【摘要】校園信息化建設是當前高校大力發(fā)展的優(yōu)先方向，緊隨著計算機技術和物聯網技術的發(fā)展，高校信息化建設從校園網、數字化校園發(fā)展到目前的智慧校園的階段，而國內高校信息化水平參差不齊，有些還停留在校園網一般階段，有些高校即使已經建成了數字化校園，由于多系統(tǒng)多應用的異構，建設智慧校園時仍存在許多誤區(qū)和不足。本文從面向對象角度對智慧校園的應用系統(tǒng)進行分析，提出有針對性的應用整合案例，并對智慧校園硬件平臺、軟件平臺的建設進行探討，對現階段高校智慧校園的建設具有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】校園網;數字化校園;智慧校園;云計算;大數據

一、引言

綜觀我國高校校園信息化發(fā)展歷程，可以大致分為三個階段校園網階段、數字化校園階段、智慧校園階段，每個階段均與網絡和計算機技術的發(fā)展密切相關，每個階段都具有鮮明特色：

1.校園網階段

國家教育部在上個世紀末制訂了“中國教育信息化九五規(guī)劃和2000年發(fā)展綱要”的草案，提出我國教育系統(tǒng)信息化建設的指導方針和發(fā)展戰(zhàn)略，著手建設了“中國教育科研網”（CERNET）[1]。許多高校建成了校園網絡并通過CERNET接入國際互聯網。校園網解決了計算機之間的互連互通，隨著上網普及，學校逐漸采用網絡化專項功能的軟件系統(tǒng)，如財務系統(tǒng)、教學管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)等。這些應用系統(tǒng)豐富了校園網信息化，提高了管理效率和經濟效率。同時，這些系統(tǒng)又是相互獨立、自成一體，每個系統(tǒng)都有自己的登錄名和密碼，屬于孤立系統(tǒng)。在一個應用管理系統(tǒng)發(fā)出的通知和更新，瀏覽用戶必須到指定頁面去查閱。這樣的系統(tǒng)越多，雖然在功能上越完善，但對眾多使用者來說，逐一登錄每一個管理系統(tǒng)，效益較低。并且身份信息等基礎信息不能在各個應用管理系統(tǒng)共享，必然會出現基礎信息不一致的情況，俗稱“信息孤島”現象。

2.數字化校園系統(tǒng)階段

針對校園網階段出現的“信息孤島”現象，在政策引領下，結合網絡驗證技術的發(fā)展，2004年數字化校園建設進入發(fā)展期，國內部分高校率先實施數字化校園項目，以期提高學校的核心競爭力。數字化校園建立了統(tǒng)一的身份信息、資源共享，登錄門戶時采用統(tǒng)一身份認證，登錄后可以直接進入有權限的各個管理信息系統(tǒng)，使用者無需記憶眾多的用戶名和密碼，極大地方便了登錄系統(tǒng)的操作。雖然在門戶可以抓取各應用系統(tǒng)主要信息并呈現出來，并且用戶可以從鏈接頁可以直接進入各應用系統(tǒng)，但是各個應用系統(tǒng)基本還是獨立，信息流程上未實現上下打通，對各種應用功能的整合較差。整體效益尚未完全體現。

3.智慧校園階段

國務院在2010年頒布了“國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）”[2]，其中提出了“加快教育信息化進程，推進數字校園建設”的總體部署;教育部在2012年3月正式發(fā)布了“教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）”[3]，更確立了校園信息化建設的整體戰(zhàn)略、發(fā)展任務、行動計劃等。因此國內各高校相繼在“十二五”規(guī)劃中提出大力發(fā)展校園信息化建設。浙江大學結合“智慧城市”的發(fā)展方向，在規(guī)劃中提出概念新穎、功能強大的“智慧校園”建設項目。智慧校園不僅包括實現數字化校園階段的全部功能，更突出了應用和服務，以解決各信息系統(tǒng)獨立提供服務的現象，智慧校園整合各管理信息系統(tǒng)的數據，實施了人與物、物與物的聯動，以提供各種消息、通知、支付、控制、虛擬現實等強大功能。智慧校園是結合了人與物互連互通的智慧應用而發(fā)展得來的，提出“智慧校園”以來，眾多互連網公司加入到智慧校園的建設大軍，目前已經成為高校較熱門的技術應用。它的建設與使用，提高了教學和管理水平，提高了學校的核心競爭力。

二、智慧校園硬件平臺的建設

智慧校園的實施和應用，首要前提是硬件平臺的建設，在網絡連接、網絡存儲、系統(tǒng)架構等方面必須滿足智慧校園應用要求，并應為進一步的拓展留有發(fā)展空間。

1.能效管理要求

智慧校園是一種全面優(yōu)化的應用，在系統(tǒng)建設初期，必須考慮智慧校園運維能效的經濟性指標。為了充分降低各項運維費用，在電力消耗、人員配備、機房建設上均應有所考慮。智慧校園的建設，必須廢除原來多系統(tǒng)分散部署的現狀，根據需要建立最少數量的標準機房（通常一用一備），將各個管理系統(tǒng)的服務器全部集中到機房內，一是可以降低分散部署所占用的空間，二是可以免去為這些服務器提供的空調、UPS等，從而實現降低系統(tǒng)運維成本的目標。在智慧校園的各個建設階段，均應堅持實施能效管理，將應用服務器集中部署到統(tǒng)一機房的云服務平臺上，可以避免各種資源浪費現象;在數據采集器、網絡交換設備、物聯網設備、智能設備的分散部署過程中，均應考慮最佳的能效管理要求。

2.硬件平臺架構

通常智慧校園硬件平臺建設包括底層的服務器集群、數據倉庫集群、云存儲和容災系統(tǒng)。網絡建設包括與智慧校園相適應的有線校園網絡、無線校園網絡、互連網接入、物聯網網絡等。智慧校園總體拓撲結構[4]如下：

圖1 智慧校園拓總體撲結構圖

考慮到智慧校園應用的規(guī)模，對校園有線網絡的建設要求應該由應用決定，如果在應用系統(tǒng)中沒有大量音視頻流、鏡像、大文件等應用且學校規(guī)模較小，則基于主干千兆、百兆桌面的網絡可以滿足使用要求;但如果應用系統(tǒng)中有大量音視頻流、鏡像、大文件、虛擬桌面等應用，且學校規(guī)模較大，則應建設基于主干萬兆、千兆桌面的校園有線網絡。

根據智慧校園的應用差異，如果在應用系統(tǒng)中，無線網絡僅僅是作為有線網絡的補充，那么無線網絡建設通常采取覆蓋重點區(qū)域的策略;但如果智慧校園的應用中包含移動學習、移動管理等應用，則學校應該建設與之相適應的、區(qū)域全覆蓋的無線網絡，以實現便捷的無線接入。移動WIFI如果與第三方通信運營商合作，建議作為接入補充使用，因為管理、運維等諸多原因可能不能保障服務可靠性，在應用拓展中會有諸多限制。

圖2 智慧校園系統(tǒng)架構

三、智慧校園軟件平臺建設

智慧校園軟件平臺建設分為系統(tǒng)支撐服務、應用系統(tǒng)服務、系統(tǒng)數據服務、智慧校園統(tǒng)一門戶等。系統(tǒng)支撐服務如單點登陸、統(tǒng)一身份認證、統(tǒng)一數據平臺、工作流、統(tǒng)一消息、統(tǒng)一搜索、統(tǒng)一信息發(fā)布等服務;應用系統(tǒng)服務包括：智慧校園管理、錄播教室、E-Learning、教務系統(tǒng)、數字圖書館、安防監(jiān)控、校園一卡通、實驗室管理、教育資源管理、能效管理、輔助決策、OA系統(tǒng)等服務。由于各高校采用的應用系統(tǒng)不同，提供的服務也會有所不同。

建設智慧校園的軟件平臺時，需要對現有的應用系統(tǒng)要做一些整合，這時不應簡單地將應用系統(tǒng)接入門戶。在應用系統(tǒng)整合時，一定要堅持面向用戶的思想，在各部門的管理工作中，必須上下打通整個流程，以功能完備的快捷鏈接、導航方式提供各種綠色通道。對學生的管理，從新生入學的迎新系統(tǒng)開始，到財務、教務、后勤生活服務（公寓管理、水電餐飲服務）、畢業(yè)離校等，所有相關的信息系統(tǒng)均需對接和整合，實現易操作、易查詢，列舉案例說明如下：

1.錄播教室系統(tǒng)與E-Learning的整合應用

目前許多高校在公開課MOOC（慕課）、精品課程方面投入了相當大的資源，興建了錄播教室，并錄制了許多公開課、教學課程，錄播系統(tǒng)也提供了聽課網絡服務的入口，但使用效果卻不盡如人意，資源使用率較低。這種現象主要是因為教學錄像、資源未與學生的課程進行整合，學生只有從入口訪問才能檢索到所需課程錄像資源，使用上比較繁瑣。在智慧校園建設時，可以采用數字化學習（E-Learning）系統(tǒng)，將現實中的班級教學活動，歸納到網絡化管理，學生登錄系統(tǒng)時進入相應班級，可以直接查詢到課表和相應課程，在課程下可以導航到教師信息、授課信息，點擊“查看教學課件”時可以直接在線訪問到公開課、課程錄像列表，學生就可以自主選擇學習資源，而不必通過其他途徑去查找。數字化學習（E-Learning）系統(tǒng)中，學生查看課程參考書的鏈接可以立即獲取到該課程在圖書館的館藏圖書及電子資源列表，而不必額外去訪問圖書館網站。教師采用錄播教室錄好課程后，將課程信息輸入到數字化學習系統(tǒng)中。為提高教師對學生學習課件情況的了解，還可以改變課程發(fā)布方式，將目前的錄像和練習分離發(fā)布，整合到數字化課件系統(tǒng)中，實現進行性發(fā)布，比如，學生聽了十分鐘的一個知識點，系統(tǒng)彈出練習題窗口，答題后繼續(xù)學習。答題成績記入學生平時成績。在數字化學習系統(tǒng)中，學生也可以選擇不同的老師的課件，有利于個性化服務。教學活動中應知的內容和知識點，均可以應用到數字化學習系統(tǒng)中來，將教師從基本知識的講授中解脫出來，可以部分實施翻轉課堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom），重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生，上課重點轉移到各種案例、練習、交互討論方面，一方面提高學生的學習興趣和學習效果，另一方面也減少了教學活動中基本知識枯燥、重復的講解。真正實現教師答疑、解惑的職責。

2.辦公系統(tǒng)的應用

辦公系統(tǒng)（OA）一般只是面向教師和管理人員。在智慧校園中，可以將OA應用范圍擴大到包括學生全體。學生社團管理、黨團活動管理等，都可以應用智慧校園的各種消息功能，實現最大化應用，可以杜絕園內FTP下發(fā)通知的形式。在OA中，文件分發(fā)、傳閱等過程，必須具工作流管理功能;可以應該采用電子簽章系統(tǒng)，以實現各種權限下的會簽功能，實現無紙化辦公。

3.教務管理系統(tǒng)的應用

教務管理系統(tǒng)能進行課程管理、排課、成績管理、教學評價等功能，還可以與多媒體教室集中控制系統(tǒng)對接，多媒體教室集中控制系統(tǒng)根據課程信息來控制多媒體教室的使用，實現智能化管理。教務系統(tǒng)還可以和機房管理系統(tǒng)對接，使機房的使用和管理更高效。這些應用整合，可以解決多媒體教室閑置的情況（排的多媒體教室授課而實際是在機房上機），提高多媒體教室的利用率。

4.數字圖書館的應用

數字圖書館提供統(tǒng)一檢索，可以對圖書、電子資源進行查詢，還可以為第三方系統(tǒng)提供高級檢索接口，實現在第三方系統(tǒng)應用頁直接獲取相關查詢結果，可以為用戶帶來無縫鏈接的交互體驗。在傳統(tǒng)圖書服務的基礎上，提供電子圖書、光盤鏡像、課件資源等電子資源服務;整合移動應用，實現手機圖書館等應用功能。

5.安防監(jiān)控系統(tǒng)應用

對智慧校園中的安防監(jiān)控系統(tǒng)的建設，應摒棄傳統(tǒng)的視頻線直傳模式，應采用基于計算機網絡的架構，避免今后發(fā)生重復建設，降低系統(tǒng)維護成本。管理員通過校園網進行網絡化管理，通過對系統(tǒng)權限的控制，使用戶能方便地查看各種及時影像和錄像。

6.一卡通金融服務

在校園一卡通的基礎上，與網銀、微信、支付寶等服務對接，可以實現網絡圈存、空中充值轉帳的功能;建設校園一卡通電子帳戶，發(fā)展基于校園一卡通的電子支付，也是一個新的發(fā)展方向;在智慧校園中可以建設統(tǒng)一支付平臺，用戶可以選擇不同的支付形式，如銀行卡快捷支付、網銀支付、校園卡電子帳戶支付、微信支付及支付寶支付等。

圖3 電子轉帳及支付示意圖

7.物聯應用

在高校中物聯網使用較為普遍的有能效管理平臺（智能水電表采集等）、電力系統(tǒng)運行控制平臺、智能傳感、射頻IC卡應用、RFID、二維碼等，傳輸可以通過有線（以太網、電力網、專門總線）、無線（WIFI、3G、4G、藍牙等）方式。在智能水表采集時，可以根據進水、出水口流量進行水平衡分析，及時發(fā)現地下管網滲漏等異?，F象，對歷史數據的分析可以得到用水趨勢圖供決策管理;在電力系統(tǒng)運行控制平臺中，可以根據用電實時狀態(tài)，及時調節(jié)電力系統(tǒng)功率因素，掌握電力設備運行情況;遠程抄表提高了數據采集的時效性和可靠性，大大降低了勞動強度;智能傳感器在智能路燈、智能插座、智能開關等方面應用也越來越廣泛。大量使用射頻IC卡的校園一卡通，可以消費、考勤、門禁、圖書借閱等各種應用，有些高校一卡通拓展了手機應用（手機一卡通），這些應用顯著提高了服務水平;一些高校將RFID電子標簽[5]用在了圖書管理、資產管理、就餐自動結算上，均取得了較好效果。物聯網技術的應用與發(fā)展，為智慧校園在智能控制、節(jié)能降耗、優(yōu)化作業(yè)、遠程監(jiān)控、交流互通、輔助決策等方面提供了廣闊的應用前景。

8.統(tǒng)一消息發(fā)布

統(tǒng)一消息發(fā)布，是在登錄頁顯示最新智慧校園各系統(tǒng)消息，方便用戶獲取，還可以與第三方運營商對接，實現基于集團用戶的短信、QQ消息、郵箱、微信平臺等訂閱、推送功能，以提供最合適的、個性化的通知形式。

9.統(tǒng)一數據平臺、智能報表服務

智慧校園融合了各種應用系統(tǒng)，建設了統(tǒng)一的數據平臺，輸入的基礎信息在應用系統(tǒng)問共享，各應用系統(tǒng)的輸出信息可以經過數據分析、挖掘，然后提供各種智能報表服務，方便對校園內各種數據進行歸納和統(tǒng)計，比如向上級主管部門提交的各種報表、教學質量評估報表等

10.云計算與大數據應用

智慧校園的各種應用系統(tǒng)均采用云服務形式，將校園內所有的應用數據整合為一個“校園云”，用戶不必關心信息來自哪個應用系統(tǒng)，只要憑自己的角色就可以訪問到所需的數據。憑借服務器集群強大的云計算能力、資源調配能力，還可以保證云端各應用系統(tǒng)突發(fā)訪問能力，提高應用系統(tǒng)的可靠性。智慧校園中數據的存儲，對于關系型數據庫可以采用Oracle，而對于非關系型的數據，則可以采用Hadoop。經過大數據分析，可以提供應用狀態(tài)、應用評價、應用趨勢等分析評估，從而為領導提供決策依據，為用戶提供應用參考。比如通過大數據分析，可以獲得食堂就餐密度、就餐分布，從而制定合理的食堂布局和用餐時間;通過大數據分析，可以獲得網絡訪問的行為習慣與網絡訪問熱點等信息，從而開展有針對性的服務;通過大數據分析，用戶可以獲得自己在學習、工作、科研、生活中的各種評價，更好地了解自己的各種狀態(tài)，及時有效地發(fā)現存在的問題。大數據分析的最重要的基礎是數據的獲取，為此學?？梢匝邪l(fā)和定制各種APP應用，從而為數據挖掘、大數據分析提供原始數據。

四、智慧校園實施需重視的方面

1.重視系統(tǒng)需求

智慧校園實施時需重視系統(tǒng)需求，從智慧校園實體關系圖來看，使用系統(tǒng)的人包括：教師、學生、教學管理人員、后勤服務人員以及社會公眾（學生家長）等[6]，可以成立相應需求分析小組，深入討論應用需求，挖掘提高管理效率的方法，對各用戶群體使用智慧校園的流程和用例逐一優(yōu)化，以打通各應用系統(tǒng)的使用流程。要改變唯技術論的思想，堅持面向用戶，全員參與。努力實現智慧校園在園區(qū)人人用、處處用、時時用，將信息系統(tǒng)的效益最大化，以提高高校的核心競爭力。

圖4 智慧校園實體關系圖

2.重視組織機構

相對于數字化校園階段強調一把手工程，智慧校園不僅強調領導重視，更要發(fā)動全員參與，全面提升信息化水平。建設智慧校園，需要完善組織機構，成立較高層級的智慧校園工作小組，確定智慧校園項目定位，收集、分析各項需求，協調、實施智慧校園的硬件、軟件平臺建設。在智慧校園的運行期，由相關專業(yè)人員和管理人員進行日常管理、應用拓展。設立專門的組織機構，是保證智慧校園順利建設和應用的首要前提。

3.重視智慧校園項目激勵機制

由于智慧校園不僅投入資金較大，而且系統(tǒng)實現功能較多，各種應用和數據繁雜。用戶從以前的工作思維轉換到智慧校園應用思維，肯定會有不適應，會遇到建設、應用上的阻力。為了克服惰性，獎勤罰懶，可以考慮采用智慧校園項目激勵機制，對參與智慧校園建設上、使用上表現較好的部門和個人進行獎勵，使智慧校園貼近應用，加快智慧校園項目步伐。

4.重視應用研究與拓展

智慧校園隨著應用的不斷發(fā)展，需要對新的應用進行融合，新的功能也需要進行拓展。這是一項長期的任務，需要專門人員跟蹤應用發(fā)展，滿足不斷增加的應用需求。學?？梢怨膭羁蒲袆?chuàng)新，為智慧校園的各項應用進行研發(fā)，包括適合移動平臺的APP，以滿足移動應用需求，同時也可以為相應的大數據分析提供原始數據，進一步使智慧校園更智能。

5.杜絕模仿論、拿來主義

不同學校的辦學特色、管理特色均有差異，發(fā)展目標和定位也不盡相同，所以智慧校園建設要杜絕模仿論和拿來主義，只有切實地對學校自己的應用需求進行分析，在智慧校園建設過程中加以實施，才能保證智慧校園適合本校的實際應用，不會出現各種不適用的情況發(fā)生。從目前各高校已完成的智慧校園項目來看，也證實了智慧校園的應用差異，各具特色。其他學校智慧校園建設的成功經驗，可以參考，但絕不可以生搬硬套。模仿論、拿來主義是目前高校智慧校園建設的一大誤區(qū)。只有參考成功案例，堅持從學校實際出發(fā)，貼近應用，才能使智慧校園成為較完善的智能化信息服務平臺。

五、結束語

智慧校園項目規(guī)模大、投入大、應用系統(tǒng)眾多、建設周期較長，是一個龐大的系統(tǒng)工程。智慧校園的建設一定要貼近學校的實際需求。在平臺技術和教學媒體的前提下，需要重視數字化資源建設、關注教與學的各項合理功能、重視教育管理質量水平建設。堅持智慧校園人人用、處處用、時時用，使智慧校園的建設成為提高辦學水平、提升核心競爭力的信息化平臺。

參考文獻

[1]中國“數字化校園”的發(fā)展史[EB/OL].[2004-10-27].http：//imc.scu.edu.cn/scunic/2004-10/20041027112824.htm.

[2]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）[EB/OL].[2010-07-29].http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[3]教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）[EB/OL].[2012-03-20].http：//www.edu.cn/html/info/10plan/ghfb.shtml.

[4]趙顏.智慧型數字校園建設規(guī)劃與實踐——以廣西民族大學為例[J].廣西民族大學學報（自然科學版），2014，6.

[5]倪彬彬.智慧校園應用框架設計與建設[J].電腦知識與技術，2013，11.

[6]王運武.“數字校園”向“智慧校園”的轉型發(fā)展研究——基于系統(tǒng)思維的分析思辯視角[J].遠程教育雜志，2013，2.

課題來源：院級學術科研重點課題《網絡化通用收繳費系統(tǒng)的研究與開發(fā)》（課題編號：CFK201202）。

作者簡介：吳衛(wèi)東，男，碩士，電子信息工程師，現供職于常州紡織服裝職業(yè)技術學院，主要研究方向：Web應用、校園一卡通、數字校園。