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智慧校園設計方案

智慧校園設計

日期：2023-04-16

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如何設計建設智慧校園，讓教與學在其間發生革命性的變化？

智慧校園是高校信息化的高級形態， 它綜合運 用云計算、物聯網、移動互聯、大數據、人工智 能、社交網絡、知識管理、虛擬現實等各類新興信 息技術， 全面感知校園物理環境， 智能識別師生群 體的學習、工作情景和個體特征。同時， 在網絡空 間建立校園虛擬映像， 將學校的物理空間和數字空 間有機銜接起來， 通過在網絡空間的計算掌握校園 運行規律并反饋、控制物理空間， 為師生建立智能 開放的教育教學環境和便利舒適的生活環境， 改變師生與學校資源、環境的交互方式， 開展以人為本的個性化創新服務， 實現學校智慧運行， 支撐學校開展智慧教育。  


如果一定要給智慧校園下一個定義，那么以下這段描述還是相對比較合理的。智慧校園指的是以物聯網為基礎的智慧化的校園工作、學習和生活一體化環境，這個一體化環境以各種應用服務系統為載體，將教學、科研、管理和校園生活進行充分融合。


上述定義，能夠充分體現智慧校園建設特征的關鍵詞就是“一體化”。這是我們要實現的目標，也是我們建設的動力。空間，人身處其中，雖未察覺，其心智、情緒、行為卻已在微妙中受其調動、影響。如何因為空間環境的調整，讓教與學在其間發生革命性的變化？



智慧校園體系結構的設計思想  


智慧校園從用戶角度出發， 打破傳統業務系統 邊界， 建設一個扁平化、易操作、搜索引擎式的統 一開放可擴展的信息和服務平臺。平臺承載高校各 類業務和信息， 實現數據資產的可視化呈現、統計 分析和輔助決策， 培育高校教學、科研、管理和生 活的線上智慧型社區生態。平臺包括網上事務中 心、大數據中心、網絡社區平臺、資訊中心、個人 工作臺、移動門戶等方面內容。 



智慧校園的建設是一個復雜系統的工程， 應遵 循以下四個理念： 


( 1) 智能感知。應用智能感知技術隨時隨地 感知、捕獲、采集和傳遞物理校園中教學、科研、 管理以及生活相關的各類環境、資源與活動的實時 數據， 實現對校園各類設施設備的運行狀態、師生 學習工作生活的活動軌跡、師生與校園環境的互動 情況等的全面感知， 為智慧校園的全面數據化提供 感知支撐。 


( 2) 數據為體。數據是支撐智慧校園的根本， 是智慧校園的核心資產。智慧校園中人和物的基本 狀態、各種活動以及環境交互等各類信息要全面數 據化， 數據要連接化、共享化、要素化、全過程 化， 數據聯接要廣泛化， 通過連接產生反饋、互 動， 從而激發 “化學反應式”的創新和融合。 



( 3) 流程為相。流程是數據得以產生、流轉 和使用的載體， 是智慧校園中教學、科研、管理和生活等活動得以實現的方法和途徑。智慧校園可以 視為由廣大師生和各類設備作為 “節點” 組成的 大規模 “實時協同分工網絡”， 廣大師生和各類設 備 “節點” 之間的協同分工通過構建統一的業務 流程網絡實現。在此過程中， 數據也通過統一的業 務流程網絡得以產生、流轉和使用。


 ( 4) 服務為用 ( 師生為本) 。打破物理校園邊 界， 為廣大師生提供個性化、一站式、線上線下相 結合的綜合服務， 解決師生在教學、科研、管理和 生活中的實際需求， 支撐高校開展個性化人才培 養、科學研究、智慧型管理決策以及智慧型生活服務。



如何設計 


“一站式服務門戶”等模塊，用于實現不斷變化業務的靈活定制、方便師生使用等功能；業務支撐層的數據總線模塊增加非結構化數據處理能力，用于實現對全校物聯傳感數據、監控視頻數據的處理，實現對校園情境的全面掌握、基于大數據的決策；利用ESB技術差異的過濾能力，業務支撐層能夠實現對原有信息系統的兼容。


這樣，高等學校智慧校園平臺被設計為“4+1”層次化體系結構：由基礎設施層、數據與資源層、業務支撐層、智慧應用層四個層級構成智慧校園的主體，支撐保障體系作為必不可少的政策與資源條件。所設計的高等學校智慧校園體系結構如下圖所示：



01基礎設施層  

包含4個方面內容：網絡設施、云服務能力、智能終端系統、基礎設施運維平臺。智慧校園基礎設施宜采用云計算、云服務架構部署。云計算采用網絡存儲、虛擬化、分布式計算等技術，實現透明的基礎設施云服務，為智慧校園的主機虛擬映像構建、大數據處理、應用服務提供基礎的計算和存儲支撐。網絡設施指的是學校的有線/無線網絡環境，能滿足及時傳輸各種數據，實現隨時隨地接入、高速全面互聯、隨需隨意應用的要求，為智慧校園提供寬帶泛在的網絡基礎。智能終端系統是智慧校園海量數據采集與實時反饋控制的物質基礎，實現了對師生的教與學活動、儀器設備運行、生活環境互動等狀態的全面感知。另外，還需制定完善的運維管理制度并建設可靠的運維管理系統，對設施設備、網絡流量、系統運行進行方便、高效的監控管理。 


02 數據與資源層

要設立標準化的能全面覆蓋學校教學、科研、管理和服務的基礎數據庫，用于記錄、管理學校在日常業務活動中產生的過程數據及結果數據。構建能滿足師生開展教學、科研等活動的教學資源庫和圖情資源庫，以及用于生活、娛樂等活動的服務資源庫。 



03業務支撐層

智慧校園基礎服務平臺用于協調、聯通學校內的教學、科研、管理和服務各領域應用系統和數據庫，采用流程抽取、流程裝配等技術實現以用戶為中心的服務模式，實現既有完善的業務管理、又有靈活的用戶服務，構建“一站式信息門戶”，為智慧校園的智慧應用提供堅實的業務運行基礎。業務支撐層還應具備對學校所有數據的有效管理能力，這是智慧校園進行大數據分析和提供各類智慧應用的數據基礎。


04智慧應用層

主要包括各種智慧型的校園信息化業務應用，如教學、科研、服務、管理決策、文化傳承等各類應用，是智慧校園發揮作用的關鍵，也是智慧校園與用戶交流的界面。


05保障體系

包括組織保障體系、機制保障體系和網絡空間安全，為智慧校園穩定、高效、安全地運行提供切實的保障。  



智慧校園建設是一個長期的過程， 不可能一蹴而就， 只能夠分步實施。在分步實施的過程中， 每 一步都要找到當前階段學校教學、科研和管理過程 中的關鍵點， 切中廣大師生和管理人員當前的迫切需求， 以此為切入點， 以點帶面， 步步推進。



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