教育信息化的转型：“互联网+智慧校园”的构建研究

杨瑛霞

摘要：随着云计算、大数据、互联网等技术的快速发展和改进，教育信息化已经得到了极大的提升，并且开始向纵深化、智慧化、集成化、共享化模式转变，本文分析了高校教育信息化建设发展现状，探讨了以“互联网+”思维和技术构建智慧校园体系，并建议在实践应用全程贯彻“互联网+”思维，转变传统教育思想、观念、模式、内容以及方法，利用信息技术创新传统教学模式，提升智慧校园信息资源的共享程度，实现智慧校园的真正智能化，逐步构建智能化、个性化、终身化的教育体系。

关键词：互联网+;智慧校园;物联网;混合学习

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2019.07.027

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-1580（2019）07-0115-04

2015年3月5日，李克强总理在2015年政府工作报告中，提出要制定“互联网+”战略行动计划。党的十九大报告也明确指出要“加快教育现代化”“办好网络教育”。近年来，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，高校也加快了智慧校园建设步伐，推动着“互联网+”与教育系统的深度融合。2018年2月6日，教育部办公厅印发《2018年教育信息化和网络安全工作要点》，明确2018年教育信息化和网络安全工作思路为大力推动“四个提升”和“四个拓展”，办好网络教育，发展“互联网+教育”，实现教育信息化的转段升级。因此，构建“互联网+”智慧校园，打破时空界限，整合优质教学资源，创新教学模式，促进高校教育不断向开放、共享、智能、个性化方向转型发展，势在必行。

一、高校信息化建设发展现状

高校教育信息化经过多年由数字化校园到智慧校园的探索和实践，大都完善了智慧校园组织架构、搭建了智慧校园基础设施平台、开发了大量的数字化学习资源、进行了信息系统支撑下的教学模式探索，开发了涵盖教学、科研、管理、生活服务等信息系统，如网上教学系统、学生成绩管理系统、教务管理系统、科研管理系统、住宿管理系统、一卡通管理系统等，在服务教学、科研和校园生活等方面发挥了重要作用，取得了初步的成效。尤其是慕课、微课等网络教学平台的运用，有力地提高了教育信息化水平。但是高校智慧校园的建设及应用仍然处于初级探索阶段，还存在软硬件发展不均衡;顶层设计技术人才匮乏;管理服务欠佳，端口限制延伸;信息孤岛严重，无法共享资源等问题，归结如下：

（一）智慧校园的顶层设计还未依据学校需求，突出特色;大部分高校关于智慧校园的顶层规划设计与实际需求脱离，容易被产品和市场绑架或在技术上盲目跟风，具有自身特色的顶层设计和创新应用比较少。教育信息化发展初期，历史经验比较少，缺乏技术人才，因此许多信息规划处于走一步建一步的状态，缺乏顶层设计，各个应用软件没有统一的研发标准和技术，无法有效集成，不利于教育信息化的后期发展，不利于提高运维管理水平。

（二）智慧校园的教学资源还未突破校园围墙，开放共享;优秀的教育资源仍然只被高校少数人或特定群体占有，突破时空、服务社会和国家的职能还未拓展。另一方面，校园外教育云平台资源泛滥、标准不一，优质教育资源容易被网络淹没。校内校外资源无法整合，信息孤岛现象还比较普遍。教育信息化覆盖的部门非常多，涉及到的业务人员也比较多，不同的部门对教育信息化的理解和执行均不同，因此造成软硬件分离，发展不均衡，许多部门的教育信息化应用水平较低，不利于改进人工的工作水平和效率。目前，教育信息化的各个应用软件不断地扩大功能应用模式，但是由于需求设计时对数据的重视程度不够，导致各个部门之间业务独立，根据自己的工作习惯设计数据内容，导致大量的数据重复和垃圾数据堆积，不利于各个部门之间的数据互通，比如教务管理、成绩管理、科研管理等均无法共享数据，不能够更加准确地评价教学效果。

（三）在依托网络资源创新教学模式，引导学生自主学习、混合学习、个性化学习上还未形成常态;大部分高校还是以传统课堂讲授的教学模式为主，以学生为主体进行探究式、研讨式、虚拟体验式等创新教学实践活动还比较少。

（四）新技术的应用也处于初级阶段，校园生活的感知、教学过程的跟踪、数据的采集分析、教学资源的推送等环节智能化程度还较低，尚未形成深度挖掘，优化学习、辅助决策和智能管理的作用发挥还不充分。

二、“互联网+智慧校园”构建设计

（一）“互联网+智慧校园”内涵与特征

关于智慧校园的建设研究，许多学者进行了探讨。黄荣怀等提出智慧学习环境的概念，指出环境的全面感知、网络无缝互通、海量数据支撑、开放学习环境、师生个性服务的五大特征。“互联网+”是互联网思维的进一步实践成果，推动经济形态不断地发生演变，从而带动社会经济实体的生命力，为改革、创新、发展提供广阔的网络平台。“互联网+智慧校园”是一种以开放、互联为基本特征的互联网思维对数字校园的重构重塑;是一种以大数据、云计算和智能化技术为代表的互联网技术对教育教学系统的变革和演进;是对教育教学系统内各组成要素及人才培养流程模式的优化;是可能创新形成的的泛在学习、按需学习、终身学习等高校教育生态;最终目的是更好地完成人才培养目标，实现人的全面发展。因此，感知、互联、开放、智能、创新是“互联网+智慧校园”的主要特征。

感知：通过各类传感器、采集器、RFlD、二维码等传感设备，建立物物相联网络，使校园内教育教学各个环节所涉及的人、财、设备成为感知对象，将感知到的各项运行数据、学习行为、故障情况等采集下来，供分析决策、做出判断。全方位的数据感知是智慧校园的基础特征，是实现“智慧”的前提。

互联：校园网、移动网、物联网和互联网整合互联在一起，園区内每一个角落实现网络全方位覆盖，实现校内校外网络全联通。同时，电脑、手机、PAD等智能终端可无差别访问网络，人与网络、物与网络、网络与网络、数据与网络高度互联融合，用互联网思维实现传统教育体系、流程、结构、规则、管理等互联网化。

开放：推倒校园围墙，实现校校之间、校企之间教育资源建设优势互补、合作共赢的发展态势，通过教学资源的高度开放共享，创新教育资源汇聚、共享、推送、更新机制，消除信息孤岛，使优质资源广泛服务更多群体，解决教育资源分布不均的现实问题。

智能：通过传感网感知的数据采集、存储后，运用数据挖掘和机器学习等技术，对海量的感知信息进行分析、判断，并依据规则进行自主决策，这种因人而异、视情抉择的智能是智慧校园的核心特征，智能化在提高教育管理效能的基础上，实现教学分析个性化、决策支持科学化、管理过程精细化。

创新：创新服务与智慧应用，促进教育教学体系、教学模式、管理模式、服务模式的创新，满足学生学习需求多样性、个体学习自主性、个体之间交互性、学习范围广阔性的需求。

（二）“互联网+智慧校園”体系结构

“互联网+智慧校园”建设是一项涉及技术、安全、人员和法规制度的综合性系统工程，王曦等构建了由校园感知层、数据传输层、数据智能处理与存储层、支撑服务层、应用服务层、智慧应用层6个横向的层次，标准与评估体系、安全保障体系2个纵向体系组成的“六横两纵”智慧校园立体技术体系架构。围绕“互联网+智慧校园”的主要特征，合并数据智能处理与存储层、支撑服务层，完善各层安全策略，构建五层智慧校园体系结构，如图1所示。与传统数字校园体系结构相比，“互联网+智慧校园”立体架构在网络层之下增加了感知层，在网络层之上增加了数据层，面向用户的是个性化智能服务。

感知层：物联网层，通过物联网传感器WSN（传感器网）、RFID（无线射频识别）、Zigbee（低功耗局域网协议）、IP Cam（摄像头）等各类移动终端，通过触、扫、监等手段对校园实施实时感测，进行数据采样，感知层是“互联网+智慧校园”智慧的前提和基础。智慧校园功能多、数据多、用户多，不仅包括传统的应用软件，同时还包括各类型的硬件设备，为了提高智慧校园的自动化、智能化、共享化，在智慧校园中引入了许多先进技术，比如人工智能技术、物联网技术、交互界面开发技术、应用软件架构和数据库技术。

网络层：覆盖全校的传输网络，通过有线网络、无线网络实现校园空间全覆盖，实现感知信息的接入和多元信息的互联。

数据层：数据层通过统一数据交换平台、云平台和数据管理技术，完成数据的存储汇聚、集成聚合、分析挖掘和备份容灾等数据智能处理和数据安全工作，目的是向上层提供智能处理后的数据支持。基础信息数据库、教学资源库、教学科研管理等业务数据库、统一数据交换平台及动态采集的非结构化数据，能够统一基础数据、记录过程数据、积累历史数据、挖掘决策数据，不断形成智慧校园大数据，是智慧校园的核心层。

应用层：是智慧校园业务系统，围绕智慧教学、智慧科研、智慧管理、智慧安全和智慧服务等，构成智慧校园的核心业务层。智慧应用的创新发展是一个不断探索、演进的过程，会随着智慧校园的不断推进而发展创新出新的教学模式和支持系统。

服务层：智慧校园感知、互联，主要有师生信息服务、管理信息服务和科学决策服务等，其功能主要在于展现统一、友好的使用人口界面——综合信息服务平台。

该架构利用云计算、大数据、智能设备等技术手段，打造一个开放、高效、统一的信息化平台，通过“云”的超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、按需服务等特征，为各类业务的使用者提供个性化、智能化服务。

三、“互联网+智慧校园”建设发展策略

以“互联网+”思维和技术构建智慧校园，需要在实践应用中全程贯彻“互联网+”思维，转变传统教育思想、观念、模式、内容以及方法，利用信息技术创新传统模式，提升智慧校园信息资源的共享程度，实现智慧校园的真正智能化，构建智能化、个性化、终身化的教育体系。因此，“互联网+智慧校园”建设发展中要注重把握以下几个关键环节：

（一）转变经验决策为数据决策，科学规划顶层设计。满足需求、明确目标，科学进行智慧校园顶层设计。一是要转变经验决策为“互联网+”数据决策，通过数据分析进一步明确办学治校目标和方向、人才培养的需求和学科专业发展的方向，依据学校发展的需求制定智慧校园的目标定位;二是要立足数字校园的建设现状，查找涉及技术、制度、应用模式或安全机制上的缺点和不足，有针对性地统一规划、分步实施;三是科学进行创新应用探索，实现信息技术对教学全程的整合支撑，突出特色。智慧校园为了方便教师、管理人员服务学生，开发和部署了许多校园办公软件，这些办公软件包括公文管理系统、教务管理系统、学籍管理系统等，方便教师日常办公、请假作息、教务排课、学籍查询、成绩管理等，进一步提高校园办公效率。校园广播软件也可以通过互联网推送、广播一些最新的消息通知，比如表彰大会、节假日通知等，方便教师、学生获取最新的情况。

（二）转变封闭校园为开放大学，构建优质教学资源开放服务体系。紧紧围绕教学资源开放共享，加强校校之间、校企之间合作，构建数字教育资源公共服务体系，扩大教育资源覆盖面，让更多人能够平等享受优质教学资源，实现人人皆学、处处能学、时时可学的泛在学习，缩小数字鸿沟，逐步构建服务终身学习的开放教学资源体系。智慧校园采用先进的企业服务总线ESB技术，引入了面向对象的JSP开发技术和MVC开发模式，实现了教务教学、学生成绩、教师职称、科研成果、图书专利等数据的共享，大大地提高了智慧校园的信息共享程度，打破传统的信息孤岛问题，实现多业务部门的数据共享。

（三）转变整齐划一教学设计为个性化伴随式动态教学策略。建设统一数据交换平台，消除数据孤岛、推倒数据屏障，打通涵盖教学、管理、科研、生活服务以及教学全程的数据链路，通过教学数据的“伴随式”采集和汇聚，形成学生学习档案库历史数据记录，并通过大数据分析和挖掘技术，对学生的学习行为、兴趣偏好、浏览路径、学习态度、学习效果进行评估，依据大数据动态评估结果及时调整教学策略，为学生提供个性化学习支持，做到因材施教。智慧校园采用自顶向下的分层开发模式，可以加强顶层设计，优化业务顶层的软件布局，从而可以实现多业务部门的高度融合，避免由于开发技术、系统架构、数据库平台等不同造成信息不能够顺畅地流动，更无法完成智慧校园的大数据处理功能。因此加强顶层设计意义非常大，进一步提高人工智能数据的提取、分析能力，也可以创建一个物联网、WiFi网、移动网、有线网的集成的并发接人平台，提高部门之间的网络应用水平。

（四）转变课堂教学为主的教学模式，以网络为中心，创新互联网+混合学习模式。逐步改变以课堂教学为主的灌输式教学常态，除了运用MOOC、微课等网络教学手段外，运用信息技术，构建支持学生自主学习、课堂精讲、探究互动、虚拟演练、综合测评等教学环节的混合教学环境，重塑教学结构和评价管理模式，突出学生的主体地位，激发学习潜能，促进学生能力素质全面发展。

四、结束语

智慧校园作为当前教育信息化发展的一个重要方向，未来将会得到更多研究机构、政企单位和学校管理者的研究，运用先进的5G移动通信技术、机器学习技术、云计算技术、虚拟现实技术，构建一个仿真的、沉浸感较强的、兴趣浓厚的智慧校园平台，让学生、教师和管理者掌握每一个活动细节，更好地开展教学、科研工作，提高教学质量，为社会培养更多的实践型、创新型人才。