高校智慧教育体系研究

程满玲，胡智锋武汉商学院

高校智慧教育体系研究

程满玲1，胡智锋2
武汉商学院

智慧教育体系是现代教育信息化的高级形态，通过云计算、大数据、物联网和移动互联网等技术的支持，建设包括全息网络环境、云计算数据中心、大数据分析应用系统和多维度物联网感知体系，实现教育通信、教学科研、学习活动、教务管理和校园基础设施的有机整合，让现代信息通信技术为教学、科研、管理和生活提供更加智能、高效、精确的服务。通过智慧教育体系支持武汉商学院建设、改革与发展目标的实现，促进信息技术与教育教学的深度融合，实现教育水平的全面提升。

信息化；智慧教育

近年来，随着高校信息化建设的不断演进和发展，促进了“创新互联网+教育”的深度融合，教育部《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》明确要求,到2020年，全面完成《纲要》所提出的教育信息化目标任务，形成与国家教育现代化发展目标相适应的教育信息化体系，基本实现所有地区和各级各类学校宽带网络的全面覆盖，基本建成人人可享有优质教育资源的信息化学习环境，教育管理信息化水平显著提高，教育信息化整体上接近国际先进水平，对教育改革和发展的支撑与引领作用充分显现。为形成与国家教育现代化发展目标相适应的教育信息化体系，高校信息化建设已进入智慧教育阶段。

智慧教育体系是现代教育信息化的高级形态，通过云计算、大数据、物联网和移动互联网等技术的支持，建设包括全息网络环境、云计算数据中心、大数据分析应用系统和多维度物联网感知体系，实现教育通信、教学科研、学习活动、教务管理和校园基础设施的有机整合，让现代信息通信技术为教学、科研、管理和生活提供更加智能、高效、精确的服务。通过智慧教育体系支持高校建设、改革与发展目标的实现，促进信息技术与教育教学的深度融合，实现教育水平的全面提升。

一、智慧教育的基本要求

（一）基础网络覆盖

需建设多制式、高速率、全覆盖、高可用的基础网络，实现校园有线网络楼宇之间互通，其中，部分网络千兆到桌面，无线网络全校覆盖。连接的设备包含视频会议系统、一卡通系统、校园安全及门禁(有线和无线）系统等使用纳入全校整体网络体系架构中。

（二）云平台互通

传统院校的数据中心和计算、存储资源分散使用模式既不利用统一管理维护，也不利于信息安全保障，同时也容易造成资源闲置和浪费。因此，智慧校园需建立一套逻辑整合、物理集中的云计算和存储平台，将业务部门的资源进行有机整合，并配合云管理体系进行统一分发和使用，确保资源的最大化利用。此外，配合全息网络环境，云平台还能提供多样化的教学应用支持。

（三）应用系统整合

智慧教育应用系统覆盖教学、科研、学习、生活的全过程，是智慧教育体系的窗口和体现，在高校的应用环境中，既有院系级管理需求，又有集中统一的交互需求，因此，需建设基于云计算技术的分布交互式应用系统，确保教师、学生和管理人员实现全方位、实时、精确的办公、教学、学习和决策。此外，信息系统建设的需使用大数据技术进行数据整合并纳入智慧教育应用系统体系中。

（四）教学资源共享

教学资源体系的建设，在考虑传统专业和课程覆盖之外，还应注重特色专业教学资源的积累、整合和共享。因此，在建设标准智慧教育教学资源库的基础上，应着重考虑特色教学资源的共享、交流和积累，将特色专业教学和科研中不断产生的成果和经验纳入教学资源库，进一步提升特色专业和应用技术人才培养能力。

二、智慧教育的建设内容

校园信息化建设内容，应从全方位、多维度、分阶段和模块化进行规划：

（一）校园网络：1.有线校园网络，覆盖校园的扁平化有线校园网络及与各楼宇建筑物的有线网络连接配套体系；2.无线校园网，为校园建设全校覆盖的无线校园网；3.综合管网系统，统一集中管理平台，实现4A认证智能运维管理。

（二）基础架构：1.中心机房，规划校园建设数据中心机房、灾备数据中心机房、网络监控机房和信息中心办公室等，用于全校网络管理；2.运算集群，在校园建设服务器构建的集群运算系统，承载核心运算需求；3.存储集群，在校园建设由磁盘阵列和存储服务器构建的集群存储系统，承载核心存储需求。

（三）云平台：1.虚拟化平台：建设虚拟化平台，采用统一技术标准用于运算和存储资源进行虚拟化整合；2.云管理平台，建设云资源管理平台，将虚拟化的网络、运算和存储资源进行统一管理，实现资源按需分配和灵活调度；3.桌面云平台，建设桌面云平台，将虚拟化的运算和存储资源进行桌面推送，满足教学和办公应用需求；4.应用云平台，建设应用云平台，将虚拟化的网络、运算和存储资源进行应用推送，满足轻量级应用需求；5.云安全系统，建设面向云架构的信息安全系统，实现贯穿基础架构、信息平台和云体系的信息安全保障。

（四）大数据平台：1.智慧教育管理平台，构建统一的数据共享交互中心，建立校园信息体系标准，实现统一信息门户、统一身份认证和统一单点登录；2.校园大数据平台，基于大数据技术的数据整合、存储、挖掘和分析，为顶层应用系统提供数据支撑服务。

（五）应用系统集：1.校园统一管理平台，综合管理平台是在校园网络基础上，利用先进的信息技术、计算机技术对教学、科研、管理和服务的所有信息资源进行整合和集成，构建统一的用户管理、统一的资源管理和统一权限管理，达到资源的共享和业务的协同；2.部门业务支撑系统，包括教务管理、科研管理、数字迎新、学生工作、团委工作、就业指导、数字离校、校友联络、人力资源、资产设备、档案管理、学报、实践教学、实验室、研究生管理、网络教学等，电子邮件系统、图书管理系统、财务管理系统的信息化；3.移动校园，校园统一管理平台的移动应用系统，将各种信息资源和应用服务进行整合、挖掘和展现，为管理人员、教职工、学生、学生家长和公众提供便捷的移动信息服务，4.校园一卡通系统，校园一卡通管理系统，包含图书证、饭卡、学生证、工作证、医疗卡、上机卡、考勤卡、门禁卡等；5.综合安全防范系统，利用监控设备对校园进行全方位、全高清视频立体化管理和监控；6.多媒体教室，实现云架构下的终端互动教学和移动教学；7.校园能源管理系统，对供配电网络电能质量的监测和管理；8校园地理信息系统，三维虚拟校园子系统、校政设施管理子系统、校园综合管线子系统、校园房产管理子系统、后台管理子系统。

（六）教育资源：1.在线教育平台，包含在线教学、在线学习和管理的在线教育学习平台；2.行业课程资源库，行业标准教学资源库；3.特色教育资源管理系统，特色专业教育资源库相关管理系统。

三、智慧教育的特色与目标

（一）技术特色

1.全方位覆盖的无线校园环境

无线网络不仅覆盖传统课堂和教学办公环境，同时提供覆盖校园全范围的户外无线网络系统，实现全方位不间断的无线校园网络环境支持，为众多无线应用提供网络基础。

2.核心数据中心和备份数据中心的云平台

采用统一技术标准建设云数据中心，确保计算和存储资源的最大化利用；资源既可统一调配使用，也可以不同网络条件和应用需求下由各业务部门系独立调配使用。

3.基于大数据技术的共享数据中心

基于SOA体系架构的共享数据中心可提供统一标准的数据接口，将数据进行统一管理和使用。在大数据技术的支持下，数据将更有效、更精准的传递至顶层应用系统，以实现更全面、更精确、更智能、更完善的智慧教育应用。

4.丰富、全面的在线教育资源

在线教育平台不仅可调用传统行业教学资源，还能建立特色行业教学资源库，在教学活动进行的同时不断实现自我学习和丰富，最终形成武汉商学院独特的教学资源体系，并为特色专业教育提供前瞻性知识积累。

（二）业务特色

通过纵向的管理线、横向的跨部门协作线、泛在网络支撑的信息发布线等构成智慧教育的立体化协同模型，应用云计算、大数据、物联网等技术手段，实现各类基础设施和信息系统的联动，形成具有极高协同能力和调控能力的校园信息环境。

1.面向服务

以“面向服务”为最基本的建设原则，针对管理、教学、学习、生活四大应用体系，建设以不同类型用户为中心的业务管理信息平台，打破传统以管理部门为中心的管理思维，更好地服务于师生员工，更好地支持管理决策。

2.“以人为本”的业务应用系统

面对教学的应用系统分别以教师、学生为中心，构建相应的应用模块。将针对教师和学生的业务应用系统有机衔接，实现数据共享，使教师和学生业务系统有机整合，为教师和学生创造方便、快捷、人性化的校园生活。

3.优化管理流程，打造一体化应用

根据实际的校园管理应用，采用科学的决策系统，优化管理流程，打造一体化应用。

4.注重沉淀数据，构建智能决策分析服务应用

以“沉淀数据”的终极目标建设共享数据库，保证各系统所使用的数据的权威性和一致性。以企业级的信息标准规范保障全校各业务系统数据一致性、完整性和准确性。从数据质量上提高全校基础数据的可获得度、可理解度、可信度和可用度。

（三）建设目标

智慧教育体系建设，是对教育手段的革新和尝试，是现代教育信息化最高水平的诠释和展现，拟建设成为以云计算、物联网技术为依托的校园综合管理平台，构建高效的校园管理、智能的教学过程和幸福的校园生活三大功能应用体系，把校园基地打造成高效、智能、幸福的示范性大学。

以物联网为信息采集、流通、交换的网络基础，以云计算和大数据为数据存储、挖掘、分析的核心技术，打造一个信息汇集、资源共享、应用整合和综合运营的智慧教育统一管理平台。利用现代高新信息技术、实用的通信系统、创新的整合理念，建立高效、智能、幸福的智慧教育应用体系，从而满足校园发展中各个层面日益增长的各种需求，在智慧教育统一的管理平台上，实现校园管理的高效化，教学过程的智能化，提高师生校园生活的幸福感。

1.高效的校园管理体系：通过校园基础网络、安全防范、日常办公、信息安全、能源资产管理等涉及校园各个方面的应用系统建设，实现对校园基础服务、安全、行政办公、教务后勤、能源资产、空间地理等方面进行实时、高效的统一管理和控制；

2.智能的教学过程体系：通过智能教室、远程教育、虚拟实验室、电子考场、实训教学、职业培训认证等应用系统的建设，从职业培训的学历教育和实训教育两个方面，实现对校园教学过程的主体活动进行智能化的管理和控制；

3.幸福的校园生活体系：通过校园一卡通、数字图书馆、校园电视广播、校园信息发布、校园公共应用、校园医疗、校园环境监测等应用系统的建设，从日常生活中的出、行、住、娱等方面提高师生校园生活的幸福指数。

智慧教育的三大应用体系并不是彼此独立的，他们之间必不可少的会出现交叉汇集，这也是信息系统建设的普遍特征之一。

四、智慧校园的建设策略

智慧教育体系建设的规模大、工期长，涉及的应用系统多。结合全国高校信息化建设与应用评价指标体系的实际要求，对于项目的整体建设过程，将遵循以下总体指导方针：

（一）统筹推进，分步实施

智慧教育建设是一项长期复杂的系统工程，因此必须在校领导的统一规划思路的指导下，立足当前、着眼未来、统筹规划、全面协调、分步实施、逐步推进。

（二）基础服务应用先行，注重实效

注重互联网、物联网、无线宽带网等基础设施建设，把校园管理、教学和生活中的基础服务应用系统放在建设首位，立足实际，注重实效，优先解决校园当前最突出的问题。

（三）统一标准，资源共享

充分考虑相关信息资源的共享，建立信息资源共享机制，应充分利用网络基础、业务系统和信息资源，加强整合，促进互联互通、信息共享，使有限的资源发挥最大的效益。

五、结束语

智慧教育引入了许多新的技术元素，如物联网、云计算等，这些新的技术元素均是未来信息产业发展的重要趋势。智慧教育体系的建设已不仅仅停留在理念层面，即将逐步成为现实。智慧教育是教育信息化新的发展阶段，是一项长期的系统工程，智慧的创新将永无止境，它给教育教学带来的变革也必将深远。

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湖北省教育厅科学技术研究计划指导性项目（B2014153）：基于WEB平台的课程管理信息系统的设计研究。

程满玲（1973-），男，湖北武汉人，副教授，研究方向：软件工程、计算机网络技术及其应用等；

胡智锋（1975-），男，湖北武汉人，实验师，研究方向：计算机网络技术及其应用、软件工程等。