【文章內容簡介】 方面的安全技術，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的一致性，保證業(yè)務和數(shù)據(jù)不被非法獲取和篡改，保證數(shù)據(jù)不因意外情況丟失和損壞，保證信息傳輸時確認對使用者、發(fā)送和接收者的身份，提供多種安全檢查審計手段，實現(xiàn)整個平臺的安全性。 （ 7） 準確性 通過雙方緊密協(xié)作，以用戶需求為中心，準確理解業(yè)務要求，共同研究實現(xiàn)方案。通過規(guī)范的項目管理 、周密的系統(tǒng)測試和質量保證措施，保證系統(tǒng)處理的準確性。 （ 8） 可伸縮性 隨著應用水平的提高、使用規(guī)模的擴大，平臺能采取平滑擴展的技術手段，保證大用戶量并發(fā)處理，實現(xiàn)高效的訪問速度。平臺也能在應用高峰期、空閑期到來時，按需調度和釋放基礎設施資源滿足性能保障和能耗降低的需要。在需求增加、新應用引入時，平臺能提供持續(xù)升級和系統(tǒng)融合的支持。 （ 9） 可維護性 系統(tǒng)應該具有良好的結構，各個部分應有明確和完整的定義，使得局部的修改不影響全局和其他部分的結構和運行；并利用成熟可靠的技術或產品管理系統(tǒng)的各組成部分，管理數(shù)量龐大的組件。 23 （ 10） 易用性 采用門戶、智能人機交互技術保證系統(tǒng)具有友好的用戶使用界面和良好的可操作性，使用戶能夠快速掌握系統(tǒng)的使用，便于應用推廣。 （ 11） 集成性 應用系統(tǒng)設計需考慮軟硬件系統(tǒng)之間可以方便地實現(xiàn)集成。保證系統(tǒng)用戶無需花費過多的精力進行系統(tǒng)平臺的集成，而將精力集中到經(jīng)辦業(yè)務的整理和系統(tǒng)的實現(xiàn)上，從時間和進度上促進系統(tǒng)的快速本地化。集成的應用系統(tǒng)降低了系統(tǒng)維護的難度和要求，方便用戶日后的應用和管理。 設計參照 標準 在 我市 智慧教育 項目 的設計、建設和實施中，將遵循以下國家和教育行業(yè)技術標準： （ 1）《基礎教育教學資源元數(shù)據(jù)規(guī)范 》（教技〔 2020〕 3 號） （ 2）《國家電子政務工程建設項目管理暫行辦法》 （ 3）《信息安全技術 — 信息系統(tǒng)安全管理要求》 GB/T202692020 （ 4）《信息安全技術 — 信息安全風險評估規(guī)范》 GB/T209842020 （ 5）《信息安全技術 — 信息系統(tǒng)安全等級保護基本要求》GB/T222392020 24 （ 6）《信息安全技術 — 信息系統(tǒng)安全等級保護定級指南》GB/T222402020 （ 7）《軟件工程 — 產品質量》 GB/T162602020 （ 8）《軟件工程 — 軟件生存周期過程》 GB/Z202062020 （ 9）《軟件工程 — 測量過程》 GB/T209172020 （ 10）《計算機信息系統(tǒng)安全等級保護管理要求》 GA/T3882020B （ 11）《教育管理信息教育管理基礎代碼》等七個教育信息化行業(yè)標準（教技〔 2020〕 3 號） （ 12）《教育信息化技術標準 CELTS》系列標準（教育信息化行業(yè)標準） （ 13）《國家教育管理公共服務平臺省級數(shù)據(jù)中心建設指南》 技術路線 為了滿足教育信息化發(fā)展需要，在大用戶量、高訪問率的前提下保證系統(tǒng)的高可用性、高可靠性，建議采用云計算的技術路線，云計算是在分布式計算、并行計算、網(wǎng)絡存 儲、負載均衡的基礎上，進一步融合了虛擬化、效用計算等技術，建立了 IT 基礎設施資源池，實現(xiàn)了應用和存儲的動態(tài)分配、調度和高效利用?？沙浞职l(fā)揮基礎設施應用效能，有效避免業(yè)務空閑時間計算資源的浪費，單位硬件可為更多應用提供服務。因此云計算在大用戶量，高訪問率的情況下仍然具 25 有很強的高可用性和高可靠性。同時云計算具備更高集約化程度和更加靈活的彈性伸縮特性，能快速應對應用功能擴展以及用戶規(guī)模增加，使得管理、維護、升級更加便捷。 云計算具有按需使用、隨時擴展、易于管理、安全可靠、共享資源的優(yōu)點。云計算將所有的計算資源集中 起來，并由軟件實現(xiàn)自動管理。與此同時，云計算可以跨越異構、動態(tài)流轉的資源池為客戶提供可自治的服務，實現(xiàn)資源的按需分配，提高信息化建設的效率和彈性，有利于促進教育生產活動的集約化水平和降低成本。因此，對于 我市智慧教育項目的 建設，云計算是統(tǒng)籌實施、科學經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展的最佳技術路線。 其它關鍵 技術 （ 1）基于分布式數(shù)據(jù)庫技術，實現(xiàn) 我市 智慧 教育項目 數(shù)據(jù)的高可靠穩(wěn)定的存儲和使用，并利用關系型數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)平臺基礎數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、公共應用服務數(shù)據(jù)的存儲和使用。利用非關系型數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)平臺資源數(shù)據(jù)的存儲和使用。 （ 2）基于垂 直搜索引擎技術，實現(xiàn)用戶按關鍵詞、資源目錄、文件類型、來源等多種方式搜索 我市 智慧 教育項目 的資源以及相關信息，并結合用戶特征信息進行相關性篩選，提高搜索結果的符合度。 26 （ 3）基于流媒體技術，實現(xiàn)主流格式的視音頻資源點播、以及現(xiàn)場教研、教學活動的錄播直播，為教師遠程講課、教研員視頻研討等提供支撐。 （ 4）基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計技術和方法，對教研、教學和學習數(shù)據(jù)進行多維度數(shù)據(jù)挖掘，輔助教育教學決策支持。 （ 5）基于元數(shù)據(jù)管理的資源索引技術，元數(shù)據(jù)定義結合國家教育信息化技術標準（ CELTS）體系要求，提供雙語教育資源管理服務，實現(xiàn)對教研、教學、學習和教育管理資源的整合、共享和管理。 （ 6）基于語音轉寫、語義分析、音頻檢索等語音技術，實現(xiàn)具有智能語音交互特色的文語雙顯信息交流應用和教學資源語音檢索應用，極大提高教學、教研過程中的手寫輸入效率，更加準確快速地讓用戶檢索到教育資源。 （ 7）基于語音合成、語義分析等技術，實現(xiàn)高自然度語音播報功能，可將任意中文文本轉換為標準、流暢的普通話語音朗讀出來，將任意英文文本用流暢的英式或美式英語朗讀出來，可以利用此技術對發(fā)音進行糾正，提高用戶的漢語及英語發(fā)音水 平。另一方面此技術也可應用在輔助用戶進行閱讀，以及為一些人機交互的場合，為用戶提供更加友好的使用體驗。 （ 8）基于信息安全監(jiān)控技術，自動對文本、視頻、音頻等資源中的不良信息進行自動檢測，避免不健康資源上傳到平臺。 27 邏輯 架構 我市 智慧 教育項目 邏輯架構上共分為三層： SAAS(軟件即服務 )，PAAS（平臺即服務）， IAAS（基礎設施即服務）。 （ 1） IAAS 層（基礎設施即服務） 云基礎設施是 我市 智慧教育項目 的運行基礎，為整個平臺提供基礎計算能力、存儲能力、網(wǎng)絡支撐能力以及安全防護能力，從而保障 28 我市 智慧 教育項目 安全、穩(wěn)定、高速運行，同時云基礎設施可向市、縣、學校提供本地特色應用部署支撐。 （ 2） PaaS 層（平臺即服務） 為了保障 我市 智慧教育項目 建設的統(tǒng)一性、規(guī)范性、開放性，需要構建 PaaS 層提供應用服務引擎以及統(tǒng)一的運營平臺，通過標準的接口規(guī)范以及開放合作機制為 SaaS 層應用提供集成整合服務。主要包括開放平臺及核心應用、應用整合平臺、教育數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一基礎設施與環(huán)境及平臺智慧化等。 （ 3） SaaS 層（軟件即服務 ) 主要承載云門戶和云應用，云門戶是發(fā)布資源、匯聚應用、吸引用戶的重要入口和主要途徑，面向教學活動的各參 與者，為學生、教師、教育管理機構提供基于身份的個性化、信息化的空間環(huán)境。云應用將主要圍繞教與學、教與教、學與學和教育管理等方面內容進行建設。主要包括 基礎支撐平臺 、資源管理系統(tǒng)、備課教研系統(tǒng)、智慧 課堂系統(tǒng)、遠程視頻課堂、智慧管理系統(tǒng)、 教學 督導 系統(tǒng)、教與學數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng) 、第三方應用對接 等方面。 29 建設內容 寬帶網(wǎng)絡校校通 教育城域網(wǎng)建設 教育城域網(wǎng)建設 選擇能夠為全市域教育城域網(wǎng)提供學校到教育局的專用二層鏈 路 ,帶寬 應保證整個 城域網(wǎng)的正常 使用。 教育城域網(wǎng)的 網(wǎng)絡 設計 以 校校通平臺為核心到匯聚再到接入的三層架構 。 （ 1）接入層 接入層采用支持 IPv6 協(xié)議棧的智能交換機 ， 以處理學校內行政 、辦公 、 教學、學生上網(wǎng)、后勤等多個子網(wǎng)和 VLAN 之間的數(shù)據(jù)轉發(fā)和訪問控制。 （ 2）匯聚層 匯聚層保證核心層和接入層進行有效連接 、 提供分布服務 、 設置網(wǎng)絡路由的重要層次 。 根據(jù)實際情況 ， 全市域教育城域網(wǎng)項目以區(qū)域匯聚點和縣直各學校校園網(wǎng)網(wǎng)絡中心作為匯聚層。 （ 3）核心層 城域網(wǎng)的核心層部分采用 “兩網(wǎng)一核心 ”的建設思路 ： 城域網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心共用一套網(wǎng)絡核心 ， 即采用兩臺核心交換機 ， 通過虛擬化技術虛擬成一臺設備 ， 作為整個網(wǎng)絡的核心。 30 全市域教育城域網(wǎng)采用 統(tǒng)一出口的方式組網(wǎng) ， 在全市域教育局申請同一運營商的出口鏈路，并采用多鏈路負載均衡連接到 Inter。每個學?；蚪逃龁挝挥脩粼L問教育網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)的流量最終都匯總到這些鏈路上 。 作為教育城域網(wǎng)的出口引擎 ， 采用多出口引擎設備 ， 設備具有鏈路負載均衡功能 ， 利用加權負載均衡 、 動態(tài)鏈路檢測等多種算法 ， 有效的將流量按需分配到多條鏈路上 ， 充分利用所有 鏈路的 資源 ，從而 提升 用戶對網(wǎng)絡的 使用體驗。 校園網(wǎng)絡建設 寬帶接入與網(wǎng)絡條件下的教學環(huán)境是教育信息化的基礎與前提，只有更好的推進農村中小學寬帶接入與網(wǎng)絡條件下的教學環(huán)境建設，才能 縮小數(shù)字化差距，提高所有學校在基礎設施、教學資源、軟件工具等方面的基本培訓水平，全面提升應用能力?，F(xiàn)為更好的加快教育信息基礎設施建設，部署教育信息網(wǎng)絡，爭取在 2017 年之前，基本建成覆蓋城鄉(xiāng)各級各類學校的教育信息化體系，校園網(wǎng)絡環(huán)境建設主要分為： ? 外網(wǎng)接入系統(tǒng) :主要通過無線網(wǎng)絡或光纖方式接入教育城域網(wǎng) 。 ? 機房設備系統(tǒng)：應有相對獨立的機房或者設備間，主要放置服務器、交換機、防火墻、 UPS 等網(wǎng)絡設備。要做到基本的防雷功能，電源線路要有接地。注意防潮和防塵。機房溫度 31 應控制在 20 度左右，并配有滅火器等設備。注意數(shù)據(jù)安全，定期、定時對重要數(shù)據(jù)進行冗余備份。服務器上建議部署操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及病毒防護軟件，用來為安裝符合省統(tǒng)一要求的資源管理平臺、公共信息管理平臺以及存儲校本資源庫等提供運行環(huán)境。 ? 綜合布線系統(tǒng)：主要用于計算機、服務器、交換機等設備之間互聯(lián)互通。應在所有 教室 ， 辦公室 、主要教學場所等預留足夠的信息接入點。布線時要注意美觀，網(wǎng)線要穿 PVC 管，沿著墻角、天花板等建筑物的邊角走線。明裝布線時，必須要有線槽保護，樓宇間的網(wǎng)絡設備采用光纖連接。網(wǎng)線要遠離大輻射源和大的干擾源。 ? 有條件的學校，可以采用有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡結合的方式，支撐教室終端、移動終端的接入應用。 校園網(wǎng)以學校為單位進行建設，在本次項目中提供以下四種建設方案： 大型規(guī)模學校建設方案 對于大型規(guī)模的學校是指學校 班級數(shù)在 35 個以上， 人數(shù)約在1200 人以上的學校，采用“核心、樓宇匯聚、校園接入”的三層架構進行建設，對學校多教學樓等區(qū)域進行信息覆蓋。 32 核心交換機為了考慮設備的可靠性，可以采用高性能的核心交換機設備，設備可以提供冗余主控和冗余電源系統(tǒng)，以提高核心設備的性能和可靠性。 中等規(guī)模學校建設方案 對于中等規(guī)模的學校是 指學校 班級數(shù)在 1035 個， 人數(shù)約在5001200 人的學校，由于學校規(guī)模較大，建議采用“核心、樓宇匯聚、校園接入”的三層架構進行建設，對學校多教學樓等區(qū)域進行信息覆蓋。而對于中心機房所在樓可以直接采用核心接入兩層結構，接入直接上聯(lián)到核心交換機。 核心交換機為了考慮設備的可靠性，交換性能較優(yōu)的交換機設備，設備可以提供冗余主控和冗余電源系統(tǒng)，以提高核心設備的性能和可靠性。 小型規(guī)模學校建設方案 小型規(guī)模學校是指學校 班級數(shù)在 10 個以下， 人數(shù)約在 500 人以內 的學校，學校局域網(wǎng)建設采用接入和核心兩層結構。 核心交換 機為了考慮設備的可靠性，采用交換性能較優(yōu)的交換機設備，設備可以提供冗余主控和冗余電源系統(tǒng)，以提高核心設備的可靠性。 33 教學點建設方案 教學點需要在網(wǎng)絡出口區(qū)部署一臺寬帶路由器設備，由于信息點的數(shù)量不同，可以根據(jù)需要部署數(shù)量不等的接入交換機以滿足教學點的信息點接入。 優(yōu)質資源 班班通建設 教室多媒體設備建設 教室多媒體整體架構 教室多媒體的應用核心是教學，基于計算機多媒體技術，在不擯棄傳統(tǒng)教學模式下，沿襲傳統(tǒng)教學的習慣，使老師很自然的應用和過渡到新的教學模式下，從而不斷地將教師的素質和教學質量得到提高。 教室多 媒體設備包括顯示設備、多媒體教學設備、輔助外設三部分。各班配備以交互式電子白板、交互式電視一體機等為主體的多媒體教學設備，并能根據(jù)客戶的需求，讓用戶根據(jù)自身的經(jīng)濟情況和教學習慣自主選擇適合自己學校教室的顯示設備、多媒體教學系統(tǒng)、輔助外設等。 34 教室多媒體硬件建設 針對多媒體教學設備建設，根據(jù)學校本身的情況及科學性、先進性、便捷化等特點，特采用目前 主流的 教室多媒體建設方案，配合短焦多媒體投影機實現(xiàn)全新的教學理念。 教室多媒體一直以來都是學校信息化建設的重點，通過將文字、圖形、圖像、聲音集合在一起，采用生動活潑的 聲像顯示，不僅豐富了教學手段，擴充了教學資源，而且更提高了課堂教學效果。充實、形象、生動的授課內容，聲像并茂的教學形式，激發(fā)學生的學習興趣，強調了“以學生為主”的教學新思路，極大得提高了教學質量。 當前，隨著教室多媒體的