智慧實驗室建立在網(wǎng)絡(luò)和信息基礎(chǔ)上的教育環(huán)境,其目的是對教學、科研、管理、技術(shù)服務(wù)、生活服務(wù)等各個領(lǐng)域的信息進行收集、清洗、處理、集成、存儲、挖掘、分析、傳輸和應(yīng)用,拓展現(xiàn)實校園的時間和空間,使各種知識資源得到充分利用和共享,使師生交流與協(xié)作更加方便,提高高校管理水平和工作效率,降低實驗教學和管理成本。世界各國的數(shù)字校園一般是隨著網(wǎng)絡(luò)的演變而發(fā)展,自因特網(wǎng)建立以來,該領(lǐng)域的創(chuàng)新和變革教多。而高校信息化的發(fā)展與創(chuàng)新,依靠的就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與瀏覽器的相輔相成。
隨著時間的推移,智慧實驗室網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了很大的發(fā)展,已能夠創(chuàng)造出新一代身臨其境般的實用網(wǎng)絡(luò)體驗。日常使用的很多強大網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用就是靠這種相互作用實現(xiàn)的。未來基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字校園信息技術(shù)集成和應(yīng)用,將是研究支撐數(shù)字校園整合架構(gòu)的基礎(chǔ)。
1.智慧校園實驗室基本信息技術(shù)
總體架構(gòu)一般以五類用戶(學生、教師、管理人員、服務(wù)保障人員、平臺建設(shè)人員)為中心,以增強知識傳播、學習協(xié)作、信息融合為目標,形成資源豐富、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、安全高效的網(wǎng)絡(luò)化、開放式、自主性在線服務(wù)平臺以及配套的資源建設(shè)和服務(wù)保障機制。將云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等先進信息技術(shù)與教學應(yīng)用深度融合,為學生提供便捷、泛在的學習環(huán)境,為教師提供整合、互通的教學環(huán)境,為管理人員提供安全、高效的管理環(huán)境,為高校數(shù)字化校園平臺建設(shè)人員提供協(xié)同、創(chuàng)新的開發(fā)環(huán)境,為服務(wù)保障人員提供規(guī)范、個性化的服務(wù)環(huán)境,數(shù)字校園平臺總體技術(shù)業(yè)務(wù)優(yōu)化架構(gòu)??傮w技術(shù)優(yōu)化架構(gòu)由界面層(門戶層)、應(yīng)用層、應(yīng)用支撐層、信息資源層、系統(tǒng)實施層和支撐體系等構(gòu)成。
2.校園智慧實驗室信息技術(shù)應(yīng)用開展分析
美國、英國、日本、韓國普遍建立了安全、高效的實驗室信息化應(yīng)用平臺和數(shù)字校園環(huán)境。英國還積極思索如何利用現(xiàn)有環(huán)境為個人的最大潛能發(fā)揮服務(wù),韓國則進一步挖掘應(yīng)用服務(wù)的深層次需求和發(fā)展。印度由政府推動積極開展和推廣信息技術(shù)在教育中的全面運用。巴西則重新審視并加強了信息技術(shù)在教育中的運用。各國高校目前信息化技術(shù)應(yīng)用開展的情況比較見表1。各國的應(yīng)用態(tài)勢,一方面反映出各國的實驗室信息化發(fā)展水平差異問題,另一方面也呈現(xiàn)出各國的國情和文化差異問題。
中國教育信息化的迅速發(fā)展源自改革開放后教育的迫切需求,通過優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源共建共享、信息技術(shù)與教育深度融合、校企合作/促進教育公平、建設(shè)學習型社會,統(tǒng)籌規(guī)劃、整體部署教育信息化發(fā)展任務(wù)。計劃明確了我國教育信息化2.0的具體實施行動計劃,包括八個方面:數(shù)字資源服務(wù)普及行動、網(wǎng)絡(luò)學習空間覆蓋行動、網(wǎng)絡(luò)扶智工程攻堅行動、教育治理能力優(yōu)化行動、數(shù)字校園規(guī)范建設(shè)行動、智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動、百區(qū)千校萬課引領(lǐng)行動、信息素養(yǎng)全面提升行動。綜觀各國高校信息化的應(yīng)用開發(fā),出現(xiàn)了幾類新穎應(yīng)用,如移動學習與微型學習、虛擬實驗/體驗、信息化教育干預、開放教育資源等。
當前是一個科技創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)的重要時期,信息科技成為推動教育發(fā)展和知識傳播應(yīng)用的重要引擎,云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈等帶來了深刻的技術(shù)變革,物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)延展了數(shù)字校園信息技術(shù)應(yīng)用的深度和廣度,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為高校信息化發(fā)展的主要推動力,高校網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善,互聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)、無線寬帶網(wǎng)絡(luò)、無線傳感等多個網(wǎng)絡(luò)正在整合為泛在的信息網(wǎng)絡(luò)。
建設(shè)智慧校園實驗室是推進教育信息化的根本手段,隨著高校信息化建設(shè)的不斷推進,信息服務(wù)在學校教學、科研與管理中的作用越來越大?,F(xiàn)代化的學校少不了現(xiàn)代化、智能化的教學設(shè)施、設(shè)備的武裝,智慧校園實驗室也就應(yīng)運而生。智慧校園實驗室就是通過利用云計算、虛擬化和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù),將學校的實驗教學、科研、實驗室管理與校園資源、應(yīng)用系統(tǒng)進行整合,從而實現(xiàn)智慧化實驗室管理的校園模式,即涵蓋便捷的辦公模式、泛在的育人模式和實時的科研模式。智慧化校園實驗室是現(xiàn)階段各大高校已有很多具體的運用,包括以感知、智能、挖掘、控制等技術(shù)為手段,實現(xiàn)實驗室智能監(jiān)控、平安校園管理、自助網(wǎng)絡(luò)管理等。