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摘要：随着教育信息化的不断深入，信息技术融入教育教學业务，已经深刻地影响着教育的改革与发展，智慧教育作为教育信息化的高端形态也越来越受到重视。为了支撑智慧教育的开展，必须建立智慧校园。该文在分析了我国高校信息化30多年来发展阶段的基础上，从技术、业务、建设和运行模式等角度，阐述了高校智慧校园将具有的主要特征，提出了高校智慧校园的定义，建立了高校智慧校园的概念模型。高校智慧校园的解决方案是该文的重点，文中提出了高校智慧校园的层次化体系结构模型，设计了包括通信框架、环境框架、数据框架和服务框架的开放框架模型，并建立了高校智慧校园的成熟度模型及其评价指标体系，初步形成了高校智慧校园技术参考模型。
关键词：智慧校园；智慧教育；技术参考模型；概念模型；框架模型；成熟度模型
中图分类号：G434 文献标识码：A
一、高校信息化进入智慧校园阶段
（一）我国高校信息化发展阶段分析
我国高校信息化开始于20世纪80年代中，30多年的发展过程中，经历了早期的电算化、校园网络建设，到中期的网络信息系统建设和数字校园整合集成，近期普遍重视开展业务流程优化和服务整合，信息技术越来越深度融入高校的教育教学业务之中，高校信息化开始进入智慧校园建设阶段。
不同的发展阶段，高校信息化呈现出不同的特点，从IT与业务的关系、信息化程度、IT绩效重点、相关信息化技术关注点、建设与运维模式以及IT支撑机构等方面，归纳对比了各个发展阶段我国高校信息化的不同特点，如表1所示。
（二）高校智慧校园的定位与目标
随着云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能、社交网络、知识管理、虚拟现实等新兴信息技术在高校中的广泛应用，信息技术与教育教学业务的融合越来越深入，高校信息化由管理信息化发展为教育教学全面信息化，信息技术与教育教学的关系从组合、整合演进到融合创新。在这种情况下，数字校园建设阶段采用的统筹建设、分步实施的建设模式已经难以为继。随着师生积极参与学校信息化建设，在已有应用系统基础上开展的轻量级/碎片化应用越来越多，数字校园的运行维护模式开始捉襟见肘。并且，随着数字校园建设与应用的不断深入，高校信息化的技术形态、业务形态、管理形态都开始发生巨大变化，原有数字校园建设的解决方案和方法都已经不能满足当前阶段高校信息化的实际需要。高校信息化发展需要有新的思路、方案和方法，而智慧校园成为当前阶段高校信息化发展的必然诉求。
智慧校园实际上是高校信息化发展到融合创新阶段的产物，是对数字校园建设的进一步深化与提升，是高校应对“互联网 教育”挑战的必然选择，是高校实施的“工业4.0”。高校建设智慧校园，是在数字校园的基础上，通过一系列新兴信息技术的引入，为师生提供各种智慧型的业务应用，改进师生在工作、学习和生活中的活动方式，推动教学、科研、管理和服务在IT支持下的模式创新，实现高校的智慧运行，支撑高校智慧教育的开展。
高校智慧校园的建设目标，是支持高校智慧教育的开展，具体包括：
（1）大力推动线上线下融合教学和基于大数据的教学评价，开展智慧型人才培养，实现广泛的因材施教和个性化的人才培养；（2）开展智慧型科学研究，减少科研过程的低水平重复劳动，加强科研协作，提高科研水平与效率；（3）开展智慧型社会服务，利用信息化手段加快科技成果转化，利用大数据技术为科学决策提供支持；（4）开展智慧型文化传承创新，创新、繁荣健康向上的大学网络文化，发展先进文化，创新高校网络思想政治教育阵地建设；（5）促进管理服务流程的不断优化或再造、创新管理服务模式，实现校系间、部门间的业务协同和一门式服务；通过大数据技术挖掘学校运行规律，实现智慧型管理决策；（6）充分利用物联网技术和智能感知技术，建立智慧型校园后勤管理与服务信息化支撑平台，整合校内外各种生活服务资源，开展智慧型生活服务。
通过智慧校园建设与应用，支持高校开展智慧教育，可以促进高等教育质量全面提高，为我国高等教育现代化和建成高等教育强国作贡献。
二、高校智慧校园的特征与概念
（一）智慧校园辨析
“智慧”这个词，在我国传统的语境里一直是有点神秘色彩的，一般指人具有的对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力，有智慧的人被称为智者。近几年来，随着IT对人类经济社会活动影响的深入，信息界在引进外来名词时，将Smart、Intelligent、Wisdom都翻译为智慧。关于智慧和它的三个英文表述，祝智庭在《智慧教育：教育信息化的新境界》、黄荣怀在《智慧教育的三重境界：从环境、模式到体制》文中进行了较详细的阐述和比较。
可以说，和早前的教育信息化名词与解决方案多属于引进不同，“智慧教育”和“智慧校园”已经不是舶来品，是我国学者在研究教育信息化不断深入过程中，基于我国教育实际状况而提出的具有中国特色的教育信息化发展思路与解决方案。祝智庭认为“国内外对智慧教育的系统研究较为鲜见，相关的认识亦尚无定论”，并从智慧学习环境、智慧学习、智慧教学法等方面阐述了自己的观点。黄荣怀则提出了智慧教育系统由智慧学习环境、新型教学模式和现代教育制度三个层面构成，初步构建出了智慧教育的大框架。
智慧教育作为教育信息化的高端形态，需要有智慧型的校园环境与系统作为支撑。祝智庭和黄荣怀主要是从智慧学习对IT支撑的需求角度提出了思考，包括智慧学习环境的基本内涵、主要任务、基本特征和核心技术等。笔者则针对智慧教育阶段学校的整体信息化建设，提出了建设高校智慧校园的思路。实际上，智慧校园是一个典型的中国词汇，国外文献中，无论是Smart Campus、Intelligent Campus还是Wisdom Campus都很鲜见。究其原因，一是国外研究者比较关注一项或几项信息技术在教育教学业务中发挥的作用，即IT in Education，比较典型的如美国新媒体联盟每年度的《地平线报告》；二是美国学校相对比较开放，通常没有封闭的实体校园概念，校园信息化建设较多地纳入智慧城市、智慧地球等建设范畴，比较典型的是IBM的Education for a Smarter Planet。 可以说，智慧校园是我国教育信息化研究者为了顺应教育信息化发展趋势和我国教育行业特点而提出的一个具有中国特色的概念，是从信息化建设角度提出的支撑信息化条件下智慧教育的一套完整技术解决方案。由于高等教育和基础教育在学校形态方面差异较大，因此其信息化技术解决方案差异也就很大，如基础教育的信息化支撑环境更强调采用区域教育云服务，这也是本文将技术参考模型设计限定在高等学校的原因。
（二）高校智慧校园的主要特征
智慧校园是高校信息化发展的新阶段，是在数字校园的基础上为了支持高校智慧教育发展而提出的解决方案。因此，无论是信息化业务运行、技术方案还是建设运维模式，智慧校园都具有与数字校园不同的显著特征。
从信息化业务运行方面来看，与数字校园主要注重管理信息化相比，智慧校园更加重视信息技术与人才培养、科学研究和社会服务的深度融合，重视提供跨部门业务融合的一门式服务，重视利用大数据支持科学决策，即支持智慧教育业务的开展。在智慧校园建设阶段，高校信息化由管理信息化发展为业务全面信息化，信息技术与业务的关系从组合、整合进入融合创新阶段，基于信息技术解构、优化、重组教育教学的新型教育模式——智慧教育形态已经开始顯现。
从技术视角来看，随着云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能、社交网络、知识管理、虚拟现实等新兴信息技术在高校的广泛应用，改变了数字校园的技术形态，基于智能感知大数据和复杂对象建模构建校园虚拟映像，基于大数据分析的业务规律认知等成为智慧校园建设的关键技术。特别地，由于业务和技术的不断深化，由一家企业提供完整的校园信息化解决方案的模式已不太现实，构建开放共享的技术生态对于智慧校园建设来说就至为重要。因此，在智慧校园解决方案中，必须建立支持开放技术生态的服务框架，提供柔性的技术基础设施。
从建设模式来看，高校数字校园传统的统筹建设、分步实施的建设模式已经难以为继，在学校总体规划下多方参与、开放共享的建设模式和轻量级/碎片化、快速迭代、协同演进的发展模式将会成为智慧校园阶段的主流模式。从运维模式来看，由于智慧校园信息化设施复杂度的不断提高和社会信息系统的不断引入，当前高校的信息化队伍和自我运维模式已经难以支撑，与社会信息系统提供商、智慧校园专业服务商协同的混合运维模式将成为必然选择。
（三）高校智慧校园概念模型
基于上述分析，本文提出高校智慧校园的描述性定义：智慧校园是高校信息化的高级形态，是对数字校园的进一步深化与提升，它综合运用云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能、社交网络、知识管理、虚拟现实等新兴信息技术，全面感知校园物理环境，智能识别师生群体的学习、工作情景和个体的特征，在网络空间建立校园虚拟映像，将学校物理空间和数字空间有机衔接起来，通过在网络空间的计算掌握校园运行规律并反馈、控制物理空间，为师生建立智能开放的教育教学环境和便利舒适的生活环境，改变师生与学校资源、环境的交互方式，开展以人为本的个性化创新服务，实现学校智慧运行，支撑学校开展智慧教育。
根据这个定义，可以抽象出高校智慧校园的概念模型如右图1所示。具体说明如下。
（1）人机物交互：应用智能感知技术采集校园环境和设备的状态信息，应用可穿戴技术采集人与人群的活动信息，通过智能终端和自助设备获取用户输入信息，并提供及时的反馈与控制，实现校园的物理信息采集、环境控制和人群协同。
（2）泛在互联：通过各种有线和无线网络实现人与人、人与物、物与物之间的随需连接与信息交换，将校园中人的信息、物的信息、位置信息和环境信息及时映射到网络空间中，构建全天候、全覆盖的网络应用环境。
（3）虚实链接：通过社交网络、物联网、位置网络实现人的互联、物的互联和空间互联，构建校园信息物理系统（Cyber Physical Systems，CPS），实现虚拟校园与物理校园的无缝链接，融为一体。
（4）虚拟映像：基于云计算、云存储、云服务等技术构建校园网络空间，将校园中产生的各种结构化、半结构化和非结构化数据组装起来，在网络空间中建立校园虚拟映像，全面、准确、及时地反映物理校园的运行状况。
（5）全面认知：应用大数据技术对校园虚拟映像进行全方位分析，全面掌握物理校园的运行规律，并通过校园信息物理系统作用于物理校园，实现师生与学校资源、环境的智能交互。
（6）智慧运行：在智慧校园的支撑下，基于运行规律对学校的运营管理、资源调度、业务活动等做出科学决策，通过流程管理、协作支撑和情景建模等技术系统支持学校各项业务的智慧运行，实现智慧型人才培养、科学研究、社会服务和文化传承创新，达到通过智慧校园建设支撑智慧教育的目的。
三、高校智慧校园的架构与框架
高校智慧校园与数字校园的本质区别，在于随着信息技术与学校业务的不断融合，高校的物理校园与虚拟校园将融为一体。为了实现高校校园物理空间与数字空间的融合，需要建立智慧校园信息化支撑平台。该平台以大数据为核心，以智能感知为神经末梢，以移动互联为神经网络，依托智慧型应用，为用户提供自适应、个性化的交互，实现对高校各项业务智慧运行的支持。因此，与数字校园建设侧重信息门户和业务系统建设不同，智慧校园建设更加强调架构与框架，智慧校园的各类平台、系统和应用只有遵循技术架构的总体规划和技术框架的整体设计，才能够有机地融合在一起，整体支撑智慧校园的建设目标。
（一）高校智慧校园架构模型
智慧校园的架构是对智慧校园技术体系的总体规划，从技术视角全面规划智慧校园的技术元素构成、技术元素之间层级结构、以及技术元素间的逻辑关系。按照领域信息化的普遍规律，高校智慧校园的架构采用层次化的体系结构，由智能感知层、网络通信层、云计算层、大数据层、智能应用层和智能终端层组成，加上信息化支撑平台本身所需要的支撑保障体系如信息安全保障体系和信息化运维服务体系，以及智慧校园的用户群体，形成如图2所示的高校智慧校园架构模型。 （1）智能感知层：综合采用RFID、ZigBee、IPCAM等智能感应、近场通信相关物联网技术，采集校园学习生活相关的各类环境、资源与活动的实时数据，实现对校园各类设施设备的运行状态、师生学习生活的活动轨迹、师生与校园环境的互动情况等进行全面感知，为智慧校园的全面数据采集与实时反馈控制提供基础的感知支撑。
（2）网络通信层：综合采用校园有线网络、WIFI无线网络、4G移动网络等通信技术，为智能感知层采集的各类环境和活动数据提供高覆盖的传输服务，为师生随时随地使用互联网提供高速率的访问服务、为校园各类智慧应用提供高可靠的接入服务，从而为智慧校园提供随需、泛在的通信支撑。
（3）云计算层：综合采用虚拟化、分布式计算、高性能计算等计算技术，集中存储、分布式存储等存储技术，实现高效、透明、可靠的基础设施云服务，为智慧校园的大数据处理和智慧应用提供普适、随需的计算和存储支撑。
（4）大数据层：综合采用数据存储、数据组织与管理、数据挖掘、数据分析等技术，汇聚校园内的环境、活动、业务、交互等各类信息，构建起连接网络空间和实体校园的智慧校园虚拟映像，并基于虚拟映像开展全方位的分析，掌握实体校园的运行规律，为智慧校园的各类应用提供科学、综合的数据支撑。
（5）智慧应用层：是智慧校园发挥作用的关键，基于大数据层对校园的运营管理、资源调度、业务活动等做出决策，通过教学、科研、服务、管理决策、文化传承等各类智慧型的校园信息化业务应用，为师生的学习生活和校园的管理提供全面、贴切的功能服务，从而为校园的智慧管理提供全面、个性化的应用支撑。
（6）智能终端层：综合应用传统PC、智能终端、自助设备和可穿戴设备等在内的多种终端接人技术，基于用户所处的不同环境，围绕特定应用场景为用户提供的无缝、自适应、个性化的人机交互模式，全面提升用户获取校园信息化服务的体验，为校园的信息化应用提供融合、无缝的接人支撑。
（7）支撑保障体系：支撑保障体系是智慧校园持续提供高质量服务的基础，包括保障校园各类信息安全可靠的信息安全保障体系，保障校园基础设施和应用系统稳定运行的信息化运维服务体系等，为智慧校园安全、稳定、高效地运行提供切实的保障。
（二）高校智慧校园框架模型
高校智慧校园的建设是一个复杂的系统工程，智慧校园建设应在智慧校园架构的基础上，对各部分的组成进行整体设计，更细粒度地描述技术元素所包含的技术细节和实现思路，从而为后续的具体建设提供设计参考。智慧校园的框架模型就是对技术架构中各个技术元素的详细设计，具体包括通信框架、环境框架、数据框架和服务框架，其中通信框架是对智慧校园架构中智能感知层和网络通信层的设计，环境框架是对云计算层的设计，数据框架是对大数据层的设计，服务框架是对智慧应用层和智能终端层的设计，如图3所示。
（1）通信框架：是智慧校园框架体系的传输核心，为智慧校园各类信息的高速传输和广泛覆盖提供基础的支撑。包括为人参与的各项业务和活动提供高数据量、高并发的数据传输服务的无线网框架，为各类传感器提供高频率、高覆蓋的数据传输服务物联网框架，为人、传感器等提供校园物理位置确定服务的位置网框架。
（2）环境框架：是智慧校园框架体系的计算核心，为智慧校园各类信息的即时、高效处理提供基础的计算、存储和内部传输的支撑。包括对管理应用提供高可用虚拟化计算支撑和对教学科研应用提供云计算支撑的计算环境框架，应对应用规模的迅速增长提供分布存储支撑的存储框架，为应用间数据高速传输和共享提供支撑的网络环境框架，和保障基础设施稳定运行的机房环境框架。
（3）数据框架：是智慧校园框架体系的逻辑核心，以数据应用和大数据模式承载智慧校园的主体虚拟映像。包括构建整合、一致、可变的多维数据空间的数据采集管理框架和数据存储计算框架，形成在线实时的数据处理机制，开展全局、个体及群体数据的多维特征分析数据分析框架等。
（4）服务框架：是智慧校园框架体系的应用核心，通过服务框架，智慧校园内的各类服务才能够有机地集成起来，形成柔性、可演化的智慧校园应用环境，支持将现有的系统通过服务改造后集成到服务框架中，并实现新建服务功能的不断融入，同时提供开放的应用系统开发框架，帮助开发者快速地构建应用系统。包括面向用户提供统一交互服务的交互框架，承载业务规则和管理流程的规则框架，为应用、流程和数据提供柔性定制支撑的引擎框架，以及为集成和封装现有应用功能提供支撑的容器框架。
四、高校智慧校园的成熟度评价
智慧校园建设是一个长期不断演进的过程，需要建立智慧校园演进模型，即智慧校园成熟度模型，以描述智慧校园建设发展的演进过程。成熟度模型可用于对高校智慧校园建设情况的评估工作，正确认识智慧校园所处的发展阶段和发展水平；也可以引导智慧校园建设向更高水平发展，推动高校智慧化进程的有序发展。
（一）影响因素分析
对高校来说，教育信息化是信息技术不断引入学校教育教学业务来促进教育改革和发展的过程。因此，信息技术的应用情况、信息技术支撑业务开展情况、基于信息技术的业务融合创新发展状况以及师生信息化能力就成为衡量高校信息化发展程度的关键要素。
智慧校园是高校信息化发展的高级阶段，是在数字校园的基础上的进一步提升，因此，评价一个学校的智慧校园成熟度，我们着重于智慧化的提升方面，亦即重点考虑如下三个影响因素：
（1）智慧类技术应用情况：考察智慧校园普遍采用的新兴信息技术在学校中的引进使用情况，如云计算、物联网、移动互联、大数据、社交网络、知识管理、人工智能、虚拟现实等，并且随着技术的进步这个技术列表会不断发生变化。
（2）智慧型应用开展情况：考察主流的智慧型应用在学校的开展情况，在当前情况下，可以考察的智慧型应用有：基于用户兴趣的推荐式学习交流系统、基于知识管理的科研协作系统、基于大数据的学生平安监测系统、基于物联网的建筑节能监管系统、基于商业智能和大数据技术的决策支持系统等等，具体的观察点随着智慧校园建设的深入将越来越多，将来可以适当进行分组来考察。 （3）智慧型业务融合情况：考察学校主要业务在信息技术支持下的融合创新情况，可以按照高校的主要业务来分类考察，如智慧型人才培养、智慧型科学研究、智慧型社会服务、智慧型文化传承創新、智慧型管理决策、智慧型生活服务。
（二）成熟度模型设计
参考能力成熟度模型和智慧城市成熟度模型，高校智慧校园成熟度模型将智慧校园建设与发展状态划分为四个阶段：萌芽阶段、集成阶段、融合阶段和创新阶段，如图4所示。一般来说，一个学校的智慧校园建设会逐级演进，其成熟度也逐级提高。
针对每一个成熟度等级，其关键特征和发展状况描述如下：
（1）萌芽阶段：萌芽阶段是智慧校园建设等级的最低程度。此阶段的智慧校园发展程度处于自发的初级阶段，没有成型的整体建设方案，只是部分智慧类技术在少数业务领域得到应用，应用之间没有有机地联系起来，处于各自孤立状态。
（2）集成阶段：智慧校园建设进人自主阶段，学校开始有组织地推进智慧校园相关建设工作。在此阶段，多种智慧类技术在多个业务领域得到规模化应用，并且智慧型应用之间进行了集成整合，实现互联互通。
（3）融合阶段：智慧校园建设进入成熟阶段，学校通过统筹规划全面地推进智慧校园建设。学校的各个业务领域都有智慧类技术的深度应用，信息技术与教育教学业务不断融合，智慧型应用已经成为学校信息化的主流应用。
（4）创新阶段：智慧校园建设进人提升阶段，高校教育教学业务得到创新发展。信息技术与业务深度融合，学校的教育教学模式、科研协作模式、管理决策模式都发生了重大变革与创新，学校各方面业务实现智慧运行，智慧教育的功效得到充分显现。
（三）评价指标体系
为了能够客观地评价一个学校的智慧校园成熟度，我们建立了包括三个成熟度评价维度的评价指标体系。三个评价维度分别是智慧类技术应用程度、智慧型应用开展程度和智慧型业务融合程度，即评价指标体系的三个一级指标。对于每一个一级指标，设置若干个二级指标，如智慧型应用开展程度可以设置教学类应用、科研类应用、管理类应用和服务类应用等四个二级指标。对于每一个二级指标，再设置一个或多个观察点，二级指标的观察点可以随着智慧校园建设的进展情况而发展变化。
对于每一个观察点，都采用五级梯度评价：
（1）智慧类技术应用程度的五级分别为：未使用、局部使用、大面积使用、全面使用、全面深度使用；
（2）智慧型应用开展程度的五级分别为：未开展、零星开展、有组织开展、全面开展、全面深度开展；
（3）智慧型业务融合程度的五级分别为：无影响、组合、整合、融合、创新。
当前阶段可参考的高校智慧校园评价指标体系如表2所示。
五、结束语
智慧校园是高校信息化发展到一定阶段的必然产物。随着从事高校信息化的商业公司开始逐步发布支持开放服务框架的智慧校园解决方案，预期在“十三五”时期高校智慧校园建设将进一步加速。在数字校园建设早期，因缺乏相应的标准规范，各高校各企业各自为政，导致数字校园孤岛遍布、烟囱林立，为了避免智慧校园建设重蹈覆辙，我们必须加强标准尤其是技术标准的建设与推广，尽早确立高校智慧校园的技术架构框架标准，推动建立基于标准规范的高校智慧校园建设联盟，促进高校智慧校园建设的持续有序发展。
关键词：智慧校园；智慧教育；技术参考模型；概念模型；框架模型；成熟度模型
中图分类号：G434 文献标识码：A
一、高校信息化进入智慧校园阶段
（一）我国高校信息化发展阶段分析
我国高校信息化开始于20世纪80年代中，30多年的发展过程中，经历了早期的电算化、校园网络建设，到中期的网络信息系统建设和数字校园整合集成，近期普遍重视开展业务流程优化和服务整合，信息技术越来越深度融入高校的教育教学业务之中，高校信息化开始进入智慧校园建设阶段。
不同的发展阶段，高校信息化呈现出不同的特点，从IT与业务的关系、信息化程度、IT绩效重点、相关信息化技术关注点、建设与运维模式以及IT支撑机构等方面，归纳对比了各个发展阶段我国高校信息化的不同特点，如表1所示。
（二）高校智慧校园的定位与目标
随着云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能、社交网络、知识管理、虚拟现实等新兴信息技术在高校中的广泛应用，信息技术与教育教学业务的融合越来越深入，高校信息化由管理信息化发展为教育教学全面信息化，信息技术与教育教学的关系从组合、整合演进到融合创新。在这种情况下，数字校园建设阶段采用的统筹建设、分步实施的建设模式已经难以为继。随着师生积极参与学校信息化建设，在已有应用系统基础上开展的轻量级/碎片化应用越来越多，数字校园的运行维护模式开始捉襟见肘。并且，随着数字校园建设与应用的不断深入，高校信息化的技术形态、业务形态、管理形态都开始发生巨大变化，原有数字校园建设的解决方案和方法都已经不能满足当前阶段高校信息化的实际需要。高校信息化发展需要有新的思路、方案和方法，而智慧校园成为当前阶段高校信息化发展的必然诉求。
智慧校园实际上是高校信息化发展到融合创新阶段的产物，是对数字校园建设的进一步深化与提升，是高校应对“互联网 教育”挑战的必然选择，是高校实施的“工业4.0”。高校建设智慧校园，是在数字校园的基础上，通过一系列新兴信息技术的引入，为师生提供各种智慧型的业务应用，改进师生在工作、学习和生活中的活动方式，推动教学、科研、管理和服务在IT支持下的模式创新，实现高校的智慧运行，支撑高校智慧教育的开展。
高校智慧校园的建设目标，是支持高校智慧教育的开展，具体包括：
（1）大力推动线上线下融合教学和基于大数据的教学评价，开展智慧型人才培养，实现广泛的因材施教和个性化的人才培养；（2）开展智慧型科学研究，减少科研过程的低水平重复劳动，加强科研协作，提高科研水平与效率；（3）开展智慧型社会服务，利用信息化手段加快科技成果转化，利用大数据技术为科学决策提供支持；（4）开展智慧型文化传承创新，创新、繁荣健康向上的大学网络文化，发展先进文化，创新高校网络思想政治教育阵地建设；（5）促进管理服务流程的不断优化或再造、创新管理服务模式，实现校系间、部门间的业务协同和一门式服务；通过大数据技术挖掘学校运行规律，实现智慧型管理决策；（6）充分利用物联网技术和智能感知技术，建立智慧型校园后勤管理与服务信息化支撑平台，整合校内外各种生活服务资源，开展智慧型生活服务。
通过智慧校园建设与应用，支持高校开展智慧教育，可以促进高等教育质量全面提高，为我国高等教育现代化和建成高等教育强国作贡献。
二、高校智慧校园的特征与概念
（一）智慧校园辨析
“智慧”这个词，在我国传统的语境里一直是有点神秘色彩的，一般指人具有的对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力，有智慧的人被称为智者。近几年来，随着IT对人类经济社会活动影响的深入，信息界在引进外来名词时，将Smart、Intelligent、Wisdom都翻译为智慧。关于智慧和它的三个英文表述，祝智庭在《智慧教育：教育信息化的新境界》、黄荣怀在《智慧教育的三重境界：从环境、模式到体制》文中进行了较详细的阐述和比较。
可以说，和早前的教育信息化名词与解决方案多属于引进不同，“智慧教育”和“智慧校园”已经不是舶来品，是我国学者在研究教育信息化不断深入过程中，基于我国教育实际状况而提出的具有中国特色的教育信息化发展思路与解决方案。祝智庭认为“国内外对智慧教育的系统研究较为鲜见，相关的认识亦尚无定论”，并从智慧学习环境、智慧学习、智慧教学法等方面阐述了自己的观点。黄荣怀则提出了智慧教育系统由智慧学习环境、新型教学模式和现代教育制度三个层面构成，初步构建出了智慧教育的大框架。
智慧教育作为教育信息化的高端形态，需要有智慧型的校园环境与系统作为支撑。祝智庭和黄荣怀主要是从智慧学习对IT支撑的需求角度提出了思考，包括智慧学习环境的基本内涵、主要任务、基本特征和核心技术等。笔者则针对智慧教育阶段学校的整体信息化建设，提出了建设高校智慧校园的思路。实际上，智慧校园是一个典型的中国词汇，国外文献中，无论是Smart Campus、Intelligent Campus还是Wisdom Campus都很鲜见。究其原因，一是国外研究者比较关注一项或几项信息技术在教育教学业务中发挥的作用，即IT in Education，比较典型的如美国新媒体联盟每年度的《地平线报告》；二是美国学校相对比较开放，通常没有封闭的实体校园概念，校园信息化建设较多地纳入智慧城市、智慧地球等建设范畴，比较典型的是IBM的Education for a Smarter Planet。 可以说，智慧校园是我国教育信息化研究者为了顺应教育信息化发展趋势和我国教育行业特点而提出的一个具有中国特色的概念，是从信息化建设角度提出的支撑信息化条件下智慧教育的一套完整技术解决方案。由于高等教育和基础教育在学校形态方面差异较大，因此其信息化技术解决方案差异也就很大，如基础教育的信息化支撑环境更强调采用区域教育云服务，这也是本文将技术参考模型设计限定在高等学校的原因。
（二）高校智慧校园的主要特征
智慧校园是高校信息化发展的新阶段，是在数字校园的基础上为了支持高校智慧教育发展而提出的解决方案。因此，无论是信息化业务运行、技术方案还是建设运维模式，智慧校园都具有与数字校园不同的显著特征。
从信息化业务运行方面来看，与数字校园主要注重管理信息化相比，智慧校园更加重视信息技术与人才培养、科学研究和社会服务的深度融合，重视提供跨部门业务融合的一门式服务，重视利用大数据支持科学决策，即支持智慧教育业务的开展。在智慧校园建设阶段，高校信息化由管理信息化发展为业务全面信息化，信息技术与业务的关系从组合、整合进入融合创新阶段，基于信息技术解构、优化、重组教育教学的新型教育模式——智慧教育形态已经开始顯现。
从技术视角来看，随着云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能、社交网络、知识管理、虚拟现实等新兴信息技术在高校的广泛应用，改变了数字校园的技术形态，基于智能感知大数据和复杂对象建模构建校园虚拟映像，基于大数据分析的业务规律认知等成为智慧校园建设的关键技术。特别地，由于业务和技术的不断深化，由一家企业提供完整的校园信息化解决方案的模式已不太现实，构建开放共享的技术生态对于智慧校园建设来说就至为重要。因此，在智慧校园解决方案中，必须建立支持开放技术生态的服务框架，提供柔性的技术基础设施。
从建设模式来看，高校数字校园传统的统筹建设、分步实施的建设模式已经难以为继，在学校总体规划下多方参与、开放共享的建设模式和轻量级/碎片化、快速迭代、协同演进的发展模式将会成为智慧校园阶段的主流模式。从运维模式来看，由于智慧校园信息化设施复杂度的不断提高和社会信息系统的不断引入，当前高校的信息化队伍和自我运维模式已经难以支撑，与社会信息系统提供商、智慧校园专业服务商协同的混合运维模式将成为必然选择。
（三）高校智慧校园概念模型
基于上述分析，本文提出高校智慧校园的描述性定义：智慧校园是高校信息化的高级形态，是对数字校园的进一步深化与提升，它综合运用云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能、社交网络、知识管理、虚拟现实等新兴信息技术，全面感知校园物理环境，智能识别师生群体的学习、工作情景和个体的特征，在网络空间建立校园虚拟映像，将学校物理空间和数字空间有机衔接起来，通过在网络空间的计算掌握校园运行规律并反馈、控制物理空间，为师生建立智能开放的教育教学环境和便利舒适的生活环境，改变师生与学校资源、环境的交互方式，开展以人为本的个性化创新服务，实现学校智慧运行，支撑学校开展智慧教育。
根据这个定义，可以抽象出高校智慧校园的概念模型如右图1所示。具体说明如下。
（1）人机物交互：应用智能感知技术采集校园环境和设备的状态信息，应用可穿戴技术采集人与人群的活动信息，通过智能终端和自助设备获取用户输入信息，并提供及时的反馈与控制，实现校园的物理信息采集、环境控制和人群协同。
（2）泛在互联：通过各种有线和无线网络实现人与人、人与物、物与物之间的随需连接与信息交换，将校园中人的信息、物的信息、位置信息和环境信息及时映射到网络空间中，构建全天候、全覆盖的网络应用环境。
（3）虚实链接：通过社交网络、物联网、位置网络实现人的互联、物的互联和空间互联，构建校园信息物理系统（Cyber Physical Systems，CPS），实现虚拟校园与物理校园的无缝链接，融为一体。
（4）虚拟映像：基于云计算、云存储、云服务等技术构建校园网络空间，将校园中产生的各种结构化、半结构化和非结构化数据组装起来，在网络空间中建立校园虚拟映像，全面、准确、及时地反映物理校园的运行状况。
（5）全面认知：应用大数据技术对校园虚拟映像进行全方位分析，全面掌握物理校园的运行规律，并通过校园信息物理系统作用于物理校园，实现师生与学校资源、环境的智能交互。
（6）智慧运行：在智慧校园的支撑下，基于运行规律对学校的运营管理、资源调度、业务活动等做出科学决策，通过流程管理、协作支撑和情景建模等技术系统支持学校各项业务的智慧运行，实现智慧型人才培养、科学研究、社会服务和文化传承创新，达到通过智慧校园建设支撑智慧教育的目的。
三、高校智慧校园的架构与框架
高校智慧校园与数字校园的本质区别，在于随着信息技术与学校业务的不断融合，高校的物理校园与虚拟校园将融为一体。为了实现高校校园物理空间与数字空间的融合，需要建立智慧校园信息化支撑平台。该平台以大数据为核心，以智能感知为神经末梢，以移动互联为神经网络，依托智慧型应用，为用户提供自适应、个性化的交互，实现对高校各项业务智慧运行的支持。因此，与数字校园建设侧重信息门户和业务系统建设不同，智慧校园建设更加强调架构与框架，智慧校园的各类平台、系统和应用只有遵循技术架构的总体规划和技术框架的整体设计，才能够有机地融合在一起，整体支撑智慧校园的建设目标。
（一）高校智慧校园架构模型
智慧校园的架构是对智慧校园技术体系的总体规划，从技术视角全面规划智慧校园的技术元素构成、技术元素之间层级结构、以及技术元素间的逻辑关系。按照领域信息化的普遍规律，高校智慧校园的架构采用层次化的体系结构，由智能感知层、网络通信层、云计算层、大数据层、智能应用层和智能终端层组成，加上信息化支撑平台本身所需要的支撑保障体系如信息安全保障体系和信息化运维服务体系，以及智慧校园的用户群体，形成如图2所示的高校智慧校园架构模型。 （1）智能感知层：综合采用RFID、ZigBee、IPCAM等智能感应、近场通信相关物联网技术，采集校园学习生活相关的各类环境、资源与活动的实时数据，实现对校园各类设施设备的运行状态、师生学习生活的活动轨迹、师生与校园环境的互动情况等进行全面感知，为智慧校园的全面数据采集与实时反馈控制提供基础的感知支撑。
（2）网络通信层：综合采用校园有线网络、WIFI无线网络、4G移动网络等通信技术，为智能感知层采集的各类环境和活动数据提供高覆盖的传输服务，为师生随时随地使用互联网提供高速率的访问服务、为校园各类智慧应用提供高可靠的接入服务，从而为智慧校园提供随需、泛在的通信支撑。
（3）云计算层：综合采用虚拟化、分布式计算、高性能计算等计算技术，集中存储、分布式存储等存储技术，实现高效、透明、可靠的基础设施云服务，为智慧校园的大数据处理和智慧应用提供普适、随需的计算和存储支撑。
（4）大数据层：综合采用数据存储、数据组织与管理、数据挖掘、数据分析等技术，汇聚校园内的环境、活动、业务、交互等各类信息，构建起连接网络空间和实体校园的智慧校园虚拟映像，并基于虚拟映像开展全方位的分析，掌握实体校园的运行规律，为智慧校园的各类应用提供科学、综合的数据支撑。
（5）智慧应用层：是智慧校园发挥作用的关键，基于大数据层对校园的运营管理、资源调度、业务活动等做出决策，通过教学、科研、服务、管理决策、文化传承等各类智慧型的校园信息化业务应用，为师生的学习生活和校园的管理提供全面、贴切的功能服务，从而为校园的智慧管理提供全面、个性化的应用支撑。
（6）智能终端层：综合应用传统PC、智能终端、自助设备和可穿戴设备等在内的多种终端接人技术，基于用户所处的不同环境，围绕特定应用场景为用户提供的无缝、自适应、个性化的人机交互模式，全面提升用户获取校园信息化服务的体验，为校园的信息化应用提供融合、无缝的接人支撑。
（7）支撑保障体系：支撑保障体系是智慧校园持续提供高质量服务的基础，包括保障校园各类信息安全可靠的信息安全保障体系，保障校园基础设施和应用系统稳定运行的信息化运维服务体系等，为智慧校园安全、稳定、高效地运行提供切实的保障。
（二）高校智慧校园框架模型
高校智慧校园的建设是一个复杂的系统工程，智慧校园建设应在智慧校园架构的基础上，对各部分的组成进行整体设计，更细粒度地描述技术元素所包含的技术细节和实现思路，从而为后续的具体建设提供设计参考。智慧校园的框架模型就是对技术架构中各个技术元素的详细设计，具体包括通信框架、环境框架、数据框架和服务框架，其中通信框架是对智慧校园架构中智能感知层和网络通信层的设计，环境框架是对云计算层的设计，数据框架是对大数据层的设计，服务框架是对智慧应用层和智能终端层的设计，如图3所示。
（1）通信框架：是智慧校园框架体系的传输核心，为智慧校园各类信息的高速传输和广泛覆盖提供基础的支撑。包括为人参与的各项业务和活动提供高数据量、高并发的数据传输服务的无线网框架，为各类传感器提供高频率、高覆蓋的数据传输服务物联网框架，为人、传感器等提供校园物理位置确定服务的位置网框架。
（2）环境框架：是智慧校园框架体系的计算核心，为智慧校园各类信息的即时、高效处理提供基础的计算、存储和内部传输的支撑。包括对管理应用提供高可用虚拟化计算支撑和对教学科研应用提供云计算支撑的计算环境框架，应对应用规模的迅速增长提供分布存储支撑的存储框架，为应用间数据高速传输和共享提供支撑的网络环境框架，和保障基础设施稳定运行的机房环境框架。
（3）数据框架：是智慧校园框架体系的逻辑核心，以数据应用和大数据模式承载智慧校园的主体虚拟映像。包括构建整合、一致、可变的多维数据空间的数据采集管理框架和数据存储计算框架，形成在线实时的数据处理机制，开展全局、个体及群体数据的多维特征分析数据分析框架等。
（4）服务框架：是智慧校园框架体系的应用核心，通过服务框架，智慧校园内的各类服务才能够有机地集成起来，形成柔性、可演化的智慧校园应用环境，支持将现有的系统通过服务改造后集成到服务框架中，并实现新建服务功能的不断融入，同时提供开放的应用系统开发框架，帮助开发者快速地构建应用系统。包括面向用户提供统一交互服务的交互框架，承载业务规则和管理流程的规则框架，为应用、流程和数据提供柔性定制支撑的引擎框架，以及为集成和封装现有应用功能提供支撑的容器框架。
四、高校智慧校园的成熟度评价
智慧校园建设是一个长期不断演进的过程，需要建立智慧校园演进模型，即智慧校园成熟度模型，以描述智慧校园建设发展的演进过程。成熟度模型可用于对高校智慧校园建设情况的评估工作，正确认识智慧校园所处的发展阶段和发展水平；也可以引导智慧校园建设向更高水平发展，推动高校智慧化进程的有序发展。
（一）影响因素分析
对高校来说，教育信息化是信息技术不断引入学校教育教学业务来促进教育改革和发展的过程。因此，信息技术的应用情况、信息技术支撑业务开展情况、基于信息技术的业务融合创新发展状况以及师生信息化能力就成为衡量高校信息化发展程度的关键要素。
智慧校园是高校信息化发展的高级阶段，是在数字校园的基础上的进一步提升，因此，评价一个学校的智慧校园成熟度，我们着重于智慧化的提升方面，亦即重点考虑如下三个影响因素：
（1）智慧类技术应用情况：考察智慧校园普遍采用的新兴信息技术在学校中的引进使用情况，如云计算、物联网、移动互联、大数据、社交网络、知识管理、人工智能、虚拟现实等，并且随着技术的进步这个技术列表会不断发生变化。
（2）智慧型应用开展情况：考察主流的智慧型应用在学校的开展情况，在当前情况下，可以考察的智慧型应用有：基于用户兴趣的推荐式学习交流系统、基于知识管理的科研协作系统、基于大数据的学生平安监测系统、基于物联网的建筑节能监管系统、基于商业智能和大数据技术的决策支持系统等等，具体的观察点随着智慧校园建设的深入将越来越多，将来可以适当进行分组来考察。 （3）智慧型业务融合情况：考察学校主要业务在信息技术支持下的融合创新情况，可以按照高校的主要业务来分类考察，如智慧型人才培养、智慧型科学研究、智慧型社会服务、智慧型文化传承創新、智慧型管理决策、智慧型生活服务。
（二）成熟度模型设计
参考能力成熟度模型和智慧城市成熟度模型，高校智慧校园成熟度模型将智慧校园建设与发展状态划分为四个阶段：萌芽阶段、集成阶段、融合阶段和创新阶段，如图4所示。一般来说，一个学校的智慧校园建设会逐级演进，其成熟度也逐级提高。
针对每一个成熟度等级，其关键特征和发展状况描述如下：
（1）萌芽阶段：萌芽阶段是智慧校园建设等级的最低程度。此阶段的智慧校园发展程度处于自发的初级阶段，没有成型的整体建设方案，只是部分智慧类技术在少数业务领域得到应用，应用之间没有有机地联系起来，处于各自孤立状态。
（2）集成阶段：智慧校园建设进人自主阶段，学校开始有组织地推进智慧校园相关建设工作。在此阶段，多种智慧类技术在多个业务领域得到规模化应用，并且智慧型应用之间进行了集成整合，实现互联互通。
（3）融合阶段：智慧校园建设进入成熟阶段，学校通过统筹规划全面地推进智慧校园建设。学校的各个业务领域都有智慧类技术的深度应用，信息技术与教育教学业务不断融合，智慧型应用已经成为学校信息化的主流应用。
（4）创新阶段：智慧校园建设进人提升阶段，高校教育教学业务得到创新发展。信息技术与业务深度融合，学校的教育教学模式、科研协作模式、管理决策模式都发生了重大变革与创新，学校各方面业务实现智慧运行，智慧教育的功效得到充分显现。
（三）评价指标体系
为了能够客观地评价一个学校的智慧校园成熟度，我们建立了包括三个成熟度评价维度的评价指标体系。三个评价维度分别是智慧类技术应用程度、智慧型应用开展程度和智慧型业务融合程度，即评价指标体系的三个一级指标。对于每一个一级指标，设置若干个二级指标，如智慧型应用开展程度可以设置教学类应用、科研类应用、管理类应用和服务类应用等四个二级指标。对于每一个二级指标，再设置一个或多个观察点，二级指标的观察点可以随着智慧校园建设的进展情况而发展变化。
对于每一个观察点，都采用五级梯度评价：
（1）智慧类技术应用程度的五级分别为：未使用、局部使用、大面积使用、全面使用、全面深度使用；
（2）智慧型应用开展程度的五级分别为：未开展、零星开展、有组织开展、全面开展、全面深度开展；
（3）智慧型业务融合程度的五级分别为：无影响、组合、整合、融合、创新。
当前阶段可参考的高校智慧校园评价指标体系如表2所示。
五、结束语
智慧校园是高校信息化发展到一定阶段的必然产物。随着从事高校信息化的商业公司开始逐步发布支持开放服务框架的智慧校园解决方案，预期在“十三五”时期高校智慧校园建设将进一步加速。在数字校园建设早期，因缺乏相应的标准规范，各高校各企业各自为政，导致数字校园孤岛遍布、烟囱林立，为了避免智慧校园建设重蹈覆辙，我们必须加强标准尤其是技术标准的建设与推广，尽早确立高校智慧校园的技术架构框架标准，推动建立基于标准规范的高校智慧校园建设联盟，促进高校智慧校园建设的持续有序发展。