3.2 智慧教育的建设内容

智慧教育不是孤立存在的，它被定义为是充分运用移动互联网、大数据、云计算、物联网等新一代信息技术手段，构建网络化、数字化、智能化的学习空间、学习生态和现代教育系统，旨在促进教育利益相关者的智慧养成与可持续发展，推动教育的创新与改革。因此，智慧教育建设本身是一项综合性的具有相当难度的项目。要是智慧教育实现教育再发展的目标，必须明确其建设应遵循的原则、基本架构及具体内容。

3.2.1 建设原则

智慧教育建设以服务教育和提升教育水平为出发点，构建良好的信息交流与资源共享平台，开放教育环境，充实教育资源，提升教育管理和服务水平。智慧教育的建设是一个系统工程，涉及多个设计细节和执行环节，需要从整体的高度全盘考虑。总体上，其建设应遵循均衡性与集约性结合、系统性与时效性结合、标准化与个性化结合、协调性与责任性结合的“四个结合”原则。

1．均衡性与集约性结合

为避免重复建设或成为信息孤岛，智慧教育的建设应注意均衡性。首先智慧教育面临不同地区教育发展阶段差异、信息化程度差异等不均衡的现实状况，而教育作为一种基本的公共性活动，均衡性是其基本的价值取向和必然的发展趋势，因此智慧教育的建设应立足于整体教育水平的提升，兼顾不同地区、不同发展阶段。第二，在具体的操作过程中应注意不同项目间投入的均衡性，防止出现软硬件投入的不均衡、项目开发和整合的不均衡等现象的出现。同时应当明确，均衡不意味着“削峰填谷”，不是限制或削弱发达地区、优质学校和强势群体的发展，而是“造峰扬谷”，依据实际情况努力实现共同发展、分类发展。因此，智慧教育还应重视集约性，探索如何最充分地利用一切资源。集约建设需要关注如何利旧，即有效整合已有教育资源，做到物尽其用；又需要关注如何立新，即统筹人员、资金等资源，建设新的共性支撑平台和应用系统。

2．系统性与时效性结合

智慧教育作为一项复杂的系统性工程，需要进行具有前瞻性和示范性的顶层设计，结合建设模式、队伍组成、资源投入等多方面因素进行综合考虑，统一规划基础设施、信息资源、应用系统、支撑环境、安全保障等建设内容。只有进行系统性规划，才能平稳有序地推动智慧教育建设。而在互联网时代，技术的发展是瞬息万变的，教育理念、水平等具体情况也无时无刻不在发生着变化。因此，智慧教育的建设需要系统性规划，更需要结合实际与时俱进地进行调整。

3．标准化与个性化结合

在智慧教育的建设中，标准化是不可或缺的原则。标准化可以使建设更有序、更合理，也使建设的监督和评价有所依凭，能够对教育进行更有针对性、方向性的改进，实现良性发展。遵循标准化规划与设计原则的建设有统一门户、统一身份认证、统一编码规范、统一数据格式、统一数据库等项目，这样标准化的建设使不同地区间教育系统的联动成为可能，真正发挥智慧教育开放共享的效用。但强调标准化的同时不应忽视个性化，具体建设应与建设地教育发展状况、建设范围、风险评估等实际情况相匹配，紧紧围绕需求核心，整体规划、全面部署、扎实推进、分步实施，坚持“实用”的设计原则，尽最大可能使建设“落地化”，展现个性化特色。

4．协调性与责任性结合

要实现智慧教育的建设目标，需要教育者、受教育者、管理者、公众等多方主体的积极参与，需要多方力量的有效协调。因此，在智慧教育建设中应注重协调性，在硬件系统、应用系统建设的同时，需要加强建设部门与应用部门、各应用部门之间的沟通与协同，打破部门壁垒、挖掘深层数据、集成可靠信息、实现资源共享，最大限度发挥智慧教育建设的功能和效益。同时应理清各主体在既定建设模式中的权责分配情况，重视建设的责任性，防止在建设中出现多头领导或无人负责的困局。

3.2.2 总体框架

智慧教育是教育信息化深入发展的结果，是一种现代化的教育服务形态，是智慧城市建设的重要组成部分。其依托物联网、云计算、大数据、泛在网络等新一代信息技术，打造出一整套教育信息生态系统。智慧教育有利于促进信息技术与教育主流业务的深度融合，促进教育利益相关者的智慧养成与可持续发展，推动我国教育逐渐成长为一个具备共享互联属性的智慧化体系。智慧教育体系的建成有利于帮助传统教育走出优质教育资源短缺、发展不平衡、个性化缺失等困境，实现教育再发展；同时，也在对教育的有效监督、危机预警、科学决策等方面提供有效途径。

智慧教育建设的总体框架（如图3-3所示）主体部分是技术体系，其遵循智慧城市的基本技术架构，并重视通过标准化的接口与智慧城市中其他智慧系统（信息资源、政务、安全、社区、交通、医疗、物流等）进行联通，共享基础数据，以及进行多方面的对接和配合。技术体系建设一共分为感知层、网络层、平台层、应用层、用户层5个层次，全面展现信息由采集到传递、处理、系统分析直到最终应用于教育活动的整体流程。5个层次中，每一层都对其下层具有依赖关系，层层紧扣，自成系统。

此外，智慧教育建设的总体框架还包含保障体系部分。智慧教育的高效、健康、有序发展离不开相应保障体系的支持，保障体系可以对教育的运行、建设、管理提供必要的规范和指导，也对技术体系构成必要的约束。保障体系主要包含标准规范体系、安全保障体系、运维管理体系、运营推广体系4个方面，贯穿智慧教育规划、建设、运行、运营整个过程，是整个智慧教育系统中不可缺少的一部分。

3.2.3 技术体系建设

将智慧教育技术体系加以解构，按照信息由采集到传递、处理、系统分析直到最终投入使用的过程，自下而上可分为感知层、网络层、平台层、应用层、用户层5层。

1．感知层：数据采集层

感知层是智慧教育的技术底层，是整个智慧教育系统的数据采集源，依据感知数据自适应地为用户提供推送式服务。与传统教育片面性或剖面性非自然的采集方式相比，智慧教育数据的采集强调持续性、自然状态和全面性，数据的来源是跨界的、多源头的，包括设备运行、教学环境以及学习者的状态等，可以说是随时随地。感知层的建设重点是服务器、多媒体等信息采集基础设备，这些设备广泛嵌入到教育所处的外围环境中，实现对校园、图书馆、社区等地点以及学生、老师、家长等群体在教育方面相关信息智能化的识别、采集和监控。如今，数据和信息已被认为是城市物质、智力之外的第三类重要战略资源，而感知层发挥了教育与网络进行信息交互的重要枢纽作用，决定了教育中哪些信息可以被感知、关注，更上层的数据分析、应用等都必须要依靠感知层的基础信息采集才能够完成。

2．网络层：数据传输层

网络层负责教育数据和相关信息的传输，构成教育的信息传导系统。一方面，通过互联网、物联网等形成泛在化的网络承载系统，能够将感知层釆集的信息进行实时、准确的传递，也为各类应用随时、随地、随需地提供高速、泛在的网络条件；另一方面，网络层的存在使智慧教育能够真正打破时间、空间的界限，实现人与人、物与物、人与物之间的全面互联、互通与互动，从而增强信息获取和实时服务的能力。具体地，智慧教育的网络系统建设主要存在于智慧城市网络通信中，智慧城市通过普适、共享、便捷、高速的网络通信基础设施建设，为城市信息流动共享提供通道。除了基础的互联网、物联网、通信网络建设，智慧教育网络层建设的重点是与教育联系更为密切的、更具特色的校园网和教育专网建设。

3．平台层：数据存储与分析层

平台层由各类数据中心和支撑公共平台的应用构成，通过云计算、大数据等技术，实现对城市教育数据信息资源的聚合、共享以及高效、准确的分析处理，及时反映各个对象的变化状况，为应用决策提供数据分析结果支持，其在整个智慧教育技术体系中占据极其重要的位置。同时，智慧教育建设规模大、项目多，平台的建设有利于实现数据、资源、服务的有效整合，避免重复建设。智慧教育的平台层大致包括大数据平台、教育资源服务平台和教育管理服务平台三大部分，大数据平台主要提供数据的采集、存储、处理、分析以及可视化等服务，使体量大且繁杂的非结构化数据有效服务于应用。教育资源服务平台与教育管理服务平台包含在国家“三通两平台”建设工程中，是平台层重点推进的建设项目。资源平台建设的主要目的在于实现优质资源的共享，以及资源与应用的良好对接；管理平台建设的目的在于教育服务的开发共享，以及为具体应用中管理决策的做出提供依据。

4．应用层：数据的项目化使用

应用层是整个智慧教育系统的决策中枢、控制中心，主要指在感知层、网络层、平台层基础上建立的各种具体应用项目，主要包括智慧校园、智慧图书馆、在线教育、网络学习几个类别。应用层以满足具体领域业务需求为目标，与日常生活联系最为紧密，直接面向最高层的用户，包括教育者、受教育者、教育管理决策者以及其他公众。

5．用户层：数据的最终应用者

用户是智慧教育系统服务的目标，享受应用层带来的便捷、联动、高效的一站式信息化服务；同时也是智慧教育系统建设最直接的利益相关方，其对教育的诉求、对教育系统的运行与发展具有深刻影响。

3.2.4 保障体系建设

智慧教育建设不仅是技术体系的建设，更包括保障体系的建设，而保障体系又可以近一步划分为标准规范体系、安全保障体系、运维管理体系、运营推广体系4个方面（如图3-4所示）。其中，标准规范与安全保障贯穿教育信息化的整个过程，具有十分重要的地位；运维管理体系负责保障智慧教育体系的正常运转，运营推广体系负责保障智慧教育确定正确的发展方向，实现体系自身的优化与成长。而具体地，每一方面又可划分出多个层次，多方位保障技术体系的顺利运行。

1．标准规范体系

标准规范是判断智慧教育建设水平的具体性规则，是智慧教育系统建设的基础，也是维持系统正常运行的重要保障。国际上许多国家和地区，存在部分研究机构或国家奖学金标准化组织，从事智慧教育规范制定的工作，比如美国电气与电子工程师协会学习技术标准委员会（IEEEE LTSC）、全球学习联合公司（IMS GLC）等。这些组织按照不同的划分方式，提出自身的标准规范体系（如表3-1所示）。

目前，我国尚未建立智慧教育标准规范体系。但教育信息化技术标准委员会（CELTS）已在电子书包、智慧校园等具体应用层面制定相应规范。而国内外大多数标准体系的制定服务于衡量教育技术的掌握程度和质量水平，规范内容较多考虑软硬件技术层面以及学习者的学习能力层面。构建较全面的标准规范体系应当包括总体标准、技术标准、服务标准和相关行业4个方面。总体标准一方面来源于国家政策的宏观规划，界定智慧教育建设的总体架构、建设地点、规模等内容；另一方面包含对学习、教学、培训、管理等能力要求的规范，如《中小学教师教育技术能力标准》等。技术标准可进一步划分为资源和环境两个层面，资源层面主要包含专业术语表述、数据标准等内容，努力使资源的描述、封装、重组，保证资源流通共享的顺畅；环境层面主要包括软硬件设施规范，如《中小学校教室采光和照明卫生标准》（GB7793—2010）、《教学视听说设备及系统维护与操作的安全要求》（GB12641—2007）等规范都属于这一层面。服务标准包含教育管理、评价、具体应用等方面，如《中小学生学籍管理办法》、《成都市中小学教育质量综合评价指标》等。此外，标准体系中还应当包含相关行业的标准，如基础设施建设的质量标准、在线教育企业运营的合法性认证等。此外，全国跨境教育标准化服务联盟、中国教育信息化产业技术创新战略联盟、北京教育信息化产业联盟、中国教育装备行业协会、中国教育后勤协会等智慧教育的相关团体和联盟，也通过出台一系列的团体标准、行业标准等方式，加入到标准制定的活动中。

2．安全保障体系

安全保障体系也是智慧教育保障体系的重要组成部分，主要包括物理安全、数据安全、网络安全、应用安全4个方面。物理安全包括设备安全（如校园设施、网络硬件设施）、动力安全（如供水、供电系统安全）、容灾备份（如灾害防御、重要数据备份）等，主要保障网络和教育设施本身的安全性，以及将人为或自然对其可能造成的危害降至最低水平。数据安全主要负责保护信息在存储、传输、处理等过程中的完整性、真实性、机密性，防止数据被窃取或篡改，其涵盖的内容主要包括数据加密、隐私保护、身份识别等。网络安全主要指对数字化校园基础网络与信息系统的运行过程和状态的保护，通过实时监测、系统防护等措施，应对网络入侵、网络信息非法占用等情况，预防网络服务中断甚至瘫痪，其目标是建立网络安全的动态化、全过程主动防御系统，保障信息传输过程的安全性。应用安全是对纷繁复杂的网络信息进行有针对性的隐藏、发现、分析和管理，以保障用户在具体应用过程中的安全，主要包括信息检索、数据挖掘、特定信息过滤（例如色情、暴力等不良网络信息，未成年人信息保护）、危机预警（包括网络舆情预警和潜在的诈骗、病毒等危害用户安全的信息预警）等内容。

3．运维管理体系

运维管理体系主要负责保障智慧教育系统的日常运行和维护，不断发展优化的目标是使智慧教育各项复杂的活动实现自动化、数据化，并且最终可视化，从而确保质量、效率和成本几者之间的平衡，整个教育生态系统实现良性运转。具体地，智慧教育运维管理体系，下辖组织管理体系和运维保障体系两大主要体系。组织管理体系偏向宏观层面，主要包括机构设置（明确系统组织结构和权责分配）、政策制度（发挥制度的规范作用）、资金筹措（为系统运行提供稳定的资金支持）、人才培养（充实系统人力资源）等内容。而运维保障体系则更偏向微观的技术操作层面，包括日常数据维护、对运行过程的智能管控、运行成果的评估反馈及运行前景的发展预测等内容。

4．运营推广体系

运营推广体系主要从宏观、微观两个层面聚焦智慧教育系统的成长，包含产业链优化、产业运营模式、应用推广策略等组成部分。宏观角度上，智慧教育改变了传统教育产业结构，形成规模化的新型智慧教育产业，产业的发展需要合适的顶层设计、产业链的构建与优化、建设运营模式的选择与评估等方面保障；而微观层面，大量智慧教育具体应用的发展需要合适的推广策略与营利模式选择，这些都是运营推广体系所需要关注的。