前言:中文期刊网精心挑选了高校智慧教学方案范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
高校智慧教学方案范文1
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)35-0158-03
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》要求:教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,充分利用优质资源和先进技术,整合现有资源,构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施。根据教育部的《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》中大力推进职业院校数字校园建设,构建继续教育公共服务平台,整合信息资源,建设信息化公共支撑环境等的具体内容。根据《教育部关于办好开放大学的意见》的要求:运用现代信息技术发展新成果,聚集优质教育资源,丰富教育教学手段,创新人才培养模式,改革管理体制和运行机制,探索具有中国特色、体现时代特征的开放大学办学模式,满足全民学习、终身学习需要,建设学习型社会。把握《贵州省十三五规划》大好机遇:加快发展大数据产业,实施“互联网+”行动,促进数据资源开放共享。顺应贵阳市智慧城市工程的建设。结合贵州省各个高校信息化建设的现状:网络基础设施薄弱,安全保障体系不完善;信息化技术水平相对较低;各个服务系统相对独立,没有完善的共享与自动化机制。结合国内高校信息化建设的先进经验。贵州各大高校都在纷纷力争打造基于大数据、云计算和物联网的校园信息化建设,加快“数字化校园”或者“智慧校园”的实现。本文以作者所在的单位贵州广播电视大学(贵州职业技术学院)力争在“十三五”打造基于大数据、云计算和物联网的“智慧校园”为例,谈谈当前高校信息化建设的一些设想与方法。
1 基础知识简介
物联网(Internet of Things,IoT)作为一种新兴网络技术和产业模式[1,2],在业界受到广泛关注。从国际电信联盟(ITU)在信息社会世界峰会上的《互联网报告2005:物联网》中可以总结出物联网所体现的两层基本涵义:(1)目前的三大网络,包括互联网(Internet)、电信网、广播电视网是物联网实现和发展的基础,物联网是在三网基础上的延伸和扩展;(2)用户应用终端从人与人之间的信息交互与通信扩展到了人与物、物与物、物与人之间的沟通连接。因此,物联网技术能够使物体变得更加智能化。从目前的发展形势看,最有可能率先获得智能连接功能的物体包括家居设备、电网设备、物流设备、医疗设备以及农业设备,并基于此实现人类与自然环境的系统融合[3~5]。
IBM 公司于 2007 年底宣布了云计算计划[6],云计算的概念出现在大众面前。所谓云计算,简单地说就是以虚拟化技术为基础,以网络为载体,以用户为主体为其提供基础架构、平台、软件等服务为形式,整合大规模可扩展的计算、存储、数据、应用等分布式计算资源进行协同工作的超级计算服务模式[7]。 虚拟化为云计算实现提供了很好技术支撑,而云计算可以看作是虚拟化技术应用的成果。在过去的几年里,已经出现了众多云计算研究开发小组,如谷歌( Google) 、IBM、微软( Microsoft) 、亚马逊 ( Amazon) 、EMC、SUN、HP、VMware、Sales-force、Alisoft、华为、百度、阿里巴巴、中国电信等知名 IT 企业纷纷推出云计算解决方案。
大数据(big data),指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。在维克托・迈尔舍恩伯格及肯尼斯・库克耶编写的《大数据时代》中大数据指不用随机分析法(抽样调查)这样捷径,而采用所有数据进行分析处理。大数据的5V特点(IBM提出):Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(价值)、Veracity(真实性)。[8]
智慧校园主要依托上述三大技术,国内外已经具有很多成功例子。
加利福尼亚大学有10个分校以及5个医疗中心,同时还管理着美国能源部的一些实验室。校区过于分散,迫切需要一个先进的决策系统来了解各方面信息,及时做出正确决策。加利福尼亚大学将整个校园看做是一统一、集成的生态环境,将所有数据进行整合和实时展现,对历史数据进行挖掘、分析,提炼出关键信息,进行趋势预测,为决策提供科学化的依据。这套决策系统以网络和物联网为基础,实时了解各核心业务的动态,实现各个系统间的数据相互共享和协同,最终,将提取出有价值的信息进行分析,并在“校长仪表盘”上以图表形式直观的展现。例如,在对学生的精细化管理和服务上通过实时获取学生信息,设定学生在校园内48小时内更新无状态则报警。所展现的数据包括科研基本信息、教学状态信息、业务管理信息、IT运维信息、学校财务信息、安防监控信息等覆盖学校生活各个方面的整体状况。校区及医疗中心的总体情况都会通过仪表盘应用显示到校长面前,校长能够实时了解校园安全、校园运转、风险分析、财务情况等信息。
北卡罗莱纳州立大学是一所拥有超过30000名学生和近8100名教职工,在工程、科学技术和教学方面的教学与研究都居世界领先地位的综合性大学。随着学校的发展壮大,师生对能提供学术计算的资源的需求也越来越大,校方想通过云计算平台,高效管理这些相关资源。因此学校将资源进行整合,成立了虚拟计算机实验室Virtual Computing Lab( VCL ),建立云计算系统平台。用户可以及时或者预约的方式通过该系统获取自己需要的资源和解决方案。学生能通过网络接受免费的教学材料、应用软件、在线存储等。该系统的建立降低了75%的软件许可成本,每个应用系统服务的人数也提高了150%,另外,计算资源在科研、教学和管理间的转移更加灵活,学校服务器和计算机实验室的利用率也提高了,师生满意度大幅提升。
浙江大学智慧校园以通信网和云计算为基础,搭建智慧应用平台,总共有几十种应用系统服务于校园的管理和设施,学校内的各个方面都包含其中。他们的规划完全按照中国电信浙江省分公司的方案分成了智慧应用、智慧平台、云计算和通信网四个部分。其中智慧应用分成了智慧校园的管理和设施两个部分,服务于学校的教研、设备、日常生活、公共交通等各个领域。
南京邮电大学贯彻的是以物联网为基础的智慧校园的建设思路,利用先进的信息技术,建设各种先进应用服务系统作为载体,并将教研、学校管理和校园生活融为一体、构建出一个新型智慧化大环境,快速、准确地将校园中的各业务过程中的相关信息反馈给人们,学校制度和管理的创新和改进,需要各应用系统提供综合的数据分析,为业务流程的管理、改进和再造提供数据技术,实现并促进信息化教育、科学化决策和规范化管理的科学发展。集成各应用系统从而使校园的信息得到共享,破除了信息孤岛,推进教研、学校管理、校园生活、后勤服务向智慧化发展。
总之,智慧校园建设主要有三个方面的核心特征:根据识别用户角色,为每个人提供可定制的个性化服务,在一个统一的全面感知环境和综合信息平台上获取所需的服务;集成学校各个应用系统,实现信息互联,系统协同,打破信息孤岛;学校的大协同信息平台不仅实现校内的协同工作和信息共享,还为学校和外部环境的沟通提供接口。
2 智慧校园的架构设计
从上面智慧校园实现的成功案例中,一般 “智慧校园”是一个包含大数据、云计算和物联网等新一代技术的综合体。首先,把传感器嵌入和装备到校园里的教室、图书馆、食堂、实验室、会议室和宿舍楼等地方的终端设备上,使其形成的物联网与互联网相联,实现校园生活与物理系统的整合;而后将教学系统、学习系统、管理系统、办公系统等众多软件系统平台整合并融人“校园云”;最终,将“校园云”、物联网、互联网整合起来,建立“大数据平台”,实现数据共享,实现大规模数据实时抓取,深度分析计算,形成更有效的决策依据。基于大数据、云计算和物联网的“智慧校园”体系结构如图1所示。
为了更好地实现上面描述的“智慧校园”,一般建设重点主要包括四个方面:
(1)各种通信网络与通信平台的集成。研究电信网络、WLAN、互联网、教育资源网和物联网高速融合通信,实现整个校园网络覆盖。研究集成高清视频、语音、数据和流媒体的IP统一通信,研究语音通信能力、短信通信能力、微信通信能力和视频通信能力的通信集成平台。实现低成本、高安全、高清晰、高稳定、可重复、可扩充的校园信息通信和数据流通,促进应用集成、系统融合和数据共享,全面高效地支撑智慧校园的各种信息化建设和应用。
(2)各种异构系统的集成。研究现有各种异构应用系统的集成方法,实现统一操作和数据共享。由于之前大部分高校没有一个统一规划信息化建设的部门,由各个部门自己建设自己的应用系统,从而造成目前一个学校很多应用系统各自独立,不能互动和共享信息,形成一个一个信息孤岛。通过研究异构系统的集成方法,找出一种科学的,实用的办法,是学校智慧校园建设的一大难题。
(3)大数据云计算中心。研究大数据存储与分析的云架构,构建服务器集群和存储器集群,为各个系统提供统一的数据源,对大量结构化与非结构化形态的数据进行有效管理与分析,形成智慧教学、智慧管理和智慧生活。实现开放教育的科学教学质量评估体系,对教学全过程和学习效果的监测、评价和综合考核,为学历教育和非学历教育服务。
(4)云服务系统。研究云服务系统的开发与搭建,为教学、科研、管理和生活提供优质服务。对目前使用的在线学习系统、多媒体教学系统、虚拟实验室教学系统、计算服务系统、办公自动化系统、实验系统与考试系统等等改建为云端系统、让学生能利用各种设备完成学习,实现在校学生和社会学生随时学习、随处学习。
3 建设目标与要求
通过智慧校园的建设,一般要求达到如下目标:
(1)为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台,提供基于个人的个性化设计定制服务。
(2)提供对学校各项业务的整体智慧化解决方案规划,实现物物互联共享与协作的高效运行。
(3)为学校的建设提供现代信息技术保障,聚集丰富的优质教育资源,提供先进的学习条件,拥有完善的、科W的办学体系,基本满足多样化学习需求,为学习型社会提供重要支撑,为人力资源开发提供重要保障。
(4)为学校与外部环境提供一个共享与交流的借口,顺应贵州省大数据发展和贵阳市智慧城市建设。
(5)为学校培养大数据、云计算和物联网方面的人才提供实训平台。
为了完成上面提出的目标,一般在实施过程中要求:
(1)建设理念要先进,要充分利用好信息化发展的最新三大产物,发挥好信息化技术的最大优势;
(2)重点为高等教育服务,支撑贵州教育云的建设;
(3)紧密结合省与学校十三五规划的信息化建设内容;
(4)整体思考,一次规划,分期投入,分步建设,做到边建设,边利用,达到立竿见影的效果;
(5)要深入调研,摸清家底,实事求是,充分利用好现有资源,合理规划,节约成本,提供有效服务。
4实施内容规划
智慧校园的建设是一个庞大的系统工程,一般不是一下就能建起来的,没有一个科学的实施规划方案,往往会导致工程的失败。我们经过详细的考察与研究,提出了下面的实施规划方案。
总体建设思路:先骨干(骨干包括两网(校园有线网和无线网)、一心(数据中心)、一出口、两平台(一卡通平台和系统集成平台)),后枝叶(各种业务系统)
下面是我们学校具体的实施步骤:
第一步:
1.全光网改造;
2. 全无线覆盖;
3.出口带宽提速;
4.数据中心云迁移;
5.一卡通平台;
6.OA系统。
第二步:
系统集成平台;
图书馆信息化的升级,改造,系统集成与一卡通对接;
第三步:
教务系统的升级,改造,系统集成与一卡通对接;
后勤管理系统的升级,改造,系统集成与一卡通对接。
第四步:
云桌面实验室与办公室的建设,系统集成与一卡通对接;
其它系统的升级,改造,系统集成与一卡通对接;
第五步:
建设大数据应用系统。
通过上面一步一步的完成,最终一个学校的智慧校园就给完成。
5 建设保障
智慧校园是一个让人兴奋,但又有很大风险的项目。因此必须要建立相应的保障体系,才能保证该项目能有效地完成。下面是我们研究后建设的保证体系。
学校成立信息化建设领导小组,成员包括学校校长和各个部门的主要领导,由校长任组长,一起把握和推进信息化建O;
学校成立信息化建设专家委员会,由校内和校外长期从事校园信息化建设的资深人员组成;
学校成立专门的信息化建设办公室,负责信息化建设的具体事项;
在整个建设期间,学校每年预留专门的建设金费,供信息化建设专用。
6 建设成果的推广
今天是云计算的大力发展时代,贵州三大电信运营商在贵阳的不同地方都建了超大的IDC。我们建设智慧校园应该充分利用这个条件,建设期间可以采用以租代建的方式,实现花小钱办大事。建设好的系统,可以通过IDC中的云架构,分享给其它高校使用,大大降低建设经费,提高系统的使用率。
7 结束语
智慧校园建设工程是一个庞大的工程,也是当前各个高校开展得热火朝天的项目。如何保证智慧校园建设成功,本文提出了一套严密的方法,供大家借鉴。
参考文献:
[1] Huang Y H,Li G Y.Descriptive models for internet of things[A].International Conference on Intelligent Control and Information Processing[C].Harbin,China:IEEE Press,2010:483-486.
[2] 朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011,31(1):1- 9.
[3] 吴吉义,平玲娣,潘雪增,等. 云计算: 从概念到平台[J]. 电信科学,2009, 25(12) : 23-30.
高校智慧教学方案范文2
关键词:物联网;RFID;NFC;二维码;智慧校园
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)19-0048-02
高校智慧校园需要有先进的理念,还需要新技术的支持。从高校校园需求分析,智慧校园建设应从智慧服务、智慧教学和智慧管理三个方面去设计和建设。方案设计的理念就是在生活上为师生提供最便利最快捷最实惠的方式,在教学上搭建最科学最有监督力最有效的系统,在管理上设计全方位的创新系统。在原有千兆校园网络通信基础、无线网络通信基础上,融入物联网新技术这一新型技术。
1 物联网关键技术
物联网:物联网是在互联网的基础上,通过嵌入了具有无线射频识别技术(RFI D) 、传感器技术、嵌入式智能技术或图像识别技术等智能传感设备,给每一个实体对象分配一个唯一的代码,按照协议标准,把物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别 、定位 、跟踪 、监控和管理的一种覆盖世界上万事万物的实物互联网。
物联网的体系结构可分为3个层次:感知层、网络层和应用层,如图1物联网系统结构。感知层是物联网的皮肤和五官:用于识别物体,采集信息,是物联网的核心技术之一。其关键技术为:RFID技术、NFC技术、传感器技术、二维码技术。网络层把感知层获取到的信息通过互联网、有线/无线通信网等网络,实时、准确、安全可靠地进行传送。目前互联网、通信网等技术较成熟,基本能 够满足物联网的数据传输。应用层是物联网的大脑,它接收来自感知层采集的大量数据,并通过云计算、数据挖掘等技术对数据进行存储、分析和处理,从而实现各行业所需的实际应用。
RFID:射频识别技术,是一种非接触的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预。RFID系统只有两个基本器件:阅读器和标签。RFID系统具有读取方便快捷、识别速度快、数据容量大、标签数据可动态更改、标签价格实惠等优势,是智慧校园的重要技术支撑。
NFC技术:是RFID功能和网络通信功能的结合。由飞利浦半导体、诺基亚和索尼共同研制开发,其基础是RFID及互联技术。NFC技术提出的初衷是两台电子设备之间更加方便快捷地进行数据交换,具有“通信距离短”、“私密”、“安全”,适用于移动支付等区域。现在市面上的移动终端都集成了NFC技术,为智慧校园NFC支付提供了硬件基础。
传感器技术:是一种能感知环境变化,捕捉被测物的原始数据的技术,是物联网的神经元。能够通过无线传感器网络将数据输送到处理中心。例如,可以在校园的各个教室安装红外传感器实现自动控制灯光。
二维码技术:一种新型的条形码技术,用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。最新发展的手机二维码识别技术,可以通过手机摄像头代替条码扫描仪,这一技术突破为二维码带来巨大的市场前景,也为智慧校园提供了天然的设备。
2 多元化的智慧校园
高校智慧校园服务的对象是具有高素质的易于接受新事物的教师、早期蓬勃的追求新事物的学生及其希望有所创新和改革的管理者。为了满足这些需求,本文提出了一个值得期待的智慧校园系统。该系统是基于RFID、NFC、传感器和二维码等技术将教学管理、后勤服务、和校园生活紧密联系在一起,通过智慧校园系统师生可以享受更便利更快捷更实惠的服务,管理者可以更科学更省力地监督,师生之间有更紧密的互动。在功能上该系统分为四个子系统,各个子系统的功能如下图2。
3 智慧校园设计方案
智慧校园要求数据结构的多样化,校园应用多元化,显然单一的技术平台无法满足广大师生的需求。本文提出了多元化、多种物联网技术共存的智慧校园方案。借助已有的web校园平台和通信网络,利用师生现有的智能手机等,实现“教、学、管”资源的利用最大化。本文将在技术层面上讲述多元化的智慧校园的详细设计。
3.1 基于RFID技术的校园通/图书管理/智能停车系统
基于RFID技术的校园通/图书管理/智能停车系统的硬件基础是每个学生、老师都持有一张一卡通。一卡通其实就是RFID系统的两个基本器件的其中一个:标签。一卡通可以采用可读可写的卡片型的射频标签,可以存储姓名、身份(学生或教师),根据身份的不同赋予不同的服务,如图3。
学生一卡通的服务范围包括:食堂/校园商业街消费,宿舍水电充值,图书馆借/还书。教师一卡通的服务范围包括:食堂/校园商业街消费,图书馆借/还书,校车公交卡,智能停车卡。另外教师和学生的可借的图书数量也可以不同。
RFID系统的两个基本器件的另外一个:阅读器。阅读器的放置的位置比较固定,如食堂的刷卡处,图书馆的借阅处,校园的出入口等。
RFID系统的通信基础是互联网,高校的网络设施是很完备的,为RFID系统提供了通信保障。
3.2 基于NFC的考勤/移动支付/智能海报系统
基于NFC的考勤系统使用的设备就是具有NFC的智能手机和NFC标签。在校园中可应用的场景之一:学生考勤。在每个教室布置好NFC标签,来上课的同学只需用手机读取该NFC标签就完成了签到服务。这一考勤系统节省了老师点名的时间,同时也方便教学管理者统计上课率。
基于NFC的手机移动支付服务,利用NFC芯片代替信用卡的功能。学生在校园商业街或者饭堂将手机靠近NFC刷卡机就可完成支付功能。基于NFC的智能海报系统利用NFC标签可以存储一定量的信息,校园活动中心将带有NFC标签的海报贴出,感兴趣的同学通过手机靠近海报就能轻松获取海报的简要内容,不需花费手机流量就可获取信息,提供一个为学生节流的方便、快捷的方式。
3.3基于传感器的安全报警/节能减排系统
基于传感器的安全报警/节能减排系统利用烟雾探测器、红外线传感器等具有安防作用的传感器,置于环境的最前端,通过Zigbee网络及时地将异常/控制信息传送到控制中心。
在每个教学楼和宿舍楼的楼道上安装烟雾探测器,一旦出现异常,可以自动触发报警器,并将异常信息通知相关人员。
在每个教室都安装红外线传感器。红外线传感器可以检测教室中是否有学生在,如果没有检测到学生,可以熄灭教室的灯光,做到省时省力的节能。
3.4基于二维码的教学信息推送/学生校园活动系统
基于二维码的成绩教学信息系统主要是利用推送平台将课表信息、调课信息、考试信息分发到学生/教师手机中。并且教师录完考试成绩后可以第一时间推送到学生手机上。班主任可以利用这一平台在每个学期结束时将学生的成绩推送到家长手机中。
二维码的应用很广,可以为每一个校园协会注册一个公众号,让感兴趣的同学通过扫描二维码获取更多的信息。
4 总结
文中论述了物联网体系结构,重点论述了物联网感知层的关键技术,并提出了一个多元化的智慧校园方案,为高校的校园建设提供一个参考。当然智慧校园是一个复杂的系统,除了现有的网络设施和硬件资源,需要建立完整的数据管理中心,防止信息的泄露。还需要手机端的APP应用,这都需要高校领导的重点支持。
参考文献:
[1]张永波. RFID 技术在“智慧校园”中的应用[J].软件导刊,2011(5).
[2]韩雪.基于物联网技术的智慧校园系统的设计研究[J].电子设计工程,2011(4).
高校智慧教学方案范文3
关键词: 互联网+; 智慧校园; 建设模式; 教育信息化
中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2016)10-22-04
Analysis of smart campus construction mode in background of "Internet plus"
Li Xiumin, Shi Haiyan, Wang Xijie
(School of Public Health and Management, Binzhou Medical University, Yantai, Shandong 264003, China)
Abstract: This paper analyzed the research background and current situation of intelligent campus. It discussed the construction mode of smart campus from the aspects of campus form, education and teaching, infrastructure construction and campus management. The results showed that in the "Internet plus" background of smart campus, through intelligent teaching management and services and hardware facilities, the campus intelligent management has improved much. It effectively reflects the development of educational informationization, whereas there are still a lot of problems existed in the data analysis and application.
Key words: Internet plus; smart campus; construction mode; educational informationization
0 引言
随着互联网的进一步发展以及科学进步,人类思想逐步发生改变,创造性的思维深入人心。“互联网+”与校园相结合,促使教育领域改革、教学模式等发生质的改变,校园信息化建设将进入一个新的阶段。
“智慧校园”是指以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境,以各种应用服务系统为载体,教学、科研、管理和校园生活完全融合[1]。智慧校园的建设包含多个方面,通过云计算、互联网将校园运行中的所有数据结合起来,有效实现高校智能监控和智能识别的综合信息服务平台。智慧校园有三个核心特征:一是提供个性化服务,实现智能化服务平台及智能感知功能,二是在互联网基础上实现信息服务与校园各应用领域相结合,三是在个性化定制服务基础上,为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口[2]。智慧校园是高校信息技术的一种较高的形式,将学校的物理空间和数字空间有机的结合起来,为师生建立智能化的学习和生活环境,实现以人为本的个性化服务[3]。
“互联网+”是指充分发挥互联网在生产因素配置中的优化和集成功能,将互联网的创新成果深度融于经济社会各领域当中,提高实体经济的创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态[4]。
教育领域所衍生出的智慧校园是校园发展的新模式,“互联网+”的产生将推动智能生活的发展,智慧管理、智慧教学与智慧服务将是现代化校园新的发展方向。利用校园的智慧化管理来分析、研究、解决生活中所出现的各种各样的问题,这种创新管理将是未来校园信息化发展的必然趋势。
1 国内外智慧校园研究现状
进入二十一世纪以来,信息技术飞速发展,高等教育的形态也逐步发生改变,“互联网+”行动计划[4]的提出,更进一步加快了智慧化的建设,拓宽了教育领域对于智慧校园的认识,智慧校园也将是教育领域发展过程中的高级形态,也是高校信息化发展的必然选择。
浙江大学很早就提出了智慧校园建设方案,并开始研究和建设,给出了智慧校园的概念[5]。上海交通大学在云计算基础上创建智慧校园图书馆。江南大学、南京邮电大学采用一卡通管理服务提高学校的管理水平。这些高校都对智慧校园建设作了各种探索。
国内很多学者已经对智慧校园相关的概念等进行了研究。黄怀柔教授认为前期的数字校园思想虽然先进但有很多不足之处,而智慧校园理念恰好弥补了它的缺陷,将为高校提供更高质量的教学和管理服务。陈翠珠教授的观点是智慧校园应利用先进的信息技术,通过整合、分析评价学校教育过程中产生的数据,充分挖掘这些数据中潜在的利用价值。沈洁认为应该在物联网基础上把人与物理设施相结合,促进教育教学进一步优化[6]。
国外很多大学早已实行校园数字化管理。加利福尼亚大学采用了较为统一、集成化的管理系统,实现核心业务的动态管理。国外一些学者在智慧校园研究领域也提出相对应的解决方案。Talal指出在校园里用一张智能卡可实现多种功能服务,真正做到方便快捷[7]。Michael和其他学者提出的ETHOC系统,重点对虚拟和物理的校园环境要素进行整合,用户可在虚拟世界中体验学校生活。
“互联网+校园”是以互联网为基础,利用现在先进的信息技术,优化教育教学的学习模式,将教育、科研、服务以及生活融为一体的智慧化校园模式。
2 基于互联网+的智慧校园建设模式分析
2.1 校园形态智慧化
很多高校已经建立信息化系统,教育教学、科研工作的展开等都可以在这一平台上得以实现。智慧校园中数据是为整个校园提供个性化服务。每个数据对于他人都可能非常重要,这些数据也将在服务过程中挖掘更大的潜力,创造更多的活力。智慧校园的建设将改变前期以各种系统应用为核心而导致错综复杂、数据混乱的现象,以“数据技术”为核心,也将调整人与系统的关系,促使个性化交互的形成,数据也可高效的为使用者所用,形成智慧校园新的数据形态。
高校信息化发展中,信息技术向数据技术的数据形态的转变需要借助先进的技术条件,技术形态的智慧化非常关键。智慧化的数据形态需要“云”、“网”、“端”的共同支持,三者相结合,促使技术形态的成立。例如2016年杭州采荷第一小学教育集团建立基于三校区的物联网基础架构,利用可视化服务等实现各实物间的联通,同时采用多平台管理并且将数据进行整合,利用云计算对于大量数据进行计算及服务。此外,建立基于手机APP端的移动办公服务功能,实现“微互动”、“微办公”以及“微服务”功能。
2.2 教学模式智慧化
智慧型的师生是未来建设与应用的核心,智慧校园的建设过程中要着重培养教师的教育技术能力,打破教师与学生之间的界限,用创新性的教学方式进一步培养创新型人才。采荷小学率先在学生社团中开展机器人项目活动,开发了机器人校本课程并在课堂教学中实践运用。通过机器人课程的开展,极大地调动学生学习积极性,形成智慧化教学模式。
2.3 基础设施与资源建设智慧化
在全校教学区域以及大部分公共场所逐步实现无线网络的全面覆盖,校园内进一步实行云计算为基础的虚拟化管理。目前重庆第二师范学院校园借助VLAN等建立了校园网络安全系统、财务专网等各类校园网络服务,极大地满足了校园信息化发展需求。同时,搭建了校园数字资源管理系统,包括教学资源管理系统、精品课程以及数字图书馆系统,实现教学信息资源的管理[8]。常熟理工学院利用物联网技术在有线和无线网络基础上建立RFID环境,自主研发资产管理系统以及教学管理系统,利用RFID技术开发各类校园应用系统,并且进行测试研究,以促进校园内真正实现物联网为基础的资产管理系统,实现智慧校园的建设。
部分学校开发了在线教学模块,实现在线辅导与评价,教师在线答疑、学生在线做作业和在线测试,全面开展智慧化教学[9]。2015年广东女子职业技术学院已经逐步实现教学资源智慧化,实现了自主学习和在线视频教学等。各院校建立相应的专业教学资源库、课外拓展库、虚拟仿真库,实现智慧教学。
2.4 校园管理与服务智慧化
智慧校园的建设支持数据整合,呈现“一站式”新型服务模式[10]。在互联网基础上综合数据管理,实现高度集中的业务数据交换,为教育教学以及科研提供高质量的服务。2016年北京艾威康携“智慧校园一站式平台”亮相于高教仪器设备展览会,该平台实现了一站式服务功能,包括管理、资源、环境以及服务的全方位智慧化管理。这种服务模式整合校园各项业务所产生的数据,达到数据资源共享效果[11]。
智慧校园建设中合理的数据分析和明智的处理措施将有助于校园的管理[12]。以招生为例,大学在招生中信息部门积极配合学校招生工作,提供相关数据进行分析整合,比如关注不同生源地学生入学的绩点、入学成绩与毕业成绩以及最后的毕业去向,对这些统计数据进行比较分析,对学生从入学、在校学习到毕业工作进行跟踪调查,分析数据,及时做出问题反馈,为招生决策提供依据[13]。
2.5 各模式比较分析
“互联网+”背景下智慧校园相对于数字校园在各方面有很大提升,加快了教育信息化发展进度。从杭州采荷小学、重庆第二师范学院和北京艾威康的经验看,虽然借助现代化技术手段有效促进智慧校园全面建设,但在不同程度上仍存在缺陷。
杭州采荷小学虽然硬件设施建设到位,但缺少一定的数据规范标准,信息资源不够完善,同时存在一定的管理问题,不能适应时展要求。重庆师范学院各类应用系统建设相对较为齐全,但缺少统一规划,系统集成度不高,信息化人才匮乏。艾威康推出一站式平台,虽然能基本满足智慧校园建设中各类应用系统的需要,但在实施等方面可能还缺少一定的指导。目前各校园对于“智慧校园”这一理念认识仍不够深刻,容易导致过分追求硬件建设,无法真正实现校园智慧化管理。因此,智慧校园的发展需要进一步探索研究,结合教育发展对于存在的问题进行分析处理,促进校园建设模式的合理化。
3 智慧校园建设的问题与对策
目前存在的主要问题有:数据规模不足并且形式单一;重硬轻软,缺少标准化研究;管理体制和教育教学不符合时代要求;缺乏理论层面的指导和对于理论的关注;缺少智慧型人才等[14]。为此,智慧校园建设对策有[15]:①组建大数据库。加大对于非结构化数据的采集存储,开展教学科研以及管理的信息化建设,实现多平台共享,促使大数据库的建设。②探索数据化标准规范。在各个部门间形成互助互利的交流模式,加强数据流动性,充分发挥数据的价值[16]。③进一步完善校园管理改革机制。对于智慧校园建设过程中所产生的管理不当、效率低等问题加以改善,采用高效智能管理,促进教育教学理念的变革,促进智慧校园的进一步发展。④增强智慧校园相关的理论研究。当然智慧校园目前是比较新的理论,在分析比较的基础上,形成智慧校园所独具特色的建设理论以及设计要求。⑤加强智慧型人才的培养。在智慧化管理与服务的系统中,通过知识管理、在线教育等支撑平台,强化智慧型人才培养[17]。
4 结论
在云计算、物联网以及移动互联网等新兴技术不断崛起的大背景下,如何有效地整合优化教育信息化资源,为学生、学校构建随时随地交流学习的平台,提供便捷安全、多层次的智能化服务是智慧校园发展的建设目标。智慧校园的建设是一个长期的过程,为适应高等教育生存和发展的现实需求,进一步改造数字网络,优化教育资源,实现技术融合,推进智慧校园建设的快速发展。
参考文献(References):
[1] 蒋家傅等.基于教育云的智慧校园系统构建[J].现代教育技
术,2013.2:45-46
[2] 于长虹,王运武.智慧校园建设的现状、问题与对策[J].教学与
管理,2015.6(321):49-51
[3] 蒋东兴.“云端一体化”高校智慧校园畅想[J].中国教育网络,
2014.1:58-62
[4] 唐斯斯,杨现敏,单志广等.智慧教育与大数据[M].科学出版
社,2015.
[5] 浙江大学.信息化建设[EB/OL].[2016-03-16].http://zuits.
/xxhjs/redir.php?catalog_id=187343.
[6] 胡钦太,郑凯,林南晖.教育信息化的发展转型:从“数字校园”
到“智慧校园”[J].中国电化教育,2014.1:35-39
[7] 江林升.数字化教学信息资源库共建模式研究[J].中国电化
教育,2011.11:133-136
[8] 刘敏斯,陈少波.大数据时代高校智慧校园建设研究[J].软件
导刊,2015.14(8):6-8
[9] 蒋东兴,付小龙,袁芳.大数据背景下的高校智慧校园建设探
讨[J].华东师范大学报:自然科学报,2015.S1:119-125,131
[10] IT168信息化频道.智慧校园平台艾威康“一站式”平台引
关注[EB/OL].[2016-04-27].http:///a2016/
0427/2619/000002619084.shtml
[11] 王燕.智慧校园建设总体架构模型及典型应用分析[J].中国
电化教育,2014.332(5):88-99
[12] 杨文,赵洪光.基于网络技术的智慧型校园应用研究[J].信息
化教学,2015.15(9):117-118
[13] 江桂珍.基于“互联网+”的小学智慧校园建设研究[J].现代
中小学教育,2016.32(4):5-6
[14] 尹合栋,陈军.“互联网+”环境下新建应用型本科院校教育
信息化建设构想[J].重庆高教研究,2015.3(6):87-94
[15] 豆俊杰,王强.“互联网+教育”:冰火两重天[N].中国教育报,
2015.5.
[16] 赵国庆.“互联网+教育”机遇、挑战与应用[N].光明日报,
2015.6(14).
高校智慧教学方案范文4
关键词:高校;智慧校园;互联网+;技术;应用
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)02-0030-02
近年来,随着高等学校信息化建设的不断提速,在互联网发展的影响下、在建设智慧校园的过程中,很多高校会面临着信息孤岛、信息安全隐患、重复建设和高成本维护、系统后天不足等问题与挑战。如何科学有效利用好“互联网+”来打造智慧校园,促进高校搭建一个随时随地的学习交流平台和高效安全的智慧校园环境,逐渐成为信息时代、移动媒体环境下很多高校值得思考的课题。高校管理者、教育工作者、校园建设者,需要共同透视自身智慧校园建设的现状,深刻剖析智慧校园发展的不足与难点,认真探索“互联网+智慧校园”的未来趋势和发展方向。
1 “互联网+智慧校园”:技术发展瓶颈
当下,大学教育教学发生了三大变化,主要是:1)人类的知识建构走上了分布式知识网络体系,在这一体系中,知识的存储不再仅限于人脑,而在服务器,实现了人机交互的互联互通;2)人类的学习方式发生了变化,终身学习成为工作生活中的需要;3)高等教育教学迈入了混合教育阶段,也就是教育的线上线下结合。
新时期,在不断复杂、变化万千的互联网变革下,校园的各类信息、数据的产生、传播和分析的对象变得更加复杂与多元化,这些信息与数据之间,产生了更加剧烈的聚合效应,身处校园的人,希望通过互联网的工作作用,实现更加广泛的高效功能。最终实现教学、教务、生活、学习方面人与人、人与关系的连接,进而实现跨终端的数据采集、加工处理以及信息的挖掘、分析。具体开说,就是实现个性化的师生服务、高校的校园信息交互,这可以说是当前智慧校园建设的主要趋向。
当下,互联网+正推动着数字校园加速向智慧校园的升级,一些大学积极迎接信息机遇和挑战,全面利用移动互联网、数字媒体、大数据、云计算等技术,融合校园的各项活动,为学校、教师、学生提供更优、更多层次的智能化服务,这些正改变着我们的高校校园学习、生活、教育、教学、外联等活动。与此同时,智慧校园的目标还远未达成,很多高校也面临着实际的困难与挑战,遇到了技术发展与应用的客观瓶颈,譬如:第一,学校和学生之间的即时沟通能力不强。在不少大学的管理中,不难发现与学生之间的信息传播沟通、互动,仅处于“人治”环节,靠传统方式(即^布告栏或者老师、班长通知的方式)公布、、和共享信息,网络信息平台没有发挥实际的效能,可以说,没有实现移动互联网化,而通过移动互联网传递即时信息也面临信息数量有限制、无法对不同类型学生实现精准发送的问题,这容易造成沟通效率低下、信息传播范围窄的问题。第二,学校提供的管理服务尚且不够便捷。目前大学校园的在校生源、教职工以及其他辅助人员,都是比较多的,面对几万人这样的生态圈。设计和科学组织容易产生拥堵环节的流程和管理制度,是考验一个学校运作能力的直接体现。遇到招新季、毕业季等,各个缴费点,极易出现“长龙”现象。因而我们会看到,高峰期,自助交费的POS机数量有限、分布各处难找,各种缴费处大排长龙,学生、工作人员都叫苦连天;甚至有的办公处上下班时间没跟上课时间错开,加之校园面积大、道路分布多,学生办个手续还得请假甚至采取逃课应对。其他还如教务管理效能不高、校园内消费场景繁多、环保差、公共秩序管理成本高,导致安全隐患较大。高校为了解决这些难题,虽然花了巨大成本与投入,但是效果甚微,谈于此师生多会大吐苦水。第三,各个部门信息流通不畅。由于学校部门机构多、部门多、院系多,会出现学院、专业与不同行政部门各自建网站、开发和应用不同的信息平台会找不同的公司或者单位开发、使用完全不同的系统,导致难以统一管理。比如,有的高校,院系自己独立拥有网站和信息平台。这就导致了教务处、财务处、人事处、各个院系等系统及数据各自独立,部门数据不能有效及时交互;新生数据不能及时同步到各部门,导致各部门工作难以有效开展;学籍变动、人动,信息缺乏互通;学生处和后勤部门信息不统一,学生突发状况很难处理……学校内部信息流通亟待畅通。第四,校园开发投入不足。建设智慧校园的平台需要大额资金、人员和技术投入,可能导致智慧校园建设不到位、推进缓慢。以上的四大痛点,归根结底是没有建立统一的大数据平台,以及没有充分调动外部资源去建设这个平台。
2 “互联网+智慧校园”:突出应用潜力
2.1 校园移动终端APP
飞速发展的互联网时代,高校除了整合大数据,可搭建学工系统平台。在利用“互联网+”新媒体平台消息方面,一些大学也做了很多尝试。从前几年的“飞信”到现在的QQ群、微信群、钉钉办公通讯软件,都体现了突破运营商的限制、实时消息的特点。短信是纯文字,最多发发放假通知和天气,而且只能单向发送,群发效率低,根本无法实现家校间的互动。校讯通群发效率相对于短信高一点,与短信一样是纯文字,难以实现家校互通。
当前是大学生利用手机端APP的思潮,高校校园出现更多的“低头族”,他们抱着手机获得信息、甚至通过手机上的APP进行学习。在这样一个人人都关注手机APP的年代,让学生们利用手机得到更多的学习和生活的便利也是学校的心愿。高校可以开发建设适合本校信息的移动终端APP,应用功能可以涵盖教务、学工、后勤、人事等各个方面。学生时候在教室上课,没办法用电脑登录网页,有这样的手机APP十分方便,不管是查成绩、查课表、或者是借教室、查询一卡通的流水账都十分方便,省去了许多麻烦。可以说,通过手机将师生与学校整个信息化平台紧密联系在一起。
2.2 校园信息化平台
过去,不同处室,管设备的、管房间的、管课程的,相互间老师、教室、设备和学生管理,各种数据不衔接,造成学校大量空间、时间、老师甚至学生的浪费。而且,以前的高校校园信息门户的平台,只是简单的充当一个信息“告示板”的作用,教师想要查询学生的基本信息需要翻阅很多纸质的档案、非常不便。开发、建设、投入使用新的学工系统,许多功能逐步上线,系统不断更新,可以给学校的信息工作带来一次革命性的提升。比如,某高校的校园信息门户已经涵盖了迎新系统、学工系统、离校系统、就业系统四大版块。从新生确定录取的那一天,学生的信息就会导入系统,在迎新过程中,包括分配寝室、打印宿舍床头卡、关联银行卡、学生证信息等就可以一键导出。正式入学后,奖学金、助学金、贷款、补助、学业预警、寝室门禁信息也一直更新和记录。毕业离校系统,方便毕业生打印在校证明、档案输出,最大限度满足学生们的需要。就业系统记录每个学生的档案去处,在学生毕业2、3年内仍可回校查询,在很大程度上解放了辅导员的劳动力、提高了工作效率。
这其中更为值得一提的是:1)学业预警功能,一些大学取消了毕业大补考,这意味着同学们要在四年的学习中及时了解自己的学业情况。学业预警功能就是这样贴心的小助手,实时关注学生学业进度,分析学生成绩。在学生成绩有挂科的情况下给学生发送预警信息。很大程度上防止了一个辅导员关注几百个学生可能出现的疏漏。2)群视频的功能应用,即同时在线的几十位老师可以实现实时互动、视频交流。视频会议有两个好处,一是提高了老师们的工作效率,打破常规的例会形式,节省开会、散会的路程时间。二是视频可以生动地讲解一些操作流程,辅导员们在听着视频会议的同时,还可以同时打开其他页面与主讲人一起操作。方便了对辅导员的理论学习、业务培训。
2.3 校园创新教育新模式
信息时代,很多高校都曾描绘过这样的愿景:无处不在的网络学习、融和创新的网络科研,透明高效的校务管理,丰富多彩的校园文化。高校大学校园的建设者,应该在“互联网+”的背景下,站在学校发展层面实施布局,确保了统一的信息标准、统一的技术路线、统一的基础架构和组织管理;以应用为核心,力求覆盖师生需求,将用户体验视为最高标准。一些大学激活了庞大的校园信息移动平台,不断地开发新信息,整合有效信息,实现各个系统的数据共享和实施交换,避免“信息孤岛”的产生。高校正描绘着“互联网+”时代下一幅多层次、多维度的信息化蓝图。此外,智慧校园还可以连接打通不同学校、园区企业之间的资源设施,实现信息资源的共享与互动,让教育工作者、大学生、教师、企业等人员,实现跨越墙院空间,共享更多资源与信息。
3 总结与体会
为了进一步搞好“互联网+智慧校园”的建设与技术应用,在建立或开发统一的系统平台时,我们应该注意:1)智慧校园所依附的平台,必须与高校学生群体的习惯和偏好相符。校园服务的主要人群还是师生,尤其是众多的青年大学生,他们对系统平台的认可度、信任度、跟随情况,应用习惯等直接决定了信息技术在校园的实效好坏。有关数据表明,手机即时通讯的网民使用率高达95%以上,因此智慧校园平台必须注重搭建即时通讯系统的价值意义,充分考虑年轻人的行为习惯和思维方式,开发时尚多元、功能使用、内容丰富的信息平台。2)平台必须能够提供一个成熟的应用模块,以此实现智慧管理,体现网络技术强大的服务功能。智慧校园的系y平台需要提供便捷模板,让高校不需另外开发就能顺利接入,使学生在移动端快速、便捷地实现校内吃、住、行、教务信息一体化等功能。目前国内研究这类解决方案的技术团队,已经注重开始针对高校的数字化展开研究与开发,值得期待。3)这个平台的建设维护成本要可控,用有限的投入实现无限的可能。必要的话可以充分利用和应用一些成熟公共平台,使用现成服务作为入口来打造智慧校园。4)平台必须能支持信息(如文字和图片、甚至音频、视频多媒体)的精准传递,提高学校与学生、教师与学生、学生与学生间的信息传递效率。另外,平台也应该支持多层操作,为不同人群提供不同的管理权限、实现便捷管理。如:一个高校就是一个统一的认证账号,不论各个部门机构、各院系老师,都可通过该账号对不同领域学生发送相关消息,信息数量不受限,但是信息内容要与本部门工作相关。
综上所述,在互联网+智慧校园的环境下,要打造一个高效便捷、舒适智能的智慧校园,不仅是每个高校建设者、教育工作者必须思考的话题,也是网络技术开发者应该关注、破解智慧校园建设技术瓶颈及提出解决方案的重要课题。
总之,通过网络,一个学校的智慧是学生和老师、校园资源管理变得更加智慧。高等教育作为育人者,借势信息时展的东风,更要走在创新发展的前头。高校大学校园建设者利用科技,改变校园里的办公和学习方式,让全校师生享受信息化带来的成果,这是未来高校发展的一个缩影,也为“互联网+智慧校园”探索了新模式。
参考文献:
[1] 姜楠. 高校智慧校园的建设[J]. 信息与电脑(理论版), 2014(5).
高校智慧教学方案范文5
关键词:智慧校园;机制保障;建设
中图分类号:TP315 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2015)01-0019-03
一、引言
自从2008年11月IBM首次提出“智慧地球”概念后,国内外教育信息化领域有关“智慧校园”的研究分析很快成为热点,许多活跃在教育信息化领域的专家学者纷纷提出智慧校园的内涵和建设方案,并在高校付之于实践,大力推动着我国教育信息化进程。2010年南京邮电大学提出并实施了“智慧校园”建设方案,正式拉开了中国高校智慧校园建设的序幕。经过这几年的积极探索和总结经验,智慧校园建设在信息化教育中的成效有目共睹,然而从理论研究角度来看,以技术角度对智慧校园进行探讨的研究占大多数,在CNKI中以“智慧校园”为关键字对期刊论文和硕博论文进行搜索,找到348条结果,90%以上的论文是从技术角度对智慧校园展开分析。可以说,智慧校园建设依旧还处于起步阶段,作为一项具备基础性、长期性、全局性和先导性的人造工程,其推进过程最大困难不仅仅是技术问题,在提高管理水平方面也势在必行。
智慧校园正逐渐成为教育信息化的重要组成部分,但取得快速发展的同时也暴露出诸多问题。为更好地全方位地推进智慧校园建设,适当适时建立有效的保障机制有助于提升教育信息化管理水平,有效促使教育信息化正能量最大发挥,对于今后智慧校园的发展将有着积极作用。
二、建立和完善智慧校园建设保障机制的必要性
制约智慧校园发展的因素各有不同,抛除技术原因,主要表现为:各业务部门沟通协调困难;相关法规制度不健全;持续发展资金不到位;人力资源建设不到位等。
1.信息部门主导项目,全员参与意识淡薄
总结近几年智慧校园建设的经验来看,多数建设的主导负责是技术部门信息中心,其他业务部门项目参与度往往取决于信息部门的倾向性、协调性,这样建设的智慧校园虽然有利于突出新媒体与新技术,但其缺点也日益凸显,主要表现在:(1)信息部门作为一个技术部门,其角色的能力、权力有限。在项目建设过程中,由于缺乏主管校领导的强力参与,在智慧校园的整体管理、沟通和协调方面显得举步维艰;(2)对办公、教学、科研和后勤等业务流程不了解,造成重技术轻应用的倾向,一定程度上忽视教与学等主流服务;(3)其他业务部门人员在思想上存在知识依赖,缺乏主人翁意识,很多日常信息化工作都被动地由信息管理部门承担,不能充分调动每个岗位上业务人员的积极性,致使不能全员参与校园信息化建设。
2.项目一次性投资,缺乏持续资金支持
目前,很多学校以项目方式筹建智慧校园建设初始资金,这种资金是一次性的投入,项目结束也就意味着资金投入结束。这种方式的资金一般投入比较大,主要用于购置软硬件基础设施,无法兼顾资源建设、团队建设、运维升级等方面的持续投入。智慧校园的建设是一个长期持续建设过程,除了初期建设一次性投入,还应该保证每年投入一定的专项资金,用于系统运维、教学资源开发、人员信息素养培训等方面。
3.信息素养偏低,人力资源建设不到位
智慧校园系统作为典型的人造系统,构架图中最上层是应用系统,其主要使用者包括行政人员和教师,他们的信息化水平对智慧校园的推进程度起着举足轻重的作用。实践证明,项目团队的整体信息化水平越高,智慧校园的推进越顺利。为提高团队整体信息化水平,必须先梳理目前智慧校园建设团队普遍存在的问题:(1)团队组员的不可选择性。智慧校园建设团队成员一定来自各业务部门,包括办公室、教务处、后勤等。他们来自不同岗位,兼职成为智慧校园建设团队成员,具有不同专业背景和工作背景,年龄、学历、职称等也各有不同。(2)缺乏提高信息素养氛围。业务部门行政人员、信息部门专业技术人员和学校领导的信息化素养均需要提高,必须建立长效保障机制,以营造潜移默化提高信息素养环境。
4.专项政策法规缺乏,激励机制不健全
近几年,教育部下发了诸多教育信息化方面的政策法规,涵盖了教师教育信息化、数字化校园、教育资源信息化方面等建设内容: 2010年1月,教育部下发 《关于印发<教育部2010年工作要点>的通知》,提出:“加强终身学习网络和服务平台建设”, “推进教育信息化和优质教育资源共享”;2010年5月,教育部、 人力资源社会保障部和财政部共同《关于实施国家中等职业教育改革发展示范学校建设计划的意见》,提出把建设数字化校园作为重要目标;2011年8月,教育部《关于实施国家示范性职业学校数字化资源共建共享计划的通知》;2012年3月,教育部印发《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,等等。
高校智慧教学方案范文6
关键词:多媒体教室;无线投屏;实践与研究
一、无线投屏应用的概述
近些年,随着无线移动技术的普及和快速发展,人们对于传统台式计算机的应用正在逐步减少,取而代之的是更加便捷的智能移动设备,如手机、PAD、笔记本等。此类设备为了保证便于携带及使用,其硬件更加集成化和小型化,显示屏幕及音频模块相对较小,而缺少了分享性,视听觉效果不佳,不利于展示。由此,出现了以无线投屏技术或多屏互动技术为核心的应用方案,以解决上述困境。无线投屏技术是指通过无线网络连接,基于DLNA、Miracast、AirPlay等协议,使智能移动设备(如手机、PAD、笔记本等)与大屏显示设备(如电视、投影等)实现屏幕共享和操作的一项技术。随着无线投屏技术的不断完善和发展,近两年,其适用性、兼容性及功能性大大加强,目前已广泛应用于商业、教育等行业的展示活动。
二、无线投屏应用方案的研究
无线投屏技术的应用对于以展示及示范为主的传统教学来说,无疑其的作用及效果更加突出。它的应用解决了传统多媒体教室移动设备无法展示以及计算机视频信号输出端口不统一、连接烦琐等问题,不仅使老师的教学更加便捷和丰富,更加促进了学生的参与和教学模式的改革。基于上述,作为教育教学信息化发展前沿的高等院校,也逐步将此应用投入于其智慧教室建设中,作为其中一个重要环节,进行局部的试用和推广。目前其在高校的应用范围较为有限,缺乏大规模使用的案例。无线投屏技术发展至今,其应用趋势越来越普及化和多样化。纵观目前市场,不同无线投屏应用的产品定位各不相同,主要区分为“消费级无线投屏产品”和“专业级无线投屏产品”这两大类,两类产品无论从价格、功能和性能上都存在较大的差别。针对于教育行业,此类应用主要是面对的用户是众多的教学人员和学生,因此,其应用方案都应当满足便捷、稳定、功能等的同时还需兼顾整体化、规模化的实施要求。经过市场和部分高校调研,用于教学的无线投屏应用的方案主要有三种:第一种是以无线投屏器为核心的应用方案,即智能移动设备通过无线投屏设备与大屏幕显示设备共享屏幕,此种方案普及化程度较高,市场应用较多,技术成熟度较高;第二种是采用集控方式的应用方案,即智能移动设备利用无线网络通过集控服务器与大屏显示设备图像输入端相连的计算机联系的共享屏幕方案,此种方案应用较少,具有整体化和规模化的特点,适合大规模的集中管控;第三种是以教育类APP为核心的应用方案。即通过综合性教育APP中的无线投屏功能来实现投屏,此类方式都采用的是基于云端的架构,因此,它的使用需要通过展示计算机在连接互联网的状态下才能来实现。三种方案各有各自特点,比较如无线投屏应用方案比较表所示:
三、无线投屏的方案的设计与实践
随着智慧化教育概念的逐步深化,北京联合大学近些年将无线投屏技术首先应用到了5间智慧教室的建设中,经过一段时间的使用,其带来的网络化教学的方便与支撑得到了使用人员的肯定。在总结经验的同时,在学校北四环校区2号楼37间多媒体教室实施了无线投屏应用的推广和功能实现。本次实践主要以使用广泛、成熟度较高的无线投屏器方案为核心,从网络改造、多媒体设施改造和无线投屏应用设计与实现三个方面使无线投屏应用与多媒体教室进行了融合。
(一)网络改造实践
无线投屏技术的应用都是以无线网络作为其两端设备(智能移动设备和大屏显示设备)的连接桥梁,因此其效果的呈现在很大程度上都需要网络作为支撑和保障。为此,我们网络改造的目标是使用者提供更便捷的网络接入方式的同时兼顾信号稳定性的保持,实现移动设备连接到校园统一的无线网络时(无须二次连接)即可准确搜索到所在教学区域无线投屏设备。实施区域原有无线网络设备均部署于教室外楼道位置,虽然信号可以覆盖整个教学区域,但无法保障教室内部各个角落的信号强度与均衡,随着大批量的无线设备的接入很容易造成信号的不稳定和网速延迟等显现,进而影响到无线投屏的使用效果。因此,本次网络改造主要对实施区域作出了三个方面的变化。第一,无线AP部署改造。本次改造将无线AP部署于每间教室内部前后两端,并对其覆盖强度进行局部调整,使教室内部无线网络强度更加均衡化,同时,关闭原楼道位置的无线AP,尽可能保证在移动设备连接到其所在教室的无线AP。通过对信号覆盖、PHY物理端口速率等测试,均显示网络条件良好。如图1无线SSID信号覆盖热图所示,此图为实施区域二层校园无线SSID信号覆盖热图信号覆盖情况,图上蓝色线条为行走测试路径。第二,对无线网络进行区域划分。由于无线投屏器的使用数量较大,对于使用者来说,设备列表将会很长,不利于很快找到所需使用的无线投屏设备,为此,本次网络改造根据教室物理分布情况将网络划分为两个区域,即实现在A区域连接到校园网络时只能搜索到此区域的无线投屏设备,同样,在B区域也如此。第三,经前期无线投屏器方案的使用发现,其在5.0GHz无线网络频段中使用效果明显高于2.4GHz频段,但2.4GHz频段使用范围更为广泛,适用设备更多。为此,为保障无线投屏应用效果的同时,兼顾更多移动应用的普遍情况,本次无线网络同时开启了无线网络5.0GHz频段和2.4GHz频段,并将5.0GHz频段的无线网络隐藏,只供无线投屏设备连接使用,从而既保障了更多的移动设备可接入校园无线网络,又提高无线投屏的使用效果。
(二)与多媒体设施的融合
传统多媒体教室系统早已趋于稳定,且使用者对其操作较为熟悉,无线投屏功能应在不改变原有系统和使用习惯的同时融入其中,这也是我们此次无线投屏应用建设的目标之一。为此,我们进行了以下设计,首先是对多媒体中控面板的改造,将中控面板上的一个按键作为无线投屏信号源的选择键,其次是音视频信号的整合,通过音视频矩阵的程序策略实现音视频信号同时跟随选择发生变化,既当在中控面板中选择无线投屏设备作为信号源时,大屏显示无线投屏设备画面,音箱发出同源的声音,同样,其他信号源也如此。由于前期多媒体教室的建设一般多采用的是VGA端口作为图像输入输出端口,因此需要将图像信号与音频信号独立接入音视频矩阵。
(三)无线投屏应用方案的设计
无线投屏设备一般默认情况下其应用的规则和方式并不能符合实际教学使用需求,在小规模的使用中可以根据需要进行自由和灵活的调整,但对于批量性的建设和使用并不适用,需要提前进行统一化的设计和规范。根据前期使用经验总结及广泛的调研,本次建设做出以下设计。首先是登录界面的设计,它是进入无线投屏应用的必经之路,如同计算机的桌面,在这里我们采用了以最直观和简单方式将设备使用步骤、注意事项、动态密码等予以展现,方便使用者能够最快得到使用指导;其次是登录方式的设计,我们使用了通过动态密码的方式进行登录方式,将这个动态密码设置为40分钟进行更新一次,最大限度地保证只有在和无线设备处在同一教室的情况下,才能实现投屏应用。此外,为使在有设备处于投屏状态下仍可以看到动态密码,我们将此应用设计为当移动设备处于连接状态时,动态密码将显示于屏幕下方;最后是占用模式的设计,本次统一设定为独占模式,即只有处于投屏状态下的移动设备推出投屏状态时,其他的移动设备才能进行投屏应用。
四、总结与展望
通过此次实践实现了在原有多媒体教室中不大批量更换现有核心设备的前提下实现当下流行多系统、多种类型接口设备的演示投屏功能,既解决了原有多媒体教室布线接口单一、故障率高的问题,又丰富了教学资源的来源与操控、保障全员联入网络教学平台,实现师生的演示互动,有利于研讨型等新型课堂的探索。当然,在应用过程中也发现了其很多不足,主要有以下三个方面:第一,对于不同系统的设备由于采用的传输协议不同存在应用方式的不统一;第二,音频信号如果借助蓝牙的方式传输,受环境的影响较大,容易出现中断或连接异常的情况;第三,现有无线投屏的应用作为智慧教学系统的一部分,它们之间融合得不够紧密,并且缺乏完整、全面的管理功能。无线投屏技术的应用使智能移动设备与教育教学进行了融合,大大丰富了教学手段,不仅为教师提供更加便捷展示的分享方式,更推动了以学生为中心的教学模式的变革,成为重要的教学信息化技术之一。但该技术应用的方案存在着环境依赖、设备和系统兼容、功能等方面的问题。随着网络、信息和多媒体等无线投屏相关技术的不断发展和其应用的深度挖掘,作为智慧教学环境下的重要环节之一,无线投屏技术的应用方案将更加全面和稳定,在更多领域、更多教学场景下发挥出巨大的作用。
参考文献:
[1]吴乙雨,李鑫,杨晨,钱文轩.基于有线网络的多屏互动融合新业态方案设计[J].广播与电视技术,2018(9):66-70.
[2]胡沛然,王宜之.智慧学习环境的设计、构建和管理研究———以上海交通大学“智慧教室”为例[J].实验室研究与探索,2018(7):286-290.
[3]李琨,耿新.实时投屏技术在初中科学实验教学中的应用[J].实验教学与仪器,2019(10):48-51.