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如今的高校,無論是學生、教師或行政管理人員,都能通過自己的一個唯一的身份標示――學號和工號,完成在校期間的大部分工作,換句話說,現(xiàn)在高校的日常科研、教學和管理已經(jīng)高度依賴各種信息管理系統(tǒng)。當然,信息數(shù)字化的結(jié)果帶來的是工作效率的極大提高,各類數(shù)據(jù)的可追溯性及統(tǒng)計分析的方便性。然而我們?nèi)匀话l(fā)現(xiàn),在一個校園里,雖然有了統(tǒng)一的、唯一的身份標示,我們登錄OA系統(tǒng),財務系統(tǒng),教學管理系統(tǒng)往往是獨立的系統(tǒng),院系與院系之間、部門與部門之間的信息平臺沒有真正的做到共享和統(tǒng)一。我們現(xiàn)有的信息化建設成果往往各自為營,缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃,大量的信息化預算用來維護和擴展現(xiàn)有系統(tǒng),造成系統(tǒng)不斷臃腫,當有新的需求時,只能推倒重建。校園信息化建設的初衷是利用信息化的手段,為具體的工作服務。現(xiàn)有的校園信息化,往往是被動的收集和管理數(shù)據(jù),是不是可以更加主動一點,讓我們的信息化建設更加“智慧”呢?
1.智慧校園的概念
智慧校園的提出,順應了信息技術發(fā)展的趨勢。所謂智慧校園是一組硬件、軟件的組合,以各種應用服務系統(tǒng)為載體,將教學、科研、管理及校園生活進行融合。智慧校園為我們描繪了一副美好的藍圖:無處不在的網(wǎng)絡學習、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡科研、透明高效的校務治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。同時,對于各項數(shù)據(jù)的分析,將為智慧校園的建設指出方向,甚至為高校的管理、教學及科研決策提供依據(jù)。對于建設智慧校園,部分高校已經(jīng)先行一步,廣大師生對此帶來的便捷深有感觸。但智慧校園的建設要考慮到信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,要結(jié)合和利用信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成果,做好規(guī)劃,進一步深化,避免走以往的老路。
2.智慧校園的規(guī)劃
智慧校園的規(guī)劃首先要明確,我們需要建立一個標準的、唯一的、統(tǒng)一的平臺,所有的應用都將依賴這個統(tǒng)一平臺。智慧校園是一組硬件和軟件的結(jié)合,在最底層提供硬件及核心網(wǎng)絡等基礎服務,中間層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口,所有的應用通過數(shù)據(jù)接口與整個系統(tǒng)連接。為了解決以往高校信息建設的出現(xiàn)的數(shù)據(jù)冗余、系統(tǒng)間兼容性差及重復建設的問題,對于智慧校園的結(jié)構(gòu)設計,我們引入軟件設計過程的接口概念――每一個頂層的應用之間并不耦合,通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口組成智慧校園這個大的應用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示:
圖1 智能校園結(jié)構(gòu)簡圖
在智能校園的規(guī)劃設計中,信息標準與規(guī)范、工作體系與管理機制是核心,是所有接入系統(tǒng)的綱領性文件。如圖1所示,所有的應用,只要執(zhí)行相關的規(guī)范和標準,通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口,就可以成為整個系統(tǒng)的一個模塊。這樣的設計使得智慧校園具有極強的靈活性和可擴展性,能夠滿足高校長期的信息化建設需要。
3.智慧校園的實施
智慧校園的實施不是一個一蹴而就的過程。在進行了科學的規(guī)劃設計后,智慧校園需要按照規(guī)劃分部實施。整個系統(tǒng)的實現(xiàn)需要投入大量的人力和物力。目前,高校信息化建設普遍存在的問題是軟件的建設與硬件無法適應,即已有的硬件條件包括設備網(wǎng)絡基本滿足需求,而軟件建設滯后,無法放大信息化對校園科研、教學和管理的促進作用。每所高校應該首先了解本校信息化建設的現(xiàn)狀,從軟硬件兩個方面將所有的資源進行整合,再重新分配,避免實施過程中的重復建設。硬件資源的整合和再分配之后,最重要的工作是數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。我們需要建立一個唯一的標準化數(shù)據(jù)庫,而這個數(shù)據(jù)庫正式智慧校園不斷發(fā)展和擴展的基礎。此外,我們常常忽略了相關規(guī)范和制度的建立,而過分的關注系統(tǒng)所能提供的功能。相反,我們要充分重視建立扎實、嚴謹?shù)墓芾碇贫群瓦\行機制,以保障整個信息化建設的持續(xù)推進和深入。同時,在實施過程中,要與時俱進,目前信息產(chǎn)業(yè)熱門的物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等概念可有效借鑒到高校智能校園的建設中去。
4.物聯(lián)網(wǎng)與智慧校園
物聯(lián)網(wǎng)的實踐最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡可樂販售機――Networked Coke Machine。從本質(zhì)上講智慧校園與物聯(lián)網(wǎng)是統(tǒng)一的,換句話說,智慧校園的最終實現(xiàn)是依托于建立起一個智能化的物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)的。我們校園中的每個實體(可以是一個人,也可以是一臺設備)有一個智能標簽,通過射頻技術,經(jīng)過無線和有線的連接形成一條脈絡,而實體之間的相互通信構(gòu)成了智慧校園的網(wǎng)絡??梢韵胂笾悄苄@的美好場景:無處不在的網(wǎng)絡學習、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡科研、透明高效的校務治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。將來我們用手機就可以完成開關宿舍門,課堂考勤,圖書館借書等功能,甚至,根據(jù)光線情況,實時調(diào)節(jié)校園照明,以達到節(jié)能的目的。這些功能最終的實現(xiàn),要求高校在智慧校園規(guī)劃之初能夠充分的預留接口。
5.云計算與智慧校園
云計算是虛擬化的,是面向服務的。所有的網(wǎng)絡資源,包括硬件、軟件服務,存儲空間等等組成了一個資源池,按需取用。在智慧校園的規(guī)劃建設中,云計算的概念首先可以理解成,在整個校園范圍內(nèi),所有的軟硬件資源可以成為一個資源池,這樣,可以達成資源的整合和使用效率的最大化,所有終端也將不受自身處理能力的限制。其次,在整個互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi),云計算可以提供高校突發(fā)的軟硬件資源需求,或短期內(nèi)自身所不具備的資源配置。高校的信息化建設需要突入巨量資金,而云計算的概念為我們提供了另一種思路:資源和服務都可以從云端按需取用。高校的服務器處理能力,存儲空間,應用服務都可以從云端取得,這樣既解決了資金問題,也規(guī)避了建設風險??梢韵胂螅瑢淼牡谌杰浖罩贿M行簡單設置便可以通過通用接口可以成為智能校園的一部分。將來,運營商的基礎服務,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的軟件服務都將結(jié)合的非常緊密,很多資源都將從云端獲取,從這個角度看,智能校園的接口設計尤其重要。
6.大數(shù)據(jù)與智慧校園
一個校園的數(shù)據(jù)不可謂海量,這里所謂大數(shù)據(jù)指的是,智慧校園系統(tǒng)要具備對高校龐雜數(shù)據(jù)的專業(yè)處理能力。對數(shù)據(jù)的分析,是要取得高校內(nèi)的一些“趨勢”。比如,分析圖書館圖書借閱頻次可以預測高校的研究熱點;分析校醫(yī)院處方藥的開具,進行疫情監(jiān)控;分析校內(nèi)設備的使用頻率為采購計劃提供編制依據(jù)等等。智慧校園能夠做到對數(shù)據(jù)的科學分析,進而優(yōu)化高校政策制定,為各類決策提供依據(jù),就真正符合其“智慧”的定義。
7.信息安全
所有的信息化建設都無法回避信息安全這一問題,而信息安全問題對于智慧校園來說尤其突出。智慧校園的實施意味著與萬維網(wǎng)的高度融合,許多接口暴露在公共網(wǎng)絡,各種終端都可以連接至智慧網(wǎng)絡,而高校的許多數(shù)據(jù)涉密,高度靈活性和擴展性之下是嚴峻的安全形式。對此,信息安全的保證要從主動和被動兩個方面進行考慮。首先,要建立一個安全管理平臺,部署入侵檢測系統(tǒng),對一些重要的數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)接入端設置防火墻和防毒墻,并做好冗余設計,最大程度避免病毒、網(wǎng)絡攻擊和誤操作對數(shù)據(jù)安全的影響。同時設置安全掃描器,對威脅信息安全的漏洞和隱患進行排查,及時發(fā)現(xiàn)及時補救。嚴格的安全管理規(guī)定同樣重要,要從制度上,對一些重要數(shù)據(jù)的訪問和操作制定規(guī)范的程序并嚴格執(zhí)行。被動防御主要指設置安全網(wǎng)關,配合安全軟件的使用,保障信息安全。這一點可以借助前文提到的云計算技術。從云端可以最快的獲得各類病毒和網(wǎng)絡安全威脅的特征,并立即作出反應,高校甚至可以購買云安全服務。智慧校園信息安全的保障需要結(jié)合各方力量,考慮到方方面面,在信息化建設過程中是一個重要的課題。
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);探討;發(fā)展研究
隨著時代的發(fā)展和應用傳感器技術,現(xiàn)代網(wǎng)絡技術和人工智能技術被稱為信息產(chǎn)業(yè)的第三次的創(chuàng)新的網(wǎng)絡技術,為了控制和使用未來的網(wǎng)絡和信息資源,以及促進科學技術的發(fā)展各國政府都高度為振興經(jīng)濟,并建立一個國際化的關鍵戰(zhàn)略高度重視下一代的技術規(guī)劃,并嘗試的東西競爭優(yōu)勢。世界各地都在關注的事情可以襯托視科技作為互聯(lián)網(wǎng)革命和經(jīng)濟大潮的一年。
在我們的教育領域,網(wǎng)絡技術的使用促進學校的管理和教學變得更加智能化和人性化,為了建設一個自主探究的學習的環(huán)境,提高教學質(zhì)量的廣闊的應用前景。怎樣有效的利用網(wǎng)絡的技術,促進校園智慧,數(shù)字化校園的發(fā)展,這是一個非常重要的事情進行實踐和研究。
一、物聯(lián)網(wǎng)的功能與概念。物聯(lián)網(wǎng)的實際應用其實可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡可樂販賣機,但是呢,物聯(lián)網(wǎng)的概念是在互聯(lián)網(wǎng)在1995年第一次看到,在“未來之路”的書中,由于當時的技術和硬件的限制,所以沒有引起人們的廣泛的注意。1998年,麻省理工學院技術美國麻省理工學院提出的EPC系統(tǒng)當時被稱作“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。1999年,麻省理工學院Auto-ID中心首先提出的概念,同年的“物聯(lián)網(wǎng)”,中國的院院士科學已經(jīng)啟動了傳感網(wǎng)的研究。在2005年世界首腦會議信息社會,國際電信聯(lián)盟的“ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005年物聯(lián)網(wǎng)”的重新定義和提出概念的“物聯(lián)網(wǎng)”。IBM CEO彭明盛在2009年首次提出的概念的“智慧地球”。物聯(lián)網(wǎng)建設并已正式晉升為美國的國家戰(zhàn)略,通過國際社會的重視,事情正在考慮。
物聯(lián)網(wǎng)逐漸的吸引了越來越多的人們的關注,但是涉及到物聯(lián)網(wǎng)技術的定義,常見的問題仍然沒有明確的,統(tǒng)一的。在物聯(lián)網(wǎng)的時代,人類在信息與通信世界將獲得一種新的溝通維度,通過在各種各樣的商品嵌入短距離的移動收發(fā)器,在任何的時候,連接人與人交流的任何地方延長至人和的事情。使用各種可用的達到上述目的的裝置整體感知層感知動態(tài)實時采集,如二維碼,RFID標簽,藍牙,傳感器和其他的設備獲取對象的信息,它們可以是像是人的感官系統(tǒng)可收集數(shù)據(jù)和即時識別。所以,我們必須加強開發(fā)和設計的全面而靈活的看法,同時考慮到設備成本低和靈巧。
可靠的傳輸層,也被稱為網(wǎng)絡層。它是信息的整合通過各種網(wǎng)絡,傳遞準確出可靠的感知方式。它們包括無線接入,支持移動,有線接入和其他技術支持的需求狀況,并設計適當?shù)母咝阅芡ㄐ啪W(wǎng)絡基礎上的傳播目標。物聯(lián)網(wǎng)技術,形成了強大的信息處理系統(tǒng),通過傳感,測量,無處不在的接入和互聯(lián)互通等,活動反映現(xiàn)實生活的對象到虛擬空間,并智能地收集和分析所提供的信息服務的可視化數(shù)據(jù)的能力。
二、從學校的環(huán)境和資源,教學活動中逐步實現(xiàn)了數(shù)字化。物聯(lián)網(wǎng)技術使中國聯(lián)通的對象之間,智能地實現(xiàn)信息的采集,傳輸和分析,改變了人們的生活,工作,學習。它也將推動校園智慧的建設和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術為校園的智慧提供了一個互動,開放,智能,協(xié)同的綜合信息服務平臺,使學生和教師充分感知到教學的資源,以便有效的獲取的學習,收集信息,管理,教學和生活服務的智慧,將學校打感知,服務,環(huán)保,安全,穩(wěn)定的智能化校園。
在校園網(wǎng)絡應用的智慧來實現(xiàn)互聯(lián)互通校園實物,充分的認識到校園環(huán)境,獲取最新的匯總信息和數(shù)據(jù),以便發(fā)現(xiàn)問題和分析對象,并反饋相關信息的實時控制。可視化的校園環(huán)境能為校園管理提供服務,其中教師和學生可以輕松完成身份證件和考勤管理,可以通過內(nèi)部的學校的人的看法安裝了科學化,人性化,智能化,校園為基礎的網(wǎng)絡環(huán)境,促進學校管理運動,光,聲,溫度傳感器,用于教學環(huán)境和安全監(jiān)控系統(tǒng),可視化,連接到網(wǎng)絡,智能控制,充分實現(xiàn)智慧教學和學校環(huán)境的安全管理。隨著多媒體技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展,人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)更加廣泛的教學資源和學習教材的獲取,而是缺乏真正的虛擬學習環(huán)境可以觸摸的性質(zhì)。
三、物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應用學習環(huán)境主要是指聲,光,溫度,空氣等條件的自然環(huán)境,對教學有一定的影響,網(wǎng)絡技術課堂的智能控制和環(huán)境感知的應用,將會創(chuàng)造更加適宜的學習條件為學生。在一定區(qū)域內(nèi),安裝好位移感測或聲音,從而能夠?qū)崿F(xiàn)光源的智能控制裝置。智慧校園的特色之一是節(jié)能,物聯(lián)網(wǎng)技術可以用于管理和監(jiān)控校園能源的智慧。能量的對象是物理世界一起交流,建立能源管理專家系統(tǒng),該系統(tǒng)將實現(xiàn)能源消費的科學管理,在校園里。每個人的校園安全,社會各界和家長有個人都有著密切的關系。為了創(chuàng)建校園平安,以網(wǎng)絡技術的優(yōu)勢,構(gòu)建智能安全系統(tǒng),包括安全系統(tǒng)和智能校園智能交通管理系統(tǒng)。這樣更加有利于加強校園的安全管理。
四、結(jié)束語。把物聯(lián)網(wǎng)校園作為基礎的智慧,實現(xiàn)了可視化的學校管理,以人性化,智能化和科學化,的特點。與此同時,智慧校園建設,教學環(huán)境的智慧課堂可以延伸到真實的場景中去,使社會與學校,自然,再加上一個直觀的學習對象,理論和建筑實踐之間作為一個橋梁,培養(yǎng)學生的科研能力和科學素養(yǎng)具有重要意義的推動。(作者單位:白城師范學院計算機科學學院)
參考文獻:
【關鍵詞】智慧校園 信息孤島 數(shù)據(jù)中心
1 建設背景
學校在校園信息化建設過程中,產(chǎn)生了一卡通系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、教務管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡評教系統(tǒng)、學生考勤系統(tǒng)等信息孤島,給數(shù)據(jù)共享與信息決策帶來諸多不便。為提高工作效率、提高管理效率、提高決策效率、提高信息利用率,迫切需要建立統(tǒng)一信息交換、信息共享與信息服務平臺――數(shù)據(jù)中心,以解決上述問題。
2 基于智慧校園的數(shù)據(jù)中心建設目標
2.1 建設目標
智慧校園是對數(shù)字校園的進一步擴展與提升,它綜合運用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、智能感知、商業(yè)智能、知識管理、社交網(wǎng)絡等新興信息技術,全面感知校園物理環(huán)境,智能識別師生群體的學習、工作情景和個體的特征,將學校物理空間和數(shù)字空間有機銜接起來,為師生建立智能開放的教育教學環(huán)境和便利舒適的生活環(huán)境,改變師生與學校資源、環(huán)境的交互方式,實現(xiàn)以人為本的個性化創(chuàng)新服務,支撐學校開展智慧教育。因此,基于智慧校園的數(shù)據(jù)中心,要能支撐大數(shù)據(jù)的存儲與分析,要能支撐分布式的服務。
2.2 建設內(nèi)容
本文在研究過程中,對應的數(shù)據(jù)中心建設內(nèi)容表現(xiàn)為以下方面:
(1)信息體系的標準化構(gòu)建。
(2)數(shù)據(jù)交互和共享體系的構(gòu)建。
(3)系統(tǒng)化地開展身份驗證,并搭建對應的門戶信息體系。
2.3 建設原則
2.3.1 實用性和可行性
運用的主要技術表現(xiàn)出實用、穩(wěn)定以及安全等特征,實用性只要是為了提升系統(tǒng)整體的性能,整個系統(tǒng)的構(gòu)建不僅要便于用戶的使用,還要降低后期維護與管理的負擔。
2.3.2 先進性和成熟性
系統(tǒng)在設計環(huán)節(jié)需要依托超前思維來引導,不僅要有先進的技術條件,還要注重思維方面的科學性,只有科學的技術搭配恰當?shù)姆椒ú拍馨l(fā)揮出最大的效益。整個系統(tǒng)要充分體現(xiàn)時代的先進技術,具備時代特征,還要具有較大的提升空間,這樣才能保證系統(tǒng)在未來發(fā)展時期也具備上升的空間,為后期的進一步發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。技術的先進性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性都十分重要,綜合近幾年來系統(tǒng)開發(fā)領域來看,技術的先進性處于核心地位。
2.3.3 開放性與標準化原則
應用平臺應該具備較強的開放性,依托先進的技術構(gòu)建起標準化的平臺,使得與系統(tǒng)相關的環(huán)境以及操作平臺都能夠有效地銜接,充分發(fā)揮出系統(tǒng)的綜合效應。
2.3.4 可靠性和穩(wěn)定性
在確保技術先進性的同時,還需要立足于系統(tǒng)整體的構(gòu)架,結(jié)合相關的技術措施,著眼于系統(tǒng)的管理與維護,不斷提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性,使得系統(tǒng)在具體的運行環(huán)節(jié)能夠克服相應的障礙時間。
2.3.5 可擴展性及易升級性
為有效適應未來的發(fā)展,系統(tǒng)在設計時還需要考慮預期的需要,對其效應與功能進行相應的拓展,使得整個系統(tǒng)在后期的運用中具備較寬闊的發(fā)展空間。
2.3.6 安全性和保密性
基于具體的應用平臺而言,在構(gòu)建環(huán)節(jié)需要注重信息資源的共享性,對信息資源進行相應的防護,對于差異化的運用環(huán)境,采取針對性的措施,具體涵蓋系統(tǒng)安全體制以及數(shù)據(jù)讀取權限設置等多個方面。
2.3.7 可管理性和可維護性
綜合應用平臺來看,涵蓋多個復雜的小體系,為減少日常維護管理的成本與負擔,則選取的成本需要具備較強的維護性和管理性。此外,系統(tǒng)對應的可管理性以及可維護性針對平臺自身而言也是適用的。
3 基于智慧校園的數(shù)據(jù)中心建設架構(gòu)
3.1 信息標準
信息標準是充分發(fā)揮整個校園基礎設施的效用,對全校的教育信息資源進行有效管理與利用的前提??梢詫⑿畔藴世斫鉃閿?shù)據(jù)庫對相關數(shù)據(jù)的編譯,進而為各種信息的交互和共享創(chuàng)造前提條件。信息標準的建設是為了給信息的采集、使用以及傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)提供便利,處確保所有的信息能夠規(guī)范地流通,整體上提升數(shù)據(jù)資源共享的效益,促進校區(qū)信息系統(tǒng)的一體化發(fā)展,充分發(fā)揮出信息資源最大的效益。
3.2 統(tǒng)一信息門戶平臺
統(tǒng)一信息門戶平臺處于整個智慧校園架構(gòu)中的頂層,其作用在于確保各獨立的應用系統(tǒng)和用戶能夠達到交互效應,也是整個智慧校園信息的集中展示窗口,作為各個系統(tǒng)多種服務的集中安排平臺,有效銜接各個系統(tǒng)內(nèi)部的效用,為不同的用戶主體提供集中的信息服務。智慧校園內(nèi)部的信息系統(tǒng)門戶具體包括學校門戶布局、呈現(xiàn)內(nèi)容以及二級門戶模板等方面;為師生提供特色的WEB桌面格局,具體內(nèi)容也可以自定義設置;在該系統(tǒng)中,師生都可以根據(jù)自身的需要來進行個性化定制,有效提升了整個平臺的構(gòu)建和部署效率。
3.3 統(tǒng)一身份認證平臺
隨著應用技術的不斷發(fā)展,當前已經(jīng)建成以及在建的智慧校園應用系統(tǒng)都設定了不同的身份驗證方式,根據(jù)平臺屬性特征的不同,主體需要掌握差異化的密碼與身份。所以,在具體的建設和認證過程中,需要開發(fā)出統(tǒng)一性的管理與授權體系來提升系統(tǒng)認證的效率,使得整個系統(tǒng)內(nèi)部的組織以及用戶信息都能夠統(tǒng)一存儲到規(guī)定的空間,依據(jù)分級授權以及集中認證等多種模式,促進系統(tǒng)認證環(huán)節(jié)的規(guī)范性發(fā)展。不斷提升系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性,使得所有的應用都能夠?qū)崿F(xiàn)單點登錄。用戶進行統(tǒng)一登錄之后,便可以在整個系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)部靈活地跳轉(zhuǎn),系統(tǒng)會根據(jù)登錄用戶的身份和相關權限,對用戶進行一次整體的認證,并將信息與對應的資源進行匹配。
3.4 數(shù)據(jù)中心平臺
數(shù)據(jù)中心平臺采用頂層設計思路,以智慧校園信息標準建設成果為依據(jù),從數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)目標到數(shù)據(jù)服務整個體系進行規(guī)劃,由數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)服務等三部分組成。數(shù)據(jù)來源有多種形式,包括各部門業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、格式化文件(如:EXCEL、XML)和客戶提供其他特殊文件形式。經(jīng)過轉(zhuǎn)換,也能將相關數(shù)據(jù)形成上述文件導出或發(fā)送給用戶。中介庫根據(jù)各部門實際業(yè)務需求選擇性建設,其目的主要在于分隔部門業(yè)務系統(tǒng)(數(shù)據(jù)庫)和數(shù)據(jù)中心平臺(數(shù)據(jù)庫),避免數(shù)據(jù)庫之間直接操作。
4 結(jié)語
本方案建立了全校統(tǒng)一的信息標準,促進了信息交換共享,實現(xiàn)了全校數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一;和各個部門之間實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換、實現(xiàn)了業(yè)務數(shù)據(jù)同步、消除了信息孤島;實現(xiàn)了統(tǒng)一身份認證,使用戶使用一套賬號即可訪問全校所有應用系統(tǒng);實現(xiàn)了統(tǒng)一授權、統(tǒng)一管理;通過對校園當前已有的各種資源信息進行整合,并在門戶平臺上呈現(xiàn)出來,使得學校的教職工以及學生都可以共享信息資源。該方案的實施,將有利于提高學校的工作效率,有利于提高學校的服務品質(zhì)。
作者簡介
楊杰(1983-),男,四川省樂山市人。現(xiàn)為重慶科創(chuàng)職業(yè)學院網(wǎng)絡工程師,從事智慧校園建設與網(wǎng)絡技術應用教學研究。
曹小平(1979-),男,重慶市人?,F(xiàn)為重慶科創(chuàng)職業(yè)學院講師、實驗師、信息系統(tǒng)管理工程師,從事教育信息化系統(tǒng)開發(fā)與教學研究。
[關鍵詞] 物聯(lián)網(wǎng);智慧校園;智慧環(huán)境;智能感知;教育應用;有效學習
[中圖分類號] G434 [文獻標識碼] A [文章編號] 1672—0008(2012)04—0061—05
隨著傳感技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡技術和人工智能等技術的發(fā)展和應用,物聯(lián)網(wǎng)技術被譽為信息產(chǎn)業(yè)的第三次創(chuàng)新。為了促進科技發(fā)展,掌控與利用未來網(wǎng)絡和信息資源,各國政府都非常重視下一代的技術規(guī)劃,并且試圖將物聯(lián)網(wǎng)作為振興經(jīng)濟和確立國際競爭優(yōu)勢的關鍵戰(zhàn)略。世界各國都在關注物聯(lián)網(wǎng)能否掀起如當年互聯(lián)網(wǎng)革命一樣的科技和經(jīng)濟浪潮。在中國,物聯(lián)網(wǎng)被列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,進入一個快速發(fā)展的時期,受到全社會廣泛的關注。物聯(lián)網(wǎng)技術將物理世界與虛擬世界融合到一起,將人類社會深度地推進到信息化時代,為人們提供智能化的生活和環(huán)境。同時,物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛,遍及多個領域,使人類能夠以更加精細的方式管理生活和生產(chǎn),達到“智慧”的狀態(tài),從而節(jié)約了成本,提高了資源利用率和生產(chǎn)力水平,改變了人們傳統(tǒng)的生活與工作方式,改善了人與社會的關系。[1]
在教育領域,物聯(lián)網(wǎng)技術使學校教學和管理變得更具人性化和智能化,在構(gòu)建自主探究的學習環(huán)境中,這對提高教學質(zhì)量有著廣闊的應用前景。如何有效地應用物聯(lián)網(wǎng)技術來推動數(shù)字化校園向智慧校園的發(fā)展,是亟待研究和實踐的重要課題。
一、物聯(lián)網(wǎng)的概念與功能
物聯(lián)網(wǎng)的實踐應用最早可以追溯到1990年施樂公司的網(wǎng)絡可樂販售機,而物—物互聯(lián)的理念最早見于1995年比爾·蓋茨的《未來之路》一書,因受到當時硬件設備和技術的限制,并未引起人們的重視。1998年,美國麻省理工學院(MIT)提出了當時被稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想。1999年,MIT Auto-ID中心首次提出了“物聯(lián)網(wǎng)”這個概念,同年,中科院也啟動了對傳感網(wǎng)的研究。雖然物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本思想出現(xiàn)于20世紀90年代,但近年來才真正引起人們的關注。在2005年的信息社會世界峰會上,國際電信聯(lián)盟(ITU)《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,提出并重新定義了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2009年,IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出了“智慧地球”這一概念。物聯(lián)網(wǎng)建設并已經(jīng)被正式提升為美國的國家戰(zhàn)略,受到了世界各界的關注,物聯(lián)網(wǎng)被認為與當年的“信息高速公路”有許多相似之處。
(一)物聯(lián)網(wǎng)的定義
物聯(lián)網(wǎng)引起了越來越多的關注,但是有關物聯(lián)網(wǎng)的定義和技術的共性問題仍未明確統(tǒng)一。美國Auto-ID中心最早提出的“物聯(lián)網(wǎng)”概念認為,基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術、EPC標準,在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上,主要利用射頻識別技術、無線數(shù)據(jù)通信技術等,將會構(gòu)造一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”(簡稱物聯(lián)網(wǎng))。[2] 國際電信聯(lián)盟(ITU)的報告認為,物聯(lián)網(wǎng)的定義較之前已經(jīng)發(fā)生了變化,并指出射頻識別技術(RFID)、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。在物聯(lián)網(wǎng)時代,通過在各種各樣的日用品中嵌入一種短距離的移動收發(fā)器,人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度,在任何時間、任何地點的人與人之間的溝通將連接擴展到人—物和物—物之間。[3]
目前,在國內(nèi)較為多見的“物聯(lián)網(wǎng)”定義為:物聯(lián)網(wǎng)是指利用各種信息傳感設備,如射頻識別裝置、紅外傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成了一個巨大網(wǎng)絡,其目的就是使所有物品都與網(wǎng)絡連接在一起,使得識別和管理更加方便。[4] 物聯(lián)網(wǎng)把網(wǎng)絡所實現(xiàn)的人與人之間的互聯(lián)通過技術擴大到了所有事物之間的連通,不但使得現(xiàn)實世界的物品互為連通,而且實現(xiàn)了現(xiàn)實世界(物理空間)與虛擬世界(數(shù)字化信息空間)的互聯(lián),從而有效地支持人機交互、人與物品之間的交互、人與人之間的社會互。[5]總之,物聯(lián)網(wǎng)是一個物—物相連的互聯(lián)網(wǎng),成了新一代信息技術的重要組成部分。
(二)物聯(lián)網(wǎng)的體系和特征
1.物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架
從通信過程和對象的視角看,物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架被公認為包含以下三個層次,一是全面感知層,二是可靠傳遞層,三是智能處理層。 [6]利用傳感器技術、通信網(wǎng)絡技術和計算機技術,分別承擔對信息的獲取、傳輸和處理,它們的融合構(gòu)建了現(xiàn)代信息系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“頭腦”。[7]
全面感知層利用各種可用的感知手段實現(xiàn)物體動態(tài)的即時采集,如傳感器、RFID(射頻標簽)、二維碼、藍牙等設備獲取物體的信息,它們能夠像人的感官系統(tǒng)那樣即時地識別和采集數(shù)據(jù)。因此,我們要全面而靈活地加強感知能力的設計和開發(fā),同時要兼顧設備的低成本性和靈巧性。
可靠傳遞層也稱網(wǎng)絡層。它通過各種信息網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合將感知的信息實時、準確可靠地傳遞出去。這在很大程度上取決于現(xiàn)有的移動電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)及貫穿于其間的無線傳感網(wǎng)絡。它們涉及有線接入、無線接入、支持可移動等各種技術需求條件的支持,要根據(jù)通信目標設計合適的高性能的通信網(wǎng)絡。
基礎教育課程改革的核心理念是要關注“人”本身的價值,促進學生全面而有個性地發(fā)展。在人口眾多的中國,教育資源相對不足,要達成新課程改革提出的目標,必須跨越時空,充分利用信息技術手段,建設相應的有效機制,并采取合適的策略才能實現(xiàn)。當前智慧校園的建設,給高中學生個性形成與自主發(fā)展提供了契機,為學生有效學習提供了途徑。筆者結(jié)合學校智慧校園建設的具體實踐,就如何支撐高中學生在數(shù)字環(huán)境下的個性學習進行了初步探究,下面將圍繞探究過程,展開具體描述。
探究背景
1.政策層面
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》指出,高中階段教育是學生個性形成、自主發(fā)展的關鍵時期,要“注重培養(yǎng)學生自主學習、自強自立和適應社會的能力”?!督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》提出了教育信息化發(fā)展的基本方針與發(fā)展任務,其中提到:要面向未來,“努力為每一名學生和學習者提供個性化學習、終身學習的信息化環(huán)境和服務”,要“建設智能化教學環(huán)境”,“探索建立以學習者為中心的教學新模式”,“鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習、合作學習”。
結(jié)合基礎教育課程改革背景,筆者認為,當前教育的有關政策突顯以下關鍵內(nèi)容。
(1)教育應關注學習者自身的生命狀態(tài),突出學習者全面、自主而有個性地發(fā)展。
(2)教育要通過創(chuàng)新的模式和方式方法,為學習者創(chuàng)設符合其認知規(guī)律的環(huán)境,提升學習者的學習效率與效果。
創(chuàng)建學生個性的學習環(huán)境,滿足學習者對教育需求的“私人訂制”,在教育資源相對不足的中國國情下,需要良好的信息化環(huán)境去支撐。
2.學校基礎
學校教育信息化建設,先后經(jīng)歷了從應用軟件建設到數(shù)字校園建設,再到智慧校園建設三個時期,建設了支持不同業(yè)務形態(tài)的軟件應用體系,形成了數(shù)字校園普遍使用的基本面。目前學校正在開展數(shù)字互動課堂實驗,并已著手研究技術支撐下的學生的個性化學習。
理論認識與思考
結(jié)合實踐研究與對個性教育的思考,筆者提出如下幾點認識與思考。
1.對課堂定位的思考
課堂是學生學習的主渠道,是培養(yǎng)學生的主陣地。對課堂的定位直接關系到培養(yǎng)什么樣的人,怎樣培養(yǎng)人的問題。面對現(xiàn)代教育發(fā)展的主旋律,我們總希望培養(yǎng)更多具有自主探究精神的、有健全人格和個性特質(zhì)的學生,因此傳統(tǒng)的教師講、學生聽的課堂形態(tài),已經(jīng)不滿足現(xiàn)代教育發(fā)展的需要。筆者認為,現(xiàn)代的課堂,應是師生在教師設置的情景中,就學科內(nèi)容及其蘊涵的學科思維所進行的師生對話的空間,是積極發(fā)揮學生主觀能動性、促進學生高級認知發(fā)展的重要場地。
2.智慧校園支撐師生教與學核心業(yè)務的幾個層次在學校教育發(fā)展過程中,隨著教師對教育信息化認識的不斷加深,智慧校園在支持學校教學核心業(yè)務及師生個性發(fā)展方面,呈現(xiàn)出以下五個逐漸深化的特點。
(1)支持教與學的信息管理。在這一層次中,智慧校園的核心功能將體現(xiàn)在滿足學生個性發(fā)展的課程信息管理、選課信息管理、個性化學業(yè)成績查詢等方面,以給師生提供便捷的信息管理、查詢等服務。
(2)支持資源動態(tài)積累與教學互動。當智慧校園有效解決了基本的信息管理后,師生將在教學資源的豐富性、便捷性、互動性等方面產(chǎn)生訴求,智慧校園主要功能也將擴展到提供良好的資源積累與互動環(huán)境上,從而對教學核心業(yè)務提供有效支持。
(3)面向評價,支持教與學的個性化診斷。在學生成長過程中,每個個體都是一個鮮活的生命,都有獨特的發(fā)展特質(zhì)。如何讓其充分發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢與不足,以幫助其按自己的特質(zhì),自主發(fā)展,在傳統(tǒng)教育形態(tài),我們的經(jīng)驗會顯得蒼白無力。在智慧校園中,伴隨技術在教與學過程中的應用,學生的學習與認知行為能以數(shù)據(jù)形式得到自然的積累,再經(jīng)過智慧校園內(nèi)嵌的智能分析、反饋與可視化技術,能給師生提供及時、有效的個性數(shù)據(jù),為教師進行個性化施教提供研判依據(jù),為學生的自我發(fā)現(xiàn)提供了契機,從而促使學生有效、自主地學習。
(4)面向個性學習,提供智能引導體系,支持學生個性學習與發(fā)展引領。當智慧校園較好支撐了教與學的個性診斷后,在很大程度上,學生學習的主動性將得到激活,建設有針對性的個性化學習資源與智能推送體系,助力學生有效學習,將成為智慧校園建設要重點推進的事情。
(5)面向?qū)W校整體的教育工作,提供基于大數(shù)據(jù)的分析技術,用于支持師生及學校健康、科學與持續(xù)發(fā)展。智慧校園在這一層次要著重解決的任務是:從已形成的大數(shù)據(jù)中,去挖掘不同學生群體的認知特點與發(fā)展規(guī)律,為學校教育教學改革提供參考;挖掘?qū)W生個體的發(fā)展特質(zhì),為教師或?qū)W校盡早實施個性教育提供契機,較好地促使每一位學生成才。
3.關于智慧校園內(nèi)涵的認識
智慧校園是數(shù)字校園發(fā)展的高端形態(tài)。結(jié)合學校建設實踐,我們認為,智慧校園是在數(shù)字校園已建成的基礎數(shù)字環(huán)境(如校園統(tǒng)一資源管理環(huán)境,泛在網(wǎng)絡學習環(huán)境,數(shù)據(jù)、消息、資源、系統(tǒng)融合互通的技術支持環(huán)境等)支撐下,利用情景識別與感知、數(shù)據(jù)挖掘與關聯(lián)、智能分析與推送等技術,構(gòu)建面向師生服務,支撐個性發(fā)展的智能應用系統(tǒng)。其最終宗旨是服務學生個性學習與發(fā)展。
實踐思路與策略
1.實踐思路
(1)在技術環(huán)境上,構(gòu)建基礎的、支持學生泛在學習的技術支撐體系。如:校園無線網(wǎng)絡;數(shù)字校園基礎運行支撐體系;面向?qū)W習過程的集成化學習工具支持環(huán)境(如具有勾圈點畫功能的有痕工具、學習行為記錄與智能分析工具、評測與反饋工具等)。
(2)在數(shù)據(jù)與資源環(huán)境上,構(gòu)建基于學習過程的個性數(shù)據(jù)積累與資源分享體系,營造良好的應用生態(tài)。這里面主要包括:學生學習過程數(shù)據(jù)的自然采集;支撐學生學習與認知發(fā)展的資源體系建設;支撐學生個性學習的社群資源建設。
在以上內(nèi)容基礎上,借助智能技術,為學生個性學習構(gòu)建生態(tài)的專遞數(shù)據(jù)與資源體系,促使學生自主而有效地學習。
(3)在使用環(huán)境上,創(chuàng)設相關機制,營造常態(tài)化、個性化的數(shù)字應用環(huán)境。聚焦課堂,推行以數(shù)字互動課堂為核心的新型教學體系建設,促進數(shù)字化學習常態(tài)發(fā)生;聚焦課外,推進以社群資源、個性資源為主體的自主性、個性化學習。
2.主要策略
(1)以課堂為切入點,推行數(shù)字互動課堂教學實驗,通過智慧校園環(huán)境在課堂中的應用,促使數(shù)字學習常態(tài)發(fā)生。
為開展數(shù)字互動課堂實驗,筆者學校創(chuàng)辦了數(shù)字化學習特色班,選擇了語文、數(shù)學、英語三門學科,開展數(shù)字互動課堂實驗。由于在高中開展此實驗還處于摸索階段,學校為此建構(gòu)了較為全面的數(shù)字互動課堂保駕護航體系,為數(shù)字化教與學的持續(xù)、健康發(fā)展奠定了良好基礎。到目前為止,開展數(shù)字互動課堂實驗的班級已擴展到了9個班,文科綜合學科的教師們已自發(fā)進入了該實驗。
要有效開展數(shù)字互動課堂實驗,促進數(shù)字學習常態(tài)發(fā)生,除了常規(guī)保障外,我們認為學校層面需要做好三方面的工作。第一,做好師資深度培訓與數(shù)字互動課堂實驗的發(fā)展規(guī)劃工作,形成教師主動參與、積極探究的新局面;第二,引進課題資源與發(fā)展平臺,維持并推動教師積極探究的熱情;第三,重點培育具有良好教育思想的教師,以教育與技術深度融合的角度,開展教與學的實踐引領探究。
(2)以數(shù)據(jù)積累與資源應用為核心,通過恰當?shù)膽萌肟?,搞好生成性?shù)據(jù)與針對性資源的自然積累,做到數(shù)據(jù)、資源的生態(tài)應用。
在數(shù)據(jù)積累方面,依托平板終端設備,以課堂互動教學、考試、作業(yè)等為入口,搭建具有知識主線的軟件應用,自然積累學生學習過程中的有效數(shù)據(jù);通過技術創(chuàng)新,實行師生由傳統(tǒng)使用模式向新型應用環(huán)境的平滑過渡;借助智能抽取技術與學習分析技術,向?qū)W生提供個性化數(shù)據(jù)傳遞與診斷分析,幫助學生把握自己的學情,提高學習效率。資源積累方面,以學科知識體系為主線,立足微課、問答、社群三個維度,以面向?qū)ο蟮馁Y源建設方式,展開資源建設。其中,微課內(nèi)容以面向?qū)W科重點、難點、疑點等內(nèi)容開展建設;問答方面則以注重構(gòu)建面向師生互動、生生互動的碎片知識管理體系,關注學生群體認知與多維度思考。社群則關注社會建構(gòu)主義理論支撐下學生學習圈的相互影響,關注學生在群體中的有效學習。
筆者所在學校推出了數(shù)字互動課堂軟件、基于平板的作業(yè)與考試系統(tǒng)等平臺,對學生學習過程中的數(shù)據(jù)進行了自然積累;建設和推進了促進學生自主學習與探究的三維幾何課件模型、微課程等有針對性的學習資源,其中微課程建設已經(jīng)在生物、語文等學科中深度開展。以上平臺與資源,比較受教師與學生的歡迎,值得深入建設與推進。
(3)以系統(tǒng)融合、智能分析、情景感知與推送為核心,面向?qū)W生學習過程,做好學習平臺的整合設計,最終通過軟件系統(tǒng)的智能導引與反饋,為學生自主與個性學習提供智慧支持。