Features of Smart Education System

【3S Market】台灣的教育發展，一直攏罩在傳統思維的意識形態下，讓很多應有的教育發展，受到一定程度的束縛。同樣是口號掛帥、教條形式主義化的對岸教育，他們是如何發展智慧教育？無論你的政治趨向為何，無可否認海峽兩邊的全面競爭早已展開，而對於教育這立國之本、百年大計，我們做了多少推動與創新？對於競爭者，我們又瞭解了多少？

來源：河南腾讯智慧校园

本文從分析對岸中國的高校（大學）資訊化，當前面臨的挑戰出發，提出了大數據背景下大學智慧校園的概念，分析了大學智慧校園的典型特徵與發展目標，設計了物理空間與數位空間融合的大學智慧校園體系結構，並探討了大學智慧校園的關鍵技術。

1 大學資訊化面臨新挑戰

對岸中國的大學資訊化，發軔於上個世紀八十年代，前期十多年主要是校園網路、CAI課件和分散獨立的管理資訊系統建設。

進入二十一世紀，大學數位校園建設得到快速發展，幾乎所有的大學在這十多年都經歷了，一至兩輪的數位校園建設，提升了大學資訊化的整體水平。

然而，最近兩年，以管理資訊化為核心的大學數位校園建設，遇到了多方面的挑戰，隨著雲端計算、物聯網、行動網路、大數據、以及知識管理，與社交網路等新型資訊技術的廣泛應用，大學資訊化即將進入一個新的階段。

（1）資訊技術的挑戰

近年來，各種新型資訊技術快速推廣普及，對大學資訊化形成了巨大的挑戰：海量儲存、按需計算的雲計算模式，衝擊著大學傳統的數據中心建設；以智慧終端、行動網路、物聯網為代表的行動化風潮，不但衝擊著大學校園網路建設，更是扭轉了資訊系統建設的思路與方向。

融合溝通、協作、分享於一體的社交網路，在取代校園BBS之後，又對傳統的以管理者為中心的資訊系統，產生了巨大的衝擊；而以大量化、多樣化、快速化為特徵的大數據，因其蘊藏的高附加值，已經引起了各方的高度重視。

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（2）業務融合的挑戰

大學經過多年的資訊化建設，資訊技術從簡單的工具應用，逐漸深度融入到教學、科研、管理與服務的各項活動中，學校師生和管理人員的資訊化素養與需求也越來越高，已經不滿足於簡單的業務管理與資訊查詢，基於IT的創新教育教學模式和管理模式不斷湧現，日益受到各方重視。

對岸中國教育部制訂頒發的《教育信息化十年發展規劃（2011－2020年）》也把「推動資訊技術與高等教育深度融合，創新人才培養模式」作為大學資訊化當前的主要目標。

（3）建設運行模式的挑戰

隨著大學資訊化的發展，學校的資訊系統越來越龐大複雜，已經給建設運行模式提出了嚴峻的挑戰：沒有一家IT公司能夠提出一個大學數位校園的整體解決方案，並圓滿地實施，很多大學資訊化建設陷入進退維谷的境地；大學自身的資訊化隊伍日益緊缺，安全穩定運行的壓力與風險日增。

什麼是科學、可持續的大學資訊化建設與運行模式？當前階段意見相當分裂，缺乏共識，甚至開始導致大學資訊化行業發展方向出現迷茫。

面對如此多方面、立體化的挑戰，大學資訊化向何處去？成為擺在我們面前的一個重要課題，提升數位校園，實現向智慧校園的躍升，是一種合理而現實的選擇。

2 大學智慧校園的特徵

智慧校園是大學資訊化的高級形態，是對數位校園的進一步擴展與提升，它綜合運用雲計算、物聯網、行動網路、大數據、智慧感知、商業智慧、知識管理、社交網路等新興資訊技術，全面感知校園物理環境，智慧變識師生群體的學習、工作情景和個體的特徵，將學校物理空間，和數位空間有機銜接起來，為師生建立智慧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，實現以人為本的個性化創新服務。相對於數位校園，大學智慧校園有如下特徵：

（1）互聯網路高速泛在

網路是資訊時代的基礎，沒有網路就無法實現教育資訊化的絕大部分工作。智慧校園的網路基礎，更強調行動互聯和物聯網，要為校園中人與人、人與物、物與物之間的全面互聯、互通、互動，為各類隨時、隨地、隨需、隨意的應用提供寬頻、泛在的基礎網路條件。

（2）智慧終端廣泛應用

智慧終端可以實現隨時隨地的普適計算、資訊獲取與感知，已經成為大學師生日益普及的隨身裝備。各種智慧感應技術的廣泛應用，可以遠端使用、管理與控制的數位裝備已然普遍，使得各種監測資訊可以隨時獲得，人與物的互動成為現實，全面感知校園環境，和師生活動狀態，成為智慧校園的物質基礎。

（3）團隊協作便利充分

有意識的大規模協作，是展現人類智慧的重要基礎。透過統一通訊、日程共享，和協同工作等工具的支撐，為師生提供隨時隨地、統一整合、模式多樣的通訊與協作服務，支持個體與群組的交流協作，支持線上線下的有機互動，讓學習討論從課上拓展到課下，讓協同研究從實驗室，拓展到網路虛擬空間。

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（4）集體知識共生共榮

對於以產生知識、傳播知識為己任的大學來說，支持知識的創造、傳播、管理，和使用是智慧校園的重要任務，也是其核心特徵。透過為個人提供完善的知識儲存、分類與分享工具，幫助個人將擁有的各種資料和資訊，變成更具價值的知識，實現知識的收集、消化吸收、分享和創新；透過在學校建構支持團隊知識管理的知識系統，讓學校中的資訊與知識，透過獲得、創造、分享、整合、記錄、存取、更新、創新等過程，不斷地回饋到知識系統內，形成不間斷的學校智慧循環，提高學校整體智商，推動學校知識創新。

（5）業務應用智慧融合

智慧校園的作用與功能，最終要體現在學校的各項業務之中。必須揚棄數位校園業務分割、相對封閉的資訊化架構，採用開放、整合、協同的資訊化架構，基於雲計算和大數據技術實現對海量數據的儲存、計算與分析，透過「雲」與「端」的結合，廣泛吸納用戶的「智慧」參與，在各項業務應用中實現個性訂製、主動推送和智慧推薦，推動實現智慧融合、隨時隨地、隨需隨意的個性化應用，推動從個人通訊、個人計算，到個人創造的發展，從而充分發揮智慧校園整體效能，大大提升基於IT的學習研究與管理決策能力。

（6）外部智慧融會貫通

大學已不是傳統意義上的象牙塔，現代大學必須與社會接軌。因此，智慧校園也不是孤立的，需要和外部世界息息相通，透過與外部智慧的融會貫通，來推動學校的可持續創新發展。

比如，教師的學術活動，必須和全世界同行進行廣泛交流，教學和科研，只有融入到世界範圍的學科發展環境中，才能創新和出一流的成果。

又如，學校透過姐妹院校間的互相學習、交流、對比和借鑒，來把握大學改革和發展潮流與規律，發展本校的傳統與特色；透過瞭解社會發展，對於學校的需求，如就業需求、人才素質需求等，來調整學校專業設置、改進人才培養模式；透過把握經濟社會發展趨勢、技術進步發展趨勢，和教育變革發展趨勢，不斷優化學校的發展規劃，促進學校持續快速發展。

3 大學智慧校園的發展目標

大學信息化的目標是促進學校教育內容、教學手段和方法現代化，創新人才培養、科研組織和社會服務模式，推動文化傳承創新，促進高等教育品質全面提高。因此，大學智慧校園的發展目標，就是要支撐高校四項基本職能，與管理服務的改革創新。

3．1 智慧型人才培養

人才培養是大學的根本任務，智慧型人才培養，自然是大學智慧校園的第一發展目標。隨著行動網路與大數據等技術的快速發展，基於線上線下融合的智慧型人才培養模式，必將逐步成為主流。

在智慧校園中，依託知識管理、校園社交網路、在線上教育等IT平台的支撐，教師備課擺脫了時間、空間和個人知識孤島的局限性，能夠基於歷年教學資料、同行教學狀態和學生學習回饋的大數據有針對性地準備教案。

學生擺脫了傳統的課本學習，和統一課堂灌輸的被動學習模式，可以在知識的海洋中自由翱翔，並能夠得到基於大數據分析的適時、貼切的個性化指導。

師生交流可以隨時隨地隨意，聲音、影像、文字、圖像等各種交流工具隨需而動，交流過程還可自動記錄，並根據需要回放複習；教學評價不再是純粹的主觀打分，而是基於師生教學互動，和學生學習過程的大數據開展的，多維、動態、全面、智慧的教學評價，並指導學校按照客觀教育規律，不斷改善教學內容、方法、手段和模式；因材施教和個性化人才培養模式成為主流，學生的職業發展、就業引導與人生指導也將綜合其個性特點與社會發展而更加科學、合理。

3．2 智慧型科學研究

科學研究的資訊化支撐是數位校園，一直沒有能夠解決好，甚至沒有發過力的領域，所做不過是簡單的資料搜索，與數位圖書文獻提供，智慧校園的建設將極大地改變這種狀況。

在科學研究大數據的支持下，智慧校園將能夠在課題申報、科學研究、項目結題等多個環節發揮巨大作用。

在科研人員低效勞動最多的課題申報環節，智慧校園綜合多個方面的課題來源，為研究人員主動提供個性化的課題申報建議，幫助研究人員自動填報個人基礎資訊和研究履歷，為研究人員主動推薦合作者，使得科研課題申報過程方便、快捷、貼心。在科學研究過程中，智慧的知識管理與服務，能夠幫助研究人員方便、快捷、精確地獲取研究資料。

各種智慧儀器設備可以在線上使用，並且能夠智慧感知、自動收集各種實驗數據；高效的協同工作支持與服務，使得合作夥伴間的交流協作方便通暢；便捷的科研項目管理、事務管理服務和豐富的研究支持工具，使得科學研究過程高效、協調、舒暢。

此外，在項目結題階段，智慧校園還能夠幫助研究人員，對課題研究過程中的各種數據，進行即時、到位的統計分析，對研究成果進行智慧、自動的匯總，提高科研項目結題的效率與品質。

3．3 智慧型社會服務

社會服務作為大學的一項重要職能，也是資訊化能夠大顯身手的地方，但在數位校園建設中，一直沒有得到應有的重視。大學作為一個知識聚集之地，其社會服務職能大都是基於知識，而資訊技術對於跨時空的知識傳播，天生就具有優勢。因此，更好地支撐大學服務社會的職能，也是智慧校園的發展目標之一，可從三個方面來推進：
（1）積極利用資訊化手段，推進產學研用結合，加快科研成果轉化，提高大學服務經濟社會發展的能力；

（2）依託資訊技術，面向社會公眾開展學科教育、科普教育和人文教育，提高公眾科學素質和人文素質，推動學習型社會建設；

（3）利用累積的海量數據資源和大數據分析技術，深入開展政策研究，積極發揮大學的思想庫和智囊團作用，為其國家和地方各級政府科學決策、民主決策做貢獻。

3．4 智慧型文化傳承創新

文化傳承創新已經成為大學第四大職能，近年來越來越得到各方面的重視。在當前行動互聯和社交網路充分發達的情況下，如何推動大學文化的傳承與創新，已成為一個很有挑戰性的問題。對於大學智慧校園來說，可以從兩個方面來推動：

（1）建立有吸引力的校園網上虛擬社區，加強學生思政教育，廣泛進行思想與文化交流，創新、繁榮健康向上的大學網路文化，發展先進文化，創新大學網路思想政治教育陣地建設，促進文化傳承創新；

（2）開發國際漢語教學，和文化宣傳優質數位教育資源，建立國際化、多語種的在線上傳播平台，支持中文教育國際化及跨文化教育交流，提升大學面向社會的文化宣傳與輻射能力，傳播中華民族優秀文化，展示其中國高等教育發展成果，提升其中國大學的國際影響力。

3．5 智慧型管理決策

數位校園解決了大學日常管理資訊化問題，但不少大學因為資訊系統相互孤立、數據不能互聯互通，導致多部門管理流程的不協調、不通暢。

因此，智慧校園必須針對大學資源的管理和調度，為學校各部門、院系開展教學、科研提供人、財、物管理的整合統一、深入廣泛的資訊化支撐，和協同的校務管理支持，實現校系間、部門間業務協同；提供全面的資訊服務，為師生個人的資訊關聯、學校各級管理部門間業務協作，提供有力的資訊技術支持，為全校師生提供客製化整合、多維度、全方位的貼心資訊服務；提供科學的決策支持，為各部門日常業務管理及對外數據上報提供統一的、分級分類授權的統計報表，為學校教育教學品質提高、高素質人才培養、高端人才引進、學術科研創新等戰略管理決策，提供科學的數據支持。

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3．6 智慧型生活服務

在數位校園的基礎上，智慧校園對於大學師生的生活服務，可以在兩個方面進一步提升：
（1）從服務師生的角度，以師生校內生活為核心，整合校內各種生活服務資源，拓展校外生活服務資源，打通公共生活服務和互助生活服務，構建「一站式」智慧校園資訊化生活服務空間，為師生提供隨時隨地、隨需而動的校園資訊化生活服務；

（2）從支撐後勤的角度，充分利用物聯網技術和智慧感知技術，建立智慧型校園後勤管理，與服務資訊化支撐平台，實現對建築大樓節能、實驗室安全監測、校園環境監控、車輛交通管理的資訊化支撐，提高學校後勤服務能力與水平。

4 大學智慧校園的結構與關鍵技術

4．1 智慧校園的結構

相對於數位校園，智慧校園更強調融合——在智慧感知技術、物聯網技術、行動互聯技術、大數據技術和雲計算技術的支撐下，大學的物理校園和虛擬校園，已經越來越不可分，大學師生的活動，已經處於一個物理空間和數位空間融合的智慧校園中。

為了實現物理空間與數位空間的融合，需要建立以大數據為核心，以智慧感知為神經末梢，以行動互聯為神經網路，以智慧應用為依託，以自適應、個性化用戶交互為目標的智慧校園資訊化支撐平台，實現大學各項業務的智慧型應用。

（1）智慧感知層

採用各種感應技術，即時採集各種數據，實現對師生的活動狀態、儀器設備的運行狀態、學習，與生活環境的互動狀態等全面感知，為智慧校園提供採集海量數據的物質基礎。

（2）網路通信層

綜合採用有線和無線網路技術，即時傳輸各種數據，實現隨時隨地的接入、高速全面的互聯、隨需隨意的應用，為智慧校園提供寬頻泛在的網路基礎。

（3）大數據層

大數據層是智慧校園的核心，包括數據的儲存與計算的物理平台、資訊收集與數據管理平台、以及數據分析處理的應用支撐平台，是連接智慧校園各部分、匯聚智慧校園各種資訊的樞紐，為智慧校園提供堅實的數據基礎。

（4）智慧校園應用層

包括各種智慧型的校園資訊化業務應用，如教學、科研、管理、服務等各類應用，是智慧校園發揮作用的關鍵，也是智慧校園建設的重點。

（5）自適應交互平台

支持各種智慧終端，為各類用戶提供與其所處環境、所用終端相適應的多螢幕交互模式，為用戶提供貼心的服務，提升智慧校園的用戶體驗。

（6）支撐保障體系

包括資訊安全保障體系、系統運維服務體系等，為智慧校園安全、穩定、高效的運行提供切實的保障。

4．2 關鍵技術簡介

（1）大數據

大數據技術最核心的價值，在於對海量數據進行儲存和分析。相較於數位校園，智慧校園最核心的特徵，是透過各種智慧終端、可感知設備和資訊系統，獲取了海量的活動過程，與狀態數據，以及基於這些海量數據分析，而掌握事物的規律，開展智慧的應用。

這其中最重要的，是對於大學大數據的組織與建模，這是挖掘出大數據價值的關鍵所在，謝耘博士在《轉折——眺望IT巔峰》一書中提出的「主體虛擬映像」是非常值得引薦的。

（2）雲計算

智慧校園作為複雜巨系統，只有採用開放、整合、協同的資訊化架構和可動態配置資源、高可擴展性、按需服務的雲計算模式，才能提供很好的基礎設施支持。

（3）物聯網、行動互聯與智慧感知

物聯網通過融合智慧感知、辨識技術和有線網路、行動互聯等通信技術，把傳感器、控制器、機器、人員和物等，透過新的方式聯在一起，形成人與物、物與物相聯，實現智慧化辨識、定位、跟蹤、監控和管理，為智慧校園提供了物理基礎。

（4）商務智慧

商務智慧利用數據倉庫、數據挖掘技術，對用戶數據進行系統的儲存和管理，並透過各種數據統計分析工具，對用戶數據進行分析，提供各種分析報告，為大學的各種活動，提供決策資訊，是智慧型管理決策應用的技術基礎。

（5）知識管理

知識管理是對知識、知識創造過程，和知識的應用，進行規劃和管理，這是知識人和大學最為重要和經常的活動，因此知識管理，也成為智慧校園的關鍵技術之一。

（6）社交網路

社交網路涵蓋了以人類社交為核心的，所有網路服務形式，是一個能夠相互交流、相互溝通、相互參與的互動平台，這對於大學師生的交流、協作與知識分享至為重要，因此也是實現智慧校園的關鍵技術。

5 結語

快速發展的大學資訊化向何處去？這是當前階段很多大學，都在思考的問題。在大數據技術蓬勃發展的背景下，建設大學智慧校園，已經成為越來越多同行的共識。

本文作者根據多年的大學資訊化實踐，和對教育資訊化的研究，提出了大學智慧校園的特徵、發展目標、體系結構和關鍵技術，試圖為大學智慧校園建設，描述出一個較為清晰的發展方向與實施線路。

但由於大學智慧校園的實踐，在全球都不多，加之作者水平所限，謬誤在所難免，希望同行專家不吝指教。