中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)和應(yīng)用模式探索期

1、王同聚張嘉志【摘要】 “智慧校園”是構(gòu)建智慧教育體系和智慧城市的重要組成部分，本文通過分析廣州市中小學(xué)智慧校園建設(shè)的背景與現(xiàn)狀，結(jié)合廣州市中小學(xué) “智慧校園” 示范工程的建設(shè)，依托云計(jì)算、虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，構(gòu)建基于“智慧校園”的教育生態(tài)體系，在學(xué)校綜合管理、教學(xué)教研管理、學(xué)生日常管理等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，探討中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)和應(yīng)用的新模式?！娟P(guān)鍵詞】智慧校園；智慧教室；電子書包；智能感知；云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)【中圖分類號】g424 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】b 【論文編號】 1671-7384 （ 2013）11-0061-04 “智慧地球” 理念在 2008 年提出后， 已經(jīng)成為當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)研究最熱門

2、的課題。伴隨著云計(jì)算、虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展，我國也提出了建設(shè)智慧城市、數(shù)字社會(huì)的發(fā)展戰(zhàn)略1 。2010 年至 2020 年，廣州市將全面實(shí)施“智慧廣州”戰(zhàn)略，重點(diǎn)打造新設(shè)施、新應(yīng)用、新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)和新生活等“五個(gè)新”的智慧城市工程。而中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)，是構(gòu)建智慧教育體系和智慧城市的重要環(huán)節(jié)。所謂“智慧校園”1 ，是指利用云計(jì)算、虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)來改變教師、學(xué)生和校園資源相互交互的方式，將學(xué)校的教學(xué)、科研、管理與校園資源和應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合，以提高應(yīng)用交互的明確性、靈活性和響應(yīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)智慧化服務(wù)和管理的校園模式。中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)的主要內(nèi)容是建設(shè)智能化的校園環(huán)境、智慧

3、教室、智慧型教學(xué)支持系統(tǒng)，利用電子書包（平板電腦）、校園一卡通智能感知系統(tǒng)、校園智能監(jiān)控系統(tǒng)和智慧校園管理系統(tǒng)，為學(xué)校的智能化教學(xué)、教研、教育管理等提供支持，實(shí)現(xiàn)班班通、教務(wù)通、家校通等功能。探索依托新技術(shù)，構(gòu)建智能化學(xué)習(xí)、智慧化管理和智慧化服務(wù)的教育生態(tài)體系應(yīng)用新模式，為廣州智慧教育體系建設(shè)奠定基礎(chǔ)，從而推動(dòng)“智慧廣州”戰(zhàn)略的實(shí)施。中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)的背景和意義國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年） 2 3指出： “到 2020 年，基本建成覆蓋城鄉(xiāng)各級各類學(xué)校的教育信息化體系，促進(jìn)教育內(nèi)容、 教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化。充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制和管理模式，

4、整合現(xiàn)有資源， 構(gòu)建先進(jìn)、 高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施, 推進(jìn)數(shù)字化校園建設(shè)”； 教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020 年） 4 指出： “制訂中小學(xué)校和中等職業(yè)學(xué)校數(shù)字校園建設(shè)基本標(biāo)準(zhǔn)。采用政府推動(dòng)、示范引領(lǐng)、重點(diǎn)支持、分步實(shí)施的方式，推動(dòng)中小學(xué)校、幼兒園、中等職業(yè)學(xué)校實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施、教學(xué)資源、軟件工具、應(yīng)用能力等信息化建設(shè)與應(yīng)用水平全面提升。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)豐富的教學(xué)資源和智力資源的共享與傳播，使每所學(xué)校實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)、教育管理和服務(wù)信息化，促進(jìn)教育公平，提高教育質(zhì)量和效益”； 廣州市教育事業(yè)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃 5 提出： “要實(shí)施中小學(xué)智慧校園建設(shè)工程。建立中小學(xué)智慧校園建設(shè)標(biāo)

5、準(zhǔn)，在全市范圍內(nèi)，啟動(dòng)中小學(xué)智慧校園的建設(shè)，打造智慧型的校園環(huán)境、智慧型的學(xué)校管理、智慧型的教師隊(duì)伍、智慧型的教學(xué)環(huán)境、智慧型的教學(xué)系統(tǒng)、智慧型的教學(xué)模式，培養(yǎng)信息時(shí)代智慧型的學(xué)生。在十二五期間，形成約100 所特色智慧校園示范校，為全市、全省乃至全國其他地區(qū)和學(xué)校提供經(jīng)驗(yàn)借鑒”。綜上所述，中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)工程，符合國家的教育政策和廣州市教育事業(yè)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃的要求，它是構(gòu)建智慧型教育體系的重要環(huán)節(jié)，是社會(huì)發(fā)展和教育現(xiàn)代化的內(nèi)在要求，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)模式和學(xué)校管理模式的變革、實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教育公共服務(wù)平臺(tái)的整體躍升，對推進(jìn)智慧教育體系建設(shè)和“智慧廣州”建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義。廣州市中小學(xué)“智

6、慧校園”建設(shè)的背景與現(xiàn)狀分析廣州市共有十個(gè)區(qū)、兩個(gè)縣級市，教育總量大，學(xué)校層次多，目前，各級各類學(xué)校3000多所，在校學(xué)生總?cè)藬?shù)200 多萬，在職教職工總?cè)藬?shù)15 多萬。經(jīng)過“十五”、 “十一五”建設(shè)，廣州教育信息化已經(jīng)從基礎(chǔ)建設(shè)與基本應(yīng)用階段、整體推進(jìn)與整合應(yīng)用階段向大網(wǎng)絡(luò)、大平臺(tái)、大服務(wù)階段邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)型發(fā)展，取得了巨大成就，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高效率地實(shí)施了“農(nóng)村中小學(xué)接入市教育科研網(wǎng)工程”，架起了通往全市基礎(chǔ)教育各個(gè)角落的信息橋梁，使廣州市教育科研網(wǎng)從城區(qū)和部分農(nóng)村學(xué)校延伸到所有邊遠(yuǎn)農(nóng)村學(xué)校， 光纖總長度已超過30,000 公里， 成為國內(nèi)規(guī)模最大的基礎(chǔ)教育光纖城域網(wǎng)。目前正在打造生態(tài)型

7、的教育信息化公共服務(wù)體系廣州“數(shù)字教育城” 教育云平臺(tái) 6 ，形成了共建共享的優(yōu)質(zhì)教育信息資源體系。通過引入國家資源、共享省級資源、共建合作資源、采購?fù)ㄓ觅Y源、開發(fā)本地特色資源等多種途徑，形成了內(nèi)容豐富、形式多樣的教育信息資源庫群，目前市級教育信息資源庫總量達(dá)100tb，市級應(yīng)用系統(tǒng)達(dá)50 多個(gè)，并打造了“同步教學(xué)資源包”、 “精品課例庫” 、 “教育考試考生身份驗(yàn)證管理系統(tǒng)”、 “網(wǎng)絡(luò)教研系統(tǒng)” 、 “網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)” 、 “名師輔導(dǎo)網(wǎng)” 、 “天河部落” 、 “教育資源搜索引擎”等一大批彰顯本地特色的教育信息化應(yīng)用項(xiàng)目。良好的教育信息化應(yīng)用環(huán)境，為中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)提供了可靠保障。但

8、在教育信息化建設(shè)和應(yīng)用中也存在一些問題：穩(wěn)定、規(guī)范、多元的教育信息化投入機(jī)制尚未形成；城鄉(xiāng)、區(qū)域、學(xué)校、學(xué)段之間水平差異仍然較大；信息技術(shù)與教學(xué)實(shí)踐鴻溝仍存在；缺乏有效支持學(xué)科教學(xué)革命性的資源和工具軟件；大規(guī)模創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)踐研究的措施和機(jī)制尚未形成；教育信息化專業(yè)技術(shù)人才不足、隊(duì)伍穩(wěn)定性不夠等。中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)模式探索中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)，按照“實(shí)驗(yàn)先行、改革探索、以點(diǎn)帶面”的原則，2013 年 5月啟動(dòng)了廣州市“中小學(xué)智慧校園”示范工程項(xiàng)目建設(shè)，在全市選擇6 所教育信息化基礎(chǔ)與環(huán)境好、學(xué)校高度重視信息化工作、教師信息素養(yǎng)較高的學(xué)校作為“中小學(xué)智慧校園”示范工程樣板校，在開展試點(diǎn)工作的基

9、礎(chǔ)上積累經(jīng)驗(yàn)，在“十二五”期間，形成約100 所特色智慧校園示范校。按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設(shè)計(jì)，高度共享、協(xié)同創(chuàng)新，分步推進(jìn)、分類指導(dǎo)”的思路，建設(shè)統(tǒng)一信息門戶、統(tǒng)一身份認(rèn)證、共享數(shù)據(jù)中心、學(xué)校業(yè)務(wù)應(yīng)用等“智慧校園”信息管理平臺(tái)，把云計(jì)算6 、虛擬化 7 和物聯(lián)網(wǎng) 8 等新技術(shù)引入“智慧校園”建設(shè)中，建立一個(gè)統(tǒng)一的、開放的、先進(jìn)的、安全的、人性化的智能化校園系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)上辦公、網(wǎng)上教學(xué)、網(wǎng)上管理、網(wǎng)上服務(wù)”，對整個(gè)教學(xué)、科研、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)提供高效的信息化、智能化和人性化管理，為全校師生員工提供快捷、共享、全面的信息服務(wù)，為學(xué)校的智能化教學(xué)、教研、教育管理等提供技術(shù)支持，從而實(shí)現(xiàn)班班通、教務(wù)通

10、、家校通等功能。 1 “智慧校園”智能化的環(huán)境建設(shè)一是“ 智慧校園”網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)，在學(xué)校現(xiàn)有硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行整合、完善和升級，配置網(wǎng)關(guān)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、無線路由a p 轉(zhuǎn)發(fā)器、服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)校園信息服務(wù)無線和有線的無縫結(jié)合、無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋、信息互通和數(shù)據(jù)共享；二是智慧教室硬件和軟件環(huán)境建設(shè)，每間智慧教室配備7 0 寸的智能交互l e d 平板電視電腦一體機(jī)、電子書包 9 、智能網(wǎng)絡(luò)中央控制系統(tǒng)平臺(tái)、智能全自動(dòng)高清錄播系統(tǒng)等硬件系統(tǒng)，配置一套支持師生互動(dòng)教學(xué)與反饋、學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和移動(dòng)學(xué)習(xí)的智慧型教學(xué)支持系統(tǒng)；三是配備基于物聯(lián)網(wǎng)的軟硬件設(shè)備，建設(shè)校

11、園一卡通智能感知系統(tǒng)、校園安防監(jiān)控系統(tǒng)和校園智能管理系統(tǒng)等以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“智慧校園”系統(tǒng)管理平臺(tái)，能提供及時(shí)、 準(zhǔn)確、高效的校園信息化服務(wù)；四是依托云計(jì)算和虛擬化等信息技術(shù)打造廣州市“數(shù)字教育城” 教育云平臺(tái)，作為智慧校園建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)和資源環(huán)境的支撐，為學(xué)校實(shí)現(xiàn) “教學(xué)教研數(shù)字化”、 “教學(xué)管理數(shù)字化” 、 “學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字化” 、 “校園綜合管理數(shù)字化”和“與社會(huì)溝通智能化”提供智能化服務(wù)。 2制定“智慧校園”建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)“智慧廣州”建設(shè)的總體要求，啟動(dòng)智慧型教育體系的研究，并以中小學(xué)“智慧校園”的建設(shè)為切入點(diǎn)，組織首批6 所樣板學(xué)校開展實(shí)驗(yàn)研究，探索依托新技術(shù)，構(gòu)建素質(zhì)教育生態(tài)體系的新模式，

12、在校園環(huán)境、學(xué)校管理、教師隊(duì)伍、教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)模式、教育科研等方面有效利用新技術(shù)，促進(jìn)教育創(chuàng)新，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究制定出中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。為向全市、全省乃至全國全面推進(jìn)中小學(xué)“智慧校園”建設(shè)提供參考依據(jù)，發(fā)揮其引領(lǐng)和示范作用。中小學(xué)“智慧校園”應(yīng)用模式探索 1在學(xué)校綜合管理中的應(yīng)用模式探索在完善和構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化校園環(huán)境、智慧教室、校園一卡通智能感知系統(tǒng)、校園智能監(jiān)控系統(tǒng)等硬件環(huán)境的基礎(chǔ)上，把學(xué)校綜合管理、教育預(yù)測輔助決策、教與學(xué)的綜合評價(jià)、資源管理、財(cái)務(wù)與裝備管理、家校互聯(lián)、數(shù)字圖書館等多個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)平臺(tái)，利用統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)流完成相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)調(diào)用，融合成一個(gè)基于云計(jì)

13、算、虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)支撐的“智慧校園”綜合管理系統(tǒng)平臺(tái)。在教職工管理（包括教師人事信息、教師業(yè)務(wù)信息、 教師專業(yè)發(fā)展記錄） 、 學(xué)生管理 （學(xué)籍管理、 成績管理、 試卷分析、 作業(yè)管理、素質(zhì)評價(jià)）、辦公事務(wù)管理、教務(wù)管理（包括考務(wù)管理、日常處理、排課系統(tǒng)、選課系統(tǒng)）、在線考試、備課管理、資源管理、科研管理、教師研修、體衛(wèi)管理、招生管理、德育管理、校產(chǎn)管理、圖書管理、檔案管理、財(cái)務(wù)管理等方面進(jìn)行統(tǒng)一管理。當(dāng)學(xué)生、家長、教師一走進(jìn)校園，“智慧校園”綜合管理系統(tǒng)就能感知到他的存在，可以無處不在地為他們提供幫助：給學(xué)生主動(dòng)推送適合他能力、興趣、進(jìn)度的學(xué)習(xí)任務(wù)； 根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教學(xué)進(jìn)度，

14、為教師主動(dòng)推送教案、課件，報(bào)告學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展情況；為家長定制他所需要的教育信息；為學(xué)校管理者提供教育教學(xué)動(dòng)態(tài)分析、預(yù)警、輔助決策服務(wù)等10 ， 從而實(shí)現(xiàn)智慧化的管理、智慧化的生活和智慧化的服務(wù)。 2在教學(xué)教研中的應(yīng)用模式探索構(gòu)建新型的智慧教育生態(tài)體系新模式，大力開展面向?qū)W生、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的教育模式研究和教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)，積極倡導(dǎo)利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué)改革和教育科研，總結(jié)推廣基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)模式，推進(jìn)基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)生學(xué)業(yè)評價(jià)方式改革，通過優(yōu)化數(shù)字化的學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生改變現(xiàn)有的學(xué)習(xí)方式，讓他們學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)發(fā)展、學(xué)會(huì)創(chuàng)造；構(gòu)建智慧教育的支持環(huán)境，充分應(yīng)用智慧型的教學(xué)支持環(huán)境和數(shù)字化教學(xué)工具開展教學(xué)實(shí)踐和教

15、研活動(dòng)，探索和總結(jié)信息化教學(xué)、自主探究學(xué)習(xí)、數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)、“一對一”數(shù)字化學(xué)習(xí)、小組合作項(xiàng)目學(xué)習(xí)等新型學(xué)習(xí)模式的方法和規(guī)律；開展“智慧校園”建設(shè)等方面理論的學(xué)習(xí)和新技術(shù)應(yīng)用培訓(xùn)，組織教師學(xué)習(xí)、交流和教學(xué)實(shí)踐探索，培養(yǎng)一批高素質(zhì)的智慧型教師隊(duì)伍，組織專家和實(shí)驗(yàn)校老師開展調(diào)研，開展“智慧校園”相關(guān)實(shí)驗(yàn)課題的研究。利用智慧教室環(huán)境，通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)共享教育云平臺(tái)的海量教學(xué)資源，教師通過智能交互 led平板電視電腦一體機(jī)進(jìn)行授課，學(xué)生在課堂上通過電子書包進(jìn)行閱讀教材、在線學(xué)習(xí)，與教師進(jìn)行在線互動(dòng)交流，在教師端給學(xué)生發(fā)送練習(xí)題，學(xué)生答題后進(jìn)行在線反饋。系統(tǒng)把學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、作業(yè)的答題記錄、考試成績等

16、進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)上傳，并進(jìn)行智能跟蹤及評價(jià)。同時(shí)師生通過智能交互平臺(tái)整合和共享應(yīng)用廣州市“數(shù)字教育城”教育云平臺(tái)的資源以及區(qū)、校的教學(xué)資源。利用全自動(dòng)智能高清錄播系統(tǒng)，在教師現(xiàn)場授課的同時(shí)把教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程自動(dòng)錄制生成教學(xué)實(shí)況錄像保存起來，同時(shí)以流媒體的方式在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程直播，供異地師生課后點(diǎn)播觀摩和遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)收看。在前期開展廣州城鄉(xiāng)校際之間的“同課異構(gòu)”異地教學(xué)交流研討活動(dòng)、廣佛肇同城區(qū)域間網(wǎng)絡(luò)教研活動(dòng)、穗港兩地的“一課兩講”活動(dòng)和全球華人網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)探究活動(dòng)的基礎(chǔ)上，利用“智慧校園”環(huán)境進(jìn)一步深化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)教研的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究，利用先進(jìn)的智慧教室實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使城鄉(xiāng)校際之間、廣佛肇同城區(qū)域和穗

17、港澳臺(tái)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)教研互動(dòng)交流活動(dòng)常態(tài)化，使不同地域的師生共同聚集在一個(gè)課堂上，利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境使教學(xué)教研無距離障礙，同區(qū)域和異地間共享教學(xué)教研資源，取長補(bǔ)短，開展一系列有針對性、有特色的教研活動(dòng)，有力地促進(jìn)教育信息技術(shù)在區(qū)域范圍內(nèi)的廣泛、有效和創(chuàng)新應(yīng)用。積累基于“智慧校園”環(huán)境進(jìn)行教學(xué)教研和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的研究成果，從而實(shí)現(xiàn)教育理念、教學(xué)環(huán)境、 教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新，打造實(shí)現(xiàn)智慧化教學(xué)和智慧化教研的新模式。 3在學(xué)生管理中的應(yīng)用模式探索利用基于物聯(lián)網(wǎng)的校園一卡通智能感知系統(tǒng)和校園安防監(jiān)控系統(tǒng)，通過融合物聯(lián)網(wǎng)與3g技術(shù)的學(xué)生智慧卡和“智慧校園” 綜合管理平臺(tái)， 在學(xué)生的考勤管理、收費(fèi)管理、 消費(fèi)管理、宿舍管理、家?；?dòng)、場室管理、圖書管理、考試監(jiān)控和安全管理等方面實(shí)現(xiàn)智能化管理。智慧卡能夠集上網(wǎng)身份認(rèn)證卡、門禁卡、飯卡、借書證、錢包等用途于一身，學(xué)生憑智慧卡就可以進(jìn)電腦室上網(wǎng)、進(jìn)校出?？记凇⑹程镁筒?、圖書館借書、校內(nèi)消費(fèi)結(jié)算，以及宿舍、實(shí)驗(yàn)室的身份識(shí)別等。通過校園安防監(jiān)控系統(tǒng)，可以在學(xué)校各類考試、校園安全方面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 管理者點(diǎn)擊鼠標(biāo)， 就可通過 “智慧校園” 綜合管理平臺(tái)把重要信息及時(shí)發(fā)送到學(xué)生、教師和家長的手機(jī)上，讓家長和教師及時(shí)了解學(xué)生在校的生活和學(xué)習(xí)情況，增進(jìn)學(xué)生之間、師生