信息化背景下智慧校园建设及相关技术设计探讨

李新锋

(山东正元数字城市建设有限公司， 山东 烟台 264670)

2018年教育部发布教育信息化2.0行动计划是国家层面积极应对科技发展迈出的步伐，宣布正式启动了全面实现教育现代化，开启智能时代新征程，而智慧校园建设则是当前教育信息化发展的重点和焦点[1]。随着信息技术的快速发展，云计算、物联网、移动互联以及社交网络等新型信息技术的广泛应用，将校园的学习和生活搬上了新时代的舞台，校园信息化从当前面临的挑战出发，以问题为导向，提出了校园信息化建设的新思路—智慧校园。智慧校园利用多种前端智能采集设备及快速的网络传输、定制型的应用软件，将校园内的个体及事件的各类数据信息从数字时代的被动接收转变为了主动感知采集、传输、监测及迅速分析。通过信息化手段梳理校园内部“人、事、地、物、情”之间的联系与交互方式，拓展了管理维度，可有效提高师生及管理人员与对应校园资源之间的交互顺畅性、明确性、灵活性及实时性。

一、现状

我国校园信息化建设始于20世纪80年代，前期发展的重点在校园网络的覆盖、管理信息系统的搭建及计算机辅助教育的推行建设[2]。2012年刘延东副总理提出的“三通两平台”为各地校园信息化建设指明了思路。在政策引领下，各地教育部门纷纷展开了“三通两平台”的建设，对校园信息化进行了基础设施的逐步完善，智慧校园的应用平台建设进度缓慢；而智慧校园的建设中，软件是为教育教学提供智慧化服务、促进教育资源及经验的交流与共享的重要手段。因此，智慧校园在建设模式、建设内容上需要进行系统化的完善，在校园应用上需要进行深入研究。

二、总体设计

(一) 建设思路

智慧校园是教育信息化的最新建设形态，它基于新兴信息技术及物联网技术为教育教学及管理提供定制化的应用系统及平台。智慧校园的建设理念是“以管理为支柱，以服务为核心”，以形成校园信息交互、科学决策、缜密逻辑、智能感知等。智慧校园的建设思路是通过信息化技术，整合校园的各类资源，并将校园内面对“人、地、事、物、情”的管理及服务流程化，从而形成校园的基础数据库以及数字环境，对于校园管理、教育、生活三大板块实现三网融合，在此基础上开发智慧校园综合管理平台，从而实现校园互联共享、协同工作。最终服务于师生教学管理、行政办公、校园资产的监管和高效利用、学生的管理、课前导学、教师管理等，改善和提升学校的科研环境、教学环境、管理环境和生活环境，最终达到提升学校综合实力的目的。

(二) 总体框架

依据以上建设思路设计智慧校园的总体框架如图1所示。总体架构包含了数据层、基础网络层、平台层和应用层。数据层面采用了“数据中心”技术，主要包括了基础地理数据、三维数据、公共资产数据经济教育教学数据等；基础网络层则是指数据传输层面，主要是采用数据和信息服务交互技术；平台层主要按照实际需求设计了包括校园综合监管、智慧管理、智慧学习、智慧生活及平安校园五大平台；应用层面整合了业务流程，对智慧校园的整体信息化建设的信息系统部分进行了统一的“身份认证”整合，旨在实现校园业务的“单点登录”。

图1 总体框架图

(三)校园大数据中心设计

1.基础地理数据。基础地理数据是基于地理信息系统的重要数据，是进行各类空间分析的基本对象。智慧校园的基础地理数据主要包括为所有地理空间数据提供参考坐标系的控制数据、校园周边及内部的交通数据、教学场所、居住区域数据、地名地址数据、校园的地下管线数据等。

2.三维数据。提供学校的三维建模数据，展现校园地上地下一体化效果，使地表信息与地下信息更加直观、内容更加丰富多彩，便于学校对基础设施资源的管理和保护。校园三维数据需要采集校园地面纹理信息、建筑物的顶部与侧面纹理信息，除此之外需要对地面上的附着物进行多个角度纹理信息的采集，最终将制作形成具有统一格式和标准的三维模型，能够直观的展示学校资源及相对分布，为校园管理提供参考及便利。

3.公共资产数据。校园的公共资产主要是根据管理的需求进行建设，包含校园地下管线数据、楼房内平面结合表数据、各类教学场所登记信息数据、网络访问大数据、食堂进餐数据、学生轨迹数据、购物数据、校园资产数据等，比如校园安全方向，将校园车辆登陆信息、校园内的视频监控点数据、校内路网数据等进行采集建库，为校园安全管理与应急预案响应提供数据支撑。

4.教育教学数据。教育教学数据是智慧校园信息资源的基础，是未来校园数据库的基础，也是各类应用实现跨部门跨系统协同工作的基石。校园教学资源数据是指校园中与教学资源相关的数据，主要整合学校总体情况数据、学生详细情况数据(个人信息、学籍信息以及照片等)、教职工信息数据、教学管理数据、科研数据、学生课程数据、图书借阅数据等。

(四) 智慧校园应用平台建设

建设智慧校园综合监管平台，旨在依托校园三维模型，融合教学、人员行为、学生就业、资产等信息，直观展示校园运营状况，赋能领导决策，精准施政；同时立体化防灾预案模拟，展示救灾物资，快速制定应对方案，保障师生的生命财产安全，服务于校园管理、生活、学习、安全等各个领域，建立校园智慧化管理新生态。

智慧管理服务于校内的学习、生活，涵盖学校办公自动化、学工管理、研究生管理、辅导员管理、校园资产管理、公共服务管理、人事管理等领域，利用信息化手段将各项工作紧密衔接，加强部门协同管理，实现流程和数据的无缝流转，提升学校管理能力与服务品质。学工综合管理与应用服务系统界面如图2所示。

图2智慧管理—学工综合管理

智慧学习着力于培养大学生综合素质，推进与第一课堂互动互补、互相促进，服务学校立德树人工作，完善德智体美劳全面发展的人才培养体系；高校积极鼓励师生出国考察、深造学习，建立外事系统，简化办事流程，提高审批效率，从而更好的服务于学校的中心工作。

智慧生活以医疗、就业、自助服务为核心，形成校内生活社区式的服务生态。通过打造完善的医院运营管理体系，搭建信息全面的大学生就业平台，建立业务全覆盖的自助服务系统，为师生校内生活学习提供保障。

平安校园借助人工智能采集终端，自动分析人员行为，发现危险人员及时预警，并快速生成人员、车辆的行动轨迹，一键报警联动校园安保、公安系统，实现校园安全管理的常态化、可视化及智慧化管理，构建校园的安全防线。

三、关键技术

(一) 广泛的网络及物联感知技术

在互联网+高速发展的信息时代，网络传输是实现绝对大多数信息化及智慧化建设任务的基本支撑，校园信息化建设同样离不开这一稳固的网络基础。校园信息化建设能够将校园中的教工、学生、设备、能源消耗、消防系统、机房以及监控系统通过物联感知及网络技术，如采用射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，人脸识别技术，SCADA监测技术，5G通讯技术，NB技术等，实现校园中人与人、物与物、人与物之间全面互联，互通，互动，并使管理者能够对校园的管理现状进行快速直接的了解与调度，达到校园各个角落无缝监控、全面监管的新时代安全校园体系。

(二)云计算技术

信息智能化是可以实现随时随地的云空间计算，信息智能获取和信息感知，是智慧校园最为强大的一项发展依靠。在日常校园运转及物联网传感器实时感知校园内发生的一切人事物的变化的同时，必将产生海量的校园大数据。云计算技术具有高灵活性、可扩展性和高性比等优势，并可以突破时间、空间的界限，具有强大的虚拟特性，在智慧校园建设过程中，通过云计算技术，能够对海量的校园大数据进行快速储存、深度挖掘和智能分析，从而达到对校园数据的智能动态调配，实现动态扩展虚拟化的层次，达到对应用进行扩展的目的，根据不同学校的实际建设情况提供个性化服务。

(三) 大数据分析技术

大数据分析技术是指对规模巨大的数据进行分析，具有数据量大、速度快、类型复杂、价值高的特点。在智慧校园建设过程中会产生海量的校园大数据，因此大数据分析技术是必不可少的技术之本[4]。利用大数据分析技术对学校形成的海量数据如财务数据、资产数据、学生数据、教职工数据、校园卡消费数据等进行分析处理和挖掘，可以清晰的了解财务支出情况、各项资产的使用情况、学生学习及就业情况、师资平衡情况以及学校各部门的服务质量等，为学校不断改进教学管理、学习及生活的制度及学校发展方向提供强有力的数据支撑及依据。

四、结语

智慧校园的发展建设，是当代教育背景的挑战下的新理念，从智慧校园的建设思路和关键技术应用的分析与探究可以看出，智慧校园建设为高校搭建的统一数据中心，融合信息共享、系统集成、业务协同、资源管理，打破传统管理模式的边界，建立与智慧校园相适应的高校信息化体制，基于云计算和大数据技术的信息服务融入校园各个领域，实现了信息的互联互通、协作共享。同时加快高校教育全面信息化的步伐，进一步提升高校的核心竞争力，为“双一流”高校的建设夯实基础。在当今信息技术和网络高速发展的时代，校园的智慧化建设已经是学校未来发展的重要方向和必然趋势，在国家引领和大数据时代的大背景下，学校需在自身的背景、教育方式及未来趋势等方向进行全面引领，夯实智慧校园基础设施，以便智慧校园发挥出最大的价值。