教育云服务平台建设方案.docx
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教育云服务平台建设方案
教育云服务平台建设方案
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1.建设需求分析
现状分析
过去的十多年来，基础教育的信息化水平有了较大的提高、软硬件建设有了长足的进步，但是当前的教育信息化水平还不能满足教育现代化的发展要求和人民群众的需求期盼，与国际先进水平相比还有明显的差距。
主要表现在，教育信息化发展的政策环境和体制机制尚未形成；教育管理信息化体系有待整合和集成；基础设施有待普及和提高；优质数字教育资源尚需进一步丰富，共建共享机制尚未形成；教育信息化对于教育变革的促进作用有待进一步发挥。
●市、区/县信息管理的现状
目前市、区/县各级教育管理信息系统中存在着如下问题：
用户分布广泛，基础数据不统一、各系统彼此独立，信息相对封闭，共享机制尚未建立，各系统之间缺乏协调，基本上处于“信息孤岛”状态。
●学校信息服务的现状
只有少部分信息化应用较好的学校具有学校信息服务平台。
校务管理、资源管理、教学管理等应用系统大多从不同的企业购买，所涉及的平台在标准、易用性、安全性等各方面的各自不同，无法满足数据采集、数据互换、资源共享、信息交流等需求。
各系统之间彼此隔离，一套系统就有一个登录账号，教师使用起来很不方便。
●教育资源库建设现状
近年来各级教育部门采购了各类资源库，由于缺少一定的推介与培训，教师对这些资源知之甚少，总体使用效率不够理想。
教师个人拥有的部分优质资源大多以文件形式存在于个人电脑中。
资源传播方式主要有电子邮件、QQ或文件共享等。
由于共享性比较差，资源制作方面存在大量的重复劳动，尚未形成完整的网络教育资源体系。
部分区县或学校购买过一些商品资源库，由于专业性不强、目录结构不合理、需求差异或资源标准不统一等原因，使用效果也不太理想。
●协作教研的现状
团队教研的协同工作受地域限制，开展的难度比较大，特别是偏远中小学教师参加教研活动难度大，参加高层次培训的可能性小，自我提升的空间受到一定的制约。
各区县、学校尚未采用信息化的手段辅助教科研活动的开展，尚未采用网络化的手段辅助跨校的教研互动交流。
●学校教学的现状
学生的课业负担普遍较重，学生在校时间较长，缺乏自主利用数字资源的时间。
由于缺乏有针对性的学习指导，导致学习资源不足或过度。
同学之间互帮互学的协作不够。
在自主学习过程中很难得到个性化的指导，过分依赖聘请家教或到校外上补习班。
总体上，尚未有优质的网络教学系统可供使用。
●家校沟通的现状
家校沟通的主要渠道是每学期一到两次的家长会，教师与家长之间的沟通和交流大多是通过短信通知和家长签字。
家长非常期待能够深入地了解孩子的学业水平、在校表现、个性发展、心理发展等情况，希望和学校形成良性的互动，但由于缺乏有效的沟通平台和手段，使得他们对孩子的成长过程了解得不够广泛、深入。
●教育网站建设的现状
教育局系统以及中小学校的网站由于建设的历史原因，通常存在着各级网站孤岛分散建设，缺乏统一的建设标准，不同机构之间的信息共享困难；信息化投入少，信息技术维护人员能力低，网站更新、内容运维情况差；重复建设现象严重，硬件和网络建设成本高；网站水平参差不齐且升级困难，网络安全风险很高。
建设目标
基础教育云服务平台建设的总体目标是：
建成符合国家规范和课程改革需要的、具有本地化基础教育特色的教学指导与服务系统，注重课程文化建设与教学文化建设，促进基础教育数字化教学资源的共建共享，形成覆盖本区域的教育信息化公共服务体系。
具体目标是：
1）为教育局提供可以随时查看各级各类学校（教育单位）的行政管理、教学规划、教学质量、资产经费、办学绩效和发展趋势，支持区域化、智慧化的行政事务网上办公和信息发布。
2）为学校领导提供网络化、智能化、精细化的管理平台，掌握学校整体运行状况，发现问题、及时调整、辅助决策、节省行政运行成本,同时提供区域办学经验交流分享的平台。
3）为教师提供高效便捷的办公环境，教学资料和科研成果资源的共建共享环境，与家长实时互动的沟通渠道，使区域范围内的教师信息化素养、教研能力、教学水平得到全方位的促进和提升。
4）为学生提供丰富、精粹、便利的共享学习资源，可自主学习与泛在学习，通过区域范围内的师生学习交流互动，提升自主学习能力，增强学生的信息化素养、探究能力。
5）为家长提供可以与学校（教育单位）实时沟通，及时获取学生在校情况，学校教育情况和活动信息的平台，协助学校共同教育学生成长。
6）为社会大众提供政务公开、教育招生、行政审批、咨询投诉等教育信息服务。
2.系统规划框架
基础教育云服务平台以服务本地区教育机构和广大教研员、教师、学生、家长为宗旨，以促进新课程改革和技术与课程融合为主线，以信息技术辅助教育教学为核心，突出先进性、指导性、规范性和实用性；搭建先进实用的服务平台，发挥互联网的优势，突出WEB2.0的及时性、开放性、互动性等特性；在国家标准、教育部标准的基础上，制定符合本地区教育信息化长远可持续发展的相关规范和标准，建立并完善教育教学资源的准入、评价、交流、共享机制，加快符合本市基础教育需求的优质资源的征集、引进、开发和整合步伐。
作为长期服务本地区基础教育的大平台，基础设施层（Iaas层）、云基础服务层（Paas层）和应用层（Saas层）基于整体架构设计，避免日后整合隐患。
采用云计算技术，在为更广泛的用户提供云服务的同时，有效节约教育信息化硬件资金与人力投入，减少重复浪费。
支持围绕教研教学的实际需求，建设和引进相应的应用系统，并能根据需求的拓展不断扩展服务平台的功能。
定位于开放的、可持续提供信息化服务、可长期运营的信息化平台，有志于教育行业的第三方社会团体可通过公共服务平台提供教育服务，并通过市场机制获得合理的回报。
云基础设施（IAAS）
云基础设施（IAAS）原则是集约化、共享、动态。
充分整合计算机资源，提高设备利用率；透视降低复杂性，实现计算机资源和存储资源的共享；提高IT生产力并提高系统可靠性和可用性。
将服务器等硬件资源整合在一起，形成一个动态资源池。
动态、按需分配给各应用系统。
当某应用系统在高峰期需要更多的资源支持时，动态给予更多的硬件资源支持，而当高峰已过时，自动回收多余的资源，为其他的应用系统服务。
而当晚上或者节假日等非正常上班时间，硬件资源大量剩余时，可自动关闭多余的硬件资源，以提高硬件资源的使用寿命，并节省大量能耗。
当硬件资源池中的任何一台服务器出现故障时，池中的其他服务器会自动接管该服务器的工作，避免出现应用系统不能使用的风险，提高了系统的可靠性。
动态云计算平台为用户不仅提供基础的计算能力与储存能力服务，还可以包括平台服务，应用服务等多种虚拟化服务，降低用户设备投资费用和维护成本、减少管理复杂度、提高可用性将达到99.9%以上的可用性。
云基础网络规划拓扑
云计算中心网络系统
采用分层、分区架构，建设万兆级骨干的云计算数据中心。
网络分核心层和接入层，在云数据中心达到一定规模可增加汇聚层，通过网络分区技术将网络分为数据库系统区域、应用系统区域、云桌面系统区域、运营管理区域等，数据中心骨干网络设备采用万兆网络设备，最终实现高效、快速的数据信息交换。
教育业务应用，如视频流、教育资源等多媒体应用会给网络带来巨大的压力。
所以网络系统采用双冗余的万兆核心交换设备，服务器万兆接入网络。
在服务器前端部署负载均衡设备，采用负载均衡设备后，可以智能寻找最佳服务器为用户提供服务，从而保证客户得到响应最快服务器所提供的最佳服务。
同时结合负载均衡产品中性能增强功能的应用，如连接复用、CACHE、HTTP压缩等于技术，增强了后台服务器的负载能力的同时，减小了后台服务器遭受应用攻击的可能。
为了消除负载均衡设备自身的单点故障问题，采用两台以CLUSTER的方式部署。
云计算中心网络安全系统
云计算数据中心网络系统的安全建设通常包括许多方面，包括物理安全、数据安全、网络安全、系统安全、安全管理等，而一个安全系统的安全等级，又是按照木桶原理来实现的。
根据云计算中心的网络机构和教育应用业务系统的特点，先期考虑部署网络防火墙、IPS、防DDOS攻击、云桌面虚拟终端的防病毒和防火墙等系统。
基于可靠性考虑，网络安全设备均考虑冗余双机的方式进行部署。
分布式计算系统
云计算平台以服务器集群为单位，将底层计算资源架构模块化。
集群包含了一组服务器。
当服务器计算资源不足时，可以以集群为单位对平台进行扩容。
为便于扩容，服务器系统均采用刀片服务器系统，除了具有利于扩展，按需部署的优点之外，还能节省机房空间，利于空调散热，节能环保。
分布式存储系统
分布式存储平台，为云服务应用提供的大容量存储空间。
与传统的存储设备相比，云存储不仅仅是一个硬件，而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网、和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。
各部分以存储设备为核心，通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务。
云存储系统的结构模型如下：
采用虚拟化统一存储技术，为云计算中心搭建共享的统一云存储系统。
基础服务平台（PAAS）
金智基础服务平台（PAAS）是一个系统架构科学合理、开放互联的应用服务平台。
不仅能解决数据互联互通问题，消除信息孤岛，实现资源整合与共享；而且未来能够灵活地应对需求发展，可以根据需求的发展变化，在此平台上快速开发建设丰富多样的教育应用；同时保证这些应用有机统一，集成创新，发挥最大效益。
统一管理服务、安全服务、数据管理、建设标准、相关规范与法规体系，避免管理混乱；通过云服务中间件和云聚合中间件实现信息共享与交换，实现统一用户认证，权限管理，单点登录；统一、开放的信息展现层（教育云门户、虚拟化社区）；提供基础软件和通用服务，并提供标准接口，可通过无代码开发工具和代码开发工具，快速开发，适应应用变化需求，为持续发展奠定技术基础。
认证中心
身份认证中心的建设目标是要解决各应用系统用户名和口令不统一的问题，期望提供统一的授权机制及一套方便、安全的口令认证方法，让用户用一套用户名和口令就可以使用网络上其有权使用的所有业务系统。
同时，集中统一建设身份认证平台，也有效的避免了系统分散建设过程中的重复建设问题，大大减少了总体的投入。
各种应用环境复杂，将面临不同的网络环境、硬件平台、操作系统、软件架构、开发语言、运行模式，身份认证中心必须能够开放的支持应用集成服务，包括对移动智能终端认证服务的支持。
所有安全服务，除了加密、解密服务以外，其它安全服务必须对应用开发人员透明。
建立统一的身份认证中心，集中进行身份认证，提高校园应用系统的安全性。
身份认证中心需符合4A标准框架：
●身份管理（Account）
实现统一身份管理平台与共享数据库中学生、教师等对象的用户身份数据同步，并实现平台中的身份变更与入校、学籍异动、离校、校内调动、晋升等业务处理过程保持同步。
●身份认证（Authentication）
接入平台的应用系统接入平台实现统一身份认证；
用户可以通过一次登录，漫游访问所有接入平台的受控资源和服务。
●授权管理（Authorization）
提供统一的权限管理体系，为各类应用系统提供服务接口，实现用户组、角色、权限的统一存储、分级管理、统一服务。
●安全审计（Audit）
对用户的登录、资源访问、服务调用、变更等行为进行规则校验和统一审计，记录完备的日志，实现安全监控与行为回溯。
数据集成
数据集成的建设目标是以教育部颁发的《教育基础管理信息化标准》、《教育管理基础数据库指标体系》和相关行业信息标准为基础，结合本市实际情况，制定校数据字典和信息编码标准，统一数据交换标准，建立安全高效、充分共享的数据中心，消除“信息孤岛”；规范信息从采集、处理、交换到综合利用的全过程，逐渐形成有效的信息化管理的运行机制，为本市领导和有关部门信息利用、分析决策提供支持，为本市的教学管理提供高效的信息服务。
1、制定信息编码集，建立共享数据库
根据国家和教育部的《教育基础管理信息化标准》、《教育管理基础数据库指标体系》，结合本市的实际情况，统一师生的信息编码规范，制定信息编码集。
同时以学生成长档案、教师发展档案为抓手，整理各业务系统的主要数据，建立共享数据库。
2、制定统一业务系统数据库建设标准
制定业务系统的集成标准，按统一的数据标准和集成标准，指导和协助各部门完善原有系统或重新开发新系统。
3、构建数据分析模型，为教育局、学校领导分析决策提供支持
在共享数据库的基础上构建数据分析模型，提供信息检索服务，并充分利用数据挖掘等手段，为教育局、学校领导和有关部门信息利用、政策评估和决策咨询提供参考。
4、建立和完善运行机制，保障系统持续运行
逐步建立数据中心的日常维护和运作保障机制，制定管理规范、技术规范、工作流程、服务章程等各项规章制度，保障数据中心和各个业务系统的持续运行。
虚拟社区
虚拟社区基于真实的社交网络关系，实现服务提供者、使用者之间的在线交互和协同。
基于虚拟社区基础服务，可构建行政办公机构群、教科研团队群、班级群、家长群，通过人与人的交互行为，促进资源共享、教研协作、互助学习、竞赛学习等多种协同交流。
虚拟社区面向个人提供动态、私信、即时通讯、关注、粉丝、留言、评论等个体关系服务和基本消息服务，提供日程、通讯录、收藏、个人资料、心情、记事等基础应用，开辟一个集学习、工作、生活于一体的个人空间。
虚拟社区面向各类群组提供工作区管理、成员管理、公告、讨论、投票、日程、通讯录、记事、图档、资源库等通用服务。
搜索引擎
提供搜索全局引擎，根据不同的应用场景，提供不同的搜索：
平台内结构化数据搜索、非结构化数字资源的搜索、第三方提供的搜索引擎集成、面向互联网的内容搜索集成等。
服务门户
服务门户是面向不同用户提供的统一服务窗口，引导不同用户通过注册等方式参与到基础教育云服务平台的服务体系中。
各类注册用户可以检索、在线阅读、下载各类教育教学资源和数字图书，下载各类资源制作工具，参与资源的制作、评价，并快速传播资源。
教务处、年级组可以在门户上组织各类教研活动，通过虚拟社区实现线上线下教研活动的流程化作业和教研过程的多人协同。
管理人员可以通过门户采集教研活动过程数据、资源服务行为分析数据。
信息门户是基础教育云服务平台的唯一入口，教研员、教师、学生、家长、管理者、相关社会公众等用户都会通过信息门户使用各项服务功能。
消息中心
为上层的应用提供统一的消息交互服务，为各种协作过程中的消息提供基础支撑。
上层的应用通过消息中心提供的接口实现消息的传播，由消息中心集中处理消息传播的通道、消息生命周期的管理和权限机制。
面向用户个人实现各类消息的汇聚，并以站内消息、手机短信、电子邮件等方式推送到用户终端上。
内容管理
提供内容发布的基础服务，支撑新闻、通知公告等内容的采编、审批和发布流程。
提供信息发布和传播环节的内容审计功能，提供非法内容的自动过滤和屏蔽，同时支持管理人员人工干预。
所有的文章、文档及多媒体资源通过用户及组管理、数据加密、数字版权管理和内容修改审计等来进行控制、保护和跟踪，实现全局的权限管控。
存储并管理用户或应用产生的文档及多媒体资源，自动根据文档内容进行元数据提取。
还可通过对内容的分析、索引、摘要、自动分类、聚类、关联等操作，将所得到的结果进行解释和表示，从而获得高层的概念或模型。
应用平台（SAAS）
应用平台（SAAS）构建于基础服务平台（PAAS）之上，具有基础服务平台的所有特性。
如统一的建设标准，数据深度整合，弹性架构，标准的梯度扩展接口等。
各个应用基于全新的云技术，摈弃单一数据层面的整合，实现业务应用层面的整合（即技术与基础教育的深度融合），注重更好的应用体验。
软件采用模块化设计，在基础服务平台之上，扩展和开发新的应用系统；疏理原有系统，弃粗存精，进行整合。
将来随着业务种类的增加和用户数量的增长，系统可以平滑升级，具体的系统设计当中提供了系统扩展方案。
当前主要应用系统包括：
行政办公系统、学校管理系统、教研协作平台、教育资源平台、教学互动平台、家校互通平台、教育厅局站群管理平台等。
教研协作平台
以“提供教研协作空间、辅助线下教研、驱动资源共建共享”为目标，基于个人教研工作及教研团队协作，提供多种教研应用，拓展教研功能、创新教研方式，建设服务于本地区的教研协作平台。
实现常规教研网络化、研修管理系统化，教师评价科学化，提高教研工作的针对性和实效性。
●协作空间
根据教育机构组织体系，生成对应的教研协作空间，为教师提供实名制的协作交流空间；
●辅助线下教研
提供丰富的教研应用辅助线下的实体教研活动，对线下教研进行补充、延伸、增强；
●聚合资源
利用网络教研汇聚和积累大量优质的“生成性”教育资源。
2.1.1.1.个人教研空间
●教研资讯
以微博、动态的方式浏览教育教学最新动态、把握课程改革信息、下载教学资源、发布反馈意见。
●信息空间
提供动态教研信息推送服务，如与个人相关的活动通知、公告等；支持通信录、即时通信、评论和关注等；支持个人信息资源收藏夹功能，方便分类和分享。
●网络日志
发表教育教学见解、撰写个人日志，积累教研资料，其他人可以访问并评论或转发。
2.1.1.2.群体教研空间
基于虚拟社区基础服务平台，系统可根据实际存在的组织体系（市、区镇、校、年级、年段、学科）批量产生相对应的教研协作空间；支持自定义功能组织，满足个性化需求。
支持名师工作室等各类自建教研空间的注册与审批。
系统提供空间的申请、审批、成员管理等基本管理功能。
各类空间用户可通过系统提供的各类应用（详见3.3.1.3）进行交流、活动组织、信息传播、资源分享、工作协同等。
教研空间类型包括：
●教研协作空间
每位教师（教研员）都可建立自己的教研协作组，邀请他人参加。
教师（教研员）既可以创建、管理自己的协作组，还可以加入其他的协作组。
●学科教研中心
以各级学科教研组为中心建设的共享空间。
由学科教研员担任管理者，参加者是该区域内的学科教师。
●区域教研中心
一定区域内所有教师教研活动、资源展示的场所。
在教研虚拟社区平台上可建立包括市、区（镇）教研中心、学校教研中心等区域性教研组织。
2.1.1.3.教研应用
组织者可以通过以上群体教研空间组织相关学科教师进行常规教研活动，发起并完成网络教研；可以采用专题方式完成讲座、评比、公开课等内容，在项目活动中可以使用通知、报名、在线调查投票等辅助工具。
具体应用包括：
●教研活动
提供教研活动的活动征集、发起、通知、报名、邀请、讨论、分享、成果记录及成果资源推送等功能，充分考虑与资源库的深度融合。
●数据采集
需要实现在线调查投票等模块，支持插入其他板块应用。
通过自定义调查数据生成调查表单，根据网上用户填报内容进行数据采集，并进行分析，支持同一ID号限投。
●通知公告
系统支持在教研空间内发布通知公告，所有该空间内的成员均可查看公告详情。
通知公告的信息可以通过站内信的方式提醒相关人员。
只有空间负责人或管理员有公告发布、编辑、删除的权限。
●空间资源库
资源库为学科（区域）教研中心提供资源的上传、资源分类管理、资源检索、资源推荐等功能。
系统内所有成员均可浏览资源库资源（设置保密权限的资源除外）。
仅本学科教研中心内成员可以下载、上传资源。
教研员和管理员负责教研中心资源库的管理与审核工作。
2.1.1.4.教研管理
系统需面向各级教研管理者提供完整的教研管理功能，包括：
●查询空间信息
查询管辖范围内各类教研协作空间的创建、空间成员增减、内容发布、活动开展、资源发布等信息，并可以在特殊情况下即时干预；
●空间数据统计
可统计各类教研空间开展的教研活动、贡献资源、参与人数等一系列教研活动过程的统计数据，统计数据可以多种方式呈现（如报表、图表、仪表盘等）；
●空间权限管理
在特殊情况下，教研管理者可手工干预并设置管辖范围内各类教研协作空间的状态，如临时关闭空间、停止空间的内容发布等；
●非法敏感信息过滤
对于用户输入的文字内容，系统应该提供非法、敏感内容的自动监测功能，并即时推送消息到对应级别的管理人员；
●举报
系统应该提供举报功能，即时推送到对应级别和管辖范围的管理人员，以提醒及时鉴别和处理。
教育资源平台
通过“教师共建共享、公共资源接入、第三方资源服务购买”的方式，建设本地区的基础教育资源库。
建立统一的资源建设标准和资源审核制度，通过市级、区县、学校三级资源管理方式形成一套完整的本地区中小学教学资源体系；以应用为导向，一方面形成各方参与资源共建共享的可持续发展机制，另一方面扩展资源的使用广度和使用价值。
为各级教育机构、个人提供对各类资源的制作、共享、点播、评论和推荐的平台。
2.1.1.5.资源标准
资源标准是依照国际、国家、行业标准（如：
SCROM、QTI、CELTS-42）基础上，保留原有的核心集，并根据本地区的基础教育教学、教研的实际需求，结合本地的资源库建设的规模、适用范围和当地的具体情况编制而来，以促进资源在教研、教学等应用中被有效利用及传播。
2.1.1.6.资源管理
●资源审核
对资源贡献者上传的资源进行审核、过滤和组织，通过有效的资源审核机制促进优质教学知识库的形成。
系统需采用市级、区（县）、学校三级资源审核机制形成一套完整的中小学教学资源体系。
●知识点绑定
知识点体系根据新课标要求和本地区教育特色进行针对性细化，制定出本地区各科的知识点标准并与相关资源进行绑定；支持基于对学生的教学分析对目标用户进行有效的资源的推荐、推送。
●标签和目录
对资源多级别、多纬度的分类管理；包括根据资源归属，对市、区、学校的资源管理；以学科、年级进行分类管理；根据资源类型，对课件、教案、试题、课例、讲义、论文进行分类管理；根据资源属性，对视频、音频、动画、图片、文档进行分类管理。
对于具体的资源进行标签管理，便于资源检索和资源应用。
●资源应用统计
市教育局、区（县）教育局、学校管理员对自己管辖范围内用户的资源使用情况进行统计分析。
2.1.1.7.资源制作工具
资源库系统为用户提供多种资源制作、上传、转换工具，为资源的制作提供便捷，可促进资源的共建共享过程。
主要包括：
●课件制作工具
与教材体系配套，围绕知识单元设计课件，支撑教师备课过程所需的素材、工具，教师可以根据课堂教学的实际过程进行编排，支撑课堂教学信息化的有效开展。
课件制作工具应能够融合教研虚拟社区系统，支持制作过程的多人参与邀请、任务分配、协同、整合，并可以实现课件及资源的分享、相互引用、推荐、评论。
●资源收集工具
为各类用户提供资源上传工具，可将资源传递到平台中的不同层级，按照不同层级对资源要求，为资源上传者提供元数据描述的录入功能。
2.1.1.8.资源平台服务
●资源检索
支持基于年级、学科、单元、章节、知识点的结构化检索方式；
支撑基于类型、分类、作者、关键字等属性的精确及模糊搜索方式。
●资源格式转换
系统应可以实现对用户上传的音频、视频、文档进行自动化的格式转换功能，以适应资源在不同使用环境（操作系统、浏览器等）中能顺畅使用。
●资源权限管理
系统应可以对资源的使用进行分级管理、授权控制，保证非授权资源的使用安全性。
●资源共享
系统应可以依照资源建设者的意图，可将资源共享给个人，也可以将教学资源共享到不同的层级：
区级资源库、校资源库、教研协作组等。
●资源点评
系统应可以为用户提供资源点评功能，供其他的使用者参考；点评功能同时提供用户对资源进行评价，更有利于优质资源的形成，同时为资源统计分析提供基础数据。
●资源收藏
系统应可以为用户提供资源收藏功能，将个人关注的资源链接保
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