智慧校園
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
摘要
作為智慧教育系統的高階形式，智慧校園受到了全世界越來越多的研究關注。 由於智慧校園的多學科性質，現有的研究大多是對最先進或先進的技術或創新教育概念的，但缺乏對其的深刻融合觀點，並忽略了智慧校園對其他智慧城市領域的影響。這項研究強調了智慧校園的跨學科觀點。根據對支援技術和現有智慧校園主張的綜合審查，設想、定義和建構一個以人為本的以學習為本的智慧校園，主要目的是滿足利益相關者的利益，以技術發展的速度提高教育績效，並討論促進或限制智慧校園革命的跨學科因素。在整個研究中，預期的貢獻是為提供此類服務的國際教育提供商、政府和技術公司提供智慧校園的基準參考。
1 簡介
隨著技術的發展，人們的生活方式和工作習慣經歷了巨大的轉變以及學習方式。 學習環境的逐漸變化以及對個性化和適應性學習的需求不斷增加，推動了教育領域的改革和發展。作為智慧教育系統的高階形式，智慧校園成為現實，並受到全世界越來越多的關注。智慧校園為公民創造了一個智慧學習環境，將他們轉變為智慧勞動力，使其成為智慧城市框架不可分割的一部分[[1]，[2]]。智慧校園的發展和普及也支援了知識經濟。預計 2018 年至 2022 年期間，全球智慧教育市場將以 15.96% 的複合年成長率成長[[3]]。在這樣一個快速變化的領域中，迫切需要進行積極的研究，並清楚地瞭解智慧校園及其屬性。
考慮到智慧校園研究的多學科性質，與這一領域相關的文獻評論多種多樣。 一方面，資訊和通訊技術（ICT）、人工智慧（AI）、智慧裝置和可變現實技術（如擴增實境（AR）、虛擬實境等）最近出現和進步，為教育機構追求高等教育標準和成就，創造了前所未有的前瞻性機會。技術領域的一些評論文章強調了最先進的技術，並尋求其在智慧校園中的潛在應用。僅舉幾例，智慧校園中物聯網（IoT）和雲端運算技術的應用，分別在[[4]、[5]]中進行了審查。 在[[6]]中回顧了 5G 網路背景下的智慧校園技術。[[7],[8]]回顧了 AR 技術在教育領域的潛在應用。[[9]]總結了智慧校園推薦系統的當前進展和未來研究方向。[[10]]回顧了電腦輔助協作學習的自適應，和智慧系統所涉及的關鍵技術。這些評論中的命題是技術驅動的，而教育、學生和教師的主要實體不一定以這種技術智慧校園為中心。圖1顯示了智慧校園的典型結構，關鍵技術支援運營。
另一方
典型的技術驅動的智慧校園結構，技術的發展要求從傳統教育策略（主要是面對面的教學/學習），轉變為促進新教育正規化的更智慧方式[[11]]。提出了一系列從概念上描述創新教育的術語，如智慧教室、智慧學習環境、智慧電子學習、混合學習、無處不在的學習等。有文獻定義和設想智慧教育革命的智慧校園。例如，[[2]]中提供了智慧校園發展的願景。[[11]]探討了智慧學習環境的設計和開發。混合學習概念及其在智慧校園中的應用在[[12]，[13]]中涵蓋。[[1]]調查了智慧學習如何與智慧城市的發展互動。這項研究側重於創新的教育概念，但缺乏關於新興技術如何提供支援的理由。
如上所述，由於智慧校園的多學科性質，對智慧校園的現有評論大多是對最先進的技術或創新教育概念的。然而，智慧校園的成功需要技術和教育的深度融合。此外，作為智慧城市框架的一個基本範圍，智慧校園的發展必須與其他智慧城市領域相互作用，如經濟、社會和立法/監管。對智慧校園的此類跨學科影響的分析在文獻中是有限的。這項研究強調了智慧校園的跨學科觀點。基於對支援技術和現有智慧校園主張的綜合審查，我們設想、定義和構建一個以人為本的以學習為導向的智慧校園（HLSC），其主要目的是在技術發展的步伐中，提高學生的學習體驗和機構的教育品質。此外，還討論了促進或制約智慧校園革命的跨學科因素。這項工作的預期結果是為提供此類服務的國際教育提供商、政府和技術公司提供智慧校園的基準參考。
論文的其餘部分組織如下。第2節回顧了智慧校園的支援技術；第3節介紹了以人為本的以學習為導向的智慧校園的願景；第4節探討了潛在的智慧服務；第5節討論了智慧校園的跨學科影響；第6節總結了本文。
2 兩種智慧校園技術
沒有技術創新，智慧校園的發展是不可能的。在文獻中，支援智慧校園革命的主要技術包括雲端運算、物聯網、AR 和人工智慧。本節回顧了這些技術的原理及其對智慧校園的好處。
2.1雲端運算
雲端運算是一種分散式運算模型，可方便、按需網路訪問共享的可配置運算資源池（如網路、儲存和應用程式），這些資源可以應使用者要求快速擴充、提供和釋出，並與供應商進行最小的互動[[5]，[14]]。基於雲的平台的普及，已被確定為技術增強的智慧學習領域的一個關鍵趨勢。與硬體和軟體都由組織，在其場所擁有和儲存的傳統運算基礎設施相比，雲端運算使學習活動能夠在非結構化環境中進行。它允許學習者隨時隨地快速訪問線上學習資源和服務，具有無限的可擴充性、改進的便利性和更低的成本[[15]]。透過在智慧校園中使用基於雲的學習平台，可以建立和無縫共享虛擬學習材料，這擴大了教學的時間和空間維度，並促進了教師和學生之間的協作學習活動[[16]]。
2.2 物聯網（IoT）
物聯網嵌入電子、智慧感測裝置、網際網路和先進通訊技術，將網際網路連線擴充到物理裝置和日常物件上。預計未來的運算正規化，將超越基於智慧手機和行動式的傳統行動模式，演變為一個被智慧和網路物件包圍的環境[[17]]。
在智慧校園中佈署物聯網技術的預期好處，主要在於三個方面。首先，物聯網為教師提供了資訊平台，以追蹤學生的學習進度，並採取知情行動。其次，物聯網實現智慧校園營運自動化，並順利完成教學/學習過程。這種便利意味著利益相關者可以更專注於學習活動，而不是常規的管理/行政任務。第三，基於物聯網技術的情感或心理辨識，如果在智慧校園中採用，可以追蹤學生在學習活動中的認知能力，並相應地根據學生的心理狀況，重新引導他們的注意力。
2.3 擴增實境（AR）
AR 是一種新興的經驗形式，其中現實世界被電腦的虛擬內容所增強，它允許無縫疊加和混合電腦生成的內容，和我們的現實世界感知[[7]，[18]]。作為下一代介面，AR 提供了一種不同的互動方式和獲得經驗，以加強教學/學習環境。在擁有 AR 技術的智慧校園中，學生傾向於更好地瞭解和理解周圍發生的事情，這提升了他們的學習體驗。 正如文獻中回顧的那樣，AR 技術可以為教育帶來以下好處：
- 激勵學生從不同角度探索課堂材料[[19]]。
- 促進學生無法獲得真實世界第一手經驗的科目的教學[[20]]。
- 加強學生和教師之間的協作學習[[21]]。
- 提高學生對學習任務的認知和專注[[22]]。
- 增強學生的創造力和想像力[[23]]。
- 幫助學生按照自己的節奏和道路控制自己的學習[[18]]。
- 創造一個適合各種學習風格的真實學習環境[[18]]。
2.4 人工智慧（AI）
人工智慧是一門運算科學，用於製造機器或系統，以學習經驗，適應新的輸入，並執行類似人類的任務，這將是一種合適的技術，可以解決透過分析分析幾乎無法產生解決方案的問題。根據感知環境，應用的人工智慧演算法，應該能夠透過與環境互動，或從統計資料中提取關鍵資訊，最大限度地提高代理成功實現其目標的機會。人工智慧最近在許多現實世界的應用中取得了重大成功，如模式辨識[[24]]、預測[[25]]、翻譯[[26]]、控制[[27]]、遊戲[[28]]等。
在智慧校園中，由於雲端運算和物聯網為智慧解決方案提供了平台，人工智慧就是為裝置和系統新增智慧屬性的技術。為了提名一些人，人工智慧為智慧校園帶來了以下好處：
3 相關作品
鑑於技術無處不在，世界目前正在經歷一場各領域的智慧革命。根據一些字典，人們普遍認為「智慧」一詞非常擅長學習事物，表現出明智的判斷力，並在處理問題時表現出快速反應。當一個系統可以根據動態使用者需求，自主提供服務時，它可以被認為是「智慧」[[2]]。在當今的教育行業，智慧校園被廣泛認為是教育系統的智慧形式。本段在簡要回顧全球智慧校園發展的努力。還分析了現有智慧校園提案的不足之處。
近年來，許多研究人員試圖描述智慧校園的概念，並為其發展提供了指導方針。[[32]]中提出了一個智慧校園（iCampus）框架，該框架將智慧校園分為六個智慧支柱：iLearning、iGovernance、iGreen、iHealth、iSocial 和 iManagement。基於這個框架，[[33]]進一步提供了審查，總結了智慧校園內建構的特點、支援技術和應用。雖然這六大支柱都是評估社群的重要觀點，但其中大多數（例如 iGovernance、iGreen、iHealth、iSocial 和 iManagement）並不是校園獨有的，因為智慧城市範圍內的其他社群，可能也有類似的擔憂。專注於高等教育，在[[34]]中確定了智慧大學分類法，其中提供了其主要特徵、元件、技術和系統。此外，[[35]]關注從傳統校園到智慧校園的平穩轉移，該校園為開發智慧校園的有意識和連貫的策略選擇設計了方法。
還有一些其他研究研究，如何整合新興技術來實現校園智慧。物聯網和雲端運算被整合在一起，為智慧校園提供基於網路的學習平台，如[[36]]調查。[[37]]中提出了一種技術智慧校園架構，以提供基本和增值智慧服務。混合現實技術佈署在[[38]，[39]]中，以反映虛擬環境和真實校園在教育智慧中的協同作用。在[[40]]中，人工智慧佈署在三級機器學習框架下的智慧校園中，嵌入式智慧代理可以從智慧校園資料中學習，根據感知到的上下文執行最佳操作。這些智慧校園方法由技術驅動，大多缺乏對參與各種教育情況的人（例如學生和教師）的要求的辨識。
實際上，世界各地的許多教育機構都得到了新興技術的增強，以接受智慧校園的想法。例如，美國和英國越來越多的教育機構，實施了基於雲端運算的智慧校園，以提供更高效、更方便的教育服務[[16]]。韓國建立了一個基於高階信通技術的智慧學習系統，以促進無處不在的學習和社會學習[[41]]。蘭開斯特大學[[42]]開展了一個智慧校園專案，主要側重於能源管理和環境永續性。在馬拉加大學[[43]]，物聯網基礎設施採用了先進的通訊技術，以建立一個智慧大學校園，能夠支援高效的環境管理，以及創新的教育和研究活動。澳洲新南威爾斯大學還為四個智慧校園案例，實施了一個物聯網試點專案：課堂出勤、學生學習空間使用、停車場佔用和公車站等候管理[[44]]。值得注意的是，大多數教育機構將其智慧校園發展為一種擴充的智慧建築形式，針對能源效率、廢棄物管理和環境永續性等類似領域。然而，他們很少強調透過智慧轉型，來提升教學/學習體驗。
4 以人為本的以學習為導向的智慧校園（HLSC）
由於智慧校園是智慧城市的關鍵領域，他們通常處於類似的社會經濟、環境和地理背景下，這意味著他們共享類似的基礎設施、通訊管道、服務、交通網路，甚至挑戰和需求。正如第3節所審查的，校園的智慧實施可以部分地從其他智慧城市領域學習經驗，最終會產生一些普遍需要的智慧應用程式，如能源管理、廢棄物管理、健康管理、永續性等。然而，由於校園是一個以學生和教師為支柱的教育服務的地方，將學生和教師的聲音納入智慧校園設計，並專注於學生的成長和發展，以及提高教育品質將更加明智。
因此，教育過渡的願景應主要針對根據學生的需求，加強他們的學習體驗，並提高機構的教育績效。因此，在本節中，我們設想了 HLSC，具有已確定的定義、框架以及主要特徵。
4.1 設計標準
根據對現有工作的審查，我們總結了以下標準，這些標準在智慧校園中佈署新興技術時應反映。
4.1.1 以人為本
智慧校園的主要作用是智慧學習環境，提供智慧教育服務，培養創新人才。在智慧學習環境中，儘管技術必須發揮重要作用，但智慧裝置和技術的佈署不應該是唯一的重點。正如[[45]]所建議的，智慧學習環境是一種實體環境，它富含先進的裝置和技術，以促進更高的學習效能。人們發現，學習者總是被提升為智慧學習環境設計的心臟[[46]]。這種以學習者為中心的概念，在許多關於智慧學習的研究中得到了認可。一個例子是基於語義網和無處不在的運算的[[47]]中，內建以學習者為中心的智慧學習環境。正如這個以學習者為中心的概念所反映的那樣，我們應該重新審視技術在智慧校園革命中的作用，並確保智慧服務的提供以人為因素為中心。智慧校園不僅是一個技術系統，也是一種基於新技術的教育系統的新形式。從系統的角度來看，未來校園的聰明性需要從技術為主導向以學習者為中心，並進一步轉變為以人為本，突出所有參與教育系統的人的教育需求。
以人為本的設計被定義為一種系統設計和開發方法，目的在透過關注系統的使用和使用者，在協作環境中的需求，使互動式系統更加有用[[48]]。這種方法強調人類的經驗、滿意度和效能，這提高了系統在人為相關任務上的有效性和效率，同時抵消了對人類健康、安全和效能可能產生的不利影響。從整體的角度來看，智慧校園是一個涉及各種利益相關者的教育機構。智慧校園的主要利益相關者通常包括學生、教師、家長和管理團隊，他們都扮演不同的角色。根據他們的責任和義務，利益相關者對校園智慧的期望也將偏離[[2]]。以人為本的標準意味著，智慧校園發展不僅應該以學生為中心，還需要考慮其他利益相關者的利益，並努力以協調的方式滿足他們的需求。
4.1.2 以學習為導向
智慧校園可以被視為智慧城市的簡化版本，涵蓋多個領域，例如[[32]]中提出的六個情報支柱。根據[49]中提供的調查結果，教育機構更願意對智慧學習解決方案進行最大投資，而不是健康、社會、能源、管理或治理等其他方面。對教育機構的這種需求，鼓勵了智慧校園的技術佈署和教育創新，應該以學習為導向。
事實證明，將新興技術整合到智慧校園中，可以為學生提供以截然不同的方式，而不是在傳統教育機構學習的絕佳機會。例如，基於網路的技術允許學生，在家裡和/或透過虛擬平台自主學習，該平台提供與現實世界和數位世界的互動，並提供足夠的學習支援。行動裝置的普及為隨時隨地獲取資訊，提供了極大的便利，這支援了無處不在的學習。一些研究報告稱，一些傳統上被視為娛樂的活動，如玩遊戲、社交網路和看電影，如今也是指導學生發展的教育方法[[50]]。
此外，隨著技術的快速發展，最近開發了創新的教學方法，即智慧教學法，以增強學生的學習體驗。例如，個性化學習強調根據學生的學習需求客製化學習過程，包括背景、興趣、偏好、要求等。 [[51]]。與傳統教室中每個學生的統一學習目標和過程相比，個性化學習，可以滿足每個學生的興趣，提高他們的資訊和技術素養，並有助於激發他們的創造力。此外，基於問題的學習（PBL）作為一種智慧教學法，允許學生透過識別問題和解決問題來學習科目，這預測以學生為中心的學習，並促進終身學習[[52]]。 PBL 方法幫助學生深入瞭解該科目，並發展適合自我指導學習的技能。上述特徵意味著 PBL 是一種適當的教學方法，用於解決需要多學科方法的複雜問題。 [[34]]總結了大學將採用的潛在智慧教學方法。在[[46]]中，提出了一個四層架構來建模智慧教學法，其中智慧教學法分為四類：基於大眾的生成學習、基於個人的個性化學習、基於小組的協作學習，和基於班級的差異化教學。
根據上述審查，智慧校園必須利用先進技術，來創造一個以學習為導向的環境，目的在提高學生的學習體驗和教育機構的教學品質。
4.1.3 跨學科
智慧校園不是一個孤立的系統，而是一個智慧城市的重要組成部分。智慧城市發展計劃通常是多維的，涵蓋支援公民生活的多學科。[[53]]提供了廣泛接受的智慧城市維度分類法，作為智慧經濟、智慧人、智慧治理、智慧行動性、智慧環境和智慧生活。由於城市智慧人的發展和品質，在很大程度上取決於他們接受的教育，智慧校園作為提供教育服務的機構，是聰明人維度的基礎。
儘管如此，人們會注意到，其他維度和智慧校園之間存在很高的互操作性。智慧校園的發展，必須或多或少地與智慧城市的其他領域互動並產生影響。例如，透過向城市提供創新人才，智慧校園孕育了一個創新環境，以促進智慧城市的自我發展，這將有助於其他智慧城市維度的發展。來自其他智慧城市領域的壓力，如資料安全和隱私的監管要求，也可能減緩智慧校園的轉移。因此，應考慮到這些跨學科影響，並以與其他智慧城市維度相容的速度建構智慧校園。
4.2 定義建立
儘管智慧校園的概念是在幾十年前提出的，但還沒有一個普遍和明確的定義。如果沒有對智慧校園到底是什麼有一個共同的理解，智慧校園的發展可能就不會集中。智慧校園的現有提案主要是技術主導的，省略了跨學科因素。銘記設計標準，我們設想未來的校園是 HLSC，HLSC 被定義為一個教育環境，滲透著智慧服務的使能技術，以提高教育績效，同時滿足利益相關者的利益，在智慧城市背景下與其他跨學科領域進行廣泛互動。
4.3 框架設計
HLSC 的框架如圖2所示，其中智慧校園是智慧城市背景下的重要組成部分，為年輕一代提供教育服務。它還與智慧城市內的其他領域相連，如經濟、社會、立法、環境、政治等，跨學科因素可能會限制或促進智慧校園的發展。這反映了智慧校園的跨學科性質。智慧校園的主體由圍繞利益相關者的三層組成：基礎設施層、技術層和服務層。最外層是智慧校園的底層基礎設施，而最內層包括可以直接應用，並對利益相關者生效的元素。該框架以利益相關者為中心，顯示所有智慧校園層的活動，儘管其中一些與利益相關者沒有直接聯絡，但應該以利益相關者的利益為中心。利益相關者的需求和智慧校園的三層進一步描述如下：
HLSC的擬議框架
4.3.1
智慧校園利益相關者
智慧校園的規劃、建設、維護和使用涉及包括學生、學術人員、非學術人員、家長和管理團隊在內的多個利益相關者的參與和承諾。因此，這些利益相關者的回饋，對 HLSC 的發展具有重要意義。一般來說，由於利益相關者的角色不同，他們在校園智慧方面的需求和貢獻會偏離，因此充分理解這些利益相關者，對於最大限度地提高 HLSC 的價值非常重要。表1總結了每類利益相關者的校園智慧需求和貢獻。
| 利益相關者 | 需要 | 捐款 | ||
|---|---|---|---|---|
| 學生 | • | 方便的校園生活 | • | 反饋使用者體驗 |
| • | 有趣、個性化、資訊豐富、高效和高度參與的教育體驗 | • | 為智慧校園的改進提供建議 | |
| • | 獲得指導，進入更好的教育機構或工作場所進入下一階段 | • | 在他們未來的工作中，將智慧校園的技術和概念發展到更多領域 | |
| 學術人員 | • | 學生學習進展的最新知識和主題的最新發展 | • | 反饋使用者體驗 |
| • | 最佳化學生的學習表現 | • | 改善智慧校園的缺點 | |
| • | 充當協調員而不是講師 | |||
| • | 應用智慧教學法 | |||
| • | 提高教學品質 | |||
| 非學術人員 | • | 採用先進的智慧方法進行日常校園維護和支援 | • | 參與智慧校園的建設和後續維護 |
| • | 處理沉重行政負擔的有效方法 | • | 為使用者提供技術支援 | |
| • | 分析使用者需求 | |||
| • | 反饋使用者體驗 | |||
| • | 最佳化智慧校園的運營 | |||
| 父母 | • | 密切關注兒童的學習進度 | • | 處理學生的課外活動 |
| • | 孩子異常學習行為的通知 | • | 提供建議，幫助學術人員瞭解學生的狀況 | |
| • | 收到關於潛在風險事件的預警 | • | 反饋使用者體驗 | |
| 管理團隊 | • | 綜合校園監控 | • | 協調各學校部門 |
| • | 學校管理更容易 | • | 協調學校和外部溝通 | |
| • | 學生和教職員工的及時績效資料 | • | 管理資金 | |
| • | 與其他競爭機構相比，及時的排名資料 | • | 做出智慧校園建設的決定 |
4.3.2 基礎設施層
良好的支援基礎設施，在智慧校園開發中很重要，因為它被描繪成其他層次的基礎。它不僅應該包括支援新技術，並同意智慧概念的信通技術元素，還應將人員作為基礎設施的一部分。基本的信通技術元素，包括但不限於資訊感測裝置、資訊處理裝置、儲存，以及有線和無線通訊網路。這裡的人主要是指設計、建造和維護基礎設施和系統的工作人員。由於智慧校園深深地滲透著新技術，只有具有技術資格的人才，有能力處理這種基礎設施加固。沒有它們，校園系統將無法像應該的那樣有效和高效地工作。
智慧校園所需的基礎設施，可以透過全新的建築，或現有基礎設施的升級來實現。一方面，在新校園建設中，自新校園總體規劃和設計開始以來，校園的智慧性可以得到全面考慮，以獲得智慧解決方案的全部好處。另一方面，對於現有校園來說，通常不可能從草圖開始一切，而只能在現有系統上建構基礎設施。從傳統校園到智慧校園不會有快速管道，基礎設施升級必須考慮到，實現一定程度的智慧的好處，和對該專案的投資之間的平衡。
4.3.3 技術層
技術代表了智慧校園框架中的中介層，如圖所示。 2. 雖然它與學習沒有直接聯絡，但該技術層依靠基礎設施為智慧學習的發生創造環境，也起到教育催化劑的作用，使傳統學習能夠從傳統學習轉變為智慧學習，從而克服傳統教育障礙，如時間和空間限制，以及可能阻礙個人人才，和潛力發展的單調教育模式。
第2節審查了支援智慧校園發展的新興技術。然而，在實踐中，新技術的實際佈署與特定的校園環境和實際教育需求有關，這意味著它們的滲透水準可能因建築物和校園而異。例如，由於財務預算限制，不可能在任何地方安裝智慧感測裝置來實現全球可觀測性，這需要根據利益相關者要求的服務、建築施工計劃、校園地理資訊、安全和隱私要求等對裝置位置進行最佳規劃。
4.3.4 服務層
服務層由智慧校園應用組成，可以直接應用於利益相關者。在 HLSC 中，這些提供的服務應該能夠滿足各種利益相關者的需求（即以人為本的標準），目的是提高教育績效（即以學習為導向的標準）。以人為本的智慧校園概念，要求服務提供商理解，並滿足不同利益相關者的情報需求。從對每種類型的利益相關者進行匿名調查中，可以獲得利益相關者需求的知識，以定義使用者案例，這將構成一個標準資料庫來指導 HLSC 的發展。為了真正反映偏離的使用者案例資訊，調查應進行多維設計，以區分教育水準（例如小學、中等和高等教育機構）和地理資訊（例如國家、州、城市和校園），並定期更新（例如每年）。 與此同時，定期審查現有智慧服務也有必要，以追蹤利益相關者的需求。
此外，HLSC 的唯一目標是提高教育績效。銘記利益相關者的需求，以人為本的服務也必須進行調整或量身訂製，以學習為導向，即直接或間接地促進提高學生的學習成果，和/或刺激學生的學習才能和潛力。這通常涉及分析每個候選服務的以學習為導向的好處和風險。在文獻中，智慧校園服務可以分為三類：基本服務、個性化服務和附加服務。 第5節探討了每個類別的潛在服務。
4.4 智慧校園的主要特點
根據圖2中的框架，HLSC 預計將具有以下功能：
- （1）上下關聯感知：智慧校園通常配備一組智慧感測裝置，可以監控廣泛的物理區域，為上下關聯感知奠定基礎。上下關聯通常被定義為描述智慧校園當前狀態的各個方面的彙總，上下關聯意識主要是指觀察，和意識到校園內的環境狀況，和使用者行為，並提供量身訂製的服務，以滿足個人需求的能力[[54]]。上下關聯感知主要由物聯網技術支援，並被視為智慧校園的基本功能，以實現一系列個性化服務[[47]]。
- （2）資料驅動：智慧校園資料自動從各種來源實時收集，包括感應裝置、教學/學習過程、績效評估、課外活動等。[[2]]。 在雲服務和物聯網的幫助下，大量資料將被累積和合理共享，最大限度地減少對使用者隱私的侵擾。資料驅動是實現校園智慧性的一個重要特徵，因為校園提供的大多數智慧功能，都是基於大數據分析的。在以學習為導向的智慧校園中，資料驅動的應用應主要側重於從資料中提取描述性證據，以支援學習效能的提高。
- （3）預測：資訊系統生成的巨大教育資料，為學習歷史觀測和預測未來條件提供了機會。這個預測功能不僅指預測不久的將來會發生的事情，而且還涉及儘早應對未來事件的決策。智慧校園的預測能力可以提供更易於管理的學習環境，並促進前瞻性能力。
- （4）沉浸式：智慧校園的沉浸式功能，允許混合虛擬和現實世界的學習環境，這為學生提供了一種「在那裡」的感覺，從而豐富了學習體驗[[55]，[56]]。我們實際上生活在現實世界中，但從現實世界中獲得的知識通常是有限的。對於學生來說，觀察和理解一些存在但在現實世界中，很少經歷的現象將是具有挑戰性的。在這種情況下，學生可以從虛擬環境中尋求幫助，以獲得更好的理解。沉浸式學習還提高了學生在學習活動的注意力和動力。
- （5）協作：教育領域正在發生從個人學習向協作學習的轉變，這將以教師為中心的教學，轉化為以學習者為中心的互動。協作學習可以鼓勵學生之間，以及教師和學生之間的知識共享。在協作學習環境中，可以透過服務和人員之間的互動來創造新知識，這意味著學生可以根據經驗積極創造知識，而不是被動地從老師那裡獲得知識。學生可以扮演各種角色，包括指導他人的教師，這將重新定義教師在新教育環境中的角色。統計資料顯示，協作學習為學生帶來了一些好處，包括更高的參與度、增加信心和改善學習成果[[57]]。在基於雲的技術的支援下，可以透過基於網路的平台在教育社群內（無論是校內還是校外），高效率地實現線上協作。
- （6）無處不在：由於無線通訊和行動技術的普遍佈署，人們現在可以在任何地方學習，不僅在實體教室裡進行正規學習，而且在虛擬和行動環境中進行非正式學習。無處不在的學習，也稱為 u-learning，在[[58]]中被定義為一種在無處不在的運算環境中，發生的學習正規化，使人們能夠以正確的方式，在正確的地點和時間學習正確的東西。智慧校園有望擴大教學/學習的時間和空間維度，並為學生提供無處不在的學習環境。在新環境中，學習者可以隨時隨地、無論如何、以任何速度學習，這促進了具有無縫學習體驗的個別學生自主自適應性學習。
4.5 可接受性和可行性
儘管HLSC已被證明對教育界有益，但需要討論其在教育機構和民眾中的可接受性和可行性。 在過去的十年裡，世界各地的許多機構都實施了數字校園的建設，這為實現智慧校園奠定了基礎。 然而，在現階段，智慧校園所需的一些新技術仍然不成熟，這可能會阻礙智慧校園的實際發展。 我們期待著在不久的將來取得新的技術突破。
近年來，部署在智慧校園的新技術也嵌入了民眾質疑和爭議的風險。 例如，為了實現物聯網環境，傳感裝置必須在教室裡廣泛安裝，以捕捉學生的面部表情和運動，實時跟蹤教學/學習條件和進度。 最初的意圖是幫助進行有效的學習和提高教學品質。 然而，一個隱私問題是，它會侵犯學生的隱私，甚至可能導致學生抑鬱症，從而惡化學習體驗並影響學習表現。 事實上，監控系統只反饋抽象的資料，而不是原始影片片段，收集到的資訊可以儲存在本地伺服器上，而不是雲端，以防止洩露。 此外，還需要採取一系列緩解網路安全的技術措施，這在某種程度上應該可以緩解使用者的隱私問題。
另一個例子是，人們不願意使用新技術或教學法，因為他們對傳統系統很老練。 這可能會降低新智慧校園系統的可接受性。從歷史上看，接受新興事物通常需要一個適應過程。只要堅持以人為本的原則，我們可以預計在不久的將來，教育機構和民眾的智慧校園接受度就會提高。
為了緩解民眾的擔憂，HLSC 的良好做法是首先進行一項調查，聽取民眾的聲音，然後根據調查結果進一步努力調整旨在緩解民眾擔憂的系統。這樣做，將滿足以人為本的標準。
5 個 HLSC 服務
在HLSC中，提供智慧校園服務應直接或間接影響學生的學習成果。智慧校園中以學習為導向的服務可以根據其重要性、功能和目標使用者分為三類，即基本服務、個性化服務和附加服務。本節詳細闡述了每個類別中，可能提供的服務。
5.1基本服務
基本服務是指校園提供的基本智慧功能，通常適用於每個學生和工作人員。潛在的基本服務總結如下：
5.1.1 實體環境服務
一個地方的實體環境條件，將直接影響相關人員的舒適度、認知和健康。實體環境服務，是指即時校準關鍵的物理環境因素，包括照明、溫度和溼度，以使用物聯網技術創造一個舒適和生態的環境。這種實體環境服務，不僅確保了建築物的內部學習和生活舒適度，而且還注重限制碳排放，並有助於提高能源效率和環境可持續性[[59]]。此外，可以根據該地人員的條件，以上下關聯感知的方式最佳化物理環境，以幫助提升學生的學習體驗。
5.1.2 安全服務
作為一個網路物理系統，智慧校園需要從實體和網路角度提供安全服務。實體安全服務通常是指自動分析位於校園內公共區域（例如走廊、樓梯、教室、實驗室、停車場等）的監控攝影機的影像，即時追蹤移動物體，並使用人工智慧技術提取關鍵資訊。一旦推測出潛在的安全風險，應警惕預警，及時觸發安全人員要實施的安全控制措施。透過應用物理安全服務，可以提前防止安全事件，並消除人為干預造成的虛假警報，這為教學/學習提供了一個安全可靠的物理環境[[2]]。
此外，智慧校園面臨著各種網路安全問題，這些問題應該透過智慧網路安全服務進行檢測和預防。當學生和工作人員使用虛擬教學/學習設施時，網路安全的校園可以為他們提供一個心靈寧靜的網路環境，這意味著他們可以根據自己的需要自由使用線上材料，而不必擔心服務中斷或敏感資料洩露。基於雲物聯網的智慧校園中的主要網路安全問題，與資料不安全有關。例如，智慧校園的通訊網路很容易不安全，因為校園的網路系統通常是開放的，因此入侵者很容易訪問校園資料並進行攻擊。攻擊問題的解決方案可能是增加資料備援，和防止拒絕服務攻擊[[60]]。此外，由於大量感官裝置和無線通訊技術，廣泛佈署在校園網路系統中，敏感資料在傳輸過程中洩露或銷燬的可能性將越來越大。在這種情況下，智慧校園中的敏感資料傳輸需要升級，以滿足保密性、真實性、完整性和可用性的要求。
5.1.3 管理服務
在基於物聯網的基礎設施下，個性化資訊（例如時間表、學習活動、課外活動等）和實體資源資訊（時間、地點、學習參與者、學習任務等）都可以在校園內收集。基於此類多式聯運資料，管理服務目的在主要在三個方面改變利益相關者，與校園資源互動的方式。首先是智慧地分配空間資源，如教室、辦公室、會議室和住宿[[29]]。第二是即時管理能源（如水、供暖和電力）的提供和使用，以滿足個人需求並最佳化校園的節能。第三是管理時間資源，這指的是適當安排校園活動，以最佳化利益相關者的學習/工作效率。
5.1.4 導航服務
出於安全原因，智慧校園配備了監控攝影機。與此同時，它提供了大量資料，顯示人們隨著時間的推移的位置，這為從影像中辨識特定人員，並使用人臉辨識技術追蹤他們的足跡提供了機會。基於個人足跡，校園內人員的導航服務，可以提供無縫的室內和室外導航，並快速定位事件發生的地方和需要護理的人[[61]]。它試圖為校園內的個人提供安心服務，以便他們能夠更加專注於教學/學習活動。
5.1.5 AR 服務
如前所述，AR 技術可以在虛擬內容和現實世界環境之間提供無縫連線。下一個問題是：AR 應該在智慧校園中，提供什麼形式的服務，來改善教學/學習體驗？
在[[18]]中確定了五種基於 AR 的服務形式，即 AR 書籍、AR 遊戲、AR 物件建模和 AR 實驗室。
當 AR 技術整合到書籍中時，學生將可以使用全新的介面，包括 3D 和互動式學習內容演示。在台灣一所小學的科學班級學生身上設計，並實驗了一本關於昆蟲生命週期的 AR 電子書，該電子書驗證了基於 AR 的電子書激發學生想像力，並進一步提高學習動力的能力[[22]]。
教師利用遊戲來幫助學生更容易理解學習內容。AR 遊戲使教練能夠用虛擬資料擴增實境世界，以實現高度視覺化和互動的學習形式。然而，教師也關注數位遊戲的負面影響，如分心、自我疏遠行為和無意識的重複[[62]，[63]]。如何平衡學生的遊戲參與度，以最佳化教育中基於遊戲的學習效能，仍然是一個開放的研究領域，需要進一步研究。
AR 還可以用於建立基於位置的內容，這些內容通常用於手持裝置的戶外實地考察。基於位置的內容通常是指歷史遺址、建築和文物等地方的相關資訊，並可以作為虛擬物體放置在世界某個地方[[7]]。然後，戶外實地考察成為一種基於遊戲的虛擬物體狩獵活動，鼓勵學生發現關於不同地點的新知識。
AR 物件建模，是指將物件或理論轉換為 3D 物件，供學生玩。透過這樣做，學生探索物體的實體屬性和物體之間的關係，更加直觀和互動，特別是當物體難以靜態呈現時。
AR 技術也可以嵌入實驗室裝置中，例如 AR 護目鏡，可以顯示實驗步驟，辨識相關工具，幷包括文字使用者說明。實驗室的 AR 條件允許學生更快地定位任務，並專注於減少頭部運動的任務，這有助於提高實驗室活動的學習效率。
5.1.6 實驗室服務
在基於物聯網的實驗室環境，和基於人工智慧的實驗室儀器的幫助下，預計未來的實驗室將配備智慧實驗室軟體，可以主動與學生互動。一個例子是，實驗室軟體可以自動即時提供有關學生實驗室操作的回饋，並指導學生完成實驗室任務。透過這樣做，學生可以以音訊、影片和 AR 的形式，獲得人機互動的直觀經驗，使他們能夠完全專注於實驗室活動，並實現最佳的實驗室體驗。此外，虛擬和遠端實驗室將是一個具有成本效益和高效率的解決方案，以支援受昂貴裝置和沉重時間負擔限制的科目的經驗教學[[64]]。創新的實驗室服務，可以顯著提高實驗室實踐的效率，並在很大程度上防止潛在的安全問題。
5.1.7 無處不在的學習服務
無處不在的學習服務根據學生的即時知識、學習記錄和學習偏好，從全球共享平臺上挖掘最合適的學習材料，然後將學習材料推送到學生的移動終端裝置（即智慧手機、平板電腦、行動式電腦等）。 它在世界各地的學習者、教師、專家和其他教育合作伙伴之間建立了良好的聯絡，並形成了一個充滿活力的學習圈，以實現更快、更容易獲得知識。 無處不在的學習服務為學生創造了一個 4A（任何人、隨時隨地和任何裝置）的環境[[65]]，完全消除了學習障礙，真正實現了「生活中的學習」。
5.2 個性化服務
個性化服務包括為個人量身訂製的服務。在個性化服務中，校園內每個人的交付內容都會有所不同。基於現有技術，設想了以下個性化服務。
5.2.1 智慧卡服務
智慧卡服務為每個利益相關者提供一張卡，以取代各種與學校相關的卡（學生身份證、建築門禁卡、圖書館卡、醫療卡、通行證、停車許可證等），為利益相關者帶來個性化的效率、便利性和安全性，並促進所有學校部門的管理標準化[[66]]。智慧卡服務主要在四個領域發揮作用：個人身份辨識、財務管理、公共資訊提供和消費監控[[66]]。
5.2.2 社交媒體服務
行動網路的普及加快了社交媒體的發展，以便在學生和員工之間傳播和共享資訊。透過挖掘，可以以非侵入性的方式提取社交媒體資料、使用者群體的活動、意見和偏好。這種知識對智慧校園上下關聯意識很重要，因為它有助於更準確地辨識關鍵個人，或小團體的特點和條件，更有效地管理虛擬網路中教師和學生的活動，並更準確地確定向每個人提供的服務，以提高個性化的教育績效。
提供社交媒體服務需要熟練的資料探勘技術。在文獻中，開發了一些針對社交媒體的資料探勘工具。例如，在[[67]]中，提出了一種深度主題建模方法，以根據包含文字、影像和影像的多模式資料，檢測個人微博中的主題。在[[68]]中，提出了一個即時監控系統，以監控和分析學生就重大事件傳送的微博輿論。
5.2.3 個性化教學/學習服務
基於學生整個學習活動的數位記錄，智慧校園系統可以為每個學生提供個性化的概念圖。概念圖是一個實時更新的視覺化路線圖，以描述學生如何獲得新知識並將其綜合到現有知識中，這對解決知識個性化問題非常重要[[69]]。這些資料可用於辨識學生的細粒度學習成果，並從教師那裡傳播回饋。透過分析每個學生的個性化學習體驗，該系統可以建立和更新學生的知識地圖[[69]]，評估和預測學生的學習成就[[70]]，推薦適當的學習材料和資源[[9]]，並最佳化學生個人的學習常規[[29]]。
從教師的角度來看，該系統可以對教師的教學績效進行多維評估[[71]]，提出最佳教學策略[[71]]，提供個性化的線上培訓[[72]]，並鼓勵跨學科合作[[73]]。
5.2.4 心理服務
心理狀況，如情感，是影響教師和學生教學/學習表現的另一個因素。透過使用基於人工智慧的情感辨識技術分析他們的生理資訊，可以潛在地捕捉校園內個人的心理狀況。近年來，情感辨識方法迅速發展，如語音情感辨識[[31]]、臉部情感辨識[[74]]和多模式情感辨識[[75]]。透過即時遞回應用情感辨識，可以追蹤教師和學生的心理狀況，這應該提供足夠的證據來解釋心理因素，如何影響智慧校園內的教學/學習表現。
根據追蹤的心理狀況，在必要時對特定學生，進行及時的社會心理干預也是有望的。在教育領域，社會心理干預是指一些針對學生，在學習任務中的感受和動機的簡短練習，即使在幾個月或幾年後，這些練習也可以顯著提高學生的學習成就，縮小成就差距[[76]]。與教授學術內容的學術班級相比，這些社會心理干預側重於改善學生的心理狀況，例如他們相信提高智力的潛力，或者他們屬於學校並受到重視[[76]]。
5.3 其他服務
附加服務是一些額外的選項，可以在基本或個性化服務之上新增，這也可以作為校園服務強化和新技術適應的良好介面。提供的一些示例如下：
5.3.1 提醒服務
提醒服務監控個人和校園活動的日程安排，並在活動前自適應地向使用者推送提醒。它還可以根據人們的條件提供健康友好的提醒，例如提醒人們在長時間坐著或實驗室工作後起床休息。 提醒服務通常作為選項提供，如果使用者對自己的時間表和健康狀況有信心，他們可以關閉該選項。
5.3.2 課外活動服務
參加課外活動是學習活動的補充，它為學生提供了發展社會參與、發現新興趣和激發創造力的重要機會。課外活動目的在為不同的學生群體，客製化校外活動。學生根據可用性、背景和偏好進行分組，而活動細節包括主題、目的地、路線和時間表，則藉助物聯網和社交媒體設計。在活動期間，智慧活動服務還可以監控活動狀況，並動態調整計劃以控制活動過程，從而最佳化參與者的滿意度，同時確保人員安全和安保。
5.3.3 機器人服務
機器人作為人工智慧的實體呈現，變得越來越普遍，並可能適用於生活的許多方面。在不總是有固定的人類伴侶的情況下，機器人可以提供與任務相關的回饋和激勵學習支援，以提高學生的學習體驗[[77]]。機器人是個性化學習服務的附加功能。
5.4 可訪問性、通用性和可用性
由於先進技術的要求，有教育需求的每個人可能都不容易獲得智慧校園服務。一些例子是技術能力有限的發展中國家、身體/精神殘障者，以及經濟支援率低的學生。需要討論 HLSC 為實現其可訪問性、普遍性和可用性所做的努力。
為了促進智慧校園的普遍性，並允許更多不同國籍、背景和身份的個人獲得智慧校園的好處，智慧校園的建設可以根據校園的實際情況，分多個階段實施。通用智慧校園建設程式可以是：分析和評估不同教育機構的需求和能力，為每個獨立校園制訂合理的實施計劃，監控智慧校園的建設過程，逐步評估校園的智慧能力，並在能力有限的情況下更新可行的替代方案。
關於智慧校園的可訪問性，可以建立一個開放的雲平台，以鼓勵校園之間的資訊共享和線上教學溝通。人們可以在平台上獨立釋出免費課程和教學資源，以幫助其他智慧校園訪問有限的人。此外，基於人工智慧技術，智慧校園能夠改善視覺、聽力、行動性和認知的可訪問性，從而為有特殊需求的使用者（例如殘障人）提供最大的便利。例如，基於人工智慧的語音文字轉換技術為聽力受損的使用者提供了便利。
為智慧校園配備無縫和統一的網路環境也很重要。透過使用物聯網和情境感知技術，相關裝置或系統可以自主地為使用者提供智慧服務，並顯著提高可用性和效率。例如，緊急預警系統可以自主地確保學生的安全，並及時將相關資訊推送到家長的裝置上。
5.5 利益相關者-服務互動
在 HLSC 中，除了總結潛在的智慧服務外，還需要如何分析與利益相關者相關的各種服務。我們的目標是回答以下問題：
- 哪些利益相關者可以從使用每項服務中受益？
- 利益相關者如何在智慧校園系統中互動？
- 這些服務如何改善利益相關者之間的互動？
圖3說明了智慧校園利益相關者和服務之間的互動，其中每個部分環形，都涵蓋了可能從使用所包含的服務中獲益的利益相關者。利益相關者之間的聯絡表，明瞭如何使用智慧服務來改善他們的互動。例如，灰色部分環形中包含的服務，可能對四種類型的利益相關者有效，包括學生、學術人員、非學術人員和管理團隊。由於父母是智慧校園的外部利益相關者，他們可能無法使用這些服務，因此無法覆蓋灰色部分環。這些服務對四個相關利益相關者的貢獻，涉及校園內更高效的學習、管理和支援。這四種技術（即 物聯網、雲、AR 和人工智慧）也是系統啟用所需服務的必要條件。
智慧校園利益相關者和服務之間的互動
6
個跨學科因素
本節討論了一些在智慧城市範圍內，促進或限制智慧校園革命的跨學科因素，包括其經濟激勵、社會影響、法律/監管限制和可持續性意識。
6.1 經濟激勵措施
由於各級教育機構也是企業，其高管還應考慮吸引和留住學生、削減營運成本、改善工作流程和其他財務考慮。有幾種經濟激勵措施推動了智慧校園的發展。第一個激勵措施是降低資本和營運支出成本。新技術的槓桿化了資訊和工作流程自動化，以及能源管理，最大限度地減少了教育和管理工作對人力勞動力的依賴，從而降低了勞動力成本。例如，校園的上下關聯感知功能，可以實現自動安全控制，與具有基於人的安全管理的傳統校園相比，可以大大降低對保全的需求[[78]]。此外，由於校園內的能源將使用可再生能源、物聯網和基於人工智慧的技術，以更高效、更可持續的方式進行管理，這將大大節省能源成本。與傳統的面對面教育相比，大多數教育活動預計將在新的教育正規化下，透過基於網路的平台實施，這為教育機構提供了將教育業務，從企業到使用者到企業對企業模式轉變的機會。這種轉變不僅有利於教育行業，還為科技公司創造了更多機會。
建設智慧校園的另一個經濟激勵因素，是它創造新收入流的潛力。除了增強學生在智慧校園的學習體驗外，還啟用了一套新的教育和管理能力。透過這樣做，智慧校園解決方案提供了一種多方面的方法，來滿足利益相關者的需求，這有助於吸引新生，提高生產力，推動協作，並在最小的限制下擴大他們的覆蓋範圍，以獲得更好的商業機會。
從經濟角度來看，智慧校園開發的主要制約因素，是與基礎設施升級和新技術佈署相關的成本。這需要大量的初始投資，以及隨後的維護費用。儘管從長遠來講，總體資本和營運成本預計會降低，但教育機構在就智慧校園解決方案做出任何決定之前，通常需要進行嚴格的成本效益分析。
6.2 社會影響
智慧城市中智慧校園的主要作用是為社會培養年輕人才。在將學生轉變為未來勞動力的過程中，智慧校園提供的智慧學習環境，使學生在很小的時候就適應了智慧革命，這樣他們畢業後就可以快速適應智慧工作環境。這種向社會不斷傳遞智慧一代將逐漸改變公民的學習、工作和生活的概念和習慣，這有助於智慧城市的「智慧人」層面，並可以顯著提高城市的永續性和競爭力[[79]]。
此外，一個聰明的校園也可以為社會帶來以下好處。首先，智慧校園的預測和上下關聯感知功能，提供了潛在危害的早期預警，並加強了校園的安全保護，這將有效地降低犯罪率，並最大限度地減少對消防、救護車、警察等公共資源的依賴。其次，學生和教職員工透過社交媒體共享的資料，促進了社會不同部門的合作和互動。第三，智慧校園的資料共享平台，可以被視為巨大而可靠的資源。智慧校園共享的資料提高了社會對年輕一代的理解，並為餐飲、醫療、心理等其他社會服務提供指導。
儘管我們普遍認為智慧校園，是為年輕人提供教育服務的機構，但智慧校園的概念，可以擴大到實現社會學習系統，整個學習活動在社會的各個方面和公民的生命週期中進行。例如，智慧學習系統可以滲透到教育以外的行業，如運輸業和金融行業，為企業員工在整個就業過程中，提供持續教育或培訓服務[[1]]。這種社會學習系統支援城市內的各種教育，並作為一項社會服務，滿足公民在個人和集體層面的學習期望。
從傳統校園到智慧校園的轉變，也帶來了新的社會問題。學生，作為年輕一代，通常比教師更快地掌握技術，而教師，特別是那些在面對面教學方面更複雜的教師，將很難使他們的日常工作適應新的學習環境。在智慧學習環境中，傳統上由教師準備的教材，將很容易被學生從各種線上來源獲得，這給教師將角色從單純的資訊提供者，轉變為學習促進者帶來了新的挑戰[[2]]。新環境迫使教師發現新的教學方式，以保持他們在教育行業的價值觀。因此，一個社會問題將是如何管理教師和其他工作人員，以快速適應新環境，同時儘量減少失業等不利的社會影響。
6.3 法律/監管限制
雖然智慧校園可以為經濟和社會領域帶來好處，但法律/監管領域是一個大障礙，減緩了智慧校園的發展，主要來自以下領域。
6.3.1 網路安全和資料隱私
在處理網路系統和敏感的人類相關資料時，網路安全和資料隱私始終是關鍵問題。這些系統和資料必須根據法律/監管要求進行處理。由於實現系統智慧性高度，依賴於高維資料的可用性，特別是具有主觀意見的個人資料，因此保護學生和員工的資料，將是智慧校園開發的巨大挑戰，特別是在基於雲端運算和物聯網等，新興技術的資訊平台上[[42]]。在基於物聯網的智慧校園中，感測裝置的放置通常是由授權操作的，學生和工作人員除了佈署在各地的監控技術外，幾乎沒有其他選擇。在當今資料驅動的背景下，一方面，學校主管和高管越來越多的責任在網路安全方面進行更多投資，並避免侵入使用者隱私[[80]]。另一方面，需要制訂新的法律、政策和法規來保護個人資料，同時支援適當程度的背景意識。
6.3.2 標準化
在當今的教育轉型中，標準化預計將在促進技術佈署中的系統互操作性原則方面發揮關鍵作用，使教育行業朝著更明智的方向前進。然而，在整個變革時代，將既定標準與實際需求保持一致通常具有挑戰性[[81]]。雖然可以從各種來源生成大量資料，但關於如何適當利用資料來規劃、監控、分析和管理校園內人員的標準仍然缺乏標準。同樣重要的是，各級教育當局應根據各自的要求定義和建立資料相關標準。如果沒有這樣的標準，開發人員將難以在新資訊系統中實現資料互操作性。此外，在智慧校園中推廣了新的教育正規化，但現有的教育相關標準仍然主要設計在舊的教育框架上，這顯示智慧教育研究和教育標準化之間存在差距[[81]]。迫切需要上級當局制訂一系列標準來支援智慧校區的發展，最好是作為智慧城市計劃的一部分，以確保智慧校園的成功，並指導快速、健康和有序的智慧教育創新。
6.4 永續性意識
「永續」一詞是指在不損害子孫後代滿足自身需求的能力的情況下，滿足當今需求的發展。由於最近對氣候變化和環境的擔憂，必須瞭解智慧校園如何與環境領域互動，以及如何實現其發展的永續性。這可以透過三種方式實現。
首先，可以透過更高效的能源和廢棄物管理，來提高校園的永續性。在物聯網環境中，可以透過特定系統即時監控校園內資源的使用情況。這使智慧能源管理成為目標，以最大限度地節能，最大限度地減少日常校園活動產生的碳足跡。此外，廢棄物管理還有助於智慧園區的環境影響和永續性。將感測器放置在垃圾箱和垃圾車上，可以收集即時資料進行廢棄物管理分析。這為決定最佳廢棄物清理時間表提供了線索，目的是最大限度地提高經濟效益，同時儘量減少對環境的危害。
其次，越來越多地使用可再生能源，如太陽能和風能，也為校園的永續性增加了巨大的價值。屋頂光伏系統和風力渦輪機是收穫太陽能和風能，以支援校園內能源使用的主要裝置。過多的能源也可以送回電網，這也有助於智慧城市其他地區的永續性。
第三，由於智慧校園是一個提供教育服務的地方，因此可以經常開展教育活動，如課程和研討會，以提高學生對可持續性的認識。此外，還可以建立一個基於雲的論壇，來共享可持續性知識和資訊。考慮到學生畢業後最終將為社會做出貢獻，從長遠來講，這種教育也有助於提高社會永續性意識。
7 結論
作為智慧教育系統的高階形式，智慧校園受到了全世界越來越多的研究關注。基於對支援技術和相關智慧校園工程的綜合審查，本研究設想、定義和建構 HLSC，HLSC 被定義為一個教育環境，它滲透到智慧服務的使能技術中，以提高教育績效，同時滿足利益相關者的利益，並與智慧城市背景下的其他跨學科領域，進行廣泛互動。基礎設施、技術和服務被確定為智慧校園框架的三個基本層次，所有這些層次都應以相關利益相關者的利益為中心。上下關聯感知、資料驅動、預測、身臨其境、協作和無處不在，被確定為智慧校園的六個主要特徵。探討了校園提供的潛在智慧服務，並討論了促進或限制智慧校園發展的跨學科因素。
8 致謝
這項工作得到了劉新南威爾士蘭州新南威爾士蘭州數位電網期貨研究所的資助，根據一項跨學科基金計劃。此處表達的觀點是作者的觀點，不一定是研究所的觀點。作者感謝新南威爾士州大學法學院的 Lyria Bennett Moses 教授在智慧校園的法律/監管觀點中提出的寶貴建議。
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