教育部等六部門于2021年7月印發的《關于推進教育新型基礎設施建設構建高質量教育支撐體系的指導意見》(以下簡稱《意見》)提出,建設智慧校園新型基礎設施,支持有條件的學校利用信息技術升級教學設施、科研設施和公共設施,促進學校物理空間與網絡空間一體化建設。
智慧校園新型基礎設施建設,旨在鼓勵信息化發展到一定階段的學校,全面提升教學設施、科研設施、校園運行和服務等公共設施的信息化水平,加強對教學科研全過程的深度支持,增強校園實驗室安全能力,優化師生生活服務體驗,實現學校精細化管理和科學決策。
各大高校圍繞教學、科研、管理、服務類需求,形成了具有自身特點的校園信息化基礎設施,突如其來的新冠肺炎疫情,也加速了線上線下融合的教育教學新模式改革和高校數字化轉型探索。
但是,高校目前的教學科研設施與師生互動、教學實驗未能很好地銜接起來,沒有實現對教學和實驗全過程的深度參與和智慧賦能。
與此同時,校園公共設施的數字化改造,大多僅停留在安防監控和能源監測層面,遠遠落后于智慧城市的發展水平,校園內難以享受到“互聯網+”的便利生活服務,距離廣大師生美好智慧校園獲得感、幸福感、安全感的實現仍存在較大差距。
完善智慧教學設施
完善智慧教學設施。提升通用教室多媒體教學裝備水平,支持互動反饋、高清直播錄播等教學方式。部署學科專用教室、教學實驗室,依托感知交互、仿真實驗等裝備,打造生動直觀形象的新課堂。有條件的地方普及符合技術標準和學習需要的個人學習終端,支撐網絡條件下個性化的教與學。支持建設滿足教學和管理需求的視頻交互系統,支撐居家學習和家?;?。
——《意見》第十條
在智慧教學設施方面,有序加快智慧教室環境改造。面向智慧化教學和線上線下融合教學的需要,配備高速無線網絡、互動大屏、高清追蹤攝像頭和遠程拾音麥克風等設施,為線上線下學生提供同等優質的聽課體驗及同步互動能力。
通過人工智能技術實現自動的畫面追隨和切換,板書、投影、語音識別自動生成課堂筆記,視頻自動錄制剪輯等功能。使用同一套軟硬件設備兼顧遠程教學、小組討論、標準化考場、慕課錄制等需求,實現資源復用,鼓勵同步建設課堂直錄播系統,將課堂授課內容長期留存,并在一定范圍內開放共享。
建設多種布局的智慧教室,滿足不同班級規模、不同授課形式的需要,并能夠根據需求不同而快速靈活調整。對教學樓內上課人數、自修人數、環境溫度、空氣質量、光照度等參數進行采集并及時在線發布,及時調整教學樓內的設施設備運行,確保既能打造出一個舒適安心的學習環境,又能有效地節約能耗。
選用符合學校需求的教育教學平臺,滿足學生個性化、碎片化、移動化的學習需要,對線上線下、教與學開展全過程數據記錄,為個性化教學提供詳細數據和平臺支持。
采用混合云模式,支持建設滿足教學和管理需求的視頻交互系統,支撐靈活的校內外師生交流和討論,并且為歷史課程和討論視頻提供長期存留空間和快速點播入口。
面向教師持續開展信息化素養提升培訓,使其充分掌握智慧教學設施的使用,融合傳統課堂教育與線上教育,并能熟練使用教學平臺和視頻交互系統開展線上教學活動,顯著改善學生的上課體驗和學習效果。有條件的學??商剿鹘ㄔO采用VR/AR、全息技術及5G遠程教學的示范性教學設施,特別應用于實驗實訓教學,但同時也要避免過度投入的現象。
建設智慧科研設施
建設智慧科研設施。推動智能實驗室建設,利用信息技術輔助開展科學實驗、記錄實驗數據、模擬實驗過程,創新科研實驗范式。探索實驗室安全智能監管和科研誠信大數據監管應用。促進重大科研基礎設施、高性能計算平臺和大型儀器設備開放共享。建設科研協同平臺,提供虛擬集成實驗環境、科研實驗數據共享等服務,支撐跨學科、跨學校、跨地域的協同創新。
——《意見》第十一條
在智慧科研設施方面,建設校級統一的實驗室運行管理平臺和科研協同平臺。
通過物聯網技術對實驗儀器設備進行管理,自動采集設備運行使用情況,打通開放共享的預約數據,記錄操作者身份,審核資質及安全培訓情況。
實現實驗耗材精細管理的同時優化采購服務,用信息化手段加強危險化學品全生命周期管理。
建設智能的視頻監管系統,具備實驗人員身份識別、防護規范檢查、違規操作自動報警等人工智能分析能力。
集中力量,投入建設重大科研基礎設施、高性能計算平臺和大型儀器設備,提供專業化統一運維,用信息化手段加強對大型精密貴重儀器設備的管理和監督力度,并簡化網上開放申請流程,提升校內外共享使用效率。
當前科研的趨勢是跨學科、跨學校、跨地域,迫切需要給不同領域專家提供彼此了解、合作交叉、協同創新的信息化平臺。從提高科研管理的效率、提高科研信息的完整性與準確性、加強科研管理與教學管理整合、擴大科研的協作和科研團隊影響力等方面建設完整的科研管理與協作平臺。
提供集中化虛擬實驗環境,幫助科研人員利用信息化手段開展更低成本、更高效率、更多產出的各類科研活動。自動歸檔保存實驗數據,方便實驗人員隨時調取使用,建立實驗儀器到云計算、高性能計算自動數據分析處理的高速通道,在安全可控的前提下,按需開放團隊內、校內或對外數據共享。
部署智慧公共設施
部署智慧公共設施。升級校園公共安全視頻網絡,基于人工智能技術實現突發事件的智能預警,加強安防聯動,支撐平安校園建設。建設學校餐飲衛生監測系統,加強食材供應鏈管理和廚房環境管理,建立師生健康檔案,支撐健康校園建設。探索推進基于物聯網的樓宇智能管理,因需調節建筑溫度和照明等,支撐綠色校園建設。
——《意見》第十二條
在智慧公共設施方面,加速推動高校辦公樓、圖書館、體育場館、食堂、宿舍等設施智能化升級改造,支撐平安校園、健康校園、綠色校園建設。
在滿足《數據安全法》《個人信息保護法》管理要求和個人隱私保護的前提下,充分利用人工智能技術,升級校園公共安全視頻網絡,提高事中事后應急響應速度,探索事前對突發事件的智能預警和實時處置,全面實現校園安全管理線上和線下無縫銜接,提升安保工作精細化運作程度和個性化服務水平。
如果已完成涵蓋安防、能源、樓宇、交通、停車、餐飲、醫療、維修等方面升級改造,可以統籌規劃,探索建設校園“一網統管”體系,實現資源高效復用,促進節能降耗。
通過數據雙向打通不同公共設施智能化系統,對各類數據開展交叉融合分析,實現全校層面的數據可視化。建立各種算法分析模型,直接指導校內各業務部門的精細化管理和實現全校層面的最優化調度,最終服務于提高公共設施運行效率,降低長期運行維護成本,提升校內生活服務的智慧、便捷程度。
有條件的高??山ㄔO統一的移動支付和身份識別體系,實現進出校門樓宇和支付“一碼通”,提供移動化校園導航、停車引導、室內定位、餐飲定制、健康咨詢等服務,實現文體公共場館、自習室、會議室等使用狀態查詢和線上預訂,嘗試在借還書、打印、零售、快遞、證照拍攝等場景探索無人自助服務。
作者:姜開達(上海交通大學信息化推進辦公室)、章思宇(上海交通大學網絡信息中心)