中小学智慧校园云平台的构建与应用

顾振宇

摘要：教育为国家富强、民族繁荣、人民幸福之本。推进“三通两平台”优质教育资源共享，构建“一带一路”教育共同体，打造优质智慧校园云平台具有深远意义。本文以上海市第二师范附属小学智慧校园建设项目为典型案例，从项目需求、组成与功能、实践成效方面，论述智慧校园云平台构建与应用的方法和成效，以期为相关从业人员提供参考和借鉴。

关键词：智慧校园；云平台；构建与应用

信息化校园经过多年的发展，已在学校取得较好的效果。但技术的局限也产生了诸多问题，例如：存在信息孤岛，各个部门数据不能有效及时交互；缺乏校园信息化集中应用与展示平台，各自独立的应用系统导致缺乏协同工作能力，也缺乏为用户提供个性化信息服务的能力；班主任缺少所管理班级的整体信息统计，掌握班级“学生状况、考勤、成绩”等等。

上海市第二师范附属小学积极响应国家政策，结合自身发展现状及小学生的学习、生活特点、身心发展等特点，利用云计算、互联网+、物联网等新兴技术的发展，构建智慧校园云平台以整合现有资源，从而提高应用交互的明确性、灵活性和响应速度，真正实现智慧化服务和管理的校园模式。

一、项目需求分析

当今社会，绝多数家长对孩子的教育问题格外关注，这对中小学校的办学质量、管理能力和教学水平等都提出了前所未有的新挑战。

1.一站式服务需求

现有应用“重建设、轻应用”现象严重。在实际应用中，不仅导致教育信息化投资效率不高，而且对促进教育改革、推动学习方式变革、提高教育质量影响不大。因此，需要实现业务的整合贯通，通过信息门户，提供面向师生的一站式服务。

2.系统开放式需求

业务系统的开发和维护模式不统一，更新维护困难。学校各应用系统的开发平台、数据库和运行环境千差万别，没有形成一个统一的考虑。因此，需要一个统一的开放性平台，可以根据学校未来需求的变化，实现持续改进和便于升级维护。

3.数据共享性需求

缺乏数据标准，业务系统之间数据难以共享。各个系统无法提供相互数据交换的功能，无法满足各部门及时获取需要其他部门信息的需求，同时也无法进行跨业务部门的业务流程系统建设。因此，需要建立数据共享机制及规范，实现校园数据的共建共享。

二、云平台的组成及功能

二师附小智慧校园项目是以校园智慧管理云平台为核心，将平安校园管理资源包、健康校园管理资源包、绿色校园管理资源包和科创校园管理资源包，通过接口协议、直接接入等技术集成在统一平台上，进而使校园智慧管理平台实现监、管、控三位一体，满足各种设备数据采集、集中监管和跨系统联动等功能。

1.云平台的构建

学校建立私有云，将办公教学资源整合在云端服务器。使建成的智慧管理平台提供系统集成的物理基础，把校园的智慧化管理和智能化系统通过系统模块与系统接口等集成在统一的平台上，进行双向数据交换和实时通信，具有现场监测、实时操控、信息交互、数据采集、浏览查询和报表统计等功能。

同时，对于可对外开放的数据，学校利用阿里云服务体系，并结合SaaS、PaaS技术，通过手机APP实现浏览互动、消息推送、信息查询等功能。

2.平安校园管理资源包

平安校园是为解决中小学校内存在的安全问题，而构建的校园安全防范体系。资源包由门禁管理模块、车辆管理模块、访客管理模块、消费管理模块、电梯管理模块、视频监控模块、周界报警模块组成。

门禁管理模块利用RFID远距离读卡器对进出校园的师生进行读卡考勤。师生无需进行刷卡动作便可记录信息，有效的解决了多人同时进出校园记录考勤的问题。同样，车辆管理模块利用车牌识别摄像机，通过对车辆图像识别并记录进出校时间，所有车辆数据接入校园智慧管理平台。经授权后，即可进行实时查询和信息显示。访客管理模块主要由自助终端来实现，访客通过自助终端快速的完成访客信息的登记，随后系统将接通被访者电话。经门卫确认后，完成发卡授权，实现访客的有效管理，也提高了安全性。消费管理模块设置于餐厅和商店，可将所有消费记录数据接入平台，便于查询消费情况。并可进行挂失、解挂、注销等操作，避免给持卡人带来损失。电梯管理模块通过独立安装于电梯轿厢内的多组传感器来采集电梯运行状态数据，对电梯运行状态实时分析后，经无线网络将电梯运行及故障数据传输至管理平台，实现电梯运行状态记录、故障识别、实时报警、维保提醒、工况评估、隐患防范等功能。视频监控模块将学校视频监控接入管理平台，并结合电子地图，实现画面实时显示。在需要记录特殊事件或对象时，可进行自动抓拍以提供相关视频证据。同样，周界报警模块将学校四周围墙报警装置数据接入管理平台，可在电子地图或组态页面上定位入侵地点，一旦有非法入侵，将立即显示与报警点相关的图像和信息。

3.健康校园管理资源包

健康校园的建立,可以让家长、老师,及时的了解孩子的健康状况，尽早采取措施，让孩子的健康成长更具保障。资源包由视力监测模块、体测手环模块、用餐分析模块、环境监测模块组成。

视力监测模块是利用电子视力检查仪对学生视力检测，同时将学生的视力资料上传至管理平台，并记录在学生的身体素质档案中。随后将历史数据对比分析，自动给出建议和预警。体测手环模块记录体育课上学生的运动时间、跑步的距离、运动心率、静息心率，体表温度、行走步数、卡路里消耗，UV监测等。下课后每个学生的运动情况数据通过蓝牙航标自动上传至平台，便于日后进行分析对比。用餐分析模块可帮助学校进行全方位的营养测算，分析食谱营养结构，并给出意见和建议。环境监测模块是对教室内空气温湿度、二氧化碳浓度进行监测；对室外PM2.5、温湿度、噪音进行监测，然后自动发送监测信息，并在信息发布屏幕上显示，为师生提供可靠的信息参考。

4.绿色校园管理资源包

绿色校园旨在为学校提供精准用能数据，提高用能效率，寻找节能减排措施，使整个校园进入低碳环保的环境。资源包由智能灯控模块和能耗监测模块组成。

智能灯控模块主要为教室、办公室、公共走廊及其他区域的照明提供集中监测控制，并以时间设定开关、模式设定开关，延长灯源寿命，避免资源浪费。能耗监测模块对校园用电、用水进行监测和计量，将采集的数据建立数据模型，并进行能耗分析，抓出用能特点及规律，为对校园节能降耗研究、设计改造提供参考。

5.科创校园管理资源包

科创校园将新颖的产品运用到教学中，不仅提高的教学的便捷，也提升了学生的听课兴趣。资源包由电子班牌模块和数字课堂模块组成。

电子班牌模块以每个班级为单位，显示班级的基本信息（包括考勤、天气、班名、课程表、值日表等）。利用学校管理平台还可以将学校通知、学校新闻、班级通知等信息进行发布。同时具有课堂反馈功能，学生刷卡自动登陆系统后，对所上课程进行课堂反馈，使教师及时了解教学反馈，有助于提高教学质量。数字课堂是将教学内容（学案、电子书、习题、试卷、作业、考试等）显示在老师和学生的平板电脑上，实现师生的课堂互动、资源管理和公共编辑功能。这种交互式无纸化的教学，使师生间的互动更加平凡，彻底改变了沉闷课堂的现状。

三、实践成效

二师附小智慧校园云平台的构建与应用，不仅体现出平安、健康、绿色及科技创新的理念，而且还对老师、学生和管理者的日常工作学习带来了诸多便利。首先，对老师而言，简化了操作步骤，降低了使用门槛，使教学工作不再受到时间、地点、终端的影响，丰富了资源和活动的展现及传播形式。其次，学生可以在任何地点、任何时间、任何设备上进行学习和了解课外知识,使学习便利性和学习兴趣大大提高。最后，对管理者而言，可视化的流程构建让管理更加精细，管理平台的终端应用，让管理更加高效便捷。

参考文献

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