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[转载]教育信息化背景下智慧校园的关键技术应用

发布时间:2016年12月30日   来源:《电脑知识与技术》杂志  浏览次数:  字体【

 

      教育信息化经过近年来的不断发展与演变,衍生并积累了许多新情况与新问题,外部环境的发展与演进越发活跃,一些新理念和新技术也随之涌现出来。当前的教育信息化在发展过程中已将社交化、个性化、开放化、智能化等特点较为清晰的呈现出来。数字校园为智慧校园所替代也成为当前教育信息化发展的主要趋势。

 

01
智慧校园及其特征


  智慧校园这一概念的产生晚于智慧城市与数字校园,物联网、云计算、社交网络与移动技术等新兴技术的发展与应用为智慧校园的产生创造了较多的实现手段与良好的外部环境。智慧校园的建设理念是“以服务为核心,以管理为支撑”,能够完成科学决策、管路逻辑、信息交换、资源组织、智能感知等工作。其终极目标就是通过与高校校园活动进行“深度融合”,为用户提供良好的服务。从根本上来看,智慧校园应用于校园信息化建设更受到校园管理部门的青睐,就目前的实际需求情况来看,有效建设智慧校园不应只对物联网技术进行应用,而应该对更多的新技术加以应用与融合,从而对应用与服务进行有效的突出。从高效的信息化建设目标来看,智慧校园在实质上是对“以人为本”的理念的继承与发展创新。


  智慧校园的内涵形象化、具体化的实现形成了其基本特征,主要包括以下几点:

  (1)能够较为灵敏的对现实环境中的人或事物进行感知,然后依据建立好的模型,较为准确地预测出服务对象的一般规律和发展趋势。

  (2)通过对高速多业务的网络体系加以应用,来实现及时传递各类数据与消息的目的,最大程度的消除时空的限制。

  (3)最大程度的对信息化平台进行有效整合与集约化利用,从而充分体现出信息资源的优化存储与良好组织。

  (4)以“大数据”理念为依据,实现信息资源的推荐与挖掘,并由此实现智能化的决策与管理。

  (5)真正意义上建设起开放的、多维度的学习空间与科研空间,并将进一步建立具备有利于多模式的学习环境与科研环境作为下一阶段的发展目标。

 

02
智慧校园的关键技术


  2.1 环境感知与物联网
  目前传递物联网信息的主要平台依旧是网络,但物联网为网络终端增加了一些信息感知与处理功能。感知技术一般包括激光扫描、红外感应与视频监控。与传统意义上的人到终端的网络所不同的是,物联网可以有效实现人与人、物与物之间的定位、结合识别、管理、监控功能为一体,充分提现智慧校园特有的“智能化”优势。

 

  2.2 云平台对教育资源的组织与整合

  通过将教育教学资源与云平台进行有机整合,更有利于实现教育教学资源的整合与共享,从而实现教育资源分布不均、更新速度慢、共享难度大等问题的有效解决,更好的实现教育资源的均衡化发展。以往的数字校园的主要任务是实现教育资源的初步整合与静态组织,往往会受到平台限制作用的影响,资源整合更多的表现为物理储存,但资源本身对逻辑上的关联性的体现较为缺乏。

 

  2.3 移动互联与应用

  移动互联技术从本质上来说主要包括自组织网、4G、Wifi等接入技术,而移动互联可以有效突破高校校园中网络接入时受到的有线网络的限制,充分体现了智慧校园的“开放化”特征。同时,无线网络支撑下的智慧校园移动互联环境具有自身的优势,其特点主要扩展、融合、高速、规模。与传统网络所不同的是,移动网络的接入终端还具有多样化的特征。

 

  2.4 学习协作及社交网络

  我们通常将社交网络定义为社会化或具有社会性的一种网络服务,是一种方便人际交往的网络服务手段,具有虚拟化的特征。当前信息技术不断发展的潮流之一就是社交网络,它已经成为了促进互联网发展的一个关键性因素。与此同时,社交网络还具有成本低廉、开放性强的优势,是高校大学生们展现个性、对社会实体关系进行维系、表达利益诉求的首选方式之一。

  从应用涵盖面上来看,智慧校园将数字校园的所有应用都包含在内的同时,还通过新技术的增加与融合实现为用户提供个性化服务的目的,例如,学生可以通过智慧校园完成作业下载、网络选课等基本操作,学校可以依据课表对学生的上网时间与访问内容进行限制。还可以对学生的学习行为进行分析,与其他同学的相关学习数据相比较,按照教育学的基本原理,为学生创建有效的学习方案,并将具有针对性与系统性的学习方案推送给学生。

  从整体规划上来看,智慧校园主要包括智能化设计学校活动、个性化推送资源、决策辅助、展现决策的各项数据、移动使用各类业务系统、建立数字校园基础平台、融合学校各种数据等主要内容。

  从架构上来看,其架构与物联网基本相似,但其决策层与数据层是物联网所没有的,具体可以分为决策层、应用层、数据层、通信层、感知层。

 

03
云计算与物联网在智慧校园建设中的应用前景


  3.1 云计算在智慧校园建设中的应用前景
  云计算平台在智慧校园当中的应用主要包括基础设施、平台、应用三个层次。其中,基础设施层又包括服务器、存储系统及网络系统等重要硬件部分。平台能够为用户提供服务器租用与虚拟硬件资源等服务,其中包括数据管理、用户认证与授权等。开发平台及中间件、数据库共同构成其平台服务系统。智慧校园的中心是软件服务层,其所有的教育信息均存在于该层次。在未来的智慧校园建设过程中,云计算将会发挥不可小觑的作用,以学生实验为例,在整个教学过程中,实验对于提高学生的自主操作能力、发现新领域、获取新知识有着重要作用。但学校实验室不会每天开放,更无法为每个学生提供随时做实验的机会,学生无法拥有属于自己的实验室。针对这个问题,云计算平台能够利用资源共享与远程桌面的方法,为学校师生提供访问云平台的客户端系统,使其体验到高速运行与海量存储的便利,从而为每位师生提供一个属于自己虚拟实验室。在建设虚拟实验室的环节中,需要首先建设好实验室的环境,搭建出一个完整的虚拟化资源池,以自动化的方式对资源申请、监控与回收进行操作,学校师生可以随时利用虚拟桌面远程访问虚拟实验室。

 

  3.2 物联网在智慧校园建设中的应用前景

  智能感应是物联网最主要的特征及优势,智慧校园通过应用物联网技术能够对学生安全、教学活动、教学资源、校园生活等进行有效管理,有利于创建和谐、智能、便捷、高校的校园环境。而物联网在智慧校园当中的应用主要包括三个方面,分别是校园生活、教学管理与安全防卫。其中,物联网在发挥教学管理的作用时,管理内容主要包括智慧图书馆、自动考勤管理、智慧课程等;在校园生活方面,其作用机制主要包括智能浴室管理、智能宿舍管理、智能食堂管理;而在安全防卫方面,物联网发挥的作用则更为重要,它能够为校园的安全防卫提供技术支持,弥补了当前校园中安全防卫不足的弊端,通过传感设备对学校情况进行全方位的掌控,当发现安全问题时,设备能够自动报警,有利于学校安保人员对安全隐患进行及时处理。

 

04
结束语


  教育信息化是一个广泛而深刻的命题,在当前的各所高校中受到广泛关注,然而教育实现信息化并不是一蹴而就的,需要一个漫长的发展过程,并且在这个过程中,教育信息化遵循着一定的规律及路径,阶段性是其主要特征。相关研究认为,初始、应用、控制、结合、数据管理、数据成熟是信息化发展的六个必经阶段。而教育信息化的进程则包括起步、运用、发展、创新四个主要阶段,各个阶段之间有着相互关联、依次递进的关系,外部环境与实际需求的变化会使信息化持续推进至更高阶段,且各个阶段之间不存在隔断与超越现象,这是教育信息化发展的基本规律。
  通过应用云计算与物联网技术服务广大师生的智慧校园有利于高校校园绚丽多彩的校园文化的创建,方便高校师生的生活、学习与工作。当前正处于智慧校园的建设初期,在不久的将来,智慧校园会逐步取代数字校园,成为教育信息化发展的主要方向。

 

来源|《电脑知识与技术》杂志

 

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