分析和历史相关数据相结合，然后大数据分析并发现它们所需的模型[5]。反过来，帮助预测和预防未来运行中断和性能问题。进一步来讲，我们可以利用大数据了解使用模型以及地理趋势，进而加深大数据对重要行为的洞察力[6]。我们也可以追踪和記录网络行为，利用大数据轻松地对校园师生行为和喜好做预测、做推断。

（4）应用业务层随着数字化校园的建设，应用平台建设投资大，建设周期长，使用效率低，后期管理和维护成本高的问题凸显。但这也为院校的信息化管理者积累了宝贵的经验，未来的应用平台建设应更加标准化、产品化;产品化的平台相对成熟稳定，无需定制开发从而大大节约时间和资金成本，其产品功能经过多版本的升级后更加强大和全面，能够充分满足校园业务需求并对业务部门在需求上做引导。在应用部署方面要充分使用机房外包、服务器外包等云计算运维模式，减少非核心业务投资的同时大大降低中心机房的运维风险。与此同时，院校应增加基于核心数据的智慧数据决策平台，该平台产品独立于其他应用，对核心数据和价值数据进行详细分析展示，为校园管理者做决策提供数据依据。

综上所述，绘制结构图如图1。

4 结束语

智慧校园建设是长期性建设，智慧化校园因其复杂性也不具备一站式建设可能，且考虑到每个院校的信息化水平各有差异、历史沿革各有不同，作为校园信息化决策者与管理者，我们更应做好信息化的长期统筹规划。拥抱互联网成熟技术和资源的同时，要充分考虑到应用系统的兼容性、可拓展性、可升级性，为更新的技术做好准备。未来的校园智慧化程度决定了高职院校获取教育资源的能力，也将影响师生校园生活的便利程度。高度智慧化、便捷化的校园也将潜移默化地引导师生智慧信息化思维模式，从而打破封闭式知识获取渠道，培养学生主动获取知识和技能的兴趣，进而提升学生的综合素质水平;校园管理者将提升校园管理水平，使管理更高效更精准。智慧化校园也将是全面提升院校核心竞争力不可或缺的力量。

参考文献：

[1] 王超.基于激光测距技术和射频读卡技术的钢包连续跟踪系统[D].沈阳：东北大学，2012.

[2] 杜兴培.基于RFID和GPRS的特种设备维护保养电子监管系统应用研究[D].郑州：郑州大学，2011.

[3] 刘传忠.ZigBee无线通信技术及其应用研究[J].通讯世界，2017（16）：86.

[4] 李燕.基于工作流的公文管理系统[D].济南：山东大学，2012.

[5] 崔传桢.谷尼大数据，构建应用研发体系助力国家大数据战略[J].信息安全研究，2018，4（8）：678-686.

[6] 梅宏.抓好大数据标准体系建设助力国家大数据战略实施[C]//大数据战略重点实验室，2016.

【通联编辑：代影】

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