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【摘要】對智慧校園系統(tǒng)建設(shè)中可能存在的問題進行分析和建議,并以此為基礎(chǔ)設(shè)計出智慧校園系統(tǒng)架構(gòu)和建設(shè)方案,為智慧校園建設(shè)提供了參考。
【關(guān)鍵詞】智慧校園 系統(tǒng)架構(gòu) 信息化 云平臺 統(tǒng)一平臺
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2015.19.000 中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1006-1010(2015)19-0000-00
引用格式:楊婕. 高校智慧校園建設(shè)方案探討[J]. 移動通信, 2015,39(19): 00-00.
Discussion on Construction Scheme of Intelligent Campus in Universities
YANG Jie
(GCI Plan & Design Institute of Communication Engineering, Guangzhou 510310, China)
[Abstract] The potential problems in the construction of intelligent campus system were analyzed and suggested. In view of this, the system architecture and construction scheme of intelligent campus were designed to provide a useful reference to the construction of intelligent campus.
[Key words] intelligent campus system architecture informatization cloud platform unified platform
1 智慧校園的建設(shè)背景
在全球信息化進程推進和國內(nèi)智慧城市大批規(guī)劃建設(shè)的背景下,作為新技術(shù)教育和研發(fā)前沿的高校也必然會積極加入到信息化和智慧化的建設(shè)中。高校信息化程度是體現(xiàn)學校綜合實力的重要因素之一,是衡量學校教學科研綜合實力和現(xiàn)代化水平的重要指標,同時信息化的手段也是提升學校管理水平和核心競爭力的有效工具。本文基于對智慧校園的文獻研究及規(guī)劃建設(shè)經(jīng)驗,對智慧校園存在的問題進行分析、提出建議,并以此對智慧校園的建設(shè)需求和方案進行總結(jié)。
2 智慧校園建設(shè)問題分析及建議
智慧校園是一個系統(tǒng)化的工程,從前期各高校信息化建設(shè)的情況來看,普遍存在各部門、各學院各自為政,缺乏對整體需求、數(shù)據(jù)、架構(gòu)的統(tǒng)一梳理和規(guī)劃,導致系統(tǒng)之間共享程度低、信息孤島嚴重等問題。
(1)信息系統(tǒng)分散建設(shè),重復投資、異構(gòu)、信息孤島等問題嚴重。
大部分高校的信息系統(tǒng)仍然是按照部門來進行建設(shè),各部門信息化意識及能力參差不齊,建設(shè)時只關(guān)心本部門的功能需求,而缺乏統(tǒng)籌的考慮,導致同一功能在不同系統(tǒng)中重復建設(shè),技術(shù)路線各不相同。
為解決以上問題,有以下幾個建設(shè):1)將智慧校園建設(shè)提升到學校戰(zhàn)略層面,成立專門的主管部門以及建設(shè)領(lǐng)導小組,并邀請行業(yè)內(nèi)有相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗的專家、學者成立專家咨詢委員會。2)在建設(shè)初期通過摸底調(diào)研和需求收集,統(tǒng)一編制頂層規(guī)劃,打破部門劃分、面向服務(wù)對象劃分系統(tǒng),明確總體架構(gòu)、系統(tǒng)劃分以及技術(shù)路線。3)日常建設(shè)中,業(yè)務(wù)部門提出第二年的需求,通過信息化部門、領(lǐng)導小組和專家的評審討論,通過打分排序,確定實施內(nèi)容和建設(shè)計劃。
(2)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不健全,數(shù)據(jù)采集、分析困難。
在智慧校園建設(shè)中,由于各部門數(shù)據(jù)管理的水平、配合程度等不同導致數(shù)據(jù)收集不完整,從而難以進行合理的分析。
解決該問題可以從技術(shù)和管理這2個方面入手。技術(shù)方面:完善健全基礎(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè),通過信息化手段協(xié)助數(shù)據(jù)的管理;使用云計算技術(shù)幫助完成數(shù)據(jù)存儲的共享;制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范和標準;建設(shè)數(shù)據(jù)交換平臺,使數(shù)據(jù)充分共享。管理方面:明確各部門的職責和分工,并將其納入日??己酥?;各部門配置兼職的信息化人員,協(xié)助部門解決日常問題并將問題反饋,提升系統(tǒng)使用效率。
(3)應(yīng)用系統(tǒng)過于依賴廠家,功能不適用。
在應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)中,往往出現(xiàn)招標選定廠家后,直接使用廠家通用性應(yīng)用系統(tǒng)軟件,而未根據(jù)自身需求對軟件功能進行梳理和設(shè)計,造成功能不適用的情況,同時也導致了很多系統(tǒng)在上線后越來越少人使用,造成系統(tǒng)的閑置浪費。
要解決這些問題,需采用科學的管理方法,業(yè)務(wù)使用部門應(yīng)全程參與到系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和升級中,使得信息服務(wù)能夠不斷與業(yè)務(wù)需求的變化相適應(yīng)。在招標前梳理功能需求書,并在確定廠家后,與其共同細化功能、流程和接口設(shè)計;在系統(tǒng)建設(shè)過程里程碑中設(shè)置質(zhì)量控制點,采取用戶需求確認、用戶功能確認、用戶系統(tǒng)運行確認等機制,確保設(shè)計與需求一致;通過各類測試和例會及時發(fā)現(xiàn)和解決問題;在運維階段及時收集反饋的問題并定期總結(jié),以此作為下一階段優(yōu)化升級的依據(jù)。
(4)運營模式缺失,資金缺口大。
智慧校園的建設(shè)工作需要投入一定的資金才能保證其健康快速發(fā)展。在當前階段,學校是主要投入方,但是單靠學校投入的資金是遠遠不夠的,需要多元化的投融資以解決建設(shè)資金短缺問題。
解決的方法建議:學校投入啟動資金,擁有部分運營權(quán),與合作單位共享收益(前向向使用者收費,后向向廣告商收費);在建設(shè)中鼓勵教師和學生的參與,以培養(yǎng)自己的技術(shù)人才,加強信息化能力以降低后期的建設(shè)和維護成本;信息系統(tǒng)集成單位以資源置換的方式準入,為學生提供實習就業(yè)機會等。智慧校園運營模式建議示意圖如圖1所示:
圖1 智慧校園運營模式建議示意圖
可以混合建設(shè)運營模式為核心,通過充分調(diào)動學校、合作單位雙方力量,構(gòu)建投入產(chǎn)出的商業(yè)模式閉環(huán),確保信息化建設(shè)長效開展。
(5)技術(shù)人才缺失及流失。
在高校信息化工作中,由于被重視程度低、人員編制數(shù)量限制、缺乏晉升途徑等原因,導致人才缺失及流失現(xiàn)象嚴重;信息化建設(shè)的人才隊伍技術(shù)力量薄弱,技術(shù)人員與服務(wù)對象的比例嚴重失衡。
智慧校園是一個高新技術(shù)的工程,需建立信息化人才培養(yǎng)機制,保障人才體系的結(jié)構(gòu)和數(shù)量。因此可以從以下3個方面來進行人材保障和建設(shè)。1)制度上保證專業(yè)技術(shù)人員的數(shù)量和編制,并設(shè)置合理的晉升途徑;2)打破部門壁壘,建設(shè)一支專職+兼職結(jié)合的IT人才隊伍,形成外包+自主結(jié)合的建設(shè)方式;3)與學校教研相結(jié)合,設(shè)立關(guān)于智慧校園的課題研究,同時實際的建設(shè)經(jīng)驗和案例也可分享到教學中。
3 智慧校園系統(tǒng)建設(shè)方案
基于以上的問題分析和建設(shè)建議,對智慧校園的具體規(guī)劃思路和建設(shè)方案總結(jié)如下:
3.1 智慧校園規(guī)劃思路
在智慧校園建設(shè)時,應(yīng)遵循一定的思路和步驟:先通過對校園信息化現(xiàn)狀和需求的梳理,結(jié)合國家和地區(qū)的教育信息化規(guī)劃和技術(shù)發(fā)展情況,進行統(tǒng)一的頂層規(guī)劃,再分步分批完成各類系統(tǒng)的落地實施。智慧校園建設(shè)內(nèi)容規(guī)劃思路示意圖如圖2所示:
圖2 智慧校園建設(shè)內(nèi)容規(guī)劃思路示意圖
3.2 智慧校園需求分析
智慧校園建設(shè)的目的是滿足和學校相關(guān)的各類人、各類組織的各種活動需求,因此在需求分析時應(yīng)該從使用者角度出發(fā),對各類使用者進行分類和需求分析,最終得出建設(shè)內(nèi)容。
智慧校園服務(wù)的需求對象主要包括教師、學生、科研人員、校園管理人員以及相關(guān)的外部院校、企業(yè)、校友等,結(jié)合其在工作生活等各方面的活動情況,將主要需求分析如表1所示:
表1 智慧校園需求分析表
需求對象 教師 學生 科研人員 管理人員 其他學校、企業(yè)、校友等
需求分析 教學需求 學習需求(入學、留學、課外培訓等) 項目管理 安全管理 院校交流
人事需求 科研管理 資產(chǎn)管理 企業(yè)招聘
辦公需求 工作需求(勤工、就業(yè)等) 學術(shù)管理 人事管理 學企合作
科研需求 教學管理 校友交流
醫(yī)療需求 生活需求(購物、就餐、住宿、醫(yī)療、娛樂、交流等) 招生管理
深造需求 招商管理
財務(wù)管理
通過以上簡單的需求分析,可以看出面向不同的服務(wù)對象,其需求要有相同也有不同,主要體現(xiàn)如下:
(1)大部分數(shù)據(jù)是同時存在于多個需求中的,如學生的成績、就業(yè)情況等,學生、教師、教務(wù)管理人員都需要知道。
(2)應(yīng)用層面上對于不同用戶、不同場景情況各不相同的,如學生的成績,學生關(guān)心的是個人情況,教師關(guān)心的是自己教學班級情況,教務(wù)是關(guān)心同類課程的整體情況等。
(3)同一個應(yīng)用需要多種方式展現(xiàn),再如學生的成績,需要提供短信推送通知、手機端查詢、電腦端的輸入、查詢或匯總統(tǒng)計等。
要滿足以上的各類需求,通過單個系統(tǒng)的建設(shè)是無法實現(xiàn)的,需要多種類系統(tǒng)、多類型數(shù)據(jù)及多形式的界面充分融合來達成。
3.3 智慧校園總體架構(gòu)
從智慧校園的需求出發(fā),參考智慧城市的整體架構(gòu),對系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計如圖3所示:
圖3 智慧校園整體架構(gòu)示意圖
智慧校園的整體架構(gòu)主要由感知層、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心云平臺、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層和展示層組成。
3.4 智慧校園建設(shè)內(nèi)容
在總體架構(gòu)的指導下,將智慧校園的建設(shè)內(nèi)容主要分解為基礎(chǔ)設(shè)施、統(tǒng)一平臺和應(yīng)用系統(tǒng)共3大部分,感知層的建設(shè)內(nèi)容結(jié)合應(yīng)用系統(tǒng)進行部署。
(1)基礎(chǔ)設(shè)施
基礎(chǔ)設(shè)施主要包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和云平臺的建設(shè)。
1)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)
智慧校園中信息的傳遞和共享需要通信網(wǎng)絡(luò)的支撐,目前常用的網(wǎng)絡(luò)分為固網(wǎng)和移動網(wǎng)。
基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)提供3大類需求:滿足校園內(nèi)學生、教職工等的互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)需求;滿足校園內(nèi)學生、教職工等訪問校內(nèi)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用平臺的需求;滿足校園內(nèi)如刷卡器、攝像頭等各種感知終端與中心平臺通信的需求。
一般情況下基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)都通過與運營商合作的方式進行建設(shè):由運營商完成校園內(nèi)部的主干光纜和電纜布放,并提供互聯(lián)網(wǎng)出口,通過部署認證計費系統(tǒng)和學校一起進行互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)業(yè)務(wù)的運營;學校完成內(nèi)部教研網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),滿足內(nèi)部通信和安全的需求。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時要注意網(wǎng)絡(luò)層次、結(jié)構(gòu)的設(shè)計,通過各類隔離、認證手段,控制終端接入權(quán)限或?qū)崿F(xiàn)運營管理,通過域的劃分完成安全管控。
2)數(shù)據(jù)中心
數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)應(yīng)用的統(tǒng)一承載中心,數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和完善是信息化建設(shè)的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)要注意安全和能耗的問題:
安全方面:選用合標的土建基礎(chǔ)規(guī)范的機房設(shè)計,注意機房承重、機房耐火等級、供電條件、機房監(jiān)控等方面的要求,減少安全隱患。
能耗方面:數(shù)據(jù)中心建設(shè)完成后,能耗將是其維護過程中最大的一筆支出,如果在建設(shè)過程中能充分考慮到綠色節(jié)能的設(shè)計,將在很大程度上降低維護費用。節(jié)能的手段一般有制冷、通風及加濕系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計,供電電源系統(tǒng)的節(jié)能,提高IT系統(tǒng)集成度,云計算虛擬化技術(shù)和負載均衡技術(shù)的應(yīng)用等。
3)云平臺
云計算技術(shù)已經(jīng)進入了全面商用的時代,其具有高可靠性、可擴展性、部署快速靈活性以及節(jié)能減排等特點,可為智慧校園解決基礎(chǔ)設(shè)施重復投資建設(shè)的問題,并在統(tǒng)一運維上大大降低人員配置需求。
同時,依托云平臺可以為學生、教師、科研人員在計算資源、存儲資源、開發(fā)環(huán)境資源等方面提供IaaS和PaaS層云服務(wù);在教學和辦公方面,還可以依托云桌面技術(shù),完成教學環(huán)境的快速部署、教育資源安全保護以及桌面漫游;通過在多媒體教室、電子圖書館等環(huán)境部署瘦客戶機,還可降低設(shè)備采購和維護的成本。
(2)統(tǒng)一平臺
統(tǒng)一平臺主要包括統(tǒng)一認證平臺、統(tǒng)一門戶、一卡通平臺和數(shù)據(jù)庫平臺,通過基礎(chǔ)體系應(yīng)用的建設(shè),為學校的各類具體應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、統(tǒng)一入口。
1)統(tǒng)一認證平臺
統(tǒng)一認證系統(tǒng)主要實現(xiàn)多應(yīng)用系統(tǒng)間的用戶賬號管理、用戶身份認證、分級權(quán)限管理和單點登錄等功能,提高了使用的便利性。
2)統(tǒng)一門戶
通過統(tǒng)一門戶的建設(shè),學校對外“一張臉、一扇門”,再加上與統(tǒng)一認證系統(tǒng)的結(jié)合,用戶通過一次登錄就可以連續(xù)使用到校園中的各類資源,實現(xiàn)各種應(yīng)用服務(wù)的無縫接入和集成。
3)一卡通平臺
通過統(tǒng)一建設(shè)一卡通管理平臺,使在校園中的各類活動和應(yīng)用都可以基于一卡通來開展,如門禁、停車、補助領(lǐng)取、費用代繳、電子錢包、圖書借閱、身份識別等。
4)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫
為了避免信息孤島的產(chǎn)生,在前期就要統(tǒng)一考慮對數(shù)據(jù)庫的規(guī)劃和建設(shè),主要進行2個方面的考慮:
數(shù)據(jù)標準化:在全校范圍內(nèi)作為數(shù)據(jù)編碼的依據(jù)和標準,為數(shù)據(jù)庫設(shè)計提供了類似數(shù)據(jù)字典的作用,為信息交換、資源共享提供了基礎(chǔ)性條件。
統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理平臺:是對各種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化進行統(tǒng)一管理的平臺,為數(shù)據(jù)共享,深層次數(shù)據(jù)挖掘、分析作基礎(chǔ);提供整個學校各類應(yīng)用、統(tǒng)計分析、決策支持所需的數(shù)據(jù)信息。
(3)應(yīng)用系統(tǒng)
應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)由于各個高校的目標定位及管理模式的不同,其建設(shè)的重點和內(nèi)容會有較大的差異,一般情況下包括招生管理系統(tǒng)、教學管理系統(tǒng)、學工管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、科研與項目管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、對外交流系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、校園安全管理系統(tǒng)等。
各個系統(tǒng)在完成自身功能完善建設(shè)的同時,還要充分考慮與相關(guān)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口和流程互動,才能形成一個有機的聯(lián)合體。
4 結(jié)束語
智慧校園建設(shè)是一個復雜的系統(tǒng)工程,需要將其放到戰(zhàn)略的高度進行統(tǒng)籌規(guī)劃;需要打破部門劃分,以面向服務(wù)對象的思路來進行系統(tǒng)劃分;集全校師生共同努力和配合才能讓所有人真正享受到智慧校園帶來的便利。
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智慧校園;智能;RFID
中圖分類號:TP393.18
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)的又一新型成果,它的不斷應(yīng)用與發(fā)展對校園建設(shè)的促進作用日益明顯。它使我們突破了傳統(tǒng)的教學方式,轉(zhuǎn)變了原有的教育理念,更新了校園建設(shè)的內(nèi)涵,有力地推動了智慧校園的建設(shè)。如何智慧高效地利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)教學方式的轉(zhuǎn)變、學習環(huán)境的優(yōu)化、跨區(qū)域交流與資源共享、校園生活的智能便捷、校園管理的科學高效、校園安全的有效保障,挖掘出物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園建設(shè)中更多更強大的潛能,是本文要探討的一個問題。
1 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵
物聯(lián)網(wǎng)(Internet Of Things)又稱傳感網(wǎng),是指將射頻識別(RFID)裝置、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、紅外感應(yīng)器等各種信息傳感設(shè)備,按照約定的協(xié)議,把任何物品和互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息通訊和交換,從而實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)形式[1]。
2 智慧校園的概念及意義
2.1 智慧校園的概念
智慧校園是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體而構(gòu)建的集教學、管理、科研、校園生活為一體的智慧化和智能化教育、學習和生活環(huán)境[2]。
智慧校園的核心特征主要表現(xiàn)有三方面:一是以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的信息服務(wù)引入到校園的各應(yīng)用和服務(wù)領(lǐng)域;二是給校園師生提供一個綜合化的信息服務(wù)平臺和智能感知環(huán)境;三是通過信息服務(wù)平臺和智能感知環(huán)境,建立一個與外部環(huán)境相互感知和交流的接口[3]。
2.2 意義
智慧校園為師生提供了高效智能的新型學習教育方式,實現(xiàn)校園生活的智能便捷,提供給師生智能化、人性化的教學環(huán)境,促進了學生的交流協(xié)作,有效提高了學生學習能力,提高了校園管理水平,保障了校園師生安全。
3 建設(shè)智慧校園的必要性
3.1 實現(xiàn)學習教育方式的轉(zhuǎn)變及教學環(huán)境優(yōu)化
基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代智慧教學方式更為多樣化,可以滿足學生的個性化需求,實現(xiàn)教學方式的轉(zhuǎn)變,協(xié)作互動的靈活學習方式;滿足師生更加人性化的教學環(huán)境,充分考慮師生的健康;實現(xiàn)跨區(qū)域交流與資源共享,促進學生有效地學習。
3.2 校園生活豐富化、智慧化、高效化
傳統(tǒng)的校園生活比較單一,怎樣以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)實現(xiàn)校園生活更加便捷智能已成為迫切的需求。另外,隨著各個校園規(guī)模不斷擴大,必定加大藏書量,因此傳統(tǒng)的圖書條碼的查詢方式已無法滿足現(xiàn)在需要,圖書歸架錯誤等問題也席卷而來。
3.3 校園管理科學、高效、智慧化
基于物聯(lián)網(wǎng)的校園管理在設(shè)備管理、校園安防及學生考勤安全管理方面有了更有效的手段和技術(shù)水平。對設(shè)備的監(jiān)測和管理更加高效便捷;解決人員消耗大、監(jiān)控盲區(qū)等問題,有效保證校園安全,實現(xiàn)校園安防智慧化;教師對于學生的動態(tài)狀況更為掌握了解,有效維護學生的在校安全。
4 物聯(lián)網(wǎng)下智慧校園的建設(shè)前景
4.1 智慧校園教育
4.1.1 實現(xiàn)高效便捷的教學方式、協(xié)作靈活的學習方式
首先,基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧教學讓我們的教育方式、教學手段有了新的運用。智能化的教學方式讓我們的教學設(shè)備“無痕化”,教師不用花大量時間準備教案,只需要在課堂上用語言和相應(yīng)指令實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制下的任何設(shè)備的操作,大大增強了教學效果。
其次,移動學習是指利用移動計算設(shè)備,學生能無論何時何地進行學習。它的特點是所使用的移動計算設(shè)備能高效地呈現(xiàn)出與學習有關(guān)的全部內(nèi)容。移動學習設(shè)備有移動通信功能,通過開發(fā)數(shù)據(jù)處理模塊來實現(xiàn)各傳感器數(shù)據(jù)的讀取。隨著RFID技術(shù)的發(fā)展,增強了面對面學生之間信息傳輸效率,加大信息傳送的靈活性和移動性。因此,通過物聯(lián)網(wǎng)的連接點、基站和RFID等相關(guān)技術(shù),可以構(gòu)建理想的移動學習環(huán)境,將學習資料連接到移動學習設(shè)備并且與其他同學交流學習,實現(xiàn)沒有時間地點限制的協(xié)作互動的學習方式[4]。
再次,泛在學習是指任何人可以在任何地方、任何時間獲取所需要的任何信息的一種靈活的學習方式。它與移動學習的區(qū)別在于學習的終端設(shè)備種類多,能由數(shù)碼設(shè)備、多媒體設(shè)備等各類智能設(shè)備充當,從而為學生學習提供更為全面化、智能化的服務(wù)。在泛在學習的環(huán)境下,學習支持服務(wù)將更加人性化,通過對學生學習的相關(guān)記錄進行綜合分析,提供個性化的支持服務(wù),真正體現(xiàn)“以人為本”的理念[4]。
在物聯(lián)網(wǎng)時代,任何設(shè)備只要能接入網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)智能化操作。它的的思想與物聯(lián)網(wǎng)的核心思想不謀而合,因而物聯(lián)網(wǎng)能更好地支持泛在學習的實現(xiàn)。學生能隨時隨地利用終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接,實現(xiàn)任何時間、地點以及人與資源的連接。泛在學習系統(tǒng)為學生提供智能化的學習服務(wù),通過傳感器自動操控電子教材等學習輔助工具,利用智能化、尖端化設(shè)備來構(gòu)建智能化無紙教室,利用傳感器的實驗器材進行實驗教學[4],讓我們的學習更加地豐富、智能、靈活。
最后,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行課外教學拓展活動有較強的可行性。將物聯(lián)網(wǎng)中的傳感技術(shù)、測量技術(shù)與教學理念相互融合,通過課外教學拓展活動,學生能得到最直接的視覺沖擊和心理感受,拓寬了知識視野,激發(fā)了學生的主動性、學習積極性以及創(chuàng)造性,培養(yǎng)了學生的探究實踐能力,將實踐與理論做更好的結(jié)合,使學生能更深層次地理解學習內(nèi)容,從而達到理想的教學效果[5]。
4.1.2 優(yōu)化教學環(huán)境
(1)光線的自動調(diào)節(jié)
在教室安置光線傳感器,利用光線傳感器并且根據(jù)學生的位置變化來改變光線的亮度。實時監(jiān)控光線亮度進而自動調(diào)節(jié)教室燈光亮度和多媒體設(shè)備的亮度,利用傳感器和多媒體設(shè)備,根據(jù)室外的光線強度自動調(diào)節(jié)窗簾的高度。
(2)噪音的實時監(jiān)測
對于噪音的監(jiān)測則是放置一些傳感器在教室的各個角落并進行實時監(jiān)測,若檢測值超過預(yù)定值則會以警報形式告知相關(guān)人員進行處理。
所以,物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)給學生和教師提供了更為人性化和舒適的學習教學環(huán)境,保護了學生和老師的健康,促進學生更好地學習,老師更好地教學。
4.1.3 實現(xiàn)跨區(qū)域交流與資源共享
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為資源共享和跨區(qū)域交流提供了有力地支持,各校之間的遠距離實驗和實踐性活動可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺來實現(xiàn),區(qū)域內(nèi)的各??梢詫崿F(xiàn)優(yōu)秀教學資源的共享。基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園可以構(gòu)建“校校聯(lián)盟”、“校企聯(lián)盟”,實現(xiàn)學校與學校之間、學校與企業(yè)之間的交流連通、學生互動、資源互補等,極大地促進了優(yōu)質(zhì)資源的整合與共享,讓學生有更多的機會了解和接觸不同的社會環(huán)境。
4.2 智慧校園生活
4.2.1 智能化生活
主要包括校園一卡通、食堂管理、浴室水控管理等方面。校園一卡通作為智能化生活的核心,使用此卡實現(xiàn)食堂就餐、用水用電、借閱圖書、體育館及復印社等校內(nèi)消費等功能。
基于RFID技術(shù)的食堂管理主要有三部分:
(1)含RFID電子標簽的飯卡:學生老師都有一張這樣的飯卡,卡內(nèi)包含用戶的相關(guān)信息;
(2)RFID閱讀器:在各食堂售飯窗口放置一個RFID閱讀器,將讀取的信息轉(zhuǎn)到后臺數(shù)據(jù)庫查詢,讀取卡上金額并扣除相應(yīng)消費金額;
(3)后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):將用戶的注冊信息存儲在數(shù)據(jù)庫中,方便管理員對食堂消費業(yè)務(wù)的查詢[6]。
基于RFID技術(shù)的浴室水控管理,能夠?qū)崿F(xiàn)用水自動化管理,有如下主要功能:
(1)信息數(shù)據(jù)實時顯示:當RFID卡位于閱讀器感應(yīng)區(qū)時,閱讀器顯示卡上余額,然后立即進入用水計費狀態(tài);
(2)消費模式:采用實時計費模式,即讀卡就出水,并且根據(jù)實際用水量進行實時扣費;
(3)計費方式:按所使用的流量計費,即外接脈沖流量表,可根據(jù)計算產(chǎn)生的流量進行計費。[7]
4.2.2 智慧圖書館
(1)圖書定位能有效解決查找和歸架錯誤等問題。圖書智能定位即在圖書上貼有RFID標簽,在館內(nèi)安置多個閱讀器,由閱讀器坐標確定圖書的方位信息然后傳送給定位服務(wù)器,管理員和讀者使用手機等設(shè)備登錄定位服務(wù)器查詢圖書信息,方便了新書上架、圖書歸架的整理工作,尋找丟失書籍和盤點文獻資料的效率也有所提高。
(2)自助還書機設(shè)備是對粘貼有RFID標簽的圖書進行掃描、識別和歸還處理的設(shè)備系統(tǒng),有效地幫助讀者自助歸還、續(xù)借圖書,節(jié)省了排隊時間。
由此可見,智慧圖書館有效地提高了圖書的管理效率,降低圖書管理員的工作強度,簡化了圖書的管理流程,實現(xiàn)了更為快捷便利的圖書借還和查詢服務(wù)。
4.2.3 智慧校園管理
(1)設(shè)備管理和智慧安防
1)設(shè)備管理智慧化:給物資、設(shè)備安裝含有型號、數(shù)量、類別等信息的RFID標簽,方便和提高了物資設(shè)備的管理和使用。將RFID標簽嵌入所用儀器設(shè)備,出現(xiàn)設(shè)備使用不當或發(fā)生故障時,它會自動發(fā)出警報,相關(guān)人員根據(jù)接收到的信號做出相應(yīng)處理。RFID標簽可以檢測設(shè)備的使用狀態(tài)和跟蹤設(shè)備所處的位置,從而有效地防止了設(shè)備的丟失。
2)校園智慧安防:在校園的一些重要區(qū)域(特別是相對比較隱蔽和容易忽視的區(qū)域)安置攝像頭和感應(yīng)點,利用RFID、圖像識別無線傳導網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),全面感知監(jiān)測校園環(huán)境,跟蹤監(jiān)控進入這些相關(guān)區(qū)域的人員,有效地解決人員消耗大、監(jiān)控盲區(qū)等問題,保證了校園安全。
(2)學生出勤及安全管理
利用物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)對學生出勤安全的管理,主要有學生考勤管理服務(wù)、在校學生跟蹤通知服務(wù)、危險區(qū)管理服務(wù)。教師能利用物聯(lián)網(wǎng)掌握學生的實際出勤情況和所處的位置,有效幫助教師及時掌握了解學生的動向,保障了學生的在校安全。如果學生進入學校頂樓、施工現(xiàn)場、停車場等有安全隱患的區(qū)域內(nèi),物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能改變RFID的感測范圍,感測學生所在區(qū)域的危險度并發(fā)出警報,告知相關(guān)人員做出相應(yīng)處理。
5 智慧校園建設(shè)中仍存在的問題
毋庸置疑,智慧校園給我們的校園教育、生活、管理等帶來了智慧化的變革,但智慧校園建設(shè)主要基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍在不斷地發(fā)展進步中,因此也面臨著如下一些主要問題:
第一,相較于國外而言,物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)分布的IP地址范圍還相當具有局限性,分布范圍還有待擴張;
第二,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍沒有統(tǒng)一標準,雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸在不同領(lǐng)域得以發(fā)展應(yīng)用,但當不同領(lǐng)域相互融合時就會出現(xiàn)相應(yīng)的問題;
第三,物聯(lián)網(wǎng)的安全性和可靠性還未能得到有效保證,信息資源和師生隱私安全如何得到有效保護也是有待解決的問題,這些問題仍需深入探索研究;
第四,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運行成本比較高,投入資金大,成本控制也是一個實際而又重要的問題;
第五,管理機制仍不完善,物聯(lián)網(wǎng)的維護、管理、使用也都是問題。
6 結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)下的智慧校園讓校園更為智能化、人性化、科學化。智慧校園突破了傳統(tǒng)的教學方式,優(yōu)化了校園教學環(huán)境,加強了校園管理,保障了校園安全。雖然在智慧校園的建設(shè)道路上還存在著很多問題,仍在不斷摸索當中,但物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景還是相當廣闊的,我們相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,所受關(guān)注程度的不斷提高,智慧校園建設(shè)這條路會有更大的發(fā)展空間和更多的可能。
參考文獻:
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作者簡介:王洪艷(1978.12-),女,講師,遼寧大連人,東北財經(jīng)大學博士研究生,管理科學與工程專業(yè),研究方向:管理信息系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng);嚴王莎(1994.05-),女,浙江諸暨人,本科在讀,信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);云計算;智慧校園
【中圖分類號】G40-057
【文獻標識碼】A
【論文編號】1009-8097(2013)02-0109-06
一 研究緣起及項目背景
1 研究緣起
信息技術(shù)的快速發(fā)展促進了教育觀念和教學方式的變革。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展,隨時隨地的師生互動、無處不在的個性化學習、智能化的教學管理和學習過程跟蹤評價、一體化的教育資源與技術(shù)服務(wù)、家校互通的學習社區(qū)、師生共同成長的校園文化等新型“智慧校園”教學管理模式已展現(xiàn)在人們面前。關(guān)于“智慧校園”的研究已成為當前教育信息化領(lǐng)域關(guān)注的熱點。
自從IBM提出“智慧地球”概念后,國內(nèi)外不少學者提“智慧校園”的概念和解決方案。在國外,具有代表性的實施案例有韓國與馬來西亞。韓國教育科學技術(shù)部于2011年6月向總統(tǒng)府遞交了《通往人才大國之路:推進智能教育戰(zhàn)略》提案,并于同年10月了《推進智能教育戰(zhàn)略施行計劃》,提出五大戰(zhàn)略舉措:(1)數(shù)字化教材的開發(fā)與應(yīng)用;(2)在線學習常態(tài)化與在線評價體系的構(gòu)建;(3)營造教育資源用于公共目的的環(huán)境與加強信息通訊倫理教育;(4)加強教師的智能教育實踐能力;(5)構(gòu)筑基于云計算技術(shù)的教育服務(wù)基石。馬來西亞政府為促進教育系統(tǒng)的整體性變革于2006年提出的一項宏偉工程――“智能學?!保⊿mart School)計劃,到2010年,馬來西亞所有的中小學都將轉(zhuǎn)型為智能學校。智能學校實施計劃有四項目標:提供個人全方位的發(fā)展;注重智能、情緒與身體的發(fā)展;培育科技的素養(yǎng)能力及建立教育民主化制度。在國內(nèi),有學者對“智慧校園”的概念提出了不同的解讀。黃榮懷等認為,“智慧校園”是一種智慧的學習環(huán)境。還有學者認為,“智慧校園”是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的校園應(yīng)用。在實施方面,南京郵電大學于2010年實施了基于物聯(lián)網(wǎng)的“智慧校園”建設(shè)方案,浙江大學、西南大學、成都大學、同濟大學等幾十所高校正在籌劃、實施智慧校園建設(shè);中國電信等移動互聯(lián)網(wǎng)運營商實施了基于e卡通的“智慧校園”解決方案。目前“智慧校園”解決方案還處于探索階段,在技術(shù)方面,沒有建立統(tǒng)一的“智慧校園”的系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)規(guī)范;在應(yīng)用方面:物聯(lián)網(wǎng)和云計算等先進技術(shù)應(yīng)用處于初級階段,技術(shù)、業(yè)務(wù)、資源、信息、數(shù)據(jù)與用戶服務(wù)的融合度不夠,沒有從如何利用信息技術(shù)支持學生的自主學習、協(xié)作學習,如何支持師生互動與快速準確反饋,如何支持教師教學決策等方面提出有效的解決方案。
本文以作者主持的佛山市禪城區(qū)“智慧校園”示范工程項目為例,闡述如何采用先進的教育理念和物聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進信息技術(shù)構(gòu)建“智慧校園”系統(tǒng),探討“智慧校園”系統(tǒng)的基本特征、系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊、技術(shù)路線和實施方法等整體解決方案。
2 項目背景
佛山市禪城區(qū)“智慧校園”示范工程是禪城區(qū)人民政府于2010年9月啟動、2012年5月正式上線運行的“四化融合、智慧佛山”首批重點示范項目。本項目分別選擇高中(佛山三中)、初中(汾江中學)、小學(佛山實驗學校和南莊中心小學)四所不同類型的學校,建立禪城區(qū)“智慧校園”示范工程試點學校和示范系統(tǒng)。
禪城區(qū)在教育信息化環(huán)境建設(shè)、教育資源建設(shè)、教師教育技術(shù)能力培訓和教育信息化推廣應(yīng)用方面具有良好的基礎(chǔ),是“廣東省推進教育現(xiàn)代化先進區(qū)”,四所“智慧校園”示范工程學校具有較高的教育信息化建設(shè)與應(yīng)用水平。但由于信息技術(shù)發(fā)展等歷史原因,項目實施前,禪城區(qū)教育信息化建設(shè)面臨的主要挑戰(zhàn)在于:
(1)“信息孤島”現(xiàn)象。各個學校的信息化應(yīng)用系統(tǒng)采用的技術(shù)標準、數(shù)據(jù)規(guī)范不一致,缺乏甚至沒有數(shù)據(jù)共享關(guān)系和交換途徑,形成“信息孤島”;
(2)信息系統(tǒng)的綜合服務(wù)能力弱,難以實施綜合業(yè)務(wù)流程和綜合查詢與決策支持;
(3)教育資源存儲分散,數(shù)據(jù)標準不同統(tǒng)一,資源共享困難、檢索低效,教育資源的數(shù)量和質(zhì)量難以滿足日常教學需要;
(4)信息化建設(shè)對提高教學質(zhì)量和學校管理效率的有效支持不夠。
因此,禪城區(qū)教育信息化建設(shè)需要一個統(tǒng)一的平臺,統(tǒng)一的技術(shù)標準,統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范來整合各類信息,實現(xiàn)校園內(nèi)各個信息管理系統(tǒng)的無縫連接。本項目的實施,著重在解決以上問題方面進行探索。
二 智慧校園的內(nèi)涵與特征
“智慧”(wisdom)一詞是指對事物能迅速、靈活、正確地理解和解決的能力?!爸腔邸笔且粋€相對概念,并不局限于人類,任何物體組成的體系都有智慧,只是高低不同。IBM提出的智慧系統(tǒng)特征是3I:即能夠更透徹的感知和度量(Instrumented),更全面的互聯(lián)互通(Interconnected),更深入的智能化(Intelligent)。
關(guān)于“智慧校園”的特征,國內(nèi)一些學者提出了不同的解讀。黃榮懷等認為,智慧校園(Smart Campus)應(yīng)具有以下五個特征:(1)環(huán)境全面感知;(2)網(wǎng)絡(luò)無縫互通;(3)海量數(shù)據(jù)支撐;(4)開放學習環(huán)境;(5)師生個。宗平等人認為,“智慧校園”的核心特征主要在三個方面:一是為廣大師生提供一個全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺,提供基于角色的個性化定制服務(wù);二是將基于計算機網(wǎng)絡(luò)的信息服務(wù)融入學校的各個應(yīng)用與服務(wù)領(lǐng)域,實現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作;三是通過智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺,為學校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。筆者認為,“智慧校園”是信息技術(shù)高度融合、信息化應(yīng)用深度整合、信息終端廣泛感知的信息化校園?!爸腔坌@”系統(tǒng)兼有技術(shù)、教育和文化等多重屬性,具有如下9大特征:
(1)融合的網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)環(huán)境。實現(xiàn)校園有線網(wǎng)、無線網(wǎng)、傳感網(wǎng)、視頻監(jiān)控網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)的融合和多種信息化應(yīng)用系統(tǒng)的融合,形成一體化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境;
(2)廣泛感知的信息終端。為廣大師生提供一個全面的智能感知環(huán)境;
(3)快速、綜合的業(yè)務(wù)處理服務(wù)。能夠?qū)虒W、科研、管理的各種業(yè)務(wù)、信息、數(shù)據(jù)按照基于流程的方式進行快速、綜合處理,為廣大師生提供一個全面綜合業(yè)務(wù)處理與服務(wù)平臺;
(4)智能的管理與決策支持。具有架構(gòu)科學合理、低耗高效運轉(zhuǎn)的學校智能化管理與決策支持系統(tǒng),能夠?qū)W校的人、財、物、活動、事件和業(yè)務(wù)流程進行感知、識別、跟蹤、判斷、處理、評價與提示指引;
(5)個性化的信息服務(wù)。能提供基于角色的個性化信息定制服務(wù);
(6)泛在的自主學習環(huán)境。通過實施有線和無線網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋,借助移動學習終端和教育云服務(wù)平臺,任何時間可以在學校任何地點在線學習、互動交流和輔導答疑。實現(xiàn)教育無處不在,學習隨時隨地;
(7)智慧的課堂。具有滿足師生個性化教與學需求,實現(xiàn)自主探究、互動教學、協(xié)同學習等多種教學模式,并能對學習過程進行動態(tài)跟蹤與評價的智慧課堂;
(8)充分共享、靈活配置的教學資源平臺。建有教育云服務(wù)平臺,能實現(xiàn)教育資源的按需動態(tài)分配和技術(shù)服務(wù)的充分共享。具有統(tǒng)一的教育資源建設(shè)標準和存儲規(guī)范,能實現(xiàn)教育資源的高效檢索和智能匯聚。能提供海量的優(yōu)質(zhì)教育資源,并與教學系統(tǒng)無縫對接,滿足教學需求;
(9)蘊含教育智慧的學習社區(qū)。具有家?;ネǖ臏贤ㄆ脚_和學習社區(qū),教師、學生、家長能夠及時互動,分享教育經(jīng)驗與智慧。能整合各種社會力量,共同促進學生快速健康成長。
三 智慧校園系統(tǒng)架構(gòu)
佛山市禪城區(qū)“智慧校園”系統(tǒng)的構(gòu)建是在現(xiàn)有校園網(wǎng)和學校教育信息化設(shè)施及應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,通過應(yīng)用RFID等傳感技術(shù)組建校園物聯(lián)網(wǎng),應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建校園移動學習網(wǎng),實現(xiàn)對校園內(nèi)的人(教師、學生、管理者、家長及其他人員)、財(學校經(jīng)費、個人消費等)、物(教學大樓、圖書館、教室、實驗室和教學設(shè)備等)和信息(教學資源、教學管理信息、學校公共管理信息、活動信息等)進行識別、傳輸、存儲、處理和控制,為師生提供智能化的管理和個性化的信息服務(wù)。
“智慧校園”系統(tǒng)平臺采用面向服務(wù)的多層架構(gòu)模式(SOA),將學校的資源、數(shù)據(jù)、信息和業(yè)務(wù)流程,按照基于服務(wù)的方式整合起來,使平臺具有很強的適應(yīng)性、擴充性、維護性和易用性。平臺總體架構(gòu)如下圖1所示:
智慧校園系統(tǒng)架構(gòu)包括4大體系4個支撐平臺和8個應(yīng)用系統(tǒng)。
4 大體系包括標準體系、安全體系、云平臺監(jiān)控體系和教育云服務(wù)體系。
1 標準體系
基于教育云的智慧校園標準目前還沒有統(tǒng)一規(guī)范。云計算本身就缺乏統(tǒng)一的標準,在云平臺上運行的應(yīng)用系統(tǒng)又千差萬別,難以有統(tǒng)一的資源管理、資源、資源應(yīng)用。因此,本系統(tǒng)平臺的構(gòu)建首先需要建立一套標準體系。
智慧校園系統(tǒng)標準體系建設(shè)分三個層次:信息編碼與數(shù)據(jù)交換,軟件開發(fā)與集成;硬件環(huán)境;在線應(yīng)用。包括:
(1)建立完整的信息編碼與數(shù)據(jù)規(guī)范體系。采用國際通用標準和中國教育信息化標準委員會的制訂的學習技術(shù)系統(tǒng)《體系架構(gòu)與參考模型(CELTS-1)》和《教育資源建設(shè)規(guī)范CELTS-41》等10個標準以及《智慧校園示范學校自定義信息編碼標準》多種代碼體系相互補充,代碼分層定義,方便用戶分級選擇輸入信息,同時支持代碼擴充、自定義和更新。
(2)軟件開發(fā)采用《GB/T19001ISO 9001在軟件開發(fā)、供應(yīng)和維護中的使用指南》、《計算機軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南(GB/T 8567-1988)》和《角色訪問控制標準ANSI INCITS359-2004》等國際與國家標準。
(3)智慧校園硬件設(shè)施標準。采用中國教育技術(shù)協(xié)會技術(shù)標準委員會制定的《多媒體教學環(huán)境工程建設(shè)規(guī)范》。
2 安全體系
智慧校園安全體系建立了包括操作系統(tǒng)級安全、網(wǎng)絡(luò)級安全和應(yīng)用級安全三層安全體系。
(1)操作系統(tǒng)級安全。在操作系統(tǒng)級,平臺使用最新的主流Linux操作系統(tǒng),啟用Linux的內(nèi)核防火墻和身份認證機制保障操作系統(tǒng)的安全,基于心跳(Heart Beat)技術(shù)檢測系統(tǒng)的崩潰并盡可能自動恢復。如果安全服務(wù)系統(tǒng)沒有收到某一計算節(jié)點的定時心跳數(shù)據(jù)流,則說明該節(jié)點或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了故障,此時重新啟動該節(jié)點,如果不成功就將該節(jié)點排除在計算之外。
(2)網(wǎng)絡(luò)級安全。在網(wǎng)絡(luò)級,平臺使用下列手段保證平臺的網(wǎng)絡(luò)傳輸安全:使用硬件防火墻保障整個云平臺的安全。為了防止教育云平臺系統(tǒng)被非法侵入,在前端計算機安裝雙網(wǎng)卡將內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)隔離開。在系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中使用在Internet上沒有實際意義的內(nèi)部IP地址,并用IP偽裝(IP Masquerading)和IP端口轉(zhuǎn)送(IP Port Forward)技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換。為了防止云平臺與用戶之間網(wǎng)絡(luò)通信的被竊取,教育云平臺采用了基于SSL安全協(xié)議的擴展HTTP協(xié)議HTTPS。
(3)應(yīng)用級安全。在應(yīng)用級,平臺使用下列手段保證平臺的應(yīng)用安全:①可信的單點登錄(SSO)。單點登錄是解決門戶系統(tǒng)安全認證問題的一種理想和有效的認證策略,我們采用的CAS(Central Authentication Service)是Yale大學發(fā)起的一個開源項目,作為智慧校園平臺的一個安全而又簡單的SSO安全實現(xiàn)。②云平臺權(quán)限控制。為了防止非授權(quán)用戶的非法入侵和授權(quán)用戶的越權(quán)使用,教育云平臺進行各種級別的權(quán)限控制,并具備審核功能,自動記錄用戶訪問的情況和操作過程,以備日后查詢。
系統(tǒng)開發(fā)中,由于不同身份的用戶其業(yè)務(wù)處理邏輯不同,如果單獨為每類用戶開發(fā)與之工作相對應(yīng)的應(yīng)用程序,無疑將十分復雜,也不利于以后的維護工作。為控制系統(tǒng)信息的閱讀范圍和業(yè)務(wù)辦理權(quán)限,系統(tǒng)將用戶劃分為不同的角色,不同的用戶角色具有不同的系統(tǒng)操作權(quán)限和查詢權(quán)限,通過權(quán)限控制為不同身份的用戶賦予與之身份對應(yīng)的各項操作,屏蔽不能執(zhí)行的操作調(diào)用,以此實現(xiàn)分工負責。系統(tǒng)用戶按照其職務(wù)、業(yè)務(wù)類別、管轄區(qū)域,被授予不同的操作權(quán)限。操作權(quán)限包括數(shù)據(jù)庫(表)操作限制、業(yè)務(wù)模塊操作限制、地理范圍限制、數(shù)據(jù)讀寫操作的限制等。平臺采用專業(yè)的用戶細分,針對教育系統(tǒng)的獨特性,研發(fā)出一套專業(yè)的用戶系統(tǒng),將用戶根據(jù)教育部門,學校,地區(qū),身份,角色,崗位,職位,科目,年級,班級等分類歸檔,并賦予不同功能和權(quán)限,同時,云教育的用戶將終身有效。
系統(tǒng)也采用嚴格的權(quán)限和隱私設(shè)置,用戶可為自己的內(nèi)容和上傳的資料快速設(shè)置或詳細設(shè)置讀寫權(quán)限。詳細設(shè)置可將權(quán)限賦予指定地區(qū)、身份、年級等細分用戶和指定好友等。同時還為用戶提供私密保護,設(shè)置為私密的信息,除了用戶本人,其他任何人包括平臺管理員也無法查看到該信息,最大程度地保護了用戶的隱私。
3 云平臺監(jiān)控體系
云平臺監(jiān)控體系建立了包括教育云平臺訪問量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、用戶數(shù)統(tǒng)計分析、功能模塊訪問統(tǒng)計分析、用戶使用習慣統(tǒng)計分析、用戶在線時間統(tǒng)計分析、流量統(tǒng)計分析等完整的平臺使用監(jiān)控策略。
4 教育云服務(wù)體系
教育云服務(wù)體系以教育資源共享為核心形成多層次的服務(wù)體系:
(1)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infrastructure as a service)
平臺以服務(wù)的形式提供虛擬硬件資源和服務(wù)器租用等,使教育相關(guān)部門無需購買服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備,只需通過互聯(lián)網(wǎng)租賃即可搭建自己的應(yīng)用系統(tǒng)。
(2)平臺即服務(wù)(Platform as a service)
平臺能提供完善的平臺即服務(wù)功能,包括云應(yīng)用支撐服務(wù)、云系統(tǒng)支撐服務(wù)和智慧校園云服務(wù)總線。平臺通過提供二次開發(fā)接口、教育軟件定制接口等功能以及開放式的支撐服務(wù)功能,提供完善的應(yīng)用服務(wù)引擎和應(yīng)用編程接口,用戶能通過應(yīng)用服務(wù)引擎,構(gòu)建相應(yīng)的教學應(yīng)用。
(3)軟件即服務(wù)(software as a service)
智慧校園服務(wù)平臺的用戶和客戶端軟件均能通過標準的Web瀏覽器來使用云平臺上的各類在線服務(wù),用戶不必另行購買軟件,平臺能提供完善的軟件即服務(wù)功能。
本平臺通過集成三個層次的服務(wù),能全方位滿足各級學校各類服務(wù)的需要。4個支撐平臺包括云平臺基礎(chǔ)設(shè)施支撐平臺、云系統(tǒng)支撐服務(wù)平臺、智慧校園服務(wù)總線和云應(yīng)用支撐服務(wù)平臺。
①云平臺基礎(chǔ)設(shè)施支支撐平臺。包括底層的服務(wù)器集群、數(shù)據(jù)倉庫集群、云存儲和監(jiān)控系統(tǒng)。該平臺為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠的應(yīng)用基礎(chǔ)支撐平臺。
②云系統(tǒng)支撐服務(wù)平臺。通過系統(tǒng)中間件和應(yīng)用服務(wù)器進行系統(tǒng)支撐。云系統(tǒng)支撐層能提供業(yè)務(wù)功能模塊與云平臺層的連接,包括單點登陸、統(tǒng)一用戶授權(quán)、統(tǒng)一消息服務(wù)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換服務(wù)、工作流服務(wù)、信息門戶服務(wù)、統(tǒng)一搜索服務(wù)、統(tǒng)一信息服務(wù)等云支撐服務(wù)。
③智慧校園云服務(wù)總線。這是各類學校和教育機構(gòu)的數(shù)據(jù)融合和交換中心,包括數(shù)據(jù)融合、重組、加工、管理、變換和集成,服務(wù)感知、消息感知、事件感知、任務(wù)調(diào)度、服務(wù)編排和調(diào)度、服務(wù)QoS、數(shù)字證書等功能。
④云應(yīng)用支撐服務(wù)平臺。該平臺形成用戶的基本信息數(shù)據(jù)、教育資源數(shù)據(jù)、師生成長檔案,并提供數(shù)據(jù)分析和挖掘、教育資源共享等;
8個應(yīng)用系統(tǒng)分布在教育在線應(yīng)用服務(wù)層,能提供各類在線教育軟件服務(wù),包括智慧校園管理系統(tǒng)、智能教學系統(tǒng)、移動學習系統(tǒng)、數(shù)字化實驗系統(tǒng)、教育資源庫、智慧系統(tǒng)文化、家校通系統(tǒng)、數(shù)字圖書館系統(tǒng)等在線服務(wù)系統(tǒng)。
四 實施方法與技術(shù)路線
1 總體實施策略
“智慧校園”示范工程建設(shè)起點高、時間緊、技術(shù)難度大,本項目通過創(chuàng)新的政產(chǎn)學研合作機制,采用“以政府主導、以產(chǎn)學研為依托、以應(yīng)用為驅(qū)動、示范引領(lǐng)、逐步推廣”的實施策略,邊研發(fā)邊建設(shè),由教育主管部門、本地高校和相關(guān)專業(yè)公司多方合作,組成佛山市禪城區(qū)“智慧校園”示范工程課題組,充分利用教育主管部門和示范學校的項目組織管理優(yōu)勢、需求分析優(yōu)勢、教學資源建設(shè)和推廣應(yīng)用優(yōu)勢,高校的系統(tǒng)設(shè)計與研發(fā)優(yōu)勢,企業(yè)的資金、產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)優(yōu)勢,實現(xiàn)強強合作。這種創(chuàng)新的機制和項目推進策略,有利于實施“起點高、時間緊、技術(shù)難度大”的項目,為其他示范工程項目的建設(shè)探索可供借鑒的模式。
2 系統(tǒng)開發(fā)方法
“智慧校園”項目采用的開發(fā)方法是基于RUP的迭代開發(fā)方法,RUP是一個面向?qū)ο笄一诰W(wǎng)絡(luò)的程序開發(fā)方法。由于本項目的實施尚無成功經(jīng)驗可循,系統(tǒng)龐大,且涉及眾多新技術(shù)的應(yīng)用,開發(fā)難度大。在軟件開發(fā)的早期階段無法全面準確地明確用戶需求,確定詳細技術(shù)路線。而迭代式開發(fā)允許在每次迭代過程中需求可能有變化,通過不斷細化來加深對問題的理解。迭代開發(fā)可有效降低項目風險。本項目開發(fā)依據(jù)迭代開發(fā)方法的核心理念和操作模式,實施過程按“調(diào)研-需求分析-原型構(gòu)建-系統(tǒng)開發(fā)-測試-適用評-示范應(yīng)用-深化應(yīng)用-總結(jié)推”廣9個階段進行。
3 主要實現(xiàn)技術(shù)
(1)開發(fā)環(huán)境和工具。以Linux作為底層操作系統(tǒng),使用JAVA語言作為主要的開發(fā)語言,開發(fā)環(huán)境為JDK1.6+和eclipse3.7,完全滿足J2EE和servlet2.4+的開發(fā)規(guī)范,web容器使用tomcat7.0。整個平臺基于SOA方式,采用Apache的CXF作為數(shù)據(jù)的整合和共享方式,智慧校園各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通都是通過該方式實現(xiàn);該方式獨立于操作系統(tǒng)和開發(fā)語言,可靈活部署,兼容性和性能優(yōu)越。
(2)單點登錄。平臺的各個系統(tǒng)之間的登錄整合以Yale CAS(Central Authentication Service,中央認證服務(wù)器)方式實現(xiàn)。Yale CAS是耶魯大學的一個開源項目,Yale cas是目前項目中用到最多的SSO整合方案,該方案提供一種標準的用戶認證服務(wù),實現(xiàn)了單點登錄功能。
(3)Web部署。Web部署使用前端服務(wù)器加后端服務(wù)器的耦合方式實現(xiàn),前端使用高性能的Nginx,后端則使用標準的serlvet容器Tomcat實現(xiàn),Nginx專為性能優(yōu)化而開發(fā),它支持內(nèi)核Poll模型,能經(jīng)受高負載的考驗,有報告表明能支持高達50,000個并發(fā)連接數(shù),這樣的搭配可以很好的解決性能和應(yīng)用的兼容性問題。使用Nginx按照調(diào)度規(guī)則實現(xiàn)動態(tài)、靜態(tài)頁面的分離,為了提高訪問性能,以Nginx的ip哈希方式實現(xiàn)了應(yīng)用的負載均衡。
(4)工作流引擎。使用/BOSS成熟的JBPM工作流引擎作為解決方案,JBPM是一個開源的、純JAVA的、輕量級的支持多種可執(zhí)行流程語言的工作流程管理(BPM)工作流引擎。
(5)數(shù)據(jù)存儲。使用分布式的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Mysql Cluster作為關(guān)系型數(shù)據(jù)的存儲,使用分布式的Hadoop作為非關(guān)系型數(shù)據(jù)的存儲解決方案。
(6)云平臺虛擬化。采用Linux的KVM解決方案,KVM虛擬化平臺是linux內(nèi)核原生的組成部分,它使用Linux自身的調(diào)度器進行管理,所以相對于其他虛擬化平臺其核心源碼很少,速度更快更穩(wěn)定。
(7)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化方法。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和傳輸方面主要使用gzip壓縮技術(shù)、瀏覽器緩存技術(shù)、服務(wù)端動靜態(tài)分離的處理技術(shù)和服務(wù)端緩存技術(shù);
五 智慧校園示范應(yīng)用系統(tǒng)
智慧校園示范系統(tǒng)基于教育云平臺構(gòu)建,包括智慧校園管理系統(tǒng)、智能教學系統(tǒng)、移動學習系統(tǒng)、數(shù)字化實驗系統(tǒng)、教育資源平臺、智慧校園文化系統(tǒng)、家校通系統(tǒng)和數(shù)字圖書館系統(tǒng)。
1 教育云平臺
教育云平臺是智慧校園的底層支撐。采用先進的虛擬化技術(shù),通過租用世紀互聯(lián)的硬件服務(wù),構(gòu)建了禪城區(qū)全新的、動態(tài)擴展的、分布式存儲教育數(shù)據(jù)中心。教育云平臺建立了統(tǒng)一的單點登錄系統(tǒng),實現(xiàn)了用戶界面整合、業(yè)務(wù)流程整合和系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合,為禪城區(qū)所有學校師生提供了統(tǒng)一用戶授權(quán)、統(tǒng)一信息服務(wù)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換服務(wù)、工作流服務(wù)、電子表單服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲與計算服務(wù)、教學資源共享服務(wù)等硬件、軟件和應(yīng)用服務(wù),避免了重復建設(shè),大大提高了資源與技術(shù)服務(wù)的利用率。
2 教育資源平臺
教育資源平臺是七個子系統(tǒng)的接入口。通過整合全區(qū)各類學校的教學資源、建立了涵蓋中小學各學科的素材庫、課件庫、教案庫、電子教材庫、試題庫、名師講堂庫、同步視頻課堂庫等優(yōu)質(zhì)的教學資源,實現(xiàn)了跨校共享。教育資源平臺具有良好的用戶體驗。支持教學資源的智能管理、智能檢索和智能匯聚,用戶可以對資源進行訂閱與推薦,可以設(shè)定資源的訪問、下載的權(quán)限,保護知識產(chǎn)權(quán)。支持動態(tài)生成作業(yè)和試題,并具有作業(yè)、作答、批改、查詢、修改、刪除和統(tǒng)計分析功能;支持動態(tài)組卷,具有試卷、作答、批改、查詢、修改、刪除和統(tǒng)計分析功能。
3 智能管理系統(tǒng)
智能管理系統(tǒng)以先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),實現(xiàn)了校園進出人員身份管理、考勤管理、學校資產(chǎn)監(jiān)控與數(shù)據(jù)泄密管理、辦公管理、教學活動管理、教學設(shè)備管理、教務(wù)管理和安防管理智能化。智能管理系統(tǒng)提供智慧校園各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的單點登錄接口和用戶管理配置。辦公管理系統(tǒng)根據(jù)學校管理架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程定制開發(fā),包括公文管理、個人事務(wù)管理和統(tǒng)計查詢系統(tǒng)。實現(xiàn)了辦公業(yè)務(wù)全流程的跟蹤管理、統(tǒng)計查詢和輔助決策。教學活動管理系統(tǒng)提供各類校園活動申請、安排,跟蹤和查詢等功能。教學設(shè)備管理系統(tǒng)提供設(shè)備申購、入庫、報損、借用、領(lǐng)用、維修管理、賬物卡管理、重要設(shè)備跟蹤管理和統(tǒng)計、查詢等功能。教務(wù)管理系統(tǒng)提供智能化的教學排課、成績錄入、教務(wù)信息、查詢、教學評價、成績統(tǒng)計分析等功能。
4 智能教學系統(tǒng)
智能教學系統(tǒng)依托教學資源平臺,為教師編寫教案、制作課件、批改作業(yè)和輔導答疑提供智能化服務(wù)。包括智能備課系統(tǒng)、互動課堂系統(tǒng)、輔導答疑系統(tǒng)、電子作業(yè)系統(tǒng)和綜合評價系統(tǒng)五部分。
智能備課系統(tǒng)提供了基于教學流程選擇、備課資源智能匯聚、輕松編輯素材、快速制作教案、自動生成教學網(wǎng)站的智能備課功能。讓老師備課像寫博客一樣輕松省力。
互動課堂系統(tǒng)由教師電腦、電子白板、短焦投影、實物展臺、錄播系統(tǒng)、電子書包、無線網(wǎng)絡(luò)和智能講課系統(tǒng)組成,為老師開展互動教學提供了先進的教學環(huán)境。利用智能講課系統(tǒng),老師可以按備課的教學流程在電子白板上點播素材、任意調(diào)整播放窗口、任意書寫,既像寫黑板一樣輕松自如,又能隨時保存。在課堂練習環(huán)節(jié),老師通過電子白板把題目發(fā)給學生,學生利用電子書包接收、作答,提交答案,老師可以在白板上看到每個學生的答題結(jié)果,及時、精確地掌握每個學生的學習情況。課堂練習的結(jié)果可以保存在課堂學習檔案。學生利用電子書包按照老師控制的課堂活動進度自主學習、練習、提問和作筆記等。
課堂錄播系統(tǒng)可以將教師的授課過程自動錄制成視頻,供學生課后復習,也可以實現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”。
輔導答疑系統(tǒng)直接建立了老師和學生之間的信息交流。
電子作業(yè)系統(tǒng)提供了覆蓋各個年級各學科的作業(yè)庫和試題庫,具有作業(yè)布置、提醒、作答、批改、統(tǒng)計分析功能和自動組卷、智能評分功能。
綜合評價系統(tǒng)提供了學生平時成績、課程作業(yè)、考試統(tǒng)計分析等信息,為老師教學決策提供了重要依據(jù)。
5 移動學習系統(tǒng)
移動學習系統(tǒng)主要電子書包、手機等移動學習終端為載體,基于統(tǒng)一的教育資源平臺支持,實現(xiàn)任何時間、任何地點的個性化學習。移動學習系統(tǒng)能夠為移動學習終端有效地呈現(xiàn)學習內(nèi)容并且提供教師與學習者之間的雙向交流,具有提供隨時隨地地學習環(huán)境和學習情境的功能。主要包括:電子教材閱讀、課堂筆記、課件下載和信息訂閱、教學視頻點播、作業(yè)下載和提交、輔導答疑、考勤信息和成績查詢、學習工具等。
6 數(shù)字化實驗系統(tǒng)
數(shù)字化實驗系統(tǒng)主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機、實驗教學平臺和多媒體互動投影系統(tǒng)組成。實現(xiàn)了從實驗數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和生成輸出全過程數(shù)字化。為學校師生創(chuàng)設(shè)了開放、協(xié)作的科學探究實驗環(huán)境。系統(tǒng)還具有實驗教學管理、實驗設(shè)備管理、實驗室開放管理和實驗成績管理功能,并與智慧校園其他子系統(tǒng)無縫對接。
7 家校通系統(tǒng)
家校通系統(tǒng)實現(xiàn)了家校溝通無障礙。老師和家長之間,可以直接使用家校通系統(tǒng)互動交流。譬如學校向家長報告學生在校情況,通知,布置作業(yè),家長查詢學校的規(guī)章制度、課程安排,或與老師一起切磋教育心得等,十分便捷。
8 智慧校園文化系統(tǒng)
智慧校園文化系統(tǒng)包括校園多媒體信息系統(tǒng)、虛擬校園交互式演示系統(tǒng)和智慧學習社區(qū)三部分組成。智慧校園多媒體信息系統(tǒng)以數(shù)字化方式展示學校形象與文化特色。即在學校主要場所與主要通道,應(yīng)用電子顯示屏展示校園文化特色、辦學理念、校園動態(tài)信息、教學活動信息、樓層、場所導覽信息、宣傳表彰、通知公告等。虛擬校園交互式演示系統(tǒng)通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)逼真再現(xiàn)校園的地形地貌、建筑物、綠化、運動設(shè)施及場地等,并可以在校園主頁以各種方式進行導覽,展示學校形象;與智慧校園共用同一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),讓管理者隨時隨地直觀地了解學校的資產(chǎn)情況,實現(xiàn)資產(chǎn)管理,還可輔助實現(xiàn)消防安全管理;智慧學習社區(qū)整合了博客、QQ等多種功能,為學生、教師和家長提供了一個便捷交流互動的平臺,包括智慧講壇、創(chuàng)意樂園、智慧活動、名師支招、智慧之星等,為廣大教師交流教學經(jīng)驗,分享教學智慧,為學生分享學習心得,開展科技創(chuàng)新活動提供有效的支持。
9 數(shù)字圖書館系統(tǒng)
數(shù)字圖書館系統(tǒng)是為了適應(yīng)圖書館未來的發(fā)展要求,滿足示范學校對館藏資源充分共享、高效管理等方面的實際需求構(gòu)建的。本系統(tǒng)包含了目前圖書館管理業(yè)務(wù)的每個環(huán)節(jié),具備系統(tǒng)圖書采訪、圖書編目、圖書流通、期刊管理、公共查詢、系統(tǒng)管理等功能,并與本區(qū)e卡通系統(tǒng)無縫對接,實現(xiàn)成員館館藏資源的互借、互還和互通。
六 結(jié)束語
關(guān)鍵詞:職業(yè)技術(shù)學院;智慧校園;大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)01-0268-02
近年來我國教育部越來越重視高職教育,提出了使用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)建數(shù)字校園的要求,建設(shè)智慧校園時發(fā)展數(shù)字化學校的基礎(chǔ),它的核心就是智慧,運用全新的云計算、智能網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù),實現(xiàn)智慧管理服務(wù)。在高職智慧校園建設(shè)中,大數(shù)據(jù)挖掘有著重要的作用,通過大數(shù)據(jù)挖掘可以有效提高學校教學質(zhì)量及管理能力,創(chuàng)新學校傳統(tǒng)的粗放式管理模式,變?yōu)榫毣@管理。本文就以大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為基礎(chǔ),分析其在高職智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用。
1高職智慧校園中大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的重要性
1.1實現(xiàn)智能化教學
在高職智慧校園中,大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以準確的記錄每一個學生在學習過程中的行為,學生還可以通過連接校園網(wǎng),實現(xiàn)課堂互動學習,使學生的學習不僅僅是在課堂上完成,不受時間、地點的限制,學生可以自由控制學習時間,提高學生的學習質(zhì)量,豐富教學活動。另外大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還可以分析學生的學習行為,使教師可以對學生進行針對性的輔導,創(chuàng)建系統(tǒng)化的學習模式。【1】
1.2實現(xiàn)考學研共同發(fā)展
在高職智慧校園中,其可以通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為教師創(chuàng)建教研平臺,為教師提供大量的科研資料及技術(shù)發(fā)展動態(tài)。通過使用多媒體技術(shù),與平臺中的教研學者進行研究成果的溝通交流,實時的分享科研數(shù)據(jù),能夠確定教學的發(fā)展趨勢,使國內(nèi)外的交流提高一個層次,實現(xiàn)考學研共同發(fā)展和創(chuàng)新。
1.3提高學校管理效率
智慧校園中具有大量的數(shù)據(jù)信息,比如學校網(wǎng)站論壇中的稿子、評論、留言等,這些數(shù)據(jù)包括了結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以對這些數(shù)據(jù)進行存儲和分析,從大量的數(shù)據(jù)中找出最有價值的信息及數(shù)據(jù),不僅僅能對校園中的人力、財力及物力進行服務(wù),還能夠?qū)逃?、行政、設(shè)備及科研方面進行管理服務(wù),還可以尋找教育中和學習中的規(guī)律,對教育及辦學趨勢進行預(yù)測,為高職院校發(fā)展提供具有價值的意見,也有效地提高了院校的辦學質(zhì)量及教學效率。【3】
1.4實現(xiàn)智慧化服務(wù)
數(shù)字管理系統(tǒng)創(chuàng)新了傳統(tǒng)的人工管理,大大節(jié)省了管理資金及人力,對校園進行智能化、數(shù)據(jù)化的管理及服務(wù),比如資源的分配、信息化培訓、故障響應(yīng)等等。其中資源的分配包括軟件系統(tǒng)的升級優(yōu)化及IP地址、身份驗證的優(yōu)化分配等;信息化培訓包括為學生培訓提供文本資料、音頻資料及視頻資料等等,可以有效地提高教師及學生的信息素養(yǎng),使教師及學生具備的信息化智慧能夠滿足智慧校園的需求;故障響應(yīng)指的是在智慧校園發(fā)生故障及遇到問題的時候可以及時響應(yīng)?!?】
2高職智慧校園的建設(shè)
2.1何為智慧校園
智慧校園指的是校園的數(shù)字化建設(shè),并且與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及云計算等一系列的計算機技術(shù)相結(jié)合的全新校園建設(shè)理念。智慧校園主要是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),以大數(shù)據(jù)及云計算為前提,將高校管理工作、教學、科研及服務(wù)相融合的綜合智慧校園環(huán)境。在智慧校園中,師生可以以手機、電腦等無線通訊設(shè)備結(jié)合校園網(wǎng)絡(luò),不受時間、地點的限制進行學習、教學、生活等一系列的校園活動,實現(xiàn)信息化的校園學習活動,有效地提高教學效率及校園管理效率。
2.2高職智慧校園的建設(shè)架構(gòu)
高職智慧校園可以將智能傳感器安裝在校園中各個教室、圖書館、宿舍及實驗室等各個場所中,并且將它們進行連接,從而構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng),使用服務(wù)器和云計算服務(wù)將軟件管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)向融合,全面實現(xiàn)校園智能化管理及教學。并且使用科學有效的管理模式處理這些信息資源,為全體師生及學校工作人員提供全面的信息化服務(wù)平臺及生活環(huán)境?!?】
2.3高職智慧校園建設(shè)現(xiàn)狀
智慧校園從產(chǎn)生到創(chuàng)建都得到了國家及社會企業(yè)的支持,但是由于高職院校本身的管理模式及部門之間的通訊較為復雜,這就使得高職智慧校園在建設(shè)以來還存在一些問題,比如:(1)高職院校中的大量的信息及學生的自律等方面,使得學校與學生之間的溝通交流無法實現(xiàn)全面信息化,其中不乏有一部分學校還是通過傳統(tǒng)的短信、公告欄的信息為學生傳遞信息,這就造成學生無法及時的信息,降低了溝通效率;(2)由于學校與行政管理部分的網(wǎng)站并不統(tǒng)一,這就對管理方面造成了一定的難度。不統(tǒng)一的平臺使一些具有價值的信息資源無法存儲到相同的數(shù)據(jù)庫中,使數(shù)據(jù)的格式及標準也有不一致,就使得系統(tǒng)中存在大量的無用數(shù)據(jù)及垃圾數(shù)據(jù);(3)這些數(shù)據(jù)都較為龐大且復雜,目前的管理并沒有針對性的對這些數(shù)據(jù)進行挖掘和信息,比如學生在日常生活中的行為沒有和畢業(yè)方向統(tǒng)一分析、圖書館中的學生解決信息沒有與個性化教學相聯(lián)系等等?!?】
3高職智慧校園建設(shè)中的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
3.1何為大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)指的不僅僅是對數(shù)據(jù)信息進行處理,還是對這些數(shù)據(jù)進行專業(yè)的分析,深入挖掘數(shù)據(jù)中的潛藏及具深層次的信息。從技術(shù)角度來講,大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與云計算是有一定聯(lián)系的,大數(shù)據(jù)不能單獨進行處理,要使用分布式的架構(gòu),以此對數(shù)據(jù)進行挖掘,所以大數(shù)據(jù)挖掘要依靠云計算進行數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析。
3.2大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)智慧校園的需求
目前我國高職智慧校園的建設(shè)已經(jīng)有了良好的效果,比如使用了技術(shù)性的教學手段及遠程教育等等,在學生的管理方面也使用了監(jiān)控及一卡通等等,有效地提高了對學生的管理效率,學校行政管理方面也實現(xiàn)了各部門之間的信息互通目的。隨著連接的實體越來越多,那么傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)架構(gòu)已滿足不了需求,大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)就能很好地解決這個問題,對這些數(shù)據(jù)進行快速有效的分析,進行深入挖掘信息的潛在價值,為校園教育發(fā)展提供有價值的信息,w現(xiàn)高職院校的智慧特色?!?】
3.3大稻萃誥蚣際踔腔坌T敖ㄉ杓芄
為了能夠使高職智慧校園發(fā)揮出更大的作用,就在傳統(tǒng)的建設(shè)基礎(chǔ)上應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),深入挖掘傳統(tǒng)智慧校園中的智能識別及檢測中的數(shù)據(jù),并且對其進行統(tǒng)一管理,為高校中的教育、服務(wù)、管理及學習提供智慧的應(yīng)用,實現(xiàn)校園學習智能一體化。應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和云計算,可以先構(gòu)建一個建設(shè)架構(gòu),詳細見圖一,下文對其進行具體說明。
(1)基礎(chǔ)設(shè)備。其中包括檢測設(shè)備及感應(yīng)設(shè)備,并且分布在校園的各個角落中,收集校園教師和學生的日常生活數(shù)據(jù),使用通信網(wǎng)傳送到云存儲層,能夠全面了解學校中教師和學生的生活和學習。
(2)采集信息及存儲層。使用云計算中的存儲技術(shù)將基礎(chǔ)設(shè)備中收集的數(shù)據(jù)進行存儲,并且使用虛擬化技術(shù)降低空間的浪費,使數(shù)據(jù)資源可以有效整合,使數(shù)據(jù)存儲具備智能化及自動化。
(3)數(shù)據(jù)管理及云計算。管理云服務(wù)中的信息資源信息,對這些數(shù)據(jù)資源進行計算,使數(shù)據(jù)的分析更加精準。
(4)智慧應(yīng)用層。深入挖掘大數(shù)據(jù),并且對其進行分析,為智慧校園中的信息化業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)支持技術(shù),這個也是使智慧校園發(fā)揮作用的重要內(nèi)容,也是高校智慧校園建設(shè)中重點內(nèi)容。【7】
4結(jié)束語
為了使高職院校教育模式和理念能夠滿足現(xiàn)社會形式的需求,智慧校園的建設(shè)也得到了教育界人士的廣泛支持和認同。將大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到智慧校園中,不僅能夠?qū)π@中的數(shù)據(jù)進行更深層次的分析,深入挖掘其中的價值,還能夠?qū)?shù)據(jù)進行智能決策。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是高職校園建設(shè)中的核心內(nèi)容,能夠?qū)⒅腔坌@中的智能化及數(shù)字化充分體現(xiàn)。目前大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還存在一系列的技術(shù)性問題,但是相信在今后的發(fā)展中,其能夠完美的與智慧校園相融合,更加人性化的為校園師生提供服務(wù)。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:教育云;網(wǎng)絡(luò)學習空間;智慧教育;智慧校園
中圖分類號:TP3 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2014)06-0003-06
一、 引言
近兩年,無論是中央政府還是各級地方政府,都對教育信息化工作給予了高度重視。2010年頒布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中第十九章專門闡述了教育信息化工作。明確指出:“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響,必須予以高度重視,應(yīng)通過教育信息化帶動教育現(xiàn)代化的實現(xiàn)”。[1]2012年3月,按照《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》的要求,教育部編制了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》,明確了各類學校及教育領(lǐng)域的發(fā)展目標和任務(wù),要求各級各類學校要建設(shè)數(shù)字校園,配備必要的教學資源、工具和仿真實驗室等軟件;提出了“三通”工程和“兩平臺”建設(shè)項目。[2]在2012年9月的全國教育信息化工作會議上,9部委又聯(lián)合頒發(fā)了《當前教育信息化的7項重點工作》等文件[3],實名制網(wǎng)絡(luò)學習空間建設(shè)、云平臺建設(shè)等工作包含其中。一系列文件的出臺和一系列會議的召開,目的是要真正將信息技術(shù)在教育教學中有效應(yīng)用,即實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學深度融合。相關(guān)文件還明確指出了教育信息化的工作思路,要以應(yīng)用為導向,應(yīng)給教育教學帶來革命性的變化,應(yīng)重點圍繞如何應(yīng)用信息技術(shù)創(chuàng)新教育教學模式和方法開展應(yīng)用工作等。
按照國家有關(guān)部門的要求,全國各地紛紛行動起來,各級政府在教育信息化方面加大了投入。很多地區(qū)都在規(guī)劃建設(shè)教育云平臺和網(wǎng)絡(luò)學習空間。大多數(shù)中小學、職業(yè)院校以及高等院校都在建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)數(shù)字校園。部分區(qū)域明確提出了智慧城市、智慧校園建設(shè)等。然而,究竟教育云、數(shù)字校園乃至智慧校園、網(wǎng)絡(luò)學習空間到底是什么樣的,沒有一個讓大家覺得能夠接受的標準或界定。很多地區(qū)和學校,在教育云和數(shù)字校園建設(shè)過程中普遍存在盲目現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)荒唐的情況。比如,有個別地區(qū)計劃投入數(shù)千萬元建設(shè)教育云公共服務(wù)平臺,所設(shè)計的方案僅是建設(shè)一個基礎(chǔ)平臺,即實現(xiàn)所謂統(tǒng)一認證、統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一數(shù)據(jù)的云平臺,沒有考慮任何應(yīng)用。按照其方案的設(shè)計說明,他們建設(shè)云公共服務(wù)平臺的目的是為以后的應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)。一般人看完方案覺得說的很有道理,基礎(chǔ)云平臺有了以后,各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" /> // monitor
2.智慧校園
智慧校園是數(shù)字校園的一種形態(tài),因此,要搞清楚智慧校園的界定,應(yīng)首先討論清楚什么是數(shù)字校園。
所謂數(shù)字校園是指依據(jù)學校各項教育教學工作中的整合點或信息化點,針對學生、教師、管理人員、家長等的不同需要所建設(shè)的,能夠有效支持教育教學工作的信息化支撐系統(tǒng)。該系統(tǒng)由軟件、終端硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等構(gòu)成,應(yīng)實現(xiàn)統(tǒng)一入口、統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一認證、個性化服務(wù)。硬件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)是按照軟件系統(tǒng)運行的需要建設(shè)。在教學方面,能夠支持教師備課。教師不需要開發(fā)軟件就能夠制作出個性化的課件,特別是制作出可交互的軟件;能夠支持教師課堂引導學生學習,組織學生開展探究、交流和協(xié)作等活動;能夠支持學生課后學習、問題咨詢、協(xié)作和與教師交流等。在教研和培訓方面,能夠支持集體備課、互動教學觀摩、交流研討、專題培訓及網(wǎng)絡(luò)學習等,特別是應(yīng)能夠支持教學內(nèi)容的深入交流,如實驗過程操作交流等。在管理方面,應(yīng)能夠支持各項管理工作的開展與運行狀態(tài)監(jiān)測等。
討論了數(shù)字校園的界定,我們該如何理解智慧校園,它到底是一種什么樣的數(shù)字校園呢?從字面上看,智慧校園顯而易見不是一般意義上的數(shù)字校園,它多了“智慧”兩個字。關(guān)鍵點就在如何界定這里的“智慧”二字。我們認為,智慧校園中智慧的含義首先是指能夠培養(yǎng)學生的智慧,即應(yīng)最大限度地實現(xiàn)智慧教育;與此同時,在培養(yǎng)學生的過程中所需要的手段和條件也應(yīng)當盡可能智能化。培養(yǎng)學生的智慧,關(guān)鍵是讓學生學會發(fā)現(xiàn)問題、構(gòu)想出解決問題的辦法,更重要的基礎(chǔ)是如何讓學生發(fā)自內(nèi)心的愿意學習。因此,智慧校園應(yīng)構(gòu)建出能夠讓學生主動、輕松愉快、高質(zhì)高效學習的環(huán)境,而且最大限度地培養(yǎng)學生的智慧,即構(gòu)建智慧課堂。在智能化方面,智慧校園主要體現(xiàn)在備課、學習、管理、溝通用戶交流、評價、安全等方面的智能化上。備課智能化主要體現(xiàn)在資源查找主動推送、資源生成和資源集成工具化。學習智能化主要體現(xiàn)在學生學習狀況分層測試,學習內(nèi)容分層、個性化,學習環(huán)境工具化。交流、協(xié)作智能化主要是工具化,有相應(yīng)的信息化環(huán)境支持。教學管理與評價、行政管理與評價、教研與培訓、信息與反饋、德育、學校安全等方面的智能化主要體現(xiàn)在方式方法科學、簡便,構(gòu)建智能化工作環(huán)境等。
3.教育云
教育云平臺是區(qū)域教育部門或國家教育部建設(shè)的以云方式部署和運行的教育信息化公共服務(wù)平臺。
教育云平臺應(yīng)能夠為所覆蓋范圍內(nèi)的學生、教師、管理者以及教育部門的管理者開展學習、教學、管理、教研、培訓、交流、信息與反饋等工作提供所需要的應(yīng)用軟件系統(tǒng),并按照不同使用者的需要將應(yīng)用軟件系統(tǒng)的相應(yīng)功能集成為使用者的網(wǎng)絡(luò)學習空間,平臺的部署與運行應(yīng)采取云的方式。
教育云平臺應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)學習空間建設(shè)的需要設(shè)置相應(yīng)的功能,如支撐存儲、業(yè)務(wù)支撐、交流、展示與分享、關(guān)注等空間建設(shè),提供構(gòu)建個性化空間所需要的工具軟件包,根據(jù)學習、教學、管理、教研、培訓、交流、信息與反饋等的需要構(gòu)建相應(yīng)的子空間。支持多類終端訪問、跨平臺運行,實現(xiàn)統(tǒng)一入口進入、統(tǒng)一認證、統(tǒng)一數(shù)據(jù)。
4.網(wǎng)絡(luò)學習空間
在闡述數(shù)字校園時我們提到了針對學生、教師、管理人員、家長等的不同需要建設(shè)相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng),并實現(xiàn)統(tǒng)一入口進入、統(tǒng)一認證、個性化服務(wù)。從使用者的角度看,一進入系統(tǒng),與之相關(guān)的功能、信息、資源和自己喜歡的各種資源、文件、軟件、網(wǎng)址、好友等等都能按照自己喜歡的方式呈現(xiàn)出來,自己想保存信息就能很方便地保存在上面。問題是,如何實現(xiàn)這樣的系統(tǒng),不同的使用者到底在網(wǎng)絡(luò)上需要什么樣的東西呢?
很顯然,我們需要為每個使用者在網(wǎng)絡(luò)上提供個性化的服務(wù)。這個服務(wù)包括多方面的內(nèi)容,不同的使用者,其需要的服務(wù)內(nèi)容顯而易見是不同的。一般情況下,網(wǎng)絡(luò)學習空間應(yīng)包括以下幾個方面的內(nèi)容:業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)、工作流程支持與結(jié)果管理、信息與通知、互動交流平臺、個人收藏、分享信息、關(guān)注的網(wǎng)站與他人空間等。從功能上看,實際上就是應(yīng)用功能調(diào)用、資料存儲與管理、溝通與交流、展示、信息與通知等。
這個在網(wǎng)絡(luò)上為不同使用者所提供的個性化服務(wù),稱之為網(wǎng)絡(luò)學習空間。
根據(jù)使用者的個性化需要選擇或建立業(yè)務(wù)支持、工作流程支持與結(jié)果管理、信息與通知、互動交流、文檔存儲與管理、個人收藏、分享信息、關(guān)注網(wǎng)站與他人空間等功能,并將這些功能集成為個性化頁面,在此基礎(chǔ)上所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng),稱之為使用者的網(wǎng)絡(luò)學習空間。
網(wǎng)絡(luò)學習空間分為機構(gòu)和個人兩類:
(1)機構(gòu)空間:班級、年級、教研組、年級組、教務(wù)處、辦公室、后勤、學校、教育局等。
(2)個人空間:學生、教師、班主任、校長、行政管理人員、教研員、局長、家長。
比如學生網(wǎng)絡(luò)學習空間包括:課程學習、作業(yè)、小組學習、問題求助、成績查詢、測評、信息與通知、私信、互動交流、展示、收藏、分享、學習計劃與過程管理、喜歡網(wǎng)站、好友空間、同學空間、老師空間等。教師網(wǎng)絡(luò)學習空間包括:編寫教案、準備課件,教案、課件管理與使用,集體備課、教學觀摩、教學研討、網(wǎng)絡(luò)學習、專題培訓,為學生準備學習內(nèi)容、布置與批改作業(yè)、答疑、互動交流、個人收藏、分享、展示、私信、信息與通知、學生管理、成績管理與分析、教研員空間、同事空間、領(lǐng)導空間、學生空間、好友空間、喜歡網(wǎng)站等。編寫教案、準備課件應(yīng)能夠在線調(diào)用教學資源庫、題庫,實時使用學科編輯工具、資源生成工具、仿真實驗室等。集體備課、教學觀摩、教學研討等能夠應(yīng)用教學資源庫、題庫、學科教學工具和仿真實驗室等進行交流。
三、 教育云、智慧校園和網(wǎng)絡(luò)學習空間之間的關(guān)系
四、 教育云、智慧校園和網(wǎng)絡(luò)學習空間的建設(shè)方式與途徑
基本思路:依托國家教育管理公共服務(wù)平臺,教育資源公共服務(wù)平臺,分別建立省、市、縣公共服務(wù)平臺;基于各級服務(wù)平臺,根據(jù)學校的實際需要將相關(guān)的應(yīng)用集成在學校數(shù)字校園里。將省、市、縣和學校系統(tǒng)聯(lián)通,實現(xiàn)統(tǒng)一入口、統(tǒng)一認證、統(tǒng)一數(shù)據(jù),由此為各類人員和機構(gòu)提供網(wǎng)絡(luò)學習空間功能建設(shè)支持。
解決辦法:按照智慧教育的思路,在教學目標中加入兩個新的目標,就可能較好地解決上述問題:(1)讓學生發(fā)現(xiàn)用電燈泡、電池和電線搭接電路時手撒不開、無法獨立搭接多個燈泡等等問題。(2)讓學生構(gòu)想出什么樣的裝置能夠解決所遇到的問題。
擴充這樣的教學目標,學生學會發(fā)現(xiàn)問題且能夠構(gòu)想出解決問題應(yīng)有什么樣的知識和能力、掌握知識并能夠融會貫通,使學生更有自信心和價值感,能夠激活學生的學習興趣,并有持續(xù)且高昂的學習欲望;能夠?qū)⒅R融會貫通地應(yīng)用;培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新性思維能力,使他們變得越來聰明,讓學生真正有智慧。
綜上所述,網(wǎng)絡(luò)學習空間的建設(shè)目標應(yīng)依據(jù)智慧教育的需要來確定。應(yīng)當以構(gòu)建智慧課堂為核心,在此基礎(chǔ)上,確定課后學習的支持目標。按照實現(xiàn)智慧課堂的要求,再確定教師研訓、教學管理、教學條件營造與管理、對外信息與反饋、德育、安全等的支持目標和指標。
在智慧課堂構(gòu)建方面,網(wǎng)絡(luò)學習空間的建設(shè)目標是能夠有效支持學生發(fā)現(xiàn)問題、構(gòu)想解決方案、將知識融會貫通應(yīng)用、對自己的情況準確評價等學習任務(wù)的完成,能夠支持教師組織、引導、指導學生學習,能夠支持教師備課等。
在研訓方面,網(wǎng)絡(luò)學習空間應(yīng)當能夠有效支持集體備課、教學觀摩、專家培訓、交流研討、論壇交流及教師網(wǎng)絡(luò)學習等。應(yīng)能夠支持集體編寫教案和課件,應(yīng)方便支持學科內(nèi)容編寫和交流,應(yīng)有足夠的教學資源可調(diào)用,應(yīng)有功能強大的學科工具軟件和仿真實驗室支持備課和交流活動等。
在管理方面,網(wǎng)絡(luò)學習空間應(yīng)當能夠按照各項工作的流程要求全面支持教師與學生、教師與家長、管理者與學生、管理者與家長、管理者與教師等之間的信息傳遞、匯總、監(jiān)測、分析、預(yù)警與決策等;應(yīng)當按照各個機構(gòu)的職能和業(yè)務(wù)流程,提供各項工作運行平臺和狀態(tài)監(jiān)測、信息匯總與統(tǒng)計分析、預(yù)警與決策等的支持。
五、 網(wǎng)絡(luò)學習空間的基本構(gòu)成
網(wǎng)絡(luò)學習空間分為個人和機構(gòu)。個人空間包括:學生、教師、班主任、校長、行政管理人員、教研員、局長、家長等。機構(gòu)空間包括:班級、年級、教研組、年級組、教務(wù)處、辦公室、后勤、學校、教研室、信息中心、教師培訓中心、教育局及相關(guān)部門等。
依據(jù)上面所述關(guān)于網(wǎng)絡(luò)學習空間建設(shè)目標確定的方法,我們設(shè)計的系統(tǒng)主要的個人及機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)學習空間的基本構(gòu)成情況如下:
1.學生網(wǎng)絡(luò)學習空間
學生的網(wǎng)絡(luò)學習空間基本構(gòu)成應(yīng)包括:課程內(nèi)容學習及環(huán)境、作業(yè)、小組學習、問題咨詢、通知、與教師溝通、與同學溝通、測試與評價、個人資料收藏、作品展示、學習規(guī)劃與計劃、拓展學習內(nèi)容及環(huán)境、私密溝通、成績與學分、學習過程管理等。
學生的網(wǎng)絡(luò)學習空間中,課程內(nèi)容學習及環(huán)境、作業(yè)等應(yīng)主要是任課教師動態(tài)提供的內(nèi)容,應(yīng)在教師網(wǎng)絡(luò)學習空間中獲得。當然,也應(yīng)包括通用學習內(nèi)容及環(huán)境,是由學?;蚋骷壗逃块T或機構(gòu)提供。小組學習,可以分為教師組織的和學生自發(fā)組織的兩種。問題咨詢可以是面向任課教師、可以是面向同學,也可以面向網(wǎng)絡(luò)中的任何人。學習過程管理可以幫助學生管理學習過程和資料,分析自己的學習軌跡和狀態(tài)等。
2.教師空間
教師的網(wǎng)絡(luò)學習空間基本構(gòu)成應(yīng)包括:編寫教案、準備課件,教學設(shè)計、課件管理與使用,集體備課、教學觀摩、教學研討、網(wǎng)絡(luò)學習,為學生準備學習內(nèi)容、布置與批改作業(yè)、答疑、與學生交流,與教師交流、與家長交流,個人收藏,私密溝通,通知,學生管理、成績管理與分析等。
編寫教案、準備課件應(yīng)能夠在線調(diào)用教學資源庫、題庫,實時使用學科編輯工具、可交互學習軟件生成工具、仿真實驗室等。集體備課、教學觀摩、教學研討等能夠應(yīng)用教學資源庫、題庫、學科教學工具和仿真實驗室等進行交流。
3.校長空間
校長的網(wǎng)絡(luò)學習空間基本構(gòu)成應(yīng)包括:學校運行狀態(tài)、預(yù)警與決策,各類工作審批,通知與信息、接收信息與通知,與教師交流、與學生交流、與家長交流、與校長交流,私密信息等。
4.班主任空間
班主任的網(wǎng)絡(luò)學習空間基本構(gòu)成應(yīng)包括:班級管理、學生評價,與家長溝通、與學生溝通,學生活動,班級信息,學生作品展示,班級干部管理等。
5.學校空間
學校網(wǎng)絡(luò)學習空間的基本構(gòu)成應(yīng)包括:備課、課堂教學、課后學習、考試評價,資源管理與共享,教學管理,后勤管理,教研與培訓,家?;樱踩?,德育,行政辦公,信息與反饋等支持系統(tǒng)。
6.教育局空間
區(qū)域教育局網(wǎng)絡(luò)學習空間的基本構(gòu)成應(yīng)包括:資源管理與共享,教研與培訓,學籍,人事,校舍,財務(wù),教科研,德育,安全,行政辦公,信息與反饋等支持系統(tǒng)。
不同的人或機構(gòu),其網(wǎng)絡(luò)學習空間是不一樣的。但是,這些空間不是孤立的,它們之間是有各種各樣的關(guān)聯(lián)的。這些空間的建設(shè),應(yīng)以區(qū)域教育云和數(shù)字校園的建設(shè)為基礎(chǔ)構(gòu)建。
六、結(jié)束語
網(wǎng)絡(luò)學習空間的建設(shè),并非是按照教育教學的需要建設(shè)就一定是好的。最重要的是我們推行什么樣的教育思路和方法,這是前提和方向。沒有好的教育教學思路和方向,信息技術(shù)給教育教學絕不可能帶來革命性的變化。因此,技術(shù)可以支持教育教學創(chuàng)新,但是,教育教學思路決定著創(chuàng)新的方向和能否創(chuàng)新。
本文中,我們僅討論了網(wǎng)絡(luò)學習空間建設(shè)的思路和基本的目標,只能是探討性的。希望能夠起到拋磚引玉的作用,供大家參考,使我們國家的教育云、數(shù)字校園和網(wǎng)絡(luò)學習空間的建設(shè)朝著正確的方向快速前進。
參考文獻:
[1]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要[z].2010.
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