智慧教育解决方案（42页PPT）

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智慧教育解决方案 " 教育信息化 " 的实现依靠云、 网、 端的建设 • 教育云用来承载资源、应 用 • 教育云的好坏决定了学生、 老师、家长使用资源是否 方便，能否满足其日常需 求 • 直接与学生、老师、家长 接触，供其使用的设备与 软件 • 智能教育端是学生、老师、 家长享受教育信息化的直 接手段 • 端是否得到使用决定了最 终教育信息化惠民的程度 • 链接各学校之间、教育主 管部门之间的网络 • 资源获取、分享的连接基 础，传递信息的底层设备 • 高效的网络是教育信息化 实现的前提 教育城域网 教育云平台 智慧教育端 方案概述 设计思路： 方案运用云计算、大数据、物联网、人工智 能等先进技术，通过构建 “云平台 + 城域网 + 终端”一体的产品形态，以智慧课堂和互 动教学为核心，形成以学生为主体的教育 生 态圈，实现教育技术与教学应用的深度融 合。 总体架构： “ 智慧教育”综合解决方案采用 “门户 + 空 间 + 应用 + 云平台 + 城域网 + 终 端”组合 模式， 可有效整合各类信息化业 务应用， 为用户提供一体化全面的信息化 解决方 案。 数字化资源教育 平台 同步云课堂平台 移动学习平台 精准教学大数据 平台 人人通： 教育教学应用： 备课助手 素质评价 授课助手 走班排课 名校名师 学情分析 名师名卷 优教信使 名师微课 质量测评 智学助手 教育管理应用： 应用 数据中心 教师档案 学生档案 体质测评 学业测评 智能巡课 教学大数据 基础 数据中心 信息公开 区域统一门户 • 建设区域统一门户，面向教师、学生、家长实现应用集中整合展示、统一认证和用户管理。 数字化资源教育平台 • 教学与资源应用 • 同步课堂 • 智慧课堂 • 教学大数据应用 • 本地优质资源应用 • 同步备课 • 教师应用 • 智能教学轨迹 • 网络教研 • 名师课表 • 学生应用 • 教师网络培训、区域教研 四大平台建设 移动学习平台 同步云课堂平台 精准教学大数据平台 • 建设县级数字化资源教育平台，上连省相关平台（之江汇教育广场），下接学校及社会用户，建设特色 教育资源，通过构建“云平台 + 终端 + 内容 + 应用”的教育生态链，实现教师高效教学、精准授课；实现 学生按照自己学习的节奏进行自适应学习；实现家校共育、家长科学辅导，有效提分。最终实现以学生 为中心的教学模式创新，为本地教育教学水平带来质的飞越。 数字化资源教育平台 针对本地教育现状，应用满足教师教育 教学和专业发展需要的教师网络工作与 学习空间，实现教学管理与研究的信息 化。面向学生打造交互式、个性化、自 主性的网络学习空间，实现学习方式的 优化，学习资源的共享，达到学生自适 应学习和精准提分。 聚合优质师资力量，通过名师课堂、名 师微课等形式，为学校提供在线课堂服 务。为紧缺学科制作专递课堂教学资源， 借助网络平台供教师点播应用。为班级 配备交互式多媒体教学系统，实现优质 教育资源直达课堂。 网络学习空间人人通 优质资源班班通 优质资源共建共享 全面整合现有教育资源，丰富教育资源 的种类与内容，调整资源聚合与呈现方 式，建立教育资源管理与服务运行机制， 增强为一线教育教学服务的功能，实现 优质教育资源的共建与共享。 教学与资源应用以 “高效课堂”为核心应用，贯穿课前、课中、课后全过 程，提供教学资源与教学应用相结合。实现了对高效备授课、自适应学习、精 准提分、科学辅导的专业支持，实现资源的共享和互动。 1 同步备课模 块 2 高效授课模 块 3 互动测评模 块 4 课前预习模 块 5 课后作业模 块 6 教学分析模 块 7 精准提分模 块 8 本地资源模 块 n 本地微课资源模块 普通教师上传的微课与教育资源平台互联互通 ，智能 关 联知识点、年级、学科， 自动同步到区、校。不但能 满足 教师教学需要 ，还能满足学生按照自己的学习情况 进行自 主学习 ，按照自己学习的节奏进行知识点学习 ， 实现了以 学生为中心的教学模式创新 ，为教育教学带来质 的飞越。 n 名校名师资源模块 名校名师上传的名师资源与教育资源平台互联互通， 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，共享名校 名 师优质资源。构建信息技术环境下名师资源共享及 师资 培养新机制。 数字化资源教育平台 --- 网络教研 • 网络教研平台为教师提供教育教学反思的工具， 教师之间通过不断交流、沟通、分享，不断学习、完善和更新教育理念， 提高教学能力，提高教育信息化素养，并促进专业发展。网络教研平台提供完善的教研活动设计 ， 可以实现校内教研、 教研活动等。主要包括教研活动的创建、审核、成果分享、教研资源的上传、评优等。 创建校本教研活动 校本教研活动成果展 示 区域教研活动 区域教研活动的发起、审核、成果分享、 教研资源的上传、评优 教师网络培训 • 教研员组织学习 市、区县、校发布学习任务，选择相关教师进行学习 • 全区所有教师随时随地自主学习 教师自主按照兴趣或学习计划进行选择课程进行学习 • 打分统计，数据分析 根据教师在线学习时长和成绩，对教师进行差异化管 理，督促教师成长，形成教师学习档案。 同步云课堂平台 --- 规范要求 同步云课堂利用多媒体教室或直播间 ， 通过同步课堂网页平台及听授课客户端 ，将授课活动进行录制共享或实 时 同步到其他地区、 学校、 班级或师生 ， 消除地域界限而形成的数字资源同步大课堂。 涵盖主流授课形式 ， 提供一站 式的 课堂教育解决方案 ，实现区域间资源共享。 《浙江省义务教育学校“城乡携手、同步课堂” 试 点工作方案》（浙教办 [2018]74 号） 《浙江省义务教育学校“城乡携手、同步课堂” 试 点工作技术环境建设指南》 同步云课堂平台 --- 系统架构 应用端 教室、会议室、办公室、家 中、其他场所 专业设备、 PC 、 PAD 、个 人手机 云平台运维服务 架构云平台的物理设备 支撑云平台的网络带宽 支撑云平台的安全措施 云平台 连接功能 交互功能 存储功能 管理功能 • 同步云课堂的系统构架能支持师生在教室、会议室、家中等不同场所，使用相关信息化设备，实现异 地 间教学的连接和交互，教学资源的存储和管理。由云平台提供音视频交互服务，以及网络带宽管理和运 维安全。 同步云课堂平台 --- 业务应用 同步课堂 名师课表 同步备课 师资互惠互通，推动教育公平发展 消除地域界限，促进教育均衡发展 聚焦教学研讨，随时随地在线教研 • 在同步课堂环境支持下 ， 由授课教师同时对本地 （教室） 同学和异地 （教室） 同学进行教学的一种网络课堂教学 模 式。 可以开展一对一 （也可以是一对多） 的远程教学 ， 相 互之间实时互动 ，声画同步。 • 在本次项目中 ， 首先实现 8 所城乡结对学校在互联网 + 教 育 环境下的互动 （同步） 课堂的设备配备及云课堂平台 建设， 主要应用形态是本地优质学校教同时对本校班级和 本地薄 弱学校班级授课 。 异地端学生可以像传统教学模 式一样， 聆听授课端教师授课 ， 完成课堂答疑、 课件展示、 作业递 交（呈现） 等教学互动活动。 同步云课堂平台 --- 业务应用 同步课堂 同步备课 • 在同步课堂环境支持下 ， 分布在不同地点 （教室、 会议室、 办公室） 的教师同时进行商议讨论的一种集体备课模式。 可以开展一对一 （也可以是多对多） 的远程实时互动 ， 声 画同步。 • 在项目中 ， 首先实现 8 所城乡结对学校之间的学科教师同步 集体备课 ， 主要应用形态是本地优质学校教师与本地薄 弱 学校教师远程实时视音频互动 ， 像传统集体备课模式 一样， 除面对面交流外 ， 还能完成教案 （各类文档、 音视 频资料） 展示、文字叠加等互动活动。 同步云课堂平台 --- 业务应用 • 在同步课堂环境支持下 ， 优质学校教师和示范课授课教 师 在专用教室开展示范课 （讲座） 录制或直播的活动模 式 。 可以开展一对一的远程实时互动 ， 声画同步 。 也 可以通过 云平台和 “之江汇教育广场 ” 《同步课堂》 专栏 对全省用 户进行直播（或实况录像点播）。 • 在本项目中 ， 8 所城乡结对学校自行组织 ，确定示范课 （讲 座） 主讲教师、 时间和地点 ， 并在《同步课堂》 专 栏上预 告 ，直播或点播收看权限可以由学校设定。 同步云课堂平台 --- 业务应用 名师课表 ① 学校中心机房通过高速网络与各校区及各个教室互联互通。 中心机房设置互联网出口 ，教师、学生、家长可在家备课、 预习、作业及与教师沟通。 ② 教室内部署高性能无线 AP ，组成无线局域网 ，并联通校园网。 供教师平板授课使用。 ③ 教师可通过办公 PC 访问中心机房的教学资源云平台 ，进行 资 源管理、备课教研、考试作业等。 ④ 学校管理者可通过办公 PC 查看资源使用情况、授课情况、学 习情况、知识掌握矩阵等 移动学习平台 --- 智慧课堂 • 基于“智慧教育云”平台建设，以学校班级为结点，在教室多媒体教学机中进行部署，为全班教师和学生 提供智慧课堂应用服务。 移动学习平台 --- 教师应用 • 共享课堂训练模板 • 编辑个性训练 • 提供训练反馈、针对 性 提分训练 • 全学科、全学段、全 版 本电子教材、素材 • 多样化的预习、反馈 • 讲解教学课件 • 一键调用多媒体素材、 进行训练 • 智能批改，实时反 馈 • 在线作业 • 离线作业 互动训练 作业 备课 授课 移动学习平台 --- 学生应用 • 按照中小学生认知心理，学习需求、学习方法、互动小组学习等理念提供小学版、中学版内容，倾心 助 力学生空间的应用。学生空间提供我的作业、同步学习、升学考试、互动课堂、有效提分、名师微课、 互动空间 班级空间 互动消息 小组学习 课 程 表 自主学习 同步学习 有效提分 升学考试 名师微课 智学助手 学科应用 课外阅读 亲情电话 网址管理 应用配置 智学助手等服务。 我的作业 课堂互动 教师导学 家长关爱 • 以“学”为中心 以“学”为中心是提高学生学习自主性、培养学生成长成才关键。 • 以“ AI 评价”为核心引擎 以最新科学技术为手段，基于“大数据技术”的人工智能评价， 推 动教育教学改革，实现对师生的减负增效。 • 以 “公平而有质量的教育”为实现目标 习近平总书记在第十九次全国人民代表大会中指出：优先发展教育 事业。努力让每个孩子都能享有公平而有质量的教育。 精准教学大数据平台 基于移动学习平台、智慧课堂的教育数据（基础数据、教学数据、评测数据、教研数据、管理数据）多维采集， 实现教、 学、管各类主题统计分析，支撑科学决策、教育均衡、课程体系与教学效果最优化。 精准教学大数据平台——数据汇聚、科学分析 教学大数据产品是以大数据和 AI 引擎为手段，结合用户全局的 动 态数据，面向平台所有用户提供以日、周、月、学期等周期为时 间范围，以各类学科、课程、知识点为单位，以学生、教师个体 和班级、年级、学校、区域等不同用户组织为维度的综合性大数 据产品。 • 个人大数据 教师与学生可查看个人的大数据，教师可了解自身教学概况，优 化教学结构；学生可了解自身掌握情况，有针对性地调整学习任 务。 • 组织大数据 按区域、学校动态呈现整体教学大数据，方便区域教育局、学校 领导层了解整体信息化建设动态，方便教研人员根据沉淀的教学 数据开展教研指导。 • 实时课堂管理 支持区域教育局与学校实时查看智慧课堂授课情况，确 保智慧课堂授课数量及质量。 • 实时教学行为分析 通过图标多维度了解区域、学校教师授课行为倾向、学 生学习习惯，为教研员科学地指导教师优化教学结构、 调整学生学习计划等提供数据依据。 • 实时教学质量分析 实时了解区域、学校学生的错题情况及知识点掌握情况， 教研人员可分析总结教学难点、学生学习压力、学生学 习方式、学生学习场景、对教师进行针对性指导，提升 教学质量。 • 实时信息化应用管理 了解本区域、本校教育信息化应用情况，有针对性地对教师、学 生进行培训，提高师生信息化应用的使用率，促进教育信息化常 态应用。 • 错题辅导 各层级教育局教研员、学校教研员、班主任和任课教 师可通过智能教研辅导工具，一键布置错题辅导供学 生练习。学生统一练习易错题并反复巩固，有效查漏 补缺。 • 智能信息发布 区域教育局、学校管理层编辑重要消息后可直接推送 至教师、学生任务系统，实现信息实时、有效的传达。 • 智能搜索 智能检索每一位教师、学生的教学大数据详情。 查看整体错题 一键布 置 订正错题 巩固消灭错 题 错题辅导示意图 教师 学生 基于物联网技术、人工智能、云计算、移动互联网 技术的发展，师生教学行为可以被精确跟踪，形成 教学轨迹。对教学轨迹的广泛研究可以进一步地提 升教学质量。 • 教师教学轨迹 按发生时间记录教师所有的教学工作与任务，教师 通过回顾教学轨迹可以进行教学反思，优化教学过 程。 • 学生学习轨迹 按发生时间记录学生每天的在线学习任务。方便学 生回顾、提高， 教师、家长及时了解孩子掌握概况。 • 班级教学轨迹 按发生时间记录每个班级的教学数据，方便校管理 层与班主任进行检查。 教师教学轨迹 学生学习轨迹 " 智慧教育云 " 平台建设方案 数字化资源教育 平台 同步备课 互动测评 课后作业 精准提分 实验教学 高效授课 课前预习 教学分析 本地资源 家校互动 同步云课堂平台 移动学习平台 精准教学大数据 平台 • 本地优质资源应用 名校名师资源模块 本地微课资源模块 • 网络教研 • 教师网络培训、 区域教研 • 教学大数据应 用 • 智能教学轨迹 • 同步课 堂 • 同步备 课 • 名师课 表 • 智慧课 堂 • 教师应 用 • 学生应 用 • 教学与资源应 用 • 计算能力 四大平台及统一门户 WEB 、应用、数据库合计需云主机 48 台（ 2CPU/ 8G ）； 大数据节点共计 3 个，处理数据量不超过 8TB ； 流媒体处理及转发需求云主机 12 台（ 4CPU/8G ）； • 存储能力 合计按 1 万课时计算，单课时音 / 视频、课件容量 1GB ；存储空间冗余 30% 对象存储可用空间配置约 13TB ； 块存储容量按单个云主机配置 400GB 空间估算 块存储合计配置空间 24TB ； • 网络能力 支撑全县 46 所学校学生访问数字化教育资源平台、移动学习平台需求； 智慧教育云平台互联网出口带宽不低于 2G 。 • 连接功能 支持教师、学生、家长等各角色通过互联网、教 育城域网连接“智慧教育云平台”； • 交互功能 支持在线直播、点播业务； 支持不同角色访问数字化资源教育平台、同步云 课堂、移动学习平台、教学大数据等业务应用； • 存储功能 存储各类音 / 视频、课件； 存储各类教学业务数据； 存储各类系统应用数据； • 管理功能 支持面向各类基础设施、平台、应用的基础管理 和维护功能。 " 智慧教育云 " 平台建设方案 平台业务功能 平台能力配置 l 网络核心： 核心处理能力 25G ，骨干网带宽 10G 、 互 联网出口带宽 2G ，支持全区无线城域 网； l 安全认证： 实名认证、安全审计、集中网管、负载均 衡，满足公安部 82 号令要求； l 网络带宽： 教育局 / 管理中心带宽不小于 2G 、学校 带宽 不小于 100M 。 网络总体方案 • 基于目前浙江省已建的教育城域网，实现全县 46 所学校的统一接入。 平台立体式安全防护 集中监管 在教育城域网的建设过程中信息安全越来越受到重视，部署各种安 全硬件设备只能构建静态、被动的安全防御，安全风险依然存在。 由于缺乏好的工具对安全日志进行充分挖掘与利用，很难从海量的 日志里获得有用的信息，导致难以掌握全网的安全状态。 安全及监管 ( 立体防护、可视监管 ) 网络安全总体规划 • 防火墙划分安全域及边界安 全 • 关键路径入侵防御 • 网站 /web 全方位安全设计 • 网络与数据库安全审计 • 利旧教育城域网现有安全防护设备、可视化监管平台实现新接入节点、网络设备的立体防护、可视监管。 教育城域网可视化监管平台 无线城域网 ( 统一认证、全网漫游 ) • 无线教育城域网在原有有线教育城域网的基础上， 增加了无线网络的覆盖， 实现集中实名认证，统一管理， 提供稳定、 快速的互联网访问服务，保障师生使用无线网络上网时不掉线、不卡顿。从用户接入、信息传递、数据管理三方面全面 保证了校园用户上网的安全性，满足公安部 82 号令要求。 首