智慧校园物联网管理平台建设方案2.0

本文介绍了国家对智慧校园的政策导向,包括《教育信息化2.0行动计划》等,强调了信息化在教育现代化中的关键作用。智慧校园通过物联网技术实现智能感知、控制和管理,涉及智能教学环境、资源、管理和服务。文章详细阐述了物联网相关技术,如红外、蓝牙、WiFi、Zigbee和LoRa的特点与应用场景。同时,指出了智慧校园在设备安全和管理上的挑战,如统一管理困难、能耗大、安全隐患等。最后,提出了基于物联网的智慧校园解决方案,涵盖智能设备控制、环境监测、安全系统等方面,以实现高效、安全、节能的校园管理。

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图1:智慧校园物联网管理平台建设方案

一、智慧校园背景

近年来国家为了加快推进教育现代化、教育强国建设,以及积极推动“互联网+教育”的普及,国家教育部及国家标准委相继出台了《教育信息化2.0行动计划》、《中小学数字校园建设规范(试行)通知》及《智慧校园总体框架》等政策及标准。力争到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标,即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校,信息化应用水平和师生信息素养普遍提高,建成“互联网+教育”大平台。

在教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》文件中明确指出“智慧教育创新发展行动”要以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础,依托各类智能设备及网络,积极开展智慧教育创新研究和示范,推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构。

《中小学数字校园建设规范(试行)通知》中明确,数字校园建设应达成如下目标:一是实现校园环境数字化。利用云计算、大数据、物联网、移动通讯、人工智能等信息技术,实现从基础设施(网络、终端、教室等)、资源(教材、图书、讲义等)到应用(学习、教学、管理、生活等)的数字化。

同时国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会发布的《智慧校园整体框架》已在2019年1月1日起正式实施,该框架标准要求学校实现智能感知、智能控制、智能管理。

传统的校园管理方式已经不适应现代化教学的需要,基于物联网技术集智慧课堂、环境调节、用电安全、智慧消防等及远程控制于一体的新型现代化智慧校园、智慧教室系统在逐步的推广运用。

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图2:目录

1.智慧校园2.0政策标准

2.智慧校园2.0体系架构

3.智慧校园智能感知定义

4.物联网相关的技术

5.智慧校园设备及安全管理常见问题

6.智慧校园物联网解决方案

二、智慧校园2.0政策标准

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图3:智慧校园政策和标准

教育信息化2.0行动计划是在历史成就基础上实现新跨越的内在需求。是顺应智能环境下教育发展的必然选择。是充分激发信息技术革命性影响的关键举措。教育信息化2.0行动计划是加快实现教育现代化的有效途径。没有信息化就没有现代化,教育信息化是教育现代化的基本内涵和显著特征,是“教育现代化2035”的重点内容和重要标志。

《中小学数字校园建设规范(试行)》是深入贯彻落实党的十九大精神,积极推进“互联网+”行动,提升中小学校信息化建设与应用水平,推动信息技术与教育教学的深度融合,切实加快全国教育信息化进程,以教育信息化支撑和引领教育现代化,服务教育强国建设而制定的法规。

《智慧校园总体框架》(GBT36342-2018)于2018年6月7日正式发布,其从智慧校园总体系统架构、智慧教学环境、智慧教学资源、智慧校园管理、智慧校园服务、信息安全体系等六大方面对智慧校园建设作了规范及标准指导

三、智慧校园2.0体系架构

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图4:智慧校园2.0总体架构

智慧校园的建设包括校园基础设施、智慧教学环境、智慧教学资源、智慧教学管理以及智慧教学服务5大部分。以及智慧校园信息化安全保障系统。

智慧教室方案设计摘要 一、智慧教室:教育信息化的新篇章 在当今这个信息化飞速发展的时代,教育领域正经历着一场前所未有的变革。 智慧教室,作为教育信息化的重要载体,正逐步成为未来教育的新标杆。 它不仅仅是一个装备了高科技教学设备的教室,更是一个集智慧教学、自动录播、远程互动、智能物联等功能于一体的现代化教学系统。 智慧教室的核心价值在于其能够全面提升教室的信息化水平,为师生创造一个更加便捷、高效、互动的教学环境。 通过校园教学云平台智慧教室实现了教学资源的云端管理和共享,使得优质教育资源得以跨越地域限制,惠及更多学子。 同时,自动录播和远程互动功能打破了传统课堂的时空界限,让不同地区的师生能够同上一堂课,共享知识的盛宴。 然而,智慧教室建设并非一蹴而就。 当前,智慧教室在发展过程中仍面临诸多挑战,如系统复杂操作导致的教师抵触心理、软件应用与教学业务脱节等。 因此,如何降低智慧教室的使用门槛,提供简单易用的信息化教学设备,成为推动智慧教室普及的关键。 这要求我们在设计智慧教室时,必须充分考虑师生的实际需求,确保技术服务于教学,而非让教学适应技术。 二、全场景智慧教室:创新教学模式的基石 全场景智慧教室,是基于建构主义理论,以PST框架(教学法—空间—技术)为设计理念的新型教学空间。 它创新性地提出了5C(建构、交流、联结、协作、创造)学习环境,旨在实现学习空间、信息技术与教育教学的深度融合。 这种深度融合不仅改变了传统的教学模式,更为探究式教学、小班化教学、混合式教学和翻转课堂等新型教学模式提供了有力支撑。 在全场景智慧教室中,师生可以享受到前所未有的教学体验。 课前,教师可以通过教学系统平台发布预习任务,学生利用移动设备随时随地进行学习;课中,教师借助互动录播一体机和智能物联设备,实现教学内容的生动展示和即时反馈;课后,系统自动生成课堂报告和教学数据统计,帮助师生进行反思和后续提升。 这种全场景的教学应用,使得学习过程更加连续、高效,同时也为教师提供了丰富的教学手段和评价工具。 尤为值得一提的是,全场景智慧教室还注重培养学生的自我学习能力和创新精神。 通过灵活转换型学习空间、自主交互型学习空间等多种创新教学模式的设计,学生可以在更加开放、自由的环境中探索知识、发挥创意。 这种以学习者为中心的教学理念,正是未来教育发展的方向所在。 三、技术引领未来:智慧教室的核心竞争力 智慧教室之所以能够成为教育信息化的重要推动力,离不开其背后强大的技术支持。 从专业的音视频处理技术到高稳定性的传输质量保证技术,从海量用户大并发技术到多画面易接入的自适应省宽带技术,每一项技术的突破都为智慧教室的稳定运行和高效互动提供了有力保障。 其中,专业的音视频处理技术确保了在教学过程中的语音清晰、画面流畅,即使在恶劣的网络环境下也能保持高质量的传输效果。 而高稳定性的传输质量保证技术则通过丢包重传机制、参数自适应播放控制等手段,有效应对了网络波动对教学的影响。 此外,海量用户大并发技术和多画面易接入的自适应省宽带技术更是为大规模在线教学和远程互动提供了可能。 正是这些核心技术的支撑,使得智慧教室在应对复杂多变的教学场景时能够游刃有余。 无论是城市中的名校还是偏远地区的学校,都能通过智慧教室享受到优质的教育资源和服务。 这种技术的普惠性不仅促进了教育公平的实现,更为培养创新型人才提供了肥沃的土壤。 未来,随着技术的不断进步和应用场景的持续拓展,智慧教室必将在教育领域发挥更加重要的作用。
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