智慧校园在高校信息化建设中的应用研究

智慧校园在高校信息化建设中的应用研究【摘要】校园信息化建设是当前高校大力发展的优先方向，紧随着计算机技术和物联网技术的发展，高校信息化建设从校园网、数字化校园发展到目前的智慧校园的阶段，而国内高校信息化水平参差不齐，有些还停留在校园网一般阶段，有些高校即使已经建成了数字化校园，由于多系统多应用的异构，建设智慧校园时仍存在许多误区和不足。

本文从面向对象角度对智慧校园的应用系统进行分析，提出有针对性的应用整合案例，并对智慧校园硬件平台、软件平台的建设进行探讨，对现阶段高校智慧校园的建设具有一定的借鉴意义。

【关键词】校园网;数字化校园;智慧校园;云计算;大数据一、引言综观我国高校校园信息化发展历程，可以大致分为三个阶段校园网阶段、数字化校园阶段、智慧校园阶段，每个阶段均与网络和计算机技术的发展密切相关，每个阶段都具有鲜明特色：1.校园网阶段国家教育部在上个世纪末制订了“中国教育信息化九五规划和2000年发展纲要”的草案，提出我国教育系统信息化建设的指导方针和发展战略，着手建设了“中国教育科研网”（CERNET）[1]。

许多高校建成了校园网络并通过CERNET 接入国际互联网。

校园网解决了计算机之间的互连互通，随着上网普及，学校逐渐采用网络化专项功能的软件系统，如财务系统、教学管理系统、人事管理系统、邮件系统等。

这些应用系统丰富了校园网信息化，提高了管理效率和经济效率。

同时，这些系统又是相互独立、自成一体，每个系统都有自己的登录名和密码，属于孤立系统。

在一个应用管理系统发出的通知和更新，浏览用户必须到指定页面去查阅。

这样的系统越多，虽然在功能上越完善，但对众多使用者来说，逐一登录每一个管理系统，效益较低。

并且身份信息等基础信息不能在各个应用管理系统共享，必然会出现基础信息不一致的情况，俗称“信息孤岛”现象。

2.数字化校园系统阶段针对校园网阶段出现的“信息孤岛”现象，在政策引领下，结合网络验证技术的发展，2004年数字化校园建设进入发展期，国内部分高校率先实施数字化校园项目，以期提高学校的核心竞争力。

数字化校园建立了统一的身份信息、资源共享，登录门户时采用统一身份认证，登录后可以直接进入有权限的各个管理信息系统，使用者无需记忆众多的用户名和密码，极大地方便了登录系统的操作。

虽然在门户可以抓取各应用系统主要信息并呈现出来，并且用户可以从链接页可以直接进入各应用系统，但是各个应用系统基本还是独立，信息流程上未实现上下打通，对各种应用功能的整合较差。

整体效益尚未完全体现。

3.智慧校园阶段国务院在2010年颁布了“国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）”[2]，其中提出了“加快教育信息化进程，推进数字校园建设”的总体部署;教育部在2012年3月正式发布了“教育信息化十年发展规划（2011-2020年）”[3]，更确立了校园信息化建设的整体战略、发展任务、行动计划等。

因此国内各高校相继在“十二五”规划中提出大力发展校园信息化建设。

浙江大学结合“智慧城市”的发展方向，在规划中提出概念新颖、功能强大的“智慧校园”建设项目。

智慧校园不仅包括实现数字化校园阶段的全部功能，更突出了应用和服务，以解决各信息系统独立提供服务的现象，智慧校园整合各管理信息系统的数据，实施了人与物、物与物的联动，以提供各种消息、通知、支付、控制、虚拟现实等强大功能。

智慧校园是结合了人与物互连互通的智慧应用而发展得来的，提出“智慧校园”以来，众多互连网公司加入到智慧校园的建设大军，目前已经成为高校较热门的技术应用。

它的建设与使用，提高了教学和管理水平，提高了学校的核心竞争力。

二、智慧校园硬件平台的建设智慧校园的实施和应用，首要前提是硬件平台的建设，在网络连接、网络存储、系统架构等方面必须满足智慧校园应用要求，并应为进一步的拓展留有发展空间。

1.能效管理要求智慧校园是一种全面优化的应用，在系统建设初期，必须考虑智慧校园运维能效的经济性指标。

为了充分降低各项运维费用，在电力消耗、人员配备、机房建设上均应有所考虑。

智慧校园的建设，必须废除原来多系统分散部署的现状，根据需要建立最少数量的标准机房（通常一用一备），将各个管理系统的服务器全部集中到机房内，一是可以降低分散部署所占用的空间，二是可以免去为这些服务器提供的空调、UPS等，从而实现降低系统运维成本的目标。

在智慧校园的各个建设阶段，均应坚持实施能效管理，将应用服务器集中部署到统一机房的云服务平台上，可以避免各种资源浪费现象;在数据采集器、网络交换设备、物联网设备、智能设备的分散部署过程中，均应考虑最佳的能效管理要求。

2.硬件平台架构通常智慧校园硬件平台建设包括底层的服务器集群、数据仓库集群、云存储和容灾系统。

网络建设包括与智慧校园相适应的有线校园网络、无线校园网络、互连网接入、物联网网络等。

智慧校园总体拓扑结构[4]如下：图1 智慧校园拓总体扑结构图考虑到智慧校园应用的规模，对校园有线网络的建设要求应该由应用决定，如果在应用系统中没有大量音视频流、镜像、大文件等应用且学校规模较小，则基于主干千兆、百兆桌面的网络可以满足使用要求;但如果应用系统中有大量音视频流、镜像、大文件、虚拟桌面等应用，且学校规模较大，则应建设基于主干万兆、千兆桌面的校园有线网络。

根据智慧校园的应用差异，如果在应用系统中，无线网络仅仅是作为有线网络的补充，那么无线网络建设通常采取覆盖重点区域的策略;但如果智慧校园的应用中包含移动学习、移动管理等应用，则学校应该建设与之相适应的、区域全覆盖的无线网络，以实现便捷的无线接入。

移动WIFI如果与第三方通信运营商合作，建议作为接入补充使用，因为管理、运维等诸多原因可能不能保障服务可靠性，在应用拓展中会有诸多限制。

图2 智慧校园系统架构三、智慧校园软件平台建设智慧校园软件平台建设分为系统支撑服务、应用系统服务、系统数据服务、智慧校园统一门户等。

系统支撑服务如单点登陆、统一身份认证、统一数据平台、工作流、统一消息、统一搜索、统一信息发布等服务;应用系统服务包括：智慧校园管理、录播教室、E-Learning、教务系统、数字图书馆、安防监控、校园一卡通、实验室管理、教育资源管理、能效管理、辅助决策、OA系统等服务。

由于各高校采用的应用系统不同，提供的服务也会有所不同。

建设智慧校园的软件平台时，需要对现有的应用系统要做一些整合，这时不应简单地将应用系统接入门户。

在应用系统整合时，一定要坚持面向用户的思想，在各部门的管理工作中，必须上下打通整个流程，以功能完备的快捷链接、导航方式提供各种绿色通道。

对学生的管理，从新生入学的迎新系统开始，到财务、教务、后勤生活服务（公寓管理、水电餐饮服务）、毕业离校等，所有相关的信息系统均需对接和整合，实现易操作、易查询，列举案例说明如下：1.录播教室系统与E-Learning的整合应用目前许多高校在公开课MOOC（慕课）、精品课程方面投入了相当大的资源，兴建了录播教室，并录制了许多公开课、教学课程，录播系统也提供了听课网络服务的入口，但使用效果却不尽如人意，资源使用率较低。

这种现象主要是因为教学录像、资源未与学生的课程进行整合，学生只有从入口访问才能检索到所需课程录像资源，使用上比较繁琐。

在智慧校园建设时，可以采用数字化学习（E-Learning）系统，将现实中的班级教学活动，归纳到网络化管理，学生登录系统时进入相应班级，可以直接查询到课表和相应课程，在课程下可以导航到教师信息、授课信息，点击“查看教学课件”时可以直接在线访问到公开课、课程录像列表，学生就可以自主选择学习资源，而不必通过其他途径去查找。

数字化学习（E-Learning）系统中，学生查看课程参考书的链接可以立即获取到该课程在图书馆的馆藏图书及电子资源列表，而不必额外去访问图书馆网站。

教师采用录播教室录好课程后，将课程信息输入到数字化学习系统中。

为提高教师对学生学习课件情况的了解，还可以改变课程发布方式，将目前的录像和练习分离发布，整合到数字化课件系统中，实现进行性发布，比如，学生听了十分钟的一个知识点，系统弹出练习题窗口，答题后继续学习。

答题成绩记入学生平时成绩。

在数字化学习系统中，学生也可以选择不同的老师的课件，有利于个性化服务。

教学活动中应知的内容和知识点，均可以应用到数字化学习系统中来，将教师从基本知识的讲授中解脱出来，可以部分实施翻转课堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom），重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生，上课重点转移到各种案例、练习、交互讨论方面，一方面提高学生的学习兴趣和学习效果，另一方面也减少了教学活动中基本知识枯燥、重复的讲解。

真正实现教师答疑、解惑的职责。

2.办公系统的应用办公系统（OA）一般只是面向教师和管理人员。

在智慧校园中，可以将OA 应用范围扩大到包括学生全体。

学生社团管理、党团活动管理等，都可以应用智慧校园的各种消息功能，实现最大化应用，可以杜绝园内FTP下发通知的形式。

在OA中，文件分发、传阅等过程，必须具工作流管理功能;可以应该采用电子签章系统，以实现各种权限下的会签功能，实现无纸化办公。

3.教务管理系统的应用教务管理系统能进行课程管理、排课、成绩管理、教学评价等功能，还可以与多媒体教室集中控制系统对接，多媒体教室集中控制系统根据课程信息来控制多媒体教室的使用，实现智能化管理。

教务系统还可以和机房管理系统对接，使机房的使用和管理更高效。

这些应用整合，可以解决多媒体教室闲置的情况（排的多媒体教室授课而实际是在机房上机），提高多媒体教室的利用率。

4.数字图书馆的应用数字图书馆提供统一检索，可以对图书、电子资源进行查询，还可以为第三方系统提供高级检索接口，实现在第三方系统应用页直接获取相关查询结果，可以为用户带来无缝链接的交互体验。

在传统图书服务的基础上，提供电子图书、光盘镜像、课件资源等电子资源服务;整合移动应用，实现手机图书馆等应用功能。

5.安防监控系统应用对智慧校园中的安防监控系统的建设，应摒弃传统的视频线直传模式，应采用基于计算机网络的架构，避免今后发生重复建设，降低系统维护成本。

管理员通过校园网进行网络化管理，通过对系统权限的控制，使用户能方便地查看各种及时影像和录像。

6.一卡通金融服务在校园一卡通的基础上，与网银、微信、支付宝等服务对接，可以实现网络圈存、空中充值转帐的功能;建设校园一卡通电子帐户，发展基于校园一卡通的电子支付，也是一个新的发展方向;在智慧校园中可以建设统一支付平台，用户可以选择不同的支付形式，如银行卡快捷支付、网银支付、校园卡电子帐户支付、微信支付及支付宝支付等。

图3 电子转帐及支付示意图7.物联应用在高校中物联网使用较为普遍的有能效管理平台（智能水电表采集等）、电力系统运行控制平台、智能传感、射频IC卡应用、RFID、二维码等，传输可以通过有线（以太网、电力网、专门总线）、无线（WIFI、3G、4G、蓝牙等）方式。