推进特教学校“智慧校园”建设

●李建峰

推进特教学校“智慧校园”建设

●李建峰

宁波市特殊教育中心学校以物联网、云计算、大数据处理、无线网络等为基础，以互联网与智能设备等为铺垫，建设智慧校园。学校逐步形成了无线互联网办公环境，智能化开放式学习环境，创建了宁波市智慧特教平台。

特殊学校；智慧校园；云桌面；电子书包；创客空间

智慧校园指的是以物联网、云计算、大数据处理、无线网络等为基础，以互联网与智能设备等为铺垫，而形成的智慧化校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、管理和校园生活进行充分融合。

2014年底，宁波市特殊教育中心学校在学校落成搬迁之际启动了智慧校园建设，成为宁波市首批智慧教育试点单位，力求打造一所信息化的特殊教育中心学校。

一、“智慧校园”的功能定位

（一）环境全面感知，进行数据收集

校园内布置诸多传感器，如监控、RFID、WIFI等。传感器可以随时随地感知捕获和传递有关人、设备、资源的信息，比如学生的学习情境、学习时间、学习空间、学习伙伴、学习活动等，学生个体特征学习偏好、认知特征、学习状态、学习风格等，学生的生活习惯、体质锻炼的检测等。

（二）无线互联网的移动办公、学习，开放的学习环境

基于网络和通信技术，特别是移动互联网技术，如物联网、蓝牙、WIFI、4G等，智慧校园将支持所有软件系统和硬件设备的连接，信息感知后可迅速、实时的传递，实现协作学习、协同工作。教育资源环境从“封闭”走向“开放”，让学生冲破教科书的限制，让学习从课上拓展到课下，让有效学习在真实情景和虚拟情景都得以发生。

（三）海量数据及数据挖掘，提供个别化服务

智慧校园可在“海量”校园数据的基础上，构建模型，预测方法，对信息进行趋势分析、展望和预测，同时通过智能推理，做出快速反应、主动应对。智慧校园还可以根据学生校园生活、学习等诸多数据，为学生提供个别化学习定制等保障服务。

未来的智慧校园，师生在校园里，学校能智能地感知到他们的存在，并可以无处不在地为他们的任何需求提供帮助，这是特殊群体所需要的智慧特教。

二、“智慧校园”建设的主要内容

目前我校在“智慧校园”建设道路上的探索主要有智能楼宇集成管理系统、智慧校园卡、云桌面系统、电子书包、创客空间、宁波市特殊教育“智慧特教”平台等。

（一）学校基础设施配备

学校网络采用三层拓扑结构，核心层配置了一台H3C10508-v万兆交换机，楼宇汇聚层与核心万兆对接，千兆到桌面的有线网络布点，另有双频600兆的无线网络覆盖全校，为“智慧特教”建设提供了良好的基础保障。

每间教室都配置了70寸智能交互型多媒体教学一体机，为师生提供良好的教学环境。

学校配有1间微格教室和4间录播教室，方便教生进行课堂录播、微课和优课制作。

（二）智能楼宇集成管理系统

“智慧校园”有多个智能化子系统，如安防监控（入侵警报）、信息发布、智慧校园卡、物联网智能家居、IP广播、配电系统等。智能楼宇集成管理系统是通过计算机网络、工业总线等通信技术实现对各个智能子系统的集成，实现各系统的互通、互联、数据采集、交换、设备回控及跨系统的联动。该系统不是对弱电系统功能与界面的简单重复，也不是对子系统的所有配置的简单拷贝，而是将整个智能中心监控及管理所需的重要信息综合起来，通过对各被集成子系统的信息的整合，生成智能中心运行管理所必需的综合信息数据库，提供给智能中心管理部门，从而对所有全局事件进行集中管理，进而为综合性全局决策提供依据。例如：学生在佩戴智慧校园卡或智能手环时，被识别到在危险区域长时间逗留或上课时间不在规定考勤范围之内，该系统将会后台报警或联动监控提醒相关人员判断；重点区域视频监控会根据预警情况，提醒相关人员判断；设备故障自动提醒相关人员处理。

智能楼宇集成管理系统还开发了基于三维仿真建模的管理功能，实现在三维界面下查看设备分布和工作状态，并进行各系统的控制。目前智能楼宇集成管理系统各子系统对接已近尾声，正在做最后的调试测试。

（三）智慧校园卡

智慧校园卡是宁波智慧教育主推项目之一，该卡的逻辑设计即为：RFID+市民卡+主账户关联，物理上由2.4G有源RFID卡套和PBOC3.0标准的市民卡组成。集“远距离读取、身份感知、行为感知、大公交、小额支付”等多项功能于一体。通过“优化升级校园应用”和“创新支持校外支付”，打通了校园内外的壁垒，实现了智慧校园卡的跨区域应用，达到一卡多用、一卡多能的目的。学校根据特殊儿童特点，在宁波市智慧教育推出的智慧校园卡的基础上，做了进一步深化创新，开辟出新型特殊教育学校校园管理模式，旨在建设宁波市智慧特殊教育。

1.RFID卡套：2.4G有源RFID电子标签部分主动发射射频信号，读写距离较远，配合2.4G阅读器，主要用于校门出入记录和走班考勤；

2.市民卡：市民卡部分读写距离较近，主要用于校外公交和银联消费使用；校内刷卡消费、图书借阅、校讯通等。

3.搭建强大的学校智慧校园卡系统硬件系统，学校内共布置室内RFID阅读器300台、室外RFID阅读器26台。

4.开发RFID智能手环。智能手环一方面在手环中植入定制功能模块，用于学生运动健康数据记录；另一方面，作为智慧校园卡的辅助，开发危险区域预警等其他预警功能。

5.在校门考勤和走班考勤的基础上，增加上课考勤、住宿考勤、消费记录等。

6.微信订阅智慧校园卡服务平台，为学生家长与学校提供交流的平台。整个微信服务平台包含信息展示平台和信息互动平台，信息展示平台主要以微网站的形式展示学校最新校内资讯，信息互动平台主要是为学生家长与学校提供交流的平台，互动平台将提供学生校园行为查询、校园行为分析结果推送等功能，包含校门考勤行为、上课考勤行为、消费行为和运动健康行为。

智慧校园卡还与智能楼宇集成系统对接，使用RFID和三维建模，实现人员实时精确定位。

（四）云桌面系统

作为“智慧校园”建设中的另一大亮点与趋势，云桌面系统相对于传统PC是一种全新的计算模式。云桌面系统数据的计算和存储，都在数据中心的服务器和存储设备上，是一种集中式的计算模式，用户终端设备只用于输入和输出，显示器上显示的只是服务器上传输过来的图像变化量。

云桌面系统利用桌面虚拟化平台软件，将服务器（群）改造为云桌面平台，为每个用户提供一个独立的虚拟化的云桌面。云桌面服务器群全部托管在数据中心，用户可以通过远程桌面协议，利用各种终端设备连接使用。即使采用精简、低成本的云终端设备，也能获得跟一台性能强大的PC一样的使用效果。

智慧教室之创客空间　摄影　戴美

数据中心的每台服务器被虚拟成多个虚拟化桌面（配置根据需求自定义），每位师生都拥有一台独立的、属于自己的在数据中心运行的云桌面。

教师和学生无论通过何种终端设备，教师、学生自己的电脑、平板、云终端、手机等等，都可以访问到自己专属的云桌面，并且无论何时访问，获得的云桌面都是一致的，这大大增加了桌面使用的灵活性。

云桌面系统的优点不仅止于此，还有信息更安全（台式机怕硬盘损坏）、维护更方便（远程配置）、更加节能（瘦客户机5W-10W）等。

学校目前配置云桌面系统120个并发终端，正在服务于教师日常办公和教学，下一步学校拟规划建设云桌面机房和图书阅览室。届时，学生亦可使用云桌面系统进行学习。

（五）电子书包

电子书包作为一种智能学习伙伴，为学习者创设了新型的信息化学习环境，电子书包的出现不是替代传统教学，而是促进教与学形式的改变。新的技术和资源出现时，我们特教学校更不能趋之若鹜，而需要站在学习者和教育者的角度上考虑它是否真的能促进教学，更应该利用现有的教学资源和教学手段与新技术相结合，从而使教学达到最优化。

2015年，我校结合SEEWO70寸教学多媒体一体机，实验性采购了一套电子书包设备，用于教育试验和研究，作为“智慧特教”的研究和尝试，效果还待时间检验。预计2017年，学校还将继续采购几套电子书包，延伸尝试。

（六）创客空间

我校成功制作了《微信锁》，并于2016年4月28日，在海南省华侨中学举办的“DFRobot杯”第四届全国中小学机器人教学展评暨首届校园创客作品展活动中，荣获机器人教学基本功竞赛高中组一等奖的第一名。

《微信锁》的主题框架主要基于微信公众号的API，通过扫描二维码的方式，获取扫描者微信的openid，以该openid作为认证基础，在服务器端进行后续操作，最后给锁一个开门或者关门的信号，锁获取信号后即可驱动电机开关门。

创客空间可谓是“头脑风暴”，在这里，有共同兴趣的人们可以聚会，社交，展开合作，在互联网的背景下，他们可以利用开源硬件和互联网，把更多的创意转变为产品。这样一个萌发“智慧特教”的基地，相信在某一天，“智慧特教”的某一项应用将在这里产生。

（七）建设宁波市智慧特教平台

宁波市智慧特教平台以宁波市特教指导中心、宁波各区特殊教育学校、宁波所有随班就读学校教育管理、教育教学资源实现分布式集中存储业务为主线，以数据标准建设、平台规范、数据安全、数据交互共享为支撑，重点建设各类特教数据库、教育综合服务和管理。

特教平台学生数据采用“一人一档，人档对应”原则，以个性化教育为宗旨，记录每一个特殊学生在校的成长历程。目的是根据每个特殊学生特点，寻找适合他们的成长道路和教育方式。

特教平台集学习、活动、德育、身心健康、康复情况等记录于一体，除对学业水平的客观分析外，更以照片、视频等媒体方式，形象展示学生成长过程，面向教师、学生、家长、社会公众，共同参与。

智慧教育方兴未艾，智慧特教实践永无止境，我们特校必须紧紧把握这一机缘，不断开拓创新，奋力拼搏。

（作者单位：浙江省宁波市特殊教育中心学校，315202）

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