物联网智慧教学范文

导语：如何才能写好一篇物联网智慧教学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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（唐山学院计算系科学与技术系，河北 唐山 063000）

【摘要】目前很多的高等院校甚至中小学都在进行智慧校园的建设，智慧校园是多媒体数字校园的新模式。随着物联网、云计算、大数据技术的不断完善，为智慧校园建设提供了技术支持。本文分析了智慧校园的概念，提出了一个基于物联网和云计算技术的智慧校园模式。该智慧校园可为师生提供一个全面的智能感知环境和综合服务的平台。

关键词 物联网；云计算；智慧校园；智能感知

作者简介：王永强，男，硕士，研究方向为计算机教育。

1智慧校园的现状

智慧校园是在多媒体数字校园之后提出的高校信息化全新概念，也是随着物联网、云计算，大数据技术不断完善的产物。并且越来越多的高校开始进行智慧校园的建设工作。

智慧校园的概念来源于IBM提出的“智慧地球”。所谓“智慧校园”指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。该概念最早由浙江大学正式提出。2010年，在信息化“十二五“规划中，浙大描绘了这样一个智慧校园的蓝图：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。[1]现在建设比较成熟的院校有清华大学、北京大学、浙江大学、北京邮电大学、南京邮电大学、江南大学等。

2智慧校园支撑技术

物联网[2]（IOT），是指通过射频技术、传感器技术，按照相应协议，将物品与物品之间通过互联网相连，从而实现物品的智能化识别、定位跟踪、视频监控，流媒体共享和管理的一种网络。

智慧校园中的物联网技术，最明显的是使用智能感知技术，可以对校园环境、各种教学和辅助设备、多媒体教学资源、学校相关工作等进行科学统一管理。比如说基于RFID的校园交通管理、校园一卡通的管理、宿舍管理，教工管理；基于ZigBee的校园监控管理，基于WIFI的移动教学；基于二维码的图书管理等。物联网技术为智慧校园提供了一个更为高效、绿色、环保，智能的校园环境。

云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算将会改变整个互联网基础，影响到互联网的产业格局，被视为信息技术的第三次浪潮[3]。

对于硬件层，目前，各高校硬件环境有了十足发展，但存在利用低，管理复杂等缺点。使用云计算技术，可以通过云计算架构，整合学校的各种硬件资源，形成公共资源池，应用虚拟化操作，自动为各种任务分配资源。对于系统层，各高校使用着诸如学生管理、教工管理、图书馆管理等大量系统，由于没有统一规划，各系统间通信困难，很难实现智慧校园。但可以使用云计算技术，将各管理系统整合成“云”，科学的为用户服务。所以云计算是智慧校园实现的关键技术支持。

3智慧校园总体设计

在智慧校园环境下，用户可以通过综合信息服务平台， 依照确定的角色权限， 个性化地定制信息服务；各类应用系统通过综合信息服务平台融合服务， 以支持单点接入的、安全的服务方式。[4]用户可以使用传统互联网设备，也可以使用物联网设备进行登录，登录后由云计算框架技术统一分配用户权限，来使用由云计算技术整合的系统。

3.1物联网和云计算的智慧校园的框架结构

基于物联网和云计算的智慧校园，进行总体设计后的框架结构可以分为自顶向下模式的四层，包括综合云管理平台层，管理子系统层，云计算数据整合层，网络层。其中综合云管理平台层，是由云计算技术将各管理系统进行统一管理，提供登录入口；云计算数据整合层，是由云计算技术将各类数据通过虚拟池形式科学存储；网络层，包含了传统的互联网技术，也引入了基于射频技术的物联网技术。

3.2物联网和云计算的智慧校园的智慧表现

智慧校园的“智慧”主要表现[5]在智慧环境感知、智慧管理、智慧教学过程、智慧生活、智慧就业推荐等方面。

智慧环境感知，是对教室、图书馆、办公室进行温湿度检测和智能调节，对校园的空气质量进行监测并预警。智慧管理，是通过物联网对摄像头节点、红外节点、烟雾节点进行智能监控；通过云计算技术对各管理子系统进行科学管理。智慧教学过程，教师可以根据学生的知识掌握情况，进行因材施教，智能组织教学资料，以及即教学方法、教学模式的智能推荐。学生可以对自己的学习过程、学习结果进行智能分析，随时随地的个性化学习等。智慧生活，使用者各项身体体征的监测，购物、旅游的推荐，基于爱好兴趣等的智慧交友，社团活动的智慧组织等。智慧就业推荐，是根据学生的知识掌握情况和用人单位所需人才情况，通过云计算技术，进行智能分析推荐。

3.3物联网和云计算的智慧校园的数据安全

使用物联网和云计算的智慧校园里，对于终端用户，只需将银行卡、校园一卡通，手机卡集成到手机中。即使用射频识别卡，也俗称为“黑卡”，可以进行移动支付，比如食堂、开水房、超市等；也可以涉及门禁、图书借阅，考勤等。

由于物联网集成到智慧校园的各个方面，而且物联网由于分布发散、终端设备量大、通过无线射频技术进行传输等特殊原因，所以智慧校园数据及网络安全也是智慧校园亟待解决问题。可以通过，采用较为成熟和可靠地系统，加强网络服务器及终端设备监管，提升防御策略等保障智慧校园的数据安全。

4结束语

校园是学生学习生活的主要场所，校园环境建设的优劣直接影响着整个学校的运转效率。基于物联网和云计算的智慧校园的应用，是时代的必然趋势。尽管对智慧校园的研究实践探索刚刚起步，智慧校园也存在着较多问题，但智慧校园是建设校园的目标。物联网和云计算等新兴技术，会给我们生活带来质的变化，像智慧社区、智慧医院、智慧城市的建设也会迎来蓬勃发展的契机。

参考文献

［1］黄小卉,黄宇星.基于云计算的智慧校园探究[J].中小学电教,2011(11):38-39.

［2］International Telecommunication Union U IT. ITU Internet Reports2005: The Internet of Things[R]. 2005: 1-28.

［3］张文川.云计算与智慧校园的建设[J].电子商务,2012(5):11-14.

［4］宗平,朱洪波,黄刚,许建真.智慧校园设计方法的研究[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2010(4):15-19.

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关键词：云计算；物联网；智慧校园；校园云

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）04-0084-04

0 引 言

目前，大多数高校现已具备校园网，甚至有些高校的校园网规模相当大，这就为构建智慧校园奠定了网络基础。但是，高校存在资源共享的局限性，因为不同的院系之间常常会使用不同的操作系统与不同的软件环境，从而形成“信息孤岛”，以至于信息互通成为难题。为了促进高校健康快速发展，改变现有的资源分配状况势在必行。本文利用云计算技术、虚拟化技术等构建校园云，并结合物联网技术、RFID 等技术来构建智慧校园，使高校校园智能化成为现实。

1 云计算

要了解云服务首先要了解云计算的概念。云计算（Cloud Computing） 和物联网（The Internet of Things，IoT） 是两个新兴的名词，云计算和物联网之间是平台与应用的关系。物联网的发展依赖于云计算系统的不断完善，以便为海量物联网信息的处理和整合提供可能的条件，对于云平台而言物联网是其所支持的所有应用中的一种。同时，云计算也促进了物联网和互联网的智能融合，为构建智慧校园（ Smart Campus）乃至智慧地环奠定了基础。

云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云也是网络、互联网的一种比喻说法。它有狭义与广义两种定义。广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。这将意味着计算能力也能作为一种商品通过互联网进行流通。

云计算通常包括以下3个服务：IaaS（基础设施即服务），PaaS（平台即服务）和SaaS（软件即服务）。

2 智慧校园

自2008年IBM提出了“智慧地球”概念，世界各国纷纷响应。2009年总理的无锡之行，提出了“感知中国”；日本“I-Japan”计划；韩国“U-Korea”战略；欧洲“e-Europe”计划等。基于这种“智慧”的理念，浙江大学在2010 年信息化“十二五”规划中提出“智慧校园”（ Smart Campus）的概念，它描绘的蓝图是：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。

安徽邮电职业技术学院构建智慧校园的整体目标是：以云服务为支撑，构建一个基础教育的智能化校园管理平台，以优质教育资源共建共享和应用、资源整合为中心，融入到教学、学习、管理等工作领域，最终实现教育公平、提高教育质量目标，推动教育教学改革的发展。

2. 1 “智慧校园”的总体架构

2.1.1 智慧校园的建设框架

智慧校园总体框架如图1所示，从下而上可分为应用基础层、应用支撑层、应用层和统一门户服务。安全维护体系和信息标准体系作为智慧校园的支撑保障体系。

2.1.2 智慧校园建设方案的核心

智慧校园建设方案核心是加快建设泛在网络：加大无线覆盖，按照校园移动用户容量和业务策略建设Wi-Fi网；实现Wi-Fi、有线宽带时长区隔；通过多SSID运行，考虑校内Wi-Fi区域免费；推进云校园的建设：学校私有云与电信公共云的结合，建立电信搭载云平台，整合学校资源，实现区域资源共享及合理利用；拓展物联网应用服务：物联网的应用与服务与智能3G手机关联，拓展信息化应用模块，扩大翼支付在社会资源的应用（公交、娱乐）。

图1 智慧校园的体系架构

2.1.3 智慧校园建设前景预期

智慧校园建设使校园的工作与生活发生彻底的变化。行政管理人员：智能化系统，助力学校高效管理；教师：提升教学水平，协助教学科研；学生：方便学生学习与生活；培训工作人员：混合式培训助力培训效果。校务管理之校园一卡通—翼机在手，走遍校园；校务管理之校园监控调度—全校实时监控、统一调度；校务管理之校务通—融合通信，创造便捷高效沟通；校务管理之综合监控系统—动力、环境实时监测；校务管理之综合办公—网上办公、手机办公融合；校务管理之会议云—高效会务管理；教学提升之掌上校园—无处不在的校园；教学提升之在线学习—改变传统的学习方式；教学提升之视频录播—重整优质的教育资源；教学提升之教学应用管理—实现一站式教学新发展；教学提升之桌面云—基于云计算的统一桌面服务。

2. 2 “智慧校园”的关键技术

2.2.1 关键技术概述

“智慧校园”系统用到关键有计算机技术、传感器技术、RFID、计算机网络技术、通讯技术、虚拟化技术、数据融合技术等。其中“智慧校园”中用到的虚拟化技术，是将在用的硬件资源整合形成资源池，以便实现资源的动态分配、达到动态负载均衡，最终提高资源利用率；数据及服务融合技术是“智慧校园”建设的关键，可以通过统一门户服务提供统一的接入与业务界面，并根据不同的角色进行区别授权，其中统一的主题数据库建设是其最重要的基础。

另外，“智慧校园”建设中，信息标准制定及安全维护体系是其重要保障。信息标准为建立规范的应用系统数据结构提供保障，并为后期的数据融合及服务融合奠定了基础；安全维护体系为“智慧校园”正常运行建立完备的安全维护机制。

2.2.2 校园云构建

安邮在建设“智慧校园”过程中，改变原有校园应用系统部署方式，在中国电信云平台上组建智慧校园云（The Cloud of Campus）平台，实现应用快速部署、服务快速提供，并提高系统的安全性、稳定性。依托安徽电信综合办公、平安校园、翼机通、网上大学等成熟应用，重点打造掌上校园、在线学习等一批新产品，通过校园应用平移（门户网站、教务系统等）、外部资源引入（就业信息、外部教学资源等）等方式，构建开放的智慧校园云应用。以期达到改变原有校务管理方式，实现管理自动化、智能化、移动化；引入新的教学方式，实现多媒体教学、在线教学、在线备课；方便学生学习与生活，让学习更高效，让生活更便捷。

3 “智慧校园”的应用

智慧校园中的应用主要包括在校人员的校园生活和教学管理两个方面，具体如图2所示。

图2 智慧校园

3.1 校园生活

校园生活方面主要包括食堂消费管理、水控消费管理、考勤管理等。

3.1.1 食堂消费管理

食堂消费管理采用了RFID技术。整个系统分为3个部分：含有电子标签的卡：卡里面有用户的基本信息；RFID读写器：每个售饭窗口安装一台RFID读写器，读写器将读到的数据传输至后台的数据库，读取卡上金额，并扣除相应的消费金额。这种含有RFID电子标签的卡可以封装在智能手机里，这样的话在校日常消费就可以通过刷手机来完成了。

3.1.2 水控消费管理

水控消费管理主要有浴室的水控及开水房水控管理，是利用RFID技术实现的。消费是采用实时计费方式，即读卡时出水，同时根据出水量实时扣费。

3.1.3 学生考勤管理

学生考勤是学校日常教学管理过程中必不可少的一个部分。通常考勤工作都由授课教师来承担的，浪费了教师的时间与精力，而基于RFID技术的考勤管理却很方便。每次上课前，学生用含RFID电子标签的手机（或校园卡）刷卡进入教室，对应的读写器将数据通过安装在教室内的相关设备传输到服务器上，服务器接收数据并将数据存储到后台数据库中，以便相关人员通过浏览器登录到考勤查询网站上进行查询。每个学期结束时，每门课程学生的出勤情况或者某个学生该学期的出勤情况系统都可以自动统计出来，以便参考。

3.2 教学管理

教学管理工作包括日常教学管理工作、智慧图书馆、实验室管理和协同办公等

3.2.1 日常教学管理

日常教学管理工作是借助RFID技术的支持，完善日常教学组织系统、教学评价系统和教学考核系统，从而为提高教学质量提供了保障。同时，高质量的教学管理系统也有利于学生学习空间的拓展、培养学生自主学习的能力。

3.2.2 “智慧图书馆”

“智慧校园”中的“智慧图书馆”也是利用物联网技术来实现图书馆智慧化的服务和管理。目前“智慧图书馆”的实现主要是利用RFID电子标签技术，通过移动式的RFID文献归架管理设备对图书进行定位、查询、导航等功能，可以实现文献信息收藏、分拣、新文献上架等功能，大大方便与提高了图书管理人员的工作效率。

3.2.3 实验室管理

对实验室管理主要是物联网的动环监控技术，主要包括机房环境和动力电源管理，机房环境包括温湿度、烟感、水浸、门禁、空调等，动力电源包括开关电源、蓄电池、UPS等设备。

动环监控系统以用户需求为中心定制应用，用各种传感器监控机房动力环境状态，并将采集到的数据上报到集中式数据库。其以B/S模式为基本表现形式，同时为数据提供丰富的报表、图表，为业务分析提供支持。

传统的实验室管理维护不便，维护费用高、定期巡检，故障不能预知，发现不及时。而利用物联网技术进行实验室管理可以及时发现远端机房故障，保障通信主要设备的安全运行，实现远端机房无人化管理，节省大量维护成本。提高维护水平的同时，维护人员数量低增长的要求符合业界规范要求。

3.2.4 协同办公

“智慧校园”云服务可实现跨设备跨平台多人协同在线办公。不同用户可以在各种终端之间同步获取个人所需数据，并随时与他人分享。“智慧校园”云服务平台具有良好的共享性和开放性，为高校提供容量大、数据安全的存储中心，解决了高校存储资源不足的问题。同时，云服务平台提供统一的门户为师生服务，可以实现海量数据计算、处理等功能，加快了科研项目的完成速度，提高了科研水平及科研质量。

4 “智慧校园”应用展示

4.1 “智慧校园”应用系统主界面

图3所示是一个基于物联网技术的“智慧校园”应用系统的主界面图。

4.2 “智慧校园”应用系统子模块

图3 智慧校园应用系统主界面 图4 智慧校园应用系统子模块

图4所示是其“智慧校园”应用系统的一个子模块图，该子模块的相应部分代码如下：

// 连接设备初始化数据库

private void connDev（） {

hf=new HighRFID（）；

// 连接高频的RFID设备

hf.openAndConnect（2， 0， 6）；

//数据库初始化

myDatabaseUtils=new MyDatabaseUtils（this）；

myDatabaseUtils.initdatabase（）；

}

//初始化控件

……

//用户注册

buttonRegister.setOnClickListener（new OnClickListener（） {

public void onClick（View v） {

String[] cardID = new String[1]；

// 寻卡

if （hf.selectCard（1， cardID） < 0） {

Toast.makeText（Main.this， “读卡失败，请重试！"， Toast.LENGTH_SHORT）.show（）；

return；

}

if （myDatabaseUtils.registerdata（cardID[0]））

Toast.makeText（Main.this， “注册成功！"， Toast.LENGTH_SHORT）.show（）；

else

Toast.makeText（Main.this， “注册失败或当前学生卡已注册！"， Toast.LENGTH_SHORT）.show（）；

}

}）；

//刷卡验证

buttonSearch.setOnClickListener（new OnClickListener（） {

public void onClick（View v） {

String[] cardID = new String[1]；

// 寻卡

if （hf.selectCard（1， cardID） < 0） {

Toast.makeText（Main.this， “读卡失败，请重试！"， Toast.LENGTH_SHORT）.show（）；

return；

}

if （myDatabaseUtils.selectdatabase（cardID[0]）） {

dooropen = true；

}else {

Toast.makeText（Main.this， “此卡未注册"， Toast.LENGTH_SHORT）.show（）；

}

}

}）；

//数据库清空

……

//退出

……

// 销毁

……

//返回监听

……

5 结 语

“智慧校园”是通过物联网技术来实现校园的智慧化，实现了校园内任何人、任何物在任何时间、任何地点、通过任何信息载体的互联互通，做到翼机在手走遍校园，大大方便了各种人员的在校期间的各种活动。同时，基于云平台的海量信息的聚合为广大师生提供了智慧化的业务和服务模式。当然，“智慧校园”建设也存在一些问题有待解决，如技术规范问题、隐私安全问题等。相信随着云计算技术、物联网技术的不断成熟，智慧校园的建设在不久的将来定会成为人们关注的一个热点。

参 考 文 献

[1]吕倩.基于云计算及物联网构建智慧校园[J].计算机科学，2011，38（10）：18-21.

[2]严大虎，陈明.选物联网在智慧校园中的应用[J].现代教育技术，2011，21（6）：123-125.

[3]王鹏. 走近云计算[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[4]王庆波，金涬，何乐，等. 虚拟化与云计算[M].北京：电子工业出版社，2010.

[5]IBM 商业价值研究所. 智慧地球[M] . 北京： 东方出版社， 2009.

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[7]严栋.基于物联网的智慧图书馆[J]. 图书馆学刊，2010（7）：8-10.

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[10]浦敏，李云飞.基于物联网的无线照明控制系统[J].照明工程学报，2010，21（2）：86-87.

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关键词：物联网；智慧校园；管理学；教育学；系统科学

1引言

在信息化的教育方式与物联网的影响下，“智慧校园”被提出并逐渐开始实施，不过对智能校园进行建设与推广是非常复杂的，必须要先对其进行深入的研究与探讨，从各个方面搜集智慧校园建设过程中可能会出现的一些问题，只有对智能校园建设有足够的认知，找出智能校园在建设过程中的一些难点，应用多视角理论体系来深度解析其在建设过程中出现的问题，才能够有效的提升智能校园建设的实践效果，使其能够在校园活动中发挥出更好的作用，进而使智慧校园得到更好的发展。

2智慧校园的内涵及其意义

2.1智慧校园的内涵

伴随着物联网技术在教育领域的不断运用，使我国的学校管理与教学模式发生了非常大的改变，“智慧校园”的建设也逐渐的普遍了起来。智慧校园就是以物联网技术为基础，将学校的管理、教育和生活这几方面赋予智慧，进而使学校能够得到更有效的管理，使教师的工作以及学生的学习变得更加便利。智慧校园主要由以下方面组成：将计算机信息技术与学校的教育、生活相结合；给学校内的教师与学生提供一个方便教育与学习的平台；合理的运用信息平台和智能环境，将学校网络与外界互联网链接，以达到教育资源共享的目的。

2.2智慧校园的意义

智慧校园能够使学校的教学方式得到改善，使学生更容易理解教师所讲述的知识，拉近了教师与同学们的距离，加强了同学们的交流与讨论，很大程度的提高了同学们的学习兴趣和学习效率，还进一步实现了校园的智能化与现代化，使学校能够得到更加有效的管理，确保了在校教师与学生们的安全。

3智慧校园建设的必要性

3.1优化教学方式及环境的要求

随着我国各个领域的不断发展与进步，社会各界的人才也是变的极度缺乏，而学校作为人才培养的地方，人们对它的教育条件也是越来越重视，因此学校必须要不断提高自身的教育条件，为学生与教师创造一个良好的学习和教育环境，抓紧对“智慧校园”的建设，合理的应用现代化的物联网技术，能够使学生的学习兴趣大大提高，使教师更加容易对学生进行教育，进而使教师的教学质量与学生的学习效率得到大幅提升。

3.2实现校园生活智慧化的要求

往昔学生在学校里的生活太过于单调，在生活中还很容易碰到一些麻烦，学生们在住校的时候非常的不便，进而导致学生们不能够保持良好的状态去学习。“智慧校园”的建设，能够使这一问题得到有效改善，使学生们的生活与学习变得更加便捷，提高师生在学校内的生活质量。

3.3促进校园管理高效化的要求

早先在对学校进行管理的时候，安全事故频发，给在校师生的人身安全带来了很大的威胁。现如今，随着学校在建设的过程中对物联网技术的普遍应用，大大的提高了校园的安防能力，使在校师生的安全得到有效的保障，彻底改变以往校园的管理模式，使校园管理更加现代化、智能化。

4物联网与智慧校园

在当下这个以网络为主的时代，合理运用相关的计算机技术来加强教育工作的质量是非常有必要的。智能化的教育方式能够有效的提升学生们的学习兴趣，激发他们的学习潜力，使教师的教学质量与学生的学习效率得到大幅的提高，使校园的智能化得到更进一步的发展。

4.1智慧校园的特征

随着物联网技术的普遍应用，让很多学校发展成为了“智慧校园”，使校园内的生活与学习变得更加现代化、智能化，智慧校园具体有以下特点：为许多教师以及学生创造一个能够有效提升教育质量的平台，使学生能够更好的与教师沟通，拉近师生间的距离；将相关的计算机技术应用在学校的各个方面，使信息资料与各方面知识能够得到共享；合理的运用计算机网络，将校园内的网络平台与外界的互联网平台链接在一起，使在校师生能够获取到外界一些有用的知识与教育资料。物联网技术的应用能够使学校得到更好的管理，很大程度的提高在校师生的生活以及教学质量。

4.2物联网在智慧校园中的作用

4.2.1实现学校的可视化智慧管理在智慧校园中，合理的运用物联网技术能够使校园内的各个方面都能够得到监控，对学校内的环境以及教室内的状况实行可视化的监管，及时的发现问题并找出问题出现的原因，校园环境的可视化能够为校园管理工作提供帮助，使校园管理工作更加现代化、智能化，确保在校师生的人身安全。在学校内安装一些安保设施，比如能够感应校内人员声音、运动、光线以及温度的传感器，能够对教师与学生的身份进行识别的设备等，将校内的一些安保设施接入网络，使校内各方面的情况能够得到智能化可视化的监测，这样能够有效的避免校内安全事故的发生。4.2.2构建智慧的教育教学环境随着我国科技领域的不断发展与进步，网络以及多媒体方面的技术水平也是在不断的提高，师生们经常在互联网上获取一些知识与教学资料，大大的提高了教学质量，不过也不能过分的依赖网络来进行学习与教育，过分的依赖网络资料进行学习，学到的知识会变得非常的死板，给学生们带来很大的负面影响。物联网技术的应用能够使现实资料与虚拟的资料相结合，实现互联网信息空间和现实空间的互联，让学生在课堂上学习网络知识的时候能够体验到身临其境的感觉，激起他们的学习兴趣，进而加强教师与学生间的沟通与交流，提高学生们的学习效率。4.2.3促进区域资源共享由于大多数学校内的实体教学材料有限，教师在教学的时候很容易出现资料缺失的情况，使教学不能顺利的进行。物联网技术的应用能够使区域内的学校教学资料得到共享，让教师与学生能够享受到区域内多所学校的教育资源。

5结束语

国内学校要想不断的提高自身的教育能力，就必须要建立起现代化、智能化的“智慧校园”并不断的跟随时代的步伐对其进行改善。“智慧校园”在给学校与师生带来便利的同时，还带来了很多必须解决的问题，比如安全隐私、资源控制、数据保护以及信息共享等等。因此，物联网在教育中的发展不能够急于求成，要明确智慧校园的含义与作用，不断探索新的发展方向。

参考文献

[1]黄瑞钰.智慧校园建设方案与实现[D].华南理工大学，2014.

[2]乔蕊，崔春英.物联网环境下智慧校园建设与发展问题研究[J].周口师范学院学报，2015（02）.

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关键词： 互联网+； 智慧校园； 建设模式； 教育信息化

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）10-22-04

Analysis of smart campus construction mode in background of "Internet plus"

Li Xiumin， Shi Haiyan， Wang Xijie

（School of Public Health and Management， Binzhou Medical University， Yantai， Shandong 264003， China）

Abstract： This paper analyzed the research background and current situation of intelligent campus. It discussed the construction mode of smart campus from the aspects of campus form， education and teaching， infrastructure construction and campus management. The results showed that in the "Internet plus" background of smart campus， through intelligent teaching management and services and hardware facilities， the campus intelligent management has improved much. It effectively reflects the development of educational informationization， whereas there are still a lot of problems existed in the data analysis and application.

Key words： Internet plus； smart campus； construction mode； educational informationization

0 引言

随着互联网的进一步发展以及科学进步，人类思想逐步发生改变，创造性的思维深入人心。“互联网+”与校园相结合，促使教育领域改革、教学模式等发生质的改变，校园信息化建设将进入一个新的阶段。

“智慧校园”是指以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，以各种应用服务系统为载体，教学、科研、管理和校园生活完全融合[1]。智慧校园的建设包含多个方面，通过云计算、互联网将校园运行中的所有数据结合起来，有效实现高校智能监控和智能识别的综合信息服务平台。智慧校园有三个核心特征：一是提供个性化服务，实现智能化服务平台及智能感知功能，二是在互联网基础上实现信息服务与校园各应用领域相结合，三是在个性化定制服务基础上，为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口[2]。智慧校园是高校信息技术的一种较高的形式，将学校的物理空间和数字空间有机的结合起来，为师生建立智能化的学习和生活环境，实现以人为本的个性化服务[3]。

“互联网+”是指充分发挥互联网在生产因素配置中的优化和集成功能，将互联网的创新成果深度融于经济社会各领域当中，提高实体经济的创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态[4]。

教育领域所衍生出的智慧校园是校园发展的新模式，“互联网+”的产生将推动智能生活的发展，智慧管理、智慧教学与智慧服务将是现代化校园新的发展方向。利用校园的智慧化管理来分析、研究、解决生活中所出现的各种各样的问题，这种创新管理将是未来校园信息化发展的必然趋势。

1 国内外智慧校园研究现状

进入二十一世纪以来，信息技术飞速发展，高等教育的形态也逐步发生改变，“互联网+”行动计划[4]的提出，更进一步加快了智慧化的建设，拓宽了教育领域对于智慧校园的认识，智慧校园也将是教育领域发展过程中的高级形态，也是高校信息化发展的必然选择。

浙江大学很早就提出了智慧校园建设方案，并开始研究和建设，给出了智慧校园的概念[5]。上海交通大学在云计算基础上创建智慧校园图书馆。江南大学、南京邮电大学采用一卡通管理服务提高学校的管理水平。这些高校都对智慧校园建设作了各种探索。

国内很多学者已经对智慧校园相关的概念等进行了研究。黄怀柔教授认为前期的数字校园思想虽然先进但有很多不足之处，而智慧校园理念恰好弥补了它的缺陷，将为高校提供更高质量的教学和管理服务。陈翠珠教授的观点是智慧校园应利用先进的信息技术，通过整合、分析评价学校教育过程中产生的数据，充分挖掘这些数据中潜在的利用价值。沈洁认为应该在物联网基础上把人与物理设施相结合，促进教育教学进一步优化[6]。

国外很多大学早已实行校园数字化管理。加利福尼亚大学采用了较为统一、集成化的管理系统，实现核心业务的动态管理。国外一些学者在智慧校园研究领域也提出相对应的解决方案。Talal指出在校园里用一张智能卡可实现多种功能服务，真正做到方便快捷[7]。Michael和其他学者提出的ETHOC系统，重点对虚拟和物理的校园环境要素进行整合，用户可在虚拟世界中体验学校生活。

“互联网+校园”是以互联网为基础，利用现在先进的信息技术，优化教育教学的学习模式，将教育、科研、服务以及生活融为一体的智慧化校园模式。

2 基于互联网+的智慧校园建设模式分析

2.1 校园形态智慧化

很多高校已经建立信息化系统，教育教学、科研工作的展开等都可以在这一平台上得以实现。智慧校园中数据是为整个校园提供个性化服务。每个数据对于他人都可能非常重要，这些数据也将在服务过程中挖掘更大的潜力，创造更多的活力。智慧校园的建设将改变前期以各种系统应用为核心而导致错综复杂、数据混乱的现象，以“数据技术”为核心，也将调整人与系统的关系，促使个性化交互的形成，数据也可高效的为使用者所用，形成智慧校园新的数据形态。

高校信息化发展中，信息技术向数据技术的数据形态的转变需要借助先进的技术条件，技术形态的智慧化非常关键。智慧化的数据形态需要“云”、“网”、“端”的共同支持，三者相结合，促使技术形态的成立。例如2016年杭州采荷第一小学教育集团建立基于三校区的物联网基础架构，利用可视化服务等实现各实物间的联通，同时采用多平台管理并且将数据进行整合，利用云计算对于大量数据进行计算及服务。此外，建立基于手机APP端的移动办公服务功能，实现“微互动”、“微办公”以及“微服务”功能。

2.2 教学模式智慧化

智慧型的师生是未来建设与应用的核心，智慧校园的建设过程中要着重培养教师的教育技术能力，打破教师与学生之间的界限，用创新性的教学方式进一步培养创新型人才。采荷小学率先在学生社团中开展机器人项目活动，开发了机器人校本课程并在课堂教学中实践运用。通过机器人课程的开展，极大地调动学生学习积极性，形成智慧化教学模式。

2.3 基础设施与资源建设智慧化

在全校教学区域以及大部分公共场所逐步实现无线网络的全面覆盖，校园内进一步实行云计算为基础的虚拟化管理。目前重庆第二师范学院校园借助VLAN等建立了校园网络安全系统、财务专网等各类校园网络服务，极大地满足了校园信息化发展需求。同时，搭建了校园数字资源管理系统，包括教学资源管理系统、精品课程以及数字图书馆系统，实现教学信息资源的管理[8]。常熟理工学院利用物联网技术在有线和无线网络基础上建立RFID环境，自主研发资产管理系统以及教学管理系统，利用RFID技术开发各类校园应用系统，并且进行测试研究，以促进校园内真正实现物联网为基础的资产管理系统，实现智慧校园的建设。

部分学校开发了在线教学模块，实现在线辅导与评价，教师在线答疑、学生在线做作业和在线测试，全面开展智慧化教学[9]。2015年广东女子职业技术学院已经逐步实现教学资源智慧化，实现了自主学习和在线视频教学等。各院校建立相应的专业教学资源库、课外拓展库、虚拟仿真库，实现智慧教学。

2.4 校园管理与服务智慧化

智慧校园的建设支持数据整合，呈现“一站式”新型服务模式[10]。在互联网基础上综合数据管理，实现高度集中的业务数据交换，为教育教学以及科研提供高质量的服务。2016年北京艾威康携“智慧校园一站式平台”亮相于高教仪器设备展览会，该平台实现了一站式服务功能，包括管理、资源、环境以及服务的全方位智慧化管理。这种服务模式整合校园各项业务所产生的数据，达到数据资源共享效果[11]。

智慧校园建设中合理的数据分析和明智的处理措施将有助于校园的管理[12]。以招生为例，大学在招生中信息部门积极配合学校招生工作，提供相关数据进行分析整合，比如关注不同生源地学生入学的绩点、入学成绩与毕业成绩以及最后的毕业去向，对这些统计数据进行比较分析，对学生从入学、在校学习到毕业工作进行跟踪调查，分析数据，及时做出问题反馈，为招生决策提供依据[13]。

2.5 各模式比较分析

“互联网+”背景下智慧校园相对于数字校园在各方面有很大提升，加快了教育信息化发展进度。从杭州采荷小学、重庆第二师范学院和北京艾威康的经验看，虽然借助现代化技术手段有效促进智慧校园全面建设，但在不同程度上仍存在缺陷。

杭州采荷小学虽然硬件设施建设到位，但缺少一定的数据规范标准，信息资源不够完善，同时存在一定的管理问题，不能适应时展要求。重庆师范学院各类应用系统建设相对较为齐全，但缺少统一规划，系统集成度不高，信息化人才匮乏。艾威康推出一站式平台，虽然能基本满足智慧校园建设中各类应用系统的需要，但在实施等方面可能还缺少一定的指导。目前各校园对于“智慧校园”这一理念认识仍不够深刻，容易导致过分追求硬件建设，无法真正实现校园智慧化管理。因此，智慧校园的发展需要进一步探索研究，结合教育发展对于存在的问题进行分析处理，促进校园建设模式的合理化。

3 智慧校园建设的问题与对策

目前存在的主要问题有：数据规模不足并且形式单一；重硬轻软，缺少标准化研究；管理体制和教育教学不符合时代要求；缺乏理论层面的指导和对于理论的关注；缺少智慧型人才等[14]。为此，智慧校园建设对策有[15]：①组建大数据库。加大对于非结构化数据的采集存储，开展教学科研以及管理的信息化建设，实现多平台共享，促使大数据库的建设。②探索数据化标准规范。在各个部门间形成互助互利的交流模式，加强数据流动性，充分发挥数据的价值[16]。③进一步完善校园管理改革机制。对于智慧校园建设过程中所产生的管理不当、效率低等问题加以改善，采用高效智能管理，促进教育教学理念的变革，促进智慧校园的进一步发展。④增强智慧校园相关的理论研究。当然智慧校园目前是比较新的理论，在分析比较的基础上，形成智慧校园所独具特色的建设理论以及设计要求。⑤加强智慧型人才的培养。在智慧化管理与服务的系统中，通过知识管理、在线教育等支撑平台，强化智慧型人才培养[17]。

4 结论

在云计算、物联网以及移动互联网等新兴技术不断崛起的大背景下，如何有效地整合优化教育信息化资源，为学生、学校构建随时随地交流学习的平台，提供便捷安全、多层次的智能化服务是智慧校园发展的建设目标。智慧校园的建设是一个长期的过程，为适应高等教育生存和发展的现实需求，进一步改造数字网络，优化教育资源，实现技术融合，推进智慧校园建设的快速发展。

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关键词： 网络技术 智慧校园 应用

学校内部充分利用网络技术必须具备的三大条件是：教学、管理与通讯。通过网络，教师能够方便地查询网上资源，进行科研教学和工作；学生能够通过校园网络方便共享网络资源；学校管理人员也能够通过网络对教务系统等进行财务、学生学籍等方面的综合管理，也能够与其他各大部门实现信息互换。所以，网络技术的建设必须有十分明确的目标。“智慧校园”就是通过云计算、虚拟化和物联网等新技术改变学生、老师、工作人员和校园资源相互交互的方式，对学校资源进行整合传递，实现学校智慧化的校园管理模式。网络技术在智慧校园建设中是如何应用的，对此，我们做出了以下探究。

一、云计算

云计算是计算机网络发展的一大趋势，云计算在校园网络中也得到了十分广泛的运用，现如今的校园内部应用系统的各大部门大都独立，服务上的交互项较差，功能也十分单一，信息传播速度也十分缓慢。云计算是最近提出的一种新型计算模式，它将网络中的相关功能以服务的方式提供给客户，能够对计算机的大量数据进行存储和处理。云计算为用户提供了基础设施层、基础设施服务层、平台服务层和应用服务层四个层次的基本应用服务，其目的就是让校园内部能够更加高效地利用资源。数字化的校园一直是校园建设的重点，将云计算技术应用到智慧校园之中，能够更好地开展校园的信息服务。那么，云计算是如何操作来体现它的优势呢？

1.降低维护费。云计算网络技术并不需要投入过多资金和资源，云计算的模式对于终端的硬件设备也没有特别高的要求，服务的日常维护服务是由服务供应商完成的，这样就会使学校内部负责网络建设的相关人员工作减轻，可以提高工作效率。

2.提高可靠性。云计算能够降低服务器出错的效率，保证学校网络的安全运行，它起到网络的“统帅”的作用，服务器一旦出现问题，校园网络就很难继续工作。而云计算正是由百万台服务器组成的，计算式某一台服务器崩溃也不会影响它的正常工作，并且通过其他服务的协调工作能够尽快将数据恢复到正常状态。云计算能够维护校园数据的使用，使得智慧化校园的安全性和可靠性得到有效保障。

3.扩展共享范围。云计算还能够有效搭建资源共享的平台，使得校园的每一部分都能通过系统连接到相应信息，这样不仅能够提高校园资源共享的效率，而且能扩大智慧化校园的影响范围。云计算中，校园内的相关数据和资源并不仅仅存储在一台计算机中，而是放置于“云”计算机中，这样便能达到高效共享的结果。

二、物联网

1.校园一卡通。校园一卡通便是物联网的运用之一，通过一卡通能够实现教师和学生的签到、考勤、就餐、消费等功能，它不仅能够保证最基本的校园生活使用，而且可通过短信、WAP等方式发挥排课、图书借阅、消费状况、账户信息等功能。通过一卡通的使用，不仅能够让校园的信息实现网络化和智能化，而且能为学生的校园卡充值提供极大方便。

2.多媒体教室。多媒体教室的建设和使用就是通过物联网技术对教室使用状态的相关信息进行即时传达。网络配置系统能够根据相关课堂信息，比如教室的使用情况、教师的课堂状况和教学内容等，通过PC客户端及时观测到内部的使用状况，并据此提供其他服务。

现在很多学校都配置了多媒体教室，内部通过设置媒体投影机、音响和中控系统等实现多媒体教学。根据物联网的应用特点，多媒体教室可以具备以下几种功能。

（1）能够正常播放视频、图画、音频和文字等多种媒体信息；

（2）利用实物展示平台将图片进行大屏幕展示；

（3）配置音响和屏幕、照明等相关辅助设备；

（4）与多种信息进行连接，比如校园内的计算机网络和校园无线网等。

3.智慧图书馆。智慧图书馆可谓智慧校园里学生最需要“智慧”的系统了，智慧图书馆就是通过互联网实现智慧化的使用和管理的，在目前物联网的发展使用方面，智慧图书馆的建设更为广泛，它要达到的目标模式就是无人工服务，目前物联网在智慧图书馆主要是通过RFID使用的，就拿智能书车来说，这是一种可移动的RFID书籍归架的“小车”，能够对书籍实现查询、定位和导航等功能，能够迅速找到书籍应在的位置。它的操作流程如下：现将书籍放在车上，通过内部的阅读器读取相关书中相关RFID的存储数据，将流出的信息传达给书车，同时根据获取的信息定位目标位置，并在所显示的屏幕上按照要求位置放置该书。智能书车的使用，大大提高了工作人员的工作效率。

三、结语

随着新课程改革的不断推进，网络技术在校园教学中的应用越来越广泛，作用也越来越明显，对于校园工作提出更高要求。智慧校园作为一种新生事物，目前还处于不断摸索的阶段，但它代表着未来校园的建设思想和理念。网络技术在智慧校园中的发展前途无量，伴随经验的积累，网络技术会在当前校园建设中占据重要位置，并日臻成熟。智慧校园作为数字校园的高端形态，云计算和互联网等计算机技术的应用也为智慧化的校园提供了一个智能综合化的服务平台，使得师生能够全面感知校园信息，提高资源利用效率。

参考文献：

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[2]杜艳绥.云计算在智慧校园建设中的应用探究[J].数字技术与应用，2015，03：98.

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关键词：智慧教育；智能教育；智慧校园；电子书包

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）01-0010-04

一、引言

物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的发展推动了教育由信息化向智能化的整体跃升，智慧教育形态已初现端倪。泛在化的学习时空、个性化的学习方式、智能化的教学管理、一体化的教育资源与技术服务等智慧教育特征日益凸显。智慧教育研究已成为当前教育信息化领域关注的热点，实施智慧教育战略已经成为破解我国当前教育信息化困境的必然选择。

二、智慧教育的概念与特征

1.什么是智慧

在中文语境中，智慧是“能迅速、灵活、正确地理解事物和解决问题的能力”。[1] 在大部分文献中，智慧作为哲学名词而存在。笔者认为哲学层面的智慧内涵有助于我们对智慧进行溯源式的追踪和探讨，但从教育视角来看，智慧与知识紧密相关，若能从知识与智慧的比较分析中明确二者的不同，将具有更为直接的教学指导价值。一般认为：知识表现在信息和信息之间的关系，通常是被公认并经实践检验的是正确的，能指导决策和行动的结构化信息，包括事实、经验、技巧。知识虽然是不断丰富和发展的，但其具有静态属性，可以通过识记和传授得以传承。而智慧是富有洞察力的知识，表现为对事物发展的预判并提前进行决策和行动。智慧是基于对知识的有效整合，其核心要件是思维。智慧无法通过识记习得，形成智慧的有效途径是经历和体验。

2.智能教育与智慧教育

从相关文献来看，“智能教育”与“智慧教育”均源自英文“Smart Education”。由于关注的重点不同，国内学者在翻译、引用时略微产生了差异，在大部分文献中二者意思相同或相近，但也有一些文献将“智能教育”译为“Intelligent Education”。对于智能教育，主流的观点主要有三类：一是认为智能教育主要是使用先进的信息技术实现教育手段的智能化，该类观点重点关注技术手段，如蒋家付（2011）认为智能教育，就是为了全面提高教育质量与效率，运用先进的信息技术，对教育过程的各种信息进行感知、识别、处理、分析，为教育参与者提供快速决策和反馈评价的教育方式。[2]二是认为SMART是由自主式（Self-directed）、兴趣（Motivated）、能力与水平（Adaptive）、丰富的资料（Resoure enriched），信息技术（Technology embedded）等词汇构成的合成词，认为智能教育是一种基于学习者自身的能力与水平，兼顾兴趣，通过娴熟的运用信息技术，获取丰富的学习资料，开展自助式学习的教育（李洲浩，2012）。[3]该类观点重点关注学习过程与方法。三是认为智能教育是指在传授知识的同时，着重培养人们智能的教育。该观点直指教育目的，与智慧教育异曲同工。关于智慧教育目前也尚无统一的认识，国际学界鲜有系统深入的研究。以祝智庭（2012）为代表的国内教育信息化权威学者提出了较为完整的智慧教育概念。认为从教育信息化角度来看，智慧教育是指运用物联网、云计算、移动网络等新一代信息技术，通过构建智慧学习环境（Smart Learning Environments），运用智慧教学法（Smart Pedagogy），促进学习者进行智慧学习（Smart Learning），从而提升成才期望，即培养具有高智能（High-Intelligence）和创造力（Productivity）的人。[4]综合以上观点，笔者认为：智慧教育的手段是新一代信息技术全面、深入、综合的应用，智慧教育的重点与前提在于智慧学习环境的构建、智能化系统及产品的研发与应用，智慧教育的直接目的在于大幅度提高教学、科研、管理的效率与水平，其本质目的在于培养学习者的创新能力、批判思维能力、问题解决能力等高阶思维能力，即发展学习者的智慧。从智能教育与智慧教育的比较来看，前者更为强调技术手段的智能化，后者更为关注技术手段的适宜性，也即智慧地使用技术从而促进学习者形成并发展智慧。

3.智慧教育的特征

（1）智慧教育的技术特征

智慧教育在技术层面是通过新一代信息技术如物联网、云计算、移动互联网等技术，对教育信息进行感知、识别、捕获、汇聚、分析，进而辅助智能化的教育管理与决策。智慧教育的技术特征在宏观层面主要表现为采用面向服务的SOA软件架构体系，实现了各类应用、数据及业务流程的有效整合，大大提高了系统的适应性、扩充性、可维护性和易用性。在微观层面主要表现为对学习环境进行感知和智能调节，对校园环境进行智能化管理，对教与学的过程进行跟踪与记录，对家校互通提供立体化的网络支持。智慧学习环境中部署了传感网，利用各类传感器能捕获并识别各类学习环境中当前的温度、湿度、照度等物理信息，并根据预设，将其调整为最适宜的状态，为师生提供最佳的学习环境；通过传感网技术还可实现对重要设备的位置信息、工作状态进行捕获与跟踪，实现智能安防和校园智能化管理；通过部署在教室和其他学习环境中的智能录播系统，可在不打断正常的教学秩序的情况下，将师生的教学实况自动录制，并实时存储于一体化的资源平台，学生可借此进行巩固复习，老师可借此进行教学反思和教学观摩；智慧环境实现了传感网、有线网、无线网的无缝融合，形成了一体化的网络环境和应用环境，为构建家校互通的绿色学习社区提供了有效的技术支持。

（2）智慧教育的资源特征

云计算的在教育领域的应用推动了教育资源建设、存储、共享与应用模式的变革。智慧教育视域下的资源建设体现出全新特征。从资源平台的建设理念与技术模式来看，首先，资源平台的建设理念正在从产品层次上升至服务层次，资源平台建设的中心任务正在从技术平台的搭建转向服务体系的构建；第二，平台功能正在从单纯的资源存储与管理转变为容知识获取、存储、共享、应用与创新于一体的知识管理平台；第三，在运作机制上，Web2.0时代的以用户为中心的理念正在逐步体现，各种有效的社会化驱动和信息聚合机制正在逐步引入，资源平台的建设和应用绩效逐步提升；第四，在技术模式上，正在从传统的数字化向智能化方向转变。从资源的表现形式来看，已从传统的静态、封闭的文本、图像等素材资源转向动态、开放、共享的移动学习资源、微课资源、幕课资源（MOOCS大规模开放在线课程）、基于社会化网站（SNN）学习资源建设及电子教材的设计与开发等。

（3）智慧教育的教学特征

新一代信息技术的应用为开展多种教与学的方式提供了可能，智慧教育视域下的教与学也体现出了崭新的特征。具体表现在：第一，实时、便利的教学资源获取及课堂生成性资源的捕获和存储。智慧的教学可根据实际需求，在不打断原有思路的情况下便捷地获取海量的优质教育资源，实时拓展教学内容，调整教学进度。实现动态、灵活、开放的课堂教学。此外，可将学生的笔记、课堂问答，老师对教学内容进行的标注、修改等生成性信息实时存入资源平台，为学生巩固复习、交流经验，教师专业成长提供资源支持； 第二、对课堂教学状态信息进行跟踪、分析，辅助教学决策。智慧的教学可对学生的学习状态信息进行及时的收集、统计与分析，辅助教师进行教学决策。同时，可基于教学反馈信息的分析，进行分层教学、个性化教学；第三，实现了自然、高效的课堂互动。新一代信息技术为课堂互动提供了有效的技术支持，实现了人与技术、设备、资源、环境的多维度互动，创设了高效、自然的体验环境；第四，自主学习真正成为主要学习方式。智慧环境下，学生的主体地位进一步凸显。技术的发展提供了高效便捷的互动交流，协作分享的工具，为学生开展自主学习提供了有效支持，研究性学习、协作学习、混合学习、竞争性学习将会易于开展；第五，教学将突破明显的时空界限。随着移动互联网技术的成熟、移动终端的普及、移动学习资源及工具的进一步丰富，学生可以通过无线网络，利用电子书包、智能手机等移动学习终端，随时随地进入资源系统点播教学视频，下载学习资源，开展自主学习。同时可随时随地和老师进行互动交流，获取帮助，学生的学习不再局限于教室空间和课堂时间。

三、智慧教育的研究与应用现状

从文献梳理来看，目前关于智慧教育的研究主要聚焦在智慧学习环境构建、智能化的教育装备与应用系统开发与应用、学习终端产品的研发与应用等方面，其中以智慧校园建设及其应用研究，电子书包的开发与应用研究尤为突出。

1.智慧校园的研究与应用现状

关于智慧校园（Smart Campus），在理论研究方面，不同学者从多个角度对智慧校园的内涵进行了解读。黄荣怀等（2012） 从环境构建的角度，认为智慧校园是指一种以面向师生个性化服务为理念，能全面感知物理环境，识别学习者个体特征和学习情景，提供无缝互通的网络通信，有效支持教学过程分析、评价和智能决策的开放教育教学环境和便利舒适的生活环境。因此智慧校园应具有以下特征：环境全面感知；网络无缝互通；海量数据支撑；开放学习环境；师生个。[5] 蒋家傅等（2011）经过长达两年的智慧校园项目实践，从智慧校园与传统校园环境相比较的角度，认为智慧校园应具备九大特征：融合的网络与技术环境；广泛感知的信息终端；智能的管理与决策支持；快速综合的业务处理服务；个性化的信息服务；泛在的自主学习环境；智慧的课堂；充分共享、灵活配置的教学资源平台；蕴含教育智慧的学习社区。[6]也有研究者强调物联网技术在智慧校园建设中的应用，如严大虎等（2011）认为，智慧校园是把感应器嵌入到教室、图书馆、食堂、供水系统、实验室等各种物体中，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，实现教学、生活与校园资源和系统的整合。[7]周彤等（2011）认为，智慧校园是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。[8]可见，对智慧校园的解读，其内涵和特征各有不同又趋于一致。总体上认为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信息化校园。智慧校园系统兼有技术、教育和文化等多重属性。

在实施方面，南京邮电大学联合江苏金智科技于2010年实施了基于物联网的智慧校园建设方案。南邮智慧校园依托数据平台、身份平台、门户平台、GIS平台，建立公共的信息标准，进行数据融合、服务融合、网络融合，实现了分散、异构的应用和信息资源整合。目前南邮智慧校园已经上线运行（http：///ccs/main/loginIndex.do）。为师生提供管理、教学、科研、生活、感知等五大类服务；浙江大学与中国电信于2011年7月签署了“智慧校园”战略合作协议，计划在未来5年里协助浙大建设“智慧校园”项目。该项目将基于物联网及移动互联网新技术，建设浙江大学统一的移动办公平台、信息平台、校园一卡通平台等智慧校园应用，并凭借感知、智能、挖掘、控制等各种信息化技术，建成安全监控、平安校园网络管理系统建设、自助图书网络管理系统等。此外西南大学、成都大学、同济大学等几十所高校正在筹划、实施智慧校园建设。在基础教育领域，笔者所在的项目团队承担了佛山市禅城区“智慧校园”示范工程建设项目，在国内产生了一定影响。该项目是由佛山市政府于2010年启动的“四化融合，智慧佛山”重点示范项目。该项目面向基础教育，创新性地采用政、产、学、研合作模式，整合多方优势力量，历经两年多的研发、实施，开发了智慧校园教育云资源平台、智能管理系统、智能教学系统、数字化实验系统、移动学习系统、家校通系统、智慧文化系统等智慧校园应用系统；研制了电子书包、电子课桌、智慧讲台等多个教育产品；建立了智慧教室、数字化实验室等多个功能场室；取得了多项专利成果。该项目已于2012年通过政府验收并上线运行（http：//），是国内目前较为系统、完整，且已投入使用的智慧校园解决方案。

2.电子书包的研究与应用现状

台湾地区在2002年就有比较完整的电子书包计划；2003年，香港10 所小学正式推行“电子书包”试验计划，经过一年试验，“电子书包” 计划效果良好， 开始向全港1000 多所中小学推广。在内地，早在2001年，北京伯通科技公司生产的“绿色电子书包”已经通过了教育部的认证，并在北京、上海等4 个城市试推广；2003 年，上海金山区金棠小学已开始试用电子书包代替传统书本教材；2011年11月，作为国家中长期教育改革和发展规划在上海先行先试的部市合作项目之一，虹口区推广电子书包项目；南京从2012年试点电子书包进课堂，目前全市有21所中小学成为试点学校；2012年，广州四所学校的千余名学生开始试用电子书包；佛山南海南光中英文学校从2009年开始在一年级新生的英语课程中推行电子书包；佛山市禅城区“智慧校园“示范工程的四所示范学校也于2011年开始试用电子书包，目前已经取得较好成效。目前电子书包在全国的中小学校应用遍地开花，除上述城市外，重庆、青岛、宁波、山西、陕西等地都开展了电子书包试点项目。目前关于电子书包的研究和应用主要还是面向基础教育低年级阶段，定位于课堂教学。未来的发展趋势可能会与移动学习相结合，面向高等教育和社会教育。

电子书包虽然广受重视，但实际试用效果却差强人意。电子书包的推广和应用中还存在诸多问题亟待解决。首先是传统应试教育中“逐分”导向与电子书包的“育人”理念产生冲突，使得电子书包的大面积推广遇到障碍；其次，电子书包的安全、价格等现实问题也在一定程度上影响了其推广；第三，现有电子书包产品，基本上是由IT企业主导研发，一线学校被边缘化，导致现有产品很难满足实际需求；第四，与之配套的优质电子课本学习资源匮乏，使得基于电子的课内外学习难以全面开展；第五，电子书包涉及硬件终端、应用软件、服务平台、数字内容等诸多方面，使其处于多家政府部门的交叉管理范围，此外还需要政府、企业、学校通力配合，这也在一定程度上影响了电子书包的大面积使用。

四、智慧教育所面临的主要问题

我国教育信息化正由初步应用融合阶段向着全面融合创新阶段过渡。目前关于智慧教育的研究还处于起始阶段，所存在的问题也逐渐凸显。如缺乏专门的研究和管理机构，导致系统化的解决方案和应用研究较少，多停留在个别终端产品的开发和应用；缺乏统一的建设标准和技术规范，导致各系统、各产品间的兼容困难，难以真正发挥系统优势，阻碍了智慧教育的发展和应用；缺乏有效的政、产、学、研合作机制，难以整合优势资源，实现优势互补，不利于有关成果的大面积推广和应用；现有产品和技术多为企业在各自已有技术基础上进行的转型应用，缺乏创新和核心成果孵化平台与基地，新技术、新设计难以有效转化为教育服务；完整健康的产业链仍没有形成，难以实现智慧教育产业的可持续发展。？筅

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篇7

关键词：智慧校园；网络环境；设计；方案

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）17-0263-03

Abstract： In reviewing the achievements of campus information construction of Anqing Normal University in 12th Five-Year， the existing problems and challenges are analyzed. Combined with cloud computing， mobile Internet， Internet of things， virtualization and other technologies， construction objectives of Smart campus are proposed， the application of key technologies in the construction of smart campus network environment are studied， network structure optimization， the implementation of wireless network coverage planning programs are designed， carrying all kinds of things in the network support platform and a one-stop intelligent information management platforms are built. It provides a design scheme for the construction of the campus information network environment during 13th Five-Year.

Key words： intelligent campus； network environment； design； scheme

1 概述

基于云计算、物联网、虚拟化等技术的综合运用，智慧校园是数字校园的扩展与提升，是学校信息化发展的高级阶段。智慧校园通过与物联网相融合，实现对人、财、物等环境的主动感知；通过与无线网络的相融合，实现网络的无缝互联；通过提供的统一、便捷、智能化的信息应用和资源，实现个性化服务；通过校园网内外环境的融合开放、资源支持和空间拓展，构建开放的网络环境。网络环境的规划与建设是智慧校园的基础平台，本文在回顾安庆师范大学数十年信息化建设综合成就的基础上，面向十三五规划，研究并分析智慧校园网络环境的设计与实现。

安庆师范大学校园网络为扁平化大二层结构，网络主干万兆互联，有线网络全校覆盖，无线网络覆盖全校教学办公区域；全网交换机超过350台，校园网各类服务器超过80余台，信息点超过12000个，无线AP近714个，注册用户数30000人；校园网络提供四个出口（中国电信、中国移动、中国联通、教育科研计算机网络（含IPV6）），总带宽5.5G；提供DNS、WWW、E-Mail、VPN、FTP、VOD、OA、教务管理系统、科研管理、图书管理系统、学生管理系统、财务管理系统、国有资产管理系统、网络教学平台等应用服务；网络出口部署万兆防火墙、上网行为审计系统、网络管理平台、身份认证计费系统等；2015年6月，校园信息门户（统一身份认证系统）和移动信息门户顺利上线，基本实现全校用户数据共享和应用系统的信息融合。2015年12月，新建的150平方米标准机房正式投入使用，为智慧校园网络平台安全稳定运行提供了可靠的保障。

校园网络拓扑结构如图1所示。

图1 校园网络拓扑结构

2 存在的问题与面临的挑战

教育部《教育信息化十年发展规划（2011―2020年）》提出的“推进信息技术与教育深度融合，以教育信息化带动教育现代化”；安徽省政府《安徽省教育信息化中长期发展规划（2013―2020年）》高等教育信息化发展预期目标：2017年，高等教育“两平台”接入安徽教育公共服务平台；建成高质量的数字资源体系并与教育教学深度融合，科研创新信息化支撑体系基本建成。2020年，人才培养模式不断创新，人才培养质量显著提升，利用信息化手段服务社会和传承文化能力显著增强。

2015年7月，国务院印发《关于积极推动“互联网+”行动的指导意见》，互联网+已上升为国家战略。2015年7月，清华大学举办了“2015智慧校园规划与建设暨高校信息化峰会”，旨在推动智慧校园规划与建设创新，为高校信息化建设“十三五”规划指明方向。

结合安庆师范大学“十三五”校园信息化建设现状和需求，提出“高感知度 强协作能力的‘智慧校园’作为学校“十三五”信息化规划建设的重要内容。综合分析学校支撑智慧校园的网络环境，还面临以下挑战：

大二层网络架构对核心设备依赖严重，单点故障将影响全网，网络结构有待进一步优化。学校网络由原来的三层结构改造成大二层网络结构运行至今，期间，因设备版本自身BUG运行中两次宕机，导致全网网络服务中断，后通过版本升级，问题得以较快解决。

无线网络全校覆盖有待进一步优化和拓展。早期四栋教学楼无线网络AP支持802.11a/b/g，最大带宽54M，每楼层部署2个AP。AP密度低，带宽小，用户体验较差；少数公共广场和学生食堂网络没有覆盖，无感知上网存在盲区；学生宿舍区的无线网络覆盖有待进一步延伸。

各类专业子网需进一步整合资源，实现集约化管理，构建感知度高、协同能力强的智慧校园一体化网络平台。2014年12月，校园视频监控系统一期工程投入使用，龙山校区已全覆盖，各类摄像头940个。二期工程正在建设中，拟覆盖菱湖校区，各类摄像头超过200个。建成后的校园视频监控系统各类摄像头将达到1200左右，为学校师生员工学习生活提供了有力安全保障。2015年9月，由后勤管理处建设并管理的水电节能监控平台、由计算机学院建设并管理的水污染在线监控平台、由生命科学学院建设并管理的江豚研究在线监测平台等先后上线运行。随着非技术部门搭建的网络平台，如视频监控系统，节能监控平台，水污染在线监控平台，江豚研究在线监测平台等系统因前期规划等各种因素与校园网络的融合存在一定的障碍，如何构建一体化网络环境，实现智慧校园网络无缝隙对接显得尤其重要。

全网IPV6规划和应用；为开放办学提供便捷、开放的网络环境；内外网融合，为校园卡用户进一步拓展支付渠道等。

3 “智慧校园”网络环境建设目标

以物联网、云计算和虚拟化等新兴技术为支撑，构建感知度高、协同能力强的智慧校园网络基础设施，到2020年，基本建成覆盖全校的教学、科研、管理信息化环境；整合校内各应用系统，实现优质教学资源共享、数据集中存储、系统安全稳定运行、信息智能推送、一站式响应服务的信息化支撑体系；进一步提升教育管理信息化水平和公共服务信息化水平，建设师生满意的智慧校园。

4 关键技术设计与实现

结合学校实际情况，分析智慧校园建设存在的问题和面临的挑战，研究网络环境的关键技术，提出以下设计方案。

4.1 优化网络结构，夯实智慧校园支撑平台

传统网络结构主要由核心、汇聚和接入三层构成，该构架的核心层主要负责高速转发，汇聚和接入层负责用户接入、相互隔离以及协议终结。网络维护的主要工作量多集中在汇聚层和接入层，用户上网行为控制较难，整网精细化管理和控制比较复杂，此类结构对规模越来越大、应用越来越复杂的高校校园网络的发展构成瓶颈。

考虑到高校校园网络多业务承载下的高性能、优化网络构架和业务模式、简化运维工作量等需求，对传统的三层网络结构实施扁平化改造势在必行：将原来核心、汇聚、接入三层结构从逻辑上变成业务控制层和宽带接入层两层构架。

扁平化构架中的网络核心设备功能是完成用户业务控制和管理，主要有：ACL、QOS、带宽控制、认证控制、上网行为控制等，有利于发挥核心设备的高性能、稳定性和可靠性的优势；汇聚层和接入层提供用户宽带接入，只提供VLAN隔离功能，不涉及业务功能，有利于业务部署，同时也增强了汇聚层和接入层设备的通用性（汇聚层设备支持QinQ，接入层设备支持VLAN），简化了设备管理，尤其是降低了接入层设备的日常维护。两层构架的网络层次功能更清晰，并且实现“用户”级别的管控：用户的账号、MAC、IP地址、上线时间及访问行为可跟踪、可审计；用户可访问的资源权限、对网络带宽的占用等，实现了网络应用的精细化管理，保障重要应用系统的网络承载，包括安全性、稳定性和可靠性。

为使校园网络“无处不在，随处可用”，学校将进一步优化网络结构，校园网核心双机双路虚拟化，核心节点万兆双链路上行，使智慧校园支撑平台更加安全、健壮，拟进一步优化的网络拓扑结构如图2所示。

图2 拟进一步优化的校园网络拓扑结构图

4.2 构建与有线网络相互融合、用户体验良好的WLAN网络

为使用户能便捷地访问校内各类应用资源，畅享5A服务（Anyone、Anytime、Anywhere、Anyway、Anything），构建与有线网络相互融合，用户体验良好的WLAN网络，按照“统一规划，分步实施”的原则，学校无线网络（AQTCWLAN）项目分三期建设：

一期工程：教学办公区无线网络建设，主要覆盖教学楼、实验楼、办公楼、体育场馆、会议室、图书馆等区域，为学校教学、科研、管理，学生学习提供无线网络平台。

二期工程：学生生活区无线网络建设，拟主要覆盖学生宿舍区、食堂等，为学校管理，学生学习、生活、娱乐提供无线网络平台。

三期工程：校内公共区域无线网络全覆盖。

从1999年至今，无线接入已经历了四代技术，分别是802.11b，802.11a/802.11g，802.11n，802.11ac，主要终端产品接入速率也从2Mbps，54Mbps，450Mbps到现在的1.3Gbps，最新推出的11ac wave2产品接入速率已达1.7Gbps。

在一期建设中，作为有线网络的辅助手段，学校部分AP采用放装模式，使用支持802.11a/b/g/n技术的无线AP，部分场所用户体验较差。根据规划，在二期、三期工程中，将增加AP布放密度，增强用户在原四栋教学楼的无线感知。增补人员密集区域的无线网络设备覆盖密度，延伸无线校园网络覆盖范围，改善用户的网络体验。

由于无线网络与物理环境、电磁环境、人员密度、用户需求等因素有较强的关联，上述因素组合构成了不同的场景，导致无线网络具有较大的弹性。在设计中，基于现场勘查，无线网络的规划设计主要考虑无线覆盖的合理性、设备运行的可靠性及业务的高可用性。对一些环境面积较大、材质特别或建筑格局非常规场所，如体育馆、图书馆、实习车间等场景，可考虑采取抽取样本区域进行仿真设计。在设计AP位置和数量时，主要考虑以下因素：

保证目标区域人号全覆盖；

考虑在线用户数量，即高密环境下保障无线部署；

尽量避免安装在承重柱、实心障碍物等附近，影响覆盖；

尽量避免安装在强烈干扰源附近。

4.3 建设融合并承载各类物联网的泛在网络支撑平台和一站式智能化信息管理平台

智慧校园对网络需求是无所不在的连接，即泛在网络，它能提供给用户无论何时，无论何地都可以通过合适的终端设备与网络相连，获取个性化的信息需求。随着物联网技术的快速发展，泛在网络与物联网深度融合，通过采用各种不同的技术把物理世界的各种智能体、传感器接入网络，实现人与物、物与物、人与人之间按需进行信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务。将通信网、互联网、物联网之间相互协同融合，具备环境感知、内容感知及智能感知，为用户和管理者提供泛在的，无所不含的信息服务和应用。

随着学校事业的快速发展，信息化系统得到广泛应用，近年来，现代教育技术中心牵头的一卡通系统从传输链路、网络设备、管理系统到中心机房，建设有相对独立的网络链路；保卫处牵头建设的校园视频监控平台、门禁系统的传输链路、网络设备、管理平台等相对独立组网；后勤管理处牵头建设的节能监控平台通信光缆、网络设备、服务器、采集器、机房相对独立组网；水污染在线监控网络、江豚研究在线监测系统均由相关学院牵头建设并管理。整合各类资源，建设能融合并承载各类物联网的泛在网络支撑平台和一站式智能化信息管理平台，提升无缝感知效能是智慧校园网络环境建设的重要目标。

泛在物联网融合平台具有支持第三方应用、终端兼容性好、基于海量的大数据分析和应用定制等特征，其基本构架如图3所示。

4.4 建立面向业务、面向服务的快响应、高质量协同运维服务体系

为了更好地保障学生公寓网络运维的可靠性，提高服务效率，解决业务量激增而人手不足的现状。2015年4月，学校与专业网络服务公司签署了“学生公寓网络维护协议”。维护内容包括楼栋交换机及以下的维护工作，经过半年的运维，整体效果良好，基本没有学生投诉。

随着智慧校园网络基础设施的逐渐完善，应用系统和最终用户的快速增加，需要建立快速响应、高质量的运维体系，用于保障全网的安全、稳定、可靠的运行。部门成立运维中心，专业管理外包运维团队，服务外包范围将进一步扩大，将包括学生公寓网络、教学办公网络、教工楼网络、多媒体教室维护等。依托网管和运维软件，以无线网络为支撑，开发并运行校园网络运维APP，改变传统运维模式，建立面向业务、面向服务的快响应、高质量协同运维服务体系。建立统一的运维平台后，用户服务将更加方便快捷，智慧校园支撑平台将更加完善。

图3 泛在物联网平台构架

5 校本创新点

智慧校园支撑平台和服务平台建设重点体现“高感知度”，不仅体现对网络环境的高感知度，更体现个性化定制服务的高感知度。智慧校园数据平台和应用平台重点体现“强协作能力”，各应用平台和相关数据平台分属不同的管理部门，需要各部门通力协作，也只有充分配合，信息充分利用，才能进行智慧分析并做出智慧决策。最终实现“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，将智慧导入校园各个系统、过程和基础设施中，将信息化深植与教学、科研、管理和生活的各个方面，全面构建智慧校园。”

参考文献：

[1]李卢一，郑燕林.物联网在教育中的应用[J].现代教育技术，2010，20（2）：8-10.

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关键词：智慧校园；应用现状；特性

一、智慧校园的概念及特征

1.概述

智慧校园是以数字校园的建设思路为基础，利用云计算、物联网、虚拟化等新的信息技术来改变学校的管理者、教师、学生及家长和校园资源相互交互的方式，将学校的各类教学活动、科研项目、系统管理与校园资源和应用系统进行整合，以提高应用交互的明确性、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。这一概念是在2010年信息化“十二五”规划中开始明确地被提出的。2012年《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》中明确要求全国各院校加快教育信息化建设，通过建设智慧校园，实现学校之间优质资源共享，提高教育教学质量，实现教育信息化。《教育管理信息数据标准（20120315）》也为全国智慧校园的建设提供了标准和应用规范。

2.核心特征

（1）无处不在的互联网络。通过有线接入或者无线局域网，使得互联网络覆盖校园每一个角落。智慧校园支持所有需要互联的软件系统和硬件设备的连接，信息感知后可迅速、实时传递，这是所有用户按照全新的方式协作学习、协同工作的基础。

（2）环境全面感知。从人员到物品，从校园各类资源一天的运行消耗到个人一天的轨迹，智慧校园通过无处不在的传感器、摄像头及各种系统平台，能够随时随地客观地感知、捕获和传递有关人、设备、资源的信息。

（3）智能化的数据处理。依托于数字校园海量数据的收集和存储基础，智慧校园将建立科学的预测方法，建构出各类实用的数据挖掘模型，同时综合各方面及时新鲜的数据、信息、规则等内容，通过智能推理，做出快速反应，改迟缓地被动分析为迅速地主动应对，更加突出智能化的特点。

二、“智慧校园”的应用现状

1.应用实例――武汉建设智慧城市的校园实践

武汉建设智慧城市有了校园实践。2010年，将3G无线传输、互联网三方关联等技术应用于电子学生证。经过3年多的推广和运用，以电子学生证为载体的信息化管理平台已经广泛应用于武汉市各重点高中。这张新型的电子学生证不仅可以实现传统的校园卡的功能，学生可以在学校刷卡消费，而且当学生每天进入校园或者离开校园时，通过GPS定位技术，系统会自动将这个时间发送到家长手机。通过手机或电脑平台，家长还可以查看学生的学习成绩变化和教师评语，实现家长和教师的沟通。

通信运营商也对智慧校园建设表现了极大热情。如某通信运营公司这样表述智慧校园：以高性能的校园网络为基础，实现学校办公、财务管理、教学管理、教学资源、后勤服务、产业发展等方面数字资源的全面整合，增强信息技术的应用能力，进一步提高信息技术服务于学校教育教学工作的能力，最终使其达到增值服务的目的。他们规划的智慧校园包括校园信息化、校讯通、家校圈、翼机通、三网融合、无线覆盖等业务。

2.实例思考

（1）建设经费和隐私安全保护问题。首先是建设经费问题。要想建设一个完善的智慧校园是需要庞大的资金、技术平台的支持，同时也需要完善的无线、有线校园网络的支持。其次是隐私安全问题。物联网技术在很大程度上将我们用户联入了网络，对用户的大量信息进行了收集。信息的过度集中容易导致师生隐私的泄露。

（2）加强对智慧校园建设规范、标准的研究和制订。智慧校园建设的基础是前期数字校园的建设与发展，但相对于数字校园，智慧校园无论是在技术层面还是在整合度方面都有相当大的提升。因此，研究和制订智慧校园建设规范和标准对院校信息化发展具有重要的指导意义。在明确智慧校园的概念与建设策略的同时，我们也应该积极跟踪最新信息技术发展，组织专家去研究和制订有高科学性、强针对性、易操作性、可拓展性的智慧校园建设标准和规范。

3.智慧校园的安全性与可靠性

智慧校园以物联网为基础，以各种应用服务系统为载体，而这些系统涉及繁多的基础设备、庞杂的应用服务，所以这对于整个系统的安全性与可靠性具有更高的要求。智慧校园建设中的安全性与可靠性主要包括基础实体、系统运行和信息数据三个方面。特别需要注意的是，物联网的应用涉及无线网络、传感器网络等技术，为防止带来安全隐患和安全问题，应选用较为成熟和可靠的系统。

智慧校园建设能推动院校信息化建设，但是同时智慧校园也是一个新生事物，需要在建设过程中不断优化与提高。

三、结束语

良好的校园建设会有效地提高整个校园系统的运行效率和质量。伴随着学习情景识别与环境感知、校园移动互联等技术的逐步兴起和应用，智慧校园已不是一种概念，而是正在慢慢地变为现实。但要实现真正意义上的智慧校园，还需要一个漫长的过程，目前的智慧校园建设仍然处于起步阶段，有很多问题亟待进一步去解决。不断地研究和探索智慧校园建设项目，对于当前的数字化校园建设、优化教学和管理过程、促进学生创新能力培养具有重要意义。

参考文献：

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一、云计算

云计算是计算机网络发展的一大趋势，云计算在校园网络中也得到了十分广泛的运用，现如今的校园内部应用系统的各大部门大都独立，服务上的交互项较差，功能也十分单一，信息传播速度也十分缓慢。云计算是最近提出的一种新型计算模式，它将网络中的相关功能以服务的方式提供给客户，能够对计算机的大量数据进行存储和处理。云计算为用户提供了基础设施层、基础设施服务层、平台服务层和应用服务层四个层次的基本应用服务，其目的就是让校园内部能够更加高效地利用资源。数字化的校园一直是校园建设的重点，将云计算技术应用到智慧校园之中，能够更好地开展校园的信息服务。那么，云计算是如何操作来体现它的优势呢？

1.降低维护费。云计算网络技术并不需要投入过多资金和资源，云计算的模式对于终端的硬件设备也没有特别高的要求，服务的日常维护服务是由服务供应商完成的，这样就会使学校内部负责网络建设的相关人员工作减轻，可以提高工作效率。

2.提高可靠性。云计算能够降低服务器出错的效率，保证学校网络的安全运行，它起到网络的“统帅”的作用，服务器一旦出现问题，校园网络就很难继续工作。而云计算正是由百万台服务器组成的，计算式某一台服务器崩溃也不会影响它的正常工作，并且通过其他服务的协调工作能够尽快将数据恢复到正常状态。云计算能够维护校园数据的使用，使得智慧化校园的安全性和可靠性得到有效保障。

3.扩展共享范围。云计算还能够有效搭建资源共享的平台，使得校园的每一部分都能通过系统连接到相应信息，这样不仅能够提高校园资源共享的效率，而且能扩大智慧化校园的影响范围。云计算中，校园内的相关数据和资源并不仅仅存储在一台计算机中，而是放置于“云”计算机中，这样便能达到高效共享的结果。

二、物联网

1.校园一卡通。校园一卡通便是物联网的运用之一，通过一卡通能够实现教师和学生的签到、考勤、就餐、消费等功能，它不仅能够保证最基本的校园生活使用，而且可通过短信、WAP等方式发挥排课、图书借阅、消费状况、账户信息等功能。通过一卡通的使用，不仅能够让校园的信息实现网络化和智能化，而且能为学生的校园卡充值提供极大方便。

2.多媒体教室。多媒体教室的建设和使用就是通过物联网技术对教室使用状态的相关信息进行即时传达。网络配置系统能够根据相关课堂信息，比如教室的使用情况、教师的课堂状况和教学内容等，通过PC客户端及时观测到内部的使用状况，并据此提供其他服务。现在很多学校都配置了多媒体教室，内部通过设置媒体投影机、音响和中控系统等实现多媒体教学。根据物联网的应用特点，多媒体教室可以具备以下几种功能。

（1）能够正常播放视频、图画、音频和文字等多种媒体信息；

（2）利用实物展示平台将图片进行大屏幕展示；

（3）配置音响和屏幕、照明等相关辅助设备；

（4）与多种信息进行连接，比如校园内的计算机网络和校园无线网等。

3.智慧图书馆。智慧图书馆可谓智慧校园里学生最需要“智慧”的系统了，智慧图书馆就是通过互联网实现智慧化的使用和管理的，在目前物联网的发展使用方面，智慧图书馆的建设更为广泛，它要达到的目标模式就是无人工服务，目前物联网在智慧图书馆主要是通过RFID使用的，就拿智能书车来说，这是一种可移动的RFID书籍归架的“小车”，能够对书籍实现查询、定位和导航等功能，能够迅速找到书籍应在的位置。它的操作流程如下：现将书籍放在车上，通过内部的阅读器读取相关书中相关RFID的存储数据，将流出的信息传达给书车，同时根据获取的信息定位目标位置，并在所显示的屏幕上按照要求位置放置该书。智能书车的使用，大大提高了工作人员的工作效率。

三、结语

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1．1自行管理与自我评价的学习

通过新型数字化教学媒体，如教学仪器设备、数字化学习资源与网络新媒体(BLOG、WIKI)，既可以与师生进行广泛地交流，也可以与生生进行广泛地交流，在此基础上，对自己所要学习的知识与信息进行系统的、科学的管理，形成知识难易程度各异的“知识管理夹”．该“知识管理夹”采用格子铺的形式对知识进行“摆放”，同类型难易程度相近的知识放于同一层次的不同“格子”之中，同类而难易程度有别的放于不同层次的不同“格子”之中．同时对自己的学习也可以进行自我评价，对已理解并掌握的知识进行评价后再加以管理．

1．2多样化的学习

广泛而又全面的数字化教学资源，灵活方便的网络媒体为数字化学习奠定了基础;新型实用的数字化移动学习终端、固定式学习终端，为数字化学习提供了有力的支撑．学生可利用各式各样的学习终端，对自己所要学的内容进行灵活地选择，丰富的教学资源、灵活方便的学习终端、快速高效的网络媒体为网络化的学习提供了丰富多样的学习方式、方法．

1．3均衡而又公平的学习

只要有良好的学习设备与畅通的网络，所有人所获取的资源都是均等的、公平的．不像自然环境中的教育状况那样，城市的师资较农村师资水平高、东部沿海地区的师资较西部地区的师资水平高;更不像自然环境中的教学现状那样，师生关系好的学生倍受关注，师生关系不好的学生受到冷落．总之，网络环境下的学习形式多种多样、公平公正．

2网络环境下的实验方案设计

网络环境下的学习方法很多，如自主学习、协作学习、探究学习、开放学习、研究性学习等，这些学习方法都是基于一般网络环境下的学习方法，针对智能化、智慧化的新型网络，其学习方法是上述这些方法的综合应用，同时还需要结合具体的实验内容、实际的实验环境及学生的实验技能水平进行综合考虑，并设计其实验方案．下面就对智慧化(智能化)环境下的数字化实验进行探讨．

2．1基于思维导图的实验方案设计

将实验的内容、方法与步骤，依据网络环境的具体情况，结合实际实验系统平台的特点、结构原理及实验应用，按照教学系统设计的基本原理进行实验设计，并依据实验方法过程与步骤的基本流程设计出相应的实验思维导图，这一流程性的实验思维导图既有实验的方法与步骤，又有实验的原理与应用;既有要探究的实验内容，又有留给学生拓展创新的实验空间，让学生在完成基本实验的基础上加以创新与拓展，这一思维导图下的实验方案设计虽然难度较大，但对学生的实验指导可从由浅入深、由易到难、由简到繁，循序渐进地加以实施，这样对学生的研究性学习与自主探究有着较好的指导作用．对一般学生要求完成必做内容，对成绩较好、留有余力的学生要求完成拓展创新内容，为个性化的实验教学奠定了基础．

2．2基于实验内容体系结构的实验方案设计

对于一些设计性实验、验证性实验，传统的实验方法是老师首先讲完实验原理、方法、步骤以后，老师再演示一遍，最后让学生在理解观察的基础上进行实验模仿，这样的实验教学方法让学生像机器人一样进行着一步步的实验模仿;而基于实验内容体系结构的实验方案设计，要求老师在熟练掌握实验设备、器材及系统平台的功能特点以后，并能够较好地驾驭这些实验内容，在此基础上按照学生实验的特点及实验目标，设计出相应的实验方法、步骤及整个实验的流程，让学生按照这些方法、步骤及流程自行实验、自行探究，最后完成实验教学任务;对于水平较高的学生，相应设计出难度稍大、综合性水平较高的实验项目，以实现个性化的教学，培养出不同层次的技能人才．依据实验内容、实验原理、实验设备及实验环境，结合实验教学的目标，设计出一科学合理的内容体系结构实验指导方案，让学生依据这一既有一定规范、参数指标及实验步骤的基本方案加以实施，又有一定的灵活性与创新性，让学生结合自己的实际情况，依据实际实验环境、条件与设备，进行创新设计、开展拓展创新性实验，以完成相应的个性化实验训练，实现真正的个性化人才培养的目的．

2．3基于项目任务的学习方案设计

对于一些综合性实验、创新性实验，既要求较高的实验环境、实验条件与实验设备，又要求学生能够将多种实验设备进行综合应用，充分利用实验环境及最佳的实验方案加以完成，当实验较为复杂、难度较大时，可将这一综合性实验按照实验任务分解成各实验模块，而每一项实验模块又可分解成几个简易实验，让学生逐一加以完成各个简易实验、各项实验模块，最后将所有的实验任务完成后，再加以集成，以完成整个综合性实验，实验完成后，再引导学生进行实验拓展与创新，直至到达综合性实验的至高点，在这里老师可设计出简易性实验、综合性实验、拓展创新性实验三个层次．因此，基于项目任务的实验方案设计对完成综合性、拓展创新性实验起到较好的引导作用．

3网络环境下的数字化实验

3．1网络环境下的仿真实验

依据数字化教学资源来分，常用的仿真实验有课件型、网络课程型、网站型、系统平台型、数据库型等类型．依据上述几种类型的仿真实验，我们先后设计开发了网络课件型、网站型、系统平台型三种仿真实验．具体开发的内容为仿真物理实验、基于专题网站的儿童智能开发小实验、少儿眼保健仿真数字化资源库等．先后在部分初中、高中试用了仿真物理实验，效果较好;在部分幼儿园试用了儿童智能开发小实验，深受小朋友的喜爱、教师的欢迎;少儿眼保健仿真数字化资源库对小学生的眼保健起到了积极的推动作用．上述三大类型的仿真实验经试用，也发现了一些问题，实验效果不够理想;儿童智能开发只重视了智力的开发，而能力的开发与培养欠缺;眼保健仿真实验范围广，而深度不够．在技术上，基于智慧校园的试用，也存在一些问题，这些问题大都是测控信息传输不够畅通．针对上述问题，我们对上述仿真实验首先进行了改进与提高，同时也对智慧校园网络系统平台进行了改进与功能拓展，使其在智慧校园环境下完成各种实验，增设了物联网设备测控端口、实验数据库、实验采集综合应用软件等功能，使基于智慧校园网的仿真实验得以顺利完成，为远程开放教育教学奠定了仿真实验基础，为中学新课程改革和仿真模拟实验提供了技术支持．

3．2网络环境下的数字化实验

网络环境下的传统数字化实验组成如图1所示:传统的数字化实验系统是由传感器、数据采集器、微机系统等内容组成．传感器的功能用于对实验物的物理、化学及生物等参数及性能指标进行测量测试与传输;数据采集器用来采集来自传感器的数据，并通过USB接口将来自传感器的数据传输到计算;计算机系统首先由计算机软件完成对数据采集器所提供的数据进行数据处理，由计算机硬件对其实验系统进行控制与实验结果显示等．由此可以看出，传统的数字化实验系统一般只能在实验室内完成各种实验，而不能满足在任何时间、任何地点来完成我们所要完成的实验，传统的数字化实验平台一旦增加了物联网设备与云数据库后，既可在任何时间、任何地点，灵活地完成各种实验;传统的数字化系统平台中的计算机系统增加物联网与简易的数据库、传感器也要相应的加入Zig-Bee数据收发装置，这一装置的体积小，但数据传输灵活方便，其功能完全可满足移动实验数据的收发需求，且使用方便灵活、价格低廉;数据采集器也要增设物联网ZigBee收发装置，使其可灵活地完成与传感器、计算机系统的无线实验数据传输，这种加装了物联网ZigBee装置与简易云数据库的数字化实验平台，既可完成移动环境下的数字化实验，又可完成固定环境下的数字化实验．这种新型的数字化实验系统，我们称之为“智慧型数字化实验系统”，如图2，它既可满足实验教学的需要，又可满足综合实践活动的需要，为新课程改革和创新人才培养奠定了基础．

3．3基于智慧校园网的数字化实验

所谓智慧校园网，是指具有十大管理系统、十大管理模块、五大子系统平台的新型校园网络的架构．十大管理系统是指智能管理系统、智能教学系统、移动学习系统、数字化实验系统、智慧文化系统、数字图书馆系统、家校通系统、学习分析与诊断系统、绩效管理系统、教学评价系统等;十大管理模块是指用户管理、设备管理、办公管理、教务管理、活动管理、信息准入管理、应用管理、学生管理、物联网测控及通讯管理、资源库管理;五大管理平台是指系统支撑服务平台、应用支撑服务平台、系统总线与控制平台、基础设施服务平台、数据综合采集及应用平台等．上述新型智慧校园中，设置了物联网测控及通讯管理模块、云数据与资源库管理模块，这使校园网内的各种硬件资源、软件资源、管理资源、数据库资源等各种数据均可由校园网控制平台灵活调用;传统的数字化实验系统中的传感器增设了ZigBee子系统、采集器也相应地增设ZigBee子系统，再使两者集成在一起，形成一个高度集成的、可移动的智能测控实验系统(“智慧型”数字化实验系统)，学生可手持笔记本电脑，将这一“智慧型”的数字化实验系统与智慧校园网融合为一个完整的、开放的、大型的数字化实验系统，这样就可在智慧校园网所能覆盖的范围内，完成各种数字化实验与综合实践活动．

4结束语