智慧校园场景应用助力校园智慧化

智慧校园白皮书 —场景应用助力校园智慧化 （2021） 中通服咨询设计研究院有限公司 前言 党的十九大报告中指出，建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先位置，深化教育改革，加快教育现代化，办好人民满意的教育。2018年4月，教育部出台《教育信息化2.0行动计划》，力争到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标，即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建成“互联网+教育”大平台。2019年2月，中共中央、国务院印发 《中国教育现代化2035》，要求加快信息化时代教育变革，建设智能化校园，统筹建设一体化智能教学、管理与服务平台。2021年3月，十三届全国人大四次会议表决通过关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲 要的决议，提出要建设高质量教育体系，到2035年总体实现教育现代化、建成教育强国。 智慧校园作为数字校园发展的更高阶段，是推进教育信息化高质量发展和建成教育强国的重要手段，也是落实教育现代化2035的客观要求。本白皮书从智慧校园的定义与内涵特征入手，结合国内外优秀实践案例分析智慧校园的建设现状、发展的机遇与挑战；围绕新时期智慧校园总体框架，提出新时期智慧校园三大重点建设内容和具体场景化应用，为智慧校园的规划、建设、管理和服务提供新思路和解决方案。 目录 1.智慧校园概念与发展1 1.1智慧校园概念与内涵1 1.2智慧校园的发展状况3 2.智慧校园建设机遇与挑战6 2.1智慧校园建设机遇6 2.2智慧校园建设挑战10 3.智慧校园总体框架11 3.1建设原则11 3.2总体框架12 4.智慧校园实施内容12 4.1重点建设内容12 4.2场景化应用21 5.智慧校园建设建议25 5.1管理层面25 5.2实施层面27 1.智慧校园概念与发展 1.1智慧校园概念与内涵 1.1.1智慧校园概念 2010年，浙江大学在信息化“十二五”规划中，率先提出建设智慧校园，旨在打造无处不在的网络学习环境、融合创新的网络科研环境、透明高效的校务治理环境、丰富多彩的校园文化氛围、方便周到的校园生活环境。 2018年6月，国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会公布的国家标准文件《智慧校园总体框架（GBT36342-2018）》中对数字校园和智慧校园进行了明确定义，提出数字校园是在传统校园基础上构建一个数字空间，实现从环境信息（包括教室、实验室等）、资源信息（如图书、讲义、课件等）到应用信息（教学、服务、管理、办公等）等全部数字化，从而为资源和服务共享提供有效支撑。智慧校园是数字校园的进一步发展和提升，是教育信息化的更高级形态，它是物理空间和信息空间的有机衔接，使任何人、任何空间、任何地点都能便捷地获取资源和服务。 随着教育信息化的深入发展，教育的建设也朝着互联网+教育大平台发展，基于此，智慧校园需迎合教育行业的趋势发展，提供以学习者为中心的服务。智慧校园以学习者为中心，以数据为导向，以更轻便、更灵活的模式，以教育局和学校为主体的模式服务，所构建的完整解决方案。智慧校园可以自由选择通过微信、企业微信、小程序、PC、移动终端等软硬件产品，以统一数据标准和身份识别，将管理单位、学校管理者、教师、学生、家长、校友以及其它相关人员进行连接。 1.1.2智慧校园内涵 如前所述，智慧校园既是智慧校园发展的新阶段,又是教育信息化2.0、5G、大数据、人工智能等新时代的产物。我们总结，智慧校园是指在5G、大数据、人工智能等新一代信息技术支持下,技术、平台、资源﹑数据、人和物智能互联，线上与线下业务高度融合，数字化水平显著提升,支持智能数据可视化分析和智慧决策,支持多种新型资源形态和教育形态，提供高体验感、高满意度智慧教育服务，培养未来创新人才和智慧人才的新型智慧学习环境。 图1智慧校园内涵智慧校园包括以下方面的内涵： 一是深度融合体：未来，智慧校园将由各种元素构成，包含有生命的教师、学生等角色，无生命的建筑、教学资源、设施设备和环境空间；也包含各种角色 在校园环境产生的活动轨迹，已发生和正在发生的事件；包含教师、学生之间的交流与协作产生的联系；包含校园设施运营的数据，创造的教育、科研价值等等。智慧校园内人与人、人与物，物与物，业务与业务之间不再是孤立隔离的个体，各种元素像一个整体一样彼此交互、作用和影响，系统间的协同、信息的交互、业务的融合成为常态，在交互和融合的过程中实现价值再造。 智慧校园通过ICT技术使融合体得以实现。如通过摄像头、传感器等物联网设备，深度感知校园区域内的人、机、物、空间等静态及动态的信息和变化，并在数字空间形成实时精准的数字校园映像，实现相互之间无缝对接与协同。基于数字平台，改变过去单业态、单校园空间与资源管理单一的状况，实现单业态多系统的资源融合，单校园多业态的资源融合，以及校园与社会的资源融合，突破校园的物理空间与资源的限制，打造“共享共用”的虚拟校园空间，从而提供普惠的教育资源服务。 二是有机生命体：智慧校园将拥有人机物事融合获得的数据，通过AI、云 计算等数字化技术的赋能，校园自身将形成智能思考、智能学习能力，并不断地自我校正。通过校园内相关系统的协同与深度融合，为校园内的人（教师、学生等）机物事提供主动管理、主动关怀和主动服务。同时，在应对不确定性和突发 情况下，具备按需调整能力，通过柔性化管理，提升校园安全等风险应对能力，实现校园资源柔性配置及与社会资源的协同。 三是低碳可持续：智慧校园是绿色高效的物理空间，智慧化地降能减耗，实 现“零碳”未来。通过构建数字空间，智慧校园实现对物理空间的高效管理与运营，其充分利用校园既有的能源和资源做到资源与服务按需使用，使信息和数据的价值在未来智慧校园环境下发挥更大的生产力价值，使能教育形态变革与业务创新，促进教育、生态和社会可持续平衡发展。 1.2智慧校园的发展现状 1.2.1国外智慧校园建设现状 21世纪以来，西方发达国家逐步开展智慧校园的建设，相关硬件设备和软件设备已基本完善，相应的学习环境得以营造，这有力地推动了西方发达国家教育的发展。具体而言，国外智慧校园建设现状表现如下： （1）营造了交际性的学习环境 国外智慧校园建设使用了相关社交平台，营造出了社交性的学习环境，这种交流环境对于学生学习和生活提供了极大的便利。国外智慧校园社交平台不仅使用了SNS、Facebook、论坛、邮箱等相关媒体手段，还搭建了全方位的服务平台，有效支持了学习者的社交活动。跨平台社交网站的建设，有效拓展了校园的社交网络，丰富了社交资源，在社交深度和广度上都实现了极大的突破。 （2）为学习者提供了便利的学习空间 国外智慧校园建设利用了云计算技术手段，实现了云平台的有效构建，通过这种云平台为学习者提供了便利的学习空间。比如，在日本的广岛大学，采用云计算技术，并联合无线射频技术构建了智能化的考勤系统，通过相关智能平板系统，学校管理人员能够随时对考勤进行查看，并且利用相关技术能够实现信息共享。应用云平台技术构建智慧校园能够实现信息资源的有效共享，相关文字聊天、照片传送等都可以借助于云计算技术实现，这为学习者提供了便利的学习空间和更为自由的交流空间。 （3）实现了安全校园的构建 国外智慧校园借助于互联网技术进行底层架构的建设，通过传感器构建万物互联的可监控校园，实现互联互通，相关应用实现了安全校园的有效构建。比如， 瑞士联邦理工学院利用相关传感器和互联技术手段构建了ETHOC系统，该系统从信息提供者和用户接口等方面进行设计，实现校园信息的互联互通。同时，该学校通过物联网支持下的传感器技术，对校园实现全面的监督，发现异常情况，系统会立即显示出来，这对于实现安全校园的构建是一种极大的促进。 （4）依托大数据分析课程开展情况，帮助学生有效学习 借助于大数据技术，国外智慧校园能够对课程开展情况进行有效分析，把握学生学习情况。这对于解决课程教育问题，提升课程教育质量是一种促进。比如，马里斯特学院就构建了大数据分析平台，进而对学生学业情况和教育质量情况进行分析研究，为教育质量的提升提供支持。借助大数据技术，学校能够有效收集学生学习情况资料，比如能够对学生线上阅读材料，网络论坛发言情况、作业完成情况等进行分析，对学生的学习问题进行研究，并通过相关数据研究分析，帮助学习困难的学生查找问题，实现突破。这对于提升教育质量，提升学生的学习质量是极大的促进。 （5）构建低能耗智慧教室，实现校园节能减排 国外智慧校园在构建的过程中，不仅关注通过智能技术手段，对学习者的学习活动状况进行优化和改善，也重视使用一些可再生能源开展校园建设工作，关注低能耗智慧教室的构建，实现校园的节能减排，这对于学校的创新发展是一种支持。比如，意大利布雷西亚大学就采用了建筑能量模型进行校园构建，构建了低能耗的智慧教室，这种教室建设是符合节能减排的校园构建目标。 1.2.2国内智慧校园建设现状 在我国，智慧校园的建设还处于前中期阶段，部分经济发达、教育理念先进的地区已经初步建成智慧校园，而在经济水平、教育理念一般甚至是落后的地区，智慧校园的建设还处于项目计划的阶段。并且由于先前对智慧校园建设并没有明确的项目指标，不同地区的学校关于智慧校园建设的侧重点都不同，但已经取得了部分成果。 （1）实现了网络的全覆盖 目前，国内校园基本上构建了完善的网络覆盖体系，在校园的任何角落中都可以收到网络信号。很多学校不断地扩大网络的承载能力和覆盖范围。国内校园实现网络全服务，学习者就可以借助于移动设备实现随时随地的学习、娱乐、社 交，学生的学习生活更为便利，形成了一种泛在学习环境，这为学习者发展提供了环境的支持。 （2）运用了大数据技术 目前，国内很多高校都采用大数据技术构建智慧校园。通过各种智能终端，可感知设备和系统为用户提供海量的数据资源，依靠大数据对海量学生信息数据进行存储和分析，促进教育管理工作的创新发展。大数据支持下，智慧校园可以收集到学生与生活的各种数据，而且可以得到学生团体的基本生活信息，把握学生的基本生活规律与学习成绩之间的关系。同时，也可以搜集到关于学校基础设施情况，学校的教育管理信息情况，为智慧学生管理工作的开展和学生培养提供有效的支持。 （3）基本设施环境在不断完善 硬件设施的投入和应用是智慧校园构建的基础。目前，国内许多学校都在不断强化各类硬件建设工作，基本设施环境在不断完善，多媒体教室得以构建。在信息化装备不断完善和物联网技术控制设备投入使用的过程中，智慧校园逐步形成。有些学校还投入应用的信息传感设备，将校园实体环境与网络环境有效地联系起来，通过相关硬件建设就能随时随地地对校园环境信息进行捕捉和把握。这为校园建设管理教育工作的创新发展提供了有效支持。 （4）信息共享度不断提升 目前，国内很多学校借助相关技术手段，实现了教育平台、教育资源平台以及教育服务平台的有效融合，构建了统一的信息平台，这种平台的建设，有效提升了学校各类信息的共享度。对于使用者和学习者而言，只要进行身份认证，就可以进入到相关平台上，享受各种信息共享服务，这对于学校的创新发展是一种促进。 （5）信息化建设队伍素养不断提升 高水平的智慧校园建设，必须依托于信息化建设队伍的支持。目前，很多学校都很重视信息化建设队伍的建设工作，学校也能够积极与各级科研单位和机构合作，加强信息化建设队伍的培养。对内，学校能够加强内部人员的培训工作，对外，能够积极招揽信息化建设人才，通过多种方式，很多学校已经建立起一支高素养的信息化建设人才，这对于智慧校园的建设工作是一种极大的促进。 2.智慧校园建设机遇与挑战 2.1智慧校园建设机遇 2.1.1政策支持 教育是民族振兴、社会进步的基石。随着云计算、大数据、移动互联网、人工智能等现代科技的发展与应用，“互联网+”与教育的融合渗透不断深入，信息化教育在内涵、深度和质量上也不断发展，教育教学系统的结构和形态正在发生变革与转型，逐步形成新的教育理念