基于“10+2+N”體系架構的區域智慧教育平臺

摘要：本文提出采用標準化體系架構建設區域智慧教育平臺方案，旨在為不同發展程度和建設現狀的區域提供靈活的智慧教育集成服務，即采用標準化、模塊化建設，向教育主管部門、學校、教師、學生、家長提供全面、高效的智慧教育服務，并提供教育門戶、協同辦公、教學教研、在線教學、輔助決策等多項業務應用，進而提高區域教育質量，促進教育普惠公平。

關鍵詞：智慧教育；區域教育；數字教育

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）03-0069-05

智慧教育的建設目標是以數字化為杠桿，撬動教育整體變革，推動數字教育資源共建共享、互聯互通，賦能教師和學生，探索教育數字治理方式，實現教育更加包容公平更高質量發展。江西贛州蓉江新區是2017年成立的城市功能新區，由分屬兩個市轄區的鄉鎮合并調整得來，現有的各級中小學校基本為村鎮學校，教育基礎設施條件相對其余兩個市轄區較差。贛州蓉江新區管委會一方面規劃新建了多所學校，并對部分老舊學校進行搬遷改造，推動基礎設施升級，另一方面為提升校園智能化水平、加強教育管理工作協同、提高教學教研質量、優化教育資源共享，啟動智慧教育平臺的建設。經過與管委會密切合作，筆者所在單位持續完善軟硬件系統，不斷提升運營運維水平，基本實現基礎設施數字化管理、教育管理高效協同、教育資源共建共享、智慧化教學服務等建設目標。通過總結經驗，最終形成一套基于“10+2+N”體系架構的區域智慧教育平臺方案。

設計思路

隨著數字中國建設的深入推進，新一代信息技術的開發和應用對教育和教學產生了深遠的影響，大力推進數據要素利用，發揮數據乘數效應，基于大數據和人工智能等新興信息技術的個性化教學服務和人工智能輔助學習已成為“互聯網+”時代教育發展的必然趨勢。

各級各地教育部門陸續建設了教育信息化相關軟硬件設施，輔助教學和教育管理。由于各地經濟和社會發展水平不一，地區間教育信息化水平差距較大，部分地區存在著系統繁多、功能重復、閑置浪費等現象，形成信息孤島，造成投資浪費，不能充分發揮智慧教育支撐教育事業發展的作用。因此，智慧教育迫切需要進一步提高集約化、科學化、智慧化建設水平，滿足教育主管部門、學校和教師、學生和家長等不同群體的需求。

本方案在已有案例的基礎上，總結行業特點和經驗，結合數字中國建設整體布局規劃等頂層設計思想以及其他行業部門通用架構中的優點，以統一頂層架構、統一數字底座、統一技術標準、統一共性應用、統一運維運營的思維構建一個標準化、集約化的框架。不同地區可以根據建設現狀在框架內靈活選擇搭配應用，構建符合區域定位、展現區域特色的智慧教育平臺，實現區域智慧教育建設目標。

總體架構

本方案參考數字中國建設整體布局規劃思想，按照一部門一平臺的原則，圍繞教育部門業務管理和教學需要，夯實基礎設施和數據資源兩大基礎，充分利用云計算、大數據、物聯網、人工智能等新一代信息技術構建業務、視頻、數據等基礎能力平臺，支撐區域教育協同和學校教學管理智慧應用，打造“10+2+N”的區域智慧教育平臺架構（如下圖），即通過10大基礎平臺、1個運行中心、1個一卡通、N個智慧應用，結合標準規范、服務支撐、安全保障、運維支持四大支撐體系，服務區域智慧教育。

1.基礎設施

（1）部署感知交互基礎設施

構筑平安校園，部署視頻監控、周界防護、電子巡更、緊急報警、公共廣播、門禁道閘等基礎設施，提升學校在設施管理、應急處置等方面的安全性和便利性；打造數字教室，利用電子班牌、電子黑板、教學終端、高清視頻、錄播教室等支撐多種教學場景；建設錄播教室、多功能報告廳、數字圖書館、智慧食堂、視頻會議等系統，實現工作、學習、生活各類場景數字化。

（2）構建融合網絡基礎設施

建設高速泛在的智能校園網，核心層和匯聚層采用全光網絡，接入層逐步實現光接入，利用無線網絡對教學區域、工作區域進行補充覆蓋；升級完善教育城域網，確保全部學校全部教室接入教育城域網，保證相應帶寬容量；實現校園網、互聯網、教育城域網、物聯網等多網合一，融合建設。

（3）打造智能算力基礎設施

建設區域教育云或依托政務云劃分教育云專區，升級完善智算能力，打造存算一體、云邊協同的區域教育智算中心，實現智慧教育各系統統一部署應用、統一存儲數據、統一調度算力的目標。

2.數據資源

（1）建設教育數據資源庫

接入或導入本部門和學校數據資源，對接本級部門獲取教育的相關數據資源，回流上級部門關于本區域的數據資源，實現區域內教育數據資源的集中采集匯聚；進行數據治理，建立學籍、教籍、機構等主題資源庫，并為各類專題應用建設專題資源庫；建立數據質量檢查和更新機制，確保數據資源的及時性、完整性和一致性，對外提供權威的數據共享交換和應用服務。

（2）發揮數據乘數效應

采用數據挖掘等大數據分析手段，結合教研教學等業務進行深度分析，利用大模型、生成式人工智能等新一代信息技術推動智能助教、AI課堂等創新教育模式發展。面向管理者提供教育資源配置優化、預測預警和決策建議，面向教師提供資源共享、個性化動態跟蹤評估及建議，面向學生提供優質的在線課程資源、個性化分析和學習建議，充分發揮數據乘數效應。

3.基礎平臺

將傳統的分散于各單獨建設系統中的共性應用能力，按照性質和特點納入基礎平臺統一建設，將數據、接口、服務等能力以組件的形式開放，通過業務中臺的統一服務中心注冊，供其他應用調用，打造科學、集約、高效的教育“數字底座”服務體系。

（1）業務中臺

集中管理智慧教育數字底座服務，建立應用間的服務共享機制，提高服務利用率，節約建設資源，將基礎平臺和應用的服務能力轉化為標準的服務，提高服務的協同性和互操作性。建立統一用戶組織體系，實現用戶權限管控和單點登錄，簡化記憶和操作難度。業務中臺還提供知識管理、標準規范、消息觸達等多種通用服務能力。

（2）CIM平臺

呈現區域內影像地圖、矢量地圖、社區、學校等數據，為應用提供二、三維影像和矢量地圖服務及三維模型，提供應用調用服務和二次開發工具。面向決策者、管理者、一般人員等層次用戶，提供全空間覆蓋、全周期管控、全業務協同的數字孿生服務，在平安校園、數字校園、教育規劃等方面提供可視化支撐。

（3）視頻中臺

集中管理區域內學校視頻資源，實現視頻的匯聚，統一向公安等部門分發共享。按照視頻所屬場景管控，部署區域防控、人員檢測、事件識別等算法，實現區域保衛、軌跡分析、考勤打卡、作弊分析等多種智慧化應用，在場景中實現數據和算法的價值閉環，為校園安全、人員安全、電子考場等不同業務場景提供豐富的技術支撐。

（4）數據中臺

根據國家一體化政務大數據體系建設指南和相關規范，按照“以用促建、共建共享”的原則，匯聚區域各級學校基礎和業務數據，建設共建共享的一體化數據資源體系。進行數據分類分級，編制資源目錄，開展數據歸集、治理、共享、授權等活動，為各業務應用提供數據支撐，同時提供數據分析挖掘、數據算法模型等工具進行大數據開發。

（5）AI中臺

以主流大模型為核心，結合自然語言處理、圖像識別、神經網絡、信息聚合、知識圖譜等多項基礎AI能力和技術，統一訓練和管理各類算法模型，打造智能問答、智能寫作、數字人等AI能力，提供智能助教、AI名師、智能問答學習、智能跟蹤評價等多種創新教學形式，優化工作流程，提升教學質量。

（6）物聯中臺

規范接入校園各類物聯設備，形成統一且數據全面、服務功能強大、應用領域廣泛的物聯平臺。為應用提供設備管理、設備接入、設備信令控制等服務能力，支撐如考勤打卡、自動控制等多項物聯應用。同時，可以根據需要將必要的物聯數據共享給其他部門的應用，以開發更多的利用場景，實現物聯數據的全面共享。

（7）運維平臺

面向智慧教育整體，統一對硬件設施、網絡系統、云計算平臺、應用軟件進行業務、性能、容量、安全等多個維度的監控，提供設備告警、網絡告警、操作系統告警、數據庫告警、業務應用告警、日常巡檢、工單處置、考核評價等服務能力，有效地提升運維效率，保障業務系統持續穩定地高效運行。

（8）可信平臺

以區塊鏈技術為基礎構建數據確權和追溯體系，保證數據細粒度的可控可管和數據隱私防護，支撐可控數據協作，實現固定資產、無形資產和數據資產的全生命周期標準化、規范化統一管控。提供行為審計、數據上鏈等服務能力，為知識、經驗等無形資產的產生和轉移提供溯源能力，尊重廣大教師的勞動成果，激發創新創造活力。

（9）數據安全平臺

打造數據全生命周期安全防護體系，通過數據安全能力組件化與數據安全標準化，構建包含數據安全全生命周期所需安全組件資源的數據安全池，從而保障智慧教育應用與數據資源的接入安全、使用安全、存儲安全、流通安全，降低教育基礎數據、業務重要數據、個人隱私數據的泄漏風險。

（10）密碼平臺

建設符合國家密碼應用安全要求的密碼資源池和密碼云服務平臺，為智慧教育平臺的各應用提供秘鑰管理服務、簽名數據加解密服務、簽名驗證服務、安全網關服務、數字證書服務、站點證書服務、國密瀏覽器服務、數據庫加密與訪問控制服務等密碼服務，保障網絡和應用安全。

4.智慧應用

（1）區域教育協同類應用

面向教育管理部門、學校、教師提供行政管理、人員管理、考核督導等服務，實現跨層級跨部門的教育協同。建設以“賦能組織，減負基層”為目標，集“宣傳、管理、教育、服務”于一體的智慧黨建系統；建設歸集各類院校涵蓋教職工、在校生數量及變動統計、學校校舍情況、辦學條件等數據的教育事業統計系統；建設支撐教育管理部門和各類院校公文流轉、請示審批、會議管理、檢查迎檢等日常跨部門協作的協同辦公平臺；建設用于發布招生政策計劃、學生自助報名、自動采集比對信息、學校核對錄取等全過程招生服務的義務教育招生系統；建設幫扶優秀或困難學生，改善學生學習條件的學生資助系統；建設面向教師提供人事信息、檔案管理、職稱技能、考核評價等服務的教師管理系統；建設面向學生提供學籍檔案、學生檔案、學生畫像、跟蹤評價等服務的學生管理系統；建設教育督導評估系統，支撐管理部門對學校開展綜合督導、專項督導、督學督導并跟蹤整改情況；建設教師研修系統，為教師科研和教研活動提供支撐，增進教師間互動交流。

（2）學校教學與管理類應用

面向學校、教師、學生、家長提供教務管理和教學服務支撐。建設區域資源共享平臺，實現教材、課件、試題等多種類型的優質資源共享；建設家校互動服務平臺，提供資訊互動、作業跟蹤、成績報告等服務，架起家校溝通橋梁；建設教學質量診斷系統，為學校、班級、教師、學生提供教學目標和成果量化分析結果和建議，改進教學過程；建設網絡閱卷系統，為學校和教師提供更加高效便捷的閱卷服務，將試卷、試題、成績等進行分析利用；建設教務管理系統，實現教學計劃制訂、課表安排、考試安排、成績管理的功能，簡化管理流程；建設智慧教學系統，支持教師依托系統高效備課、互動教學、智能跟蹤評估；建設新高考應用，為新高考改革試點學校提供生涯規劃、走班排課、電子班牌等功能；建設校本特色資源系統，將教學和學習活動中產生的優質資源進行智能化加工存儲，打造學校特色學科或課程；建設學生素質評價系統，針對學生進行動態畫像，因材施教；建設遠程教育系統，實現時時處處可學習；建設數字圖書館，方便學生閱讀各類優質資源；建設數字考場，實現自動化考場安排和智能化電子監考；建設平安校園，保障師生安全；建設總務后勤系統，提升宿舍管理、訪客管理、設施管理、維修管理等后勤服務能力。

5.運行中心

（1）區域教育一圖呈現

打造基于CIM的區域教育一張圖，結合實景三維模型打造數字孿生教育空間。支持AI+區域分析，呈現區域多項教育指標；支持AI+學校畫像，展示學校各類指標和縱橫向分析結果；支持AI+輔助決策，結合社區、學校、適齡人口數據現狀和預測分析，為學校布設規劃、師資結構優化提供建議。

（2）優化指揮調度能力

實時查看各校設施運行情況、人員活動情況，及時發現學生異常聚集、外來人員闖入等特殊情況聯動保衛部門及時處置，保障學校師生安全；聯動有關部門及時處理警情、事故等情況，提高應急響應能力。

6.一卡通

搭建教育綜合門戶，為平臺各類用戶提供一站式訪問入口，開發APP和小程序為用戶提供移動端訪問支持。與校園一卡通等系統綁定，師生可以通過人臉、二維碼、實體卡等多種方式進出學校并使用學校各類設施服務。

案例實踐

贛州蓉江新區智慧教育平臺按照本方案架構體系進行建設，在規劃時結合新區教育信息化基礎設施薄弱、相關系統不完善的現狀，基本上采用了全部新建的模式，部分需對接的上級部門系統統一集成接入平臺。

在基礎設施方面，為16所學校建設了高標準的智能化設施，包括門禁和道閘、信息發布和公共廣播、數字報告廳、智慧教室、無線校園等硬件系統，完成教育城域網與校園網的融合建設，實現教育城域網班班通。

截至目前，建設平安校園視頻監控超3300路，完成全部中小學校和幼兒園主要區域覆蓋，設置區域偵測、異常聚集、打架斗毆、高空拋物等分析算法，主動預警確保校園安全；打造377間智慧教室，可便捷使用國家省市區智慧教育資源，實現智慧教學班班通；每所學校都建有多功能音體會議報告廳，集音體教育、視頻會議、報告演出等多功能于一體，便于開展各類活動；根據學校的需求，建設了7間錄播教室、4間計算機教室、2間多功能合班教室、3個數字圖書館、2間多媒體教室、1個創客空間（實驗室）、1個數字國學館，滿足不同的教學場景需求，打造學校特色精品課程。

在數據資源方面，匯聚教育基礎數據并進行治理，建立主題庫和專題庫，全面掌握區域內機構、教師、學生等各類數據，并為教師評價、學生評價等專題業務提供大量數據支撐，構成新區智慧教育數據一本賬。通過對接市、區兩級人社和住建部門數據，為義務教育新生報名登記審核提供大數據分析，減少了80%的人工工作量；為全區超2千名教師和2萬余學生建立“一人一檔”精準畫像，助力教師提升教學能力水平、學生提高學習效率；進行大數據分析，優化教師資源配置，調整學校片區劃分，促進教育均衡公平發展。

在智慧應用方面，覆蓋區內44家單位教職工2200余人、學生22000余人。智慧黨建管理全教育系統基層黨組織和黨員，開展了多樣化的數字黨建活動；協同辦公平臺取代了傳統的辦理流程，流轉公文近3000份，辦理各類請示、會議等數百項，節約了大量時間和資源，提升了工作效率；招生系統服務數千名學生入學報名；研修系統開展了上百次區、校級培訓和教研活動，有超過200名教師參與；區域資源共享平臺累計上傳各類資源上百種共計數千份，為教師備課授課和學生學習提供了大量資源；利用家校互動平臺發布班級動態，發布作業和考試成績等信息，接收家長建議，增進了家校聯系。通過各種智慧應用的建設和應用，提升了教育協同管理水平，提升了廣大教師利用信息化系統輔助教育教學的能力，已有數百名教師能夠熟練使用系統進行備課和教學，并將有更多教師逐漸熟悉和利用平臺支持教學相關工作。同時，學校的各項管理和服務系統，實現了師生的自動打卡考勤、校園一卡通服務、考場和宿舍等場館安排、設施保修，提升了數字校園智慧化水平。

結語

通過建設智慧教育平臺，贛州蓉江新區各學校數字化設施建設快速完善，為學生提供了良好的學習環境；率先建立了教育數據資源體系，初步探索了大數據方面的應用；各項工作開展更加有序和高效，實現了在教育管理方面的明顯提升；引導教師掌握信息化技術教育教學的手段，不斷提升區域智慧教育水平。當然，在使用中也發現了一些問題。首先是方案的框架結構仍需隨技術的發展和需求的變化不斷優化，智慧應用的開發需更加靈活和適應現有工作流程；其次是在大數據、人工智能的應用上仍處于初級階段，需要進一步加強數據資源的開發利用，強化人工智能在個性化教學等場景中的支撐；再次是需加強與管理部門、學校和教師的溝通，引導用戶提升信息化技能水平，熟悉平臺的業務功能，更好地利用平臺支撐各項工作。