智慧基础教育云：重塑区域教育信息化新生态(二)

　　由于区域教育信息化新生态具有柔性和智慧的特征。那么一个柔性、智慧的系统应该建设成为什么样呢？不防先看看“工业4.0”是怎样实现一个柔性、智慧的工厂的。

　　所谓“工业4.0”，就是在数字空间中构建虚拟的工厂，产品的设计、制造和营销等整个过程都在虚拟工厂中设计好并模拟运行，之后再通过信息物理系统适配到物理工厂中，实现智能化的无人制造。整个生产运行过程是通过感知和映像来实现物理工厂的虚拟化，通过认知模型实现智能化决策和模拟，然后将最好的结果适配到物理工厂中组织生产、销售和服务。并且在实际生产过程和经营过程中，及时感知变化，动态做出生产与销售调整，从而提高生产效率、降低生产成本、减低市场风险，提升企业效益。而支撑虚拟工厂运转的是一套智慧的信息物理融合系统(CPS)。

　　由此可见，一个智慧系统应该具备感知、映像、认知、柔性和持续演化的特征。

　　基础教育云平台

　　我们已经认识到，智慧的信息物理融合系统(CPS)是支撑“工业4.0”虚拟与现实相结合的系统。而支撑区域教育信息化新生态演化同样需要一套智慧的信息物理融合系统，目前基于“大、物、云、移”技术发展的基础教育云平台正是这样一套支撑区域教育信息化新生态不断演化的智慧系统。

　　因此，智慧基础教育云平台也必须具有感知、映像、认知、柔性的特点，才能适应区域教育信息化新生态的协同演化。智慧基础教育云平台由感知层(智能感知层和网络通讯层)、映像层(计算与存储层和基础支撑层)、认知层(数据处理/分析/管理层)和柔性应用服务层等构成。

　　其一，基础设施层。基础设施是智慧基础教育云的物理环境，包括网络升级改造、硬件设施及配套软件、数据中心环境建设三个方面。

　　市和区县都需要构建自己的数据中心，因此也需要配套的软硬件建设，但如果市教育局已经建成了全覆盖的教育城域网，则区县不再需要建设自己的城域网。而学校的内部校园网和智能教室是必须要建设的。

　　其二，基础支撑层，是保障基础教育云平台具有柔性架构的基础。基础数据库必须基于教育管理信息标准来建设；数据清洗与整合平台则负责为基础数据库收集分散在各个应用中的数据并保证数据的质量；教育云管理基础平台实现统一服务注册、统一插件接口、统一组织架构、协调租户访问；统一身份认证平台实现统一账号管理、统一角色管理、统一权限管理和统一审计管理；统一信息门户平台实现门户的统一构建和灵活配置；柔性应用开发平台提供面向服务的开发框架、面向组件的开发框架、业务组件运行容器等功能，实现应用系统的柔性构造。

　　因此，市级、区级教育局都需要建立以上6大平台，形成柔性支撑架构，适应区域教育信息化生态建设的不断演化。而大部分的学校不需要建设基础支撑层，除非自建了一些特色应用。

　　其三，信息处理/分析/管理层。大数据必须以云技术作为支撑，通过伴随式数据收集实现数据的累积，既要收集管理数据，更要关注教与学的过程数据。通过数据分析和数据挖掘，在虚拟世界获得对现实世界教育教学的认知，再通过应用服务层反作用于实际的教育教学过程。

　　其四，应用服务层。应用服务层为广大师生和教育工作者提供管理和教学的服务，包括教育管理、教育资源、智慧教室和学习空间等。

　　教育管理公共服务平台。主要根据本区域的地方特点，采用云服务模式，建成一批具有本区域特色的应用系统，不仅要避免与教育部的核心系统和上级主管部门的通用系统重复，同时要做好数据对接工作。需要注意，“通用”与“特色”是相对具体层级而言的，市级通用系统对于上级而言是特色建设，对下级(比如区县或学校)又是通用系统。因此，各级都可以根据各自的实现需求建设属于本级的通用系统。

　　区域教育资源公共服务平台，采取云服务模式实现市区(县)校三级服务。各级平台能够独立管理本级资源，从而有利于建设各级平台的特色资源，各层级又紧密联系，可以相互推荐和分享，对于区域教师和学生可以访问不同层级的共享资源。

　　单纯的资源平台建设不能很好地发挥资源的作用，而适当的特色教学应用是必不可少的。通过在线组卷、翻转课堂、作业管理、互动答疑等功能的建设，实现课堂环节的延伸，加强课前、课中、课后师生间的有效互动，促进教学质量的提升。

　　良好的机制是资源“活”起来的保障，从而引导资源共建共享。通过特色的积分机制和监测机制，可以对资源贡献者和使用者进行科学评价；通过个性化的推荐机制，让资源使用者能更好的获取到想要的资源；通过征集机制，有效调动下属成员的积极性，将优秀的资源贡献出来。

　　学习空间。在完成教育管理公共服务平台和教育资源公共服务平台基础之上，建设个人学习空间，形成学生空间、教师空间、个人资源空间和互动空间。学习空间要实现与资源平台和管理平台的有效对接，才能够发挥教与学的互动作用，否则与社交软件系统没有什么区别。

　　智慧教室。除了做好云端的建设之外，教学的终端——智慧教室建设也是区域教育信息化新生态不可或缺的。在智慧教室里，由可重组的协作式课桌和分界的教室功能区，构成了智能可变的教学空间；基于课堂交互系统，可以实现课堂多板教学、讨论式教学以及交互式教学；通过伴随式的数据收集，再集成学生和教师的成长档案，就可以实现教学辅助决策；通过电子资源库、学科工具，实现教学环境的虑拟化、功能化。

　　不同层级构造不同应用

　　这么多的内容必须坚持分层建设、协同管理的原则。根据不同的层级需要构造不同的应用。

　　我国的区域教育信息化建设则可以采取对接国家核心系统、统建本级通用系统、数据集中、特色自建的方式，总体设计、分步实施的方式。要重视区域信息化顶层设计，科学规划实施步骤。通过柔性的架构，逐步演化，构造出完整协同的区域教育信息化新生态。

　　具体的推进策略：首先，搭建一个柔性的区域教育信息化框架，该框架应具有数据清洗整合的柔性、业务流程演化柔性、数据展现模式的柔性，具体包括：基础数据库平台、数据清洗与整合平台、统一身份认证平台和统一信息门户平台。基于该框架对接国家和省级数据中心，抽取下级已建应用的数据，整合本级已建的数据，通过数据清洗构建本级基础数据库，并通过统一门户提供信息服务集中展示各类业务数据。然后，根据本级的通用需求，在构建教育云管理基础平台和柔性开发平台的基础之上，建设本级的教育管理公共服务平台和教育资源公共服务平台，在“两平台”构建完成后再搭建“学习空间”平台。最后，逐渐把本级的遗留系统逐步迁移的教育云平台上，通过这样的逐步演化，不断完善区域教育信息化生态系统。

　　北京市海淀区五一小学 唐雪飞