2月23日，《中小学智慧校园蓝皮书（2021-2022）》总报告正式发布（点击查看）。本蓝皮书包括总报告、理论篇、人物篇、案例篇等多部分内容。
其中，案例篇以智慧环境、智慧学习、智慧管理、智慧生态为基本框架，收录了全国具有代表性的智慧校园建设学校实践案例。案例从技术应用场景、使用效果、软硬件建设基础、成败经验分享等角度，力求全面呈现出新技术对学校发展与教育变革所产生的作用，并为全国中小学智慧校园建设提供参考样板。未来智慧校园研究中心微信公众号将择选案例篇部分内容发布，蓝皮书全文将在第六届中国教育智库年会正式发布。
解锁被IC卡“卡”住的智慧校园建设
基于“一卡通”系统的智慧校园，进校门、借书、考勤等等大量的场景都依赖IC卡。但经常有学生忘带或者遗失IC卡，一旦没有了卡，学生在校内“寸步难行”，各类数据也会因此无法采集。显然，这张IC卡“卡”住了智慧校园建设的进程，一种新型替代方式呼之欲出……随着人脸识别技术（即刷脸）的突飞猛进，杭州第十一中学（简称“十一中”）在该技术的应用方面做了大量的实践和探索。2017年4月，十一中启动“无卡校园”工程以来，经历多次升级改版，如今在校园里刷脸已经成为一道独特的风景。在校园里，仅凭一张脸，就可以实现刷脸就餐、刷脸借阅、刷脸看病、刷脸考勤、刷脸购物、刷脸借还体育器材等。“无卡校园”为学生提供了课堂之外的科技兴趣、科技启蒙以及科技体验的最新场景，让他们的眼界与科技创新的脉搏得到了同步。
- 高中走班教学，点名过程从3分钟降至无感，在不知不觉中完成点名工作，“增加”课堂时长。
- 宿舍管理员不再需要逐一核对学生考勤，能够为学生提供更加优质的服务。
- 食堂可以根据学生提前选择的菜品进行精准采购，减少浪费情况。
- 学校能够根据学生午餐所选菜品生成个人营养数据报告，家长实时掌握孩子膳食情况。
- 学生在食堂取餐时间由人均17秒缩短至9秒，全校学生整体用餐时间节约了十分钟。
- 刷脸借书柜的数据采集能够形成学生阅读大数据，积累学生过程性评价数据。
浙江省是国内最早在普通高中实行走班化教学模式的试点省份之一，实行走班后，每个教学班里的同学是来自不同行政班的学生，老师们每节课面对的学生不可能完全相同，于是，点名就成了个大问题。一个班级40多人，人工点一次名要花费将近3分钟时间，IC卡签到又会有代刷情况。基于人脸识别的无感考勤系统，则先将每个教室和任课老师进行匹配，再将应该到这个教室上课的学生信息发送到教室，上课时学生们只要按正常坐姿听课，位于黑板上方的摄像头就可以在学生不知不觉中完成点名，上课5分钟后，系统就会自动生成学生考勤情况，并推送给相关老师。这套系统同样应用到学生宿舍管理中。此前宿舍管理员都要为每晚的点名伤透脑筋。实行无感点名后，学生只要在走进宿舍大厅的时候，稍稍放慢一点脚步，把脸露出来，系统就可以识别这个学生是什么时候进入宿舍的。到了截止时间，系统就会把当天的学生回宿舍情况推送给管理员，管理员只需抽查核实即可。（见图1）
图1 宿舍考勤报表
学校在主要教育教学场所也都安装了人脸识别设备，只要学生经过都能留下行动轨迹，有相应权限的管理人员可以查看相关学生在校的行动轨迹。无感考勤系统让考勤变得无比轻松，节约了老师点名的时间，意味着增加了课堂的时长，老师可以利用这“多”出来的时间进行更多的教育教学活动。宿舍管理员也能有更多时间为学生们提供更优质周到的服务。杭十一中地处杭州老城区，食堂就餐面积小，师生体验差。学生经常抱怨吃不到自己喜欢的饭菜、排队就餐时间长，食堂方面又不知道学生喜欢吃什么，供需双方的信息不对称。智慧食堂系统的推出解决了传统食堂的诸多难题。2017年10月，学校将智慧食堂升级，加入了“人脸识别”技术，学生从点餐到取餐，全程只需刷脸，高效有序的智慧食堂来了。食堂在每周三发布下周的套餐菜单，学生据此选择自己喜欢的菜品，而食堂工作人员根据学生的选择进行精准采购。这些营养套餐都是由专业营养师根据高中生成长发育的需要而搭配，食材都是定量的，保证每人每餐的蛋白质、脂肪等的摄入量都清晰可知。每周还会生成一份个人营养数据报告，报告根据每人每日购买餐点数据，按照最喜欢的套餐、点餐率、食物摄入量、营养摄入量等进行综合分析，家长通过微信公众号便可实时掌握学生在校的膳食情况。学生提前选好的套餐如果忘记了，可以先在电子班牌上查询，到了食堂根据套餐排队就可以了。如果选的是A套餐，就排到A套餐的窗口前刷脸领取。由于在选择套餐时就完成了支付，学生在窗口前停留的时间大大缩短，取餐时间从人均17秒左右缩短到了人均9秒左右，全校学生整体用餐时间节约了十分钟。学生用餐更从容，校园秩序少了慌乱多了有序，学生之间少了矛盾多了文明。（见图2）
图2 智慧食堂流程图
智慧食堂系统本着以人为本的理念设计，满足了学生的需求，缩短了排队时间，实现了精准采购，体现了精准服务，更重要的是培养了学生良好的饮食习惯，引导他们树立健康的饮食理念。传统校园图书馆的借还系统是基于“一卡通”系统进行的。一旦没带卡，借阅还书都无法进行。学校在各个班级都设立了流动图书馆，但管理困难，图书破损、丢失现象严重，缺乏借阅痕迹记载，无法掌握学生个体的阅读偏好，阅读分析更加无从谈起。刷脸借书柜进入校园之后，上述问题便迎刃而解。实现刷脸借书后，学生只要站在屏幕前，系统就可以辨识身份和权限。选择心仪的图书后，在触摸屏上点击“借阅”，选择人脸识别，系统辨识成功后，柜门便会自动打开，取书，系统检测是否关门，并提示关门，直至完成借阅过程。因为借还都方便，科技感十足，学生争相体验刷脸借书，图书流动率得到了较大提升。刷脸借书柜采集的数据与全校的借阅系统连通，与学校的校园大脑大数据平台融通，共同形成了智慧校园大数据，从而指导图书馆的工作。学生每次借还都会生成一个数据，包含了借还具体时间、图书类别等，这些数据累加后，就形成了学生的阅读大数据，成为学生过程评价数据的重要组成部分。通过数据解读，可以了解每位学生的阅读兴趣，会及时在大屏幕上推荐类似的图书，同时从阅读的全面性考量，把该学生从未看过的图书，以新书推荐的名义推送给他，扩大阅读范围。图书管理员也可以从数据中得到收获。管理员可借阅数据采购图书，避免采购的书学生不喜欢、学生喜欢的书图书馆里没有的情况。管理员能真正了解学生的阅读兴趣，既可以选择学生心仪的图书进一步强化阅读深度，也可以安排毫不相关的新内容吸引学生阅读，进而扩大兴趣范围。通过对大数据进行分析，如学生阅读能力、阅读范围、借阅与课程的关系等，还可以设置图书排行榜、阅读排行榜，还可以综合其数据，用学生阅读指数的概念，来向上游引导，让作家和出版社写好书、出好书，让书店售好书。学校在每个班级的常规教室都设立了刷脸借书柜，刷脸借书柜可以放在学校的任何地方，教学楼、宿舍、食堂、实验楼等这些原本与图书馆毫无关系的场所都可成“图书馆”。借书柜24小时运行，学生可以随时借还图书。书香校园的氛围已经形成。
无卡校园建设中所谓的“刷脸”，就是将学生的脸部照片与IC卡号进行关，学生刷脸完成身份认证，利用这个唯一的身份便可以在校园内进行各种操作。“刷脸”分为“有感刷脸”和“无感刷脸”，校园内的智慧食堂和非正常时间学生进出校园等场景应用了“有感刷脸”，即学生必须看一眼刷脸设备才能完成身份识别；而走班考勤、宿舍签到等采用的却是“无感考勤”，学生不需要刻意盯住摄像头，设备会在学生“不知情”的情况下完成考勤和签到。
这些“无卡校园”的应用场景，仅仅是杭州十一中智慧校园建设的“表象”。
传统的智慧校园往往是由多个应用系统构成，各个系统独立运行，各自的数据也不能共享，“信息孤岛”现象严重。为解决这一现象，杭州十一中对智慧校园进行了顶层设计，用“精智校园五星工程”实现系统之间的融通，形成大数据中心，从而实现了两个突破，即从数据打通到系统互通，从数据分享到数据协同。
“精智校园五星工程”其五星分别是智慧后勤、智慧教学、智慧德育、智慧管理和校园大脑（见图4）。校园大脑是整个智慧校园的指挥中心，起着数据存储和分析、资源整合与调配、数据分享与协同的作用。教育大数据的意义在于让数据指导教育教学，满足个性需求，提供精准服务。
校园大脑里的很多数据都是依赖人脸识别技术完成采集的，所以采集学生的照片信息就是第一步，但高中生大部分属于未成年人，学校有保护他们隐私的责任。在每年新生进校后，学校会对学生进行教育引导，也会告知家长学校采集照片的用途，取得学生、家长认可后方才启动照片采集工作。学生个体数据有一定的隐私成分，学校必须管好这些数据，因此与各应用平台运维企业均签订保密协议，相关数据也只能放在校内服务器上，访问权限、防火墙等都由专人管理。学校在调用数据的时候采用分级分权方式，不同权限的人只能查看自己权限范围内的数据，并对所查看的数据负责到底。
Q：如何实现各个平台系统的整合？
A：一所学校中有教务系统、德育管理平台、后勤管理系统等诸多系统平台，它们常常由不同的公司研发，学校想协调所有的公司是很难做到的。因此，我们的做法是引进一家单位作为学校信息化建设的总集成商，所有进入学校的信息化公司，都要和他们对接，要同意开放数据接口，只有这样才能保证在以后的应用中融入校园大脑，与其它应用模块共同形成教育大数据。
总集成商可以解决学校为了让多个系统协同工作而难以协调问题，也可以将学校的需求告知总集成商，由他们向各应用系统进行任务布置和分解，从而实现平台共存、标准统一。
Q：如何进行人脸识别系统的常态化应用？
A：人脸识别系统应用涉及到三个人群——老师、学生、家长。如果不能协调好三个人群对于人脸识别系统的认可度，则很可能需要因为个别人的不理解而在各个应用场景下单独设置刷卡设备，使“无卡校园”建设前功尽弃。
针对个别人的顾虑，学校可以使用多种方法让教师感受到系统的便捷性，也要向他们宣传学校是如何做好数据的安全防护工作的，只有取得大家的共识才能做到无卡化。
针对学生、家长对于数据安全的顾虑，学校采用的方式是：在新生入学期前的军训期间，向学生们宣讲无卡校园的便利和学校里大量的黑科技，让学生对无卡校园产生期待，然后再告知学生需要采集大家的照片才能应用这些黑科技，还需要每个学生签署信息采集同意书之后才能进行照片采集，周末的时候再让学生将书面告知书带给家长，学校会以书面的形式告知家长，学校是如何确保学生的数据信息安全的，让家长放心，然后家长签字同意后学校留存归档。
Q：无感考勤建设有哪些需要注意的问题？
A：目前学校使用的班级考勤系统是全局摄像头+追踪摄像头。通过前期匹配课程表、全局摄像头查询整体人数、追踪摄像头精准识别个人的方式进行考勤。这种方式能够保证百分之百的准确率。需要注意，一些考勤识别系统无法做法完全准确的识别，当错误的考勤信息推送给家长时，容易造成其他问题。建议不要随时推送学生的考勤信息给家长，而是给家长开放权限，有需要的家长自己登录查询自己孩子的考勤信息。编撰
安 飞 中国教育智库联盟秘书长、未来智慧校园研究中心执行副主任
5月20日上午9点，“健康中国，营养先行——智慧食堂数据开发应用研讨会”在杭州十一中学举办，研讨会内容丰富，包括健康膳食管理系统发布，智慧食堂数据深度应用、顶级智慧校园专家讲座、智慧校园应用场景观摩等多部分。
提醒：本次研讨活动限额100人，参加人员需扫描下方二维码预约，额满为止。
未来智慧校园研究中心是中国教育智库网（教育部学校规划建设发展中心主办）与北京一零一中共同发起成立的未来智慧校园研究平台。
自2020年3月成立以来，已有全国100余所中小学和20余家教育头部企业相继加入，研究中心依托教育部学校规划建设发展中心相关课题研究成果、北京一零一中等重点学校的实践成果，以及教育领军企业的成功案例经验，结合产学研三方智慧，解决传统教育与新技术相融合的难题。
