“基于数字化应用的软件定义新基建”智慧教学空间新范式建设，赋能汕头大学高质量发展

基于学校物联建设现状和教学改革需求分析，提升教学硬件的拓展性应用，有效地支撑学校开展数字化转型教学改革，汕头大学联合浩翔信息在智慧教与学空间建设中提出了“基于数字化应用的软件定义新基建”全链接应用智慧教学空间设计思路。

以物联网中台为教育物联数字底座，以高聚合边缘计算网关为核心连接，构建多场景应用的物联网综合管控平台，无缝接管现有的已建、在建或将建设备，实现所有教学空间相关的设备和电源的物联接管。

在断电、网络不通等异常情况下，高聚合边缘网关下接入的所有物联设备可通过离线策略正常运行，本地物联网触控终端和综合管控平台均可正常工作，实现没电也能工作，没网也能控制。

什么是“基于数字化应用的软件定义新基建”？数字化新基建是软硬件融合体，软件为主体，是系统的顶层设计，通过建构算法模型和软件架构，用数字化技术将系统应用云到端软硬件无缝链接为一个有机整体。硬件是终端，在软件系统融合中发挥协同赋能作用，因此，数字化新基建需要用平台化的软件规划，设计系统的学与教的应用场景和应用链，科学配套与场景应用密切融合硬件设备，产生数字化和数据化赋能作用。采用数字化场景应用定义软硬融合的新基建，通过软件进行整合、拓展和重塑、重构，实现各系统应用闭环化，推动高效率、高效能、高质量教育发展。

“基于数字化应用的软件定义新基建”是针对教学硬件固定的功能在教学中拓展性应用不高，不能全链路采集学与教反馈数据赋能高阶应用。利用软件应用功能的灵活设计，对系统的每个硬件进行重构和配置硬件系统，通过软件定义新基建不仅为功能单一的硬件拓展多样性赋能，也可以定义建构学与教应用场景来引导科学、合理地配置所需硬件系统，提供更符合实际需求的解决方案，更好地发挥软硬件协同赋能作用。

用教育、教学的数字化应用基础是物联，通过物联系统可以将各种教育、教学硬件产品融合于软件平台，形成一个生态应用服务体系，提升应用过程的效率和效能，用数据赋能的作用解决学校各系统之间的无缝联通，同时基于大数据支撑教与学的持续创新和迭代发展。通过数字化转型改革重构学习和教学的应用体系，为学校构建人人可创新发展的智慧教学环境，有效支撑学校开展数字化转型教学改革。

以往不同教室不同类型的多媒体设备开启繁琐，费时费力。通过构建一体化管控平台，结合教学课表和教与学过程的实际应用需求，灵活定义策略，快速实现教学设施、教学设备等的开启关闭，实现场景化、一键式的控制，瞬间可进入教与学状态，整个操作流程无需管理员亲临现场，减轻工作负担及设备设施因素对教学质量的影响，实现没人也能管理。

平台提供多维度的教学环境管控方式，可通过空间维度或设备维度对整个校园教学设备进行集中式控制。同时利用环境感知技术，智能化调节设备状态，根据环境变化做出响应和预警，提高教学环境管控效率，为教育教学提供更好的支持和课堂体验。

校园空间资源管理，基于“互联网+空间共享与供给需求平衡动态”思维，通过AI算法，根据师生日常使用规律或与教学课表排课情况，动态预测分析教学空间内的使用率和空余课室情况，自动平衡校园空间供需关系的闭环式管理。

学生可通过微信公众号或课室门外的智慧云屏显示终端查看开放空间位置，根据指引进行自主学习活动，系统针对不同角色动态分派空间设备的使用权限，通过与门禁、多媒体等设备多系统融合联动，打造空间共享服务，支撑空间管理流程优化再造，实现空间资源动态有效合理利用，提升管理效率的同时达到节能降耗的目标。

针对课堂教学、空间使用状态等情况，可通过视频监控，将所有教室纳入监管范围，可视化展现教室的使用情况、课堂教学活动轨迹，利用物联网和视频分析技术，实时推送空间设备运行状态和学生学习情况，实现对校园空间可视化、透明化管理。

通过监管和分析教室的使用情况，便于学校更好地进行教室资源规划和管理，合理安排课程，调整教室使用计划，提高教学空间资源利用效率。

物联是数字化转型、数字化新基建、AI大数据的基座。通过对物联网技术，将课室空间应用、教学活动轨迹、设备运行状态、能耗用量、资源应用等数据进行全面分析、归类归档，实现系统运行状态的可视化展示，如：谁管、谁用、谁服务、应用效率、效能情况以及运维质量等，学校管理者和相关工作人员可随时查看，了解各项指标的情况。通过深度学习，形成使用者应用操作习惯，自动调节设备运作模式，为师生提供更高效、便捷、个性化的服务体验。

利用AI算法，对采集到的数据进行挖掘、分析、研判，产生数据迭代价值，构成一个可物联学习、物联教学、物联监测、物联服务的完整教育链条，实现不同角色应用价值和数字化闭环应用服务，为绿色安全、流程优化及各类应用运维状态提供数据依据，提升教育效果和质量。

围绕课堂教与学所用的装备、环境、系统建构应用情景的“基于数字化应用的软件定义新基建”的智慧教学环境建设，遵循智慧校园顶层设计规划，以师生和运营管理实际应用为本，实现“开放共享、互联互通”，减少人力成本，提高管理效能，提升教育教学的“便利性和易用性”是汕头大学系统建设的核心理念，引领和驱动师生在学与教实践中感知数字化赋能价值，提升学校整体的数字化素养能力。

汕头大学将积极推动教育数字化转型，努力深耕物联技术在智慧校园中的应用，打造物联应用新基建，营造更高效、更舒适、更智能的新型教学环境。