高校智慧教育體系研究

程滿玲，胡智鋒武漢商學院

高校智慧教育體系研究

程滿玲1，胡智鋒2
武漢商學院

智慧教育體系是現代教育信息化的高級形態，通過云計算、大數據、物聯網和移動互聯網等技術的支持，建設包括全息網絡環境、云計算數據中心、大數據分析應用系統和多維度物聯網感知體系，實現教育通信、教學科研、學習活動、教務管理和校園基礎設施的有機整合，讓現代信息通信技術為教學、科研、管理和生活提供更加智能、高效、精確的服務。通過智慧教育體系支持武漢商學院建設、改革與發展目標的實現，促進信息技術與教育教學的深度融合，實現教育水平的全面提升。

信息化；智慧教育

近年來，隨著高校信息化建設的不斷演進和發展，促進了“創新互聯網+教育”的深度融合，教育部《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》明確要求,到2020年，全面完成《綱要》所提出的教育信息化目標任務，形成與國家教育現代化發展目標相適應的教育信息化體系，基本實現所有地區和各級各類學校寬帶網絡的全面覆蓋，基本建成人人可享有優質教育資源的信息化學習環境，教育管理信息化水平顯著提高，教育信息化整體上接近國際先進水平，對教育改革和發展的支撐與引領作用充分顯現。為形成與國家教育現代化發展目標相適應的教育信息化體系，高校信息化建設已進入智慧教育階段。

智慧教育體系是現代教育信息化的高級形態，通過云計算、大數據、物聯網和移動互聯網等技術的支持，建設包括全息網絡環境、云計算數據中心、大數據分析應用系統和多維度物聯網感知體系，實現教育通信、教學科研、學習活動、教務管理和校園基礎設施的有機整合，讓現代信息通信技術為教學、科研、管理和生活提供更加智能、高效、精確的服務。通過智慧教育體系支持高校建設、改革與發展目標的實現，促進信息技術與教育教學的深度融合，實現教育水平的全面提升。

一、智慧教育的基本要求

（一）基礎網絡覆蓋

需建設多制式、高速率、全覆蓋、高可用的基礎網絡，實現校園有線網絡樓宇之間互通，其中，部分網絡千兆到桌面，無線網絡全校覆蓋。連接的設備包含視頻會議系統、一卡通系統、校園安全及門禁(有線和無線）系統等使用納入全校整體網絡體系架構中。

（二）云平臺互通

傳統院校的數據中心和計算、存儲資源分散使用模式既不利用統一管理維護，也不利于信息安全保障，同時也容易造成資源閑置和浪費。因此，智慧校園需建立一套邏輯整合、物理集中的云計算和存儲平臺，將業務部門的資源進行有機整合，并配合云管理體系進行統一分發和使用，確保資源的最大化利用。此外，配合全息網絡環境，云平臺還能提供多樣化的教學應用支持。

（三）應用系統整合

智慧教育應用系統覆蓋教學、科研、學習、生活的全過程，是智慧教育體系的窗口和體現，在高校的應用環境中，既有院系級管理需求，又有集中統一的交互需求，因此，需建設基于云計算技術的分布交互式應用系統，確保教師、學生和管理人員實現全方位、實時、精確的辦公、教學、學習和決策。此外，信息系統建設的需使用大數據技術進行數據整合并納入智慧教育應用系統體系中。

（四）教學資源共享

教學資源體系的建設，在考慮傳統專業和課程覆蓋之外，還應注重特色專業教學資源的積累、整合和共享。因此，在建設標準智慧教育教學資源庫的基礎上，應著重考慮特色教學資源的共享、交流和積累，將特色專業教學和科研中不斷產生的成果和經驗納入教學資源庫，進一步提升特色專業和應用技術人才培養能力。

二、智慧教育的建設內容

校園信息化建設內容，應從全方位、多維度、分階段和模塊化進行規劃：

（一）校園網絡：1.有線校園網絡，覆蓋校園的扁平化有線校園網絡及與各樓宇建筑物的有線網絡連接配套體系；2.無線校園網，為校園建設全校覆蓋的無線校園網；3.綜合管網系統，統一集中管理平臺，實現4A認證智能運維管理。

（二）基礎架構：1.中心機房，規劃校園建設數據中心機房、災備數據中心機房、網絡監控機房和信息中心辦公室等，用于全校網絡管理；2.運算集群，在校園建設服務器構建的集群運算系統，承載核心運算需求；3.存儲集群，在校園建設由磁盤陣列和存儲服務器構建的集群存儲系統，承載核心存儲需求。

（三）云平臺：1.虛擬化平臺：建設虛擬化平臺，采用統一技術標準用于運算和存儲資源進行虛擬化整合；2.云管理平臺，建設云資源管理平臺，將虛擬化的網絡、運算和存儲資源進行統一管理，實現資源按需分配和靈活調度；3.桌面云平臺，建設桌面云平臺，將虛擬化的運算和存儲資源進行桌面推送，滿足教學和辦公應用需求；4.應用云平臺，建設應用云平臺，將虛擬化的網絡、運算和存儲資源進行應用推送，滿足輕量級應用需求；5.云安全系統，建設面向云架構的信息安全系統，實現貫穿基礎架構、信息平臺和云體系的信息安全保障。

（四）大數據平臺：1.智慧教育管理平臺，構建統一的數據共享交互中心，建立校園信息體系標準，實現統一信息門戶、統一身份認證和統一單點登錄；2.校園大數據平臺，基于大數據技術的數據整合、存儲、挖掘和分析，為頂層應用系統提供數據支撐服務。

（五）應用系統集：1.校園統一管理平臺，綜合管理平臺是在校園網絡基礎上，利用先進的信息技術、計算機技術對教學、科研、管理和服務的所有信息資源進行整合和集成，構建統一的用戶管理、統一的資源管理和統一權限管理，達到資源的共享和業務的協同；2.部門業務支撐系統，包括教務管理、科研管理、數字迎新、學生工作、團委工作、就業指導、數字離校、校友聯絡、人力資源、資產設備、檔案管理、學報、實踐教學、實驗室、研究生管理、網絡教學等，電子郵件系統、圖書管理系統、財務管理系統的信息化；3.移動校園，校園統一管理平臺的移動應用系統，將各種信息資源和應用服務進行整合、挖掘和展現，為管理人員、教職工、學生、學生家長和公眾提供便捷的移動信息服務，4.校園一卡通系統，校園一卡通管理系統，包含圖書證、飯卡、學生證、工作證、醫療卡、上機卡、考勤卡、門禁卡等；5.綜合安全防范系統，利用監控設備對校園進行全方位、全高清視頻立體化管理和監控；6.多媒體教室，實現云架構下的終端互動教學和移動教學；7.校園能源管理系統，對供配電網絡電能質量的監測和管理；8校園地理信息系統，三維虛擬校園子系統、校政設施管理子系統、校園綜合管線子系統、校園房產管理子系統、后臺管理子系統。

（六）教育資源：1.在線教育平臺，包含在線教學、在線學習和管理的在線教育學習平臺；2.行業課程資源庫，行業標準教學資源庫；3.特色教育資源管理系統，特色專業教育資源庫相關管理系統。

三、智慧教育的特色與目標

（一）技術特色

1.全方位覆蓋的無線校園環境

無線網絡不僅覆蓋傳統課堂和教學辦公環境，同時提供覆蓋校園全范圍的戶外無線網絡系統，實現全方位不間斷的無線校園網絡環境支持，為眾多無線應用提供網絡基礎。

2.核心數據中心和備份數據中心的云平臺

采用統一技術標準建設云數據中心，確保計算和存儲資源的最大化利用；資源既可統一調配使用，也可以不同網絡條件和應用需求下由各業務部門系獨立調配使用。

3.基于大數據技術的共享數據中心

基于SOA體系架構的共享數據中心可提供統一標準的數據接口，將數據進行統一管理和使用。在大數據技術的支持下，數據將更有效、更精準的傳遞至頂層應用系統，以實現更全面、更精確、更智能、更完善的智慧教育應用。

4.豐富、全面的在線教育資源

在線教育平臺不僅可調用傳統行業教學資源，還能建立特色行業教學資源庫，在教學活動進行的同時不斷實現自我學習和豐富，最終形成武漢商學院獨特的教學資源體系，并為特色專業教育提供前瞻性知識積累。

（二）業務特色

通過縱向的管理線、橫向的跨部門協作線、泛在網絡支撐的信息發布線等構成智慧教育的立體化協同模型，應用云計算、大數據、物聯網等技術手段，實現各類基礎設施和信息系統的聯動，形成具有極高協同能力和調控能力的校園信息環境。

1.面向服務

以“面向服務”為最基本的建設原則，針對管理、教學、學習、生活四大應用體系，建設以不同類型用戶為中心的業務管理信息平臺，打破傳統以管理部門為中心的管理思維，更好地服務于師生員工，更好地支持管理決策。

2.“以人為本”的業務應用系統

面對教學的應用系統分別以教師、學生為中心，構建相應的應用模塊。將針對教師和學生的業務應用系統有機銜接，實現數據共享，使教師和學生業務系統有機整合，為教師和學生創造方便、快捷、人性化的校園生活。

3.優化管理流程，打造一體化應用

根據實際的校園管理應用，采用科學的決策系統，優化管理流程，打造一體化應用。

4.注重沉淀數據，構建智能決策分析服務應用

以“沉淀數據”的終極目標建設共享數據庫，保證各系統所使用的數據的權威性和一致性。以企業級的信息標準規范保障全校各業務系統數據一致性、完整性和準確性。從數據質量上提高全校基礎數據的可獲得度、可理解度、可信度和可用度。

（三）建設目標

智慧教育體系建設，是對教育手段的革新和嘗試，是現代教育信息化最高水平的詮釋和展現，擬建設成為以云計算、物聯網技術為依托的校園綜合管理平臺，構建高效的校園管理、智能的教學過程和幸福的校園生活三大功能應用體系，把校園基地打造成高效、智能、幸福的示范性大學。

以物聯網為信息采集、流通、交換的網絡基礎，以云計算和大數據為數據存儲、挖掘、分析的核心技術，打造一個信息匯集、資源共享、應用整合和綜合運營的智慧教育統一管理平臺。利用現代高新信息技術、實用的通信系統、創新的整合理念，建立高效、智能、幸福的智慧教育應用體系，從而滿足校園發展中各個層面日益增長的各種需求，在智慧教育統一的管理平臺上，實現校園管理的高效化，教學過程的智能化，提高師生校園生活的幸福感。

1.高效的校園管理體系：通過校園基礎網絡、安全防范、日常辦公、信息安全、能源資產管理等涉及校園各個方面的應用系統建設，實現對校園基礎服務、安全、行政辦公、教務后勤、能源資產、空間地理等方面進行實時、高效的統一管理和控制；

2.智能的教學過程體系：通過智能教室、遠程教育、虛擬實驗室、電子考場、實訓教學、職業培訓認證等應用系統的建設，從職業培訓的學歷教育和實訓教育兩個方面，實現對校園教學過程的主體活動進行智能化的管理和控制；

3.幸福的校園生活體系：通過校園一卡通、數字圖書館、校園電視廣播、校園信息發布、校園公共應用、校園醫療、校園環境監測等應用系統的建設，從日常生活中的出、行、住、娛等方面提高師生校園生活的幸福指數。

智慧教育的三大應用體系并不是彼此獨立的，他們之間必不可少的會出現交叉匯集，這也是信息系統建設的普遍特征之一。

四、智慧校園的建設策略

智慧教育體系建設的規模大、工期長，涉及的應用系統多。結合全國高校信息化建設與應用評價指標體系的實際要求，對于項目的整體建設過程，將遵循以下總體指導方針：

（一）統籌推進，分步實施

智慧教育建設是一項長期復雜的系統工程，因此必須在校領導的統一規劃思路的指導下，立足當前、著眼未來、統籌規劃、全面協調、分步實施、逐步推進。

（二）基礎服務應用先行，注重實效

注重互聯網、物聯網、無線寬帶網等基礎設施建設，把校園管理、教學和生活中的基礎服務應用系統放在建設首位，立足實際，注重實效，優先解決校園當前最突出的問題。

（三）統一標準，資源共享

充分考慮相關信息資源的共享，建立信息資源共享機制，應充分利用網絡基礎、業務系統和信息資源，加強整合，促進互聯互通、信息共享，使有限的資源發揮最大的效益。

五、結束語

智慧教育引入了許多新的技術元素，如物聯網、云計算等，這些新的技術元素均是未來信息產業發展的重要趨勢。智慧教育體系的建設已不僅僅停留在理念層面，即將逐步成為現實。智慧教育是教育信息化新的發展階段，是一項長期的系統工程，智慧的創新將永無止境，它給教育教學帶來的變革也必將深遠。

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湖北省教育廳科學技術研究計劃指導性項目（B2014153）：基于WEB平臺的課程管理信息系統的設計研究。

程滿玲（1973-），男，湖北武漢人，副教授，研究方向：軟件工程、計算機網絡技術及其應用等；

胡智鋒（1975-），男，湖北武漢人，實驗師，研究方向：計算機網絡技術及其應用、軟件工程等。