智慧校園的技術(shù)基礎(chǔ)是什么？

我從黃榮懷老師等人2012年8月發(fā)表在《開(kāi)放教育研究》上的文章《智慧校園:數(shù)字校園發(fā)展的必然趨勢(shì)》中摘錄編輯了關(guān)于支撐智慧校園的若干關(guān)鍵技術(shù)的部分內(nèi)容，供大家參考。

文章提到的技術(shù)其實(shí)并非具體的技術(shù)，而是從功能實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)考慮要實(shí)現(xiàn)智慧校園的服務(wù)，采用的技術(shù)應(yīng)該具有的功能，中間充滿了想象力。但要實(shí)現(xiàn)這些功能以及將這些功能與教學(xué)融合，需要行業(yè)內(nèi)的企業(yè)、研究院所、學(xué)者、教師、教育主管部門(mén)等通力合作，從不同領(lǐng)域借鑒技術(shù)能力，改造業(yè)務(wù)流程等等。想象它應(yīng)該具有什么功能比較容易，但要實(shí)現(xiàn)，則要付出更多。

文章關(guān)于這些技術(shù)的描述，也有助于幫助我們理解智慧校園這個(gè)概念的含義。

===支撐智慧校園的若干關(guān)鍵技術(shù)===

技術(shù)發(fā)展是智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)，在多種技術(shù)的支持下才能真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)的理念。

1．學(xué)習(xí)情景識(shí)別與環(huán)境感知技術(shù)

學(xué)習(xí)情景識(shí)別是個(gè)性化學(xué)習(xí)資源推送、學(xué)習(xí)伙伴聯(lián)接以及學(xué)習(xí)活動(dòng)建議的前提，是智慧校園建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)。學(xué)習(xí)情景識(shí)別的目標(biāo)是根據(jù)可獲取的情景信息識(shí)別學(xué)習(xí)情景類型，診斷學(xué)習(xí)者問(wèn)題和預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)者需求，以使得學(xué)習(xí)者能夠獲得個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源，找到能夠相互協(xié)作的學(xué)習(xí)伙伴、接受有效的學(xué)習(xí)活動(dòng)建議。學(xué)習(xí)情景識(shí)別涉及學(xué)習(xí)者特征分析、傳感器技術(shù)和自動(dòng)推理等方面的綜合應(yīng)用，是一個(gè)跨領(lǐng)域的研究方向。

環(huán)境感知技術(shù)是“智慧校園”的基礎(chǔ)技術(shù)，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)校園各種物理設(shè)備的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控與控制。RFID、二維碼、視頻監(jiān)控等感知技術(shù)與設(shè)備在學(xué)校中有很多應(yīng)用之處。目前，其已經(jīng)在校園安保、節(jié)能、科研教學(xué)等方面得以應(yīng)用。例如，將RFID技術(shù)整合到校園一卡通、圖書(shū)、儀器設(shè)備、電梯、燈具等物品上，可以實(shí)現(xiàn)樓宇出口人員管理、教室與會(huì)議的智能考勤、圖書(shū)自助借還與自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)、貴重設(shè)備防盜及定位、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放控制，以及照明、空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)控制等節(jié)能控制，但尚未形成系統(tǒng)化體系與應(yīng)用。

2．校園移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)

無(wú)處不在的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使得高清晰度的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源傳輸成為可能，也讓異地的視頻連接不再受帶寬資源的限制，讓學(xué)習(xí)者有“身臨其境”的感覺(jué)。

3G技術(shù)和各種無(wú)線接入的普及，讓無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋不再僅僅限于教室和圖書(shū)館，學(xué)習(xí)者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，將不再受任何地域限制。為廣大師生提供無(wú)處不在、穩(wěn)定、安全、易于管理的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，是構(gòu)建智慧校園的基本條件。校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)一般情況都具有規(guī)模大的特點(diǎn)(地域范圍大、用戶多、數(shù)據(jù)通信量大)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求也很高(應(yīng)能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、室外、禮堂、宿舍、圖書(shū)館、公共場(chǎng)所等之間的無(wú)縫漫游)，負(fù)載均衡尤為重要。此外，互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)和廣電網(wǎng)的三網(wǎng)合一也為實(shí)現(xiàn)學(xué)校無(wú)線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋提供了更加廣闊的空間。

伴隨著移動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻通訊技術(shù)也隨之給人們帶來(lái)了更多便利。基于高清視頻通信技術(shù)，開(kāi)展校內(nèi)實(shí)時(shí)同步視頻通訊，已成為當(dāng)下數(shù)字校園發(fā)展的熱點(diǎn)。

3．社會(huì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是由某些特定群體(人、企業(yè)和組織)間的社會(huì)關(guān)系構(gòu)成的相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)系網(wǎng)。基于Web的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)對(duì)智慧校園的建設(shè)具有重要意義。當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展強(qiáng)調(diào)從以數(shù)據(jù)為中心的傳統(tǒng)Web轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂脩魹橹行牡腤eb2．0，其關(guān)鍵特征是基于社會(huì)性軟件(即時(shí)通訊、博客、微博、社會(huì)問(wèn)答、社會(huì)標(biāo)簽、在線社會(huì)網(wǎng)絡(luò)等)為用戶提供多樣化服務(wù)。因而影響服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵在于對(duì)用戶興趣、關(guān)系及群體的分析。

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析可以看作是網(wǎng)絡(luò)知識(shí)發(fā)現(xiàn)或網(wǎng)絡(luò)挖掘的一個(gè)分支，涉及數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、信息抽取與檢索等不同領(lǐng)域。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用廣泛，對(duì)其的學(xué)習(xí)與研究也越來(lái)越重要，而在線社會(huì)網(wǎng)絡(luò)集成了社會(huì)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的特點(diǎn)，是人類社會(huì)的虛擬化表示及延伸，具有自組織性。通過(guò)對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)特征的分析，確定社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的用戶群體或個(gè)人的中心性程度，對(duì)關(guān)鍵小團(tuán)體特征進(jìn)行分析，以及確定用戶位置、角色等情況，有助于掌握師生在虛擬網(wǎng)絡(luò)中的活動(dòng)狀況，為其更好地提供服務(wù)，實(shí)施必要的管理措施。

4．學(xué)習(xí)分析技術(shù)

學(xué)習(xí)分析技術(shù)源自早期的課堂教學(xué)效果分析。目前在線交互文本分析和早期的課堂教學(xué)效果分析有一種走向融合的趨勢(shì)，學(xué)習(xí)分析技術(shù)便是這種融合的一個(gè)產(chǎn)物。

學(xué)習(xí)分析是對(duì)學(xué)習(xí)者以及學(xué)習(xí)情境的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、收集、分析和報(bào)告，以便更好地理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)以及學(xué)習(xí)發(fā)生的情景，從而提高學(xué)習(xí)效率和效果。

學(xué)習(xí)分析技術(shù)可作為教師教學(xué)決策、優(yōu)化教學(xué)的有效支持工具，也可為學(xué)生的自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)、學(xué)習(xí)危機(jī)預(yù)警和自我評(píng)估提供有效數(shù)據(jù)支持，還可為教育研究者的個(gè)性化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和增進(jìn)研究效益提供數(shù)據(jù)參考。

針對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)人信息、學(xué)習(xí)者情景信息等內(nèi)容進(jìn)行建模，通過(guò)對(duì)交互文本、視音頻和系統(tǒng)日志等能夠反映學(xué)習(xí)過(guò)程信息的數(shù)據(jù)，利用參與度分析法、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法和內(nèi)容分析法等自動(dòng)化的交互文本分析技術(shù)，來(lái)獲取學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的參與度、學(xué)習(xí)者的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)、學(xué)習(xí)者關(guān)注的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)生和教師的課堂行為信息、學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)資源的利用情況等內(nèi)容，是學(xué)習(xí)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)分析的核心。

文本挖掘技術(shù)可從學(xué)習(xí)資源庫(kù)和學(xué)習(xí)者信息中挖掘?qū)W習(xí)者關(guān)注的各種信息，如文本的主題、文本作者對(duì)某一事物的觀點(diǎn)傾向、作者在某一主題的專業(yè)程度等。這些信息一方面可以幫助學(xué)習(xí)者根據(jù)這些信息檢索學(xué)習(xí)資源，另一方面可以幫助學(xué)習(xí)者了解學(xué)習(xí)資源庫(kù)在某一側(cè)面的總體概況和趨勢(shì)。

5．?dāng)?shù)字資源的組織和共享技術(shù)

學(xué)習(xí)資源的組織及共享一直以來(lái)都是數(shù)字校園的建設(shè)重點(diǎn)之一。按照班杜拉的社會(huì)學(xué)習(xí)理論，觀察他人的行為和結(jié)果是習(xí)得知識(shí)、技能的重要來(lái)源，真實(shí)的榜樣能對(duì)觀察者起到示范作用。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的生成性資源，可以作為其他學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)觀察對(duì)象，這也是一種重要的學(xué)習(xí)資源。

為了便于檢索和共享，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)資源常常使用靜態(tài)的詞匯表來(lái)描述元數(shù)據(jù)，但這種描述方法無(wú)法滿足泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下靈活多變、極具個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求。因此，吸收借鑒語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)和本體技術(shù)的相關(guān)研究成果，提供更為靈活和智能化的元數(shù)據(jù)描述方式成為一種趨勢(shì)。借助語(yǔ)義Web和本體技術(shù)來(lái)組織學(xué)習(xí)資源，能夠靈活、精確地表達(dá)資源的屬性，便于學(xué)習(xí)者對(duì)資源的檢索、歸類，可以極大地提高檢索的查全率和準(zhǔn)確度，更容易被自動(dòng)化的數(shù)據(jù)挖掘工具發(fā)現(xiàn)和集成，有助于實(shí)現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下分布式資源靈活的共享、聯(lián)結(jié)和重用，同時(shí)具備良好的擴(kuò)展性，并且能作為智能的資源檢索和推送的基礎(chǔ)，大大增強(qiáng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的適應(yīng)性和針對(duì)用戶的個(gè)性化服務(wù)能力。

（本文作者曾令斌，歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：DigitalEdu與作者交流?。?/p>