智慧實驗室建立在網絡和信息基礎上的教育環(huán)境,其目的是對教學、科研、管理、技術服務、生活服務等各個領域的信息進行收集、清洗、處理、集成、存儲、挖掘、分析、傳輸和應用,拓展現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。世界各國的數字校園一般是隨著網絡的演變而發(fā)展,自因特網建立以來,該領域的創(chuàng)新和變革教多。而高校信息化的發(fā)展與創(chuàng)新,依靠的就是網絡技術與瀏覽器的相輔相成。
隨著時間的推移,智慧實驗室網絡技術得到了很大的發(fā)展,已能夠創(chuàng)造出新一代身臨其境般的實用網絡體驗。日常使用的很多強大網絡應用就是靠這種相互作用實現的。未來基于網絡的數字校園信息技術集成和應用,將是研究支撐數字校園整合架構的基礎。
1.智慧校園實驗室基本信息技術
總體架構一般以五類用戶(學生、教師、管理人員、服務保障人員、平臺建設人員)為中心,以增強知識傳播、學習協作、信息融合為目標,形成資源豐富、服務優(yōu)質、安全高效的網絡化、開放式、自主性在線服務平臺以及配套的資源建設和服務保障機制。將云服務、大數據等先進信息技術與教學應用深度融合,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,為高校數字化校園平臺建設人員提供協同、創(chuàng)新的開發(fā)環(huán)境,為服務保障人員提供規(guī)范、個性化的服務環(huán)境,數字校園平臺總體技術業(yè)務優(yōu)化架構??傮w技術優(yōu)化架構由界面層(門戶層)、應用層、應用支撐層、信息資源層、系統實施層和支撐體系等構成。
2.校園智慧實驗室信息技術應用開展分析
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用平臺和數字校園環(huán)境。英國還積極思索如何利用現有環(huán)境為個人的最大潛能發(fā)揮服務,韓國則進一步挖掘應用服務的深層次需求和發(fā)展。印度由政府推動積極開展和推廣信息技術在教育中的全面運用。巴西則重新審視并加強了信息技術在教育中的運用。各國高校目前信息化技術應用開展的情況比較見表1。各國的應用態(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)質數字教育資源共建共享、信息技術與教育深度融合、校企合作/促進教育公平、建設學習型社會,統籌規(guī)劃、整體部署教育信息化發(fā)展任務。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:數字資源服務普及行動、網絡學習空間覆蓋行動、網絡扶智工程攻堅行動、教育治理能力優(yōu)化行動、數字校園規(guī)范建設行動、智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動、百區(qū)千校萬課引領行動、信息素養(yǎng)全面提升行動。綜觀各國高校信息化的應用開發(fā),出現了幾類新穎應用,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)新不斷涌現的重要時期,信息科技成為推動教育發(fā)展和知識傳播應用的重要引擎,云計算、大數據、虛擬現實、區(qū)塊鏈等帶來了深刻的技術變革,物聯網、移動互聯網技術延展了數字校園信息技術應用的深度和廣度,網絡技術成為高校信息化發(fā)展的主要推動力,高校網絡基礎設施逐步完善,互聯網、5G技術、無線寬帶網絡、無線傳感等多個網絡正在整合為泛在的信息網絡。
建設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的不斷推進,信息服務在學校教學、科研與管理中的作用越來越大?,F代化的學校少不了現代化、智能化的教學設施、設備的武裝,智慧校園實驗室也就應運而生。智慧校園實驗室就是通過利用云計算、虛擬化和物聯網等新技術,將學校的實驗教學、科研、實驗室管理與校園資源、應用系統進行整合,從而實現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、控制等技術為手段,實現實驗室智能監(jiān)控、平安校園管理、自助網絡管理等。