唐雪飛

由于區(qū)域教育信息化新生態(tài)具有柔性和智慧的特征。那么一個(gè)柔性、智慧的系統(tǒng)應(yīng)該建設(shè)成為什么樣呢？不防先看看“工業(yè)4.0”是怎樣實(shí)現(xiàn)一個(gè)柔性、智慧的工廠的。

所謂“工業(yè)4.0”，就是在數(shù)字空間中構(gòu)建虛擬的工廠，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和營銷等整個(gè)過程都在虛擬工廠中設(shè)計(jì)好并模擬運(yùn)行，之后再通過信息物理系統(tǒng)適配到物理工廠中，實(shí)現(xiàn)智能化的無人制造。整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行過程是通過感知和映像來實(shí)現(xiàn)物理工廠的虛擬化，通過認(rèn)知模型實(shí)現(xiàn)智能化決策和模擬，然后將最好的結(jié)果適配到物理工廠中組織生產(chǎn)、銷售和服務(wù)。并且在實(shí)際生產(chǎn)過程和經(jīng)營過程中，及時(shí)感知變化，動(dòng)態(tài)做出生產(chǎn)與銷售調(diào)整，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減低市場風(fēng)險(xiǎn)，提升企業(yè)效益。而支撐虛擬工廠運(yùn)轉(zhuǎn)的是一套智慧的信息物理融合系統(tǒng)（CPS）。

由此可見，一個(gè)智慧系統(tǒng)應(yīng)該具備感知、映像、認(rèn)知、柔性和持續(xù)演化的特征。

基礎(chǔ)教育云平臺(tái)

我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，智慧的信息物理融合系統(tǒng)（CPS） 是支撐“工業(yè)4.0” 虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的系統(tǒng)。而支撐區(qū)域教育信息化新生態(tài)演化同樣需要一套智慧的信息物理融合系統(tǒng)，目前基于“大、物、云、移”技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)教育云平臺(tái)正是這樣一套支撐區(qū)域教育信息化新生態(tài)不斷演化的智慧系統(tǒng)。

因此，智慧基礎(chǔ)教育云平臺(tái)也必須具有感知、映像、認(rèn)知、柔性的特點(diǎn)，才能適應(yīng)區(qū)域教育信息化新生態(tài)的協(xié)同演化。智慧基礎(chǔ)教育云平臺(tái)由感知層（智能感知層和網(wǎng)絡(luò)通訊層）、映像層（計(jì)算與存儲(chǔ)層和基礎(chǔ)支撐層）、認(rèn)知層（數(shù)據(jù)處理/分析/管理層）和柔性應(yīng)用服務(wù)層等構(gòu)成。

其一，基礎(chǔ)設(shè)施層。基礎(chǔ)設(shè)施是智慧基礎(chǔ)教育云的物理環(huán)境，包括網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造、硬件設(shè)施及配套軟件、數(shù)據(jù)中心環(huán)境建設(shè)三個(gè)方面。

市和區(qū)縣都需要構(gòu)建自己的數(shù)據(jù)中心，因此也需要配套的軟硬件建設(shè)，但如果市教育局已經(jīng)建成了全覆蓋的教育城域網(wǎng)，則區(qū)縣不再需要建設(shè)自己的城域網(wǎng)。而學(xué)校的內(nèi)部校園網(wǎng)和智能教室是必須要建設(shè)的。

其二，基礎(chǔ)支撐層，是保障基礎(chǔ)教育云平臺(tái)具有柔性架構(gòu)的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫必須基于教育管理信息標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)；數(shù)據(jù)清洗與整合平臺(tái)則負(fù)責(zé)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫收集分散在各個(gè)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)并保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量；教育云管理基礎(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一服務(wù)注冊、統(tǒng)一插件接口、統(tǒng)一組織架構(gòu)、協(xié)調(diào)租戶訪問；統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一賬號(hào)管理、統(tǒng)一角色管理、統(tǒng)一權(quán)限管理和統(tǒng)一審計(jì)管理；統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)實(shí)現(xiàn)門戶的統(tǒng)一構(gòu)建和靈活配置；柔性應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)提供面向服務(wù)的開發(fā)框架、面向組件的開發(fā)框架、業(yè)務(wù)組件運(yùn)行容器等功能，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的柔性構(gòu)造。

因此，市級(jí)、區(qū)級(jí)教育局都需要建立以上6大平臺(tái)，形成柔性支撐架構(gòu)，適應(yīng)區(qū)域教育信息化生態(tài)建設(shè)的不斷演化。而大部分的學(xué)校不需要建設(shè)基礎(chǔ)支撐層，除非自建了一些特色應(yīng)用。

其三，信息處理/分析/管理層。大數(shù)據(jù)必須以云技術(shù)作為支撐，通過伴隨式數(shù)據(jù)收集實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的累積，既要收集管理數(shù)據(jù)，更要關(guān)注教與學(xué)的過程數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，在虛擬世界獲得對(duì)現(xiàn)實(shí)世界教育教學(xué)的認(rèn)知，再通過應(yīng)用服務(wù)層反作用于實(shí)際的教育教學(xué)過程。

其四，應(yīng)用服務(wù)層。應(yīng)用服務(wù)層為廣大師生和教育工作者提供管理和教學(xué)的服務(wù)，包括教育管理、教育資源、智慧教室和學(xué)習(xí)空間等。

教育管理公共服務(wù)平臺(tái)。主要根據(jù)本區(qū)域的地方特點(diǎn)，采用云服務(wù)模式，建成一批具有本區(qū)域特色的應(yīng)用系統(tǒng)，不僅要避免與教育部的核心系統(tǒng)和上級(jí)主管部門的通用系統(tǒng)重復(fù)，同時(shí)要做好數(shù)據(jù)對(duì)接工作。需要注意，“通用”與“特色”是相對(duì)具體層級(jí)而言的，市級(jí)通用系統(tǒng)對(duì)于上級(jí)而言是特色建設(shè)，對(duì)下級(jí)（比如區(qū)縣或?qū)W校）又是通用系統(tǒng)。因此，各級(jí)都可以根據(jù)各自的實(shí)現(xiàn)需求建設(shè)屬于本級(jí)的通用系統(tǒng)。

區(qū)域教育資源公共服務(wù)平臺(tái)，采取云服務(wù)模式實(shí)現(xiàn)市區(qū)（縣）校三級(jí)服務(wù)。各級(jí)平臺(tái)能夠獨(dú)立管理本級(jí)資源，從而有利于建設(shè)各級(jí)平臺(tái)的特色資源，各層級(jí)又緊密聯(lián)系，可以相互推薦和分享，對(duì)于區(qū)域教師和學(xué)生可以訪問不同層級(jí)的共享資源。

單純的資源平臺(tái)建設(shè)不能很好地發(fā)揮資源的作用，而適當(dāng)?shù)奶厣虒W(xué)應(yīng)用是必不可少的。通過在線組卷、翻轉(zhuǎn)課堂、作業(yè)管理、互動(dòng)答疑等功能的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)課堂環(huán)節(jié)的延伸，加強(qiáng)課前、課中、課后師生間的有效互動(dòng)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

良好的機(jī)制是資源“活”起來的保障，從而引導(dǎo)資源共建共享。通過特色的積分機(jī)制和監(jiān)測機(jī)制，可以對(duì)資源貢獻(xiàn)者和使用者進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)；通過個(gè)性化的推薦機(jī)制，讓資源使用者能更好的獲取到想要的資源；通過征集機(jī)制，有效調(diào)動(dòng)下屬成員的積極性，將優(yōu)秀的資源貢獻(xiàn)出來。

學(xué)習(xí)空間。在完成教育管理公共服務(wù)平臺(tái)和教育資源公共服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)之上，建設(shè)個(gè)人學(xué)習(xí)空間，形成學(xué)生空間、教師空間、個(gè)人資源空間和互動(dòng)空間。學(xué)習(xí)空間要實(shí)現(xiàn)與資源平臺(tái)和管理平臺(tái)的有效對(duì)接，才能夠發(fā)揮教與學(xué)的互動(dòng)作用，否則與社交軟件系統(tǒng)沒有什么區(qū)別。

智慧教室。除了做好云端的建設(shè)之外，教學(xué)的終端——智慧教室建設(shè)也是區(qū)域教育信息化新生態(tài)不可或缺的。在智慧教室里，由可重組的協(xié)作式課桌和分界的教室功能區(qū)，構(gòu)成了智能可變的教學(xué)空間；基于課堂交互系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)課堂多板教學(xué)、討論式教學(xué)以及交互式教學(xué)；通過伴隨式的數(shù)據(jù)收集，再集成學(xué)生和教師的成長檔案，就可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)輔助決策；通過電子資源庫、學(xué)科工具，實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境的慮擬化、功能化。

不同層級(jí)構(gòu)造不同應(yīng)用

這么多的內(nèi)容必須堅(jiān)持分層建設(shè)、協(xié)同管理的原則。根據(jù)不同的層級(jí)需要構(gòu)造不同的應(yīng)用。

我國的區(qū)域教育信息化建設(shè)則可以采取對(duì)接國家核心系統(tǒng)、統(tǒng)建本級(jí)通用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中、特色自建的方式，總體設(shè)計(jì)、分步實(shí)施的方式。要重視區(qū)域信息化頂層設(shè)計(jì)，科學(xué)規(guī)劃實(shí)施步驟。通過柔性的架構(gòu)，逐步演化，構(gòu)造出完整協(xié)同的區(qū)域教育信息化新生態(tài)。

具體的推進(jìn)策略：首先，搭建一個(gè)柔性的區(qū)域教育信息化框架，該框架應(yīng)具有數(shù)據(jù)清洗整合的柔性、業(yè)務(wù)流程演化柔性、數(shù)據(jù)展現(xiàn)模式的柔性，具體包括：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)、數(shù)據(jù)清洗與整合平臺(tái)、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)和統(tǒng)一信息門戶平臺(tái)?；谠摽蚣軐?duì)接國家和省級(jí)數(shù)據(jù)中心，抽取下級(jí)已建應(yīng)用的數(shù)據(jù)，整合本級(jí)已建的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)清洗構(gòu)建本級(jí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并通過統(tǒng)一門戶提供信息服務(wù)集中展示各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。然后，根據(jù)本級(jí)的通用需求，在構(gòu)建教育云管理基礎(chǔ)平臺(tái)和柔性開發(fā)平臺(tái)的基礎(chǔ)之上，建設(shè)本級(jí)的教育管理公共服務(wù)平臺(tái)和教育資源公共服務(wù)平臺(tái)，在“兩平臺(tái)”構(gòu)建完成后再搭建“學(xué)習(xí)空間”平臺(tái)。最后，逐漸把本級(jí)的遺留系統(tǒng)逐步遷移的教育云平臺(tái)上，通過這樣的逐步演化，不斷完善區(qū)域教育信息化生態(tài)系統(tǒng)。