职业学校智慧校园建设与应用研究

孙开坤

（江苏省宿豫中等专业学校，江苏 宿迁 223800）

1 智慧校园建设背景

2008年IBM公司首次提出“智慧地球”这一概念，之后“智慧城市”、“智慧医疗”、“智慧教育”相继出现，“智慧校园”也应运而生。这些项目的建设旨在让吃穿住行、教育、医疗等人类活动变得智慧化。

智慧校园是利用物联网技术、云计算技术、大数据技术等多项关键技术，构建出具备智能感应功能、智能控制功能、智能分析功能等智能管理体系，形成一个具有一定智能的智慧校园。

2018年6 月，国家标准化委员会发布GB/T3642-2018《智慧校园总体框架》。总体框架分别从教学环境、教学资源、校园管理等方面，详细阐述了智慧校园的建设路径以及相应的标准，也为广大职业学校建设智慧校园提供了可行的建设框架和发展方向。

2 职业学校智慧校园的建设框架与关键技术

职业学校智慧校园的总体架构宜采用云计算架构进行部署，如下图所示，分为基础设施层、支撑平台层、应用平台层、应用终端，并按照智慧校园技术规范和信息安全体系进行建设。

图1 智慧校园服务总体框架

基础设施层包含校园信息化和基础设施和数据库服务器等。是智慧校园的基础保障。

支撑平台层包括数据交换、数据处理、数据服务、支撑平台、统一接口等功能模块，是体现智慧校园云计算服务能力的核心层，是各类应用服务的支撑。

应用平台层负责构建智慧校园的环境、资源、管理和服务等应用。是智慧校园应用和服务的内容体现。

应用终端为访问者提供一个统一认证的平台门户，为浏览器和移动终端提供安全访问，共享平台服务和资源。

智慧校园的建设离不开一些关键技术，这些技术确保智慧校园的最终落实。其一，具备智能感知功能的技术，用于感知使用者的行为。其二，具备让物体联网，并通过网络控制物体的技术，用于实现对物体的远程控制等目的。其三，需要先进组网技术、云计算技术、大数据技术、视频监控技术等，以实现其他智能化管理目的。正是由于这些关键技术，才让智慧校园的智慧化得以真正实现。

3 智慧校园基础设施建设

3.1 智慧校园网络建设

在充分考虑前沿技术及未来发展趋势的基础上，职业学校应从师生规模、校区布局、资金支持等方面进行智慧校园基础设施的全面规划，建设既满足现有业务需要，又能支撑未来可扩展的高可用智慧校园基础设施。

需要从网络拓扑结构设计、网络布线设计、网络机房设计、网络设备规划、计算终端设备规划、物联网系统规划设计这些方面来设计规划。

3.2 智慧校园数据中心建设

计算与存储分离是高可用数据中心的基本技术前提，职业学校服务器宜只做计算设备，提供进行网络、应用、数据等服务；存储设备规划时根据学校存储数据的应用情况和处理要求，配置本地主存、本地备份存储和异地备份。不建议学校使用服务器内部磁盘作为主存或备份存储。

虚拟化技术在数据中心建设中尤为重要，基础设施虚拟化、云化的数据中心只需配置3～6台较高配置的服务器，主存、备份存储为全校共享。通过虚拟化平台动态划拨、调配计算和存储资源，实现故障自动迁移、计算和存储资源动态分配。采用虚拟化软件平台创建并管理虚拟机，不仅可以提高资源使用的敏捷性、灵活性和可扩展性，同时也增加了数据中心的可用性和管理效率，降低运维成本。

3.3 智慧教学设施建设

3.3.1 智慧教室

人们常说的智慧教室除了辅助教学设备外，还包括教室监控、电子班牌等。此外，还包括教室物理环境控制，如门窗自动开闭、灯光控制、温度控制等。

智慧教室侧重于“智慧”两个字，在此教室中拥有具备多种功能的“智慧软件”，如计算机设备、视频录制软件等，再打通多种智慧软件，从而形成一个完整的、功能齐全的智慧教室，智慧教室具备智慧教学功能、智慧的黑板、丰富的课堂互动、常态化录播、集中控制等特征，并具有在线点播、课堂直播功能、非线性编辑功能。

3.3.2 智慧实训室

智慧实训室将物联网、云计算、移动互联和多媒体教学完美融合，以应用产品的形式融入到实验室中，可以在物体与物体，物体与人类之间，建立出较为有效的连接，让人类可以在另一处对物体进行远程控制，如远程跟踪、远程监控等。因此，基于智慧实训室的功能，学习相关课程的学生可以在智慧实训室内，将所学的专业知识应用到专业实践活动中，深入掌握实践技能。

3.3.3 虚拟仿真实验室

虚拟仿真实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上建立部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境。当学生们处于虚拟仿真实验室当中，就好像处于真实环境中，可以“亲眼”看到各种各样的实验器材，并按照实验方案操作各种设备，得到实验结果。不同于真实的实验室，虚拟的实验室，可以有更先进的实验器材，还不需要消耗大量的实验材料，能够帮助学生获得近乎真实的实验体验，促进实验技能的掌握。

3.3.4 多媒体教室

在传统的教室中，教师需要利用粉笔和黑板等教学工具，进行专业知识的传授，局限性比较强。比如，受限于教师能力，多数教师无法短时间内在黑板上画出复杂的机械结构图。但是，多媒体教室不同，可以借助多媒体技术，将教学内容为多种形式比如图像、音频、视频等形态进行展示，让课程教学内容变得生动、形象，便于学生理解掌握。

3.3.5 桌面云

传统电脑桌面系统只能安装在一台PC机上，教职工需要固定工位使用电脑，存在教学办公灵活性差、运维成本高的问题。

桌面虚拟化宜采用瘦客户机模式，计算与存储都放在数据中心专用服务器上，校内师生通过校园网内任何可联网电脑，或瘦客户端远程访问自己的云桌面系统，使用体验、功能与传统电脑桌面系统无异。对运维部门来讲，全校所有PC桌面集中、统一管理，节省运维时间和精力；对学校来讲，虽然需要增加多台专用服务器进行管理，但是一方面节省了电费和电脑、配件的购置成本，更为重要的是为教职工教学办公提供了更多的便利与灵活性。

3.4 智慧校园数据信息安全体系建设

智慧校园的建设依托于云计算和组网等技术，畅享智慧校园带来的智慧教学生活服务时，网络安全是重要的保障，要防止数据信息遭到泄露和破坏。智慧校园的有序推进，既需要确保教学活动照常运行，也要确保相关信息不被其他人恶意窃取。因此，各大职业学校还需要结合校园的实际情况，更快更好地建设智慧校园数据信息安全体系。

从信息安全体系的概述层面来讲，智慧校园数据信息安全体系的建设应以国务院信息化工作办公室颁布实施的《信息安全等级保护管理办法》及其配套的《信息系统安全等级保护定级指南》等为标准。信息安全产品包括专业虚拟专用网络（VPN）设备、Web防火墙、防火墙、上网行为管理、终端杀毒软件网络版及网络防病毒服务器端等。

从信息安全体系的具体内容层面建设来讲包括，其一，安全管理体系，需要管理整个信息安全体系，相当于整个体系的大脑；其二，安全技术防护体系，建立并及时更新防护技术，抵抗住来源于外部的恶意攻击，相当于安全体系的防护墙。如保护主机安全和网络安全；其三，安全运维体系，主要确保安全体系各方面照常运行。

4 智慧校园应用平台规划建设

一所职业学校的核心竞争力在于教学质量与管理水平，二者影响着学校的生存与发展，提升学校核心竞争力是各个学校的当务之急。2015年8月，教育部发布了《职业院校管理水平提升行动计划（2015—2018年）》。此后，各大职业学校根据文件的相关内容，尝试了各种工具和方法用以提升学校的管理质量。职业学校需要建设一个整合集成的智慧校园平台，实现学校管理系统化、规范化、精细化、信息化，提升学校教学管理水平与效率。

职业学校要想建立智慧校园，需要让不同工作岗位的工作者拥有相应的应用软件。教务管理人员需要能够管理教务，管理学校工作者、管理学校资金等应用软件，教师需要管理课程和学生的软件。不同的应用软件有着不同的功能，共同点在于运用技术实现半自动化管理，减轻与教育有关的工作，并提高教务管理者、教育工作者的工作效果。

智慧校园最终要为教师、学生、家长所使用，其一切功能要满足用户的基本要求。比如，现如今人手一部手机，只要联上网，手机内各种APP可以实现快速获取信息、传递信息等目的，职业学校可根据需求，最终设计出与智慧校园有关的手机和电脑客户端，方便各种教学办公需求。

5 智慧教学应用

职业学校要想建立比较成熟的智慧校园，需要智慧的教学设备、管理设备以及具备智慧思维的教育工作者等。在高度成熟的智慧校园当中，会改变传统教育模式以学科教师为学习活动的主体、以考取好成绩为学习目的、多数学习时间待在学校教室等特征，慢慢探索并建立出，以学生为学习活动的主体，以解决实际的专业问题为学习目的，以专业实践活动为知识获取和应用场所的教学模式。在未来很长一段时间内，利用微课等教学资源、慕课平台、翻转课堂等教学模式，会慢慢成为职业学校开展教学活动的发展方向。

“教师站在讲台上，一边说着专业知识，一边询问学生专业问题，并在合适的时间点上给出事先设想好的课外作业”这是传统教学模式下常见的场景，此场景中，教师处于学习活动的主体，学生属于被动接受知识的受体，极大程度地限制了学生的独立、深度思考。但是，在翻转课堂模式下，学生们可以利用教师给的微课，事先完成专业知识的获取和理解等行为，再与教师和同学们讨论与专业知识有关的想法和问题，以此达到更深层次理解知识，更全面获取知识的学习效果。

不同于传统校园，智慧校园无线网络覆盖至整个学校，全校的教学资源上传至共享平台，与教学有关的数据被智能化程序自动分析的目的，让职业学校开展翻转课堂有了更多的发展方向，学生进行智能化学习的机会也会随之提升。除此之外，智慧校园中的学习平台，有许多可供学生自主学习专业知识和技能的微课，有可供学生在线交流的平台，有智能化分析学生学习情况以及改进方案的程序等，更有利于将学生们培养成技能型人才。

当然，也不能一味夸大网络学习的功效，唯有取“网络教育”中的精华，去“传统教育”中的糟粕，进而最大程度地发挥网络教育的作用，才可以让职业学校的学生取得更好的学习成就。

职业学校以教师为主导的传统授课方式会继续保持，但课前教师可以从学校资源库管理平台快速获取资源，通过网络平台进行备课，花很少的时间制作出优秀的个性化教案；课中教师围绕个性化电子教案组织开展课堂教学活动；课后通过平台布置、提交、批改作业，进行在线交流、互动答疑等，学生可以在平台上目主学习课堂实景录课等资源。这就是智慧教学在软件平台支撑下的混合式教学模式。职业学校应选用支撑课堂教学、实习实训课程的软件平台辅助实施混合式教学。

6 结束语

无论是普通教育，还是职业教育，都需要关注时代的变化，并结合先进的科学技术，创造出更加智慧的教育方式。智慧校园旨在利用智慧的资源环境，解放教育工作者的部分机械性工作，让教育方式更加有针对性。职业学校建立智慧校园，让学校的教师和学生有了更多的选择空间，让智慧教学、智慧管理、智慧生活成为可能。但是，职业教育最终以培育素质人才为目标，以学生为教育的中心。如果职业学校一味地以“智慧校园”为中心，去调整教学方式、教学内容、教学设备等教学资源，会违背以人为本的教育原则，是本末倒置的行为。因此，职业学校建设智慧校园，应始终坚持以学生为本，以科学技术为工具，进而营造出智慧的教学环境，培养出具备智慧教学思维的教师，更好地服务职业学校的学生。