智慧校园建设应用与实践

摘  要 阐述建设智慧校园的意义，以南京市溧水区为例，深入探究智慧校园建设应用与实践，并总结相关经验与启示，以期为其他地区推进智慧校园建设提供借鉴和参考。

关键词 南京市;溧水区;智慧校园;教育信息化;教育物联网平台;智慧校园系统;大数据;人脸识别;智慧班牌

中图分类号：G637    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）15-0022-03

1 前言

智慧校园建设促进了学校的教学智能化、便捷化，是学校建设和人才培养的重要组成部分，关系着学校师生的安全、健康、教育和生活。2016年7月，教育部在《关于新形势下进一步做好普通中小学装备工作的意见》中首次提到并鼓励探索建设智慧校园。2018年4月，教育部又在《教育信息化2.0行动计划》中明确提出：“智慧教育创新发展行

动，以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构。”2018年6月，为进一步让中小学智慧校园建设落地，中国国家标准化管理委员会出台了GB/T 36342—2018《智慧校园总体框架》。

虽然国家出台了相应的指导意见以及建设标准规范，但是如何根据本地的情况以及经济发展水平制定符合本地特色的智慧校园建设路径，则需要进行详细规划。南京市溧水区积极响应，以此为指导纲领，并根据《江苏省中小学智慧校园建设指导意见（试行）》《南京市中小学智慧校园建设指导意见及评估细则》等文件的具体要求，积极推进区属学校智慧校园创建工作。

2 建设智慧校园的意义

智慧校园是指充分利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的集成应用，是以物联网为基础的智慧化的校园，为学生提供一个安全、舒适、便利的现代化、智慧化学习环境，形成基于信息化、智能化的管理与教学。对于学校来说，建设智慧校园是为了充分利用好信息化手段做好校园一体化智能管理，实现上传下达、日常办公、综合协调、后勤保障等工作的移动化、协同化，增加师生的归属感，提升学校的核心竞争力，达到与教学无缝连接，让校园管理更好地为教学服务，实现优质高效的可持续发展。对于教师而言，可以利用智慧校园系统做好学生学情分析，减轻批改作业负担，用高端技术规范学生行为习惯，减少教育教学准备时间，提高课堂教学的互动性。

3 建设应用与实践

溧水区现有各级各类学校143所：幼儿园（班）86所，其中村办点42个;小学28所（包含分校区及教学点15个，实为13所），初中15所，普通高中三所（四星高中两所），中小学实际合计31所;中等专业学校一所;特殊教育学校一所。拥有在校生57 025人，其中中小学在校生43 130人;教职工5700人，其中中小学教职工3721人。“十二五”至“十三五”期间，溧水区基本完成了“三通两平台”建设，同时大力提升区内教育系统软硬件建设。2016年，溧水区又投入巨资打造了全新的溧水教育城域网和区教育数据中心，实现市、区、校三级互联互通和统一登录;全区统一建设了“一个平台、两个中心、三大系统”，即溧水教育智慧教育云平台，大数据管理中心、智慧管理中心，智能化教学系统、开放式学习系统、教学过程评价系统。2018年初，为更好地利用现有平台对学校硬件进行管理，让信息化设备、设施发挥最大的应用绩效，解决教育信息化建设中学校和教师最大的需求和痛点，溧水区决定启动智慧校园建设项目。

教育物联网平台  2018年，溧水区智慧校园建设开始启动。首先在部分农村初中校尝试以物联网技术建设智慧校园，在智能感知、智能控制、智能管理方面进行创新探索，建设物联为基、数据驱动的教育物联网平台。通过物联网平台，能够将校园中的各种智能感知设备产生的数据和各科室信息化系统产生的数据进行集中汇聚、清洗、挖掘、创新，对校园整体运作进行优化，这也是进行智慧校园建设的前提条件。

教育物联网平台的整体架构由终端感知、回传网络、物联平台、业务应用四个层次构成，通过红外遥控、温湿传感、水浸传感、烟雾传感、智能门锁、风扇调速、人脸识别、空气开关等传感终端将数据信息远程推送给监测、智能管理和策略控制系统，从而实现宿舍、教室、餐厅、图书馆、机房、实训室等不同应用场景中设备远程调控、教室环境调控及教学分析。经过一年多的施工建设，有八所学校的教育物联网平台已取得初步成效。平台整合了录播、空气净化、窗帘、空调、书柜、班牌、教学多媒体、数字广播等八种常规应用，学校的能耗分析、设备的实时状态、用电安全分析、实时告警提醒等都可以通过一体化融合平台得到最直观的展示，能帮助校长及学校管理人员迅速并精准地了解实际情况，还可以通过手机随需设置相关情景模式，便于学校管理、简化运维，节省人力成本。

智慧校园系统  教育物联网平台的建设，為溧水区智慧校园系统的建设积累了宝贵的经验。随后，溧水区整体规划了20所学校的以人脸识别为基础核心的智慧班牌项目，采用顶层设计、开放平台、集中采购的建设方式，批量部署电子班牌、人脸识别终端等设备，将其作为智慧校园系统的基础设施之一，不断地进行应用拓展。智慧班牌项目建设有利于在全区层面统筹智慧校园建设，形成区级平台和校级终端无缝整合、信息联动、数据集中的应用格局。

溧水区智慧校园系统由人脸识别电子班牌、校级大数据平台、应用商店、手机APP等多个项目构成，旨在将人工智能、移动互联网、物联网、大数据、智能显示等最新技术运用于校园管理，通过精确梳理校内各类数据和信息，搭建集学校日常管理和综合服务为一体的信息化软硬件平台，推进以人工智能以及大数据服务为核心的智慧校园建设和发展，从数据采集自动化、校园管理信息化、教育资源均等化、家校互动平台化等多个领域开展智慧校园创新服务（图1）。

1）人脸识别电子班牌。基于全人脸识别的智慧型电子班牌，作为智慧校园基础设施部署入校，可通过人脸识别、智能语音控制等新颖交互技术，将家校留言、视频通话、学生综合素质评价、弹性离校等功能整合应用，脱离传统的以班级文化展示为主的简易型应用。

2）校级大数据平台。智慧校园大数据服务平台，对全校电子班牌、人脸识别道闸、人脸识别宿舍系统、访客系统、全校统一信息发布等系统进行实时管控，实时收集各类信息，并进行深入挖掘、综合利用，形成校级大数据展示（图2）。

3）应用商店。应用商店是整个系统具有良好的灵活性和扩展性的重要体现，主要由智慧校园平台应用中心授权管理、接入标准、开发接口，前端电子班牌嵌入式要求、移动端APP嵌入式要求等组成（图3）。

4）手机APP。建立智慧校园APP应用，按照开放整合的方式，打造基于移动互联网的信息交互体系，方便教师和家长日常使用。教师APP方便全校教师随时随地使用智慧校园及电子班牌系统的各项功能，智能语音控制电子班牌、语音学生评价，极大地减轻教师日常使用的负担。同时，校园教师APP平台还整合了学校日常教务教学、家校互动等功能。通过家长APP（或微信小程序），家长只需绑定子女，即可随时查看子女、班级及学校的动态信息，子女的留言信息，或实时与孩子通话等;还可以绑定家长照片上传，用于校园人脸识别的安全接送应用。

5）校园门卫安全管理。通过全学校访客管理系统，传达室智能管理终端可方便管理学校访客：访客到校后，可通过刷身份证登记并确认访客身份;访客入校后，到访信息将推送至被访者教师手机APP上。学生出入校可实现电子班牌上请假联动，在请假批准的情况下，学校门卫访客终端上显示已经批准出校学生的照片等信息，出校信息将同步推送至家长手机APP上。

6）电子白板显示对接系统。采用植入式软硬件，将电子白板与智慧校园电子班牌后台实时连接，根据课表及上课时间的平台设置，在课间休息时显示电子班牌重要的提示内容，是延伸电子班牌重要内容的显示载体。

7）会议及培训人脸签到系统。会议室安装电子班牌一体机，由智慧校园平台进行管控，可显示当前会议/培训名称，同时对与会教师进行人脸识别签到，后台进行学时统计。

8）学生弹性离校系统。将现有人脸识别电子班牌、教室电子白板、校门人脸识别终端、校园LED大屏等设备进行整合运用，安装学生弹性离校系统，按照学生及家长刷脸自助使用的方式，安全有效地实现弹性离校功能和服务，减轻学校管理负担。

9）校门LED大屏对接系统。通过对接系统将校门LED大屏连接到智慧校园平台，用校园手机APP进行控制，可以实现语音录入欢迎词、发布校宣传图片、班级放学状态实时同步等新功能，提高使用效率。

4 建设经验与启示

溧水区智慧校园系统将人脸识别技术全面运用于智慧校园管理和服务，通过一个平台管理全校所有学生的人脸识别特征库，可对出入校管理、图书馆、宿舍、校车、教师APP等进行人脸识别基础支持，实现跨场景、跨应用的系统性整合，从而创新出新颖易用的智慧校园新模式。目前，南京溧水商业幼儿园已经全面启用家长刷脸入园接送孩子，溧水开发区小学已经全部实现师生进出校刷脸登记。

硬件建设原则  智慧校园硬件建设应按照“充分利旧”的原则，以设备整合为手段，利用学校现有终端设备，可以将学校已有的电子黑板、走廊宣传屏、校门口LED大屏、一卡通等设备进行无缝整合，接入智慧校园平台，与新建设备一起实现所有终端的一体化管控与应用，实现无壁垒的智慧化应用。而开放式的功能架构体系，方便对接学校未来采购的各类软硬件系统，保持系统化整合的持续生命力。目前，石湫小学、状元坊小学已经做了多项应用的整合，效果良好。

简洁易用为要求  智慧校园系统应以简洁易用为要求，力求良好的体验和感知度。系统可以分别从校长、教师、学生、家长等不同维度来进行需求响应和功能设计，将校长的管理思维物化，重构智慧化的校园管理和服务。在产品选择上追求良好的硬件工业设计和简洁优美的软件界面，让使用者拥有良好的操作体验，改变信息化产品采购后使用率低的情况。

数据整合为目标  通过智慧校园建设，对现有数据进行整合，可以实现校级大数据服务应用。通过对学校、班级、学生的大数据分析支持，可以为学校日常管理提供数据支撑;对考勤记录、请假记录、考核记录、奖惩记录、点评记录等进行综合汇总，可以形成学生个人成长档案。智慧校园平台还能提供完善的应用商店、应用中心管理开发接口和准入规则，提供丰富的对外接口，为以后加载、扩展、融合其他系统模块提供便利，满足学校的发展需要。

5 结语

截至2019年底，溧水區所属中小学中已经成功创建南京市智慧校园示范学校14所、南京市智慧校园合格学校八所，并全部申报参加2019年江苏省智慧校园审核认定，还有九所中小学将在2020年完成智慧校园创建工作。同时，溧水区还积极组织其他类型校（园）参与智慧校园建设，溧水特殊教育学校已成功创建成南京市智慧校园合格学校，商业幼儿园、实验幼儿园和溧水中等专业学校也正在创建中。

今后，溧水区将继续按照《教育信息化2.0行动计划》以及教育信息化发展趋势的要求，通过借鉴国内外智慧校园建设经验，立足当前，顺应未来教育发展趋势，突出“集中、智慧、定制、个性化”四大特色，构建创新的智慧化教育教学、移动办公、学习生活、家校互联等应用系统体系，打造溧水区高效、智能、幸福的个性化智慧校园。

作者：魏建生，南京市溧水区教育局技术装备办公室（211200）。