智慧的大学有多远

文/本刊记者 朱杰

智慧的大学有多远

文/本刊记者 朱杰

随着信息技术发展，更多的先进技术和服务被应用于校园建设，从而创造出一个更加宜学、宜教、宜研的大学校园。在即将到来的物联网时代，无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务管理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活都可以在大学中实现，一个安全、稳定、环保、节能的“智慧校园”正在成为现实。

2009年，当“智慧地球”的概念被提出时，一度引发了世界各国对物联网的追捧。而高校作为新技术应用的前沿阵地之一，自然也就成为物联网普及应用的重要领域，“智慧校园”的概念由此而生。很多人认为，基于物联网技术的“智慧校园”不仅可以更进一步地实现教学、科研、管理及服务手段方面的现代化，更有可能引发学校人才培养观念和教育理念的深刻变革。

两年多时间过去了，今天的“智慧校园”进展如何呢？

从概念变成真实的应用

教室里的灯可以自动开关，当学生离开教室就会自动熄灭；自行车、笔记本电脑、手机等物品再也不用担心被盗，贴上一个小小的标签，就能随时知道它们的行踪；汽车进出校园不需要办复杂的进出手续,只要装一个射频标签,就能通过分布各处的读码器了解位置、状态等信息；而在图书馆，每类图书阅读者的特点已经可以随时被掌握，智能的知识分享体系正在形成……这些并不是科幻电影里的场景，而是南京邮电大学师生们身边真实出现的应用。

南京邮电大学是我国最早从事物联网技术研究和“智慧校园”建设的高校之一。2009年，南京邮电大学在全国高校中率先成立物联网研究院，并正式开始规划布局“智慧校园”建设。2010年，南京邮电大学“宽带无线通信与传感网技术重点实验室”被教育部批准为立项建设的重点实验室，这也是教育部在物联网领域中布局和建设的第一个重点实验室。南京邮电大学的冯晓虹老师告诉记者，该实验室成立以来，围绕泛在信息的传感、智能感知与处理、新一代无线通信网络与传输、物联网中多应用多业务的集成以及传感网管理和安全机制等领域，开展了多项创新性研究，有很多研究成果已经实际应用在南京邮电大学的校园中。依托这个实验室，南京邮电大学目前已经建立了基于智慧服务理念的综合信息智慧服务平台，构建了智慧教室、节能环保、智能交通、平安应急等涉及校园生活各方面的一系列在线智慧服务应用。

“智慧”是什么？浙江大学信息化工作领导小组副组长鲁东明老师给出了这样的定义，“涵盖了便捷的办公模式、泛在的育人模式、时尚的娱乐模式和实时的科研模式”。在浙江大学，以“E校园电子地图平台”为代表的一系列智能校园管理系统，正被大量应用到学校管理的各个方面。这些系统全面详实地采集了校园内所发生的与正在发生的各项事实数据，并通过智能的数据分析、预测、判断等手段，为学校领导的科学决策提供量化的依据，从而通过一系列合理制度的制定，客观公正地评价教师员工业绩、有效提高教职工积极性、最大化地优化盘活人力、财力、物力等各项学校基础资源，促进学校教育改革全面深入发展。

传播知识、分享知识是大学的根本任务。在上海交通大学，一个“传统图书馆+ 物联网+ 云计算+ 智慧化设备”的智能型图书馆正在形成。据上海交通大学图书馆郭晶介绍，他们正在通过物联网技术实现图书馆中各个环节的通信，包括用户之间的通信、用户与图书馆的通信、用户与信息资源的通信以及信息资源之间的通信，今后图书馆工作的各个环节都可以智能化地完成，无需人工干预。同时，通过引进基于Primod的知识发现平台，以及基于LibGuides的学科信息指南社区，图书馆将进一步实现以学科领域、服务任务和目标为驱动，进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，对环境、目标等进行智慧获取和处理，提供更为智慧、更为精确、多元化感知的信息服务。

记者在调查中还发现，“智慧校园”的应用不仅仅出现在这些研究性的大学中，在很多高等职业技术学院中，也开始出现，并在日常教学中发挥了积极的作用。职业教育通常更倚重于实训教学环节，重视教学过程中学生的体验和感受。不过当指导教师面对超过30人的班级进入实验室时，往往很难照顾到所有学生的操作或者出现的各类故障。针对这一情况，北京电子科技职业学院构建了一个基于物联网技术的实训教学系统，在实训教学过程中，学生的手持式终端会通过射频技术自动扫描贴设备上的电子标签，并将读取的信息通过无线网络上传至网络教学平台。网络教学平台根据接收到的学生身份和实训设备信息，自动向学生推送与当前设备一致的实训内容和学习资源。学生根据手持设备上的内容，来完成实训课程学习。这样就利用了物联技术为每名学生提供了一名“专职实训指导教师”，很大程度缓解了学校实训师资不足的问题。

智能技术将改变未来教育模式

目前，尽管还没有一所高校实现了真正意义上的“智慧校园”，但是这些高校所进行的研究、实验和应用，都为高校信息化下一步的发展积累了宝贵经验，并为未来“智慧校园”的建设探索了方向。上面所提到的智能校园应用，只是弱水三千之中的一瓢，“智慧校园”有着更广泛的应用前景：

1. 构建新一代的网络基础设施平台，网络将无处不在、无时不在， 并为学校中的各种计算设备提供支撑，其重要性甚至可能超过今天的互联网。

2. 随着人们对信息服务要求的多元化和电子设备的小型化，信息终端产品将越来越多样化，“智慧校园”将改变校园网络上目前以PC、笔记本、服务器为主的应用状况，给各种智能终端提供更广阔的应用空间。

3. “智慧校园”将使得校园中出现更多的智能空间，如智能会议室、智能实验室、智能图书馆、智能教室等，智能空间中嵌入了计算、信息、传感设备，目的是帮助校园用户方便地访问和利用学校中的各种信息。

智慧校园需求日益强烈

在今天的大学中，随着信息化建设的不断推进，信息服务在教学、科研与管理中的作用越来越大。当大部分高校已经或正在开始建设基于部门的应用系统，基本解决了面向业务主题的管理难题时，高校信息化所面临的一些共性的不足之处开始显现出来，如网络基础设施的接入手段单一，安全保障体系尚不完善；数字资源整体应用水平不高；不同部门之间的信息共享与交流自动化程度低，缺乏统一的信息编码标准；信息化保障机制还不够健全等。

学校的教学资源信息主要来源于三类：基于人的数据、基于流程管理的数据以及面向设施环境的数据。现有的信息管理系统在一定程度上解决了这些数据的采集，但仍然无法满足全方位实施教育信息化及提供智能的综合信息服务的要求。这就要求基于更先进网络技术的“智慧校园”出现。

从某种意义上说，“智慧校园”是今天数字化校园的一种发展和演进。在复旦大学信息化办公室主任宓老师看来，“经过多年建设的数字化校园平台将是实现智慧校园的基础，只是智慧校园将更多的强调按需服务、快速反应、主动应对等，更多地体现智能、聪慧的特点”。和目前的校园网络相比，基于物联网技术的“智慧校园”有着很多鲜明的特征。

首先，它是各种感知技术的广泛应用。未来的校园中将部署海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。

其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量及其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

还有，物联网技术不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应高校用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

2009年8月5日，温家宝总理在江苏考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时表示，“当计算机和互联网产业大规模发展时，我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路。在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”。今天，各大高校积极开展的“智慧校园”建设，无疑是面向国际科技前沿和满足国家战略需求的重要举措，对于国家开展重大技术攻关，开发自主创新产品都有着重要的现实意义。

大规模建设的条件尚不成熟

毫无疑问，“智慧校园”建设可以给高校带来很多便利，不过当“智慧校园”快速发展的同时，问题也存在于很多方面。清华大学计算中心主任蒋东兴老师认为：“物联网技术走进校园是一个必然趋势，我们需要从现在开始进行相关应用的探索和研究，但是高校大规模的建设和部署‘智慧校园’，目前还不是时候。”

首先，定义尚不明确。面对如火如荼的“智慧校园”建设热潮，已经让很多人开始困惑，智慧校园到底是什么？作为一个崭新的概念，不同的提出者给予不同的诠释，这现象类似于当初的数字校园建设，曾经有很多人把“一卡通”系统的应用定义为数字校园实现的标准，而现在，同样有很多人把“智慧校园”简单地理解为物联网技术的应用。这也导致了目前“智慧校园”很多还停留在基础设施的层面，而忽视了应用和资源的智能化，这样存在了很大的局限性。

其次，对高校教、学、科研的智能化支持仍然缺乏。目前的“智慧校园”，大多实现了对学校办公、管理和生活服务的智能化。然而人才培养、传播知识是大学的根本任务，“智慧校园”要实现的不仅仅是物体与物体之间的通信，更要促进知识的智能传播，帮助学生更好地学习。“智慧校园”如何从一个智能化的管理服务平台扩展到真正智能化的教、学、科研平台，仍然有很长的路要走。

再次，很多学校对“智慧校园”引发的教学、管理模式变革还没有充分准备。自动化、智能化和智慧化相互结合，将会是“智慧校园”时代大学的主要特征，在未来校园中，需要人工干预的工作将会越来越少，大量的工作会有智能化系统自动完成，这无疑会对学校现有的管理模式和保障体系带来挑战。如果没有相适应的制度保障，即便高校建设了完善的“智慧校园”基础设施，也很难真正发挥它的作用。“智慧校园”引发的教学、管理模式变革，仍需进一步的探索和实践。

最后，“智慧校园”建设还缺乏完整的技术标准。一直以来，泛在网络连接的技术标准、关于设备和传感器的通信接口标准始终都是影响物联网应用发展的挑战之一。在未来的“智慧校园”建设中，相关设备如何布置，如何维护，如何管理，如何形成网络，如何使用都是很大的问题。

对于各大高校来说，要建设“智慧”的校园，应当循序渐进地实现。首先，进一步完善数字化校园平台的应用，提高学校现有信息资源的使用价值。在此基础上，促进物联技术、传感技术在校园中的应用，构建一个能够支撑智慧校园应用的基础设施平台。此外，学校还需要实现智慧校园的概念模型和建设方法模型。当这些工作逐步完善之后，学校才真正具备实现全面的智慧教学、科研、生活、管理的服务能力。

不可或缺的技术准备

物联网技术是“智慧校园”的重要支撑手段，但是要实现真正意义上的“智慧校园”，只依靠物联网技术是远远不够的。如果仔细分析一下浙江大学、南京邮电大学、江南大学等高校的“智慧校园”建设规划，我们不难发现，构建一个稳定、可靠的“智慧校园”系统平台，以下方面的技术准备工作是不可或缺的。

加快以IPv6为基础的智能网络平台建设。全球IPv4地址已经在今年分配完毕，而在“智慧校园”中，接入网络的智能手机、智能家电、传感器终端等的数量越来越多；另外随着物联网逐渐向云计算、泛在网发展，每一个终端都可能成为服务器，这些都需要借助IPv6网络的优势来承载，因此，建设“智慧校园”，必须要大力发展基于下一代互联网技术的IPv6校园网络。

完善云计算平台的构建。云计算中心是支撑智慧校园的一个重要平台。云计算服务平台使量化、科学的决策成为可能。作为一种信息服务模式，云计算可以把大量的高度虚拟化的计算和存储资源管理起来，组成一个大的资源池，用来统一提供服务。面对“智慧校园”应用，云计算平台基础设施建设包括机房环境、计算平台、存储平台、容灾系统等，要建设云计算管理系统，构建云计算安全环境，培养管理、运维、服务团队。

推广数据挖掘与泛在学习体系的构建。在高校中，信息资源是重要的办学资源，必须通过各种技术手段实现优化配置，提高信息资源的利用率，才能促进教学效果的改进，实现高校办学的根本目标。在未来的“智慧校园”中，需要综合应用分布式异构教学资源共享系统、异构数据仓储系统、数据挖掘与分析系统等多收手段，整合学校各个单位的教学资源库，采用流媒体、网络社区、校园博客等技术手段对资源进行优化，实现教学资源的安全存储、准确检索和智能推送，最终形成更优质的高校教育资源整合，实现高校之间教学资源的共享与交换，扩展教学资源辐射范围。

智能感知体系的构建。物联感知系统是整个智慧校园中最常见的一部分。智能感知体系中全面包括了传感器、采集器、RFID、二维码、视频监控等感知技术和设备，实现校园环境管理的数字化。对于学校来说，首先应当部署传感器等数据采集设备并联网；其次需要利用RFID、二维码等技术标识校园环境。在此基础上，可以构建校园环境信息数据库和应用平台，利用校园智能物联网络建设应用，推动智慧校园示范应用。