“互联网+”时代的智慧校园建设——上海交通大学的观点与构想

来源：上海交通大学规划发展处 作者：杨颉 发表于：2016.03.30  794浏览

这是一个信息智能、融合创新的时代。以普适计算、泛在网络为特征的新一代信息技术向生产生活、经济社会各方面渗透，改变了我们的生产、工作和生活方式。在“互联网+”的强大催化作用下，与之融合的事物均焕发出了令人惊愕的新活力，创新2.0、工业4.0、电子商务、互联网金融等新业态正在成为引领创新驱动发展的新常态。

教育信息化程度是实现高等教育现代化的重要标志，智慧校园建设是早日建成世界一流大学的重要支撑，智慧城市展示平台是引领科创中心建设的重要形式。“互联网+”时代的智慧校园将告诉我们：当互联网与大学这个最具创新活力和最为持久稳定的社会组织相融合，新的学习模式、新的工作方式、新的校园环境将会带给我们怎样的惊奇。接下来我将与大家分享上海交通大学（以下简称上海交大）智慧校园建设的情况以及我们对智慧校园未来的构想。

一、智慧校园建设背景

在智慧校园建设方面，上海交大遇到了一个比较好的历史机遇。一方面，上海交大已积累十多年的数字大学建设成就，整体的硬件条件包括应用开发力量都具有较好的基础；另一方面，上海市正在积极推进智慧城市建设，努力打造具有全球影响力的科创中心，有利的外部环境给上海交大的智慧校园建设提供了更大的发展空间。

二、智慧校园建设理念

上海交大的智慧校园建设将坚持三大理念。

1.泛在智能：即建立更透彻的主动感知系统。未来互联网下的智慧校园一定是“互联网+传感器”的校园，我们将能够时时刻刻了解师生需求，成为虚拟学习伙伴、科研助手、工作秘书，为师生提供无处不在的帮助和支持，改变传统的学习、工作和生活方式。

2.融合创新：即实现更加全面的互联互通。互联互通不应仅是数据系统的互联互通，更应该是大学功能的互联互通，即教学、科研、管理、社会服务等各方面的互联互通。要创造性地融合各种办学要素，串联创新思想，激活每个人的创新活力从而使四大卓越系统的整体功能发生质的飞跃,形成独特核心竞争力。

3.开放的生态：即通过更深入的智能化，化解掉制约创新的环节，解放思想禁锢，去除行政壁垒，连接信息孤岛，突破校园边界，实现学校与城市的共生互动，示范和引领智慧城市建设。

三、智慧校园建设总体思路

智慧校园建设首先要服务于教学，创新教育教学手段，实现更为泛在的学习，如果我们的智慧校园不能服务于我们的教学，服务于大学的主要功能，这是失败的；第二是促进学科交叉融合，激发更有活力的创新；第三是优化行政办事流程，实现更有效率的管理；第四是服务师生，对接师生个性需求，提供更加友好的服务；第五是升级校园智能管理，建设更加绿色的环境；第六是打造未来生活示范，引领智慧城市的建设。

四、智慧校园建设目标

无论是信息孤岛还是互联网数据的联通，问题的根本不在我们没有数据，亦非没有技术，而在传统思维对我们的禁锢。因此我们也设置了一些目标，包括近期、中期和长期的目标，以引领智慧校园建设，而我与大家分享的更多的是长期愿景——未来的智慧校园走向应该是怎样的。

具体来讲，上海交大智慧校园建设总体目标为实现从数字大学向智慧校园的跨越。近期目标为全力打造上海智慧城市示范平台，集中展示智慧交通、智能建筑、智能制造、智慧农业、智能教育、精准医疗等未来的工作与生活方式，引领上海智慧城市建设。中期目标为全面提升学校在“互联网+”时代的人才培养、科学研究、社会服务和文化传承与创新能力，培养智慧城市研究队伍。长期目标为全面支撑卓越的创新人才成长体系、科学技术创新体系、社会服务支撑体系和文化传承创新体系建设，提速世界一流大学的建设进程。

五、智慧校园形态描述

大学要引领未来。大学校园应该通过智慧校园项目建设，把大学打造成为未来生活、未来社会的示范区，而不仅仅是一个封闭的学习和工作区。因此我们把智慧校园分为大学核心功能区、开放校园生态区、智慧城市示范区三个区域。

1.大学核心功能区

大学核心功能区的建设，即用互联网思维创新工作模式，包括泛在学习、互动教学、科研空间、智能办公、个性服务、低碳生活等。

图1 大学核心功能区

图1为大学核心功能区所涉及的相关区域。详解如下：

（1）智慧校园学习形态

在未来的智慧校园中，翻转课堂、MOOCs课程等新型学习方式被广泛使用，有效调动学生的学习兴趣，互动式学习成为主流方式。以“线上课程中心”为核心的智能化学习平台，满足学生个性化学习、碎片化学习、移动化学习需要。利用虚拟化等技术手段，学习者可以通过“个人学习空间”与大师们进行跨时空的对话，用游戏的情景导入到我们的学习范畴中。

（2）智慧校园的课堂形态

随着学习形态的变化，未来的课堂将是非常多元化、多样化的。课堂不再是简单的电化教室的概念。相当一部分教室的空间布局将更像创客空间，创客课程进入课堂，学生可以体验自主学习的快乐；师生通过网络在教室内可以及时获取学习资料，可以进行跨空间的讨论；改善学生课堂学习体验，学生成为课堂的主导者，教师为课程的设计者和学习的辅导者。

（3）智慧校园的作业形态

合作学习和小组作业将取代习题成为学习的主要方式。其中最大的问题是要改善学生宿舍，我们未来应该在宿舍里面有更多重构学习功能和生活功能融合的环境，包括信息化手段。同时，在线学习社区将取代教师答疑，学生在学习中遇到的问题可以同时得到老师、同学以及更多人的帮助。

（4）智慧校园的教学形态

未来的教学定是越来越强调个性化。教师可利用智能分析工具感知每个学生的需求，即通过课堂反馈获知每个学生的弱点和优势，为不同的课堂规模和学生群体设计不同的教学方案，开展个性化教学。

建立智能教学辅助系统，根据每个学生的学习基础和学习习惯，个性化规划学习方案，主动推介学习信息，及时提示学习节点，即时反馈学习效果评价。

（5）智慧校园的教学管理形态

智慧校园的管理系统在教学管理方面主要指课程管理。教学管理不仅重视课堂教学过程，同时关注课外学习过程，实现学习过程与教学过程相互融合的教学管理。教育教学评价将贯穿学生校园学习生活全过程，可以动态评价、深度分析和及时反馈教学质量和学习效果的变化情况。如通过一卡通系统分析学霸和学习情境，将学生的校园生活状态与其课程学习、成绩和各个方面的表现结合起来。

学生管理系统、教务系统和图书馆系统等，各系统的融合可以形成一个更加全面的教育评价，使教育评价涉及学生校园生活的全过程、全方面，实现教学质量的精细化管理。

（6）智慧校园的科研组织形态

未来我们的科研也会发生变化，科研越来越强调团队。“核心团队+科研空间”将成为新型的科研组织模式。科研团队将不受学科和区域限制任意组合，在科研空间我们可以找到志趣相同的合作伙伴，招募到最合适的科研辅助人员，获得最广泛的研究咨询，大团队的组建不再成为难题。

同时基于人工智能、用户兴趣分析、数据挖掘技术的信息主动推送系统，可根据科研人员的需求主动推送最新最全的相关科技信息，分享科技成果，大幅减少重复的科研活动。

（7）智慧校园的科研创新形态

在创新社群平台上，以科技创新项目、创意设计、创业计划为纽带，主动汇聚一批有共同创新兴趣的学生、教师和校友，用互联网社交方式实现创意激发与融合，构建可持续的校园创新生态。在校园创新中，师生既是创新成果的创造者，也是创新成果的体验者，大幅加快创新成果向创新产品的转化周期。

（8）智慧校园的万众创新形态

开放智慧校园的生态系统，每一位师生均可利用公共数据资源平台上的校内外信息资源，轻松参与智慧校园建设，创新创业成为校园新常态。

图2 “危害公共安全事件的预测”系统

图2展示的“危害公共安全事件的预测”系统是上海交大学生的获奖作品，此项设计通过软件分析既往发生的几十万条新闻事件，从而预测各地区发生公共安全事件的可能性。学生的创意是无穷的，如果我们的很多东西能向学生开放，他们能创造出很多东西。

（9）智慧校园的科研管理形态

将实现科研项目精细化管理，可全程自动记录科研活动。通过立项、招标、进度、成果、合作方评价及全成本核算，实现过程可控、评估优化、绿色管理。上海交大规划发展处承担着学校院系中长期国际评估的工作。一轮评估结束后，我们把评估过程软件化，开发了一个信息平台，在网上实现所有的评估和流程。平台开发的初衷是因发现评估专家良莠不齐，我们需要在网上跟踪、记录、评价评估专家的评估行为。现在通过平台我们可以看到专家在什么时间阅读评估资料，阅读后多长时间给出评估结论，如在打开之后两分钟就给出结论，这样的专家将来我们将不会再邀请，如果是反复打开之后给出评论，我们认为这就是负责任的专家，我们会继续邀请。

将通过校内科研成果集成平台，面向社会公开共享信息，使成果的需求者直接参与科研过程，最终实现定制化的创新成果，促进科研成果转化，快速提高学术影响力。

（10）智慧校园的实验室形态

基于虚拟现实的模拟实验将广泛应用，大幅降低科研成本，以汽车碰撞试验为例，原先要碰几十辆汽车，现在只需要碰撞三五辆汽车后把数据输进系统，后期完全可以用虚拟实验进行，可以大量节约成本；远程实验系统可以使研究人员随时随地了解实验的进程，并进行远程控制或指导；搭建智能仪器监测平台，对全校实验仪器设备的使用状况进行宏观掌握、精确统计；实验室实现安全智能管理，对环境、温湿度、有毒气体等指标智能监控，实现实时报警。

（11）智慧校园的图书馆形态

智慧校园的图书馆将构建新一代机构知识库，由知识的存储平台演变为知识创新的支撑平台，由知识的管理中心演变为知识的整合中心，并通过对学术研究成果和智力资产的完备保存、规范描述和知识分类整合的智能化处理，帮助学校管理科研成果、传播学术知识，并向社会开放支持万众创新、大众创业。如图3所示。

图3 新一代机构知识库

上海交大正在做新一代机构知识库，它会整合上海交大所有形式的成果，包括文字作品、影视作品等，然后对其进行完备保存，帮助学校进行科研管理。

（12）智慧校园的行政决策管理形态

通过学校运行状态动态感知系统，可实时掌握学校学科建设、教学科研、人力资源、资产财务、对外合作交流等核心工作的状态和宏观变化趋势，支撑科学决策。我们在管理数据时，为了统计的可比性必须要对统计采取严格的时间限制，然而领导在决策时常常会需要实时数据，而传统的统计工作无法实现数据的实时跟踪，这就必须依赖信息化工作。

建立关键事项和关键部位的实时检测预警机制，实现全局监控和紧急事项的快速响应和应急处理。

（13）智慧校园的行政服务形态

图4 智慧校园“一门式”综合服务体系

如图4所示，智慧校园将打造“一门式”综合服务体系：一网通——下一代无缝校园网，虚拟世界与物理世界的互通；一证验——校园卡、统一身份认证，各类应用系统统一权限；一表集——自动集成师生信息，减少信息重复填报；一体化——移动应用、Web应用一体化；一门清——线上统一门户。

（14）智慧校园的行政管理服务形态

主动感知师生的需求，通过相关信息的主动推介，满足师生个性化服务需求，使教师专注于学术、学生专注于学习，实现人本、绿色行政服务，个性化服务信息的主动推送既要能推介师生想要的，又不要成为垃圾信息；通过虚拟文员系统，相当一部分的行政流程实现智能化处理，如信息校验，格式审查等，简化行政流程；打通校院两级管理系统，支撑校办院到院办校的转变。

（15）智慧校园的校园生活形态

可实时查询校园生活信息，包括图书馆、自习教室、食堂、体育场馆等公共场地的当前使用情况和人群密度等；实现校园生活在线互动服务、办事流程实时咨询、活动场地在线预订等；定向推送校园生活信息，分类推送个性化信息等。

（16）智慧校园的后勤服务形态

实现智能管理校园食品安全，从采供源头对价格进行控制，对食品溯源、加工过程检查、评估等把控食品安全；智能实时查询校园交通，使师生候车前便能对校园巴士所处位置及所需时间等信息有直观掌握；建立校园低碳生活引导系统，构建学生校园生活碳足迹，实现个性化节能建议推送，培养学生低碳环保的生活习惯。

（17）智慧校园的校友服务形态

促进校友与学校的联系一直是上海交大非常重视的工作，我们希望能有一个校友平台加强校友和母校的交流，加强上海交大人之间情感的交流。每次给校友发信息，不要再是以附“捐赠单”的方式来做。

智慧校园将通过大数据平台建立校友与校友、校友与母校之间更紧密的连接，形成上海交大人交流、合作、互助的各类学术圈、行业圈、兴趣圈等，为校友事业发展提供长期支持；通过校友服务平台，使校友享受智慧校园便利的校园生活服务，参与校园内活动，增强校友归属感和凝聚力；通过对不同年龄、不同行业和不同成就的校友群体进行分析，形成校友发展报告，为学校人才培养提供决策参考，如图5。

图5 智慧大学融入校友生活

2.开放校园生态区

我们要用互联网思维促进校区、社区和科技园区的三区融合，开放校园，实现无围墙的大学。这个围墙不是物理上的概念，而是心理上的概念。

（1）智慧校园的社会服务形态

建立开放共享的校区——社会资源信息服务，为社区居民提供“资源菜单”，将优质的教育资源和先进的大学文化延伸到社区，打造“没有围墙的大学”。如我们有空余的文化设施、体育场所、空余教室等，是否可以供周围社区居民使用。

建立知识库和智能专家系统，为社会公众提供权威专业的智力支持，如法律事务自助服务、医疗健康咨询服务，如图6所示。

图6 知识库和智能专家系统

聚焦前沿科技，开展科普教育，培养公众科学兴趣，提升科学素养；智能感知社会热点问题进行“权威发布”，消除伪科学。

建立整合的科技服务平台，提供创新技术支持、法律支援服务、专家决策咨询等一系列服务，为小微企业提供智力支撑，助推万众创新。

（2）智慧校园的继续教育形态

智慧校园将以基于智能空间的标准自然教室（SNC）为源点，天地网合一传输的网络教育各类用户终端皆可共享SNC实时全场景，大规模高质量E-Learning成为可能，大力促进东西部优质教育资源的均衡发展，极大满足现代都市继续教育和高端培训的学习需求。

（3）智慧校园的校地、校企合作形态

图7 上海交大“零号湾”基地

我们拟以“零号湾”（见图7）为核心基地，打造创新创业网络平台，串联校区、社区、科技园区的创新创业优势资源，集聚智力、科技、人才、信息、资本，为创业者提供适合初创业起步的生态园区，以及相应的创业加速器和接力园。

搭建完整的创业服务平台和创新成长培育体系，建立创新创业集聚区“创投导师库”与“创业导师团”，为入驻园区的创业者提供个性化诊断和专业指导，吸引和凝聚国内外高校在校生、校友以及青年教师入驻创业。

（4）智慧校园的校企互动形态

建立大学与企业智能化实验设备的资源共享平台，促进协同创新和科研成果转化。如某重大海洋装备的运维监控系统就在上海交大的校园里，我们可以提供远程诊断。

主动感知企业需求，实现学校与企业之间的双向智力流动和无障碍的信息互通，形成更加紧密的合作关系。

3.智慧城市示范区

图8 智慧城市示范区

智慧城市示范区，核心功能是通过互联网+学校自己的创新科技和成果，描绘一个更加美好的未来生活。在上海交大，我们主要由上海交大的科技成果支撑智慧城市示范区的建设。

（1）智能交通示范

以新能源为动力的校园巴士实现无人驾驶，我们希望上海交大校园成为一个示范区；无线充电技术使电动汽车在校园内获得永久动力；综合使用北斗定位系统和WIFI指纹技术，实现无处不在的校园（室外+室内）智能导航，北斗定位技术上海交大一直也参与其中，现在正在试点一个无所不在的室内+室外导航系统；智能交通控制系统，自动感知车流和人流载荷，动态调整交通流量，而非通过保安人工控制车流量和拦车，避免一些不必要的人身伤害事故。

图9 智能交通控制系统

（2）智能建筑示范

“零能耗”建筑技术和绿色能源技术使办公、教学楼宇不再消耗常规能源。图10为上海交大能源楼实景图，该楼基本实现了零能耗，它主要综合使用了地暖、太阳能、风能等。但是学校的办公楼、教学楼和实验室实现零能耗尚不太现实，因为它们能耗太大。那么一般的楼是不是可以实现零能耗？这是我们可以研究、可以做的。

图10 上海交大能源楼

智能建筑还包括：“智能家居系统”进入教工公寓与学生宿舍，实现舒适、环保节能的居住环境；楼宇智能管理系统，可根据环境、人员密度等因素智能调控室内光线、温度和湿度；通过三维全息影像系统，实现校园建筑和地上地下设施设备的可视化管理，结合智能感知实现远程监控。

（3）智能制造示范

围绕汽车车身薄板成形、装配制造过程，集成展示AGV导航搬运、机器人上下料、机器人集成检测等智能单元，物料自动识别、制造资源和任务调度、状态和质量检控、虚拟运行监视等智能决策功能，形成批量流水线生产的智能制造系统示范。

围绕航空航天大部件装配、极端环境作业等需求，展示航空航天大部件智能调姿对接、太空设施作业地面模拟、恶劣复杂环境自主行走机器人作业等机器人型装备的智能运行过程和功能。

（4）智能医疗示范

未来的智慧校园智能医疗将可通过穿戴式设备实时监控师生身体状况，对非正常指标变化实时预警，建立师生个人专属健康档案；虚拟健康专家系统可根据师生身体状况和生活工作习惯，主动提供健康生活的建议；虚拟个人医生可根据求助师生的个人健康档案，和以往的就医信息，进行初步诊断和进一步的就医建议；远程医疗，通过遥感、遥测、遥控技术，实现远程诊断、远程会诊及远程护理等医疗活动。

（5）智能农业示范

图11 智能农业

建设智能绿谷，进行智能精准控制的低碳农业技术研发创新和示范推广，高效生态农业产业化经营示范和都市农业技术中试熟化和系统集成，展示未来都市农业。上海交大“浦江绿谷基地”采用大棚温控，非常低能耗，光控方面可以通过调节光谱精准控制植物的生长。

打造智耕农庄体验馆，在交大闵行校区的植物园内可以建设一个园林式生态农庄，展示数字化精准可控的鱼菜共生、非耕创意栽培等都市农业技术，展现未来都市田园生活 。

建立多渠道、全方位、高覆盖度的农业信息化综合服务体系，可作为远程式农村教育服务、新农人培养、技术培训平台。

（6）智能能源管理示范

智能能源调配系统可综合利用太阳能、风能、热泵、生物质能，大幅降低传统能源消耗；能源信息化管理系统，可对校内能耗实时监测，建立能耗大数据平台、构建学校能耗数据模型，通过数据分析、节能诊断，为学校建设低碳、绿色校园提供决策依据。

（7）智能安防示范

智能灾害防控系统，能主动预警火灾、危险品泄漏、断电漏水等危险情况，并根据灾情实现自动隔离，将灾害损失控制在最小范围；网络信息更加安全，解决内、外部云的信息交互安全问题，可以自动检查安全漏洞，主动防御黑客攻击，智能加密通信内容，实现更加放心的网络生活；利用校园监控中心、安防监控系统，对关键部位实时监控,实现外来车辆管理、基于人脸识别的门禁控制，生命体征自动感应的安全救护等。

（8）智能再生示范

实现废弃物智能分拣回收，自动分类可再生资源；通过信息自动汇总实时监控全校废弃物类型、数量、分布和流向情况，优化网点布局，为废弃物回收方案制定提供智力支撑；校园生活垃圾将减量化、无害化、资源化处理。

六、总结

“互联网+”时代信息化将对传统教育产生颠覆性影响，将为传统大学校园注入新活力，创新未来科技、示范未来城市、体验未来生活、引领未来社会。如今的信息化工作不仅是服务性工作，更是战略性工作。我们不仅需要改变传统的工作方式，更要改变传统的思维定式。如，解决信息孤岛的关键，不是解决技术性障碍，而是在突破管理的壁垒。“互联网+”时代信息化，需从改变自我做起！今天给大家展示的是上海交大对智慧校园的畅想，这还仅仅是一个梦想，我希望在不久的未来这个梦想可以成真，使智慧校园成为青年学生追逐新梦想的乐园！（本文系作者在“2016年河南省教育科研计算机网工作会议”上的分享报告。）