智慧校园解决方案范例(42页).doc
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1、-智慧校园解决方案范例-第 42 页智慧校园平台解决方案 目 录一. 项目建设背景41. 发展趋势42. 信息化现状5二. 项目建设需求61. 用户需求62. 业务需求6三. 项目整体规划71. 建设思路72. 建设目标73. 建设原则84. 架构设计84.1. 平台架构84.2. 技术架构9四. 项目建设效果11五. 项目建设内容121. 基础支撑平台121.1. 基础数据中心121.2. 认证中心121.3. 授权中心131.4. 统一桌面131.5. 开发者平台132. 校园门户网站132.1. 门户设计142.2. 内容发布182.3. 网站安全212.4. 与其他应用整合213. 校
2、园管理应用223.1. 行政办公管理223.2. 智慧教务管理253.3. 学生工作管理303.4. 校务综合管理334. 资源公共服务374.1. 校本资源管理374.2. 资源评审评定384.3. 学习空间人人通385. 智慧教与学服务415.1. 智慧课堂平台415.2. 同步课堂云平台(课堂)465.3. 课后网运营方案(课外)486. 大数据动态监测服务506.1. 数据管理516.2. 数据采集计算516.3. 数据可视化设计516.4. 数据报表516.5. 数据资产526.6. 数据监控526.7. 数据挖掘527. 移动教育APP527.1. 微家校537.2. 公众号537
3、.3. 微门户537.4. 微办公547.5. 在线作业557.6. 口语听力训练557.7. 社团交流557.8. 人脸识别567.9. 智能手环56六. 软硬件部署清单57七. 案例介绍591. 杭州外国语学校智慧校园项目592. 黑龙江大庆实验中学智慧校园项目603. 衢州兴华中学智慧校园项目604. 江苏盱眙一中智慧校园项目605. 青岛第二实验初级中学数字化校园平台项目616. 南通中学高中语文E学习拓展课程建设项目63一. 项目建设背景1. 发展趋势 “十三五”时期,对教育信息化提出了更高要求,提出全面提升教育质量、在更高层次上促进教育公平、加快推进教育现代化进程等重要任务,也为教
4、育信息化提供了更为广阔的发展空间。教育部制定和颁布了教育信息化“十三五” 规划,提出“不断扩大优质教育资源覆盖面,优先提升教育信息化促进教育公平、提高教育质量的能力。”2017年末,教育部副部长杜占元指出,当前教育信息化已经从十九大以前的1.0探索期逐步走向以大数据、大系统、大平台、共享以及智慧为主要特征的2.0时代。我国将把教育信息化作为推进教育现代化的强大动力和教育制度变革的内生要素,推动实施教育信息化2.0行动计划。2.0时代的核心目标就是以教育信息化全面推动教育现代化,全面提升教育品质,构建新时代教育的新生态。在教育部2017 年教育信息化工作要点中明确提出“充分发挥地方与学校积极性与
5、主动性,引导各级各类学校开展数字校园、智慧校园建设与应用。”并提出“鼓励各地积极开展试点示范工作,加快推广以信息化手段促进教育公平、提高教育质量的教育教学模式。”。 教育部2018 年教育信息化工作要点中提出“按照高质量发展根本要求,贯彻党的教育方针,以实施“奋进之笔”为总抓手,推进教育优先发展,落实立德树人根本任务,深化教育改革,推进教育公平,发展素质教育,加快教育现代化,努力培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人,培养担当民族复兴大任的时代新人。”2018年4月13日教育部印发教育信息化2.0行动计划通知提出到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标,其中“三全”指教学应用覆盖全
6、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;“两高”指信息化应用水平和师生信息素养普遍提高;一大指建成“互联网+教育”大平台。教育信息化从1.0时代正式进入2.0时代。2018年4月16日教育部印发中小学数字校园建设规范(试行)中明确提出数字校园建设目标“实现校园环境数字化”、“实现信息系统互联互通”、“实现用户信息素养提升”、“实现学习方式和教育教学模式创新”,坚持“深化应用,融合创新”的基本思想,采用云服务模式统一规划、分步实施,以促进区域教育的均衡发展和学校教育的质量提升。2. 信息化现状“十二五”以来,各地纷纷出台教育信息化规划,结合本地区实际,全面推进教育信息化建设,
7、以“三通两平台”为核心目标和标志工程的各项重点工作得到快速推进。全国中小学校在网络接入、多媒体教室覆盖、师生信息化终端拥有量等方面有效提升,学校校本资源建设,班级数字资源的教学应用,网络学习空间的开通应用等方面取得明显进展,各地开展管理人员、教师与校长培训,信息化管理能力与执行力普遍提高。但是,从教育信息化发展的实际情况来看, 目前仍然存在着不容忽视的问题,主要表现在以下几个方面:1. 教育信息化建设缺乏统筹规划和整体部署,采取的是分散建设方式,学校重复建设资源和系统,不仅降低了信息化资金的使用效益,而且形成 “信息孤岛”。2. 没有完整的教育信息化的公共服务体系框架,教育信息化所提供的服务功
8、能不能够较好地体现,规模化效益偏低,教育信息化建设的绩效还有待提高。3. 目前正在运行的信息系统间的交互、共享和集成不够,体制机制尚未健全,标准规范尚未普及,管理体系亟待完善。4. 教育信息资源建设的统筹力度不够。对全校教育信息资源及应用体系构建的统筹规划和有效组织、协调、监督、激励、评价等工作还做得不够,导致各方面的资源建设的积极性、主动性不够,资源的质量和有效性难以确保。5. 教育信息资源共建共享的有效机制建立还不完善。教育信息资源的建设的合力还不够,各自为政、低水平、重复开发的现象依然存在,各应用系统的建设缺乏统一标准和统一管理机制,导致数据的共享程度还不够高。二. 项目建设需求1. 用
9、户需求(1) 教师教师关注日常的教学管理以及对学生的管理,从日常事务处理到对学生的综合管理再到业务水平的提升。教师需要全新的教学模式实现与学生及时互动,快捷方便地处理日常事务,用信息化手段辅助并监控整个教学过程并根据教学情况合理安排进度,真正实现对学生“因材施教”。并借助多样化的教研手段,共享优质资源,提升自身业务能力。(2) 学生学生需要随时随地获取教学资源,自主探究式完成学习,实现个性化学习。通过泛在化学习手段帮助自己快速提高,并能与教师进行实时互动,用轻松的方式获取知识培养能力。及时了解自己的进步轨迹,调整学习计划。(3) 家长家长需要与学校协作教育实现家校互通,及时掌握孩子在校情况,并
10、了解本校教育动态。(4) 学校学校需要教育办公、管理、教学统一的公共服务体系,实现上下级信息共享和交换;创新教学模式缓解优质师资短缺的问题,促进教育均衡发展;更为科学的统计和直观地报表能为决策提供必要的支持。2. 业务需求目前校园的信息化建设取得了一定的成果,学校在软、硬件都有一定的投入,但是学校内部的系统由于厂商不同,存在数据无法兼容和互通,系统多且杂乱,不能具备良好的开放性和二次开发能力,造成资源重复利用,效率低下。学校很难合理利用资源为科学决策提供支持。同时随着教学内容和教学手段的不断更新,教育规模的迅速扩大,现有的网络设施和数字化教学资源已跟不上学校信息化发展的需求。因此,迫切需要构建
11、全方位的智慧校园平台,加快教育信息技术环境和教育资源的建设。三. 项目整体规划1. 建设思路为探索互联网与中小学教育深度应用、融合创新的运行机制,促进形成网络化教育新模式,扩大优质教育资源覆盖面,提升信息化在推进教育公平、提高教育质量中的效能。本项目将以促进教育公平、提升教学质量为目标,以教育信息化服务平台为载体,以信息化手段汇集优质教育资源,促进全校教育体制改革,推动教育均衡化、优质化、特色化发展。项目将按照总体规划、分步实施的总体思路,通过对目前信息化现状与实际需求的全面分析及思考,结合智慧校园工程的建设目标,有步骤、分层次地构建开放性、协同化、信息化公共服务支撑体系,以满足学校的教学、科
12、研、管理、服务与生活的数字化需求。2. 建设目标通过对学校目前信息化现状与实际需求的系统分析,结合当前学校信息化的发展趋势,从信息化的建设方面考虑,项目建设目标定位在以校园内各类信息资源的集成和交换为基础,构建满足学校教学、办公、管理与服务要求的开放性支撑环境,为校内外各类人员提供完善的个性化服务支持,为学校的教学、办公和管理提供完善的信息化支撑平台。通过本项目的建设,提高工作效率,提高管理效率,提高决策效率,提高信息利用率,提高核心竞争力,总体达到国内同类院校的高速、开放、可靠、智能的信息化校园的领先水平。(1) 基础支撑平台:建设基础数据中心、数据交换服务、统一身份认证平台及各业务应用整合
13、接口,利用统一平台、异构系统整合和用户单点登录等技术,实现“平台+服务”。(2) 校园门户网站:充分体现校本特色,成为对外展示教育信息化建设成果、发布教育信息的重要窗口,能够整合各个领域的相关应用,为广大用户提供一个整合的、一体化的集成工作环境和公共性的帐号登录入口。(3) 校园管理应用:建设覆盖各类终端的办公自动化、教务、学生、综合校务全过程解决方案,满足学校内部电子化管理的需要,高效实现校园的事务无纸化处理,提高工作效率。(4) 资源公共服务:基于网络学习、移动学习等新技术,创设泛在学习环境,为广大师生提供线上线下相结合的教学教研及学习服务。(5) 智慧课堂平台:打造以个人电子终端为载体的
14、智慧课堂整体解决方案,开启名校联盟资源共享模式,贯穿预习、上课、作业、辅导、评测等各个学习环节,覆盖课前、课中、课后全过程,支持各种高效学习方式和师生平等互动,为新型学习方式提供有力支持。(6) 名师公开课互动教学平台:将现场教学场景直播共享到每一个远程终端,教师可以随时随地观摩优质课,并与现场名师进行音视频交流,进而提升广大教师教学教研水平,帮助学校提高教学质量。为学校搭建绿色的互动教学、教研网络平台。(7) 移动教育APP:从家校沟通到学校办公等各阶段,实现无论何时何地的手机移动端微应用,满足移动化、碎片化场景需求。3. 建设原则(1)统一规划,分步实施坚持高标准高起点的统筹规划,根据需求
15、分阶段组织实施,在发展中不断提高完善,避免重复投资和盲目建设。(2)需求主导,项目推进以重点应用领域作为突破口,以信息技术与学科的整合为重点,以应用为抓手,切实解决教育系统中信息技术应用水平的提升等问题。(3)共建共享,安全高效充分利用现有资源基础,力求统一各类业务接口和技术标准,加强整合和互联互通。在保证应用先进性的同时,采用安全可靠成熟的技术,建设一整套的安全保障体系。(4)应用至上,持续发展一切建设,都是以满足教育应用上的需求为前提,以实现教育水平的提高为根本目的。同时,本着长远规划,合理布局,优化结构的思路,实现平台建设的可持续发展。4. 架构设计4.1. 平台架构通过建设统一标准的智
16、慧校园云平台,将贯穿在教育日常工作中的学生、教师、资产和管理等基础数据,按规范格式统一保存在数据中心,在技术支撑服务平台基础上,统一建设各类教育信息化应用,实现标准化、规范化的统一数据管理,便于学校进行数据管理和统计分析。本项目将融合云计算理念进行架构设计,主要分为基础设施层、平台服务层、软件服务层、客户端服务层:(1)基础设施层(IaaS):包括网络基础设施、软硬件基础设备等。(2)平台服务层(PaaS):建立以学校为中心的数据中心,通过数据整合与共享实现全校各部门的数据交换,并实现与上级平台的数据交换,形成包括组织机构信息、教职员工信息、学生信息的教育基础信息库及教育教学资源库。(3)软件
17、服务层(SaaS):建立一系列教育管理、教育教学、教育资源等各种信息化服务。(4)客户端服务层:为各类用户提供教育信息服务的统一门户、总入口。4.2. 技术架构平台整体基于Java EE平台开发。基础数据库建议采用性能卓越、成熟稳定的Oralce Enterprise 11g及以上企业级数据库,优化表结构设计,并且在应用层使用Memcached, OSCache等高速缓存技术,减少数据库读写频率。在采取上述技术的基础上,访问量大的应用通过多服务器集群的部署方式(即云平台)来提高系统吞吐量,并且可以根据用户数量的持续增加继续扩充。采用MQ消息队列技术,支持处于不同硬件、不同操作系统、不同语言编写
18、等异构系统间消息的传递,只需要简单的调用MQ的API(应用程序编程接口),就可以互相通讯,不必考虑底层系统和网络的复杂性。MQ不仅有很高的性能,而且对各种平台的支持非常好,几乎能想到的硬件和操作系统平台以及编程语言,MQ都有专门的API支持。在安全性方面,密码以加密形式存放在数据库中,系统提供弱密码检测功能。通过严密的定义到操作级的权限控制,确保用户只能访问到权限范围内的页面和资源,并且对用户的操作都提供详细的日志记录。同时建议在防火墙关闭不必要的端口。应用系统基于Spring和WebWork2框架进行开发。这是目前应用广泛并且相当成熟的框架组合。Spring使用基本的JavaBean来完成以
19、前只可能由EJB完成的事情,基于Spring开发的Java应用具有方便性、可测试性和松耦合性的特点。Spring可以将简单的组件配置、组合成为复杂的应用,也提供了很多基础功能(事务管理、持久化框架集成等),使得开发工作更多的只需要关注应用逻辑的开发。WebWork2是一个MVC模式的Java EE Web框架,其主要特点是组件化和代码重用。WebWork2提供了很多核心功能,包括前端拦截器interceptor,运行时表单属性验证,类型转换,强大的表达式语言OGNL等。通过在这两个框架的基础上进一步封装,使得应用的内部层次清晰,大大降低维护的复杂程度和功能扩充的难度。应用架构示意如下:在界面方
20、面,引入Ajax构建更为动态和响应更灵敏的Web应用程序。借助于Ajax,可以在用户单击按钮时,使用JavaScript和DHTML立即更新用户界面,并向服务器发出异步请求,以执行更新或查询数据库。当请求返回时,就可以使用JavaScript和CSS来相应地更新用户界面,而不是刷新整个页面。以上过程对终端用户透明,也就是说Web站点看起来是即时响应的。再结合简洁美观的交互界面设计,可以带来更好的用户体验。同时,提供强大的分析能力,从传统的报表和图表功能到自助分析、地理位置分析,What-If分析和社交网络分析等新兴领域的创新解决方案。通过SpagoBI可以构建自己的大数据分析平台,用户可以轻松
21、地从大量异构系统的繁杂数据中提炼出对教育决策有帮助的知识和价值。四. 项目建设效果 开放式平台能实现与学校现有系统做对接,便于后期二次开发与应用扩展。构建开放共享的统一规范平台、实现服务汇聚、互联互通。 一站式服务以教务、政务管理为核心,为师生提供办公、教务、教学、学习等丰富的一站式信息服务,打造一个内容更丰富、联系更紧密、贯穿学习各阶段的四位一体式学习平台。 泛在化应用支持移动化应用,让师生能突破时间和地域限制,随时随地处理工作和学习。提高工作效率,快捷处理;增强沟通协作,优化工作环境,减少环节堵塞,减少事务遗误。实现管理和教学服务化、自主化、移动化。 大数据动态监测通过对学校基础数据的清洗
22、、分析和深度挖掘,生成各种可自定义的模型及可视化报表,对综合校情、教学质量进行全面的监测和动态分析,对学生而言,可直观感受自己的进步轨迹,使学生更加明确学习的重点;对教师而言,通过了解学生个体的动态趋势及详细分析实现个性化教学管理。对校务管理者而言,通过多分析维度,直观反映校情,助力科学决策。五. 项目建设内容1. 基础支撑平台基础支撑服务云平台是智慧校园平台各子系统的公共运行环境,提供底层数据交换、集成服务以及统一身份认证和基础数据同步服务。各类系统运行于公共基础平台之上,实现统一的系统登录、安全认证和基础数据共享。1.1. 基础数据中心建立统一的信息标准和编码标准,包括元数据建设、数据代码
23、集建设、数据交换规范、应用系统规范、管理和业务流程规范、信息标准管理工具建设等, 通过信息标准采集、整理、加工、抽取各类数据,形成统一的基础数据中心,共享给所有应用系统。1.2. 认证中心通过标准的集中认证技术规范及统一的应用系统用户管理接口,为各应用系统提供集中的身份认证与授权服务,主要负责认证服务、单点登陆服务、身份数据管理、权限模型(角色)管理、平台运行管理、安全审计等内容。通过指定相应的集中认证技术规范,提供统一的应用系统用户管理接口,最终实现所有新建系统用户认证的集中统一管理。提供一系列全面的认证、授权控制和管理工具,对数据的访问和使用进行全方位多层次的许可、控制和管理,并保护数据拥
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