一
畅想:未来学校与智能建筑
"互联网+"时代的全面到来,必然催生出新的学校形态,未来学校是什么模样?会发生哪些变化?有哪些新的趋势?未来学校倡导重新设计学校,通过空间、课程与技术的融合,探索“互联网+”背景下的学校结构性变革。学校建筑成为未来学校建设和发展至关重要的载体。2017年10月10日,教育部学校规划建设发展中心发布《未来学校研究与实验计划》(以下简称计划),为我们描绘了具有中国特色的未来学校。该计划认为,未来学校应具备以下六大特征:一是绿色、智能和泛在互联的基础设施;二是集成、智慧、因变的新学习场景;三是灵巧学习及创新的赋能场;四是开放融合的学习生态;五是创新的知识和信息网络拓扑结构;六是人工智能融合的教师-课程智慧系统。这表明,未来学校硬件教学设备应是高度智能化的,未来学校的教与学是高度开放与灵活的,未来学校教育技术上是高度人工智能化的。
“建筑是什么?”腾讯云副总裁王涛在首届中国建筑物联网高峰论坛主题演讲中抛出疑问。在他看来,建筑不仅仅是安全食宿、生产工作、娱乐休息的场所,更应该是具备协同高效、自我优化、节能环保、人文关怀的智能生态体。他的发言让“智能建筑”这一名词走入更多人的视野。
智能建筑是集现代科学技术之大成的产物,其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。在《智能建筑设计标准》中对智能建筑的定义如下:“以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。”正如《计划》所说,未来将迎来灵巧教育时代,未来学校建筑也应顺应这一趋势,做到灵活、开放及高度智能化。
二
尝试:数字校园建设探索的30年
十年前,家里电器的远程控制,科幻电影里的刷脸开门,都让我们惊叹不已;如今,刷脸开门、智能照明、智能预定、能源管理等智慧化的生活体验已逐渐成为日常。未来社会将是虚实融合的世界,未来学校也不例外。早在1991年,科利华公司研制开发出中国第一套基于PC机的教育软件—“科利华校长办公系统”,是早期数字校园建设的代表性探索。2000年11月,教育部发出《关于在中小学实施“校校通”工程的通知》,推动了数字校园建设的全面普及。为了进一步深化教育信息化工作,2012年3月,教育部正式颁布了《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,启动了“三通两平台”建设工作,中央电教馆在2012年推出“百所数字校园示范校建设项目”,并发布了《数字校园示范校建设指南(试行)》,提出中国基础教育学校数字校园建设的基本规范。一系列政策的支持与引导下,数字校园建设成了教育现代化发展最重要的成果。
智慧化是当前数字校园的发展趋势,其核心特征是教育信息的无缝流转、教育数据的集成融合、教育业务的有效协同、促进师生全面发展的智能服务,其优势也在很多方面得以显现:
校园一卡通系统是数字校园的基础工程和重要组成部分,在门禁、考勤、图书借阅、就餐等领域的运用,大大提升了学校的管理实效。
一体化办公平台是校园信息呈现的核心模块,也是推进数字校园建设的重要信息平台,极大地提高了管理和应用效能。
网络学习平台的使用和开发为学生的多样性学习提供支持。电子书包项目的应用在不同学科中进行创新性运用,方便学生进行探究学习。
全面推行电子白板教学研究实现线上和线下相结合的教学方式,开展多媒体的辅助教学和学生的探究性学习。
图书馆智能借阅与阅读提高图书借阅、归架的效率,也充分利用电子书和电子期刊对学生进行阅读教学新模式的探究,让学生爱上阅读。
智能安防系统是现在学校普遍采用的,通过全数字传输方式实现对校园的实时监控和分析,及时发现问题,及时处理。
智能停车系统在部分新建学校中开始投入使用,通过物联网技术,实现了车辆自动驶入和驶出,大大缓解了学校周边交通压力、提升了校园及周边的安全。
“技术可以放大杰出的教学”,新一代数字校园总体发展趋势是越来越智能化,期待未来数字技术与学校教育出现更有效、更多元的融合,让学校不再是封闭的社会单元,而是通过网络汇聚作用,形成集体智慧聚变的节点,是一个充满活力、人性化和高度社会化的地方,是开放的、流动的、社会性的、分布式的、连接的智慧认知网络与个性化发展空间。
三
突破:跨界学习企业智能建筑
沃尔特·艾萨克森在《乔布斯传》里说,“预测未来的最好方法就是创造未来”。我们现在研究未来教育,一方面要预测未来,另一方面要创造未来。实践没有止境,理论创新也没有止境。十九大提出,“世界每时每刻都在发生变化,中国也每时每刻都在发生变化。我们必须在理论上跟上时代,不断认识规律,不断推进理论创新、实践创新、制度创新、文化创新,以及其他各方面的创新。”以云计算、普适计算和物联网等新一代信息技术为基础的数字校园建设已然开启,目前的教育信息化,在教育管理、教育评价方面进展比较大,但仍远远滞后于新技术的迭代、应用领域也相对单一,而一些高科技企业大楼建设中已明显走在建筑智能化的前列。
智能建筑案例:腾讯新总部滨海大楼—“互联网+”新玩法
2017年11月28日,腾讯宣布位于深圳滨海的全球新总部“滨海大厦”正式启用。这不仅仅是一栋大楼,更是智能互联设备的庞大试验场,是中国互联网科技巨头腾讯在智慧建筑方面的一次有益的探索,是中国物联网计划的一个破晓。腾讯滨海大厦位于深圳南山区科技园内,总投资18亿元。包括248米高50层楼的南塔楼和194米高41层楼的北塔楼,每一层都是采用LOFT式风格的设计,被三条“腰带”连接在一起,占地面积18650平方米,建筑面积约35万平米。
1.“黑科技”无处不在
滨海大厦采用物联网和人工智能技术,是集数字化、智能化于一体的智慧大厦。大厦内部,腾讯应用物联网、人工智能等前沿科技,让滨海大厦成为探索物联网解决方案和人工智能的“超级试验场”。所有设施设备均植入具有腾讯DNA的QQ SDK和微信SDK,其数据在智慧化管理平台上进行交互,并发生化学反应。每个员工从进入大门开始,就能体验到最新的互联网科技成果。
员工不用刷卡,直接“刷脸”即可进入;
加入物联网系统的电梯,可用手机“召唤”,员工可提前在微信上预约电梯和到达楼层,再到指定电梯门等待;
下班后,打通QQ账号的智能寻车导航,帮助员工顺利快速地开车回家;
此外,大厦内部还有根据节假日变化的表情大屏,室内精准定位技术可以准确到一米内,访客在大堂等待时可通过手机与AR、VR设备进行多种互动等等,“科技无处不在”。
2.绿色环保理念贯穿全过程
腾讯滨海大厦是典型的大型高层建筑,体量大、跨度大、空间大、能耗高,后备电力系统可靠性、安全性、高可用性备受重视,绿色节能作为电力系统的发展趋势,亦是腾讯规划团队重点考虑的因素。大厦由世界著名建筑设计公司NBBJ负责设计,绿色环保的理念贯穿了建造全过程,还获得了LEED NC(源自美国的国际性绿色建筑认证系统)金级认证。
为控制炫目和热量获取,大厦幕墙集成了一套根据深圳日照角度不同而各异的模块化的遮阳系统。另外,塔楼的少许旋转和高度偏移拦截了场地的盛行风,使中庭通风同时使直接日照最少化。
依据“海绵城市”理念打造空中花园,回收IT机房热量来维持恒温的游泳池,能源策略比传统办公塔楼减少40%的消费和碳排放。
3.打造垂直型生态社区综合体
滨海大厦硬件被三条“腰带”连接在一起,这种连接象征着因特网各个遥远角落的连通,以一种更富有效率的方式将腾讯公司员工连接在一起。三条“腰带”其实也是三种不同的工作生活空间,包括2~5层的“文化连接层”,22~26层的“健康连接层”,和35~37层“知识连接层”。
为保证员工的快乐工作和健康生活,滨海大厦不仅有更先进、更舒适、采光更好、风景更优美的办公区和会议室,城市广场、空中花园、攀岩等也应有尽有。
“工作使我快乐”的办公区,每个办公桌上都有绿化植物;
办公室内,有可以随意调节高度、方便站立办公的小桌;
食堂有多个区域可供选择,桌椅各不相同;
各种室内球馆:羽毛球、篮球、乒乓球、台球。健身房里有跑步机、动感单车。
三层楼之高的超大攀岩墙
300米长的室内环形跑道
腾讯滨海大厦创造了让员工“不愿下班”的办公环境,可以说体现了腾讯心目中对未来空间的想象:一个垂直型生态社区综合体,乐于包容所有、连接一切,在这里的每一个人,都可以自由地工作、快乐地生活。
曾经,未来建筑里的生活似乎遥不可及。现在,全新腾讯总部大楼向我们展示:智慧建筑,已近在眼前!面对未来学校的理想和新技术的发展,学校建筑必须主动对接时代发展与人群需求,打破时间和空间的壁垒,进一步打通教育、办公、家庭、出行、购物等丰富场景,积极探索"互联网+"时代学校建筑与新技术的全面深度融合,让建筑学会思考,让空间更有温度,为建筑空间的数字化升级助力未来学校创造更多的可能性。
【参考资料】
[1]建筑智能化定义 百度百科
https://baike.baidu.com/item/建筑智能化/1389655
[2]叶澜.21世纪社会发展与中国基础教育改革[J].中国教育学刊, 2005,(1).
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[5]余胜泉(北京师范大学教育学部教育技术学院)突破与转型:数字校园及其智慧化发展趋势 中小学管理•2015/05
[6]杨现民,余胜泉.智慧教育体系架构与关键支撑技术[J].中国电化教育,2015,(1).
[7]陶西平 未来学校的7个共同特点——未来学校的兴起、挑战及发展趋势 《未来教育家》 2018.2
[8]曹培杰 《未来学校的兴起、挑战及发展趋势——基于“互联网+”教育的学校结构性变革》 《中国电化教育》2017.7
[9]夏军伟林会国 物联技术在数字校园建设中的应用研究 中国教育技术装备 2015.2
[10]腾讯的新总部大楼,全是黑科技
https://www.sohu.com/a/232212897_248660
供稿:黄玉燕
审核:郭宸宇