普教教育信息化发展规划.docx
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普教教育信息化发展规划
普教教育信息化发展规划
2014年3月17日
目录
1项目概述1
1.1背景1
1.2现状1
1.3指导思想2
1.4建设目标2
2宽带网络校校通4
2.1无线网络发展4
2.2无线教育城域网的业务驱动5
2.3无线教育城域网的部署特点6
2.4无线教育城域网规划7
2.4.1无线网络架构设计7
2.4.2统一身份认证系统8
3优质资源班班通10
3.1传统教学面临的挑战10
3.2建设目标10
3.3智慧课堂11
3.3.1背景分析11
3.3.2智慧课堂能为教师带来什么？
12
3.3.3智慧课堂能为学生做什么？
13
3.3.4智慧课堂家长如何参与？
14
3.4录播教室14
3.4.1普及型录播教室14
3.4.2专业型录播教室15
3.4.3应用场景17
4网络学习空间人人通19
4.1网络学习空间平台背景分析19
4.2网络学习空间平台建设目标19
4.3网络学习空间方案设计20
4.3.1个人/组织空间20
4.3.2资源中心21
4.3.3应用模块26
5数字化校园29
5.1基础建设29
5.1.1统一的社交化信息门户29
5.1.2统一身份认证30
5.1.3统一公共数据库30
5.2统一信息门户30
5.2.1综合信息门户31
5.2.2学校空间32
5.3统一身份认证33
5.3.1教育信息管理33
5.3.2统一身份管理33
5.3.3统一认证服务34
5.3.4统一权限管理34
5.3.5单点登录34
5.3.6目录服务35
5.3.7开放接口35
5.3.8平台运行监控工具35
5.4统一公共数据库35
5.5数字化校园应用模块36
5.5.1协同办公管理36
5.5.2校务人事管理36
5.5.3校园财务管理37
5.5.4设备资产管理37
5.5.5设备报修管理37
5.5.6学校党建管理37
5.5.7学校社团管理37
5.5.8学校排课管理38
5.5.9教师考核评价38
5.5.10成长档案管理38
5.5.11电子图书馆38
5.5.12校园即时通讯39
5.5.13掌上校园40
6智慧校园41
6.1关于智慧校园41
6.2平安校园42
6.3数字广播43
6.4校园电台46
6.5校园统一通信46
6.6视频会议47
6.7校园一卡通48
7云数据中心基础平台建设51
7.1云数据中心建设需求分析51
7.2云计算发展现状52
7.3云数据中心建设目标53
7.3.1建设思想53
7.3.2建设目标53
7.4云数据中心建设关键要素54
7.4.1虚拟化54
7.4.2资源池化55
7.4.3云服务架构58
7.5云数据中心的建设意义58
8移动教学60
8.1背景分析60
8.2掌上应用60
8.2.1电子书包60
8.2.2家校通60
8.2.3即时通讯61
9总结展望62
1项目概述
1.1背景
中国自20世纪90年代末开始，随着网络技术的迅速普及，社会的发展与信息技术的关系越来越密切，教育信息化事业伴随改革开放大潮起步，一直得到党中央、国务院的高度重视。
国家有关部门实施了一些列重大工程，加快教育信息化的发展，并将教育信息化提升到新的战略高度。
信息技术作为当今世界创新速度最快、通用性最广、渗透力最强的高技术之一，对人类生产生活方式影响最为深刻的影响。
教育的发展必须适应信息化时代的特征，而信息技术的全面渗透必将深刻影响着教育理念、模式、方法的走向。
进入21世纪以来，信息技术飞速发展，“云计算、大数据、虚拟化”等技术的应用是现代数字化校园发展的趋势，是教育现代化持续、高效、领先发展的重要基础保障。
1.2现状
随着教育信息化建设虽然逐步走上正规，但在发展过程中普遍存在一些亟需解决的问题：
1.教育信息化发展不均衡
区域、城乡、学校之间设施设备配备很不均衡，农远工程为农村中小学配备的设备渐趋老化，与硬件建设相适应的教师和管理人员培训、信息技术应用研究等软件建设的差距依然严重，数字鸿沟、信息孤岛的现象依然存在。
城乡、区域和校际失衡状态在某些方面有扩大趋势。
2.资源建设需要加强
优质教育资源研发工作难以满足需要，数字化教育教学资源的共建、共享程度低，与建成覆盖各级各类教育和各学科内容的省级综合数字化教育资源平台还有较大差距。
3.应用水平停留在较低水平
课程教学与信息资源整体上还没有有机融合，教育信息化对满足学生多元化、个性化学习和培养创新人才的作用没有凸显。
4.公共服务能力亟待提高
教育信息化公共服务体系建设的进展很难适应社会需求，为社区、为广大农村、为全社会提供公共服务的能力不足。
5.传输网络整合程度较低
各级各类教育网站缺乏高速互联、共建共享的机制，各教育门户网站信息集散功能差、集约化程度较低，尚未打通各类教育之间的信息壁垒。
总体来看，本区域信息化具备较好的建设基础，教育信息化的深层次发展是如何促进创新能力、教育均衡、教育公平、教育质量的突破与发展，这是教育信息化面临的最大挑战，也是本区域教育信息化未来发展的重中之重。
1.3指导思想
以《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》、《教育信息化十年发展规划（2011-2020）》、《山东省中长期教育改革和发展规划纲要（2011-2020年）》为指导，以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心，加快构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面的有效机制。
逐步缩小区域、城乡、校际之间的差距，促进教育公平、均衡发展，打造具有区域特色的教育信息化建设、管理、应用体系。
推动教育管理改革创新，促进信息技术与学科教学深度有效融合，充分发挥教育信息化在教育现代化过程中的支撑和引领作用，推动本区域率先实现教育现代化。
1.4建设目标
完成区域教育云资源服务平台建设，实现“宽带网络校校通”、“优质资源班班通”、“网络空间人人通”，建成覆盖全区域教育信息化公共服务体系。
在传统校园基础上构建一个数字空间，以拓展现实校园的时间和空间维度，提升传统校园的运行效率，扩展传统校园的业务功能。
建成人人可享有优质教育资源的信息化学习环境，教育管理信息化水平全面提高，信息技术与教育教学融合程度显著提高，最终实现教育过程的全面信息化。
到2018年，使本区域教育信息化水平在全国同类城市中位居前列。
1.数字化的学校教育环境
数字化的学校教育环境是指数字化校园的基础硬件和软件平台。
2.数字化的学校教育资源
数字化的学校教育资源包括与学校教育教学活动有关的各种课件、视频及音频素材、数字图书、数字教材以及在教学活动进行过程中产生和累积的资源等。
3、数字化的学校教育活动
数字化的学校教育活动是学校在数字化环境下的运作范式，它包括以教师层面的课程组织方式、课堂教学方式、教学管理方式、备课方式、作业方式、评定方式为主要内容的教学活动；学生学习层面的实现“随时随地、随想随学”目的；教育管理层面的科研活动、管理活动、决策活动；社会公共服务方面的实现家校互通、社会参与等方面，全面的数字化、智能化。
它并不只是把传统学校活动数字化照搬到网络上，而是在这一过程中重新整理、设计和构造教学活动，优化并提高学校工作质量，以适应教育模式不断发展的需要。
2宽带网络校校通
基础教育信息化的一个重要任务是建设教育城域网，通过教育城域网实现所有中小学互联互通，共享资料平台。
终端智能化将更快地提高教师、学生终端拥有量，提升学校的师机比、生机比，更有意义的是，终端设备的应用不仅能有效地丰富师生的教学资源的获取方式，也提供了创新的教学手段。
比如部分地区尝试电子课本和电子书包进课堂，辅助教学发展，促进学生运用信息技术丰富课内外学习和研究。
2.1无线网络发展
在“科教兴国”的政策的指引下，教育信息化建设得到了迅猛的发展。
在近两年，各学校、教育机关和相关机构的网络建设进入新一轮发展高潮，各大中小学校陆续建设起符合当今教学要求的校园网络。
在相对发达地区，不少学校甚至对已建立校园网络进行改造升级。
随着发展，新的应用需求也层出不穷，对网络建设、改造有了更高的需求。
个人数据通信的发展，功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端得到了广泛的应用。
为了实现使用户能够在任何时间、任何地点均能实现数据通信的目标，要求传统的计算机网络由有线向无线、由固定向移动、由单一业务向多媒体发展。
无线时代正在来临，这意味着可以在任何便于工作的地方，在教室、实验室、图书馆、办公室、餐厅、会议室以及在室外，都能享受工作和学习的自由和灵活性。
无线局域网具有的高灵活性和可靠性正在成为每个学校根本的、必备的合作工具。
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个人化和多媒体化应用提供了潜在的手段。
在互联网高速发展的今天，无线局域网将是未来发展的趋势，必将最终代替传统的有线网络。
随着社会对计算机依赖性的迅速增加，用户要求互连的计算机数量更多，类型也更为复杂。
现代电子技术的发展，使人们可以根据不同的要求选择不同的网络方案，但传统有线网络由于受设计或环境条件的制约，在物理、逻辑和资金方面普遍存在着一系列问题，特别是当涉及到网络移动和重新布局时。
所以发展一种可行的无线通信网络技术作为现有数据连接的扩充已成为一种需要。
进入90年代以来，随着个人数据通信的发展，功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端得到了广泛的应用。
为了实现使用户能够在任何时间、任何地点均能实现数据通信的目标，要求传统的计算机网络由有线向无线、由固定向移动、由单一业务向多媒体发展，因此更进一步的推动了无线局域网（WirelessLAN，简称WLAN）的发展。
无线局域网有了突破性的进展是在IEEE802.11标准颁布以后，它的制定是无线网络技术发展的一个里程碑。
802.11标准除了体现了无线局域网的优点和各种不同的性能以外，还使得各种不同厂商的无线产品得以兼容，从而促进了无线局域网的全面发展，结束了多种标准共存的混乱局面。
目前，802.11b与802.11n标准已是最成熟的无线应用的标准，并且也是无线局域网当中应用最多协议标准，已经得到了无线移动环境的广泛接受，在未来的无线技术发展的过程中802.11ac标准将以更高的性能推动无线局域网WLAN的发展。
伴随着校园信息化水平的提高，学校的老师和学生对随时随地接入网络进行教育和学习的需求越来越普遍；与此同时，无线技术迅速发展，WLAN已经由最初只支持11Mbps速率的802.11b标准发展到支持54Mbps速率的802.11a/g和支持300Mbps速率的802.11n标准，目前支持1300Mbps速率的802.11ac产品也正在逐步标准化；无线终端日渐普及，伴随着笔记本电脑、手机、平板电脑的普及，无线网络成为了校园网络的标准配置之一。
2.2无线教育城域网的业务驱动
随着消费类设备的爆炸式增长，包括笔记本电脑，上网本，平板电脑，智能手机，电子阅读器等，那么这些设备如何接入教育网络呢，答案无疑是建设无线网络。
科技发展日新月异。
整个行业已经注意到，消费者采购移动设备的速度比采用任何其他技术的速度都快。
用户每人平均拥有多达三个设备，因而他们希望无论使用哪种设备、无论在哪里进行连接，都能无缝接入网络。
并且连接速度要快，足以有效地运行应用，包括提供创新服务和运营业务新方式的新应用。
设备的选择并不意味着牺牲安全性。
必须建立最低安全基准，在教育网络上使用的任何设备必须满足。
这包括WiFi安全，VPN接入或者附加软件以防止恶意软件。
大多数BYOD的实现将涉及范围广泛的设备，包括台式电脑，笔记本电脑，上网本，智能手机，平板电脑，电子阅读器设备。
其中一些可能是教育单位所拥有和管理，而其他的设备可能是教师、学生自己购买的设备。
2.3无线教育城域网的部署特点
教育城域网的WLAN部署，涉及到教育局、以及各个学校的管理角色定位，不同于建设多个独立的无线校园网，是由教育局统一规划、统一建设的城域无线校园网，概括而言，是一个跨越城域网的统一的规模无线网络，相对于普通校园网WLAN部署，无论从设备部署，还是网络管理都更具复杂性。
教育城域网部署WLAN，在应用广度、建设规模、管理深度三个方面具有明显的特点。
应用广度：
从数字化校园向智慧教室演进，校园网应用的主体从教师扩展到学生，从单向的教课转变为互动的教与学，从文本内容扩展为多媒体应用。
这对于WLAN的设备选择及网络设计提出了严格的技术要求。
建设规模：
教育城域网部署WLAN，需要在教育局及所属学校建设无线校园网，覆盖包括教室、实验室、办公室、以及室外操场等环境，累计建设规模较大，但又不是多个无线校园网的简单累加，它相对于单一的大规模无线校园网，具有独特的复杂性。
管理深度：
教育城域网部署WLAN，涉及教育局和各个学校，网络管理和使用具有层次化的特点，各个学校的WLAN部署具有相对的独立性，不同学校的WLAN网络之间，学校与教育局网络之间，又具有很强的相关性，这种具有深度层次化的网络，对设备和用户的管理提出挑战，管理模式面临选择。
2.4无线教育城域网规划
2.4.1无线网络架构设计
根据区域内校园无线应用构想和网络分布及结构特点，建议选用集中无线网络解决方案，在市，整体划一，系统管理，准确定位，高效运营，全面满足区域内校园无线网络的应用需求，同时为今后的应用拓展做好充分的技术平台准备。
本区域内校园无线网络采用CAWAPP体系结构，即采用无线控制器集中控制/管理无线AP的方式：
具体规划由以下几个部分组成：
Ø无线控制器WLC
在教育局信息中心一期试点采用两台无线控制器对无线AP进行集中管理，两台无线控制器采用高可用模式，保证校园无线网络的稳定运行。
单台无线控制器可管理500台无线接入点设备，满足区域内教育无线校园网目前的需求与未来的发展扩展。
Ø无线接入点
以上WLC无线控制系统形成了无线网络架构中重要的控制管理运维组件，根据区域内校园楼层信息点需求和物理条件，我们按照学校大小分为三类学校：
1、大型学校（2000名师生以上）：
无线AP接入数量在100个左右
2、中型学校（1000名师生以下）：
无线AP接入数量在30个左右
3、小型学校（500名师生以下）：
无线AP接入数量在20个左右
为简单、方便、快捷地部署无线接入点设备，所有学校室内均选用双频802.11n轻型无线接入点。
在大型学校与中型学校，增加选用了带宽1.3Ghz的802.11ac轻型无线接入点满足高密度地点覆盖。
建议采用支持PoE供电的交换机设备或POE电源注入器，为轻型无线接入点提供电源输入。
2.4.2统一身份认证系统
随着教育网络中无线应用的迅速发展，各种业务系统和用户数量在不断增加，网络规模也逐日扩大，访问控制和信息安全问题愈见突出，原有分散的“独立认证、独立授权、独立帐号管理”的模式已经不能满足教育应用目前及未来发展的要求；因此，构建一个完整统一、高效稳定、安全可靠的集中身份认证和管理平台势在必行。
传统网络边界和孤岛式服务已经是过去的事情了。
今天的校园网络在提供以教师、学生为中心的策略并支持教育行业协作的同时，还必须适应日益增多的个人消费IT设备。
本次方案设计通过使用基于身份的访问策略来应对这种转变，使教育信息中心管理人员知道连接至您网络的用户和设备，使管理人员能够启用相应的服务而又不失控制。
统一身份认证系统侧重于对无线网络提供全面服务支持。
身份辨认服务引擎在一个通用平台上提供了校园无线网络所需的所有必要服务：
AAA、分析、状态和访客管理。
统一身份认证系统提供了一个统一策略平台。
该平台将组织安全策略与安全和网络基础设施、用户身份、资源和IT操作流程等业务组成部分关联在一起。
允许客户创建和管理集中策略，并可通过网络提供策略和实施。
统一身份认证系统是一个基于身份的情景感知平台，可从网络、用户和设备收集实时信息。
然后通过利用基于标准的内置控件在网络基础设施内实施策略，使用这些信息来做出主动的监管决策。
该认证系统可提供：
Ø安全：
通过实时查看和控制网络中的用户和设备确保网络安全。
Ø合规性：
通过在基础设施内创建一致的策略进行有效的监管。
Ø效率：
通过使传统的劳动密集型任务实现自动化并简化服务交付来帮助提高信息中心管理人员的工作效率。
Ø统一：
能够通过二次开发，与教育信息化应用相结合，实现真正意义上的单点登录。
Ø推动：
允许信息中心管理人员通过启用策略的服务支持一系列新业务计划，例如自带设备（BYOD）。
3优质资源班班通
3.1传统教学面临的挑战
在传统的教学模式中，教师是教学活动的中心，是教学活动的主体，是知识的传授者；学生是知识的接受者，媒体是教的工具，教材是教的内容，学生的成绩是教师教学水平的反映，课堂作为教学的主要环境则是提供给教师的舞台。
很显然，教师的教学水平、教学技巧和教学艺术决定着学生的学习效果，在应试教育条件下表现为学习成绩的高低，这种课堂教学模式长期以来是我国学校教学的主流模式。
老师在课堂上讲，学生在下面听：
•如何有效的调动学生的注意力？
•如何精准的判断他们听懂了多少？
•如何用数据说话，而不是主观臆断？
•如何让全员参与，调动每个学生的积极性？
虽然新课程改革已经全面实施，但目前大多数的课堂教学仍然没有摆脱传统教育思想的束缚。
存在着教条化、统一化、静态化、孤立化和脱离学生的现实生活等弊端，学生在课堂中的主体地位尚未真正确立，缺乏应有的自由和选择，灌输式教育还有很大的市场。
教育主体之间的交往和对话形式单一，教师与学生、学生与学生之间缺乏有效的交流、沟通和互动，缺乏对课堂教学丰富内涵的深刻挖掘。
课堂教学在某些方面不仅没有成为学生健康成长的乐园，反而成了他们身心发展的藩篱，致使课堂教学缺乏激发学生生命活力，发展良好个性品质的力量。
3.2建设目标
但与此同时任何现代的东西都离不开传统的积淀，要改变现行的传统教学模式，不是短时间内就能完成，我们应该从以下几方面来逐步建设：
1.改变教师“角色”。
长期以来，教师一直占据着教学的主体地位，这种“一言堂”“满堂灌”的教学模式已显出不足。
因而，教师必须要转变自身扮演的“角色”。
教师要把学生看成教学活动的主体，要创设多种教学形式，调动学生探求知识的积极性和主动性，要利用多种教学手段及设备，让学生更多地参与到教学活动中来。
2.改变学生“学法”
要让学生成为教学的主体，必须关心、尊重每一个学生，增加学生自主学习、自主活动的机会，鼓励学生多思善问，敢于质疑争论，促使学生动脑动口动手，提高学生的思维能力和语言表达能力，使学生不仅会学，而且乐学。
3.促进教学模式的转变
在对数学教学模式的选择上，需要对传统的教学模式不断地改进和变迁，使它适应新形式下课堂教学的需要。
同时正确地选择适合于自身特点和学生实际教学模式，确立与教学目标和内容相适应的教学模式。
4.信息技术与数学教学模式的整合
新一轮课程改革的全面发展和信息技术的深入应用，催化了数学教学模式的变革。
配合教学内容，选择不同的教学模式，结合学生特点，借助多媒体快速形象、活动优越功能，设计和编制各种课件，能有效地提高课堂教学效果。
3.3智慧课堂
3.3.1背景分析
在传统的教学模式中，教师是教学活动的主体，是知识的传授者，学生是知识的接受者，学生的成绩是教师教学水平的反映，课堂作为教学的主要环境则是提供给教师表演的舞台。
因此，为了顺应时代发展，必须实现教学模式的改革，我们将老师定义成学习的指导者、促进者；将学生定义成知识的主动研究者；教学目标从“以知识为主”转向“以方法为主”；教学对象从“关注部分学生”转向“关注每一位学生”；基于这一理念，我们提供了整套名为“智慧课堂”的解决方案。
什么是智慧课堂？
智慧课堂是一种翻转教学，是风靡发达国家、台湾地区，被证实为特别高效的教学模式的本土化实践。
有调查表明，传统正向授课方式，知识传递效率大约30%；翻转教学后，知识传递效率大约70%。
它为老师、学生提供了让课堂翻转的工具，彻底变革了传统填鸭式的教育方式，增强了课堂师生的互动性、学生集体的参与性与趣味性。
它用数据说话，科学的错题分析统计系统，让老师、家长实时了解学生的知识掌握情况，它是在教学模式改革的大背景大孕育而生的创新型互联网软件产品。
3.3.2智慧课堂能为教师带来什么？
3.3.2.1课前备课
智慧课堂系统为老师提供了方便灵活的课程设计功能，协助老师实现翻转教学，上课前老师将要上的课程按章节制作成预习课程和讲课课程，预习课程用于学生课前预习使用（系统会根据设定的上课时间提前自动发送到学生空间），讲课课程用于老师上课使用；预习课程和讲课课程的设计非常灵活，老师可以根据需要将文本资料、讲课视频、课前练习题等按任意顺序编排到课程里面去。
3.3.2.2课堂授课
课堂上老师根据学生的预习情况以及在线提问情况先做相关知识点的讲解，然后进入集体答题环节，老师通过网络空间在电子白板（任意显示设施均可）上打开上课课程，调出包含本课知识点的测试题，学生们通过智能卡或是pad集体答题，对错情况直接在白板上显示，老师根据对错统计数决定是否需要讲解，如此循环；课堂上学生们的答题情况将自动保存到分析统计系统。
同时智慧课堂提供了利用智能卡或是pad进行抢答和随机抽取答题的功能，代替了传统的举手回答，进一步增强了课堂的趣味性。
3.3.2.3课后作业/试题分析
智慧课堂系统为老师提供了个人试题库功能，老师可以按章节将自己认为好的试题在线编辑保存到自己个人试题库中，系统为老师提供按照课程章节的自动组卷功能，形成老师个人试卷库，用于学生的在线测试或是家庭作业。
智慧课堂系统为老师提供了强大的教学分析系统，提供按时间和按章节两大纬度做答题统计，按时间段的统计让老师可以随时查看某个班级乃至某个学生具体一个时间段的答题正确率，便于老师了解学生阶段性的学习情况；按章节统计可以让老师准确的了解某个章节学生的整体掌握情况以及个人的掌握情况。
3.3.3智慧课堂能为学生做什么？
3.3.3.1课前预习
智慧课堂系统为学生提供了课程预习模块，学生可以查看各科老师推送的预习课程并完成课程中的练习题，对错情况实时显示，并配有试题解析，帮助学生自学，在预习的过程中学生可以随时针对该预习课程中不懂的问题进行在线提问，问题将汇总到相关老师处，老师在线解答的问题将以消息提示的方式及时通知提问的学生。
同时按章节保留本学期学生的预习课程和老师的讲课课程，用于学生课堂回顾使用。
3.3.3.2课堂上课
智慧课堂系统为学生提供了课中互动答题功能，课堂上学生通过智能卡集体答题（同时提供iPad方式），答题结果实时显示，老师根据答题整体正确率决定是否需要讲解，学生知识点的掌握情况一目了然，实现了集体参与。
利用智能卡和iPad进行的抢答题功能和随机抽取学生答题功能增强了学生上课的趣味性和参与性。
3.3.3.3课后复习
智慧课堂系统为学生提供了习题模块，按年级、学科、章节保留学生预习以及课堂上做过的习题，方便学生二次查看，同时支持错题自测功能，可以方便的将做过的习题加入错题本，用于学生自己复习自测使用。
3.3.4智慧课堂家
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