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智慧校园,让校园学习和生活悄然发生改变

Aug 26 2017

随着物联网、云计算、大数据、移动互联、电子商务等一大批新兴技术迅猛的发展,我们的生活习惯和观念也逐渐被改变,最明显的体会就是以前我们出门必带的钱包、身份证甚至钥匙,现在都可以不带,只需要带一个装有智能卡的手机就可以解决问题。

互联网环境下的智慧时代已经到来。教育部科技发展中心主任李志民认为,对此,我们要有新的观念、新的技术和管理模式,才能拥抱这个新时代。这些技术将人们的生活从“数字生活”带进了“智慧生活”阶段。作为“智慧生活”最好体现的校园,势必也将迎来一场“智慧校园”的变革。在云计算、虚拟化技术和物联网的带动下,学校人员和校园资源等发生了较大变化,开始利用各种智能设备进行互动交流,“智慧校园”应运而生。所谓的“智慧校园”就是把感应器嵌入和装备到教师、图书馆、餐厅、停车场、校门、实验室、会议室、校车、宿舍楼等物体并连接它们,形成所谓的“物联网”,并通过超级计算机和云计算服务中心将“物联网”和“软件应用平台” 整合起来,也就是将学校的教学、科研、管理与校园资源和应用系统进行整合,从而实现智慧化服务和管理的校园模式,以提高应用交互的明确性、灵活性和响应速度。换句话说就是,智慧校园提供我们的是无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。


“智慧校园”建立的目的是为学校广大师生的工作、学习和生活提供更加快捷、方便的服务。这样的智慧校园,让校园学习和生活也正悄然发生着改变。

1、建立智能的一卡通系统

学校生活中有很多场所需要办理各种卡片来进行消费及身份识别管理,例如:食堂吃饭、澡堂洗澡、宿舍用电、图书馆借阅书籍、超市购买东西、进出门等。所以学校每个师生都配发几张甚至十几张卡,饭卡、洗澡卡、电卡、图书卡、超市卡、门禁卡(各门禁卡都不一样)。面对一堆的卡,广大师生很是困扰,拿错卡、忘带卡、遗失卡、补办卡、给卡充值等这些问题经常让大家头疼,费时费力。通过建立“智慧校园一卡通系统”可以完全解决多卡管理带来的困扰。“一卡通系统”通过“物联网”、“移动互联”、“网络支付”等技术建立。首先,通过“物联网”技术,将需要消费的场所装上具有“阅读”功能的“阅读器”用于识别师生的卡;其次,在每个师生手机中安装“一卡通系统”APP软件,并通过该软件捆绑个人信息以及网上支付账户(用于充值)等;最后,师生需要消费或识别身份进出门等时,只需要将手机靠近相应的“阅读器”进行刷卡。通过使用“一卡通系统”,广大师生可以在线查询余额、在线充值,再也不用带现金和一堆卡在身上,也不用担心卡的遗失了,大大提高了校园生活的高效性、方便性与安全性。


2、建立智慧学习平台

“学习平台”是关于学生学习的一个综合性平台。该平台是以学生为中心,建立学生评价系统、自主学习系统、互动交流系统、网络互动课堂系统、网络教案系统等,实现学生学习的网络信息化,支持远程学习和异地学习。“学生平台”可以与学生移动终端相连,在吃、穿、住、行、学方面向学生提供全方位轻松便捷的服务。

(1)吃

学生可以随时查询学校各食堂就餐人数、饭菜品种以及各色小吃,根据查询到的实际情况,自主选择食堂就餐。

(2)穿

学生可以通过平台查询天气来选择相应的衣服或则由于举行某种活动平台会推荐适合穿什么样的衣服。

(3)住

学生通过平台交纳水电费,以及根据天气情况在回宿舍的路上提前打开宿舍空调或暖气。

(4)行

平台可以向同学提供提供天气、公交、道路、长途汽车、火车、飞机等信息查寻。对于外出旅游学生还提供导航服务。

(5)学

学生通过平台可以随时查询自己的学习情况(学分、学时等);如果由于某种原因导致有些课程没能现场上,学生可以通过网络课堂学习落下的课;对于自己喜欢的课程,学生可以关注、跟踪学习,与这些课程相关的信息都会推送给学生;学生可以随时随地就某一门课程同时向某一位老师或几位老师进行互动交流;学生之间还可以分享交流学习经验和体会;学生还可以对某门课程或某位老师进行在线评价,促进老师教学效果的提高。

3、建立智慧教学平台

“教学平台”是以教师为中心,建立网络教研系统、网络备课系统、教师学习中心、教师评价系统、资源管理与应用系统、家校互通系统、视频录播点播系统、远程网络会议系统、资源宝库等应用,实现一站式教学工作的信息化。与“学生平台”一样“教学平台”也可以与教师移动终端相连接向教师提供服务。教师可以实现教学的交流互动;可以进行课程录制,发布在网上,供学生学习;还可以实现一对一或一对多在线辅导学生;还可以对某个学生进行学习跟踪,所有有关该学生学习的信息随时推送给老师。


4、建立智慧管理平台

智慧管理平台是在校园中心集成库的基础上,利用现有数据资源,融入人脸识别及大数据分析等先进技术实现的校园管理整体框架平台。该系统包括教育教学管理、校务管理、行政管理、资源平台、学生成长档案和家校互动等等。它覆盖了学校信息化建设中的管理、教学、信息发布、师生和家校互动等各个应用环节,各子系统的数据可以无缝连接、完全共享,提供校园数字化建设的一体化解决方案。

5、建立智慧教室系统

另外基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、视频监控及远程控制等于一体的新型现代化智慧教室系统在逐步的推广运用。真正的智慧教室将彻底颠覆学生、家长对传统教室的想象。智慧教室相当于一个物联网应用场景,既可以用于学生进行创新学习和研究,也方便教师开展教学及科学研究。可以通过智慧教室里面的人员考勤系统来判断教室内是否有人员,如果教室内无人,则教室内所有系统处于关闭状态;反之,则处于工作状态。


智慧教室主要包括以下九个系统:

(1)教学系统

教学系统由内置电子白板功能的触控投影机一体机、功放、音箱、无线麦克、拾音器、问答器和配套控制软件构成。使用内置电子白板功能的触控投影机代替传统的黑板教学,实现无尘教学,保护师生的健康,可在投影画面上可以操作电脑,在每个桌位上配置问答器,实现师生交互式课堂教学。

(2)LED显示系统

广角LED显示系统安装在教室黑板顶部,用于显示正在上课的课程名称、专业班级、任课教师、到课率、和教室内各传感器采集的环境数据(室内温湿度、光照度、二氧化碳浓度等)。

(3)人员考勤系统

人员考勤系统由RFID考勤机、考勤卡和配套控制软件构成。在教室前后门各安装一个RFID考勤机,采用RFID标签(校园一卡通)对学生进行考勤统计,对进入教室的人员进行身份识别,对合法用户进行考勤统计,对非法用户进行告警。同时可通过WiFi无线覆盖,在远程对考勤情况的监控,统计以及存档打印等。

(4)资产管理系统

资产管理系统由特高频RFID读卡器、纸质标签、抗金属标签和配套控制软件构成。在教室前后门各安装一个特高频读卡器,对教室内的实验仪器、设备等资产(贴有RFID标签,标签上存储有设备的详细信息)进行出入教室的监控与管理,对未授权用户把教室内资产带出教室进行告警,方便设备管理人员对教室设备的统一管理。

(5)灯光控制系统

灯光控制系统由灯光控制器、光照传感器、人体传感器、窗帘控制系统和配套控制软件构成。首先通过人体传感器来判断教室内对应位置是否有人,此位置无人,则灯光控制系统及窗帘控制系统处于关闭状态;反之,处于工作状态。

(6)空调控制系统

空调控制系统由中央空调电源控制器、温湿度传感器和配套控制软件构成。通过温湿度传感器监测室内温度,通过分析数据,根据软件预设值,当室内温湿度高于最高门限值时自动开启空调。当室内温湿度低于最底门限值时自动关闭空调,实现室内温湿度的自动控制。

(7)门窗监视系统

门窗监视系统由窗户门磁模块及配套软件组成。窗户门磁模块用于检测门和窗户的开关状态,并将状态信息及时上传至服务器。同时设置敏感时段,实施对窗户的自动监视和报警。

(8)通风换气系统

通风换气系统由抽风机、CO2传感器和配套监控软件构成。通过CO2传感器监测室内的CO2浓度,通过分析数据,根据软件预设值,当室内CO2浓度高于软件门限值时自动开启抽风机来进行换气,通过补充室外空气来降低室内CO2的浓度。

(9)视频监控系统

视频监控系统由WiFi无线摄像头和配套监控软件构成。视频监控可为安防系统、资产出入库、人员出入情况提供查询依据。在教室前后门口各安装一个WiFi无线摄像头监控人员出入和资产的出入库情况,在教室内安装一个WiFi无线摄像头监控教室内部实时情况,所采集的影像经由远端射频单元传送至终端管理电脑,提供实时的监控数据。

早在上世纪70年代,美国未来学大师托夫勒便提出了“未来的教育”,预言在家上学、教育空间设计、面向未来的学校界限的消失将成为趋势。仅仅过去近半个世纪,托夫勒预言的科技基础—“大数据”、“智慧校园”等概念已轰然面世并形成建设热潮。教育的变革已不可避免,这些变革可能不是一夜间发生的,但显然已在路上,悄然发生,它的速度或许超不过人类的想象力,但结果却可能颠覆大多数人的预期。

智慧校园已是大势所趋,未来教育又是何种模样?为更深入探讨智慧校园的理论和实践,为未来教育前沿技术和产品提供展示平台,搭建政府与教育机构、企业之间的桥梁,中国信息协会教育分会、江苏省教育学会和江苏省高等教育学会定于2017年9月19-21日在南京市共同举办“2017‘中国(南京)未来教育与智慧装备展览会’与‘未来教育:智慧校园高峰论坛’”。

届时将特邀教育部科技中心主任李志民、中国信息协会会长何翠芹、华中师范大学校长杨宗凯、国家信息中心研究部副主任单志广、中国高等教育学会副会长丁晓昌、江苏省教育学会副会长兼秘书长陆志平、江苏省电教馆馆长吴胜东等国家有关教育部门领导、著名学者及行业专家、全国各级教育主管部门装备采购部门负责人、各级院校校长、供应商及媒体等齐聚一堂。

“未来不是我们要去的的地方,而是我们创造的地方”,未来教育:智慧校园高峰论坛,为未来教育的创造者引领方向,9月19-21,我们在南京国际展览中心期待您拨冗莅临,共商未来教育发展新趋势。