U-G-S模式下智慧校園建設探索

摘要：本文通過問卷調查法，調查了福州市小學智慧校園建設存在的問題，并以問題為導向，基于U-G-S模式探索智慧校園建設，分析了在基于U-G-S模式的智慧校園建設中，高等師范類院校、政府各相關部門和小學各自承擔的角色及它們之間的關系，提出智慧校園總體架構要以基礎設施層、應用支撐平臺、數據資源層、業務應用層和展示層（統一入口）五個部分，構建U-G-S模式下小學智慧校園總體架構模型。最后，作者以福州市某所高校、福州市政府、某小學為U-G-S角色模型，探索了U-G-S模式下某小學智慧校園建設路徑。

關鍵詞：U-G-S模式；智慧校園；大學；政府；小學

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）18-0095-05

引言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》[1]和《中國教育現代化2035》[2]均明確指出，以數字化校園建設為基礎建設智慧校園是校園信息化建設的方向，而智能終端設備及智能技術的快速發展，則為智慧校園建設理念的實施奠定了基礎。為了了解福州市小學智慧校園建設現狀，筆者圍繞智慧校園信息基礎設施建設、云計算與物聯網建設、應用服務建設、校本資源建設、教學信息化支持五個方面對福州市小學智慧校園建設現狀進行了問卷調查和分析[3-4]，

得出福州市小學智慧校園在建設過程中存在六個方面的問題（如下表）。

U-G-S模式在促進基礎教育師資隊伍建設方面獲得高度認可[5]，同時，高等院校在智慧校園建設已有部分成熟經驗。[6]因此，本研究借助U-G-S模式探索基礎教育階段智慧校園建設，以期為基礎教育智慧校園建設提供理論層面的研究與實踐層面的建設途徑。

U-G-S模式下小學智慧校園建設構建分析

1.智慧校園總體架構設計思路

智慧校園平臺總體架構以歸屬地智慧城市認證體系為基礎，對接各級智慧校園綜合管理系統進行支撐建設，主要依據五個方面進行設計。

①依據國家和各省智慧校園建設的相關政策要求，按照歸屬地建設智慧城市規劃綱要，基于智慧城市設計智慧校園平臺應用支撐層；

②借助市級智慧教育體系，助推基礎教育學校在信息技術與教育教學融合創新應用領域質量的提升，促進基礎教育學校教育資源和教育力量平等；

③借助各級智慧校園綜合管理系統，實現在教育教學過程中信息化教學的常態化使用，提高教師的信息化水平和學生的綜合素養；

④通過市級智慧校園綜合管理系統向上對接國家教育資源公共服務體系，向下對接各區（縣）、校，縱向實現各層級之間的一體化管理和互聯互通，橫向實現教、學、管、評、考的教育閉環；

⑤通過基于市級智慧校園綜合管理系統定義架構、數據、業務、規范等維度上的統一，滿足共性需求和個性需求，為教育大數據平臺建設奠定基礎。

2.智慧校園建設遵循原則

（1）統一數據標準，實現數據、資源共享原則

在智慧校園建設設計中，頂層設計涉及的數據標準建立十分關鍵。在制訂校本數據字典時，需要與省級、市級智慧校園綜合管理系統共享教育信息資源數據標準機制。其中，智慧校園基礎數據標準共享包含數據資源目錄編制標準、數據存儲標準、數據存儲策略、數據建表策略等。智慧校園需要接入不同源系統的相同或不同的業務類型的數據，需要共享應用接入標準、統一數據接入接口標準，即簡化數據對接程序，同時保證數據的規范、標準及格式的統一，以便最終實現基礎數據生命周期管理和統一出口，應用系統的業務數據準確、有效，提升數據應用能力。

（2）一站式服務原則

智慧校園的建設需要實現終端載體在業務層面的整合貫通，通過信息門戶，向四類用戶提供一站式服務，實現各類用戶一站式服務成效。

第一，面向管理者提供智慧管理服務。基于市級智慧校園綜合管理系統建設智慧校園，實現各部門管轄范圍內業務運行情況可視化；在高等師范院校和學校層面實現基于業務數據和設備運行數據的全面統計與分析。

第二，面向教師提供智慧教學與教研服務。在智慧教學方面，提供省、市、校和第三方四級教學資源和制作工具以及學情分析。在校本課堂中，基于學情分析實現課堂協作學習，提升學習資源個性化推送能力。在智慧教研方面，基于智慧校園網絡教研平臺開展教研活動，共享教學成效。

第三，面向學生提供智慧學習服務。通過同步課堂，基于學情分析實現智慧課堂個性化學習資源推送、學習交流和分享以及學習評價反饋。在校外，通過終端免費提供課程資源促進自主探究學習。

第四，面向家長提供智慧溝通服務。學情共享實現家長對孩子學情信息的全掌控；配合教師完成對孩子學業的監督與反饋工作，建立良好的家校溝通渠道；同步校園信息，構建家長交流機制，共享家庭教育經驗。

（3）數據安全性原則

在進行數據安全設計時，遵循相關部門頒發的教育行業信息安全等級保護工作原則，結合教育大數據在數據分級分類及共享利用、數據平臺安全等方面的實際需求制訂數據安全原則，其中主要包括數據在服務、傳輸、存儲、處理分析、共享和用戶使用等環節上的訪問控制、權利保護等規范要求。

3.U-G-S模式下智慧校園建設角色分析

政府部門具有規劃、監督、服務的職能。規劃職能體現在通過政策引導、智慧城市建設和各級智慧校園綜合管理系統建設明確智慧校園建設方向、基本架構設計和標準體系。監督職能體現在通過多部門、多層次聯合參與的監管體系，實現全過程監督，促進信息化建設。服務職能體現在政府各部門提供合理的建設資金支持，化解信息化建設的長期性和不確定性風險；通過與主管高校建立完善的信息化培訓體系，實現師資隊伍可持續發展。

高等師范類院校一般作為基礎教育學校的業務主管校，負責基礎教育學校改造提升工作。在智慧校園框架規劃建設中其主要職能是信息化業務指導、校本系統建設、校本數據標準建設、校本資源規劃、建設；在智慧校園服務職能建設中其主要職能是信息化隊伍建設、圖情信息解析、反饋信息處理、培訓執行、教師層面信息化業務指導。

基礎教育階段的學校一般作為智慧校園實踐方，提出需求，完成業務實踐、驗證工作。在智慧校園框架規劃建設中其主要職能是教學信息化需求提出、校本資源參與建設、信息化業務實踐與反饋；在智慧校園服務職能建設中其主要職能是家校互通、信息化教學互動、學生信息化能力教授。

U-G-S模式下智慧校園總體架構模型和建設

1.U-G-S模式下智慧校園總體架構模型

基于智慧校園的建設總體框架設計和遵循原則，福州市某小學智慧校園建設以“數字福州”的基礎設施支撐平臺、政務外網（智網）云平臺以及福州市智慧校園綜合管理系統進行建設。智慧校園平臺總體架構自下而上分為基礎設施層、應用支撐平臺、數據資源層、業務應用層和展示層五個部分。

①基礎設施層。在本層中，智慧校園中大部分的計算資源、存儲資源、網絡資源依托市政務外網（智網）云平臺進行部署。因涉及本地數據安全性問題，需要本地部署相應等級的安全資源軟硬件設施。教室基礎設施基于教學需求，其軟硬件部署于本地運行。

②應用支撐平臺。本層主要功能包括統一身份認證、應用入口、服務入口、存儲服務等。智慧校園平臺可以直接接入“E福州”市級支撐平臺，借助支撐平臺基礎能力實現與市級平臺的數據交換和聯通，規范數據標準，實現數據與資源的共享。

③數據資源層。本層由市級平臺統一建設，市級平臺數據資源層由基礎數據中心和各學校的校級平臺兩部分組成。省級教育行政部門、市級數據中心、各縣（區）教育局各處室和各學校的教育基礎數據統一匯聚到基礎數據中心，經過融合處理后，形成市級基礎數據庫。自建的應用系統之間的數據互通，通過基礎數據中心大數據平臺融合處理和共享交換實現學校各應用系統間數據互聯互通。校級平臺負責學校學生數據、教師數據、資源數據等學校基礎數據的數據庫、文件讀寫匯聚，負責學校應用數據的API接口匯聚。

④業務層。本層為學校教師、學生、家長提供相關應用。市級智慧校園綜合管理系統統一建設智慧教育管理、智慧教育資源、智慧教學服務、智慧生活服務應用模塊。校級教學服務類應用和校本資源通過應用整合至市級智慧校園平臺，向全市其他學校開放共享。

⑤展示層。本層為學生、家長、教職工和教育管理者、公眾等各類用戶提供智慧校園平臺的統一入口，可以通過校園門戶、福州市智慧校園綜合管理系統、“E福州”APP等多種方式訪問應用層的各項應用服務。

2.U-G-S模式下某小學智慧校園建設

（1）硬件基礎設施建設

根據相關政策，通過高校信息建設職能部門與市大數據發展管理委員會申請建設高校與某小學5G通信基站，構建基于5G通信基站的公網和專網之間的RAN共享數字應用創新。通過邏輯上的分離實現私有網絡與公共網絡之間數據的隔離。在教學空間中構建基于Wi-Fi6

的智能互動教育網絡，實現智能互聯和物聯網信息傳輸與控制的低延遲。

（2）云計算空間構建

高校信息技術職能部門協助小學智慧校園對接福州市中小學智慧教育平臺，在其框架結構內通過市級政務外網云平臺，分享云計算部署和建設、云計算資源和云計算運維。小學則根據業務需求，深耕校內教學與應用。

（3）網絡與物聯網構建

在智慧校園網絡環境建設過程中，以高校信息技術職能部門為專家團隊，配合小學完成校園信息基礎網絡框架結構設計和IP地址的規劃，與高校通過5G共享方式互聯一體，通過采用新型TCP/IP協議，拓展IP地址數量。

與小學共享實訓室、教室可視化管理物聯網系統，以建設門禁管理系統為抓手，合并教學空間內監控系統；對接校園綜合服務平臺的教務管理系統、一卡通管理系統和人事系統，實現對教學設備的遠程管理。同時，參照高校實驗室管理體系，設置教學空間管理人員，實現教學空間的課堂實時可視化。

（4）應用服務構建

應用服務主要由智慧教育管理、智慧教育資源、智慧教學服務等應用模塊構成，并按照“共享與融合”的原則進行應用建設。

智慧教育管理系統包含教室管理類、學生管理類和學校管理類三大模塊。在教室管理類模塊中，通過共享實訓室、教室可視化管理系統和教務管理系統，將小學教學課程安排納入教務管理體系，信息高度共享。在學生管理類模塊中，通過學生工作管理系統、教務管理系統的數據共享，實現校內數據交互與融合，通過數據資源層與市智慧校園綜合管理系統基礎數據中心進行數據交互，實現數據的唯一性、實時性。在學校管理類模塊中，小學與高校已實現共享“校園綜合服務平臺”，開放“OA公文管理”“OA流程管理”“OA考勤”“人事系統”“教務系統”和“科研管理”模塊，以高校二級單位的角色搭建系統架構，這樣不僅可以接收高校本部相關文件和信息，還可以實現對接小學內部管理。由于高校已經與“E福州”實現用戶認證數據對接共享，所以小學通過對接平臺也就實現了與“E福州”之間的用戶認證對等共享，打通了數據業務通道。同時，教務管理系統實現智能排課、在線選課、協同備課、在線評教的二級管理模式，既滿足了小學常規固定班級授課的編排，又解決了福建省小學公共實訓基地教學空間與高校、小學、社會團體之間的共享、預約問題。

智慧教育資源系統包含資源加工制作、資源管理和資源應用三大模塊。小學基于市級平臺和第三方資源平臺對接、融合實現教育資源的管理、資源的應用。將校本資源和個人制作資源進行資源加工制作，通過市級平臺和第三方資源平臺實現資源發布與共享。

在智慧教學服務系統方面，市智慧校園綜合管理系統具備智慧教學評價體系，該體系基于政務外網云端設計，能夠有效整合和管理各類教育信息化應用，支持多終端教學數據采集，精準匹配優質精品資源包，形成開放式的教學流程，滿足翻轉課堂、互動課堂等教學模式，建立完備智慧教學管理流程。而智慧學習評價體系通過與智慧教學評價體系數據共享形成教育測評校本資數據源庫，對學生的學習畫像進行多維度分析，及時、準確地評估學生的學習狀況。

（5）完善校本資源構建服務

借助人人通空間、網教通平臺等建設一批校本課程資源，借助平臺的“校本庫管理”模塊和“資源中心”欄目，借用全省中小學教師在平臺上創建的資源，進一步豐富校本資源的積累。構建符合學校學科特點、學生特點的校本資源庫。與市智慧校園綜合管理系統智慧教育資源對接，共享市智慧校園綜合管理系統教學資源。

創建微課共享平臺。教師們借助平臺運用微課的形式講解課程知識點，創建知識圖譜和課程思維導圖。通過智慧校園云計算技術的綜合服務體系，在智慧教學服務中建立學生個人電子檔案，記錄學生的學習和測試結果，可以進一步完善學生的學習畫像，借助學生學習畫像，通過人工智能推送個性化學習資源。

（6）教學信息化支持對策

提升教師信息化教學能力。借助市智慧校園綜合管理系統技術團隊和信息培養計劃，開展基于人工智能、大數據的信息化概念普及，以及各場景下的教學工具和教學結合的應用。通過任務導向強化教師的信息化教學技能，從而鞏固教師的信息化教學能力。

加強互動應用的開發設計，支持課程管理。將游戲化學習思維植入線下線上教學中；通過教學空間的打造，營造良好的教學物理環境和虛擬空間，增強學生上課的注意力；通過將知識內容與游戲的結合，控制難度系數，有效促進學生學業能力提升。同時，在課程設計過程中，按照已有的學生個人畫像，進行差異化設計，并通過互動應用收集課程設計的有效性信息，為后續的優化課程設計提供數據支撐。

加強軟硬件建設的適配性。小學結合本校教學特點選擇合適的智慧教室建設類型，將智慧教室的功能與社交軟件平臺提供的直播軟件做適應性對接，拓展智慧教室在課程直播互動領域的能力。

加強平臺建設，實現統一身份認證，保護信息安全。以“E福州”基礎數據中心為基礎，整合校園基礎信息數據、校本資源數據、校園用戶檔案數據，規范數據字典字段定義和標準，進行校本數據清洗。設立“E福州”統一身份認證中心，將多方系統用戶身份認證工作統一交由認證中心處理，提供統一的身份認證服務，對外提供“E福州”認證接口和認證反饋。建設完整的安全體系，其中包含數據、應用、系統、網絡和物理五個方面。建設系統安全體系職責清單，劃分清晰的職責體系，保障系統安全。

結語

在當前各地中小學校智慧校園建設開展得如火如荼的情況下，研究基于U-G-S模式的小學智慧校園建設是對基礎教育師資力量發展新模式的實踐，具有理論和實踐兩個層面的重要意義。

參考文獻：

[1]中華人民共和國中央人民政府.國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）[EB/OL].https：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[2]中華人民共和國中央人民政府.中共中央、國務院印發《中國教育現代化2035》[EB/OL].https：//www.gov.cn/zhengce/2019-02/23/content_5367987.htm.

[3]福建省教育廳.福建省中小學智慧校園建設標準[J].福建教育，2017（40）：8-9.

[4]梁為.智慧校園的建設與應用研究——《深圳市中小學“智慧校園”建設與應用標準指引（試行）》解讀[J].現代教育技術，2016，26（04）：119-125.

[5]史寧中，董玉琦.提高中小學教師培養質量的若干策略[J].東北師范大學學報：哲學社會科學版，2008（06）：44-49.

[6]宋蘇軒，楊現民，宋子強.教育信息化2.0背景下新一代高校智慧校園基礎平臺建設研究[J].現代教育技術，2019，29（08）：18-24.

第一作者簡介：林德力（1984—），男，福建仙游人，實驗師，福建省基礎教育信息化專家庫成員，主要研究方向為智慧校園建設與研究。

基金項目：福建省電化教育館教育信息技術研究2018年課題“高等院校智慧教室建設的研究”（課題編號：FJDJ1857）。