高校智慧校园建设刍议

曹鸿飞

（牡丹江师范学院，黑龙江 牡丹江 157011）

“因材施教，君子不器”这些春秋末期由孔子提出的教育理念，一直是教育工作者的美好愿景. 教育像一座桥梁，承载着无数家庭的希望，承载着社会的需要，为个人的学习提升提供了资源和环境，为社会建设提供了大量人才. 在这个过程中，为了适应社会需要的变化，教育也在不断改革和发展.“教育”一词来源于孟子的“得天下英才而教育之”. 教育改革的核心，是能够使所有求学者的学习状态由“要我学”变成“我要学”，提供学习者优质的学习资源及受教育的环境. 技术的发展给教育带来巨大的变化, 工业革命后，各工业领域不断发展，由最初的煤炭、钢铁到第二次工业革命出现电，以及第三次工业革命出现自动化，技术不断创新发展，分工进一步细化，对人才及专业知识需求更加具体，教育模式和人才培养方式也逐渐进化. 教育模式由学徒制为主转变为学校式为主，教学内容从以实践经验为主转变为以科学理论知识为主.[1]通过划分专业的方式，学生被机械化批量培养，以适应工业化社会，成为工业化进程中的螺丝钉. 随着第四次工业革命——人工智能的到来和日益发展，批量重复性的工作被人工智能和机械手臂取代，对创新型和具备多学科背景的人才需求空前高涨，教育改革的话题再次被推上风口浪尖. 世界各国都在思考教育改革的问题. 社会对能够创新、具有多学科背景的人才需求激增，人们广泛探索通过素质教育改革转变学生的培养方式.

智慧校园是教育改革的突破口之一.2018 年6 月7 日，国家标准《智慧校园总体框架》（Smart Campus Overall Framework）发布.智慧校园总体架构采用云计算架构进行部署，在大数据、物联网、人工智能、动态人脸识别（智能感知）背景下快速发展，为教育从标准化向个性化、定制化转变提供工具. 海量教学资源为教育改革、促进教育平等提供资源. 融合的科研成果，为智慧城市创建提供人才驱动.

智慧校园总体架构采用云计算架构部署，分为基础设施层、支撑平台层、应用平台层、应用终端和信息安全体系.

（1）基础设施层为智慧校园平台提供基础设施保障.一是由校园信息化基础设施，包括网络基础设施，教学资源基础设施，教学环境基础设施，办公自动化基础设施，校园服务基础设施，为整个智慧校园提供通信网络和物联感知.二是数据库及服务器，为整个智慧校园海量数据提供数据汇集存储系统，配置管理数据库、用户数据库和媒体数据库以及与之相对的应用服务器，文件服务器和资源服务器.

（2）支撑平台层提供智慧校园云计算服务能力和大数据业务能力的核心层，为应用服务提供驱动和支撑，如数据交换（数据的存储，汇集与分类，收取和推送等功能），数据处理（数据的挖掘，分析，融合和可视化等功能），数据服务等核心技术.

（3）应用平台层是智慧校园应用与服务的内容体现，为师生和社会大众提供服务. 包括智慧教学资源、智慧教学环境、智慧校园管理和智慧校园服务四部分.

（4）应用终端，师生及社会大众统称为用户，通过统一认证的平台，以浏览器及移动终端进行访问，随时共享服务和资源.信息系统安全体系提供整个智慧校园多层面的安全保障，包括物理、网络、主机、应用和数据安全.[2]

2.1 智慧教学资源模块建设

智慧校园可以实现任意地点使用无线网络学习的功能. 慕课MOOCs 课程依托网络环境整合多种社交网络工具和多种形式的数字化资源, 突破时间、空间和人数的限制, 利用多元化的学习工具和丰富的课程体系, 满足海量学习者的学习要求.[3]中国大学慕课MOOC、学堂在线等中文慕课学习平台，包含许多国家精品课程，学生可以随时随地学习感兴趣的课程. 教师可以利用优质的教学环境随时录制并上传慕课，不断地充实慕课资源.

2.2 智慧教学环境模块实现了教与学的融合与统一

理工科课程智慧实验室不再区分理论课和实验课，像物理化学这样的实验科学，学生可以一边做实验，一边领悟其中的原理. 实验室可以多角度录制课程，教课、学课、录课同时进行，节省了教师和学生的宝贵时间. 学生可以随时徜徉在专业博物馆里，通过观察博物馆的藏品，学习文字的演变，通过视频观看古人的诗词创作，感受当时的创作心境.智慧图书馆还配备了大量的电子设备，供教师和学生搜索资料. 如我国电机学教学利用“互联网+”模式开展教学，将互联网的创新成果与电机应用领域深度融合，取得良好效果.[4]

2.3 智慧校园管理模块使行政管理更高效

教学管理系统实现线上排课、串课；
科研管理系统直接链接网络，可以查找到每个教师发表论文的出处，申请的项目，出书的刊号；
人力资源管理系统让人事管理更便捷，入职流程管理和档案管理都可以在网上按流程进行，职称证明可以直接在网上开具；
财务管理系统实现网络报账、报销，教师通过网上流程即可办理，可节省大量时间.

2.4 智慧校园服务将物联网应用到校园，实现了万物相连

图书馆的空座位可以在电子图书馆上查到，不用再逐个寻找；
浴室洗澡可以通过查看软件上空喷头的数量，选择洗澡时间，浴室不再出现拥挤现象，学生减少了等待时间；
食堂就餐通过查看各餐口的餐食情况，选择适合的餐口吃饭，调节各食堂的使用率；
可以提前订好热干面，到食堂后，直接就餐，节省排队等待的时间.

人脸识别技术研究始于上世纪60 年代，随着图像处理、计算机技术和识别技术的不断发展，人脸识别技术不断成熟，准确率也不断提升，特别是最近几年计算机生物识别技术、人脸识别核心算法、动态人脸识别算法的成功实现，做到了动态人脸的快速抓拍和识别. 动态人脸识别技术已经应用于交通、公共安全、支付、刑侦等各个领域.[5]

人脸识别技术应用在教室中，通过对学生人脸的捕捉，清点学生人数，观察学生上课状态，最终达到提高课堂教学效果. 人脸识别上课学生，可以节省点名时间，使课堂讲授及课前师生沟通时间更加宽裕，通过捕捉学生上课时的状态数据，确定某个阶段学生听课的状态及人数的最大峰值，分析出喜欢这门课或是喜欢这名教师讲授方式的学生人员及数量，以及溜号的学生及数量，如教师在课堂讲授时最精彩的部分，学生溜号最多的部分，从而为教学改进提供依据.

人脸识别技术应用到学校门口、教学楼、办公楼、宿舍楼，可有效防止外来人员进入高校教学区、办公区及休息区，从而保障学校教学和办公安全. 根据教学楼每日上、下课学生人数最大峰值和人脸识别装置识别通过效率，设置人脸识别出入口数量.提示在教学楼不同位置进出，防止学生过多、出口少造成的拥堵.

智慧校园的出现，为教育改革提供必要条件，为社会发展提供人才.

首先，教学资源进一步平等，学生可以利用无线网络在全国高校、甚至世界著名高校选取授课资源. 学生不再因为上课冲突而错失感兴趣的课程，不再因为没有考进理想大学而接受不到优质教育.无法走进大学校园的学生可以下载慕课APP 进行课程学习，人人都可以平等享受优质的教育资源.

其次，教学方式逐渐转变，学生可以自己在App 上学习，作课后练习以及考试. 教师可以有更多的时间带学生做实际案例，把课堂变成案例讨论的现场，让学生走向课堂的中心，变成“我要学”. 教师则负责组织和指导，将教师从重复的课本教学转向社会实际案例的研究，再反馈给学生一起研究成长，真正改变教育方式.

第三，学生成长模式得到改善.学生在智慧校园中畅享各种学科授课资W 源，知识面得到扩宽，考虑解决问题更加多元. 学生在教师指导的实际案例中，了解理论基础和社会实际应用，及其相互反馈，重点讲授实际应用中需要的基础理论，使学生在学习中更加有的放矢，通过智慧校园形成学校内部学习成长的正向反馈循环，培养学生了解并解决社会应用的实际问题，到社会后即可成为有知识有办法的相关领域人才，形成学校到社会再到学校的正向循环.

智慧校园为智慧城市提供驱动力.2010 年，IBM 正式提出了智慧城市的愿景，IBM 认为，城市由关系城市主要功能的不同类型的基础设施、网络和环境所涵盖的六个核心系统组成，即组织（人）、业务/ 政务、交通、通讯、水和能源. 这些系统并不是零散的，而是以协作的方式相互衔接. 而智慧城市，是由这些系统组成的宏观系统. 华为认为，智慧城市的5 大新基础设施应该是云、物联网、数据湖、人工智能和视频云，5 大新基础设施的部署可能会成为定义一个城市是否进入了智慧城市的标志性的事件. 从IBM 到华为，信息技术从初期智慧城市其中的一个核心系统，发展为部署未来智慧城市的标志性建设. 可以说，没有信息技术的发展，智慧城市就没有未来. 高校智慧校园为城市的建设培养信更多人才，高校的持续发展，技术的持续创新，教育的持续改革，人才的持续培养，是智慧城市的可持续发展之路，更是智慧校园所带来的教育改革的最终目标.

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