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。
(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。
(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。
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。