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【摘要】智慧校園是未來校園發(fā)展的必然趨勢。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展與成熟，底層信息的獲取變得十分的重要?；A(chǔ)微電子技術(shù)的各類感應(yīng)器件扮演著至關(guān)重要的角色。本文從微電子在智慧校園中應(yīng)用出發(fā)，分析智慧校園基于微電子的架構(gòu)模型、運(yùn)行與維護(hù)方式、可視化管理、分析預(yù)測，最后介紹基于微電子技術(shù)智慧校園所起到的作用，為智慧校園的推廣應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】微電子技術(shù)；智慧校園；信息管理模式

隨著信息化教育的不斷發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的成熟，傳統(tǒng)校園和數(shù)字化校園將逐漸落后于時(shí)代，“智慧校園”由此而生。通過各種基于微電子技術(shù)的器件采集校園內(nèi)的數(shù)據(jù)為智慧校園提供智慧的基礎(chǔ)，基于此的信息管理模式至關(guān)重要。

1智慧校園中運(yùn)用微電子技術(shù)的介紹

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動(dòng)通訊技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，移動(dòng)設(shè)備終端的廣泛應(yīng)用以及數(shù)字化校園在“協(xié)調(diào)與合作”方面的缺陷，“智慧校園”應(yīng)運(yùn)而生。它是“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代基于數(shù)字校園進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物，是高校數(shù)據(jù)綜合與共享的新平臺，是由傳統(tǒng)校園、數(shù)字校園發(fā)展的新級階段。傳統(tǒng)的數(shù)字校園主要是依靠人工來實(shí)現(xiàn)各種資源的數(shù)字化，信息只能夠單向傳遞，存在信息孤島；對于科研，僅能夠進(jìn)行項(xiàng)目的申報(bào)管理。各種基于微電子技術(shù)的智能感應(yīng)器件不斷發(fā)展，包括位置、光線、影像、方位、溫度、濕度、壓力、觸摸、重力等感應(yīng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)各種監(jiān)測信息的實(shí)時(shí)獲取及上傳。微電子技術(shù)的不斷發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的融合產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是在物物相連的基礎(chǔ)上，通過互聯(lián)網(wǎng)將每一個(gè)物體作為智能終端的一個(gè)大系統(tǒng)。基于智慧校園系統(tǒng)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對人員出入校園建筑、人流密度大小、道路擁堵狀態(tài)、圖書資料借還情況、校園設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

2依托與微電子技術(shù)，構(gòu)建智慧校園信息管理模式

由數(shù)字化校園發(fā)展到現(xiàn)在的智慧校園，數(shù)據(jù)信息采集方式發(fā)生了根本性的變化，由傳統(tǒng)的人工輸入轉(zhuǎn)變?yōu)橛芍悄軅鞲衅骷詣?dòng)采集信息，智慧校園的信息管理模式也發(fā)生了根本性的變化。

2.1架構(gòu)模型

基于微電子技術(shù)的器件大部分運(yùn)用在硬件設(shè)施層，硬件設(shè)施層包括智能感知層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、計(jì)算/儲(chǔ)存層。智能感知層采用RFID、Zigbee、IPCam、WSN實(shí)現(xiàn)校園空間的全面感知，實(shí)時(shí)采集與校園學(xué)習(xí)生活相關(guān)的環(huán)境、師生學(xué)習(xí)生活軌跡、校園各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等信息，為智慧校園對校園實(shí)現(xiàn)全面信息采集、分析并實(shí)時(shí)反饋提供感知層面的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)通訊層：將有線、無線和5G技術(shù)相結(jié)合，為智能感知層采集到的各種數(shù)據(jù)提供高速傳輸服務(wù)，是智慧校園能夠提供寬帶、安全和大范圍網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。計(jì)算/儲(chǔ)存層：以IaaS云計(jì)算能力為基礎(chǔ)，充分利用高性能計(jì)算機(jī)集群為智慧校園提供的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及物理平臺，極大地提高現(xiàn)有硬件的利用率，為智慧校園系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定高效的運(yùn)行提供確實(shí)可靠的保證。

2.2模式運(yùn)行及維護(hù)

運(yùn)行維護(hù)是保證智慧校園是否能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵。運(yùn)行維護(hù)的主體是由信息化領(lǐng)導(dǎo)小組領(lǐng)導(dǎo)的信息化管理專職人員。智慧校園系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)包括兩個(gè)方面：包括智慧校園門戶網(wǎng)站的內(nèi)容建設(shè)和智慧服務(wù)的運(yùn)行維護(hù)。微電子設(shè)備作為智慧校園的基礎(chǔ)，是運(yùn)行維護(hù)的重要對象，對智慧校園的所有運(yùn)行設(shè)備及線路進(jìn)行定期的檢查維修、對運(yùn)行環(huán)境全方位的智能監(jiān)控是保證智慧校園能夠穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。運(yùn)行設(shè)備需要根據(jù)系統(tǒng)上線運(yùn)行的需求進(jìn)行擴(kuò)充與兼容，保證所有的硬件設(shè)施能夠融入智慧校園這一大的系統(tǒng)之中。對于已出現(xiàn)的故障，要能夠及時(shí)響應(yīng)、解決問題、排除故障，保障系統(tǒng)能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行的狀態(tài)。在明確運(yùn)行與維護(hù)服務(wù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對于師生反映的問題要建立快速反應(yīng)機(jī)制，在短時(shí)間內(nèi)解決出現(xiàn)的問題。根據(jù)智慧校園故障等級劃分，使系統(tǒng)能在所規(guī)定的最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行。此外，運(yùn)行及維護(hù)的流程應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況以及現(xiàn)有條件做出不斷地調(diào)整、優(yōu)化。

2.3可視化管理

智慧校園系統(tǒng)中，可視化管理使系統(tǒng)中所需管理的對象及與之相關(guān)的所有數(shù)據(jù)信息更加清晰地呈現(xiàn)在系統(tǒng)中，信息化專職人員可以由此清晰地了解所需的全部信息?？梢暬梢宰屵\(yùn)維管理人員清楚的了解數(shù)量眾多的信息化資產(chǎn)，如交換機(jī)、路由器、服務(wù)器、管道、綜合布線、UPS、安全設(shè)備、安防設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備、智能水表電表等的配置、位置、資源利用率、運(yùn)行狀況、歷史記錄、檔案等一目了然[2]。依托于物聯(lián)網(wǎng)，將地下管網(wǎng)布局、數(shù)量等直觀地呈現(xiàn)出來，對后期運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)有極大的作用。在管理過程中，通過可視化管理，設(shè)備的運(yùn)行情況及健康狀況能夠被實(shí)時(shí)的監(jiān)控，能夠預(yù)警并提前處理潛在的問題。與此同時(shí)，通過可視化技術(shù)CPU、內(nèi)存、端口的使用率和流量狀況等數(shù)據(jù)能夠被實(shí)時(shí)掌握，便于提高智慧校園管理系統(tǒng)的效率并減少能源的消耗。

2.4分析預(yù)測

智慧校園的建設(shè)使得各高校積累了大量的數(shù)據(jù)，充分分析這些數(shù)據(jù)并加以預(yù)測，將對教育決策、個(gè)性化教育、教學(xué)科學(xué)評估等就有重要推動(dòng)作用，隨著應(yīng)用于校園的大數(shù)據(jù)分析效果逐漸體現(xiàn)出來，這將反作用于智慧校園本身加快推進(jìn)智慧校園的建設(shè)。

3智慧校園運(yùn)用微電子處理技術(shù)應(yīng)用效果

通過對智慧校園建設(shè)相關(guān)文獻(xiàn)的閱讀及研究，智慧校園已逐漸取代傳統(tǒng)的數(shù)字校園，智慧校園對于現(xiàn)代化教學(xué)的作用十分巨大，對于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展有著巨大的作用。

3.1便捷、高效、節(jié)能的校園環(huán)境

《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》明確指出“智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)”，這是國家第一次將“智慧教育”出版在國家制定的政府文件當(dāng)中。以各種微電子器件為基礎(chǔ)構(gòu)建的智慧校園能夠很好地完成《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中對于高校信息化建設(shè)的全方位指引。在《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中，數(shù)字資源服務(wù)普及行動(dòng)引領(lǐng)智慧校園資源的建設(shè)、應(yīng)用與共享，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間覆蓋行動(dòng)指明智慧校園基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)內(nèi)容，百區(qū)千校萬課引領(lǐng)行動(dòng)推動(dòng)智慧校園打造典型示范，數(shù)字校園規(guī)范建設(shè)行動(dòng)保障智慧校園的建設(shè)[3]。建設(shè)智慧教室，將學(xué)校所有教室、自習(xí)室及圖書館通過物聯(lián)網(wǎng)相連接，將智慧課堂、師生考勤、視頻監(jiān)控、環(huán)境調(diào)節(jié)一體化；建立智慧門禁，智能一體化管理校園師生、車輛、外來訪問人員的出入。統(tǒng)一的門戶系統(tǒng)提供統(tǒng)一的接入門戶和入口界面，根據(jù)不同身份角色用戶提供個(gè)性化的信息服務(wù)，師生只需通過此門戶網(wǎng)站就可以實(shí)現(xiàn)信息資源的查詢。通過此種方式能夠有效地提高管理效率，并能夠采集到更多的數(shù)據(jù)提高大數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。

3.2個(gè)性化的學(xué)習(xí)、科研指導(dǎo)

黨的報(bào)告中進(jìn)一步指出，“要全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，推進(jìn)教育公平，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人”[4]。立德樹人是教育的根本任務(wù)，是廣大學(xué)生的核心素養(yǎng)，是智慧校園建設(shè)的重要目標(biāo)。借助智慧校園，營造智慧育人環(huán)境，重視并著重提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。課程選擇人員可以根據(jù)智慧校園上的數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)者的需求、興趣及優(yōu)勢，由此開設(shè)相應(yīng)的課程。根據(jù)學(xué)習(xí)者的需要，智慧校園系統(tǒng)可以進(jìn)一步開放云課程，支持在線學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式，大大增加學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)面的廣泛性。借助智慧校園系統(tǒng)構(gòu)建智慧科研平臺，實(shí)時(shí)跟蹤科研的方向、動(dòng)態(tài)、成果，智能管理高?？蒲泄ぷ鳎瑢⒖蒲谢顒?dòng)的展開變得更加便捷、高效。在科研申報(bào)的過程中，學(xué)校師生的基礎(chǔ)信息能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)填報(bào)，并且能夠推送與科研方向相同領(lǐng)域的最新科研成果?？蒲羞^程中，智慧校園系統(tǒng)能夠提供論文查詢、工作協(xié)同服務(wù)，讓團(tuán)隊(duì)科研的效率更高。

3.3智能高效的管理、決策系統(tǒng)

隨著智慧校園系統(tǒng)的建立，物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用，傳統(tǒng)的管理決策將會(huì)逐漸被智能管理、智能決策所替代。通過硬件設(shè)施所收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)分析，可實(shí)現(xiàn)教育管理的可視化，校園運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)管，極大地提高教育管理的智慧化水平。處于智慧校園系統(tǒng)之下，通過大數(shù)據(jù)為高校及各學(xué)院提供各自所需的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，為優(yōu)化管理決策、提高個(gè)性化管理程度提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對各學(xué)院的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比較，能夠盡早發(fā)現(xiàn)潛在問題，采取相應(yīng)的措施，輔助決策，從而提升管理決策水平。

4結(jié)語

依賴于微電子技術(shù)的智慧校園系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)下熱門的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，相較于傳統(tǒng)校園以及數(shù)字化校園，它具有更高的智能化程度，更能夠滿足師生的個(gè)性化需求。此外，智慧校園系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)資源分配的合理性及準(zhǔn)確性，大大節(jié)約管理成本及能源消耗，幫助高校實(shí)現(xiàn)低碳化和高效化。但該系統(tǒng)十分依賴微電子器件的準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性，當(dāng)微電子器件的發(fā)展受到限制或遭遇瓶頸時(shí)，智慧校園系統(tǒng)也會(huì)相應(yīng)地遇到阻礙與瓶頸。當(dāng)然，隨著科學(xué)與社會(huì)的前進(jìn)，智慧校園的建設(shè)會(huì)不斷地優(yōu)化，智能化的程度也會(huì)有更大的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]徐殿軍,韓麗艷.高校智慧校園架構(gòu)分析[J].渤海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2020,41(4):357-361.

[2]于長虹.智慧校園智慧服務(wù)和運(yùn)維平臺構(gòu)建研究[J].中國電化教育,2015(8):16-20.

[3]謝幼如,黎佳,邱藝,等.教育信息化2.0時(shí)代智慧校園建設(shè)與研究新發(fā)展[J].中國電化教育,2019(5):63-69.

[4]王群瑛.把立德樹人作為教育的根本任務(wù)[J].中國高校社會(huì)科學(xué),2018(6):15-20.

作者:嵇開宇 張浩 單位:蘇州大學(xué)