教育行業智能化
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智慧校園設計與建設 解決方案

2019-4-15 12:26:22

目錄

第一章智慧型校園規劃總體思路... 1

1.1校園信息化現狀分析... 1

1.1.1發展現狀分析... 1

1.1.2業務需求分析... 2

1.1.1建設需求分析... 4

1.2智慧型校園建設... 5

1.2.1發展歷程... 5

1.2.2定義及特征... 5

1.2.3關鍵技術... 7

1.2.1建設目標... 8

第二章智慧校園整體規劃... 9

2.1建設原則... 9

2.2總體構架... 11

2.2.1技術視角構架... 11

2.2.2應用視角構架... 13

2.2.3角色視角架構... 14

2.3建設效果... 15

第三章智慧校園詳細設計(基礎設施建設)... 18

3.1網絡設施... 18

3.2云服務能力... 19

3.3智能終端... 20

3.4智慧運維... 21

第四章智慧校園詳細設計(數據中心建設)... 24

4.1統一數據庫... 24

4.2統一資源庫... 24

第五章智慧校園詳細設計(智慧整合建設)... 25

5.1智慧校園整合云平臺... 25

5.2數據整合引擎... 28

第六章智慧校園詳細設計(教學應用建設)... 29

6.1教育教學... 29

6.1.1智慧課堂... 30

6.1.2教學資源云平臺... 39

6.2科技創新... 40

第七章智慧校園詳細設計(管理應用建設)... 41

7.1管理服務... 41

7.1.1校務管理(教務系統)... 41

7.1.2智慧生活... 42

7.1.3信息發布... 45

7.1.4平安校園... 47

7.1.5智慧健康... 52

7.2家校共育... 52

第八章智慧校園詳細設計(考試應用建設)... 53

第九章智慧校園信息化保障體系... 54

9.1信息安全保障體系... 54

9.1.1數字證書管理系統... 54

9.1.2虛擬專網(SSL VPN)55

9.1.3機房環境安全... 55

9.1.4網絡環境安全... 55

9.1.5操作系統安全... 56

9.1.6數據庫安全設計... 56

9.1.7數據安全設計... 56

9.1.8應用系統安全... 57

9.1.9容災備份方案... 57

9.2信息化管理制度體系... 57

9.2.1信息化管理制度制定的原則... 58

9.2.2信息化管理制度的內容... 59

第十章智慧校園推薦建設模型... 60

10.1建設模型... 60

10.1.1實驗型智慧教室建設... 60

10.1.2普及型智慧校園建設... 60

10.1.3探索型智慧校園建設... 60

10.2配置清單... 60

10.2.1實驗性智慧教室建設清單... 60

10.2.2普及型智慧校園建設清單... 60

10.2.3探索型智慧校園建設清單... 60


第一章智慧校園總體思路

1.1建設背景

教育信息化是國家近幾年一直在倡導并付諸行動的教育戰略。進入21世紀以來,隨著三通兩平臺工程、“農遠”工程和高校教育信息化工程的實施,教育信息化進入了新的發展階段。我國在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》中明確提出:

1、“加快教育信息基礎設施建設,高度重視信息技術對教育發展的革命性影響”;

2、“加強優質教育資源開發與應用,促進優質教育資源普及共享“;

3、“構建教育管理信息系統,提高教育管理現代化水平”三大主體思路。

經過多年發展,學校的信息化建設取得了較大的進步,校園網絡基本普及,信息化基礎建設初具規模,信息化應用已逐步涉及到教學、管理、考試評測、生活等各個領域,信息化已經成為推動教育改革發展,帶動教育現代化、智能化,實現教育跨越式發展的重要手段。

隨著國家不斷加快教育信息化在校園內應用的建設,以及新高考改革各項政策的出臺,不僅對校園教學方式產生變革,對校園全方面的管理、服務都帶來了更高的要求。在社會信息化的大背景下,通過現代信息技術與學校教學、教研、管理的每一個環節融合,從“數字化”校園升級為更高層級的 “智慧型”校園,不斷推進以學校為主題的教育信息化進程,成為教育信息化的重要組成部分。

1.2需求分析

一、學校維度

站在學??傮w角度,在內要對各項教育業務管理好保持穩步發展,在外要尋求學校發展和提升的有效、有力途徑。

維度

需求

教學、教學管理

教學質量不能有效化管理和全面性評估;教學的有效性、針對性有待提高;使用現代信息化教學技術增強教學手段;優質教學資源的常態分享;考試評測、統計分析工作量大;

校務管理

校務管理基本處于人工階段;信息內容不夠完善;數據共享度不夠,各業務系統基于處于信息孤島;

校園文化

文化宣傳信息傳達手段不多,更豐富的內容需要新媒體承載;對家長和社會展現學校風采需要常態且直達的宣傳方式;

信息管理

數據采集方式落后;數據存儲分散;數據分析較為困難且不及時

新高考改革

選排課;走班管理;學生生涯規劃;綜合素質評價;

2、角色維度

1管理者

管理者的核心需求:提升學校優質教育資源內容及流轉共享,進一步增強有序管理,從而以教促教、以管促教,提升學校整體教育質量。例如:

維度

需求

上級管理

教育信息快捷上報;教育資源跨校共享;優質資源遠程引進;

安全管理

校園安全全盤掌控、及時通知、提前規避;家?;庸步ò踩?;

教職工管理

管理是否有序;通知是否到位;教學水平如何保障和提升;

德育管理

師生考勤如何監管;考核體系如何落實;評價體系如何有效;

教學管理

教學計劃量化管理;教學目標制定行動有效;教學過程、質量、檔案如何管理;教學大數據分析如何進行;

2一線教師

教師的核心需求:以有效、易于實現的教學輔助工具和模式快速提升教學質量,以及增強對學生管理的緊密性。例如:

維度

需求

上級管理

通知待辦及時獲??;業務報表方便統計;報表數據有效采集

學生管理

通知有效到位;學習狀況分析有的放矢;個性化教育;學生成績統計與分析

家長溝通

家校溝通效率高效;學生狀況直達家長;

教學、教學管理

教務管理工作繁瑣;備課費時費力;教學反思有效自檢;教學結果直觀評估;教學分析無從著手;

3家長

家長的核心需求:全面、便捷、及時了解孩子的在校學習與生活情況。例如:

維度

需求

安全保障

想知道孩子在哪;孩子放學有沒有按時回家,去了哪些地方;希望孩子的安全能有保障,意外情況及時通知

學習成績

想知道孩子的作業是什么,以便督促;想知道孩子的真實成績;想了解孩子平時的表現情況

綜合表現

孩子每天是不是都按時到學校了;課堂表現如何;是否能跟其他同學和諧相處;在某些方面是否有特長

4學生

學生的核心需求:提升學習效果,滿足個性化學習,加強學習圈層的交流,以及能幫助管理學習外的各項事務。例如:

維度

需求

安全保障

入??记谀芊窀奖?;請假出校能否快捷方便;校內安全如何有保障

學習保障

能否課前先進行預習;重點知識點能否反復學習;課后沒聽懂的能不能在學習;課程如何快捷查詢

校內活動

刷卡消費方便、快捷;入??记诳焖?;圖書借閱手續簡便; 便攜電話卡;校內用電、校內用水量化

互動交流

與老師之間交流方便快捷;同學之間探討方式多樣;校外交流方便

5) 信息化管理員

信息管理者的核心需求:運維方便,能及時發現問題、能快速便捷解決信息化問題。

6)共性需求

協同辦公、信息共享、便捷溝通。

1.3需求應對

面對新時代下學校的諸多需求,數字化校園已經遠遠不能滿足復雜情況下的業務問題,需要通過更智能、更高效的智慧校園升級建設來一攬子解決。

1)什么是“ 智慧校園 ”?是教育信息化的更高級形態,是數字校園的進一步發展和提升。它綜合運用智能感知、物聯網、移動互聯、云計算、大數據、社交網絡、虛擬現實等新一代信息技術,感知校園物理環境,識別師生群體的學習、工作情景和個體特征,將學校物理空間和信息空間有機銜接,為師生建立智能開放的教育教學環境和便利舒適的工作生活環境,提供以人為本的個性化創新服務。

2)核心理念。通過以用戶為中心,以實際需求為目標,以應用驅動為模式,面向用戶業務實現全面化的智慧體驗和功能服務。

3)優勢特征。智慧校園其優勢特點是數字化、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。

1.4建設目標

按照科學的校園發展理念,以新一代信息技術和智慧應用為支撐,在泛在信息全面感知和互聯的基礎上,全面整合校內外的資源,實現人、物、校區功能系統之間無縫連接與協同聯動的智能自感知、自適應、自優化,從而智能識別師生群體的學習、工作情景和個體的特征,將學校物理空間和數字空間有機銜接起來,為師生建立智能開放的教育教學環境,改變師生與學校資源、環境的交互方式,提高教育教學質量和管理水平,促進師生全面發展。

最終構建智能化、一體化、綠色安全的校園生活、學習、工作環境,全面提升學校的信息化應用能力和教學服務水平,打造高度信息化的“智慧校園”。

【智慧校園預期建設效果圖】

【考教管三位一體智慧教室預期建設效果圖】

【考教管三位一體智慧教室預期建設效果圖】

【考教管三位一體智慧教室預期建設效果圖】

第二章智慧校園建設保障體系

2.1信息安全保障體系

智慧教育系統的安全體系模型主要包括從軟硬件環境安全、數據與應用軟件系統安全以及相關安全管理制度等內容,這些內容相互關聯共同組成項目的安全體系,以下分別描述其相應的安全措施。智慧教育系統的安全體系模型如下圖所示:

圖安全體系模型

1、數字證書管理系統

數字證書為實現校園內各用戶安全通信提供電子認證。在校園內外網中,使用數字證書實現身份識別和電子信息加密。數字證書中需含有密鑰對所有者的識別信息,通過驗證識別信息的真偽實現對證書持有者身份的認證,保證校園內外的信息安全。

2、虛擬專網(SSL VPN)

為了便于校園用戶透明、跨網絡訪問校園網資源,能安全、便捷地實現移動辦公,學校提出了虛擬專網的需求。要求使用相關網絡協議提供數據加密,保證數據在公網上傳輸的安全,同時與統一信息門戶相結合,能夠使用戶在校園網外通過SSL VPN順利訪問內網資源,保證全校師生可以通過任何標準的瀏覽器實現遠程安全接入。

3、機房環境安全

機房環境安全目的是主要確保應用系統的物理環境安全可靠,主要環境安全保障措施包括如下內容:機房屏蔽、防靜電系統(屏蔽網、防靜電地板等)、機房防雷接地系統、機房保安系統(防盜報警、監控、門禁)、機房環境監控系統、機房專業空調通風系統、機房網絡設備放置(機柜、機架等)、機房照明及應急照明系統和機房UPS配電系統等建設。

4、網絡環境安全

網絡環境安全主要確保網絡不受病毒侵害,進行合理劃分IP和訪問策略,保證網絡運行穩定。主要措施包括:安裝防病毒軟件和防火墻、通過對特定網段、服務建立的訪問控制體系;建立良好的認證體系以防止攻擊者假冒合法用戶;對安全漏洞的周期檢查;通過對特定網段、服務建立的攻擊監控體系;通過創建IP安全策略,手動或自動關閉一些常見的木馬病毒默認的連接端口,從而加強系統的安全性。網絡安全同時包括服務器設備、防病毒及備份軟件等方面建設。

5、操作系統安全

操作系統安全的措施主要包括:選擇安全性能好的操作系統、安裝最新補??;禁用不使用的服務和端口;設置安全的文件系統;設置操作系統的用戶、密碼和操作權限;設置屏幕保護密碼;設置密碼策略及帳戶鎖定策略;禁止空會話訪問;關閉默認共享等方面。

6、數據庫安全設計

安全措施包括:選擇安全性控制好的數據庫平臺軟件,比如:Oracle、SQLServer等;安裝相應的補??;關閉相應的服務,修改數據庫用戶的默認密碼;設置數據庫用戶的操作權限,確保從底層數據庫用戶上避免應用軟件功能上導致的錯誤刪除等安全意外;針對數據庫軟件的備份恢復功能做好數據的備份恢復工作。

7、數據安全設計

在數據安全方面,智慧教育系統將采集、整理、處理、傳輸、統計、分析等所對應的數據進行安全分級,按照重要度分為一般數據、重要數據和關鍵數據三級,按照保護方式分為自主保護、審計保護、標記保護、結構化保護和驗證保護五級等,然后對于不同級別的數據采用不同的安全措施。在對數據的處理中,全網絡建議運行于基于系統層的數據安全加密系統之上,該系統可以對系統內所有數據進行管理和加密,并且根據不同用戶授權使用數據的權限,從而實現了數據的系統級安全。

8、應用系統安全

主要的措施包括:設置不同權限的操作用戶;針對不同用戶權限有不同操作的功能;針對核心的操作由日志記錄,比如登錄、增加、修改和刪除等關鍵操作要有日志記載,記載信息包括用戶名、IP、時間、操作內容等信息;建立良好的備份恢復功能支撐環境等。

9、容災備份方案

容災備份建設是一項周密的系統工程,也是一個全新的危機管理領域。容災備份建設不僅需要進行災難備份中心建設和系統設備購置。更需要有災難備份技術、危機管理、風險管理、業務連續計劃制訂、災難演練和災難恢復等災難備份專業領域知識。此外,容災備份也是業務流程的延續,它需要建立完善的容災備份中心運營管理體系,需要不斷保持業務連續性和計劃的有效性,以保障容災備份中心能持續發揮災難備份功能。

智慧教育是大型的綜合平臺,運行著多種業務系統,保存著大量業務數據。一旦出現數據丟失、系統崩潰等問題而無法修復,造成的數據丟失或損壞,將是不可估量的損失。因此,必須建立容災備份系統,對平臺的操作系統、業務系統、數據庫系統和文件服務器進行備份和保護。

2.2信息化管理制度體系

在信息化的建設中,信息化管理制度建設是保障。信息化不能一蹴而就,一“化”就靈。信息化為我們提供了科學、便捷、智能化的管理工具和手段,但信息化不是萬能的,還要靠制度去保障、去規范使用者的操作行為。要用嚴格的制度去約束人的行為,杜絕隨意性,建立設備和資源的保管、維護、使用制度,建立經費投入和保障機制,建立科學評價與反饋機制來確保信息系統的應用,這是信息化建設和推廣的關鍵。

從學校實際出發,為智慧校園平臺的高效運行制定規范管理制度。通過體系建設,梳理工作流程,編寫體系文件,可從制度、流程上對工作進行規范管理,加強學校全員的規范意識,真正實現工作有章可循、有據可查、有人負責、有人監督的過程管理模式,實現從注重結果向注重過程轉變。

1、信息化管理制度制定的原則

1)標準規范的原則。在系統建設中,遵循已有的和正在制定的有關的國家標準、行業標準、地方標準以及國際標準。編制智慧教育系統的基本規定。在規定制定過程中應該以國家、行業標準為基礎,兼顧學校的實際。標準規范應包括數據規范、服務規范和應用規范等。

2)量身定做的原則。要根據學校的實際情況和實際存在的管理問題制定相應的信息化制度,不能生搬硬套。從別的學?;騿挝豢截悂硪恍┲贫?,由于和本校的實際情況不吻合,結果造成制度不能得到很好的執行。

3)全面科學的原則。信息化管理制度一定要全面、科學。因為,信息管理中存在很多問題,問題之間有一定關聯性,如果僅僅是片面解決問題,是不能全面解決單位問題的。制定制度要科學,要符合客觀實際,要切實可行。當學校的情況發生變化時,要及時修改制度,制度要在不斷執行過程中得以完善。

4)責任目標明確原則。制度要有明確的目標和責任,這樣才能有的放矢,體現整個制度的完整性和合理性。

5)獎懲分明原則。制度要有獎懲措施,否則制度只是一紙空文,起不到真正的作用。 

2、信息化管理制度的內容

目標(制定本項制度的目的)、范圍(制度適用范圍)、職責(制度涉及的人、部門的任務和職責)、具體的規定(制度要約束的具體內容)、獎懲(對維護和違反制度人、部門的獎勵和懲罰的具體內容)等。本文表中的信息化管理制度類型和主要內容,基本履蓋學校的信息管理內容,各個學??筛鶕约旱木唧w情況有所選擇和增刪。

第三章智慧校園整體設計

3.1建設原則

智慧校園平臺是一項結構復雜、涉及面廣、建設周期長的信息化系統工程,為能夠使智慧校園平臺建設健康、有序的開展,智慧校園的總體規劃遵循如下原則:

1、統籌規劃,分步實施

智慧校園是個長期化的建設項目,為保障智慧校園落地效果具備先進性和示范性,瞄準智慧校園長期的發展需求,對智慧校園進行前瞻性統一規劃,避免“建成就落后”和“推到重來,全部更新的”資源浪費。整體考慮、統一規劃,確保統一的信息標準、統一的技術路線、統一的基礎架構和統一的組織管理。在規劃指引下,突出重點、以點帶面、分步實施、逐步深入,不斷增強實施應用效果,統籌推進學校信息化協調發展。

2、應用驅動,融合創新

本次方案以滿足實際教育需求為基本前提,把學校和師生最關心、最直接、最現實的利益問題放在首位,圍繞教學和管理的實際需求展開應用建設,基于先進信息技術的發展和新型教育理念進行創新設計,在應用中體現教育信息化的核心理念,以此全面推進以智慧校園為表現形式的教育信息化工作。

充分利用智能化教育環境,突出培養教師的教育技術能力、信息環境下教學創新的能力,學生的自主學習能力、協作學習能力、探究學習能力和信息技術素養,促進信息技術與教育教學核心業務的深度融合,實現教與學方式和教育模式的變革與創新。

3、整合建設,共享數據

智慧校園是一個龐大的系統,需要多個應用系統來支撐,并且產生大量的信息數據和資源。各個應用系統之間需要互聯互通、共享數據,不能形成信息孤島,導致重復建設、重復工作。因此,智慧校園建設必須確保各個應用系統之間的數據共享與實時交換,并且建立統一、集中的信息資源庫管理機制。達到各個職能部門之間實現無縫的信息共享機制,簡便快捷的溝通機制,形成充滿活力的教育管理形態。

4、前瞻設計,開放擴展

不管是學校已有的應用系統還是未來建設的應用系統,乃至國家和區域層面的教育信息化應用系統,智慧校園平臺應定義統一化、標準化的應用接入接口,保障智慧校園應用體系充滿生機的蓬勃發展。同時,智慧校園平臺需接入各項智能硬件,考慮到硬件設備的差異性,平臺應具備良好的開放性。

3.2關鍵技術

智慧校園因其智能化、大型化、豐富化,因而涉及諸多的現代教育技術,這些技術保障了在新時代教育環境下教育與信息化的緊密結合。

1、教育情景識別技術

根據分析情景信息識別教育教學情景,診斷學習者的問題和預測學習者需求,使學習者獲得個性化資源、學習協作、接收學習活動建議。其涉及學習者特征分析、傳感技術和自動推理等方面的綜合應用。

2、環境感知技術

環境感知技術過RFID、無線傳輸、二維碼、視頻監控等感知技術對對校園各種物理設備、學習場景、教學場景、活動場景感知、時時動態監控與控制。

3、移動互聯技術

移動互聯技術是“智慧校園”的增強條件,使移動學習成為可能,學習者通過網絡學習,不在受地域限制。

4、應用融合技術

應用融合技術是“智慧校園”得以實現的技術核心。只有通過對數據、資源、應用的無縫融合,才能將數字化校園中“豎井”式業務系統實現互聯互通。

5、數據分析及挖掘技術

數據挖掘技術是“智慧校園”更智能的核心支撐。通過數據分析挖掘,才能實現各種管理決策支持的實現,通過數據挖掘實現各個應用層面的管理體系,實現管理的可視化,體系化,報表化。

3.3總體規劃

完善的智慧教育頂層設計,一方面通過頂層規劃和信息標準確保整體建設的科學性、前瞻性和可行性,保障信息化建設的安全性;一方面通過統籌建設,整合資源,因地制宜實現學校教育各業務領域的逐步建設。

智慧教育頂層設計框架由橫向服務于三個核心和縱向立足于三條主線構成。

其中三個核心教室、學校和區域是智慧教育的服務對象。從服務對象來講,教室是教學活動的一線場所,既是教學資源的生產場所也是教學資源的消費場所;學校是教育教學的重鎮,是具體教育教學管理和教育資源集散的橋頭堡;區域教育管理機構是地區教育管理的中樞,肩負教育信息化建設頂層設計和統籌管理的重任,也是區域教育資源均衡的調度者。因此,智慧教育的建設必須要針對這三個核心服務對象提供相應、完整的解決方案,同時在滿足各自需求的基礎上實現對這三者的有效連接,完成三者之間的管理匯聚和資源傳播。

三條主線教學、管理和考試是智慧教育的服務內容。其中教學為教育教學的本質核心,管理為教育教學的保障手段,考試為教育教學的結果檢驗。因此,智慧教育的建設必須要有效、完整的覆蓋這三條主線,同時能夠完成這三條主線的有效管理匯聚。

3.4總體構架

智慧校園的總體構架分為四層,分為基礎設置、應用集群、大數據中心、整合一體化服務這四個層面,從硬件支撐到應用集群達成無縫融合,從數據孤島到大數據中心構建整體化結構,從應用泛濫到整合一體化服務為用戶提供智慧化體驗。從而構建“好用、易用、愛用”的落地可行化、發展生態化智慧校園。

一、從應用視角的架構解讀

整體智慧校園形成以“智慧整合服務”為應用中心,“智慧基礎”為應用支撐,“智慧應用集群”為應用內容,智慧校園大數據中心為應用聚合引擎的組織架構體系。智慧校園整體體系架構向下形成對基礎設施的資源統籌、管理閉環,向上集中化各級應用系統的標準接入、集中管理和數據互通,打造先進性且極具生態拓展力的優質智慧校園建設,同時保障智慧校園的運行在統一的管理模式下保持穩健運轉。

智慧校園校園大數據中心對教育業務數據和資源的集中化整合,通過一個核心大數據中心打通所有子系統的數據互聯互通,通過一個核心資源中心實現各系統數據與資源的整合與共享。消除信息孤島,形成學校一體化應用體驗。

智慧應用集群涵蓋了學校的完整教育業務教學、管理和考試,對教學、校本資源庫建設、課堂管理、平安校園、生活、校務、日常和國家考試等學校多方面的業務進行了趨向完整性的統籌規劃,同時在實際建設中根據規劃和學校情況可進行分步式建設平滑融合升級的方式。

智慧基礎為智慧校園建設提供了扎實的信息化基礎建設規劃,從網絡到集控、從智慧的物聯到智慧的能源,通過科學的、成熟的基礎構架方案為智慧校園的建設和使用保駕護航,為智慧教育模式在校園的流暢運轉打下牢固的基礎。

同時通過遵循兩側的信息化制度和規范體系,從信息安全、科學性、可行性和前瞻性,保障智慧校園建設的規范運轉和長期使用,保持智慧教育模式在校園的不斷生態發展。

二、從技術視角的構架解讀

(圖 智慧校園技術架構)

1、智慧基礎設施

基礎設施層作為整個智慧校園建設中最為基礎的元素,是整個智慧教育體系運作的重要基礎。主要包括網絡設施、云服務能力、智能終端三大類:

1)網絡設施。主要包含到?;ヂ摼W、校園有線/無線網,以及可以對設備、能源進行智能采集、感知和控制的物聯網絡。

2)云服務能力。主要包含支撐智慧校園云計算服務的各類計算、存儲、管理的主機服務設備。

3)智能終端。主要包含教室、校園等的各類智慧教育應用的前端支撐終端系統,如信息采集、使用體驗、內容呈現等。如錄播系統、教學一體機、電子書包、一卡通等。

2、智慧校園大數據中心

數據中心層的構建,統籌解決兩個核心問題,一是基于整個校園信息化環境的數據(結構化,如信息資料)的統一管理與信息共享,二是基于整個校園信息化環境的資源(非結構化,如文件)的集中管理與資源共享,讓上層的各級業務應用系統,消除因為不同技術/不同廠家的因素,在一個統一的數據支撐上開展融合化的協作使用,避免信息孤島問題。

3、智慧整合服務

通過對數據的整合,奠定教育信息的標準、進行共享信息的交換、建立各類主題數據庫。通過對服務體驗的整合,打造一站式、聚合化的信息化應用體驗?;趯祿头盏膬蓚€整合,圍繞智慧校園的的各級應用系統和數據,實現應用集成,構建智慧校園管理的智能化、應用系統的一體化、信息應用的全面化、支撐平臺的集中化。

4、智慧應用集群

以教育業務的教學、管理、考試以及大數據分析四個核心維度展開智慧應用。以智慧校園基礎平臺、整合平臺為依托,在原有數字化校園基礎上,升級原有終端為交互式終端,改造原有教室,形成智慧教室、智慧教學、智慧校務、智慧生活、創新教育、常態化錄播的多維度,全方位應用。

第四章智慧基礎

4.1網絡設施

在建設過程中充分利用現有網絡,根據實際情況指定網絡建設方案,通過計算機網絡(包含有線接入和無線接入方式)、電信網絡和廣電網絡等多種方式實現實施區域內的多網融合接入,更廣泛的覆蓋教育人群。同時,利用物聯網技術,實現對教育基層信息的廣泛感知和全面接入。最終實現互聯網光纖到校,校園有線/無線網全覆蓋。統一IT運維管理,所有資產清晰可控,對網絡設備、服務器,中間件、存儲、虛擬化等IT設備進行統一監控和管理,提供設備工作狀態、業務運行情況的遠程監控,提供呼叫中心滿足用戶故障申報,提供故障處理流程機制。最終實現校園網扁平化,有線無線的統一管理集中認證,提高校園網兼容性,簡化管理,提升校園網服務水平。

光纖接入

學校有光纖接入互聯網或教育城域網,班均出口帶寬不低于10M。

校園網絡:

校園網應滿足“智慧校園”管理、安全和教學等功能要求,網絡服務在辦公區域和教學區域全覆蓋,千兆以上帶寬到樓宇,千兆帶寬到桌面。無線網絡能支持移動學習、移動辦公等應用。

數據機房:

數據機房、安防控制機房的建設,應符合GB50174-2008的規定,樓層設備間布局應滿足機柜數量和維護需要,并預留可擴展的面積。

校區還應構建安防控制機房,用于校區安防、弱電以及消防的集中監控。安防控制機房應位于建筑物的底層。

感知網絡

1.具備人員、車輛進出及其位置感知信息的傳輸能力;

2.具備教學、教研、科研設備以及圖書等感知信息的傳輸能力;

3.具備校園水、電、氣等基礎設施運行狀況感知信息的傳輸能力;

4.具備危險物品位置和數量感知信息的傳輸能力。

4.2云服務能力

通過云計算能力,分布式的架構與虛擬化的應用,將大大的提升整個系統的性能和對資源的有效利用。分布式計算是一種計算方法,和集中式計算是相對的。分布式計算將該應用分解成許多小的部分,分配給多臺計算機進行處理。這樣可以節約整體計算時間,大大提高計算效率。

通過云存儲能力,分布式的存儲又可根據智慧校園的實際場景,實現對數據的分類,分區,分片存儲。存儲系統采用可擴展的系統結構,利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷,利用位置服務器定位存儲信息,它不但提高了系統的可靠性、可用性和存取效率,還易于擴展。

通過云管理能力,對虛擬化技術的應用,將計算機的各種實體資源,如服務器、網絡、內存及存儲等,予以抽象、轉換后呈現出來,打破實體結構間的不可切割的障礙,使用戶可以比原本的組態更好的方式來應用這些資源。幾者的接合,實現對已有資源的最大化利用,避免資源的過度建議;也最大化的對現有資源的運行效力大大提升。

智慧校園同時也通過負載能力,容災能力,運維能力等多方面對全系統進行保障,最大程度上提升了系統的穩定的運行能力。負載均衡能有效地解決數據流量過大、網絡負荷過重的問題,避免服務器單點故障造成數據流量的損失。其有靈活多樣的均衡策略把數據流量合理地分配給服務器群內的服務器共同負擔。同時,為計算機信息系統提供的一個能應付各種災難的容災備份解決方式,當計算機系統在遭受計算機病毒、掉電、網絡/通信失敗、硬件/軟件錯誤和人為操作錯誤等人為災難時,容災系統將保證用戶數據的安全性。

4.3智能終端

智能終端基礎設備作為整個智慧校園平臺中前端使用和交互的基礎元素,是實際用戶接觸最多的部分?;A硬件配置應能滿足信息化環境下的教學教研活動的開展。所有班級教室和功能教室均安裝有多媒體教學設備,智慧教室數占學校所有教學班級數的較大比例,擁有支持移動學習和交流的智能終端及配套設備,有條件的學校建設特色功能實驗室等特色教學環境。主要包括各種:

多媒體教學互動終端

如電子白板、多媒體教學一體機、投影儀等;

物聯網集控終端

如物聯網遠程集控設備、遠程集控能源:校園水、電、氣運行狀況監測傳感器;樓道、教室、道路燈光遠程傳感和控制終端;

信息發布終端

如電子班牌、電子校牌、大屏和交互型信息終端;校園數字廣播系統等;

教學資源采集終端

如常態化、精品、互動錄播等;教學過程信息采集終端等;

智能化考勤終端

如人臉識別、人數清點等自動化、智能化自動考勤等;

虛擬交互授課終端

如全息三維投影或 VR 虛擬現實;

消費與身份驗證終端

如校園一卡通考勤、門禁、圖書借閱、在線支付、消費信息采集終端;

智慧安防終端

視頻監控終端;門禁和訪客終端;活動和生活區域的應急報警終端;

4.4智慧運維

智能運維的實時監控和信息報警,對已建立的所有設備,終端和服務器的狀態進行實時的監控,隨時發現服務的運行異常和資源消耗情況;輸出重要的日常服務運行報表以評估服務/業務整體運行狀況,發現服務隱患;對服務出現的任何異常進行及時處理,盡可能避免問題的擴大化甚至中止服務。

第五章智慧校園大數據中心

把大量的高度虛擬化的數據和資源管理起來,組成一個統一的數據交換池和資源共享池,用來統一為各級應用提供共享服務以及為大數據分析提供數據和資源支撐;其特點是數據支撐量大、應用速度增快、類型多、附加價值高。

5.1統一數據中心

面向數據整合的應用。集成和管理所有子系統的業務數據,打通應用系統間的數據連接,互聯互通,實現各系統業務數據的整合與共享,讓信息交流避免孤島現象。

通過對學校統一數據中心庫的建設,完成對各個智慧應用的數據整合、清洗和交換,建立以業務為導向的各類教育數據主題庫,實現集中式、整合化的教育數據管理和應用。

其核心作用有三層:

1、提供數據傳輸服務。打通各級接入子系統之間的數據傳輸通道,為不同技術方式、不同數據庫的各級接入子系統之間建立通暢的數據傳輸連接。

2、建立統一的數據交換中心。集成和管理所有接入子系統的共享業務數據,建立數據共享和交換機制,避免數據孤島。

3、聚合挖掘形成主題分析數據庫。根據聚向的業務維度建立主題庫,為整合服務的業務應用提供數據支撐。

其具體的系統內容是:

建設統一的大數據中心,建立標準的數據和接入標準,集成和管理接入智慧校園各級業務子系統的共享數據,為不同技術方式、不同數據庫的各級接入子系統之間建立數據傳輸和數據共享機制,打通各級應用系統之間的數據共享通道。同時提供聚合的主題數據庫。根據聚向的業務維度建立主題庫,為整合服務、大數據分析的業務應用提供數據支撐。提供專用的數據傳輸服務ETL。

1)數據標準規范

在智慧校園應用系統全局范圍內,數據標準為各級應用提供類似數據字典的作用,為信息交換、共享及聚合制定規范要求。保證各級應用和業務數據在接入、采集、處理、交換、傳輸過程中有統一、科學、規范的分類和描述,能夠使信息有序流通、最大限度地實現信息資源共享打破信息孤島。

作為智慧校園整合的核心模塊,至少應支持以下技術和應用要求:

l包容性。數據標準的實施對各職能部門應用系統建設、信息的交流與共享、數據的收集、分析、發布都有著十分重要的意義,所采用的標準要能涵蓋各級應用系統。

l可擴性。隨著信息化進程的發展,數據標準應是一個及時更新、不斷充實的動態生態化系統,能提供靈活調整標準規范的管理和維護工具。

l規范性。數據標準對各級應用系統都是統一的,并且支持未來待建系統。

l適用性。數據標準盡可能兼容原有應用系統的原始規范,便于實際應用。

l實施標準。數據標準遵循成熟的大型教育行業項目標準化體系經驗,制定符合學校智慧校園實際情況的數據交換標準和共享體系標準,并在建設過程中根據學校智慧校園的具體情況和實際需求,建立科學、實用、完善的信息化標準體系,規范信息從采集、處理、交換到綜合利用的全過程。擬建設的標準主要包含數據交換標準、構架體系標準、接口標準和生態發展標準以及規范制度建設。

l數據交換標準。數據要按照統一的標準進行關鍵業務數據的二次集中采集、存放與交換,使數據真正實現共享。為各級業務信息的交叉應用提供統一的共享窗口,打通應用系統之間的信息通道。包含交換數據定義(根據用戶實際需求設計出學校信息內部交換數據內容、各級應用系統對數據交換及匯聚提供的數據接口開放)、交換模型設計(根據用戶實際需求設計出學校信息內部交換模型、各級應用系統對交換模型實施所作的配合工作)。

l接口標準。定義清晰而標準的接口,使得各應用之間及與公共數據和資源平臺之間能夠實現數據交換和共享。同時便于今后滿足接口標準的新建應用的順利集成上線。包含交換語義描述標準(能夠達到的交換周期、采用的交換模型)、交換接口方式(可根據學校應用的實際情況采用多種交換接口方式,如文件交換、標準數據交換、XML、WEB Service接口進行交換等等,最終建立統一的數據傳輸與數據交換規范,要求具有良好的擴展性)。

l生態標準。通過標準體系的建設,確定今后學校的應用系統建設標準及對接標準,使得遵循標準的應用能夠方便地集成,易于構建一個標準規范且可縮放的智慧校園集成應用大平臺系統。

2)數據共享服務

l數據和資源平臺提供豐富的API接口程序,實現異構數據源的共享和交換,支持各種主流、非主流關系型數據庫、ODBC 數據源、WebService 、網絡協議、視頻文件、常用文檔等,以滿足連接不同數據源的需求。

l根據業務場景的不同,中心提供多種數據集成策略和流程。

l提供資源文件的自動與手動上傳、組織化管理與多級系統分享。

l可采用同步或異步的方式實現數據的交換及推送,可設定數據同步的周期,同時系統可以根據數據使用的頻率,智能調整數據同步的頻率。

l可以設定約束條件,指定數據源獲取數據的必要權限條件。

l提供數據交換的完全抽取和增量抽取方式。

l對于所交換的數據,可以采取CDC(ChangeData Capture)機制,每次只捕獲、集成有變化部分的數據,從而減輕數據交換平臺的網絡傳輸及系統處理的負擔。CDC的實現方式可以通過觸發器、系統日志位及標志位等方式實現。

l數據集成過程支持多線程有序操作,保證集成效率。

l系統能及時發現各種運行故障,提供異常信息的查看,可對異常數據量進行統計,并提供項目異常信息的警告機制。保障共享數據與資源的安全。

3)數據整合服務

以學校實際需求出發,按預先制定的標準規范整合各級智慧應用系統的數據,綜合性、多維度聚合智慧校園業務數據,以便為智慧校園數據需求者提供一站式業務數據總覽和大數據分析。

l支持數據的抽取、集中、加載、展現,構造統一的數據倉庫;提供上下級間數據交換的通道。建立數據倉庫:支持面向業務主題的數據管理;建立數據集市:提供數據倉庫之上面向業務分析緯度建立的數據集合;建立交換庫:支持將分散建設的若干業務應用系統進行整合;

l支持標準代碼數據管理,支持新增、編輯、啟用、停用、導入、導出等功能;提供變更日志。支持元數據管理,支持對標準代碼、基礎共享庫,交換庫,數據倉庫,數據集市的元數據信息的管理。支持數據源管理,支持注冊數據源,可將已建有的異構業務應用系統接入數據管理平臺中,通過數據平臺進行數據的檢索及導出。

l支持數據質量檢查,支持系統預置規則和自定義規則。支持自定義檢查任務的相關配置。支持查詢任務的總體執行情況。支持查詢數據檢查的結果。

l提供數據備份工具:數據備份,支持按照備份策略定時自動將數據以增量或全量的方式進行備份;備份日志,支持生成記錄備份日志。支持查詢每次備份情況;支持按備份執行日期進行檢索。

l提供數據傳輸工具:支持數據中心的數據自動,安全的傳輸;支持定時,輪巡,增量全量的傳輸;

l提供數據計算工具:支持對數據倉庫中的數據根據業務應用場景的要求進行大數據挖掘和分析計算。

l提供數據共享發布服務:支持結合開放接口平臺將數據以接口形式發布。

l審計服務:支持操作及變更審計服務;支持日志記錄。

5.2統一資源中心

面向資源整合的應用。對非結構化的數據資源文件,如視頻、圖片、課件等文件集中于一個資源中心進行統一的存儲以及備份管理。

向上各處應用資源匯聚于一處,便于管理以及資源的共享,建立優質數字資源的共享資源庫。

向下同時各級應用系統在使用中可以從這個資源中心獲取資源,將原本各自系統在內部獲取的資源圈擴大到可利用全局應用產生的資源,實現對學校資源的整體共享與應用。

第六章智慧整合管理與服務

智慧整合建設分為兩個部分,一是不可見的數據整合底層服務,如數據標準定義、交換、清洗的整合服務引擎;一個是基于數據整合引擎的服務支撐,對于全局智慧校園整合信息、數據的可視化展示界面,即智慧校園整合云平臺。

6.1智慧校園整合服務引擎

6.1.1基礎數據平臺

基礎數據平臺為學校各級基礎信息數據提供集中統一化的數據管理,各級智慧應用系統對基礎數據的維護均通過統一標準進行,保持基礎數據的唯一性。同時通過基礎數據平臺功能或標準的第三方應用和數據接入接口,以唯一入口形式對基礎數據進行標準化的維護,保證基礎數據的統一管理。為未來不斷擴展的智慧校園應用奠定純凈的基礎數據環境基礎。包括但不限于以下內容:

一、機構管理。對學校組織結構的統一維護。

二、場所管理。對學校場所信息的統一維護。

三、行課管理。對學校課程信息的統一維護。

四、用戶管理。提供全局內用戶賬號的唯一性維護管理。

五、角色管理。提供完善的全局角色與自定義用戶組的管理維護。

六、應用管理。支持對各級應用系統的統一接入和入口管理。

七、統一用戶授權認證。提供統一的SSO用戶授權認證;實現面向第三方應用的開放SSO授權認證機制。

八、安全。支持安全加密認證;支持賬號重復登錄設置,可允許或避免多賬號重復登錄。

九、開放平臺接口。提供面向第三方的開放平臺接口,實現對基礎數據和用戶授權的接口訪問。

6.1.2統一身份認證

統一身份認證系統建設以目錄服務和認證服務為基礎的統一用戶管理、授權管理和身份認證體系,將組織信息、用戶信息統一存儲,進行分級授權和集中身份認證,規范各級應用系統的用戶認證方式。提高應用系統的安全性和用戶使用的方便性,實現全部應用的單點登錄(SSO)和用戶的整合。

單點登錄系統為智慧校園應用提供了統一的應用入口機制,通過統一身份認證平臺,實現單點登錄(SSO),即“一點登錄,全網暢通”,用戶訪問系統只完成一次身份認證,無需多次驗證從而對所有授權的應用系統進行無縫訪問。

建立一套完善的統一的身份認證體系,一方面保障用戶在訪問和操作上的安全性,另一方面使得整個信息化智慧校園環境中的應用、數據、流程能夠有效地融合起來,把應用系統的信息交換、共享和安全水平提升到一個新的高度。

6.1.3數據和應用整合

智慧校園應用集成和數據整合環境,它將分散、異構的應用和信息資源進行聚合,通過統一的訪問入口,實現結構化數據、非結構化資源、各種應用系統跨數據庫、跨系統平臺的無縫接入和集成,提供一個支持信息訪問、傳遞、以及協作的集成化環境,實現個性化業務應用的高效開發、集成、部署與管理。

6.2智慧校園整合云平臺

智慧校園整合云平臺將用戶統一身份認證、統一信息門戶、個人空間進行了整合性建設并進行整合結果的可視化呈現。通過構建校園的統一智慧教育應用和管理中心,向下實現對各級智慧教育應用的信息交換與整合管理,向上提供面向管理決策者的一站式管理應用和決策指揮。

智慧校園整合云平臺同時具備與后期區域智慧教育云平臺級聯能力,在區域智慧教育云平臺實現對下轄各學校智慧校園整合云平臺的管理數據和教學數據的匯聚與統計分析,構建區域整體教育信息化整合平臺。

智慧校園整合云平臺包含以下四大部分:

1)整合平臺

一是完成統一門戶管理,實現對校園信息化系統的統一權限管理、統一用戶認證、統一安全機制、統一管理維護和統一用戶體驗;

二是完成統一基礎管理,實現對共性基礎管理的共建和共享,在大幅度提升管理和使用效率基礎上,為各信息系統的整合應用提供基礎。

2)工作門戶

(工作門戶 - 教師門戶示意圖)

通過整合應用平臺對各個信息系統的數據匯聚管理和挖掘分析,提供面向不同用戶角色的一站式工作門戶體驗,構建面向管理和信息的應用閉環。

在一站式工作門戶中,用戶一方面可通過可視化方式掌握來自各個系統,涵蓋角色管理需要的實時數據,實現對業務態勢的掌握;同時可對關鍵問題如各類應急事件進行提抓梳理,為管理決策提供依據;另一方面,可通過門戶實現內外部管理協同,重要公文流轉管理。

3)指揮平臺

指揮平臺主要服務對象為管理決策人員,以面向管理決策和指揮調度的維度,提供基于管理大數據的輔助分析以及數據可視化呈現,同時可提供一站式可視化指揮調度,幫助管理決策人員一站式完成發現問題、分析問題和解決問題的管理閉環。

4)大數據中心

通過對各級智慧校園教育應用系統的數據整合,構建校園教育大數據中心,實現對各個業務系統和各級場所的管理數據匯聚,并在此基礎上為各類管理人員提供可視化數據管理體驗。

第七章智慧教學應用

7.1教學資源

7.1.1教學錄播

【彩云教學錄播系統 】- 教學場景的真實還原

彩云教學錄播系統是一套集課程錄制、集中監管、資源存儲、教學共享等于一體的完整的教育信息化生態系統,通過系統實現日常教學、教學管理、資源積累、資源利用等多個方面的應用,從而滿足學校、老師、學生、家長等的不同需要。最終實現課堂教育數字化、教學管理集中化、教學過程透明化、教學資源信息化。

(教學錄播拓撲圖)

根據建設需求的不同,可以彈性化建設符合實際需求的錄播教室,并且各級錄播建設可以在將來需求變化時平滑升級到更高配置。

(錄播方案分類示意圖)

方案綜合特色

1)高清成像,電影級畫質。錄制視頻呈現畫面達到1080P電影級畫質,色彩豐富而飽滿,展示的教學視頻從畫質上極具視覺觀賞性。

2)保持教學生態性。無需改變所在教室內老師和學生原有的上課習慣,也無需教師或學生佩戴任何定位設備,高度保持課堂授課環境的原生態。

3)導播錄制策略靈活。針對實際情況和需求的不同,有多種導播錄制策略靈活對應;在用戶各種不同情況的實際需求下均可達到滿意的錄制效果。

4)安裝和使用對教室環境無額外要求。安裝簡便,適應多種教室規格情況;降低用戶建設成本和工程周期。

5)可復用于網上巡查。錄播的攝像機可復用于網上巡查系統。

6)支持多畫面采集與導播。支持教師跟蹤與特寫、學生全景、課件信號等多畫面的采集與自動導播,為教學展示呈現更豐富的資源表現。

7)專業級課堂采音。采音及音頻處理采用專業設備,對教師語音、學生答問聲音處理更為清晰和立體,真實還原課堂語音。

7.1.2校級教學資源云

面向校本資源庫建設的教學資源云平臺。

教學資源云平臺匯聚學校教學業務中產生的多種教學資源,進行集中式存儲管理,并且面向學科、課堂、題庫、私有四大維度對教學資源進行組織化管理,對教學錄播、教案、導學、作業、教研資料進行統一的面向課堂、大綱知識點角度進行有序化梳理和直觀呈現。

1)學科維度:學科資源覆蓋了多種國家標準教學大綱版本,到章到節到知識點顆粒度對各種教學資源進行分類和群組管理。

2)課堂維度:按照學校課表統籌管理課堂錄播視頻資源,以及和本堂課相關的教案、導學、作業等其他數字化教學資源。

3)題庫資源:按照教學評測來組織資源,建立學校自己的在線題庫資源,為隨堂評測、在線組卷提供試題資源。

4)我的資源:以云盤的方式組織和管理用戶自行上傳的資源文件,便于用戶管理自己的優質教學資源。

7.1.3遠程課堂

遠程課堂主要解決:

1、多校區的優質教學資源均衡問題,實現同堂不同校接收同一老師的授課。

2、當地在美術和音樂課程教學方面教師資源缺乏的問題,通過教育機構的組織策劃進行本區域內或跨區域的遠程送教、專遞課堂;

3、區域促進教育均衡,運用優秀教學資源向區域輻射,提升全區教育水平。

系統主要功能:

1.無需人員值守,從導播到存儲按設置策略自動完成。

2.支持教學直播、資源點播、資源下載、微課制作。

3.支持多終端接收:電腦端、手機移動端、顯示大屏端。

4.直播時支持多參與方展開遠程視頻互動、提問和答疑。

5.同步直播高清晰度畫面、高保真課堂語音的課堂授課過程。

6.可使用多種終端接收直播音視頻。

7.可開展同校、異校在課學生,在家學習學生等對象參與的直播狀態下的多方互動模式。

7.2智慧教學

(圖智慧的教育教學應用示意圖)

智慧教學體系在整體設計下有兩層應用:

第一層應用以“智慧的教室”為核心展開

以 教學錄播 實現教學資源的高保真常態采集,通過 教學資源云實現資源匯集并形成校本資源庫。

通過 智慧課堂 實現老師和學生的課前、課中、課后的導學、備課、互動、作業等數字化教學輔助。通過課堂生態 實現對課堂教學秩序和教學質量的量化管理和綜合評估等數字化、可視化的教學管理。

從而達成構建全面信息化環境的智慧教學體系。

第二層應用以“教育云”為核心展開

學校的若干節智慧課堂與教學資源云平臺通過云服務連接為泛在的全校數字化教學大環境。資源來自課堂并反饋于課堂教學;同時資源可以為教師教研、科研、培訓所用,可以為學生在線學習所用,可以為區域在線教育所用。

7.2.1智慧課堂

建設以“互聯網+”的思維方式和大數據、云計算、移動互聯網等新一代信息技術打造的,實現課前、課中、課后全過程應用的智能、高效的智慧課堂。系統基于動態學習數據分析和“云+端”的運用,通過數據化的決策分析、即時化的評價反饋、立體化的互動交流和智能化的資源推送,創建富有智慧、有利于協作交流和思維構建的理想學習環境,通過智慧的教與學,促進全體學生實現符合個性化成長規律的智慧發展。

整體智慧課堂包括兩層架構,一是涵蓋課前、課中、課后的云構架模式的智慧教學系統:教學助手;二是可與教學助手緊密結合也可部分獨立使用的在課中時的教室端智能教學終端。兩者的結合完成智慧課堂的完整閉環應用。

整體應用構架示意圖

7.2.1.1教學助手:云構架的智慧教學系統

【教學助手系統 】- 教師的教學秘書,學生的學習伴侶

圍繞教師課程教學閉環,貫穿課前、課中、課后,滿足日常教學使用。支持教師、學生和家長在電腦、手機上不同場景下開展教學活動,幫助教師有效提高教學效率、豐富教學互動方式、培養學生學習興趣、提升家?;有?、有效沉淀教學過程資源數據。主要功能如下:

1)課程資源

支持用戶上傳平時積累的資源,并按照教材編目對資源進行統一管理,支持word、ppt、excel、音視頻等格式資源的預覽和編輯。提供資源分享、評分、收藏使用功能,支持資源的共建共享。

2)課前導學

制作課前導學可引用素材資源推送給全班,或有針對性地推送給部分學生,學生家長可通過手機端查收導學任務,輔導督促孩子進行課前預習。支持老師錄制微課作為導學素材給學生預習,老師創建的導學可以分享到所有老師或本校老師,對應的老師可以進行收藏、評分使用。

3)同步備課

可整合數字教材、碎片化資源、互動試題、學科工具等制作課件,可管理個人課件,對課件進行刪除、移動、預覽、分享等操作,提供共享課件和示范性課件,對公用的課件可收藏、評分使用。

4)互動課堂

支持整合電子書包進行互動授課,包括課堂實錄、電子白板、搶答等各種互動,完成的課堂內容同步展示給老師、學生及家長查閱,及時為學生回顧課堂、家長跟蹤孩子課堂表現等提供數字支撐。

5)在線檢測

提供與教材編目、知識點匹配的習題庫,老師可一鍵收藏使用,在課堂中選擇習題推送給學生進行知識點測練,并實時形成檢測分析,為老師提升授課質量提供數據參考。

6)課后作業

老師在授課結束后,可以布置不同形式的作業,如視頻、音頻、圖片等類型作業,學生家長通過手機端接收并完成作業,提交給老師查閱。

7.2.1.2教學終端:課堂的智慧教具

如上圖,智慧課堂中的教學終端分為課堂本地化的硬件和軟件,硬件包括教學一體機、無線AP、電子書包、高拍儀、答題器;軟件包括互動課堂軟件(教學助手授課端)、電子書包軟件及資源等。

一、教學一體機

1、智慧教學一體機(電子白板型)

智慧教學一體機(電子白板型)

教學一體機(電子白板型)集成視頻展臺、多媒體中控、教學電腦、無線話筒、數字功放、音箱、數字時鐘等教學多媒體及無塵白板于一體,功能強大、走線隱蔽、設計簡約、操作簡易。完美解決傳統多媒體教室設備繁多、走線凌亂、操作復雜問題,讓教學環境更加簡潔、安全,讓多媒體教學操作更加簡單、智能,更符合現代多媒體教室的教學需求。

2、智慧教學一體機(液晶大屏型)教學一體機(液晶大屏型)是專門為現代多媒體教室設計的一體化多媒體設備。功能強大,集計算機、顯示屏、視頻展臺、多媒體中控、2.4G無線話筒、數字功放、教室監控、數字時鐘等功能于一體,取代傳統多媒體講臺,讓課堂布置更加自由,更符合現代化多媒體教室的教學需求。

二、移動講臺(教師端)

支持教師上課使用移動展臺授課,輔助教師進行課堂教學工作,教師在講課的過程中可以離開電子白板或者PC電腦進入到學生中間進行講課,通過移動講臺,教師可以控制電子白板的顯示和操作,教師也可以使用手機等移動設備的拍攝功能,拍攝多個學生課堂作品展示在電子白板上進行對比和講解,移動講臺客戶端支持Android系統和iOS系統。包括隨堂拍照、拍攝視頻、板書遙控、作品觀摩、學生答題、搶答、隨機挑人等功能。

三、掌中黑板(教師端)老師使用點陣數碼筆在“掌中黑板”點陣黑板本上進行教學的書寫過程模擬了講臺板書,可幫助老師深入學生中間,加強互動。紙筆書寫,自然便捷、電腦呈現,展現清晰,教室可在班級中的任何位置進行移動板書書寫與講授??梢耘c教室里任意投影儀、電子白板、一體機等任意終端兼容。

掌中黑板工具包括藍牙適配器、N2筆、及掌中黑板書寫本,結合互動課堂軟件授課,能將筆跡實時呈現在互動課堂電子白板上,并存儲書寫內容,方便回顧復習往期授課內容,極大的提高了教學書寫效率及教學效果。

通過掌中黑板,教師可以使用畫筆進行書寫、控制錄課的開始和結束、放大或縮小屏幕、進行屏幕廣播、發送板書、發布作業等,同時,在掌中黑板的不同頁上進行書寫可以實現加頁或者翻頁的效果。

四、教師平板(教師端)

教師終端平板可以輔助教師教學,讓教師可以擺脫講臺的束縛,在教室的任何角落都可以進行教學或互動。配合專用的同屏工具,可以將教師平板的課件直接在一體機等大屏設備上展示。教師端可以作為老師的輔助電腦,實現備課、辦公等功能。

五、電子書包(學生端)

(圖電子書包智能終端示意圖)

學生端平板電腦,貫穿課前、課中、課后環節,學生既能夠在課堂上接收教師指令,完成課堂的互動、學習任務。也可以課前、課后完成教師布置的課前導學、作業等內容。進行自主學習,查看課后復習、隨堂檢測及錯題記錄。

移動學習終端要求能基于平板進行課堂智能互動,同時也支持學生基于平板進行課外活動,課后學習,全面記錄學生的學習成長軌跡。專為教育行業訂制,采用友好型堅固的產品設計,具備出色的防撞擊性能,通過了 70 厘米意外跌落測試(無保護情況下),防塵,防水,防潑濺。產品自帶專用的電容手寫筆;預裝教育特色軟件包,自然科學探索應用軟件,使用內置攝像頭將抽象概念具體化以便學生更好的理解,同時能夠幫助學生開展科學觀察和測量。

六、無線AP

在無線網絡課堂中,教師平板可以同時與60 臺學生平板進行流暢無延時的互動教學,信號傳輸穩定不掉線。進行廣播教學時,教師端與學生端之間的平板屏幕可同步教學。

七、移動充電車

攜帶有蓄電池的可移動式小型充電車,用于滿足教室、課堂、師生的移動學習終端的應急充電需求,有效解決移動終端電量續航的問題,產品具備移動便捷、多臺終端、快速充電的特性。

7.2.2常態化擴聲系統

常態化擴聲是讓教師授課發言同步現場擴聲的解決方案,采用雙核專用高速浮點數字信號處理器和業界領先的自動音量調節、噪音消除、回聲反饋抑制等算法,能夠實現大范圍的聲音拾取,同時又能有效防止外部噪音干擾和聲音反饋引起的嘯叫現象的發生,完美呈現高清晰度的拾音功能,從而提供極致的音頻質量和擴聲效果。使用靈活便捷,即開即用,真正實現輕松、自由的發言或授課,無需任何設備的束縛和牽制。

系統特點:

l真正解除了傳統擴聲設備對老師的限制,老師可在教室任意走動而無需佩戴任何設備;

l真正實現了高保真擴聲效果,聽眾感覺就是講話者在大聲講話,幾乎感覺不到聲音是從音箱出來的;

l真正做到零維護,無需進行充電、對頻、調頻,一鍵智能開啟。

第八章智慧管理應用

8.1教學督導評價

8.1.1課堂生態

【 課堂生態系統 】- 教學秩序、教學質量的量化、可視化管理

面向課堂教學管理的課堂生態系統。

教室是教學活動的第一線,教務處關注課堂教學秩序,教研部門關注課堂授課質量,校領導關注課堂效果,班主任關注學生動態,建立課堂良性生態管理是學校業務部門的共性需求。

課堂生態系統兼顧課堂秩序與課堂質量,建立課堂生態良性監督管理,促進教學質量的提升,構建從教到管的良性閉環。

1)課堂生態一覽

通過對課堂授課進行基于視頻信息和數據記錄的可視化管理,從教學秩序和教學質量維度進行量化管理與分析,為教學反思、管理決策、教師能力提供信息化模式支撐。構建以管促教、自我提升的生態閉環,為課堂教學打造充滿生機的良性循環,以多種有效的教育手段促進教學質量的不斷提升。

2)子系統劃分

課堂生態管理從多種業務維度劃分為以下子系統:面向教學秩序管理的在線巡課、面向教學質量的教學督導、面向教師發展的教學反思、面向教學管理層的課堂生態總覽。

在線巡課。通過對課堂秩序監管,實時定位學校各年級、學科、班級、教師課堂的課堂秩序進行情況。通過數據匯總分析,提供管理層針對課堂秩序改善的相關決策。

教學督導。對授課老師的課前、課中、課后的授課執行情況的數字量化監督,反應學校整體授課水平;通過對聽課老師的主動學習意識的量化分析,掌握學校教師自主學習意識水平,對學校教學質量進行良性監督。

生態總覽。通過對課堂質量與課堂秩序量化呈現,協助領導層了解課堂進行過程,快速定位學校課堂問題所在,針對性對學校問題作出管理決策。

教學反思。通過授課老師對個人行課大數據掌握,結合督導與巡課人員對課堂質量點評與秩序記錄,輔助教師進行教學課堂回顧反思,提升教師個人授課能力。

8.2智慧校務

8.2.1智慧校務系統

教務管理系統包含校園信息統一門戶、集中查詢管理、行政管理、學生管理、教務管理、教研管理、后勤管理、安全管理、校園文化、基礎設置、教業通和學業通等,可以實現跨平臺、跨終端使用,與智慧校園整合云平臺無縫對接。

教務系統基于“實用、易用”的原則設計。實用:幫助老師解決學校日常中的問題,使得信息溝通更加快捷、高效;還可以幫助老師解決日常教學、管理中存在的問題,簡化老師工作量;易用:操作簡單,不用花費老師大量時間去學習怎么用,只要會上網就可以使用;

1、系統涵蓋

校園門戶網站、便捷公文平臺、校務管理組合平臺、學業評價分析平臺、多維度教師評價系統、教師成長檔案袋系統、學生選課系統、學生綜合素質評價系統、班級常規管理系統等等。

2、應用示例

ˉ校務管理包括:通知公告、公共留言、個人留言、會議管理、電教報修、總務維修、用車登記、資料印制、工資管理、請假管理、日程安排、課表查詢、教師簽到、網絡磁盤、問卷調查、校產管理、專用教室管理、電教管理、校務排課系統、代辦事宜。

ˉ教師發展檔案:是收集教師專業學習成就和進步材料,真實反映教師專業成長歷程的憑證。其內容包含老師上傳學校審核的材料;學生對教師的評價;以及由學校教導處設定評價量化表,學生能通過智能終端隨時隨地自由完成這項評價任務。

ˉ學生成長檔案:由班主任、任課教師、年級組長、教研組長、備課組長、社團負責人、學生會主席、學校領導、學生、家長等共同參與的一款專業的學生綜合素質評價系統。涉及學生的道德品質、公民素養、學習能力、交流與合作、運動與健康、審美與表現六大方面,全面記錄學生的成長情況。同時軟件也具備強大的DIY功能,對評價的指標體系,學??梢?00%自由設定。

8.2.2新高考走班排課

新高考改革走班分層教學管理工作比較復雜,通過創建一體化管理信息體系將原本復雜的管理問題具體化、形象化、分類化,實現教育教學管理工作橫到邊縱到底的全面信息化、數字化、流程化和快捷化,提升教學的管理效率和辦學效益。首先,通過學習生涯規劃輔助學生認識自我,規劃自我,最終確定符合自身意愿與實際的選考科目;其次,在充分考慮學生選科意愿的前提下,結合學校自身資源情況,制定符合學校實際的走班方案并通過選課系統供學生選擇;智能排課系統根據選課結果進行智能算法排課,實現“一生一課表、一師一課表、一室一課表”;再次,在分層走班教學過程中,利用先進的物聯網技術實現考勤管理與信息發布,利用視頻智能分析技術通過課堂生態系統實現教學過程督導評價,同時通過綜合素質評價系統實現對學生學習生活的統一階段評價;最終,通過大數據分析,構建以評促管,以管促教的一體化管理體系,從而提高學校的教學管理水平,提升教學質量。

8.2.2.1學習生涯規劃

高中生職業生涯規劃是激發學生活力和提高其發展動力的重要途徑。學習生涯規劃教育測評系統,以評測工具為依據;以職業庫、專業庫、院校庫為支撐,以生涯資源庫為輔助;以學校、老師和學生價值為紐帶,形成全方位的生涯規劃教育系統,提供學生職業適合度報告,幫助學生選課提供參考。系統可以實現“職業-高校專業-選考科目”和“優勢科目-高校專業”兩個維度的智能測評與分析,幫助學生正確認識自我,并根據自身條件制定未來學習計劃,使其在學習中充分發揮主觀能動作用,更好的實現自我價值。

主要功能

職業規劃。系統支持綜合能力測評、學業選科測評、霍德蘭測評、性格色彩測評和GATB傾向測評等類型的在線測評,學生在線完成測評后生成測評報告,報告顯示學生數據的測評結果,適合的專業,興趣愛好、性格特征等數據信息,以及對專業的數據分析,就業情況,全國排名情況。

學習規劃。系統提供高校高考分數線,學校按省份/學校類別等分類展示高校屬性,學校官網鏈接,高考分數線按省份/考生類別等分類;近幾年不同批次錄取分數線等信息查詢服務;系統通過學生歷次考試成績分析、所在班級層教學難度和選課側重方向給出職業生涯規劃,老師可以判定學生未來發展發向;亦可實現將學生自身人格特質與喜愛學科進行匹配,結合自身優勢學科,幫忙學生自主確定學習目標與學習方向。

8.2.2.2智慧走班管理

走班教學的難點在于如何開展走班教學工作,智慧走班包含智慧走班選課系統、智慧分層走班排課系統、智能考勤系統以及信息發布系統,統一解決新高考改革分層走班教學工作中怎么走,怎么排,怎么管的問題。

ˉ智慧走班選課

系統充分考慮不同學校的師資、學情、場地設施等實際情況,結合學生的興趣愛好、學生在線選課、學業曲線等數據,提供微走班、中走班、大走班等多種選課方案,學校根據自身條件自由選擇,滿足其個性化教學需求。

支持基礎資源設置。對學校的部門信息、教師信息、課程信息、場所信息、學年學期、年級課程計劃、學科教研組和審計日志等信息進行數據管理。

支持學科預選。學生對學習科目進行選擇,不局限于三門選考科目,系統對選擇科目進行匯總分析,學??筛鶕y計分析結果進行課程開設。

支持智能選課。主要由學生、教師、導師(教務管理)三種身份按權限查詢課表、選修情況,在線選課;后臺管理,對學生的選課批次、課時、課程名稱、上課時間、開始選課及結束選課時間的控制。

支持教學資源評估。通過學校教學資源評估系統,學??墒占餍5母鞣N現有軟硬件資源數據信息,主要內容為對學校的選課走班及相應的教學管理提供系統建議方案,學校根據本系統分析比對學校的現狀,從而能更精確的根據各校的條件和辦學模式與理念形成各種選課走班模式的基本管理決策。

ˉ智慧分層走班排課

根據不同走班選課方案,通過設置教學任務、排課規則和預排課表等簡便流程,完成分層走班教學場景下多形式的課表編排,實現一人一課表,一師一課表、一室一課表。

簡化教務人員在排課上的工作內容,最大可能地自動化課表編排過程。并且在教學運行過程中,支持對調課、教師培訓、請假等突發事件的課表調整。支持選課走班制下的分層教學方式。根據各校的選課走班實施方案,在“一生一課表”、“一師一課表”的基礎上實現學校、年級、班級和其它課程組織等各級各類課表。支持排課參數設置、課程表編排、課表檢測、課表調整。

ˉ走班信息發布與引導

新高考改革分層走班教學中,信息發布系統通過將統一信息發布平臺與電子班牌等智能顯示終端設備相結合,讓每一個學生能夠及時了解課程信息及個人信息;同時系統也是學校校園文化建設的一個對外展示窗口,可以讓學校發布校園通知、展示校園及師生風采、宣傳校園文化、進行安全教育等變得更輕松省時。

系統詳情請參見本文中的【信息發布系統】章節

8.2.2.3綜合素質評價

綜合素質評價系統采用“兩評價,一參考”的模式,利用區域內現有學校評價手冊結合學校自有評價標準,以班主任及任課教師對學生平時表現的統一客觀評價作為依據,同時參考學生自評價和學生間互評價,綜合體現學生個體差異和個性發展的需求;做到形成性評價和終結性評價相結合,共性評價和個性評價相結合,從多個角度對學生進行評價,以學生的關鍵表現和實證材料作為評價的重要依據,幫助學生全面了解自己,促進學生綜合發展。

系統從學生道德品質、公民素養、學習能力、交流與合作、運動與健康、審美與表現六個維度,以及維度下的要素和關鍵表現,通過學生自評、學生互評、教師評價全方位多角度對學生進行綜合評價,幫助學生全面了解自己。綜合素質評價管理用于設置學生素質考評基礎信息,可增加、修改、刪除、查詢學生綜合素質評價信息。

8.3智慧生活

8.3.1一卡通

一卡通校園卡集消費繳費卡、圖書借閱卡、身份識別卡等于一體,主要具有消費、身份識別、個人信息查詢等功能,其應用覆蓋綜合消費系統,包括收、繳費及各類款項支取,校內各類小額消費以及信息查詢系統,包括身份認證、圖書借閱、水電費用、科研課題、科研經費、教學情況等。整個系統與銀行系統和校內原有的軟件系統及學校管理信息系統有良好的銜接,實時交易,并支持學費、工資等的在線支付。

系統基于已有的校園網絡,采用三層架構即一卡通中心平臺、前置服務、終端應用服務包括銀行轉帳系統、持卡人綜合業務管理系統、個人消費系統、第三方對接系統、身份識別系統、信息查詢系統。其結構圖如下:

圖 校園一卡通系統結構

主要功能模塊:

1)一卡通管理中心

一卡通管理中心主要實現校園卡的初始化、發放、掛失、解掛、補卡、注銷、黑名單管理等功能;

2)一卡通結算中心

一卡通結算中心主要實現圈存管理、對各商戶的銷售結算和轉帳對帳,與銀行轉帳和對帳等功能

3)一卡通應用子系統

應用子系統是一卡通系統中的主要功能模塊,實現校內的食堂、商戶、繳費、教務管理、學生管理、人事管理等各方面的刷卡功能。

4)一卡通綜合繳費子系統

充分利用一卡通數據統一和識別準確高效的特點,建立一卡通綜合繳費系統,各收費部門和財務共享統一的一卡通基礎數據,實現快速收費和繳費。

5)一卡通身份識別業務

主要包括:門禁、考勤、簽到、會務等。門禁系統是典型的身份識別系統,讀卡后,將卡上信息與門禁控制器中的有效信息進行比對識別,確認后方可打開電鎖;而門禁控制器內均存有權限及時限白名單,并通過軟件下載進行名單更新。

6)一卡通電子學生卡

電子學生證內置2.4G和13.56M模塊,可廣泛應用于校園平安簽到、校車接送、無障礙通道、親情電話、校園一卡通等業務,產品具有低功耗、防沖突特性。電子學生證能實現遠距離考勤,識別距離大于2.5米,識別率≥300人/秒。

7)一卡通水控子系統

水控主要應用在兩個部分:開水房和浴室,通過刷卡量化使用水量。

8)門禁管理子系統

門禁子系統主要完成門禁機管理、門禁權限授權、進出時限授權、設備通訊、遠程控制、遠程監控等,以及各類出入報表的查詢和輸出。門禁系統通過門禁控制器的身份識別功能進行身份和權限的驗證,在驗證成功后控制電鎖開關開門,予以放行。

9)停車管理子系統

通過車輛檢測器、智能道閘、停車場系統管理軟件實現校園停車管理?;谲嚺谱R別技術,實現臨時車輛、固定車輛的收費管理??梢詫潭ㄓ脩艉团R時用戶做到區分管理。

8.3.2智能考勤

智能考勤管理系統是校園考勤管理的重要工作內容。該系統實現學生的上下學、宿舍出入、課堂考勤以及教師授課考勤,并針對新高考分層走班教學單獨開發走班教學考勤功能,將走班課表融入智能考勤系統之中。系統采用感應式與智能視頻分析結合的方式,可與一卡通系統、信息發布系統進行整合,應用靈活便捷。

智能考勤系統包括人員終端、校門端、中心端和平臺端。

l人員端采用一卡通卡片或支持一卡通的手環;

l校門端部署門禁閘機和門禁控制器,并對刷卡人員進行抓拍;

l中心端部署一卡通服務器與考勤服務器,實現一卡通數據采集比對及平臺的部署;

l平臺端實現業務應用,對進出??记谙到y的數據進行管理,可實現年級、班級、人員信息導入和信息查詢、點名出勤數據查詢和導出等功能;

l課堂考勤系統包括人員終端、教室端、中心端和平臺端。

l人員端采用藍牙手環;

l教室端部署藍牙閱讀器,并對人員佩戴的藍牙手環進行識別;

l中心端部署藍牙控制器與考勤服務器,實現定位數據的運算對及平臺的部署;

l平臺端實現業務應用,對各類考勤業務的數據進行管理,可實現年級、班級、人員信息導入和信息查詢、點名出勤數據查詢和導出等功能。

8.4校園文化

8.4.1信息發布系統

學校信息發布系統是以班級、校園信息展示為主體,為普教和高校教育行業量身設計的一款集多媒體技術、語音技術、智能客戶端軟件技術、中心服務端軟件技術為一體的綜合管理平臺系統。向上一個中心統一發布、統一終端控制,向下多種終端方式展示多樣化的內容。

信息發布系統分兩層層架構:后臺為統一信息發布平臺,可提供視頻資源、新聞資訊等內容的推送、版本升級管理,同時管控學校的各個電子班牌設備;前端電子班牌等智能顯示設備負責信息的展示與交互。

1、統一信息發布平臺

學??梢詫⒕庉嫷男畔热萃ㄟ^統一的信息發布平臺發布給智能電視、電子白板、觸摸屏、電腦顯示屏、多媒體投影機等終端設備進行信息展示,也可管理在教室門口的電子班牌內容發布和管理。發布的內容豐富包括視頻、文字、圖片、直播也可以是其他軟件平臺內容,所有素材都在統一的平臺管理,節目制作簡單方便,完全實現可視化在線制作方式,一塊屏幕可以分成若干區域發布想發布的內容。

發布內容形式多種:定時發布、按照作息時間發布、及時發布,內分都是下載到發布終端本地,發布的時候無需占用帶寬。發布的節目可以制作成頻道方式批量發布,也可以滾動播出。發布終端可以采用分組管理,組與頻道相對應。文字可以實現在線編輯,可以變換字體和文字大小,可以實現文字和圖片的特效等。制作節目可以設置各種分辨率,從而適應終端顯示尺寸。

同時平臺支持與其他軟件平臺的對接,可以讀取其他平臺的數據直接發布到終端。

2、電子班牌

電子班牌是信息發布系統終端設備,一般安裝于教室門口,是當今校園文化建設、數字化建設的系統之一,是學校日常工作、班級文化展示和拓展課堂交流等實現智慧校園的一個很好的應用載體。電子班牌極大的豐富學校整體的信息技術環境,實現學校日常工作與環境美化的完美融合,為全方位培育和打造校園文化環境提供了一個優質的載體。

電子班牌多用來顯示班級信息,當前課程信息,班級活動信息以及學校的通知信息。信息內容為文字、圖片、多媒體內容、flash等,為學生和老師提供新穎的師生交流及校園服務平臺。

電子班牌系統包含以下功能:

基礎信息。展示班級的基本信息,呈現內容更豐富。

班級榮譽。展示班級和學生獲得的各種榮譽。

班級相冊。呈現班級班況,存儲海量班級活動的照片,記錄精彩的瞬間。

新聞資訊。讓學生了解實時新聞或學校發生的新聞事件。

校園活動。記錄和對外宣全學校豐富多彩的生活。

校園風采。展現學校優秀老師和學生的風采。

校園通知。及時發布學校及班級的通知消息。

8.4.2數字校園電視臺

“數字校園電視臺”是由數字化攝錄(包括演播室聲學裝修)、采集、編輯、播出系統等組成,是供學校自行拍攝、制做各種電視節目錄像,如領導講話、優秀示范課、教師訪談錄、文藝節目、運動會、實驗活動等,并具有現場直播、錄播、轉播、轉錄等多種功能。系統內設置攝像機、編輯機、非線編、直播機等系統設備。根據不同的條件、不同的需求,實現學校的多媒體教學應用等多種功能。

它不但啟發了學生在科技、音樂、美術及設計等方面潛在的創造力,還可以讓學生在掌握使用多媒體電腦以及“攝、錄、編、播”等綜合器材技術時,獨立制作視頻課件、教學素材、電視節目等內容,以提高學生學習的積極性與能動性;而教師也可在教學的過程中自由創造實用的教材,因材施教,協助加強學生對課題的理解。

8.4.3家長公開課

學生的教學,不僅僅需要學校的重視與關注,更需要每一個家庭(學生家長)的支持與理解。特別是新高考改革引發的分層走班,從開始的選考科目選擇到走班教學管理以及個性化自主學習,都需要家庭與學校共同合作完成。打造家長公開課、學情推送的一體化家?;芋w系就是要架設一道家校實時互通的橋梁,共同完成學生的培養與成長,達到家?;ゴ?、家校共育的目的。

結合移動互聯網與智能終端技術,實現在線家長公開課,讓家長全面了解學生學習情況。通過有限度控制的開展家長督學:

ˉ?實現社會力量對教學質量的監督;

ˉ?通過優質公開課展現學校風采。

對一個學生、一個家庭而言,絕不僅僅是一份成長報告,更不是一個簡單的家校聯系方式。它是為學生建立個性化成長檔案;為家長提供家庭教育專業指導;為家校溝通提供高效的互動途徑。最終為學生提供細致的一站式成長關懷,解除學生成長和家庭背景困惑,為孩子的幸福奠基。更是為學生全面成績分析、各科成績動態、歷史成績對比分析、日常表現、德育綜合素質評價等提供重要信息。

系統特點

l智慧移動APP應用,更及時有效進行家校溝通;

l家長可查看學生課表,實時把控學生在校情況;

l促使家長更能更快更好的融入到走班教學;

l有效成績分析,關注升學學業情況。

8.5平安校園

建立“立體化”校園綜合安防監控系統,提供全方位、科學的綜合安防監控系統解決方案,并實現各種報警聯動。保證師生校內外人身財產安全,營造一個安全、穩定、文明、健康的育人環境。

立體化”主要按照區域和體系的維度劃分:按區域分,從學生上下學路途中的安全管控,到學生進入校園的周界防范、出入口管控,再到學生到校園內的公共區域及道路的管控,再到校內重點區域如實驗室、食堂等的管控;按體系分,從對學校的安防管控及針對教育局的級聯的安防管控。具體如下圖所示:

圖 立體化防控示意圖

1、建設目標

建成標準的“地市-區縣-學?!比壜摼W模型:中小學安防聯網監管系統經過這些年的發展,已經漸漸形成了一套完整、成熟、科學、標準的模型,主要為“地市-區縣-學?!比壜摼W模型,其中學校一級負責視頻監控的前端采集和分布存儲,區縣一級負責區縣下屬學校的匯聚和統一管理,地市一級負責各區縣平臺的匯聚一級市級直屬學校的直接監管,該模型定位清晰,職責明確,布局合理,也是目前主流的三級聯網模型。

整體系統高清化與網絡化:本方案以建設全高清監控系統為目標,為用戶提供更清晰的圖像和細節,讓視頻監控變得更有使用價值;同時以建設全IP監控系統為目標,讓用戶可通過網絡中的任何一臺電腦來觀看、錄制和管理實時的視頻信息,且系統組網便利,結構簡單,新增監控點或客戶端都非常方便。

2、總體結構:

普教聯網監管系統邏輯結構圖

上圖所示為中小學安防聯網監管架構圖,區縣級和地市級聯網監管平臺可對外提供平臺接口, 實現與上級教育主管部門和公安部門的系統對接,若有實際需要也可級聯至省教育廳監控中心。通過教育網,可實現區/縣/市教育局和區/縣/市公安局以及其它相關政府部門的視頻監控資源共享。

整個平安校園安防系統,主要包括以下部分:校園安防監控中心、前端視頻監控系統。通過學校光纖校園網將各校安防子系統無縫整合在一起,實現各校安防系統的統一管理調度,能夠極大的提高視頻的利用效率,提升監控系統的整體性能。

3、主要功能

通過對多起學校事件分析可知,不法犯罪分子基本上都是強行闖入校園,或在學校門口作案。由此可見,各出入口是安防工作的重點區域之一,必須采用相應的視頻監控等措施,達到預防和及時反映的功能。另外,犯罪分子有可能通過非正常的手段侵入校園,如翻越圍墻等,所以為了防患于未然,把好安全防范的第一道關口,必須加強周界防范等安全技術防范措施,如采用視頻監控及周界防范系統等。

上下學途中也是安全防范的一個重要環節,因此采用校車安全監管針對學生路途中的安全進行監管。

綜上需求,主要功能如下:

預警功能:采用智能行為分析和視頻質量診斷,實現對校園周界的智能分析和系統圖像質量的智能巡檢,如區域入侵、物品遺留、物品丟失、徘徊檢測、人群聚集等行為分析功能和檢測圖像丟失、噪聲、雪花和偏色等圖像診斷功能,在第一時間發現事故點,有關部門根據應急預案迅速反應;

監視功能:采用高品質攝像機,獲得監視范圍內清晰的視頻圖像,在學校大門等關鍵位置部署高清網絡攝像機,實現24小時監控;

本地存儲功能:前端攝像的視頻信號接入NVR實現存儲數據,錄像保存時間達到30天以上,以供事后調查取證;

集中備份功能:各學校重要點位錄像,在區縣/地市教育局均進行集中備份存儲,存儲采用業內最先進的云存儲系統,確保錄像安全;

聯網服務功能:通過NVR提供TCP/IP強大的視頻服務功能,可為以后監控系統聯網提供服務;

手機查看功能:平臺自動向用戶手機推送報警信息,用戶也可以隨時調閱平臺和前端的視頻;

報警聯動功能:平臺接收對應報警后,實現對報警信息的短信、郵件和聲音等多種提醒手段進行告知;

管理功能:管理人員或授權訪問人員,能通過訪問系統,實時預覽監控畫面、回放歷史監控圖像、下載監控資料等;

平臺對接功能:平臺能與上級教育平臺、公安平臺實現對接,開放相應的視頻調用和管理權限,實現應對突發事件的協同應急指揮。

4、主要應用場景示例

全校園視頻監控系統:分為視頻前端系統、傳輸網絡、視頻存儲系統、視頻解碼拼控、大屏顯示、視頻信息管理應用平臺。

報警管理子系統該系統在各重要場所安裝一鍵式報警設備??梢栽趯W校大門出入口,操場內,校內道路旁、宿舍樓出入口、餐廳出入口、教學樓出入口等重點區域安裝一鍵式報警柱,在教學樓走道、樓梯拐角處、宿舍樓道、宿舍一樓大廳等關鍵區域布防報警箱,在教學樓教室內安裝一鍵報警盒。為校園打造一個立體的,全方位的安防體系。

出入口管理子系統:車輛出入口管理系統由前端子系統、傳輸子系統、中心子系統組成,實現對出入口車輛的24小時全天候監控覆蓋,記錄所有通行車輛,自動抓拍、記錄、傳輸和處理,同時系統還能完成車牌、卡片(固定卡、臨時卡)與車主信息管理等功能。

校車安全監管系統:整個系統的建設是利用數據通訊、網絡、4G傳輸、RFID射頻識別、數據庫技術、視頻技術等高科技技術手段, 實現校車校車監控可視化、多種報警方式、行車自動提醒、應急指揮協同化等業務效果。

透明食堂:通過“透明食堂”系統的建設,把校園食堂按照陽光廚房的數據標準和監管需求集中管理起來,并在食堂餐廳進行公示,打通各個環節和對象之間的時間空間上的障礙,提高監管效率。以遏制校園食品安全事件為根本目標,在學校食堂餐廳、倉庫、餐飲具消毒清洗區、面點制作加工區、烹飪區、切配區和粗加工區等重要區域安裝高清網絡攝像機,通過光纖將視頻資源傳輸到監管中心,在監管中心利用視頻綜合平臺進行視頻解碼輸出,復用學校安防監控中心大屏系統進行上墻顯示,并復用學校安防監控中心存儲系統,對前端重要視頻資源進行存儲管理。

訪客系統:通過建立智能流程化的訪客接待系統,使訪客接待確認、發卡授權在短時間內完成,使訪客接待環節更加完善、流暢及人性化,并提高安全性。

第九章智慧考試應用

9.1學情大數據

傳統教學方式受觀念、師資、環境、條件等多種因素限制,對學生學習數據,缺乏及時有效的采集渠道,難以做到對學生行為做科學的分析和指導,無法滿足分層教學需要和學生個性化學習需求。大數據技術在學習中的應用日益普及,為深度了解學習過程的發生機制提供了技術保障,以大數據技術和智能設備為支撐的平臺可全面記錄、跟蹤、掌握學生學習過程、同時把教師從日常繁瑣的教學過程中解放出來,提升教師在日常作業測驗的命題、批改、統計中工作效率,給教師減輕工作負擔。

利用云計算和大數據分析技術,以教學的”常態應用”為基礎,通過采集學生測驗、考試等學習行為數據,診斷學生學習問題,反饋教學成果,為精準教學、量化評估、個性化學習提供智能化、標準化、規范化的服務

平臺由常態測練、智能網閱和自主學習三部分組成。通過介入學校日常作業布置、小型測驗安排、期中期末考試,和云平臺對接,為教師提供智能命題、智能制卷、智能批閱、智能分析等智能化工具,對學生提供學、練、測、評的綜合性服務,實現學生從被動學習向自適應智慧型學習轉變。

功能概述:

1.建立學生學業動態采集渠道,實現作業、測驗、考試數據及時采集和集中管理;

2.建立教師智能化工具平臺,實現智能化命題、智能化批閱、智能化分析、智能化管理;

3.建立量化評估體系,通過多維性評價指標,及時反饋教學問題、改進教學策略,明確教學重點和方向;

4.建立學生自適應學習機制,實現以“教學為中心”的學習模式向以“個人學習為中心的個性化學習思路的轉變;

5.建立學校的校本評測資源庫,實現從教師個人教學資源與學校資源的統一存儲和規范使用。

9.2智能英語聽說練習評測系統

通過英語聽說智能練習與評測系統的建設,實現讓學生適應英語正式考試的改革,提前適應正式考試的方式,對考試有針對性的練習及評測;同時實現英語教學資源共享,提升英語聽說教學質量,降低英語教師工作強度,滿足學生個性化學習要求,提升學生英語應用能力,最終實現英語的素質化教育。

1、英語聽說智能練習系統

英語聽說智能練習系統是信息化教與學的在線服務平臺。通過建設數字化教育環境,推動信息技術與課程、作業的有機結合,實現高效率的評測、分析和針對性的教學,減輕教師、學生負擔,提高學校整體教學質量。

英語聽說智能練習系統包括:學生練習平臺、教師工作平臺。

英語聽說智能練習系統架構圖:

2、英語聽說智能評測系統

英語聽說智能評測系統是基于信息化手段的評測系統,采用先進的人工智能語音核心技術進行答卷評測,降低教師的工作量??蛇m用于知識點評測、期中考試、期末考試及區域聯考等。具有操作簡單、流程清晰、管理方便、數據安全、評測準確客觀等特點。

英語聽說智能評測系統架構圖:

 

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