智慧校园智能化系统设计规划分析

姚慧明

摘 要：云平台、大数据、物联网等技术快速发展，传统的校园模式已经不能满足学生的多样化需求。智慧校园智能化系统设计应运而生，它通过云构架，强化入网融合和边缘能力，开放智能学习终端，实现对教学资源的整合管理，促进教育产业化发展，深化高校改革。基于此，本文将主要论述智慧校园智能化系统设计规划分析。

关键词：智慧校园;智能化系统设计;规划分析

引言

21世纪人工智能进入到了发展的快速时期，人工智能与各个行业密切相关，高校作为科技的前沿阵地，要依托互联网构建新工科，形成新的校园结构，结合大数据的特点，紧跟社会需求，创建新型的教育格局。

1. 智慧校园智能化系统设计规划中存在问题

随着我国教育改革的不断深化、教育领域信息化取得了长足的进步，学校都购买或研发了一些教育信息化应用系统。但大多为“按需、逐个、独立”的建设，另外由于独立进行数字校园建设，导致学校间的资源无法进行共享，最终形成了以“数据孤岛”、“应用孤岛”、“硬件孤岛”、“资源孤岛”组成的“孤岛架构”：

硬件资源（比如服务器，网络资源等）不能共享，当本身资源剩余的时候，无法分配给其他应用系统，而当本身资源不足时，也无法从其他服务器获取资源;

每个系统都有独立的安全、管理标准，增加运维管理难度，造成管理混乱;

各自有独立的数据库，数据无法共享与交换，无法形成有效的统计报表;

独立的展现层，信息分散，用户获取信息要在不同的系统间穿梭往返，“人找事”，增加了使用难度;

地区内的优质资源无法共享，导致各校的教学水平落差越来越大。

智慧校园信息流通速度快，智能化系统移动虚拟化的特点，个人信息容易被非依法盗取，网络安全防线不统一，多方信息流通出现问题，个人信息安全问题有待强化。此外，学生基数过大，客户端压力大，容易受到外界干扰，日常的维护保养工作量大，建设成本较高，限制了学生对资源的管理应用。

2.  智慧校园智能化系统设计规划

2.1 智能化系统的层级管理

智慧学校遵循立足实际、科学规划，标准统一、资源整合，应用驱动、特色创新的原则。学校要摸清自身的软硬件建设情况和师资力量等校情，明确智慧学校建设需求，制定具有校本特色的智慧学校建设规划。在建设中充分利用各类各级资源，实现资源的优化与重组。依据教育部颁发的国家教育行业标准（教育管理信息、基础教育教学资源元数据）等标准，以统一身份认证、统一数据汇聚、统一资源管理、统一桌面呈现为基础，充分发挥校内应用互联、校际资源互联和区校数据互联的价值，实现各个应用系统的互联互通。

在满足学校教育教学实际需求的基础上，对学校基础设施、应用系统等进行一定的前瞻性设计和实现;根据自身的条件和发展目标，打造创新、协调、绿色、开放、共享的智慧学校。建完的智慧校园应该具备以下特征：

2.1.1、环境全面感知

智慧校园中的全面感知包括两个方面，一是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;二是感知、捕获和传递学习者个体特征（学习偏好、认证特征、注意力状态、学习风格等）和学习情境（学习时间、学习空间、学习伙伴、学习活动等）。

2.1.2网络无缝互通

基于网络和通讯技术，特别是移动互联网技术，智慧校园所有软件系统和硬件设备的连接，信息感知后可迅速、实时地传递。这是所有用户按照全新的方式协作学习、协同工作的基础。

2.1.3海量数据支撑

依据数据挖掘和建模技术，智慧校园可以在海量校园数据的基础上构建模型，建立预测方法，对新获得的信息进行趋势分析、展望和预测;同时，智慧校园可综合各方面数据、信息、规则等内容，通过智能推理，做出快速反应，主动应对，更多地体现智能、聪慧的特点。

2.1.4开放学习环境

教育的核心理念是创新能力的培养，校园面临从“封闭”走向“开放”的诉求。智慧校园支持拓展资源环境，让学生冲破教科书的限制;支持拓展时间环境，让学习从课上拓展到课下;支持拓展空间环境，让有效学习在真实情景和虚拟情境都能得以发生。

2.1.5师生个性服务

智慧校园环境及其功能均以个性化服务为理念，各种关键技术的应用均以有效解决师生在校园生活、学习、工作中的诸多实际需求为目的，使个性化服务成为现实中不可或缺的组成部分。

2.1.6校园私有云计算中心

作为智慧校园建设的核心工程，私有云计算中心是支撑智慧校园高效运作的重要数据平台，通过具有良好稳定性和扩展性的物理设备群，实现智慧校园感知数据、基础数据、业务资源和教学资源的集中存储和管理，利用虚拟技术实现IT资源的集中控制、管理和分配，降低智慧校园运营成本。

2.2  实现数据与教学的有效结合

智慧校园最终要实现信息技术与教学的深度，学校的主要目的是为了培养高层次人才，因此在智慧校园发展过程中，要将技术、教学、知识融为为一体。将智慧校园与智慧教学相结合，突破传统教学的单一性。明确内容与数据之间的融合关系，突破单一维度的限制，实现多学科交叉，给学生更大的自主空间。建立完善的学习资源共享平台，考量个人数据与网络开放性之间的矛盾，实现有效的资源管理与监督，加快数据的传递速度，降低数据使用成本。

例如，可以配合虚拟现实技术、与智慧考勤。采用无感考勤的智能化技术，实现上课期间学生人脸的自动抓拍，并与数据库中的人脸信息进行比对，实现日常考勤的智能化。同时应该推动智能学习终端的发展，智能学习终端是学生学习的重要基础，以开放式的教学资源为基础，依托电子书、智能手机、pc载体，向学生提供数据化服务，综合音频、文本、视频等多种形式。实现线上、线下的共同学习，突破课堂环境限制，真正实现沉浸式体验式教学，不断汇集优质的教学资源，为学生提供更多可选择的学习模式。

2.3  完善应急自动化管理

在智能化校园开展，影响层面广泛，经常会出现许多异常情况。因此，要完善智能化系统的应急处理，及时检测异常运情况，并将数据交付与智慧处理系统，完成相应的风险评估，形成智慧监控，智慧处理，智慧交流等全盘功能。并按照实际业务完成数据的接入与管理，完成高难度的智慧行为模式，以分析出来的结果，设定合理的参数值，通过网络计算出相关函数，保证使智能系统实现自动化调节。通过智能化的校园管理优化教学资源配置，并综合应用物联网、云技术的优点，构建适宜的网络平台，在获取海量的数据后，进行对点的分析处理，保证决策的科学化合理化。

例如，智慧教室由多个模块组成，它综合门禁系统、环境监测、灯光控制、智能遥感等多个模块，可以自主感知教室温度，开启自动送风功能，门口安装人脸识别系统，通过门口的电子班牌，可以显示班级信息及学生和老师的考勤情况。教室内配备一定的红外传感器、声光报警器、烟雾传感器，实时监测周围环境，一旦发生危险时立即向主机报告信号，达到流量均衡、及时纠错，实现从硬件到软件的集中升级，形成智能化、数据化的应急管理。

3   总结

智慧校园是一项系统性的工程，以人工智能、物联网、大数据为基础，能够持续优化校园资源配置，构建更加和谐化的生活环境，优化當下校园的服务形势，解决资源有限的问题，构建智慧校园环境，实现教学资源公平化、多元化。

参考文献：

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[2]吴有龙， 杨忠， 徐楠等. 基于物联网技术的智慧校园建设与研究[J]. 物联网技术， 2020， 第10卷（1）：88-89，92.

[3]唐亚军， 蒋本聪. 智慧校园信息化建设的应用研究[J]. 数字通信世界， 2020， （3）：202.