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1 教育信息化现状和需求
现实问题 目前，各地方中小学校已经完成了校园骨干网络建设，应用系统建设也已经基本完成。网络和应用系统为学校的信息化建设提供了良好环境，在教育教学中起到了一定作用，取得了良好的效果，但是也存在一些问题。
1）资源问题。主要表现为资源浪费严重，硬件频繁投资更新，但缺少配套的软件，使得硬件资源闲置浪费，虽然软件资源数量不少，但质量不高。资源共享度低，各单位独立进行软硬件建设，都有自己的服务器和软件资源平台，形成一个个信息资源孤岛，原创以及创新性优质资源匮乏。
2）各级应用系统整合难度大。长期以来，教育信息化建设缺乏可供遵循的统一标准，各个应用系统建设时间有早有晚，导致技术标准、设备类型、产品品牌、协议等方面各不相同。从硬件配备到软件平台开发都在不同程度上存在兼容性的问题，不利于各级应用系统的整合。
3）网络教学创新模式构建难度大。学校资源孤岛的形成致使网络教学环境封闭，优质的教育信息不能互通，远程的优质课程资源不能共享，难以构建创新的教学环境。大部分软件平台处于封闭状态，无法进行二次开发，使得资源优化整合难度大，人机互动条件不足，让创新学习环境难以构建。
4）办公自动化管理期待加快进程。推进办公自动化，改变以往复杂、低效的手工办公管理方式，创建方便高效节约型办公模式，是教育信息化建设的迫切需要。
需求分析 实现优质教育资源的共享需要稳定高速的网络来支撑，而搭建学生、老师、家长和学校四方信息沟通的平台则是优化教育管理的迫切需要。实现这个目标需要上级资源部门加强宏观统筹与调控，长远规划，建设一套完整、科学、统一的标准体系，然后通过信息门户，为全体师生提供一站式教学业务的整合服务，同时建立规范的数据共享机制，实现教育资源共建共享。
智慧化的校园应该是一个开放性的平台，能够适应学校未来需求变化及使用中进行持续改进，系统维护更加方便。
2 基于“教育云”的智慧校园的建设实施
智慧校园的建设实施遵从统筹规划，统一标准，弹性部署，科学管理，分工合作，共建共享，持续发展，开拓创新的原则。当期业务与长远发展相结合，实现基础网络和信息化服务的平滑升级与扩展。实行“三通两平台，一点一基地”的”3211”建设计划。“三通工程”，即宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通。“两个平台”即教育管理公共服务平台和教育资源公共服务平台。“一点一基地”是确定一批教育信息化试点（区域和学校）和教育信息化师资人员培养培训基地。
设计思路 基于“教育云”服务的智慧校园建设原则是标准、兼容、安全可靠、容易扩展和方便适用，同时做到以人为本、面向服务、信息互通、数据共享。为了满足跨部门的业务管理和信息服务，需要将以管理为核心的传统应用系统，转变为以前端服务为核心，同时以信息资源整合为重点，升级和更新校园局域网，统一管理学校各种信息资源，建立可靠的容灾备份体系，建立基于网络的、开放的、内容丰富的教学媒体资源中心，如图1所示。
实施中遇到的问题
1）缺乏全局统筹规划。一些学校和部门对教育信息化建设的内涵和意义缺乏足够的认识，建设中只考虑眼前利益，解决当时的、局部的需求，而忽略了长远考虑。应用系统开发平台、数据库和运行环境缺乏统一的长远的整体规划。在实施过程中急功近利思想较严重，“业绩工程”“重建设、轻应用”“重管理、轻服务”倾向仍有存在，使硬件方面重复投资。当产生新的需求时，不能在原有系统上扩展开发，而是需要重新开发，导致软件系统重复建设。
2）技术标准不统一。不同学校，不同业务部门组织定制的标准不同，缺乏有效的系统集成和完整的、统一的校园信息化标准体系。信息数据交换困难，不能共享，不能发挥综合效应，在应用上很难在更高的层次上进行信息处理，形成了信息孤岛。同时，标准的问题导致基础网络在优化及升级方面存在很大的压力。
3）用户权限各自独立。现有的各个应用系统独立管理用户，各系统间用户权限不一致，致使不能单点登录。
4）网络带宽不够。据统计，中小学校出口带宽大多为100兆到校，每天的带宽占有率都接近90%。
5）技术力量薄弱。各学校网络节点、应用系统和服务器数量都有所增长，致使工作量迅速上升，但专职的管理人员没有增加，所以不能满足现有工作任务的需要。
6）信息化应用管理机制不健全。相当一部分学校分管教育信息化的领导不明确，行政职能科室没有落实到位，没有制定相应的信息化应用管理制度，即使制度也难以落实，流于空谈和形式。
顶层设计（图2）
1）信息资源规划。信息资源规划首先要研究学校信息化发展规划，研究并整理学校各部门的职责和主要业务，产生全域业务模型，划分职能域；其次对每个职能域逐一进行业务分析，产生本职能域的用户模型、功能模型和数据模型；最后分析用户行为与管理模式，产生全域用户与权限模型，如图3所示。
2）技术架构规划。技术架构规划要参照本校信息化建设现状及存在的问题，制定技术架构实施规划，包括数据库选型、软件架构、操作系统选型以及其他关键技术选型。总体框架包括信息门户层和统一数据层、基础数据层、业务支撑平台层以及业务平台层。
3）环境保障规划。环境保障规划要依据资源规划和技术方案，提出基础环境即网络、存储备份、服务器架构、机房设计、信息安全等保障规划。
建设的主要内容
1）信息标准建设。学校数据总体的规划和组织要依据教育部颁发的《教育管理信息化标准》进行设计，从实际要求出发，制定出《教育信息化数据标准》，作为数据编码的依据和标准，为信息交换、资源共享提供基础规范依据，如图4所示。
2）基础设施建设。构建一套统一标准的智慧校园数据中心基础设施建设模式，分批、分块、分期建设，降低建设初期的一次性投入。有利于解决智慧校园建设中出现的设计不规范、应用不充分、扩展难实现等问题。 3）共享数据中心平台建设。共享数据中心平台不仅是统一的数据资源共享平台，也是各类应用系统间进行数据交换的平台。以《学校信息化数据标准》为依据，建立学校的数据中心平台，实现各个应用系统之间的数据交换和共享；确定业务系统与数据中心平台接口的标准规范，以保证业务应用系统在与数据中心平台交换数据时不产生分散数据，如图5所示。
4）统一身份认证平台建设。建立电子身份认证系统，实现用户的统一管理与权限控制。身份认证系统通过遵从指定的认证技术规范，将各应用系统中分散的用户信息和权限资源进行统一管理。为用户提供分级权限管理和统一的身份确认。帮助实现智慧校园用户身份的统一认证和单点登录，简化用户访问个应用系统的过程。提高智慧校园应用系统的安全性。
5）教育云服务建设。建立以教师为中心的系列应用系统，实现一站式的教学工作信息化（表1）；建立以学生为中心的，能够远程异地学习，实现学生学习的网络信息化系统（表2）；建立管理服务公共服务平台。
管理服务公共服务平台，包括系统平台，校园平台，办公平台和门户网站。系统平台负责初始化平台信息，是管理智慧校园的组织机构。校园平台包括新生入学、在校生管理、学生毕业、学生考核、教职工档案、教务管理、成绩管理、库存管理、图书管理、课题管理等，可对不同的模块进行统计分析。办公管理能有效简化办公流程，包括公文发送、会议管理、办公资产管理、办公用户管理、办公费用管理、车辆管理等。门户网站是为方便了解最新校园信息的智慧校园门户。
3 方案优势
数据共享，有效整合 通过数据整合中间件，充分利用现有资源，实现学校信息有效整合，快速地进行信息整合后，能够及时的通过信息门户，让用户感受到智慧校园的建设成果。
1）共享数据中心数据维护遵循了“一数一源”，“谁产生，谁维护”的原则。
2）各业务系统独立运行，互不影响，某一业务系统故障不会造成对其它系统的影响。
3）通过统一的中间件平台实现数据交换集成，不需要复杂的逐一编写接口，实现简单、容易管理和维护。
4）技术上削弱对各业务系统厂家的技术支持依赖性，可以最大限度的保障各业务部门对新建业务系统厂家的选择权利。业务主管部门有权利选择其相应业务领域最擅长的厂家或自行设计开发，避免因“技术”而产生排他性或垄断性行为。
标准接口，任意接入 通过标准的开发平台和工具，让所有教育教学人员参与到智慧校园建设中来。不断丰富和扩展智慧校园平台的应用，贴近用户需求，满足学校信息化的持续发展。
共享数据中心平台，提供开放性服务接口，支持网页服务等通用标准接口，提高平台的可扩展性；通过后台配置，将应用系统与统一身份认证系统对接。使得第三方业务系统的接入不完全依赖于网络环境，为已经没有开发商技术支持的应用系统接入提供解决方案。
资源共享，均衡发展 “教育云”不但能为学校建立覆盖面广泛、层次较深的、资源类型较多的开放教育资源体系，有效化解教育资源信息孤岛难点，还实现了资源整合，扩大了优质教育资源的覆盖面和利用率，使得优质教育资源能够在更大范围、更高层次上实现共享。学生在家里就可以进入名师课堂，有效实现教育公平，推动教育教学均衡发展。
及时交流，家校共育 通过智慧校园，家长、老师可以交流教育方法、教学经验，及时发现解决孩子成长过程中的各种问题，实现家校共育。
4 预期效果
智慧校园能为各级教育部门管理者随时提供统计信息和管理平台，为教师提供教学信息共享平台，为学生提供下载服务，如图6所示。
管理层效果 基于“教育云”服务的智慧校园打破了目前数字化校园的信息孤岛，为管理者提供了教学、管理等全方位的信息一体化、流程化和智能化服务，可以直接获取教师、学生、班级、年级以及全校的个人或综合管理监测信息。
教师层效果 基于“教育云”服务的智慧校园，支持师生多样化，个性化的教育学需求，让教学更轻松、学习更自主、互动更及时、合作更方便、评价更准确。如教职工的教学、管理、科研等个人信息可以进行一站式查询。
学生层效果 基于“教育云”服务的智慧校园，构建了学校、家庭、社会互通的平安绿色学习社区，整合了各种教学力量，提供了学生从入校到在校学习生活，以及毕业离校等各个阶段的相关信息，能够满足学生个性化需求的信息化服务。
现实问题 目前，各地方中小学校已经完成了校园骨干网络建设，应用系统建设也已经基本完成。网络和应用系统为学校的信息化建设提供了良好环境，在教育教学中起到了一定作用，取得了良好的效果，但是也存在一些问题。
1）资源问题。主要表现为资源浪费严重，硬件频繁投资更新，但缺少配套的软件，使得硬件资源闲置浪费，虽然软件资源数量不少，但质量不高。资源共享度低，各单位独立进行软硬件建设，都有自己的服务器和软件资源平台，形成一个个信息资源孤岛，原创以及创新性优质资源匮乏。
2）各级应用系统整合难度大。长期以来，教育信息化建设缺乏可供遵循的统一标准，各个应用系统建设时间有早有晚，导致技术标准、设备类型、产品品牌、协议等方面各不相同。从硬件配备到软件平台开发都在不同程度上存在兼容性的问题，不利于各级应用系统的整合。
3）网络教学创新模式构建难度大。学校资源孤岛的形成致使网络教学环境封闭，优质的教育信息不能互通，远程的优质课程资源不能共享，难以构建创新的教学环境。大部分软件平台处于封闭状态，无法进行二次开发，使得资源优化整合难度大，人机互动条件不足，让创新学习环境难以构建。
4）办公自动化管理期待加快进程。推进办公自动化，改变以往复杂、低效的手工办公管理方式，创建方便高效节约型办公模式，是教育信息化建设的迫切需要。
需求分析 实现优质教育资源的共享需要稳定高速的网络来支撑，而搭建学生、老师、家长和学校四方信息沟通的平台则是优化教育管理的迫切需要。实现这个目标需要上级资源部门加强宏观统筹与调控，长远规划，建设一套完整、科学、统一的标准体系，然后通过信息门户，为全体师生提供一站式教学业务的整合服务，同时建立规范的数据共享机制，实现教育资源共建共享。
智慧化的校园应该是一个开放性的平台，能够适应学校未来需求变化及使用中进行持续改进，系统维护更加方便。
2 基于“教育云”的智慧校园的建设实施
智慧校园的建设实施遵从统筹规划，统一标准，弹性部署，科学管理，分工合作，共建共享，持续发展，开拓创新的原则。当期业务与长远发展相结合，实现基础网络和信息化服务的平滑升级与扩展。实行“三通两平台，一点一基地”的”3211”建设计划。“三通工程”，即宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通。“两个平台”即教育管理公共服务平台和教育资源公共服务平台。“一点一基地”是确定一批教育信息化试点（区域和学校）和教育信息化师资人员培养培训基地。
设计思路 基于“教育云”服务的智慧校园建设原则是标准、兼容、安全可靠、容易扩展和方便适用，同时做到以人为本、面向服务、信息互通、数据共享。为了满足跨部门的业务管理和信息服务，需要将以管理为核心的传统应用系统，转变为以前端服务为核心，同时以信息资源整合为重点，升级和更新校园局域网，统一管理学校各种信息资源，建立可靠的容灾备份体系，建立基于网络的、开放的、内容丰富的教学媒体资源中心，如图1所示。
实施中遇到的问题
1）缺乏全局统筹规划。一些学校和部门对教育信息化建设的内涵和意义缺乏足够的认识，建设中只考虑眼前利益，解决当时的、局部的需求，而忽略了长远考虑。应用系统开发平台、数据库和运行环境缺乏统一的长远的整体规划。在实施过程中急功近利思想较严重，“业绩工程”“重建设、轻应用”“重管理、轻服务”倾向仍有存在，使硬件方面重复投资。当产生新的需求时，不能在原有系统上扩展开发，而是需要重新开发，导致软件系统重复建设。
2）技术标准不统一。不同学校，不同业务部门组织定制的标准不同，缺乏有效的系统集成和完整的、统一的校园信息化标准体系。信息数据交换困难，不能共享，不能发挥综合效应，在应用上很难在更高的层次上进行信息处理，形成了信息孤岛。同时，标准的问题导致基础网络在优化及升级方面存在很大的压力。
3）用户权限各自独立。现有的各个应用系统独立管理用户，各系统间用户权限不一致，致使不能单点登录。
4）网络带宽不够。据统计，中小学校出口带宽大多为100兆到校，每天的带宽占有率都接近90%。
5）技术力量薄弱。各学校网络节点、应用系统和服务器数量都有所增长，致使工作量迅速上升，但专职的管理人员没有增加，所以不能满足现有工作任务的需要。
6）信息化应用管理机制不健全。相当一部分学校分管教育信息化的领导不明确，行政职能科室没有落实到位，没有制定相应的信息化应用管理制度，即使制度也难以落实，流于空谈和形式。
顶层设计（图2）
1）信息资源规划。信息资源规划首先要研究学校信息化发展规划，研究并整理学校各部门的职责和主要业务，产生全域业务模型，划分职能域；其次对每个职能域逐一进行业务分析，产生本职能域的用户模型、功能模型和数据模型；最后分析用户行为与管理模式，产生全域用户与权限模型，如图3所示。
2）技术架构规划。技术架构规划要参照本校信息化建设现状及存在的问题，制定技术架构实施规划，包括数据库选型、软件架构、操作系统选型以及其他关键技术选型。总体框架包括信息门户层和统一数据层、基础数据层、业务支撑平台层以及业务平台层。
3）环境保障规划。环境保障规划要依据资源规划和技术方案，提出基础环境即网络、存储备份、服务器架构、机房设计、信息安全等保障规划。
建设的主要内容
1）信息标准建设。学校数据总体的规划和组织要依据教育部颁发的《教育管理信息化标准》进行设计，从实际要求出发，制定出《教育信息化数据标准》，作为数据编码的依据和标准，为信息交换、资源共享提供基础规范依据，如图4所示。
2）基础设施建设。构建一套统一标准的智慧校园数据中心基础设施建设模式，分批、分块、分期建设，降低建设初期的一次性投入。有利于解决智慧校园建设中出现的设计不规范、应用不充分、扩展难实现等问题。 3）共享数据中心平台建设。共享数据中心平台不仅是统一的数据资源共享平台，也是各类应用系统间进行数据交换的平台。以《学校信息化数据标准》为依据，建立学校的数据中心平台，实现各个应用系统之间的数据交换和共享；确定业务系统与数据中心平台接口的标准规范，以保证业务应用系统在与数据中心平台交换数据时不产生分散数据，如图5所示。
4）统一身份认证平台建设。建立电子身份认证系统，实现用户的统一管理与权限控制。身份认证系统通过遵从指定的认证技术规范，将各应用系统中分散的用户信息和权限资源进行统一管理。为用户提供分级权限管理和统一的身份确认。帮助实现智慧校园用户身份的统一认证和单点登录，简化用户访问个应用系统的过程。提高智慧校园应用系统的安全性。
5）教育云服务建设。建立以教师为中心的系列应用系统，实现一站式的教学工作信息化（表1）；建立以学生为中心的，能够远程异地学习，实现学生学习的网络信息化系统（表2）；建立管理服务公共服务平台。
管理服务公共服务平台，包括系统平台，校园平台，办公平台和门户网站。系统平台负责初始化平台信息，是管理智慧校园的组织机构。校园平台包括新生入学、在校生管理、学生毕业、学生考核、教职工档案、教务管理、成绩管理、库存管理、图书管理、课题管理等，可对不同的模块进行统计分析。办公管理能有效简化办公流程，包括公文发送、会议管理、办公资产管理、办公用户管理、办公费用管理、车辆管理等。门户网站是为方便了解最新校园信息的智慧校园门户。
3 方案优势
数据共享，有效整合 通过数据整合中间件，充分利用现有资源，实现学校信息有效整合，快速地进行信息整合后，能够及时的通过信息门户，让用户感受到智慧校园的建设成果。
1）共享数据中心数据维护遵循了“一数一源”，“谁产生，谁维护”的原则。
2）各业务系统独立运行，互不影响，某一业务系统故障不会造成对其它系统的影响。
3）通过统一的中间件平台实现数据交换集成，不需要复杂的逐一编写接口，实现简单、容易管理和维护。
4）技术上削弱对各业务系统厂家的技术支持依赖性，可以最大限度的保障各业务部门对新建业务系统厂家的选择权利。业务主管部门有权利选择其相应业务领域最擅长的厂家或自行设计开发，避免因“技术”而产生排他性或垄断性行为。
标准接口，任意接入 通过标准的开发平台和工具，让所有教育教学人员参与到智慧校园建设中来。不断丰富和扩展智慧校园平台的应用，贴近用户需求，满足学校信息化的持续发展。
共享数据中心平台，提供开放性服务接口，支持网页服务等通用标准接口，提高平台的可扩展性；通过后台配置，将应用系统与统一身份认证系统对接。使得第三方业务系统的接入不完全依赖于网络环境，为已经没有开发商技术支持的应用系统接入提供解决方案。
资源共享，均衡发展 “教育云”不但能为学校建立覆盖面广泛、层次较深的、资源类型较多的开放教育资源体系，有效化解教育资源信息孤岛难点，还实现了资源整合，扩大了优质教育资源的覆盖面和利用率，使得优质教育资源能够在更大范围、更高层次上实现共享。学生在家里就可以进入名师课堂，有效实现教育公平，推动教育教学均衡发展。
及时交流，家校共育 通过智慧校园，家长、老师可以交流教育方法、教学经验，及时发现解决孩子成长过程中的各种问题，实现家校共育。
4 预期效果
智慧校园能为各级教育部门管理者随时提供统计信息和管理平台，为教师提供教学信息共享平台，为学生提供下载服务，如图6所示。
管理层效果 基于“教育云”服务的智慧校园打破了目前数字化校园的信息孤岛，为管理者提供了教学、管理等全方位的信息一体化、流程化和智能化服务，可以直接获取教师、学生、班级、年级以及全校的个人或综合管理监测信息。
教师层效果 基于“教育云”服务的智慧校园，支持师生多样化，个性化的教育学需求，让教学更轻松、学习更自主、互动更及时、合作更方便、评价更准确。如教职工的教学、管理、科研等个人信息可以进行一站式查询。
学生层效果 基于“教育云”服务的智慧校园，构建了学校、家庭、社会互通的平安绿色学习社区，整合了各种教学力量，提供了学生从入校到在校学习生活，以及毕业离校等各个阶段的相关信息，能够满足学生个性化需求的信息化服务。