蔣家傅　鐘勇　王玉龍　李宗培　黃美儀

【摘要】文章介紹了當前關于“智慧校園”的研究與實施的現(xiàn)狀，以作者主持的廣東省佛山市禪城區(qū)“智慧校園”示范工程項目為例，闡述了“智慧校園”系統(tǒng)的內涵與特征、系統(tǒng)架構、功能模塊，并提出了運用先進的教育理念和物聯(lián)網、云計算等先進信息技術構建“智慧校園”系統(tǒng)的技術路線和實施方法，提供了“智慧校園”整體解決方案。

【關鍵詞】物聯(lián)網；云計算；智慧校園

【中圖分類號】G40-057

【文獻標識碼】A

【論文編號】1009-8097（2013）02-0109-06

一 研究緣起及項目背景

1 研究緣起

信息技術的快速發(fā)展促進了教育觀念和教學方式的變革。隨著物聯(lián)網、云計算、移動互聯(lián)網等新一代信息技術的發(fā)展，隨時隨地的師生互動、無處不在的個性化學習、智能化的教學管理和學習過程跟蹤評價、一體化的教育資源與技術服務、家校互通的學習社區(qū)、師生共同成長的校園文化等新型“智慧校園”教學管理模式已展現(xiàn)在人們面前。關于“智慧校園”的研究已成為當前教育信息化領域關注的熱點。

自從IBM提出“智慧地球”概念后，國內外不少學者提“智慧校園”的概念和解決方案。在國外，具有代表性的實施案例有韓國與馬來西亞。韓國教育科學技術部于2011年6月向總統(tǒng)府遞交了《通往人才大國之路：推進智能教育戰(zhàn)略》提案，并于同年10月發(fā)布了《推進智能教育戰(zhàn)略施行計劃》，提出五大戰(zhàn)略舉措：（1）數(shù)字化教材的開發(fā)與應用；（2）在線學習常態(tài)化與在線評價體系的構建；（3）營造教育資源用于公共目的的環(huán)境與加強信息通訊倫理教育；（4）加強教師的智能教育實踐能力；（5）構筑基于云計算技術的教育服務基石。馬來西亞政府為促進教育系統(tǒng)的整體性變革于2006年提出的一項宏偉工程——“智能學?！保⊿mart School）計劃，到2010年，馬來西亞所有的中小學都將轉型為智能學校。智能學校實施計劃有四項目標：提供個人全方位的發(fā)展；注重智能、情緒與身體的發(fā)展；培育科技的素養(yǎng)能力及建立教育民主化制度。在國內，有學者對“智慧校園”的概念提出了不同的解讀。黃榮懷等認為，“智慧校園”是一種智慧的學習環(huán)境。還有學者認為，“智慧校園”是以物聯(lián)網為基礎的校園應用。在實施方面，南京郵電大學于2010年實施了基于物聯(lián)網的“智慧校園”建設方案，浙江大學、西南大學、成都大學、同濟大學等幾十所高校正在籌劃、實施智慧校園建設；中國電信等移動互聯(lián)網運營商實施了基于e卡通的“智慧校園”解決方案。目前“智慧校園”解決方案還處于探索階段，在技術方面，沒有建立統(tǒng)一的“智慧校園”的系統(tǒng)架構和技術規(guī)范；在應用方面：物聯(lián)網和云計算等先進技術應用處于初級階段，技術、業(yè)務、資源、信息、數(shù)據(jù)與用戶服務的融合度不夠，沒有從如何利用信息技術支持學生的自主學習、協(xié)作學習，如何支持師生互動與快速準確反饋，如何支持教師教學決策等方面提出有效的解決方案。

本文以作者主持的佛山市禪城區(qū)“智慧校園”示范工程項目為例，闡述如何采用先進的教育理念和物聯(lián)網、云計算等先進信息技術構建“智慧校園”系統(tǒng)，探討“智慧校園”系統(tǒng)的基本特征、系統(tǒng)架構、功能模塊、技術路線和實施方法等整體解決方案。

2 項目背景

佛山市禪城區(qū)“智慧校園”示范工程是禪城區(qū)人民政府于2010年9月啟動、2012年5月正式上線運行的“四化融合、智慧佛山”首批重點示范項目。本項目分別選擇高中（佛山三中）、初中（汾江中學）、小學（佛山實驗學校和南莊中心小學）四所不同類型的學校，建立禪城區(qū)“智慧校園”示范工程試點學校和示范系統(tǒng)。

禪城區(qū)在教育信息化環(huán)境建設、教育資源建設、教師教育技術能力培訓和教育信息化推廣應用方面具有良好的基礎，是“廣東省推進教育現(xiàn)代化先進區(qū)”，四所“智慧校園”示范工程學校具有較高的教育信息化建設與應用水平。但由于信息技術發(fā)展等歷史原因，項目實施前，禪城區(qū)教育信息化建設面臨的主要挑戰(zhàn)在于：

（1）“信息孤島”現(xiàn)象。各個學校的信息化應用系統(tǒng)采用的技術標準、數(shù)據(jù)規(guī)范不一致，缺乏甚至沒有數(shù)據(jù)共享關系和交換途徑，形成“信息孤島”；

（2）信息系統(tǒng)的綜合服務能力弱，難以實施綜合業(yè)務流程和綜合查詢與決策支持；

（3）教育資源存儲分散，數(shù)據(jù)標準不同統(tǒng)一，資源共享困難、檢索低效，教育資源的數(shù)量和質量難以滿足日常教學需要；

（4）信息化建設對提高教學質量和學校管理效率的有效支持不夠。

因此，禪城區(qū)教育信息化建設需要一個統(tǒng)一的平臺，統(tǒng)一的技術標準，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范來整合各類信息，實現(xiàn)校園內各個信息管理系統(tǒng)的無縫連接。本項目的實施，著重在解決以上問題方面進行探索。

二 智慧校園的內涵與特征

“智慧”（wisdom）一詞是指對事物能迅速、靈活、正確地理解和解決的能力?！爸腔邸笔且粋€相對概念，并不局限于人類，任何物體組成的體系都有智慧，只是高低不同。IBM提出的智慧系統(tǒng)特征是3I：即能夠更透徹的感知和度量（Instrumented），更全面的互聯(lián)互通（Interconnected），更深入的智能化（Intelligent）。

關于“智慧校園”的特征，國內一些學者提出了不同的解讀。黃榮懷等認為，智慧校園（Smart Campus）應具有以下五個特征：（1）環(huán)境全面感知；（2）網絡無縫互通；（3）海量數(shù)據(jù)支撐；（4）開放學習環(huán)境；（5）師生個性服務。宗平等人認為，“智慧校園”的核心特征主要在三個方面：一是為廣大師生提供一個全面的智能感知環(huán)境和綜合信息服務平臺，提供基于角色的個性化定制服務；二是將基于計算機網絡的信息服務融入學校的各個應用與服務領域，實現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作；三是通過智能感知環(huán)境和綜合信息服務平臺，為學校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。筆者認為，“智慧校園”是信息技術高度融合、信息化應用深度整合、信息終端廣泛感知的信息化校園?！爸腔坌@”系統(tǒng)兼有技術、教育和文化等多重屬性，具有如下9大特征：

（1）融合的網絡與技術環(huán)境。實現(xiàn)校園有線網、無線網、傳感網、視頻監(jiān)控網等多種網絡的融合和多種信息化應用系統(tǒng)的融合，形成一體化的網絡環(huán)境和應用環(huán)境；

（2）廣泛感知的信息終端。為廣大師生提供一個全面的智能感知環(huán)境；

（3）快速、綜合的業(yè)務處理服務。能夠對教學、科研、管理的各種業(yè)務、信息、數(shù)據(jù)按照基于流程的方式進行快速、綜合處理，為廣大師生提供一個全面綜合業(yè)務處理與服務平臺；

（4）智能的管理與決策支持。具有架構科學合理、低耗高效運轉的學校智能化管理與決策支持系統(tǒng)，能夠對學校的人、財、物、活動、事件和業(yè)務流程進行感知、識別、跟蹤、判斷、處理、評價與提示指引；

（5）個性化的信息服務。能提供基于角色的個性化信息定制服務；

（6）泛在的自主學習環(huán)境。通過實施有線和無線網絡的全面覆蓋，借助移動學習終端和教育云服務平臺，任何時間可以在學校任何地點在線學習、互動交流和輔導答疑。實現(xiàn)教育無處不在，學習隨時隨地；

（7）智慧的課堂。具有滿足師生個性化教與學需求，實現(xiàn)自主探究、互動教學、協(xié)同學習等多種教學模式，并能對學習過程進行動態(tài)跟蹤與評價的智慧課堂；

（8）充分共享、靈活配置的教學資源平臺。建有教育云服務平臺，能實現(xiàn)教育資源的按需動態(tài)分配和技術服務的充分共享。具有統(tǒng)一的教育資源建設標準和存儲規(guī)范，能實現(xiàn)教育資源的高效檢索和智能匯聚。能提供海量的優(yōu)質教育資源，并與教學系統(tǒng)無縫對接，滿足教學需求；

（9）蘊含教育智慧的學習社區(qū)。具有家?；ネǖ臏贤ㄆ脚_和學習社區(qū)，教師、學生、家長能夠及時互動，分享教育經驗與智慧。能整合各種社會力量，共同促進學生快速健康成長。

三 智慧校園系統(tǒng)架構

佛山市禪城區(qū)“智慧校園”系統(tǒng)的構建是在現(xiàn)有校園網和學校教育信息化設施及應用系統(tǒng)的基礎上，通過應用RFID等傳感技術組建校園物聯(lián)網，應用無線網絡技術組建校園移動學習網，實現(xiàn)對校園內的人（教師、學生、管理者、家長及其他人員）、財（學校經費、個人消費等）、物（教學大樓、圖書館、教室、實驗室和教學設備等）和信息（教學資源、教學管理信息、學校公共管理信息、活動信息等）進行識別、傳輸、存儲、處理和控制，為師生提供智能化的管理和個性化的信息服務。

“智慧校園”系統(tǒng)平臺采用面向服務的多層架構模式（SOA），將學校的資源、數(shù)據(jù)、信息和業(yè)務流程，按照基于服務的方式整合起來，使平臺具有很強的適應性、擴充性、維護性和易用性。平臺總體架構如下圖1所示：

智慧校園系統(tǒng)架構包括4大體系4個支撐平臺和8個應用系統(tǒng)。

4 大體系包括標準體系、安全體系、云平臺監(jiān)控體系和教育云服務體系。

1 標準體系

基于教育云的智慧校園標準目前還沒有統(tǒng)一規(guī)范。云計算本身就缺乏統(tǒng)一的標準，在云平臺上運行的應用系統(tǒng)又千差萬別，難以有統(tǒng)一的資源管理、資源發(fā)布、資源應用。因此，本系統(tǒng)平臺的構建首先需要建立一套標準體系。

智慧校園系統(tǒng)標準體系建設分三個層次：信息編碼與數(shù)據(jù)交換，軟件開發(fā)與集成；硬件環(huán)境；在線應用。包括：

（1）建立完整的信息編碼與數(shù)據(jù)規(guī)范體系。采用國際通用標準和中國教育信息化標準委員會的制訂的學習技術系統(tǒng)《體系架構與參考模型（CELTS-1）》和《教育資源建設規(guī)范CELTS-41》等10個標準以及《智慧校園示范學校自定義信息編碼標準》多種代碼體系相互補充，代碼分層定義，方便用戶分級選擇輸入信息，同時支持代碼擴充、自定義和更新。

（2）軟件開發(fā)采用《GB/T19001ISO 9001在軟件開發(fā)、供應和維護中的使用指南》、《計算機軟件產品開發(fā)文件編制指南（GB/T 8567-1988）》和《角色訪問控制標準ANSI INCITS359-2004》等國際與國家標準。

（3）智慧校園硬件設施標準。采用中國教育技術協(xié)會技術標準委員會制定的《多媒體教學環(huán)境工程建設規(guī)范》。

2 安全體系

智慧校園安全體系建立了包括操作系統(tǒng)級安全、網絡級安全和應用級安全三層安全體系。

（1）操作系統(tǒng)級安全。在操作系統(tǒng)級，平臺使用最新的主流Linux操作系統(tǒng)，啟用Linux的內核防火墻和身份認證機制保障操作系統(tǒng)的安全，基于心跳（Heart Beat）技術檢測系統(tǒng)的崩潰并盡可能自動恢復。如果安全服務系統(tǒng)沒有收到某一計算節(jié)點的定時心跳數(shù)據(jù)流，則說明該節(jié)點或網絡出現(xiàn)了故障，此時重新啟動該節(jié)點，如果不成功就將該節(jié)點排除在計算之外。

（2）網絡級安全。在網絡級，平臺使用下列手段保證平臺的網絡傳輸安全：使用硬件防火墻保障整個云平臺的安全。為了防止教育云平臺系統(tǒng)被非法侵入，在前端計算機安裝雙網卡將內部和外部網絡隔離開。在系統(tǒng)區(qū)域網絡中使用在Internet上沒有實際意義的內部IP地址，并用IP偽裝（IP Masquerading）和IP端口轉送（IP Port Forward）技術實現(xiàn)網絡地址轉換。為了防止云平臺與用戶之間網絡通信的被竊取，教育云平臺采用了基于SSL安全協(xié)議的擴展HTTP協(xié)議HTTPS。

（3）應用級安全。在應用級，平臺使用下列手段保證平臺的應用安全：①可信的單點登錄（SSO）。單點登錄是解決門戶系統(tǒng)安全認證問題的一種理想和有效的認證策略，我們采用的CAS（Central Authentication Service）是Yale大學發(fā)起的一個開源項目，作為智慧校園平臺的一個安全而又簡單的SSO安全實現(xiàn)。②云平臺權限控制。為了防止非授權用戶的非法入侵和授權用戶的越權使用，教育云平臺進行各種級別的權限控制，并具備審核功能，自動記錄用戶訪問的情況和操作過程，以備日后查詢。

系統(tǒng)開發(fā)中，由于不同身份的用戶其業(yè)務處理邏輯不同，如果單獨為每類用戶開發(fā)與之工作相對應的應用程序，無疑將十分復雜，也不利于以后的維護工作。為控制系統(tǒng)信息的閱讀范圍和業(yè)務辦理權限，系統(tǒng)將用戶劃分為不同的角色，不同的用戶角色具有不同的系統(tǒng)操作權限和查詢權限，通過權限控制為不同身份的用戶賦予與之身份對應的各項操作，屏蔽不能執(zhí)行的操作調用，以此實現(xiàn)分工負責。系統(tǒng)用戶按照其職務、業(yè)務類別、管轄區(qū)域，被授予不同的操作權限。操作權限包括數(shù)據(jù)庫（表）操作限制、業(yè)務模塊操作限制、地理范圍限制、數(shù)據(jù)讀寫操作的限制等。平臺采用專業(yè)的用戶細分，針對教育系統(tǒng)的獨特性，研發(fā)出一套專業(yè)的用戶系統(tǒng)，將用戶根據(jù)教育部門，學校，地區(qū)，身份，角色，崗位，職位，科目，年級，班級等分類歸檔，并賦予不同功能和權限，同時，云教育的用戶將終身有效。

系統(tǒng)也采用嚴格的權限和隱私設置，用戶可為自己發(fā)布的內容和上傳的資料快速設置或詳細設置讀寫權限。詳細設置可將權限賦予指定地區(qū)、身份、年級等細分用戶和指定好友等。同時還為用戶提供私密保護，設置為私密的信息，除了用戶本人，其他任何人包括平臺管理員也無法查看到該信息，最大程度地保護了用戶的隱私。

3 云平臺監(jiān)控體系

云平臺監(jiān)控體系建立了包括教育云平臺訪問量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、用戶數(shù)統(tǒng)計分析、功能模塊訪問統(tǒng)計分析、用戶使用習慣統(tǒng)計分析、用戶在線時間統(tǒng)計分析、流量統(tǒng)計分析等完整的平臺使用監(jiān)控策略。

4 教育云服務體系

教育云服務體系以教育資源共享為核心形成多層次的服務體系：

（1）基礎設施即服務（Infrastructure as a service）

平臺以服務的形式提供虛擬硬件資源和服務器租用等，使教育相關部門無需購買服務器、網絡設備、存儲設備，只需通過互聯(lián)網租賃即可搭建自己的應用系統(tǒng)。

（2）平臺即服務（Platform as a service）

平臺能提供完善的平臺即服務功能，包括云應用支撐服務、云系統(tǒng)支撐服務和智慧校園云服務總線。平臺通過提供二次開發(fā)接口、教育軟件定制接口等功能以及開放式的支撐服務功能，提供完善的應用服務引擎和應用編程接口，用戶能通過應用服務引擎，構建相應的教學應用。

（3）軟件即服務（software as a service）

智慧校園服務平臺的用戶和客戶端軟件均能通過標準的Web瀏覽器來使用云平臺上的各類在線服務，用戶不必另行購買軟件，平臺能提供完善的軟件即服務功能。

本平臺通過集成三個層次的服務，能全方位滿足各級學校各類服務的需要。4個支撐平臺包括云平臺基礎設施支撐平臺、云系統(tǒng)支撐服務平臺、智慧校園服務總線和云應用支撐服務平臺。

①云平臺基礎設施支支撐平臺。包括底層的服務器集群、數(shù)據(jù)倉庫集群、云存儲和監(jiān)控系統(tǒng)。該平臺為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠的應用基礎支撐平臺。

②云系統(tǒng)支撐服務平臺。通過系統(tǒng)中間件和應用服務器進行系統(tǒng)支撐。云系統(tǒng)支撐層能提供業(yè)務功能模塊與云平臺層的連接，包括單點登陸、統(tǒng)一用戶授權、統(tǒng)一消息服務、統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換服務、工作流服務、信息門戶服務、統(tǒng)一搜索服務、統(tǒng)一信息發(fā)布服務等云支撐服務。

③智慧校園云服務總線。這是各類學校和教育機構的數(shù)據(jù)融合和交換中心，包括數(shù)據(jù)融合、重組、加工、管理、變換和集成，服務感知、消息感知、事件感知、任務調度、服務編排和調度、服務QoS、數(shù)字證書等功能。

④云應用支撐服務平臺。該平臺形成用戶的基本信息數(shù)據(jù)、教育資源數(shù)據(jù)、師生成長檔案，并提供數(shù)據(jù)分析和挖掘、教育資源共享等；

8個應用系統(tǒng)分布在教育在線應用服務層，能提供各類在線教育軟件服務，包括智慧校園管理系統(tǒng)、智能教學系統(tǒng)、移動學習系統(tǒng)、數(shù)字化實驗系統(tǒng)、教育資源庫、智慧系統(tǒng)文化、家校通系統(tǒng)、數(shù)字圖書館系統(tǒng)等八大在線服務系統(tǒng)。

四 實施方法與技術路線

1 總體實施策略

“智慧校園”示范工程建設起點高、時間緊、技術難度大，本項目通過創(chuàng)新的政產學研合作機制，采用“以政府主導、以產學研為依托、以應用為驅動、示范引領、逐步推廣”的實施策略，邊研發(fā)邊建設，由教育主管部門、本地高校和相關專業(yè)公司多方合作，組成佛山市禪城區(qū)“智慧校園”示范工程課題組，充分利用教育主管部門和示范學校的項目組織管理優(yōu)勢、需求分析優(yōu)勢、教學資源建設和推廣應用優(yōu)勢，高校的系統(tǒng)設計與研發(fā)優(yōu)勢，企業(yè)的資金、產品和技術服務優(yōu)勢，實現(xiàn)強強合作。這種創(chuàng)新的機制和項目推進策略，有利于實施“起點高、時間緊、技術難度大”的項目，為其他示范工程項目的建設探索可供借鑒的模式。

2 系統(tǒng)開發(fā)方法

“智慧校園”項目采用的開發(fā)方法是基于RUP的迭代開發(fā)方法，RUP是一個面向對象且基于網絡的程序開發(fā)方法。由于本項目的實施尚無成功經驗可循，系統(tǒng)龐大，且涉及眾多新技術的應用，開發(fā)難度大。在軟件開發(fā)的早期階段無法全面準確地明確用戶需求，確定詳細技術路線。而迭代式開發(fā)允許在每次迭代過程中需求可能有變化，通過不斷細化來加深對問題的理解。迭代開發(fā)可有效降低項目風險。本項目開發(fā)依據(jù)迭代開發(fā)方法的核心理念和操作模式，實施過程按“調研-需求分析-原型構建-系統(tǒng)開發(fā)-測試-適用評-示范應用-深化應用-總結推”廣9個階段進行。

3 主要實現(xiàn)技術

（1）開發(fā)環(huán)境和工具。以Linux作為底層操作系統(tǒng)，使用JAVA語言作為主要的開發(fā)語言，開發(fā)環(huán)境為JDK1.6+和eclipse3.7，完全滿足J2EE和servlet2.4+的開發(fā)規(guī)范，web容器使用tomcat7.0。整個平臺基于SOA方式，采用Apache的CXF作為數(shù)據(jù)的整合和共享方式，智慧校園各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通都是通過該方式實現(xiàn)；該方式獨立于操作系統(tǒng)和開發(fā)語言，可靈活部署，兼容性和性能優(yōu)越。

（2）單點登錄。平臺的各個系統(tǒng)之間的登錄整合以Yale CAS（Central Authentication Service，中央認證服務器）方式實現(xiàn)。Yale CAS是耶魯大學的一個開源項目，Yale cas是目前項目中用到最多的SSO整合方案，該方案提供一種標準的用戶認證服務，實現(xiàn)了單點登錄功能。

（3）Web部署。Web部署使用前端服務器加后端服務器的耦合方式實現(xiàn)，前端使用高性能的Nginx，后端則使用標準的serlvet容器Tomcat實現(xiàn)，Nginx專為性能優(yōu)化而開發(fā)，它支持內核Poll模型，能經受高負載的考驗，有報告表明能支持高達50，000個并發(fā)連接數(shù)，這樣的搭配可以很好的解決性能和應用的兼容性問題。使用Nginx按照調度規(guī)則實現(xiàn)動態(tài)、靜態(tài)頁面的分離，為了提高訪問性能，以Nginx的ip哈希方式實現(xiàn)了應用的負載均衡。

（4）工作流引擎。使用/BOSS成熟的JBPM工作流引擎作為解決方案，JBPM是一個開源的、純JAVA的、輕量級的支持多種可執(zhí)行流程語言的工作流程管理（BPM）工作流引擎。

（5）數(shù)據(jù)存儲。使用分布式的關系型數(shù)據(jù)庫Mysql Cluster作為關系型數(shù)據(jù)的存儲，使用分布式的Hadoop作為非關系型數(shù)據(jù)的存儲解決方案。

（6）云平臺虛擬化。采用Linux的KVM解決方案，KVM虛擬化平臺是linux內核原生的組成部分，它使用Linux自身的調度器進行管理，所以相對于其他虛擬化平臺其核心源碼很少，速度更快更穩(wěn)定。

（7）網絡性能優(yōu)化方法。在網絡優(yōu)化和傳輸方面主要使用gzip壓縮技術、瀏覽器緩存技術、服務端動靜態(tài)分離的處理技術和服務端緩存技術；

五 智慧校園示范應用系統(tǒng)

智慧校園示范系統(tǒng)基于教育云平臺構建，包括智慧校園管理系統(tǒng)、智能教學系統(tǒng)、移動學習系統(tǒng)、數(shù)字化實驗系統(tǒng)、教育資源平臺、智慧校園文化系統(tǒng)、家校通系統(tǒng)和數(shù)字圖書館系統(tǒng)。

1 教育云平臺

教育云平臺是智慧校園的底層支撐。采用先進的虛擬化技術，通過租用世紀互聯(lián)的硬件服務，構建了禪城區(qū)全新的、動態(tài)擴展的、分布式存儲教育數(shù)據(jù)中心。教育云平臺建立了統(tǒng)一的單點登錄系統(tǒng)，實現(xiàn)了用戶界面整合、業(yè)務流程整合和系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合，為禪城區(qū)所有學校師生提供了統(tǒng)一用戶授權、統(tǒng)一信息服務、統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換服務、工作流服務、電子表單服務、數(shù)據(jù)存儲與計算服務、教學資源共享服務等硬件、軟件和應用服務，避免了重復建設，大大提高了資源與技術服務的利用率。

2 教育資源平臺

教育資源平臺是七個子系統(tǒng)的接入口。通過整合全區(qū)各類學校的教學資源、建立了涵蓋中小學各學科的素材庫、課件庫、教案庫、電子教材庫、試題庫、名師講堂庫、同步視頻課堂庫等優(yōu)質的教學資源，實現(xiàn)了跨校共享。教育資源平臺具有良好的用戶體驗。支持教學資源的智能管理、智能檢索和智能匯聚，用戶可以對資源進行訂閱與推薦，可以設定資源的訪問、下載的權限，保護知識產權。支持動態(tài)生成作業(yè)和試題，并具有作業(yè)發(fā)布、作答、批改、查詢、修改、刪除和統(tǒng)計分析功能；支持動態(tài)組卷，具有試卷發(fā)布、作答、批改、查詢、修改、刪除和統(tǒng)計分析功能。

3 智能管理系統(tǒng)

智能管理系統(tǒng)以先進的物聯(lián)網技術為基礎，實現(xiàn)了校園進出人員身份管理、考勤管理、學校資產監(jiān)控與數(shù)據(jù)泄密管理、辦公管理、教學活動管理、教學設備管理、教務管理和安防管理智能化。智能管理系統(tǒng)提供智慧校園各個業(yè)務系統(tǒng)的單點登錄接口和用戶管理配置。辦公管理系統(tǒng)根據(jù)學校管理架構和業(yè)務流程定制開發(fā)，包括公文管理、個人事務管理和統(tǒng)計查詢系統(tǒng)。實現(xiàn)了辦公業(yè)務全流程的跟蹤管理、統(tǒng)計查詢和輔助決策。教學活動管理系統(tǒng)提供各類校園活動申請、安排，跟蹤和查詢等功能。教學設備管理系統(tǒng)提供設備申購、入庫、報損、借用、領用、維修管理、賬物卡管理、重要設備跟蹤管理和統(tǒng)計、查詢等功能。教務管理系統(tǒng)提供智能化的教學排課、成績錄入、教務信息發(fā)布、查詢、教學評價、成績統(tǒng)計分析等功能。

4 智能教學系統(tǒng)

智能教學系統(tǒng)依托教學資源平臺，為教師編寫教案、制作課件、批改作業(yè)和輔導答疑提供智能化服務。包括智能備課系統(tǒng)、互動課堂系統(tǒng)、輔導答疑系統(tǒng)、電子作業(yè)系統(tǒng)和綜合評價系統(tǒng)五部分。

智能備課系統(tǒng)提供了基于教學流程選擇、備課資源智能匯聚、輕松編輯素材、快速制作教案、自動生成教學網站的智能備課功能。讓老師備課像寫博客一樣輕松省力。

互動課堂系統(tǒng)由教師電腦、電子白板、短焦投影、實物展臺、錄播系統(tǒng)、電子書包、無線網絡和智能講課系統(tǒng)組成，為老師開展互動教學提供了先進的教學環(huán)境。利用智能講課系統(tǒng)，老師可以按備課的教學流程在電子白板上點播素材、任意調整播放窗口、任意書寫，既像寫黑板一樣輕松自如，又能隨時保存。在課堂練習環(huán)節(jié)，老師通過電子白板把題目發(fā)給學生，學生利用電子書包接收、作答，提交答案，老師可以在白板上看到每個學生的答題結果，及時、精確地掌握每個學生的學習情況。課堂練習的結果可以保存在課堂學習檔案。學生利用電子書包按照老師控制的課堂活動進度自主學習、練習、提問和作筆記等。

課堂錄播系統(tǒng)可以將教師的授課過程自動錄制成視頻，供學生課后復習，也可以實現(xiàn)“翻轉課堂”。

輔導答疑系統(tǒng)直接建立了老師和學生之間的信息交流。

電子作業(yè)系統(tǒng)提供了覆蓋各個年級各學科的作業(yè)庫和試題庫，具有作業(yè)布置、提醒、作答、批改、統(tǒng)計分析功能和自動組卷、智能評分功能。

綜合評價系統(tǒng)提供了學生平時成績、課程作業(yè)、考試統(tǒng)計分析等信息，為老師教學決策提供了重要依據(jù)。

5 移動學習系統(tǒng)

移動學習系統(tǒng)主要電子書包、手機等移動學習終端為載體，基于統(tǒng)一的教育資源平臺支持，實現(xiàn)任何時間、任何地點的個性化學習。移動學習系統(tǒng)能夠為移動學習終端有效地呈現(xiàn)學習內容并且提供教師與學習者之間的雙向交流，具有提供隨時隨地地學習環(huán)境和學習情境的功能。主要包括：電子教材閱讀、課堂筆記、課件下載和信息訂閱、教學視頻點播、作業(yè)下載和提交、輔導答疑、考勤信息和成績查詢、學習工具等。

6 數(shù)字化實驗系統(tǒng)

數(shù)字化實驗系統(tǒng)主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機、實驗教學平臺和多媒體互動投影系統(tǒng)組成。實現(xiàn)了從實驗數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和生成輸出全過程數(shù)字化。為學校師生創(chuàng)設了開放、協(xié)作的科學探究實驗環(huán)境。系統(tǒng)還具有實驗教學管理、實驗設備管理、實驗室開放管理和實驗成績管理功能，并與智慧校園其他子系統(tǒng)無縫對接。

7 家校通系統(tǒng)

家校通系統(tǒng)實現(xiàn)了家校溝通無障礙。老師和家長之間，可以直接使用家校通系統(tǒng)互動交流。譬如學校向家長報告學生在校情況，發(fā)布通知，布置作業(yè)，家長查詢學校的規(guī)章制度、課程安排，或與老師一起切磋教育心得等，十分便捷。

8 智慧校園文化系統(tǒng)

智慧校園文化系統(tǒng)包括校園多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)、虛擬校園交互式演示系統(tǒng)和智慧學習社區(qū)三部分組成。智慧校園多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)以數(shù)字化方式展示學校形象與文化特色。即在學校主要場所與主要通道，應用電子顯示屏展示校園文化特色、辦學理念、校園動態(tài)信息、教學活動信息、樓層、場所導覽信息、宣傳表彰、通知公告等。虛擬校園交互式演示系統(tǒng)通過虛擬現(xiàn)實技術逼真再現(xiàn)校園的地形地貌、建筑物、綠化、運動設施及場地等，并可以在校園主頁以各種方式進行導覽，展示學校形象；與智慧校園共用同一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，讓管理者隨時隨地直觀地了解學校的資產情況，實現(xiàn)資產管理，還可輔助實現(xiàn)消防安全管理；智慧學習社區(qū)整合了博客、QQ等多種功能，為學生、教師和家長提供了一個便捷交流互動的平臺，包括智慧講壇、創(chuàng)意樂園、智慧活動、名師支招、智慧之星等，為廣大教師交流教學經驗，分享教學智慧，為學生分享學習心得，開展科技創(chuàng)新活動提供有效的支持。

9 數(shù)字圖書館系統(tǒng)

數(shù)字圖書館系統(tǒng)是為了適應圖書館未來的發(fā)展要求，滿足示范學校對館藏資源充分共享、高效管理等方面的實際需求構建的。本系統(tǒng)包含了目前圖書館管理業(yè)務的每個環(huán)節(jié)，具備系統(tǒng)圖書采訪、圖書編目、圖書流通、期刊管理、公共查詢、系統(tǒng)管理等功能，并與本區(qū)e卡通系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)成員館館藏資源的互借、互還和互通。

六 結束語

“智慧校園”示范工程項目的實施，為解決禪城區(qū)教育信息化面臨的挑戰(zhàn)，解決當前基礎教育信息化所面臨的突出與共性問題進行了創(chuàng)新性探索。在學校管理方面，打破目前數(shù)字校園的“信息孤島”，實現(xiàn)了信息管理一體化和智能化；在教學資源方面，實現(xiàn)區(qū)域內各學校軟硬件資源的動態(tài)均衡配置、充分共享；在教學應用方面，充分利用信息技術支持師生多樣化、個性化的教與學需求，讓教學更輕松、學習更自主、互動更及時、協(xié)作更方便、評價更準確；在學習社區(qū)和校園文化方面，構建了學校、家庭、社會互通的平安、綠色學習社區(qū)，整合了各種教育力量，共同促進學生健康、快速成長。

隨著“智慧校園”系統(tǒng)的推廣應用，將給全區(qū)基礎教育帶來一系列的變革和創(chuàng)新，為推動學校提高管理效率和決策水平、大面積提高教學質量，促進教育公平發(fā)揮重要的作用。并為國內實施同類項目提供有益借鑒。

編輯：小西