沈阳市教育云体系结构研究与应用

2018-08-07黄艳

中国教育信息化·高教职教 2018年6期

黄艳

摘要：将云计算技术引入到中小学信息化建设中，构建中小学教育云，可以将中小学信息化水平提升到一个新阶段，具有重要的社会意义和实际应用价值。本文基于通用的云计算架构，结合沈阳市中小学信息化的实际，提出了沈阳市教育云的体系结构，以该结构为指导，完成了沈阳市教育云的初步建设。

关键词：云计算；教育云；教育信息化

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2018）11-0025-05

一、引言

近年来，云计算作为一个新的技术趋势已经得到了快速的发展，在各行各业中得到了广泛的应用，取得了巨大的社会效益和经济效益。将云计算引入到教育行业，特别是中小学教育，较好地解决了信息化建设成本高、信息系统易用性差、教学资源利用率不高等教育信息化建设普遍存在的问题。同时云计算也彻底改变了教师、学生以及教育管理人员的工作方式。随着云计算与教育融合的不断深入，教育云已经成为推动教育信息化的重要的核心技术。[1-4]

教育信息化有着多种类型应用、涉及多种媒体、用户类众多并且使用方式多元化等特点，在一个良好设计的体系结构的指导下，通盘考虑到涉及的众多信息化系统以及使用方面的各种特点，需要由一个相对稳定的结构优良的系统架构来指导约束，这正是沈阳市教育云体系结构研究的目标所在。[5-8]

二、沈阳市教育云体系结构

沈阳市中小学教育云总体结构分为四层：物理层、数据层、平台层和应用层，如图1所示。物理层包括整个项目所需的计算资源、存储资源和网络资源；数据层包括统一教育基础数据库、基础教育教学资源库、统一身份认证中心和统一数据交换中心；平台层包括统一门户、人人通空间和门户管理、用户管理、资源管理、运营管理、统计分析、活动管理、安全管理、配置管理、服务管理、客服管理等基础平台子系统；应用层支持全市各区域平台通过开放平台进行各种教学类、学习类、评价类、研训类、管理类服务接入。具体的平台架构如图1所示。

另外，为了确保平台长效稳定运行，还需要建立安全保障体系和运维保障体系。安全体系构建于物理网络平台，同时受到标准体系和管理体系的合规性制约；安全体系贯穿于应用支撑、服务于应用系统，为其提供各式服务，为核心数据安全保驾护航。运维管理体系建设应完善服务质量管理，逐步建立起一套符合自身实际的运维管理标准及应用制度；采用标准的IT运维管理流程，提供准确、详尽、专业的报告制度，通过客观分析运维过程中出现的各种障碍及问题，为平台健康发展提供有力支撑。

三、沈阳市教育云系统建设

在沈阳市教育云体系结构的指导下，沈阳市有计划、分阶段、分步骤、有序地开展了教育云的建设工作。依托该平台，已建成并投入使用了20多个系统。主要系统建设情况如下：

1.基础支撑平台

基础平台包括门户管理系统、用户管理系统、资源管理系统、运营管理系统、交易管理系统、互联互通系统、统计分析系统和服务系统，总体技术实现功能架构如图2所示。

2.空间

空间分为个人空间（见图3）和机构空间。个人空间包括学生空间、教师空间、家长空间、校长空间等；机构空间包括机构空间、学校空间（见图4）、班级空间等。个人空间为用户提供社交互动、工作学习、个性化展现等功能。机构空间为用户提供宣传、机构个性化展现、机构成员交流互动和机构资源共建共享服务以及机构信息化管理入口集成等功能。

3.门户系统

门户管理系统在区域教育资源公共服务平台的计算资源、存储资源、网络资源基础设施的环境下，以搜索服务、缓存服务和文件分发服务为基础并通过获取平台其他子系统的相关接口数据进行封装组装配置后予以展现，统一向沈阳教育资源公共服务平台用户提供一站式的页面布局、栏目导航、新闻资讯、活动宣传、空间和应用推送服务，通过以上服务来满足区域自主展现定制、自主内容维护的个性化需求，具体技术实现功能架构见图5。

4.智慧教学

（1）学科教学

利用沈阳市教育云的带宽优势，每间教室的多媒体教学设备都可以随时下载和调用所需资源。教师在授课过程中利用平台提供的教学应用，丰富了课堂教学手段，通过利用授课软件与学生互动将抽象的知识点可视化，便于学生理解加深印象，提高课堂教学效率。教师还可通过个人空间向学生空间发布预习和作业，学生利用教师空间的教学资源完成课前预习和课后作业，有助于学生自主学习、自主探究。同时也为师生的学习交流提供了便捷的平台，让课程资源的学习不再受时间、地点等限制，达到随时随地学习的目的。

（2）名师引领

云平台的名师社区可以全面展示名师风采，建设一批具有名师鲜明特色的优质数字教育资源，带动学科教师专业成长。依托网络充分发挥其在骨干教师培养、教学改革研究和学科建设方面的示范引领和辐射带动作用，构建信息技术环境下名师资源共享及师资培养新机制，从而促进教育公平，实现教育均衡。而在专业成长方面，教师也可通过名师社区，及时与学科教研员和名师交流问题，参与教研员组织的网络教研活动，拓宽教学思路、提升教学水平。

（3）家校互动

各级空间的应用展现了学校信息化的建设成果，促进了学校信息化发展。学校将空间作为学校对外展示窗口，同时也是学校内部联系、互联互通的纽带。校内校外人员通过学校空间快速查找和进入相应主题空间。学校动态、重要通知等均可通过学校平台进行发布。

（4）网络培训（见图6）

利用沈阳市教育云提供的良好技术支持，可以进行教师培训，增强了培训实效，降低了培训成本。基于云平台的培训，学习时间灵活、负担小、效率高。

（5）资源共享

教师可以通过教育云平台上的资源自选系统，按照学科、册别、章节精准地找到想要的教学资源，还可以进入教师的个人空间来获取教学资源。平台中的共享资源包含国家平台资源、采购第三方的资源和内生资源。内生资源绝大部分来自于沈阳市一线教师，这些资源更符合沈阳本地教师的使用，教师在使用学习其他教师提供的资源时会产生新的教学资源，并将这些衍生资源再次上传，这种循环使共享资源得以优化，提升资源的质量。教师既是资源的使用者也是資源的开发者和提供者，有利于教学资源根据教学情况不断变化，推陈出新。

目前沈阳市教育云平台内生资源达到了4，889，158条，资源下载量达到了2，883，530条，资源的使用率达到了58.9%。

5.教育管理应用

（1）网上评估

“数字校园网上评估与管理系统”提供了信息管理与网上评估服务，实现了高效评估、客观评价，评估结果真实准确。系统为建设项目校提供了展示与交流的主页空间，全市项目校可在平台中相互学习与交流，有效推动了沈阳市数字校园建设工作。系统的使用充分利用互联网不受时空限制的优势，提升了评估效益，通过信息化手段实现了对信息化建设项目的评估与管理。

（2）技术支持服务体系（见图7）

技术支持服务体系是为沈阳市中小学信息化设备的管理者和使用者搭建的“一站式”技术支持服务平台。随着国家不断增加对教学信息化设备的投入，沈阳中小学信息设备数量达到8万台，带来的设备维护压力与日俱增，技术支持服务平台提供的维修支持服务，可以让教师享受到远程调试、上门维修心贴心的服务，而快速、便捷的维修模式，最大程度保证了各校信息化课程的稳定全面的开展，真正做到用者无忧。同时，详细准确的学校信息化设备动态信息，又为各级教育管理者的决策提供数据上的支持。

（3）教育基础数据库

建设“沈阳教育基础数据管理系统”是区域教育信息化建设的一项基础性、战略性工程，该系统可以管理教育大数据，打通市、县、校和各教育应用系统数据库，融合市、县、学校教育数据资源，推进教育应用信息系统的建设与融合，并实现与上级平台数据的互联互通。通过建立数据的元数据、标准，通过对数据的抽取、转换、加载，将数据转变为信息，为沈阳市教育现代化建设提供基础性服务。

6.监测评价应用

（1）网上阅卷（见图8）

基于“让数据为改善教与学服务”的理念，实现地市级统一建设，市、区（县）、学校三级协同应用，平台可完成教育大数据的汇集、分析和应用，从用户角度出发，紧密围绕数据，通过分析不同用户的痛点，提供针对性解决方案。

（2）学业质量综合评价（见图9）

2015-2016年，依托教育部中小学教育质量综合评价改革实验项目，沈阳市先后两次开展了小学教育质量综合评价。评价以“大数据·微诊断·深服务”为主要特征，目的是促进学生的健康成长和全面发展，助力区域和学校教育质量的综合提升，同时引导社会和家长树立科学的教育质量观。

7.公共服务应用

沈阳网络教育电视是由沈阳市教育研究院主办的自有教育资源播出平台，是个性化学习辅导的开放平台，是打造优质教育视频资源的支撑平台，更是促进教育均衡发展的共享平台，目前已整合到沈阳市教育云平台应用中。网络教育电视能够积极响应广大师生的需求，针对热点问题适时推出各种专题讲座。截至目前，沈阳网络教育电视已经发布教育视频6，509个，各制作基地和记者站上传的教育动态及新闻近1，000余条。

8.科教风云榜（见图10）

沈阳市教育云平台上的科教风云榜是针对平台用户使用数据的统计系统，将学校、学生、教师、家长、资源等数据都纳入统一管理，各种功能都作为子模块呈现，使用同样的基础数据。利用科教风云榜可以实现对每个人、每个班级、每个学校、每个区域的平台使用情况进行数据量化显示，成为平台应用大数据分析的基础。通过数据分析可以找出某一区域在平台使用过程中的优点和不足，帮助区县调整应用方向。科教风云榜的数据按季度下发到各区县教育局，对教育行政部门加强平台的应用意识，起到了很好的监督作用。

四、结束语

体系结构研究是教育云的基础，是教育云系统稳定性、可靠性、可扩展性的基石。基于本体系结构构建的沈阳市教育云已初步建成，系统已经稳定运行了三年左右的时间。

据统计，为全市接入学校每年节约互联网使用费4，254万元，依托教育城域网支撑的中高考等网上巡考，每年节约资金800余万元。平台累计注册学校空间680个，班级空间11，595个，注册教师51，074个，注册学生552，796个，教师上传资源9，115，109条，共享资源4，889，158条，接入应用42个，包含数字图书40万册、电子期刊2000种，题库60万条，各种网络开放课程4365节，应用使用次数达到了1，193，142次，建设名师社区7494个，名师社区总访问量12，941，847次，平台累计总访问量突破了1亿次。

云平台的下一步应用，将重点转向满足教师与学生的个性化需求，营造智慧教学管理与学习环境，促进沈阳市中小学教育事业的健康发展。

参考文献：

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