概述
智慧校園:以數字校園的建設思路為基礎,利用雲計算、物聯網及虛擬化等新的信息技術來改變學校的管理者、教師、學生及家長和校園資源相互交互的方式,將學校的各類教學活動、科研項目、系統管理與校園資源和應用系統進行整合,以提高應用交互的明確性、靈活性和響應速度,從而實現智慧化服務和管理的校園模式。
物聯網在智慧校園中的應用
物聯網在智慧校園中的應用主要包括校園生活和教學管理兩方面。
1.校園生活管理
包括食堂管理、浴室水控管理、考勤管理、智能照明控制等。
(1)食堂管理
食堂管理是智慧校園重要組成部分,基於RFID技術的食堂管理系統主要分成三部分:
含RFID電子標籤的飯卡:師生每人擁有一張這樣的飯卡,卡里麵包含了用戶信息。
RFID閱讀器:在每個食堂售飯窗口安置一個RFID閱讀器,將讀到的信息傳至後臺數據庫查詢,讀取卡上金額,並扣除消費金額。
後臺數據庫管理系統:將用戶的註冊信息存儲在數據庫中,可以方便管理員對食堂消費業務的查詢。
(2)浴室水控管理
基於RFID技術的浴室水控管理,可以實現用水自動化管理,主要功能以:
信息數據實時顯示:當RFID卡位於閱讀器感應區時,閱讀器就顯示卡上餘額,然後可立即進入用水計費狀態。
消費模式:消費模式採用實時計費模式,即讀卡就出水,並根據用水量實時進行扣費;
計費方式:按使用的流量計費,即外接脈衝流量表,可根據計算產生的流量進行計費。
(3)考勤管理
學生考勤是學校日常教學過程中必不可少的一個組成部分。常規考勤工作主要都由教師承擔,花費教師額外的時間與精力。
基於RFID技術的考勤管理工作流程:每次上課前,學生用含RFID標籤的校園卡(或手機卡)刷卡進教室,教室內的設備在接收到讀卡器發送來的學生刷卡記錄數據後,將數據發送到遠程服務器;遠程服務器接收到數據後,將數據存儲到數據庫中;然後,教務人員或者教師通過瀏覽器登錄到考勤查詢網站,可以實時地遠程查詢某一節課或某一位學生或某個教室在某一段時間內的考勤情況;學期結束時,每門課程學生的出勤情況或者某個學生在一個學期的出勤情況可以自動統計出來。
(4)智能照明
智能照明是利用物聯網技術,使校園內的燈能夠無線自主組網,使每一盞燈都能遙測和遙控,教室和道路的燈接受控制中心的命令,反饋燈的各種狀態,根據光強度和時段自動調節照明亮度。例如對教室照明智能控制,當教室光照比較暗,燈自動亮;當光照比較強時,燈自動關,如果發現教室裡沒人,可以遠程控制燈的開關。
2.教學管理
包括日常教學、智慧圖書館和實驗室管理等
(1)日常教學
利用物聯網技術有利於建立全面和主動的教學管理體系,利用RFID技術的支持,可以完善教學管理的組織系統、評價和考核系統,從而對教學的質量建立保障和監控體系;有利於拓展學習空間、培養學習者自主學習能力,物聯網能為學生的自主學習、合作學習等提供支撐環境。例如,無錫市感知生長校園數字化農植園系統,就是讓學生通過“感知”動植物生長情況,利用計算機及網絡收集、處理和發佈觀測信息,交流種植經驗,展示研究成果,從而提升學生的科學素養。
(2)智慧圖書館
智慧圖書館通過物聯網來實現智慧化的服務和管理。它的理想模式就是無需人工服務。目前物聯網在圖書館中的應用,主要是RFID電子標籤的應用,以智能書車為例來說明。
智能書車是一種移動式RFID文獻歸架管理設備,具有查詢、定位、書架智能導航等功能,可實現文獻架位信息收藏、文獻分揀、新文獻上架等功能。具體流程:書籍揀到書車上,通過閱讀器識別書籍的RFID中存儲的信息,記錄並顯示文獻在書車上的位置,同時根據獲取的書籍存儲架位信息,將需要進行上架工作的位置和書車上對應的書的存放檔位對應起來,並在書車的顯示屏幕上按照書庫的位置將該車書的具體上架位置顯示和指引出來,方便工作人員進行高效率歸架。
(3)實驗室管理
物聯網應用到實驗室中主要包括設備管理、實驗過程管理和智能插座等。
設備管理:RFID存儲實驗設備的基本屬性等信息,利用閱讀器方便地獲取相關信息,然後再利用網絡進行統一管理。
實驗過程管理:首先,RFID可以幫助學生方便地獲取實驗步驟、操作要點、使用幫助等信息。其次,在實驗過程中,使用不當時能自動警告並中斷實驗過程,避免不必要的損失。另外,實驗數據可以被實時採集並以適當的方式提供給實驗者,實現實驗教學的數字化、網絡化與智能化。
智能插座除了擁有傳統電源插座功能外,它能夠將各個實驗設備的耗電量信息實時反饋給實驗室管理員,管理員能隨時開關插座,實現插座與人的對話,起到高效節能的作用。
智慧校園是通過物聯網來實現智慧化的校園服務和管理,它通過物聯網實現了校園內任何人、任何物、任何信息載體、任何時間、任何地點的互聯互通,海量信息在物聯網平臺的聚合而產生新的信息,從而給廣大師生提供了智慧化的業務和服務模式。
教育信息化的發展和應用水平正日益成為學校的核心競爭力之一。學校信息化由數字校園向智慧校園的演進是教育信息化發展客觀規律的必然體現,也是當前教育信息化發展的趨勢與潮流。如何準確理解智慧校園的內涵與特徵,融合利用信息化熱點技術,科學制定智慧校園的發展策略成為學校在大信息時代的重要課題。