智慧校园建设与教学模式研究

智慧校园是智慧教育中有关智慧学习环境的重要组成部分。在古代社会，随着文字和社会分工的出现，古埃及、两河流域、印度和中国就出现了专门进行施教的场所。进入现代社会后，教育的基本功能体现为促进社会发展和促进个体发展，学校便成为促进社会发展和个体发展的主要载体。进入21世纪以来，随着中小学“校校通”工程、“农远”工程和高校教育信息化工程的实施，教育信息化进入了新的发展阶段，在社会信息化的大背景下，建设智慧型校园，不断推进以学校为主体的教育信息化进程，成为教育信息化的重要组成部分。

智慧校园作为智慧城市中智慧教育的重要组成部分，是继数字校园后关于院校信息化建设的又一全新概念。智慧校园自2010年由浙江大学在信息化“十二五”规划中首次提出之后，全国上下便掀起了智慧校园建设的热潮。近年来，国内不少高校的学者对智慧校园的概念、理论进行了探索，不少教育信息化公司对智慧校园建设给出了切实可行的解决方案。

物联网技术在教育中的应用推动了数字校园向智慧校园方向的升级发展，使得基于物联网的智慧校园将校园中的物体连接起来，实现了校园的可视化智慧管理，构建了富有智慧的教育教学环境，为师生提供了一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台，使课堂得以向真实的场景延伸。

（一）智慧校园的发展历程

在教育信息化进程中，智慧校园是在数字校园建设的基础上提出来的。

“数字校园”这一概念起源于20世纪70年代美国麻省理工学院提出的e-campus计划。1990年，美国克莱蒙特大学教授凯尼期·格林（Kenneth Green）发起了数字校园的大型科研项目。1998年1月30日，美国前副总统阿尔·戈尔发表了题为“数字地球：21世纪认识地球的方式”的演讲，提出“数字地球”的概念，此后全世界普遍接受了数字化概念，并引出了“数字城市”“数字校园”等概念。随着国际互联网的广泛应用，各种与之相关的概念不断涌现，数字校园逐渐成为一个单独的研究领域。数字校园旨在以计算机网络为核心技术，以信息和知识资源的共享为手段，对学校的教育、教学、管理等主要业务以及资源和数据，进行优化、整合和融通，拓展现实校园的时间和空间维度，在传统校园的基础上，提供一个网络化、数字化、智能化有机结合的现代教育教学环境，实现从环境、资源到活动的数字化，以达到优化教学、提高教育质量、变革学校教育模式的目标。因此，数字校园是学校教育信息化发展到一定阶段的产物，是通过技术手段改造和提升传统校园的必然结果，其具备五方面的特征：①重点关注学生的有效学习以及创新和转变教学方式；②以服务教育教学作为数字校园建设的基本理念；③丰富用于支持学与教的资源；④多种应用系统有机集成，相关业务高度整合；⑤拓展学校的时空维度并丰富校园文化。

利用各种计算机技术创建一个基于互联网的与现实校园并行的“虚拟化电子校园”，并依托各种技术工具和手段来推动高校的全方位改革，成为世界各国高等教育改革的重要趋势。数字校园建设强调信息技术应与教育教学深度融合，这与教育信息化的目标是一致的，也是与社会信息化的步伐相匹配的。但要应对社会信息化进程中学习方式变革的诉求，单纯的网络基础设施装备、学与教数字化资源建设、应用软件系统的开发等是难以有效支撑“教与学”方式的变革和相对封闭的时空维度的拓展的。华南师范大学教育信息技术学院的胡钦太教授等在总结、重新审视数字校园的建设过程与应用效果后指出：数字校园还远非学校信息化发展的终极目标，甚至还没有达到信息化发展的高级阶段。数字校园在一段时期确实对学校的传统业务流程及“教与学”模式产生了一些变革。但这种变革仍然是被动、缓慢的，没有产生显著、可持续的影响。究其原因，主要是在建设数字校园的过程中缺乏系统思维，导致数字校园的建设与应用主要存在以下问题：

（1）数字校园建设主要聚焦信息门户平台与部门管理系统的业务整合和数据集成，在最根本的教与学方面融合度不够，难以推动教学模式的变革。

（2）集中式、并发式的建设牺牲了业务部门管理信息系统的专业性、复杂性和可扩展性，导致许多管理系统的应用达不到预期效果。

（3）数字校园整体上体现的仍是管理思维、服务模式单一，主要依赖被动处理，对最终用户的服务支撑能力偏弱。

（4）访问方式在时空特性上存在局限性，校园内外信息化环境相互“割裂”，交互性不强，难以形成覆盖校园内外各项活动的整体联动的信息化应用环境。

其原因可以归为两个层面。第一个层面出现在数字校园建设理念与整体规划上。数字校园建设初期，大部分学校都建成并应用了基本覆盖学校工作的办公自动化系统与业务管理系统。学校的数字校园规划基本上都围绕着实现系统间的数据整合、交换以及业务流程贯通展开，但这些系统是为了方便业务部门的日常管理而建设的，并没有很好地体现向最终用户服务的理念，在使用上往往以用户的不便来换取管理的便利。在这种建设理念下，即便是数字校园建设与应用效果较好的学校，信息化应用与最终用户的紧密度和亲和度仍存在很大距离。第二个层面出现在数字校园建设实践过程中。数字校园建设是一个庞大的系统工程，涉及学校工作的方方面面，因此，协调与合作成为数字校园建设实践中遇到的最大的难题。多数情况下，参与数字校园建设的学校各部门，由于角色、视角、能力的不同，容易产生校内群体的利益博弈。在平衡与协调校内利益的过程中，学校很难形成一股保证数字校园正向进化与协同发展的合力。因此，学校信息化迫切需要从数字校园向智慧校园转型，而云计算、物联网、移动技术和社交网络等新技术的迅速发展与广泛应用，也为这种转型创造了良好的外部环境与实现手段。

2008年，时任美国IBM总裁兼首席执行官的彭明盛在题为“智慧地球：下一代领导议程”的演讲中首次提出“智慧地球”的理念后，美国、欧盟、日本和韩国等相继推出了本国的物联网、云计算相关发展战略。2009年8月7日，温家宝总理在中科院无锡传感网工程技术研发中心视察时，指示要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心，拉开了中国智慧城市建设的序幕。2010年，上海世博会成功融入了智慧城市的理念。2010年，浙江大学在信息化“十二五”规划中首次提出“智慧校园”的概念，指出智慧校园支持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，简而言之，就是要构建“一个安全、稳定、环保、节能的校园”。

近年来，智慧教育、智慧学校、智慧教室等概念逐渐被教育界所接受，相关的探索与实践也开始展开。现在各大高校都积极地提出智慧校园的规划并加以实施，南京邮电大学、北京大学、浙江大学、同济大学、中南民族大学等几十所高校已开始智慧校园的建设。华东师范大学副校长任友群教授在2014年发表的《华东师大未来五年的规划：建设智慧校园服务大学发展》中，提出学校信息化将以“优雅学府，智慧校园”为理念，以师生需求为核心，以促进学校教学、科研、管理和社会服务提升为目标。北京大学在《北京大学“十二五”改革和发展规划纲要（20112015）》中明确提出了智慧校园的建设：紧紧抓住国家加快教育信息基础设施建设、加强优质教育资源开发与应用、构建国家教育管理信息系统的机遇，研究制定北京大学智慧校园建设规划，以物联化、集成化、智能化为主要技术路线，以服务创新为导向，将智慧导入校园的各个系统、过程和基础设施，将信息化深植于教学、科研、管理和生活的各个方面，全面构建智慧校园。中南民族大学在大规模无线校园网的建设、运行和维护经验中，提出了无线大数据平台在中南民族大学智慧校园建设中的实践与应用设想。南京邮电大学完成了一个相对完整的智慧校园规划。

（二）智慧校园的概念

智慧校园是信息技术高度融合、信息化应用深度整合、信息终端广泛感知的网络化、信息化和智能化的校园。智慧校园是多域融合共享和泛在的智慧服务，它能实现多域间资源及其业务的融合和共享，并实现无所不在的信息服务综合化和智慧化。

关于智慧校园的概念和特征，不同研究领域的专家和学者给出了各有侧重的定义。物联网技术专家注重智慧校园的智能感知功能，认为智慧校园是基于物联网和云计算技术的数字校园，通过物联网传感器实现对物理校园的全面感知，利用云计算对感知的信息进行智能处理与分析，实现了校园内任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通，从而给广大师生提供了智能化的教育教学信息服务和管理。教育技术学专家注重智慧学习环境与智慧课堂等教学方式的改革，认为智慧校园是基于新型通信网络技术所构建的资源共享、智能灵活的教育教学环境，旨在利用计算机技术、网络技术、通信技术对学校与教学、科研、管理和生活服务有关的所有信息资源进行全面的数字化，并用科学规范的管理对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制，把学校建设成既面向校园，也面向社会的一个超越时间和空间的虚拟大学。学校信息化建设专家则注重智慧校园的应用和服务，认为智慧校园的建设不仅仅是物联网技术的应用（那只是感知部分），应更多考虑技术的特点，突出应用和服务。

综合各类现有观点，我们认为，智慧校园是以物联网技术、云计算技术等为基础，以面向师生个性化服务为理念，以各种应用服务系统为载体而构建的教学、科研、管理和校园生活为一体的新型智慧化的工作、学习和生活环境，旨在利用先进的信息技术手段，实现基于数字环境的应用体系，使得人们能快速、准确地获取校园中的人、财、物和学、研、管业务过程中的信息，同时通过综合数据分析为管理改进和业务流程再造提供数据支持，推动学校进行制度创新、管理创新，最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化；通过应用服务的集成与融合来实现校园的信息获取、信息共享和信息服务，从而推进智慧化的教学、智慧化的科研、智慧化的管理、智慧化的生活及智慧化的服务的实现进程。

智慧校园是现实校园和虚拟大学的结合体。现实校园是智慧校园的基础，智慧校园是现实校园通过信息技术在时间和空间上的扩展与延伸，它包含了现实校园及其所衍生出来的数字空间。虚拟大学是智慧校园的远程教育功能部分，是智慧校园的对外服务的部分职能，它是传统校园数字化后社会功能的延伸。在智慧校园中，通过把感应器嵌入并装备到食堂、教室、图书馆、供水系统、实验室等，并且被普遍连接，形成“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，可以实现教学、生活与校园资源和系统的整合。智慧校园可利用物联网技术来改变师生和校园资源相互交互的方式，提高交互的明确性、灵活性和响应速度，从而实现智慧化服务和管理的校园模式。

（三）智慧校园的特征(www.xing528.com)

1.环境全面感知

智慧校园中，通过利用各种智能感应技术，包括光线、方位、影像、温度、湿度、位置、红外、压力、辐射、触摸、重力等技术实时获取各种监测信息，可实现全面感知。全面感知包括两个方面：一是传感器可以随时随地的感知、捕获和传递有关人、设备、资源、位置（位置感知）的信息；二是对学习者个体特征（社会感知，包括学习偏好、认知特征、注意状态、学习风格等）和学习情景（情景感知，包括学习时间、学习空间、学习伙伴、学习活动等）的感知、捕获和传递。此外，智慧校园还具备对现实中人、物、环境等因素的特征、习惯的感知能力，并能依据建立的模型智能地预测一般规律与发展趋势。

2.网络无缝互通

智慧校园支持所有软件系统和硬件设备的连接，支持校园中的人与人、物与物、人与物之间实现全面的互联互通，以及不同学习资源、服务和平台之间的互联互通，为各种随时、随地、随需的应用提供高速、泛在的基础网络环境和持续的服务会话。信息感知后可迅速、实时地传递，这是所有用户按照全新的方式协作学习、协同工作的基础。灵活、敏捷、开放、扁平化的网络环境，为用户提供了高可靠性、高稳定性的网络服务。信息服务无盲区，园区内的每一个角落，包括办公室、课堂、宿舍、餐厅等，都能随时随地地访问互联网络，使用各种信息服务。同时，以高速多业务网络体系支持各类信息的实时传递，最大限度地消除了时空限制。

3.海量数据支撑

依靠“大数据”理念的数据挖掘和建模技术，智慧校园可以在“海量”校园数据的基础上构建数据挖掘模型，建立合理的分析和预测方法，对新到的信息进行趋势分析、展望和预测；同时，智慧校园可综合各方面的数据、信息、规则等内容，通过智能推理，做出快速反应、主动应对，实现智能化的决策、管理与控制，更多地体现智能、聪慧的特点。

4.开放学习环境

教育的核心是创新能力的培养，校园面临着从“封闭”走向“开放”的诉求。智慧校园支持拓展资源环境，让学生冲破教科书的限制；支持拓展时间环境，让学习从课上拓展到课下；支持拓展空间环境，让有效学习在真实情境和虚拟情境中均得以发生。智慧校园构建开放的、多维度的学习与科研空间，具备支持多模式、跨时空、跨情境的学习科研环境。

5.师生个性服务

智慧校园环境强调个性化的服务理念，针对不同类别的用户提供个性化的功能应用组合，向用户呈现更好的服务界面，提供便捷化、个性化的服务。

智慧校园建设中，以信息主动推送与主动服务为主，提供从内容、方式、界面等的“按需定制”的个性化访问服务。

6.各类业务深度融合

智慧校园强调“以服务为核心，以管理为支撑”的理念，集智能感知、资源组织、信息交换、管理逻辑、科学决策于一体。智慧校园环节的最终目的是向用户提供更好的服务。智慧校园体现了校园活动的“深度融合”。“深度融合”包括学校信息化工作与学校各项常规工作在机制与机构等层面的融合、信息化平台资源的融合与集约化利用、信息化业务流程与消息数据的融合、信息化基于所有校园活动以及与外部环境（如智慧城市）的融合等四个层面。“以人为本、深度融合”体现了智慧校园的内涵。

从以上智慧校园的概念和特征可以看出，智慧校园作为智能感知环境和新型校园的形态，一方面体现在便捷的生活服务中，校园即社会，教育即生活，师生是校园的主体，便捷的生活、学习、工作环境是教与学的基础；另一方面体现为一种新的管理模型，充分发挥信息技术的潜力，是对信息技术的深层次应用，是信息技术与现实社会的充分融合。智慧校园旨在通过对现实校园的信息流动、业务流程的深刻剖析和对信息技术的充分利用来实现现实校园内的新型协作关系，达成基于信息技术的智慧运行效果。然而，当前的研究和建设实践还远未达到这个实际效果。

国内智慧校园的发展具有明显的地域性和层次性。发达地区的智慧校园建设程度好于欠发达地区。高教、普教、职教、幼教、成教等各种教育层次，由于业务特性、管理体制和信息化普及程度等方面存在差异，对智慧校园的需求和体会也存在着很大的差异性。因此，建设智慧校园的关键，是从差异中总结共性，针对个性化的需求模式提出定制化的校园建设方案，将现代教育思想和现代信息技术结合起来，建立一套数字化校园解决方案，保证学校的投资最大化、业务个性化、管理职能整合化、老师学生便利化。

（四）智慧校园与数字校园的比较

在物联网技术、云计算技术发展的推动下，智慧校园作为数字校园升级到一定阶段的表现，是一个高度融合信息技术，深度整合信息化应用，广泛感知信息终端的网络化、信息化和智能化校园。

在数字校园建设中，工作重点放在数据中心、基础支撑平台和业务系统的建设上，以消除“信息孤岛”和实现系统“互联互通”为目标，强调业务系统功能的实现，以是否完成相应的业务系统功能作为评价标准。在智慧校园建设阶段，主要从面向人的角度去重新规划功能布局与信息整合，从以功能为主的业务系统建设，转变成以人为主的信息／资源的整合、工作流程的优化、跨部门的业务流程整合和资源集成。

数字校园建设把重点放在了单独的业务系统上，关注“局部”胜过关注“全局”，关注“管理部门”胜过关注“服务对象”，集成趋于表面化，无法实现业务流程、服务一体化的整合。智慧校园通过对应用系统内部的信息／资源进行详细的分析，实现业务系统之间的“有机”联系，针对参与者的角色进行服务。要实现从数字校园向智慧校园的平稳转变，需要从根本上转变思路，改变原有的工作方式，从“面向系统”转向“面向人”。数字校园向智慧校园转型的时期是信息化建设的关键期。