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中央网络安全和信息化委员会印发《“十四五”国家信息化规划》指出要：开展“互联网+教育”云网一体化建设。支撑各类创新型教学的常态化应用，推动优质教育资源开放共享，缩小区域、城乡、校际之间的差距，实现更加公平更有质量的教育。为推动区域整体开展智慧教育云建设指明道路。在教育部等六部门发布《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》中，也指出教育新基建重点目标，建设“互联网+教育”大平台，为教育高质量发展提供数字底座。同时，在“双减”政策要求下，如何利用信息化实现精准教学成为区域教育局思考的重要问题。
随着近年来深化教育教学改革的探索，“互联网+教育”的实践，依托新技术产生了多种教育形态，对教育理念的实践也产生了深刻影响。无论是推进素质教育、发展学生核心素养，还是实施新课程方案、提升教学育人质量，亦或者实现智慧教育、智能教育，均对传统的教学模式提出了新的挑战和要求，亟需依托云网融合、应用整合，发挥云计算、大数据、人工智能、物联网、5G通信等新技术，以学习者为中心、启发式学习等新型教学方法来破解传统教学中的难题。
Ø 教育均衡化程度有待提高。
Ø 教育信息管理系统缺少统筹规划。
Ø 教学信息化软、硬件等建设缺少整合。
Ø 教育公共服务能力有待提高。
Ø 区域和学校各自为战，缺乏统一口径管理。
Ø 数据安全等相关法规制度缺失。
区智慧教育建设方案从底层技术架构到上层应用统筹规划建设，通过智慧教育云平台、校园AI超脑、大数据应用建设、智慧教务、智慧教与学、AI学科课堂、平安校园、绿色校园等建设内容，完成区域智慧教育的规划建设。实现学生个性化发展与成长；教师精细化教学与减负增效；教育管理者的精致管理与数据治理。
智慧教育云解决方案建设基于边缘计算的智慧教育云平台，服务于教育核心场景，实现高效备课、精准授课、全测全改、个性练习、精益教研；服务于校园一般场景，实现办公效率提升、教务管理智能化、支撑面向未来的创新教育、便捷智慧的校园生活、AIoT的智能化环境；服务于区域管理场景，实现教育监管、教育评价、教育治理、教育服务等全方位智能化服务管理。最终实现区域整体基于云计算、大数据、人工智能等新技术，全过程大规模因材施教的教育实践。
智慧教育云由统一认证平台、数据中台、业务中台、AI能力中台、开放协同平台等部分搭建而成，总体架构的设计如图所示。
区域智慧教育云平台由3大中台、2个平台、1套标准组成。统一认证平台由单点登录、权限管理等部分组成，实现区域应用的统一认证与登录。业务中台由维护学校、教室、组织、用户的基础数据中心，维护学科、课程、开课数据的课程中心等业务中心组成，实现业务数据的标准定义与管理。数据中台由数据集成平台、数据标准平台等部分组成，实现数据沉淀与数据工具建设。AI能力中台由智能知识图谱、智能排课引擎等部分组成，可以通过将能力封装为标准API接口的方式，为应用提供人工智能能力，具有快速响应、低成本等特点。开放协同平台是平台服务和业务应用间的枢纽，统一认证平台通过其连接应用，完成身份认证；业务中台为开放协同平台提供服务支撑；AI能力中台将能力封装成标准API接口的方式，通过开放协同平台为应用提供AI能力；数据中台通过开放协同平台和应用进行数据交换。同时，通过《教育数据标准》、《信息化建设标准》的标准支撑，完整实现区域智慧教育云平台的建设。
区域智慧教育云基于混合云基础设施之上建设，并对区域应用、校园超脑、校园应用提供强有力的支撑和保障。
通过以上整体架构设计，区域智慧教育云平台可实现已有应用上云，新建应用统一建设于云平台上，进而实现“统一接入、统一认证、统一平台、统一数据、统一防护、一网通办”，为推动数据驱动的大规模因材施教提供基础数据保障。
1. 备授测练研一体化设计，全场景数据融通
传统智慧教与学的建设包含智慧教室环境建设、平板课堂建设、组卷阅卷系统建设、个性作业建设等内容，各应用虽技术成熟、单场景应用良好，但该模式存在软硬件割裂、教学场景割裂等弊端，不利于跨场景之间的数据流通。本方案采用备、授、测、练、研，全教学流程一体化设计，保证教学数据全面打通，通过校园AI超脑汇聚、沉淀，为各模块数据分析提供数据支持，保障对教与学的刻画更为精准。
2. 一校一脑，增强本地能力，降低建设成本
本方案在架构上采用公有云能力与校园边缘计算节点能力并存的“边云协同”架构，在校园层面建设服务于智慧教育的“校园大脑”，将使用率高、性能要求高的能力本地化，充分保障在各种突发网络情况下均可有序使用智慧教学应用，同时成为校园数据与资源的资产汇集中心。此外，“一校一脑”的模式将边缘节点定位在校级，相对于市场上普遍的“一班一脑”的模式，更加集约化，大幅降低了重复性建设，以此节省总体投入成本，避免浪费。
3. 纸笔书写，绿色护眼
护眼问题一直是制约智慧课堂普及的重要因素，传统平板互动课堂的方式在课堂互动效率、互动丰富度上有良好的体验，但难免对学生视力造成损伤。本方案采用智能笔盒解决方案，依托点阵笔技术搭配具备互动答题按钮的笔盒实现师生深度互动的同时，保留纸笔的书写习惯，并记录书写过程，解决电子产品对学生视力有伤害的问题。
4. AI赋能，精准教学，个性化学习
校园AI超脑提供知识图谱、智能推送等一系列教学深度应用的AI能力。以数据为核心，针对不同学生的个体差异进行针对性的精准授课，实现个性化教学。通过对学生课上、课下、考试等学情数据分析得到学生个人能力画像，学生可以获取专属的个性化学习资源推送；以学习资源包为核心规划学生完整的学习路径，确保学生掌握每个知识点。
闵行智慧教育示范区建设以数据驱动的大规模因材施教为最终目标，架构了1个中台2个助手5类用户8个场景的1258工程。通过以统一身份与访问管理中心、数据中台和业务中台为核心，推动教育云端全覆盖，实现“统一接入、统一认证、统一平台、统一数据、统一防护、一网通办”，支撑“数据驱动的大规模因材施教”实践，助力闵行区率先创建全国“智慧教育示范区”。紫光教育作为闵行区智慧教育示范区的共建单位，积极参与到“闵行智慧教育云平台”建设。
以教育中台为核心的云平台上已经实现了36个业务系统的数据集成，8亿条数据的清洗，并构建了19项业务专题库，充分发挥了中台的数据枢纽作用
基于过程性的数据汇聚构建学生画像和教师画像，以学生智能学伴和智能教师助手为载体，为学生提供个性化学习支持环境，融通教与学，服务于教师教学能力的发展和教学质量的提升。
打破传统学校有形边界的物理空间，深圳市云端学校是深圳市教育先行示范和探索未来教育的重要工程，打造“线上线下无缝融合、可自由切换的双栖教学体系”，致力于建设以“总部校区”为核心，辐射全市多所“入驻学校”的新型学校，构建现代信息技术条件支持下的新型教学和师资成长共同体。
在15所学校（校区）初一年级率先开展云端学校教学新模式，通过15min双师课堂 + 30min本地课堂的方式，名师线上讲解前15分钟课程，本次教师讲解后30分钟，创新探索混合式教学模式。
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