智慧校園解決方案

1 概述

1.1 智慧校園建設背景

依據2018年4月教育部關于發布《中小學數字校園建設規范(試行)的通知》:為深入貫徹落實黨的十九大精神,積極推進“互聯網+”行動,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》把教育信息化建設列為重要內容,并列為“教育信息化建設“亟待實施的十大工程之一。教育部印發的《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》也明確提出要運用云計算、頂層設計等先進技術和理念進行智慧校園的建設,依托云計算、云操作系統、云存儲、虛擬化、云服務、物聯網等先進技術的優勢,結合教育智慧化、云服務化的實際,打造基于數字校園的智慧校園。

1.2 智慧校園建設現狀

隨著我國教育改革的不斷深化、教育領域信息化取得了長足的進步,學校都購買或研發了一些教育信息化應用系統。但大多為“按需、逐個、獨立”的建設,另外由于獨立進行數字校園建設,導致學校間的資源無法進行共享,最終形成了以“數據孤島”、“應用孤島”、“硬件孤島”、“資源孤島”組成的“孤島架構”:

(1) 硬件資源(比如服務器,網絡資源等)不能共享,當本身資源剩余的時候,無法分配給其他應用系統,而當本身資源不足時,也無法從其他服務器獲取資源;

(2) 每個系統都有獨立的安全、管理標準,增加運維管理難度,造成管理混亂;

(3) 各自有獨立的數據庫,數據無法共享與交換,無法形成有效的統計報表;

(4) 獨立的展現層,信息分散,用戶獲取信息要在不同的系統間穿梭往返,“人找事”,增加了使用難度;

(5) 地區內的優質資源無法共享,導致各校的教學水平落差越來越大。

智慧校園解決方案整體設計

2.1 智慧校園內涵

智慧校園是指以促進信息技術與教育教學深度有效融合、提高學與教的效果為目的,以物聯網、云計算、大數據分析等新技術為核心技術,提供一種環境全面感知、智慧型、數據化、網絡化、協作型一體化的教學、科研、管理和生活服務,并能對教育教學、教育管理進行洞察和預測的智慧學習環境。

智慧校園=1個數據中心+智慧校園基礎設施 +智慧校園應用系統+智慧性資源

表1 智慧校園的智慧表現

2.2 智慧校園建設目標

智慧校園是利用物聯網和云計算,強調對教學、科研、校園生活和管理的數據采集、智能處理、為管理者和各個角色按需提供智能化的數據分析、教學、學習的智能化服務環境。智慧校園包括:智慧環境、智慧學習、智慧服務、智慧管理等內容。

通過以用戶為中心,以需求驅動為目標,智能化的滿足校園網絡用戶的個性化需求和功能服務。從學校發展、教師發展、學生發展、教育改革發展的實際需求出發,結合智能一卡通、電子班牌、電子閱覽室等物聯網產品,通過統一用戶中心的數據同步及單點登錄,為教育管理部門、學校、教師、學生、家長提供“一站式”教育應用服務。

其技術特點是數字化、網絡化、智能化和多媒體化,基本特征是開放、共享、交互、協作。以教育信息化促進教育現代化,用信息技術改變傳統模式。

2.3 智慧校園建設原則

統籌規劃、分步實施

從智慧校園建設目標統籌考慮,統一規劃,明確工作任務,有序推進信息化綜合應用平臺建設。頂層設計,合理分工,分步實施,既能做到上面區縣公共服務平臺兼容,又有學校獨立平臺,形成資源互通,防止重復建設,避免資源浪費。

先進性原則

保證建設的先進性,數據通過應用自動產生,安全、穩定,不需要單獨建設。應用多級私有云和大數據分析技術,將學校打造成一流的、實用的、滿足未來信息化應用的智慧校園。

資源最優化原則

節約人力、資源等投入,充分利用原有網絡、硬件、軟件資源,實現最低的投入,最大的收益。

統一標準、保障安全

標準規范是教智慧校園建設的重要前提,建設應在統一應用開發標準和數據交換接口標準的前提下,在統一的網絡平臺下,實現各業務系統的互聯互通、數據共享。在系統建設和應用過程中,嚴格按照國家網絡與信息安全的要求,采取相應措施,建立有效的安全保障體系和規范的安全管理體系,保護個人隱私和政務安全。

2.4 智慧校園建設思路

智慧校園整體設計采用彈性構架,所謂彈性架構是將所有的硬件設施集中起來,根據各系統的忙閑情況,動態分配(最下層);統一管理服務、安全服務、標準、規范和擴展接口(左右兩側);統一數據管理,建立統一的數據規范(基礎軟件服務層);統一展現層。

2.5 智慧校園解決方案業務邏輯架構

圖1 智慧校園解決方案邏輯架構圖

智慧校園系統平臺功能

3.1 智慧校園數據中心

智慧校園數據中心是智慧校園建設的核心,它就如同一棟大樓的地基和框架智慧校園數據中心是各應用系統公共運行的環境,提供底層及集成服務,各類應用系統運行于平臺之上,實現統一的系統登錄、安全認證、數據交換與共享、服務入口。

3.1.1 統一用戶中心

所有軟件只有一個用戶中心,即學校添加和管理師生信息,只需在用戶中心進行操作即可。不需要在多個軟件中進行操作。用戶中心采用實名制管理。對教師職務、任課信息等進行設置。實現用戶身份的全生命周期管理。

3.1.2 統一認證中心

統一身份認證是平臺門戶網站功能的重要特征,是為用戶提供“一站式”服務的基礎和前提。根據自身特點和條件制定統一認證方案(IP認證、帳號加密碼認證、第三方系統認證等),包括認證整合、統一用戶授權和單點登錄。所有軟件實現充分互聯,即師生在任何一個模塊登陸后,都可以無縫進入到他所擁有的其他軟件模塊,不需要重復登錄。實現單點登錄。同樣,選擇退出系統時,所有其他能操作的業務系統都將同時退出。

3.1.3 統一數據中心

為了避免各應用系統反復錄入數據,消除各應用系統間的“信息孤島”局面,智慧校園采用統一數據中心。所有子系統,各模塊之間是高度集成的,且可以和學校其他的第三方系統進行集成,也可以兼容以后的第三方系統。本平臺有多種標準接口,使各數據中心之間可以進行數據傳輸和轉換,實現數據的交換、共享與整合。實現上下貫通、左右銜接、互聯互通、信息共享、互有側重、互為支撐、安全暢通的智慧校園應用平臺。

3.1.4 大數據報表中心

提供一站式大數據分析產品及解決方案,綜合各業務系統數據,結合大數據算法,對數據進行統計、分析、輸出,使之對老師、學生、管理者的工作、學習提供支撐作用可以幫助用戶快速搭建大數據分析平臺,敏捷制作專屬分析報告,并為用戶提供靈活的交互式分析操作,在業務協作過程中快速釋放數據價值。

大數據報表平臺邏輯架構圖

3.2 移動智慧校園

智慧校園移動平臺,是一個集校園服務云平臺、學生智能學習終端、家長手機客戶端于一體的綜合性移動平臺,包括網絡APP、微信智慧校園、釘釘智慧校園,使智慧校園不再局限于學校和家庭,而是隨時隨地融入生活。通過移動智慧校園,學??砂l布校園動態,教師可將班級動態、學生動態及時傳遞給家長,學生可通過移動智慧校園學習,發布自己的生活點滴,家長可及時了解孩子在校動態,及時溝通,參與孩子學習生活。

3.2.1 微信智慧校園

深度對接微信平臺,以學校、教師、學生、家長為中心,利用微信使用的普及率,通過微信入口,幫助用戶搭建暢通及時的學習、互動平臺,擴展了家校之間的溝通方式,提高溝通頻率。

3.2.2 釘釘智慧校園

深度對接釘釘,以學校、教師、學生、家長為中心,結合釘釘優質的用戶體驗,快速進入所需要的業務模塊,實現單點登錄,操作安全又快捷。

3.2.3 智慧校園APP

根據平臺需求開發的幫助用戶搭建暢通及時的學習、互動平臺,擴展了家校之間的溝通方式,提高溝通頻率的移動手機APP,可在線即時溝通交流,發布動態,可通過接口快速進入業務模塊進行相關操作管理,既是一個智能方便的溝通平臺,又可無縫操作智慧校園相關業務系統。

3.3 智慧校園信息門戶

智慧校園信息門戶對外向公眾提供各種服務、展示校園風采、傳遞校園動態,對內信息集成智慧校園上各類業務應用系統、數據資源,為各類用戶提供統一的服務入口,用戶根據其不同的權限登錄和訪問系統,進行相關的系統操作。校園門戶是具有全新框架式結構,功能模塊化,具備智能化的建站系統。系統具備良好的兼容性、優秀的用戶體驗,同時支持WEB、WAP兩種門戶展現形態,并提供模板定制、欄目定制、內容管理、消息管理、評論管理、投票管理等智能化建站工具,使管理人員可以快速便捷的對門戶進行更新維護。

3.3.1 智慧校園信息門戶網站

智慧校園門戶可獨立于基礎平臺以外使用,通過采用響應式設計,可滿足不同終端瀏覽要求。它是面向教師、學生、家長、公眾的統一信息發布與展示窗口,匯聚學校咨詢服務、校園建設、校內動態,公開校務公務,展示辦學理念等功能。學校、教師、家長、學生、社會了解學校的一個重要窗口和平臺,也更好的為公眾提供良好的信息服務和互動平臺。

3.3.2 智慧校園微官網

微官網是指將單位信息、服務、活動等內容,依托微信,通過微信網站的形式進行表現。隨著智能移動終端的流行,通過手機、平板等進行網上瀏覽、查閱資料的便捷性、及時性,使得越來越多的人們更喜歡通過這種方式來獲取信息和交流。而微信是目前最流行的通訊工具之一。通過微官網不但提高了信息量,也使得信息的展現更加賞心悅目,進一步改善用戶體驗。

3.3.3 智慧校園信息平臺集成登陸門戶

為有管理權限的用戶提供統一的訪問入口,用以訪問各個業務系統,以及處理來自外部門戶的業務和服務請求, 校園信息門戶與內部辦公流程、數據高度集成,形成一套一體化的教育信息化應用平臺,促進各管理部門的信息溝通,有效提高信息門戶的應用價值。綜合信息門戶使學生、教師和管理部門能夠通過統一渠道訪問其所需要的個性化信息。這些都可以極大提高信息的通暢性和交互性。

3.4 智慧管理

3.4.1 OA辦公管理

教育OA管理系統,是為配合學校內部辦公自動化的實施而研發的一套穩定、安全、靈活、實用的辦公自動化管理系統。OA辦公管理系統由我的桌面、辦公應用、事務管理、個人辦公、系統設置、后臺配置六個功能模塊構成,實現網絡協同辦公、個人日常事務管理等,解決學校各部門之間溝通有效性,實現校園“無紙化,零電話”的高效率辦公。

3.4.2 成績分析

成績分析系統可以提供強大的成績管理和對成績數據處理的強大分析功能,也方便學生家長在線查詢,及時了解學生學習進步情況。具備“增長率”計算功能,體現“標準分”,并納入學?,F行的成績統計模式。還應具備作業收交統計。

3.4.3 招生報名

招生報名系統能夠根據區域的報名需求,將學?;騾^域內報名作為一個整體,采用數字化手段管理和控制報名的各個環節,從畢業生信息導入、報名信息采集、志愿發布、學生錄取、統計等方面結合所屬區域招生報名制度形成一套完整的區域報名解決方案。

3.4.4 資產設備管理

主要管理學校資產的出入庫、調撥、盤點等??蔀槔蠋熢诰€申領申購物品提供方便,并為學校管理者管理學校物品提供依據。

系統采用當前流行的B/S模式,針對學校及上級主管部門對使用、管理等實際使用需求而開發的應用管理軟件。學校應用端可實現對學校對資產編目、流通、查詢、統計、訂購、報損、數據上報等功能。通過本系統的使用,可以充分發揮裝備為一線教學服務的作用,做到裝備管理規范,設備利用率高,統計報表便捷準確。同時有利于對本地裝備應用水平的監督、指導及管理等,推動裝備應用管理工作數字化和網絡化的高效開展。

3.4.5 數據上報

通過數據上報將每年產生的大量數據,如考試成績、學校資產、經費使用情況上報、匯總、查看和分析,校領導可通過數據上報及時了解情況,并通過對數據的分析輔助其決策。

3.4.6 智慧排課

通過設置相關的排課規則和限制條件,系統即可通過智能優化算法進行自動排課,再通過所見即所得手工排課,直接拖動教師或課程到指定的課表,自動提醒排課沖突,使課表的編排更加合理和人性化。系統按需求自動生成全校、年級、班級、教師、教研組、場地等各種課表,可以方便的在線實時查詢、導出、打印,同時提供日常調課管理及相關信息的統計等功能,最大限度的減輕教務處的排課工作量

3.4.7 智慧選課

在線智慧選課管理系統是以科學的管理方法為基礎,結合學校管理特點,適應新課改課程建設和教學體系要求的信息化管理軟件。系統能對學生選課時間、選課條件進行設置,對學生選課進行審核,并對選修課的教師、班級進行管理。

3.5 智慧資源管理

智慧校園資源管理是集資源分布式存儲,資源管理,資源共享,知識管理為一體的資源管理平臺,以資源共建共享為目的,以創建精品資源和進行網絡教學為核心,對學校的海量資源進行優化管理。系統基于目前先進的網絡流媒體技術,融合了媒體格式的分析,轉碼優化負載,點播等服務,實現資源的快速上傳、檢索、歸檔,并運用到教學中。

3.5.1 智慧資源管理平臺

智慧資源管理平臺按照和學校使用的教材建立教材目錄,面向教學備課、教學研究、公開課等平臺的用戶群體,用戶可以按照實際的教學課程上傳和查詢教學資源,包括:教案、微課、課堂實況、習題等資源,用戶無需登錄即可進行搜索、瀏覽、查看等操作,實現教育資源的共建共享。

3.5.2 智慧資源庫

智慧資源庫充分發揮互聯網科技力量優勢,定位于為中小學教師、學生提供專業的教育資源,融教育資訊、互動交流、在線拓展于一體,內容涉及試卷、試題、課件、教案、導學案、素材、視頻等,可最大限度滿足教師教學及學生學習對資源的需求,同智慧資源管理平臺結合,采用在線教育“資源分享—資源傳播—交流互動的資源模式,以用戶為核心,主打由學校和教師第一時間上傳分享獨家資源,精打名師原創策劃精品資源,支持新課程改革,支持課程深度整合。

目前智慧資源平臺已對接中央電化教育館教學資源庫資源,該資源庫適用于新課程背景下的備課、課堂教學、進修等一系列教學活動。

3.5.3 電子圖書

電子圖書館精選的書目,除專業書籍之外,還涵蓋了學生必讀課外書目,包括語古今中外的文學名著,詩詞鑒賞,理工類科普讀物等等。為學生老師節省了一大筆費用及選擇讀物的時間。學校建設數字圖書館,不僅惠及老師學生的學術研究,也為學生的課余生活提供了選擇,不僅為學校提供豐富數字圖書資源,還可以將學校的特色教育資源數字化,建立特色的教育平臺。

3.6 智慧教學

3.6.1 智慧教研管理平臺

智慧教研管理平臺整合了中小學教學服務系統,實現將教學準備、教學實施、備課檢查等常規的各個教學環節有機組織起來,形成定位到課堂的教案庫、素材庫、習題庫,組建校本資源庫,實現校內、校際間備課共享,備課相互評論。充分利用網絡和教育教學現代化的設備把教師從傳統的備課模式中解脫出來,提升學校內整體教育教學質量,為教師搭建了一個備課、資源與網絡化學習三位一體的教學平臺。

3.6.2 智慧課堂

智慧課堂即結合智能學習平臺、移動平臺端工具,通過互聯網、物聯網、大數據等新一代信息技術打造的智能、高效的課堂學習平臺。通過課堂上教師與學生手持設備的無縫對接,教師可通過學生手持終端的數據及時獲取學情信息,學生可及時接受教師推送資源。智慧課堂全面變革課堂教學的形式和內容,構建大數據時代的信息化教與學新模式,貼合當下倡導的翻轉課堂模式和新型學本課堂模式。

3.6.3 智慧閱卷

網絡閱卷主要由可視化答題卡編輯、答題卡掃描、網上閱卷、閱卷進度管理、評卷質量控制、樣卷抽取管理及異常卷處理等功能組成。

考試完成后,通過高速掃描儀將考生答卷掃描到系統服務器,試卷或答題卡上傳至閱卷服務器后會根據選擇上傳的考試計劃及科目自動進行答題卡的分類,無須再進行手動設置,并同步完成客觀題的自動識別閱卷,對主觀題作答區域進行識別切割,由測試人員組織教師在線閱卷。

3.7 智慧教師專業發展

3.7.1 教師業務檔案管理平臺

教師業務管理系統主要是實現對教師任課信息、個人信息、教師獲獎、論文、進修培訓、教學成果等綜合信息的管理,給學校提供教科研、課題管理,工作統計,建立教師的工作檔案,動態了解教師全方面的準確數據資料。為學校對人才的培養、使用和綜合評估及職稱評定提供準確依據。

3.7.2 教師綜合評估平臺

教師綜合評估管理平臺從教師的育人、教學常規管理、教學質量、教師業務學習、教師業務獲獎及課堂教學等考核項出發,通過靈活預設評價項,支持領導評價、同行評價、學生評教等多維度評價方式,以教師個人發展為立足點,建設的一款促進教師間交流分享的全方位校園成長平臺。

3.7.3 遠程教研培訓系統

教師遠程教研培訓系統,主要為方便教師的日常教研培訓活動,而研發的一款管理系統;通過信息化手段,打破傳統的教研工作方式,使教研工作可以不受時間、地域的影響,隨時隨地根據工作需要開展。教研小組的教研工作,教師之間的互相學習、集體備課,教師的公開課評鑒,都可以通過在線教研應用來實現。同時,還可以提供專門定制的評分標準模板,來有效的根據教研工作、公開課效果、備課質量等進行客觀有效的評分,幫助教師提高工作效率,提升教學質量。

3.8 學生個性化發展

3.8.1 綜合素質評價平臺

學生綜合素質評價管理致力于培養學生綜合素質的能力,幫助學生客觀的認識自我、規劃人生;輔助學校切實轉變人才培養模式;推動教育主管部門轉變以考試成績為唯一標準評價學生的做法。

平臺設計科學、全面、智能、靈活、簡明、實用。采用規范化的評價流程、多元化的評價主體,以自評、組評、師評、互評、家長評等方式,結合定量評價和定性評價、形成性評價和終結性評價對學生日常表現進行客觀公正的評價。平臺還提供學業成績、體質健康、榮譽申報以及實踐活動等個性化的模塊,對學校、教師、學生及家長等多方數據進行實時的采集和記錄,遵循過程與結果并重的原則,最終形成涵蓋學生德、智、體、美、勞等各方面的學生綜合素質報告單。

3.8.2 體質測評

依照教育部提出的《國家體質健康標準(2014年修訂)》文件,并且與國家體制健