中小學智慧校園解決方案

2023年12月29日發(fā)(作者：芝山公園)

中小學智慧校園解決方案

一、用戶需求分析

(一) 師生需求

建設智慧教室，實現(xiàn)智慧化的教學、智慧化的學習、智慧化的評價。提供學校各種業(yè)務系統(tǒng)和學習資源，通過公共服務門戶一站式登錄，享受便捷的教學資源和應用服務。

(二) 公眾需求

實現(xiàn)一站式教育事務辦理和信息查詢，獲取優(yōu)質的專業(yè)發(fā)展學習資源，家長可以和學校一起為學生的成長保駕護航。

(三) 教育管理者需求

為學校教育管理者提供最強大的管理服務，高效地對學校的工作進行管理。

二、建設目標

學校及教育管理部門依托云計算、大數(shù)據(jù)等先進的互聯(lián)網(wǎng)新技術，將教學、科研、管理和家校溝通等信息資源進行整合、集成和全面的數(shù)字化，構成統(tǒng)一教育信息化平臺，并在此基礎上，實現(xiàn)教材多媒體化、辦公自動化、教學個性化、學習自主化、環(huán)境虛擬化等智慧型教育創(chuàng)新模式，以學習方式和教育模式創(chuàng)新為核心，建立一個智慧化的、系統(tǒng)化的教與學生態(tài)智慧教育云系統(tǒng)。

(一) 校園環(huán)境數(shù)字化

要利用計算機技術、網(wǎng)絡技術、通信技術等先進的信息化手段和工具，實現(xiàn)從基礎設施（網(wǎng)絡、終端、教室等）、資源（圖書、講義、課件等）到活動（學習、教學、研究、管理、生活等）的全面教育數(shù)字化。

(二) 應用泛在化

拓展現(xiàn)實校園的時空維度，實現(xiàn)各種應用系統(tǒng)互聯(lián)互通；建設網(wǎng)絡應用環(huán)境，實現(xiàn)泛在的應用模式；促進優(yōu)質數(shù)字資源的建設、應用和共享，每個班級都享受到優(yōu)質數(shù)字資源；打造網(wǎng)絡學習空間，實現(xiàn)教師與教師、教師與學生、學生與學生的網(wǎng)絡連通。

(三) 創(chuàng)新教育模式

促進信息技術與教育教學主流業(yè)務的融合，實現(xiàn)學習方式和教育模式的變革與創(chuàng)新；支持學校服務與管理流程優(yōu)化與再造，提升管理效率與決策水平；改變師

生交流方式，培養(yǎng)師生信息化生存能力，實現(xiàn)師生全面和諧發(fā)展。

(四) 推動教育公平

結合各學校或教育管理部門的實際條件和發(fā)展目標，通過智慧教室、錄播教室、資源平臺來建設教育資源中心與共建共享平臺，可向農(nóng)村與偏遠學校分享優(yōu)質教育資源，推動優(yōu)質資源公平共享。

三、建設思路

智慧教育云建設應依托云服務、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術打造符合國家政策方向與用戶需求的教育形態(tài)和教育模式，進行現(xiàn)代技術與教育的深度融合，進行教育的創(chuàng)新。

(一) 標準化原則

缺少統(tǒng)一的技術體系標準及詳細的整體建設規(guī)劃，不利于長期發(fā)展。在信息化建設過程中，業(yè)務系統(tǒng)由各個部門主導完成，缺少技術及功能的長期規(guī)劃，主要解決當期的、局部的需求滿足，各部門獨立建設、獨立維護，沒有形成統(tǒng)一管理，有的甚至造成系統(tǒng)的重復建設，不利學校信息化的長期發(fā)展，造成了嚴重的資源浪費，需要通過統(tǒng)一的標準和體系建設，進行長遠的規(guī)劃。

(二) 先進性原則

在技術上將適當超前，建立一個可擴展的平臺，以保護前期工程和后續(xù)先進技術的銜接，使系統(tǒng)具有先進性。

(三) 安全、可靠性原則

在設計上系統(tǒng)應提供多種方式構建一個高可靠性系統(tǒng)，在硬件配置方面應有冗余，軟件應有連續(xù)無故障運行的能力。

(四) 模塊化和可擴充性原則

該系統(tǒng)的總體結構將是結構化和模塊化的，以滿足通用性和可替性。同時系統(tǒng)采用模塊化設計，分布式實施的方法，具有很好的兼容性和可擴充性，既可將不同廠商的設備產(chǎn)品集成在一個系統(tǒng)中，又可使系統(tǒng)能在日后得以便捷地擴充，也可集成新增的其它廠家的系統(tǒng)及設備。

(五) 實用性原則

系統(tǒng)要考慮技術成本的適用性。應從系統(tǒng)目標和用戶需求出發(fā)，經(jīng)過充分論證，選擇合適的技術和產(chǎn)品。

(六) 合理性和經(jīng)濟性原則

項目實施必須執(zhí)行相關的國家最新標準，在保證行進性的同時，以提高工作效率，節(jié)省人力和各種資源為目標進行工程設計，充分考慮系統(tǒng)的實用和效益，設計所選設備材料要符合各個設備廠商產(chǎn)品技術使用要求。

四、應用場景

(一) 教育管理部門應用場景

教育主管部門及學校管理者，更關注的是教育管理工作，而統(tǒng)一化管理是最好的解決方案；省市教育局，可以對管轄范圍進行統(tǒng)一的管理，而所有應用的數(shù)據(jù)可以支撐其決策分析，而縣級教育局面對數(shù)據(jù)采集與信息監(jiān)管等工作，不再是置身于繁重的數(shù)據(jù)采集事務，鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心校與普通學校的數(shù)據(jù)可以直達省市教育局了，縣教育局可以花更多的經(jīng)歷在教育教研上。

(二) 學校應用場景

學校中的應用場景涉及學校安全、管理、教學、溝通等方方面面，比如全方位無死角的實時視頻監(jiān)控保障安全，可以多終端登陸的辦公OA、后勤管理、迎新系統(tǒng)、數(shù)字化的圖書館等提升管理效率，智慧課堂、學習空間等便于教學的應用服務，短信或者APP實現(xiàn)家校溝通；這些場景都是智慧校園所包含的。

(三) 教師應用場景

教師通過教育信息化平臺可以完成備課，在智慧教室中進行授課，根據(jù)每天所授的知識點，自動生成作業(yè)，并隨時掌握學生在寫作業(yè)中所碰見的問題。

每個學習階段可以通過“智能組卷”系統(tǒng)，生成所需要的考卷，通過“智閱卷”系統(tǒng)，快速完成批卷、改卷過程，同時通過以上所描述的每個過程，可以自動的形成對每個學生的綜合評估，從而挪出教師更多的時間去針每個學生制定不同的教學方案，真正創(chuàng)新教育模式，做到因材施教。

(四) 學生應用場景

學生需要在“學習、做作業(yè)與考試”的過程中積累數(shù)據(jù)，通過“信息化”智慧

的進行數(shù)據(jù)分析，形成個性化學習路徑，并為每一個不同的學生提供，自適應的學習體系，搭配適合自己的應用、資源、以及工具，緊密圍繞課堂教學，制定適合自身的學習計劃，全面提升自己綜合素質。個性化、多維度的學習，是學生對智慧教育云的應用場景。

(五) 家長應用場景

家長的需求很簡單，了解與溝通，需要了解孩子在校的一切，他們的學習情況，校園生活情況等，而教育信息化給家長提供了更為便捷的溝通環(huán)境，可以方便的讓家長了解；比如學生上放學刷卡考勤、作業(yè)信息、成績信息、以及教師的點評等，家長能迅速的在APP或者手機短信中收到，這樣讓家庭教育不會無從下手；而學生能方便的與家長進行電話溝通，增進了家庭成員之間的感情。

五、建設內(nèi)容

(一) 整體框架

智慧教育云整體解決方案在基礎環(huán)境的建設之上，建設平臺化應用場景，教育平臺與智慧應用彼此關聯(lián)。智慧教育云是建立一個智慧化的、系統(tǒng)化的學校管理、教與學生態(tài)系統(tǒng)(Eco-system)。在智慧教育云架構下，可以積累全校所有管理信息、學習資料與教學資源，創(chuàng)建多層次課程與大數(shù)據(jù)(BigData)元素，實現(xiàn)資源整合應用，利用大數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)分析，建立有效的教學評價機制，促進學習方式和教育模式創(chuàng)新為核心。

1) 智慧教育云解決方案基礎環(huán)境

基于校園網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)專線到互聯(lián)網(wǎng)的銜接，并向學校提供IDC基礎服務，實現(xiàn)基礎環(huán)境網(wǎng)絡布局；通過為學校教育信息化裝備，完善校園信息化基礎環(huán)境。

2) 智慧教育云解決方案基礎平臺

通過統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)多平臺的統(tǒng)一入口，減去多平臺跳轉的煩惱，集合大數(shù)據(jù)平臺分析能力，向教管及資源平臺提供更科學的數(shù)據(jù)分析。

3) 智慧教育云解決方案應用體系

通過校校通、班班通、人人通應用服務形成三維一體的應用解決方案，全方位

的滿足學校教、管、學多方面的需求，真正實現(xiàn)智慧教育云的價值。

(二) 基礎環(huán)境（IAAS）

1) 教育專線

教育專線是貴州移動骨干光纜網(wǎng)絡，遍及十個地州、市，每個地市州均全部具備3個以上的光纜物理路由，骨干層光纜均已成環(huán)，接入層光纜以環(huán)網(wǎng)結構為主，各地區(qū)光纜芯數(shù)為24～64芯，纖芯資源利用率最高%，完全能夠支撐各地州教育管理部門和學校的傳輸鏈路需求。

2) 大數(shù)據(jù)中心

大數(shù)據(jù)中心，是為滿足學校信息服務需求而建設的應用基礎設施，通過與互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，以豐富的計算、存儲、網(wǎng)絡和應用資源各類學校等提供大規(guī)模、高質量、安全可靠的服務，可為各區(qū)域教育云提供數(shù)據(jù)中心服務保障。

3) 教育信息化裝備

教育信息化裝備，現(xiàn)今大部分學校的基礎教育硬件基本能滿足日常所需，而不同學校對教育信息化裝備的需求不同，可根據(jù)不同學校的不同需求進行建設合理性建設。

(三) 基礎平臺（PAAS）

1) 統(tǒng)一平臺

智慧教育云平臺統(tǒng)一平臺（PaaS）應滿足對系統(tǒng)高穩(wěn)定性、高容量、高性能、高可維護性以及高可伸縮性的需求。提高開發(fā)效率，降低成本，支持海量數(shù)據(jù)的搜索。建設內(nèi)容包括兩層，即iPaaS和aPaaS，提供統(tǒng)一認證和單點登錄、數(shù)據(jù)集成、集群文件系統(tǒng)、移動終端管理引擎、彈性應用引擎、WEB安全管理、云監(jiān)控、反向代理、應用自動遷移、對象存儲管理、文件共享管理、WEB緩存管理、實時流量管理等應用支撐平臺。為教育云應用平臺（SaaS）提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成、認證管理、權限管理、接口標準管理等一體化服務。按需動態(tài)分配，彈性擴展。確保當業(yè)務應用變化時，可基于基礎軟件平臺快速適應業(yè)務變化部署，而不用對平臺進行重新架構，保障“智慧教育云統(tǒng)一平臺”可持續(xù)支撐教育信息化未來的

業(yè)務發(fā)展。

統(tǒng)一平臺是針對智慧教育云的強大的用戶管理、系統(tǒng)管理、資源管理等全面的基礎服務平臺。該平臺通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)整合中心、統(tǒng)一的消息通訊平臺、統(tǒng)一的信息門戶、統(tǒng)一的權限管理、統(tǒng)一的開放接口規(guī)則實現(xiàn)對用戶管理、資源管理、信息管理、空間管理、數(shù)據(jù)分析等后臺服務管理體系的統(tǒng)一標準化管理。教育云統(tǒng)一平臺建設規(guī)劃如下圖所示：

2)

建設基本原則

統(tǒng)一信息門戶

統(tǒng)一信息門戶平臺需將智慧校園的信息和應用資源有機整合成一個統(tǒng)一的WEB頁面，用戶只要擁有一個帳號，就能訪問到權限范圍內(nèi)的所有資源。同時，門戶平臺要提供個性化信息服務，信息的內(nèi)容和形式可以定制，不同的用戶可以根據(jù)自己喜好來定制信息和服務內(nèi)容，個性化設置自己的界面風格，用戶可以享受到智慧校園所提供的個性化信息服務。

統(tǒng)一身份認證

統(tǒng)一身份認證實現(xiàn)單點登錄，用戶只需登錄一次，即可通過單點登錄系統(tǒng)（SSO）訪問多個應用系統(tǒng)，無需重新登錄后臺的各個應用系統(tǒng)。統(tǒng)一身份認證與RTX實現(xiàn)無縫集成，集成后的RTX可通過單點登錄面板一鍵進入到各個業(yè)務系統(tǒng)，無須二次登錄。

統(tǒng)一服務支撐

為平臺用戶提供滿意服務，協(xié)調各系統(tǒng)、接口、應用、第三方應用之間溝通聯(lián)系需要建立統(tǒng)一的IT服務支撐平臺。

IT服務支撐平臺采用ISO20000信息技術—服務管理標準，主要實現(xiàn)了服務請求或故障提交，狀態(tài)查詢、過程追蹤、結果反饋、滿意度評價、投訴和建議以及與Web對話等功能，還可以依托知識庫進行自助服務。

統(tǒng)一業(yè)務支撐

統(tǒng)一業(yè)務支撐為智慧教育云平臺提供認證簽權、用戶管理、資源管理、消息服務管理、資源服務、支付服務、流媒體服務、工作流引擎、數(shù)據(jù)分析服務、存儲服務、搜索服務、服務推送、接口管理、統(tǒng)一文件轉/編碼服務等各種基礎業(yè)務

支撐。

統(tǒng)一安全管理

統(tǒng)一平臺為Web應用安全管理提供應用層保護，通過對HTTP/HTTPS及應用層數(shù)據(jù)的深度雙向檢測分析，識別及阻斷各類傳統(tǒng)防火墻無法識別的Web應用攻擊等，為Web應用提供DDoS防御、入侵防御及網(wǎng)站的應用安全監(jiān)測等全方位的安全防御服務。對于HTTP請求，Web防火墻可對請求的URL、表單參數(shù)、報頭及cookie等各種安全掃描，此外，還提供強大的應用層DDoS防護以及強制瀏覽和跨站請求偽造攻擊防護。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理

統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理主要是要建立各級各類教育基礎數(shù)據(jù)庫，掌握各級各類學校的學生基本信息、教職工基本信息、校園校舍基本信息、教學儀器設備基本信息、教學資源信息，并根據(jù)有關業(yè)務需要，在教育信息平臺上實時公報、查詢所需基礎數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，充分體現(xiàn)數(shù)據(jù)共建共享、互聯(lián)互通思想。

3) 身份認證與授權管理

該功能模塊用于管理平臺的用戶身份數(shù)據(jù)以及與和教育平臺的認證處理，包括身份信息管理、單點登錄、組織機構及用戶管理、權限管理、用戶及用戶組管理、個人權限管理、分級授權管理及授權中心、身份審核等管理功能。

4) 基礎數(shù)據(jù)對接

該功能模塊用于與和教育平臺同步行政區(qū)域、教育機構、學校、年級、班級、科目及其他數(shù)據(jù)字典的數(shù)據(jù)同步，作為管理平臺中應用的業(yè)務處理邏輯的數(shù)據(jù)基礎。

5) 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心的建設也是管理平臺的重要組成部分，用于存放管理平臺的基礎業(yè)務數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心建設包數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)鉆取、接口規(guī)范，以實現(xiàn)與資源平臺、和教育平臺，以及后其他應用平臺的數(shù)據(jù)交換及互聯(lián)。

6) 開放平臺

平臺建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口后，同時會建立統(tǒng)一的應用接口與其對應。應用接口

的目的主要有兩個方面：一是與和教育平臺、資源平臺的對接，二是可用于以后擴展其他管理應用。開放平臺還負責對接口與接入應用進行管理，對應用的接口使用進行權限控制。

7) 應用桌面

應用桌面管理提供給用戶統(tǒng)一的應用管理桌面，可以通過設置管理個人桌面，定制個性化的應用，所有的第三方應用發(fā)布后，可以通過用戶自定義添加來完成加載。

8) 大數(shù)據(jù)平臺

大數(shù)據(jù)平臺通過其他平臺及應用的數(shù)據(jù)聚合，進行高效的數(shù)據(jù)分析，形成具有大數(shù)據(jù)價值的數(shù)據(jù)化分析系統(tǒng)，可實現(xiàn)諸如區(qū)域決策分析、教師綜合評價、資源質量評價、課程管理評價、學習能力評價、學業(yè)水平評價、學生興趣分析、人事資產(chǎn)分析等一系列的決策分析。

9) 教育管理平臺

教育管理平臺針對智慧教育云重點建設學校管理、教學質量評測、校務管理、辦公信息等，為教育局、學校、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、提供多維度管理服務，通過權限分化的方式，根據(jù)不同角色精簡出適合該角色的功能，例如后勤主任的權限僅能使用后勤管理功能，這樣即減少了學習成本，也規(guī)范了角色權限。

10) 教育資源平臺

教育資源平臺實現(xiàn)教育資源的共建共享和優(yōu)質資源的教學應用，它是智慧教育云建設的重要內(nèi)容和關鍵環(huán)節(jié)，采取引進、開發(fā)和征集相結合的方式，建立資源的共享共建機制加快數(shù)字教育資源的均衡發(fā)展。

教育資源管理平臺為師生提供簡單、易用的教育資源開發(fā)工具，如微課錄制工具，提升師生的教育資源開發(fā)能力；構建資源激勵、評價體系。教育資源庫中的資源是否適用、好用，可根據(jù)用戶使用頻率、用戶評價、專家評審等方式進行評價，并根據(jù)推薦規(guī)則供使用者可以快速的從海量資源中找到優(yōu)質資源。教育資源管理平臺可以提供流媒體點/直播的服務支撐能力，以支持教師進行網(wǎng)絡直播

教學及學生的在線視頻學習等網(wǎng)絡教學活動。

(四) 應用服務（SAAS）

1) 校校通應用服務

校校通應用服務主要通過建設校校通網(wǎng)絡及管理，從省市教育部門向下形成統(tǒng)一管理體系，并對管轄機構及學校的網(wǎng)絡、安全及數(shù)據(jù)資源進行管理，實現(xiàn)區(qū)域網(wǎng)格化管理。

2) 班班通應用服務

班班通應用服務則通過基礎建設結合軟件系統(tǒng)，將優(yōu)質資源到班到課，并搭建特色校本課程，進行“一師一優(yōu)課，一課一名師”建設，結合本地資源與網(wǎng)絡優(yōu)質資源，形成更科學的智慧型教學資源。

3) 人人通應用服務

人人通應用服務主要建設教師成長體系與學生成長體系；其中教師成長體系通過教師專業(yè)技能、教學質量與心理輔導三個維度的分析，建立教師評價體系，通過評價體系的延伸，形成教師空間成長模型；而學生成長體系則通過學業(yè)分析、興趣挖掘、基礎信息采集、教師評語等數(shù)據(jù)分析手段，建設學生綜合素質評價體系，通過反向對學生的指導，全面提升學生學業(yè)進步，并通過空間記錄學生點滴。