智慧教育总体设计解决方案探讨

仇 亚，谭 飞

（山东省邮电规划设计院有限公司，济南 250101）

1 项目建设的必要性

（1）智慧教育是落实国家、省中长期教育改革和发展方针的必然要求。教育是民族振兴、社会进步的基石，是提高国民素质、促进国民全面发展的根本途径，全面贯彻我党教育方针，坚持教育为社会主义现代化服务的根本任务。为进一步落实国家、省、市中长期教育改革和发展规划纲要，促进教育事业科学发展，实现教育和经济社会协调发展，全面推进教育信息化和教育现代化进程，以信息化引领教育现代化理念以及教育创新发展的模式，信息技术在智慧教育建设中起到支撑作用，引领教育改革与创新发展。按照政府总体的发展战略，抢抓教育改革和发展的重大机遇，将在智慧城市体系下建设“智慧教育项目”。力争在“互联网+”和智能化信息生态环境中构建以学习者为中心的教学新模式，推动教育信息化跨越式发展，实现教育均衡发展，提供优质教育资源，促进教育公平，提升教育管理信息化水平和信息技术与教育融合发展的水平，丰富智慧城市的建设内涵，为人才培养和经济发展起到助推作用。因此智慧教育的建设是落实国家、省、市中长期教育改革和发展方针的必然要求。

（2）智慧教育是全面推进教育改革、构建现代化教育服务体系的战略选择。解决教育发展难题，推动教育改革；引领智慧教育创新发展，培养高素质人才；满足全民教育需求，促进城市和谐发展；完善现代化教育管理体系，推动智慧城市发展。

（3）智慧教育是智慧城市建设的核心内容和重要保障。智慧教育是智慧城市建设体系发展基础保障，近年来智慧城市建设掀起热潮，加速推动智慧教育发展，随着信息化浪潮的兴起，教育发展已经步入一个全新的历史时期，大力发展智慧教育，对于城市发展具有重大意义。

2 项目建设的需求分析

2.1 用户需求

智慧教育系统的五类核心用户包括：教育管理者、教师、学生、学生家长和社会公众。智慧教育要为各类用户提供最需要、最适合、最准确、最便捷的教育服务。为管理者提供智慧管理服务；为教师提供智慧教学与教研服务；为学生提供智慧学习服务；为家长提供智慧沟通服务；为社会公众提供智慧资源服务。

2.2 业务需求

（1）教育管理业务需求。校务管理业务需求；教室教学业务需求；学生学习业务需求；学校多方之间互动业务需求；学校环境业务需求。

（2）教育教学业务需求。课堂教学业务需求；人人通空间业务需求；家、校沟通业务需求；学生、教师、学校档案业务需求。

3 总体思路

3.1 建设原则

应用驱动、融合创新；转换模式、以软带硬；统筹规划、分布实施；长远规划、顶层先进；政府主导、校企合作；互联互通、开放融合；回归本位、服务教学。

3.2 建设目标

“总体推进教育“三通两平台体系”的建设，基本实现各级、各类学校之间“宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通”；基本建成市、县（市、区）两级服务平台，即教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台；逐步建成智慧校园体系。实施“三通两平台”，要开发和引进优质教育教学资源、学习工具和数字化课程，全面推进数字教育资源公共建共享；探索“网上学校”建设，实现学习、家庭、社会三位一体的教育网络服务体系，面向社会提供服务，推动教育信息资源深层次的共建共享，构建多层次、多渠道公民自主学习的智慧学习环境，实现“随时、随地、随需”的学习。”

在政府指导的“智慧城市”建设体系，坚持以信息化引领教育现代化，以智慧教育大数据为核心，以“三通两平台”为基础，构建多层次、全覆盖、智慧型教育信息化体系。

4 总体思路

4.1 设计思路及原则

4.1.1 设计思路

智慧教育建设需要符合国家相关的教育政策导向，应遵循政府统筹规划、满足教育事业建设需求及应用、学校服务与保障三位一体的整合模式，探索现代信息技术与教育的全面融合，通过信息化技术促进教育理念和教育模式的变革，积极发挥教育信息化在教育改革和发展中的支撑、引领作用。建设覆盖全市的教育公共服务平台，主要实现教育管理的现代化、教育资源的共建共享、教学手段的信息化等。

智慧教育旨在构建地本区、校两级的教育资源整合与教育数字服务的资源平台，构建区、校两级教育行政部门信息化协同办公、教育数据采集、分析监督管理平台。通过智慧教育平台构建独立的学校数字化校园环境，来提升教育、教学管理水平、效率，同时可以降低校园的信息化建设资金和管理人员的投入；又可以通过智慧教育平台便捷、低成本地获得优质的教育资源、创新教育服务，体现教育公平性，实质性的提升教学质量和教育管理水平。

4.1.2 平台定位

智慧教育平台以教育管理者、教师、学生、家长为服务对象，在完善教育信息化基础环境基础上，全面建设覆盖地区、校两级数据互联互通的一体化智慧教育公共服务体系，避免信息孤岛和重复建设；以各种教育教学应用服务为载体，纳入第三方优质应用和资源，共同构建包含教学、学习、管理、评价、研训充分融合的智能化、统一开放的开放能力应用服务平台；以教育管理和教学信息化“常态化应用”为基础，构建全市统一的智慧教育大数据服务平台，改革创新教育管理、学校管理、教学方法和评价方式，初步构建开放、共享、交互、协作的智慧教育体系，助力教育综合素质改革发展，全面实现现代化教育。

图1-智慧教育公共服务体系

智慧教育平台是一个集开放和以应用为重点的平台，通过开放基础平台的数据、制定标准的接入流程、制定相关的技术规范，区、校各级应用自主接入智慧教育平台。

4.2 总体架构

为了满足教育信息化发展需要，在大用户量、高访问率的前提下保证系统的高可用性、高可靠性，智慧教育平台总体拟采用基于云计算的技术路线，基于物联网、软件即服务、云平台的基础上，通过多种终端展现形式，以教育管理者、教师、学生、家长为服务对象，以各种教育教学应用服务为载体，纳入第三方优质教育资源，共同构建一个将教学、科研、管理等各方面进行充分融合的智能化、统一开放的管理平台。

按照展现层、应用层、平台层、数据层和基础设施层规划系统架构，如下图所示：

图2-智慧教育公共服务平台总体架构

（1）基础设施层。依托云计算中心为智慧教育终端设备及软件平台提供网络支撑，利用数据中心的网络设施、计算资源、存储资源和基础系统软件，为智慧教育智慧教育平台提供稳定的运行环境。

（2）数据层。建立智慧教育统一数据库，为智慧教育平台提供数据存储服务，重点建设覆盖学生、教师、学校资产及办学条件三大类基础数据库，与教育资源数据库形成统一的标准；建立统一身份认证服务和数据交换服务，为国家、省、市平台提供数据支撑。

（3）平台层。搭建智慧教育基础支撑平台，为智慧教育平台地区、校两级应用系统提供统一的功能和组件支撑，是整个智慧教育平台的核心层。

（4）应用层。搭建智慧教育应用服务平台和智慧校园综合服务平台，通过对基础服务的调用和组合，结合实际需求构建可完成指定工作内容的业务平台，包括智慧管理、智慧学习、智慧评价、智慧研训、智慧教学等应用系统，并根据校园业务需求，提供智慧校园综合服务，满足最终校园用户群体使用需求。

（5）展现层。建设智慧教育统一门户和空间系统，提供教育资源、教育管理一站式的门户服务和个性化空间服务，满足不同用户人群的教育信息服务需求，提供多种终端软件系统，满足不同方式体验教育信息服务需求。

4.3 数据架构

为了满足各级系统对于数据的不同要求，同时支撑全市教育单位跨部门、跨层级业务协作的需求，需要数据满足业务性、关联性、通用性等特点。根据平台对于数据的不同业务需求，目前把数据分为基础数据、学习应用数据、管理应用数据、学业测试、学生体质健康数据五类，通过数据交换中心提供全面的数据服务。

通过标准的数据交换机制和数据格式来实现异构系统的数据共享，建立数据沉淀池，数据沉淀池中按照数据主题分为了基础数据主题、学习记录主题、教学进度主题、考试成绩主题等主题，数据交换中心的应用层数据将按照数据交换标准将譬如基础数据、在线学习数据、教师教学数据、学生学业数据、健康体质数据通过数据交换中心输入到数据沉淀池中，随着应用的大规模是的使用，数据的大量沉淀和积累对未来的数据建模、挖掘和分析提供了分析数据基础，最终形成的数据报表模型及结果实现个性化的智能推送服务，反过来应用也可以订阅相关分析出的学习建议、运动锻炼、教学复习建议，最终为智慧用户乃至智慧城市公众用户提供精准的大数据服务。

5 结束语

智慧教育是一个复杂的系统，其发展核心包括智慧教育关键技术、教育数据资源、智慧教育支撑环境、智慧教育业务、智慧教育用户、配套的智慧教育标准体系和支撑可持续发展的智慧教育产业。随着云计算、大数据、物联网、人工智能等先进信息技术发展，教育信息化发展已经从数字化向数据化转变，大数据技术将贯穿整个智慧教育建设和运营体系。未来，智慧教育将改变教育产业的现有结构，促进传统教育产业创新升级，形成规模化的智慧教育产业，为当地经济建设和人才培养起到积极作用。