智慧教育公共服务平台建设方案探讨范文

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摘要:为了加快教育信息化进程及黔南州政府对教育信息化建设的总体要求，阐述了智慧教育公共服务平台建设的必要性，并从总体框架设计、教育城域网建设、基础平台建设等方面提出了黔南州智慧教育公共服务平台的建设方案建议。

关键词:智慧教育；教育信息化；大数据；平台

1黔南州教育信息化现状

全州中小学、中职校、幼儿园共计1270所，在校学生732226人，任职教师30990人，以及本科院校1所和5所高职高专院校。全州农村地区学前两年教育基本普及，县(市)城区及经济发达的乡镇基本普及学前三年教育。全州小学入学率和年巩固率达100%，初中入学率达100%，年巩固率达98.5%，九年义务教育完成率已达99%。“十二五”期间，黔南州教育信息化以“三通两平台”［1］建设为主要标志的各项工作取得了突破性进展。教育信息化在教育改革与发展中的支撑和引领作用效果突出，教育信息化促进教育公平，提高教育质量、教学水平和扩大教学、师资资源覆盖面等方面，以及解决教育改革发展问题起到关键作用。然而，黔南州教育信息化基础设施依然相对薄弱，教育信息化总体发展水平相对较低，黔南州三通两平台建设仍然比较滞后，信息化教学应用不足。没有建设教育城域网，各学校校校通是通过三大运营商在INTERNET上进行联接;基本完成了全州班班通设备建设，覆盖率达到90%;中小学互联互通尚未达到全覆盖，宽带资费成本高、运行速度低;偏远乡村仍有一些中小学及教学点还没有接入互联网，仍有10%的中小学未实现“校校通”;缺乏新的信息教学和管理设备，学生信息化学习终端设备配置率较低，原有的信息化设备已经老化和陈旧，设备的运行维护困难，更新资金不到位;县(市)、城乡、校际之间发展水平差距较大，教育信息化管理体制机制尚未理顺，学校教育的信息技术和设备投资也大不相同，数字校园建设、智慧校园建设参差不齐。整体来看基础设施建设已成为教育信息化发展的瓶颈。教育管理与应用的大数据平台尚未建设，没有学校建设“网络学习空间人人通”和教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台［1］。教育数据的有效分析和利用不足，学校所采用的信息系统越来越多样化，缺少标准统一的部署和管理，阻碍了教育信息化管理的深层次推进。教育大数据采集、处理、分析和应用的标准化过程、体系和成熟的应用模式还没有建立起来，系统存储了大量的半结构化或非结构化的数据，孤岛信息问题仍然严重，教育数据仍处于“深度睡眠”状态，其价值尚未完全实现。

2黔南州智慧教育公共服务平台建设必要性

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》明确指出把教育摆在城市优先发展的战略地位。教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，指出:通过实施教育信息化2.0行动计划，到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标，即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建成“互联网+教育”大平台。《贵州省中长期教育改革和发展规划纲要(2011—2020年)》明确要求建设教育信息化管理体系和标准化网络平台，建设教育信息化应用体系，实现现代化必先实现教育现代化，进入新的世纪，教育的先导性、基础性、全局性、战略性位置更加突出，优先发展教育，振兴贵州教育，提高教育的现代化水平，对实现黔南州经济社会、更好更快发展具有决定性意义。通过教育公共服务平台建设，利用先进的信息技术与设备为解决当前复杂多样的教育难题提供条件;推动管办评分离，推动教育科学决策、高效管理，拓宽优质资源共享渠道，提供重要的技术基础和支撑，优化管理流程、促进教育管理程序公开透明，为全州的所有学生提供获得优质教育资源的机会，使全体学生享有平等教育的权利;通过教育云平台，利用教育大数据，掌握全面准确的教育基础数据，实现大样本的抽样调查和大数据的准确分析，监测区域教育发展情况和各级各类学校的教育教学质量，为提高学生综合素养发展水平服务;利用云平台，充分整合各种教育资源，提高教学效率和管理效率，减少地区和学校之间教育资源的失衡，把握区域基础教育的本质属性，采取科学的方法，全面、系统地促进区域基础教育向正确方向发展。

3总体框架与总体目标

平台建设要实现四个新的突破，即教育信息基础设施建设的新突破、优质数字教育资源共享的新突破、信息技术融合教育与教学的新突破、教育信息化科学发展机制的新突破［2］。平台的建设要符合国家的政策导向，遵循政府的统一规划，建设成为一个开放的平台，需要以应用为重点，通过开放基础平台的数据和能力，制定标准的线上接入流程和技术规范，方便州－县(区、市)－校各级应用的自主接入，形成黔南州教育应用生态环境;建设成为一个资源聚合的平台，需要以应用和资源的充分利用及优胜劣汰为核心，以政府为导向，积极探索教育信息化的发展模式和促进机制，平台开放、众筹创新、按需选用为原则，打造以名师名校、各教育机构及企业为内容提供主体的师生教育资源服务供需平台，打造黔南州特有的运营创新模式;建设成为一个教育大数据平台，需要以教育数据的汇聚、分析和智能推送为核心，构建以用户数据为中心，多级数据统一汇聚分析的模式，达到校级数据可以在县(区、市)级平台展示，县(区、市)级数据可以在州级平台展示的目的。平台建设实现总体目标为:“113”工程(即建设一个高速城域网，建设一个教育大数据中心，构建三大教育服务体系)。

3.1一个高速教育城域网专网州级骨干网络带宽为10G，有效传输带宽2.5G以上;县(市)骨干网络带宽为1G。城域网互联网出口不低于10G(多运商营出口);全州乡镇中心学校及县(市)城区学校1000M以上带宽接入教育城域网，公立幼儿园、乡镇村级完小、乡镇一般规模学校100M以上带宽接入教育城域网，通过教育城域网统一出口接入互联网。全州中职学校实现校园无线网络全覆盖，高中、乡镇中心学校及县(市)城区学校的教学区、办公区实现校园无线网络全覆盖。州内各高校(包括本科和高职高专院校)根据学生规模选择1G以上带宽接入教育城域网。有线和无线网络综合布线覆盖所有教育场所，形成“人人皆学、处处能学、时时可学”的智慧教育网络支撑环境。

3.2一个教育大数据中心构建全州教育信息化基础平台(包含统一信息门户平台、统一身份认证平台、统一数据交换平台)，形成“统一用户、统一标准、统一接口”的黔南州教育大数据中心基础框架，覆盖全州中小学校的网络单点登录和教育用户统一认证平台，形成“一师一档、一生一档、终身服务”的教育数据管理中心。建成黔南州教育大数据质量管控平台，确保数据的完整性、一致性、准确性和及时性，实现数据统一管理、动态呈现和可视化感知、共享共用。

3.3构建三大教育服务体系

3．3．1现代教育管理体系包括协同办公系统、教务成绩管理系统、财务管理、人事管理、资产管理、校务管理、家校互通等平台，提高管理效率和水平;建设全州教育部门及学校统一INTERNET域名的邮件系统。“平安校园”智能化建设和接入，加强网络信息公开，提高教育公众参与度，获取“教育共识”，推动“教育共治”。

3．3．2教育评价体系深化互联网和数据分析教育教学应用，推进科学化诊断、精准化教学和个性化学习。建立课堂教学评价模型。包括“云教研”平台等，形成基本完备的全州义务教育阶段学生综合素质管理评价数据体系［3］。

3．3．3建成全面教学应用体系建成系统全面的优质教育资源体系，打造符合本地特色的资源库，建设优质互动直录播课堂，并100%推送到各学校，乡镇中心学校及县(市)城区学校的班级要100%实现利用互联网、多媒体教学设备和网上优质教育资源开展教学;全州在职教师和初中阶段以上学生100%拥有实名制的网络学习空间;乡镇中心学校及县(市)“优质资源班班通”和“网络学习空间人人通”实现提质增效，在“课堂用、经常用、普遍用”的基础上，形成“校校用平台、班班用资源、人人用空间”。教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台实现融合发展。移动终端的自适应学习、泛在学习、翻转课堂、MOOC教学等教学模式创新，实现作业(练习)个性化推送，促进学习方式向深度、自主、探究学习转变，积极探索更具个性化、精准化、科学化的智慧教学。

4建设内容

4.1教育城域网建设城域网网络建设包含基础网络建设、管理平台及监控维护平台。基础建设包含教育城域网骨干设计、教育城域网出口设计、无线校园网统一部署和接入学校校园网设计;管理平台包含全网实名制安全体系的建设;维护监控包含IT运维管理平台的建设。直接使用运营商专网搭建教育城域网的骨干网络，采用树形组网方式，包含一个核心节点，十三个(县市区)汇聚节点和各个乡镇的汇聚节点，中间链路均有运营商提供。具体见图2。核心节点为:黔南州城域网网络管理中心;十三个汇聚节点为各个(县市区)的离运营商非常方便具备良好维护能力的中心学校的机房。同时骨干节点的网络设备预留充分的扩容能力，后续可以扩展承载多媒体教学，无线校园等业务。城域网建设采用全IP组网方式，在核心和汇聚节点部署高端框式交换机设备。针对长途传输网络可采用运营商网络进行承载，通过选取覆盖面广、传输带宽大、传输带宽可扩容性强的网络进行承载，同时对各类校园业务进行分类，提供带宽满足当前网络和未来5年的发展需求。(1)核心骨干网利用运营商提供的专用链路进行组网，核心骨干网包括一个州级核心交换机中心和13个县(市、区)汇聚中心，主干网为10G。将来视流量增长需具备灵活扩容至100G接入能力。(2)校园宽带接入全州乡镇中心学校及县(市)城区学校城域网1000M光纤接入;大型中等职业学校接入带宽每百人达100M;公立幼儿园、乡镇村级完小、乡镇一般规模学校城域网100M接入、乡镇村级教学点30M接入。(3)校园网接入设备州一级学校高中部和重点职业学校配置防火墙、主控分离的高性能万兆核心交换机;学生人数大于3000人(含3000人)的学校配置防火墙、万兆核心交换机;学生人数大于500人(含500人)，小于3000人的学校配置万兆核心交换机;小于500人的学校配下接入交换机。

4.2智慧教育数据中心建设采用先进的云服务技术在应用层进行虚拟化，将传统部署在学校或教育部门服务器终端的教育应用集中部署在“教育云”上，为教育部门、学校、教师、职工、家长和学生提供“一站式”“个性化”教育服务。完全可以依托黔南州的大数据中心，或者云上贵州，在管理、运营、安全性、建设经费与成本等方面都能够节约和方便。

4.3基础平台基础平台将分散的、独立的信息系统，按照统一的信息标准，进行互联互通，促进业务信息的整合共享，实现跨部门业务系统之间的数据共享和业务流程衔接。主要实现以下建设目标:(1)建立统一信息标准:依据相关的国家标准和教育行业标准，结合信息系统的特点和信息化建设现状，建立跨部门业务系统的统一信息标准，实现行业信息系统的规范化管理［4］。(2)实现跨部门业务协同:依据教育信息化建设要求，对跨部门业务系统流程进行全面地、深入地理解和梳理，整合业务系统，整合信息资源，优化业务系统流程，实现跨部门业务协同工作，提高单位办事效率和服务水平。(3)保证共享信息一致性:将各类共享信息存放于共享数据中心，坚持“一数一源”理念，实现共享数据统筹管理、及时更新，保证共享数据信息的一致性。(4)实现统一身份认证:实现跨部门系统间用户的统一管理、统一认证以及用户的单点登录，保证单位信息系统建设的整体性;通过数据共享和集成，规范用户权限管理体系，实现统一身份认证，提高用户体验度［4－5］。(5)实现科学决策分析:多方位、多层次、更高效地融合各个业务系统数据，运用科学的决策原则和方法，实现对业务系统数据的感知和管控，挖掘隐藏在单位数据背后的价值和规律，为提高单位事前、事中、事后监管能力提供数据支撑。

4．3．1统一数据交换平台各应用系统的数据统一标准交换是平台的重要组成部分。通过数据交换平台将各业务系统数据库中需交换的数据自动上传到统一数据中心库中，并按各业务系统的数据需求将统一数据中心数据库的数据分发到各业务系统，从而实现数据的统一集成和标准化，为提供数据的全面的查询和统计分析，以及数据可视化奠定数据基础。同时，保留各业务系统的原有数据库，确保各业务系统的完整性。以基础信息数据库为基础，实现校网异构环境(不同数据类型、跨平台、跨地域的分布式环境等)的数据集成，实现应用系统之间、各级教育行政管理部门系统之间以及学校与主管部门系统间的互联互通和数据共享［5－6］。依据我国教育管理信息系统之间互操作的解决方案———教育管理信息系统互操作框架(EMIF)，结合黔南州本地教育信息化特色，建立一套标准的数据交换中心，实现平台与平台、应用与应用之间的数据交换和共享。

4．3．2统一身份认证平台为黔南州智慧教育平台建立统一的身份认证中心，解决用户在同时使用多个应用系统时所遇到的重复登录问题。要求提供跨区域、跨机构、跨平台、跨应用的用户角色管理方式，实现多个系统的统一授权访问、统一用户管理、统一资源管理和统一角色管理。对学校的组织、用户、角色、岗位等信息进行统一管理。实现身份证和学号双认证;实现一人多岗及分岗授权。用户中心和身份认证是应用的基础支撑服务，基于统一身份认证，用户可以安全地漫游访问各级云应用［5－6］。

4．3．3统一信息门户平台教育资源门户是教育信息和应用系统的管理和集成，统一控制用户对信息和应用系统的访问，提供用户对平台的统一访问入口，实现各种应用系统的无缝连接和集成。支持信息存取、传输和协作的集成环境，集中上传汇总和存储各种教学材料，如教学课件、教案、教学计划、素材、试题、论文、学习计划和教学经验。在全州的许可范围内供用户进行上传、查询、浏览、下载、复制等操作。同时实现与其他业务系统的资源互联互通，实现数据推送和共享［7］。单点登录:将单点登录和系统门户进行高效融合，可实现资源门户个人账号登录，支持人人通空间、教学应用体系、管理应用体系的系统之间的互通互连。门户管理:管理员可以选择门户模板，自定义门户页面;可以选择多种不同风格样式的模板;平台设定管理支持通知公告、图片幻灯链接、基本信息设置(Logo、平台名称、关键字、门户简介、游客和登录访问权限、资源是否审核设置、文章是否审核设置等)、友情链接、版权维护;栏目管理支持门户栏目自定义设置、新闻分类和内容管理［7］。

4.4建设教育应用服务体系建设三大教育服务体系的各种应用系统。统一规划，分步实施，集中布署，重复利用，数据共享。构建课堂教学、教师教研、学生学习、管理评价、家校互通、学校安全管理等一体化智能校园环境。建成符合国家标准的特色应用系统，实现对学校师生、教育教学、科研、资产等的智能化管理。开展网络学习空间的建设，为全州所有的中小学生开通网络学习空间，同时开始建设教师和学生网上学习发展中心，为每位师生提供人本化、个性化、实时性、可交互的网络学习空间服务。建立智慧课堂示范点，开展慕课、微课、翻转课堂、数字化学习等新型教学模式和新型载体的试点示范应用。通过持续开展数字化学习的应用与研究，推动教与学方式的转变。通过采集学生测验、考试等学习行为数据，诊断学生学习问题，反馈教学成果，为精准教学、量化评估、个性化学习提供标准化、规范化的服务。建立基于大数据的学生综合素质评价体系和教师专业发展素质评价体系，为教师专业发展和学生个性成长提供智能化服务。

4.5建立完善的网络信息安全体系重要数据库安全威胁，能够直接导致学生敏感信息等重要数据的泄密发生，数据中心除了配置网络防火墙、入侵防护系统和主机安全检测系统等网络安全产品防护突破边界造成的外部入侵，但内部操作人员和使用人员的安全意识和法律意识很重要，一旦发生来自于应用用户越权操作、程序开发人员和数据库运维人员的数据泄露和篡改，都将造成巨大的损失。培养和提高师生的网络安全素质和网络信息安全意识;建立完善网络信息安全体系、制度规范;提升强化安全监测、防范、和处置能力;加强和壮大网络信息安全人才队伍。

5总结

智慧教育改变了传统教育方式和办学模式，是对传统教学的转型创新和教学质量的提升，最终落实到课堂教学中。充分调动教师的积极性，发挥教师的主动性，在教学空间设计、课堂技术选用与整合、教学策略的选择和实施过程中，充分结合课堂主体的实际需要，实现信息技术与教育主流业务的深度融合，从而更好地培养现代智慧型人才［8］。智慧教育云平台突破传统教育信息化的界限，推出了全新的教育信息化概念，集管理、教学、学习、分享、互动交流于一体，为教育管理部门、学校、教师、学生、家长及教育工作人员提供不同的服务，让他们以不同的身份在同一个平台上，根据自己的权限去完成相应的管理、教育和学习等工作。智慧教育云平台是一个复杂的系统工程，需要多方力量的有效协同，平台的建设更要重视本级平台与国家、省等不同级别的教育云平台的互联互通，以及与各学校现有单独建设的应用系统接入融合与整合。同时，教育公共服务平台的建设要能够开放的接入或者融合政府、研究机构、学校、第三方教育机构等各种资源和应用，吸引各种高质量的优质资源和高质量的应用，才能发挥更大更好的作用。

参考文献

［1］中华人民共和国教育部．刘延东国务委员在全国教育信息化工作电视电话会议上的讲话［Z］．2012年9月5日．

［2］杨现民，余胜泉．论我国数字化教育的转型升级［J］．教育研究，2014(05):113－120．

［3］武滨，左明章．回溯与展望技术在教育教学中的角色———NETP2016对我国教育信息化建设的启示［J］．现代远距离教育，2016(04):64－70．

［4］雷振兴．数字化校园公共数据管理平台的设计与实现［D］．西安:西安科技大学，2015．

［5］吴新亚．数字校园数据交换平台的设计与应用［J］．科技创新导报，2010(31):25－27．

［6］袁书宏．面向学生数据中心的数据集成平台的研究、设计及实现［D］．杭州:浙江大学，2006．

［7］杨现民．区域智慧教育综合服务平台建设及关键问题探讨［J］．现代远程教育研究，2015(01):72－81．

［8］马元福，李奇谦．从数字教育到智慧教育的探索与思考［J］．中国教育信息化，2014(01):13－16.

作者：李明江1，罗宽香2，刘禅2 单位：1．黔南民族师范学院计算机与信息学院，2．黔南州教育局