凤凰智慧校园平台建设方案
解决方案
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从《国家中长期教育改革和发展规划纲要》与《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》等相关文件中可以看到,我们国家提出要开辟中国特色社会主义教育发展道路,要建成世界最大规模的教育体系,保障了亿万人民群众受教育的权利。江苏省委、省政府在《江苏省“十三五”教育信息化发展专项规划》中提出“发展更高质量更加公平的教育,”要求江苏教育“在教育现代化进程中继续走在前列”,办好公平普惠、优质多样、充满活力、人民满意的教育,提升教育强省建设水平。

2017年《江苏省中小学智慧校园建设指南》中明确提出要利用互联网、移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等信息技术,营造网络化、数字化、个性化、泛在化的智慧教育环境,扩大优质资源覆盖面,推进信息技术与教育教学、管理的深度融合,提高教育教学质量,提升教育治理水平,促进教育公平和优质均衡发展,培养具有较高思维品质和较强实践能力的创新型人才。

智慧校园平台建设是智慧校园建设的核心组成部分,凤凰智慧校园平台的建设规划依据江苏省教育信息化建设要求和国家“三通两平台”标准制定,平台的建设对于解困当前校园信息化建设、消除课堂教学困境、优化教学和管理过程、促进学生创新能力培养具有重要意义 。

凤凰智慧校园平台的总体规划由十七个主要的子系统与平台构成:用户管理系统、统一身份认证系统、统一信息管理系统、资源管理系统(题库、文件库、知识库)、应用管理系统、统一平台门户系统、教研管理系统、学生评价与绩效管理系统、电子期刊阅读系统、云课堂平台、数字教材系统、备授课系统、作业本系统、数据采集与汇聚平台、智能评价与推荐系统、智能阅卷系统、设备运维管理系统。可实现多平台、多终端的用户登录与服务。

平台提供单点登录,提供统一的电子身份,支持多平台、多终端统一的用户认证方式,能将各种应用系统无缝集成。

平台统一教育资源库和校本资源库,利用数字化服务全面实现优质教育资源共享和个性化教育资源管理。

平台在用户使用过程中,进行数据的收集、整理、分析,实现教师教情、学生学情的及时精准反馈,实现个性化的学习。根据学生个性化学习需求,为学生开通实名的网络学习空间,帮助学生利用网络空间进行讨论、作业、考试、拓展等创新型开放学习。

系统采用标准的互联网分布式架构体系,每一层架构中,均采用可扩展的“分布式架构”+“负载均衡”技术架构实现,采用“冗余+自动故障转移”的部署策略,实现备份/恢复机制、灾难恢复及24*7不停机服务。

简述如图:

(1)分布式架构下,系统可在业务量增大的时候,进行不停机扩容,支援在线增设各种服务模组,或增设服务器;

(2)系统内置Apache Nginx处理负载均衡,并支援升级到其他软件、硬件的负载均衡方案;

(3) 系统支援RAID各系列的磁盘阵列安全管理策略。并可扩展为Hadoop(HDFS)的分布式集群部署模式;

(4)系统支援HTTP及HTTPS协议,依据客户的需要,可采用SSL数字证书来保证网络访问的安全性;

(5)系统采取内置的文件缓存服务及策略,并支持扩展到CDN的文件缓存处理机制;

(6)系统提供“远端服务管控”策略,系统管理员可以在云端监控各服务模组的运行状况,开启/关闭各服务器及服务模组,极大减轻维护工作量;

(7)系统提供基于OpenID的通用账户管理策略及基于Web Service和SOAP的开放平台接口标准,可以有效与第三方系统集成;

(8)系统提供基于RBAC(Role-Based Access Control)的标准化用户-角色-权限管理,可以轻易的依据用户现场进行用户权限管控的各种调整。

用户界面的组织结构完整、清晰,呈现给用户的通用操作序列、术语和信息的措辞,界面元素的布局、颜色搭配方案和排版样式等都保持一致。具有高度一致的用户界面让各个部分的信息安排得井然有序,给用户以清晰感和整体感,有利于用户对界面运作建立起精确的心理模型,从而降低培训和支持难度。

界面布局体现用户操作时的一般顺序和被使用到的频繁程度。图形界面的布局符合国人通常阅读和填写纸质表单的顺序。用户经常使用的图形界面元素应当突出的位置,让用户可以轻松地注意到它们。相反,一些不常用的元素可以放在不显眼的位置,甚至允许用户把它们隐藏起来,以便扩大屏幕的可用区域。对于那些需要具备一定条件才可以使用的元素,把它们显示成灰色状态,当具备了使用条件时才改变成正常状态。特定的元素放置在它所要控制数据的邻近位置,帮助用户确立元素和数据之间的关系。影响整个对话框的元素与那些控制特定数据的元素区分开来,关系紧密相联的元素有组织地放置在同一个区域

色彩搭配合理,考虑了图标的色彩反差和效果的统一,不至于造成花、乱的界面效果:①限制同时显示的颜色数。一般同一画面不宜超过4或5种,用不同层次及形状来配合颜色,增加变化;②画面中活动对象颜色鲜明,非活动对象应暗淡。对象颜色尽量不同,前景色鲜艳一些,背景则暗淡;③尽量避免不兼容的颜色放在一起,如黄与蓝,红与绿等,除非作对比时用。

在界面设计中使用对话风格的选择,并加上用户存取和控制机制。对话是以任务顺序为基础,并遵循7条原则:①反馈(Feed back); ②状态(Status); ③脱离(Escape); ④默认值(Default); ⑤尽可能简化对话步骤; ⑥求助(Help); ⑦复原(Undo)。

数据输入往往占终端用户的大部分使用时间,也是计算机系统中最易出错的部分之一。平台尽可能的简化了用户的工作,并尽可能降低输入出错率,当然,还能够容忍用户出错,并明确指出用户错误和给出正确的操作方式。

云平台提供基于OpenID的通用账户管理策略及基于Web Service和SOAP的开放平台接口标准,可以有效与第三方系统集成。 平台兼容所有格式的教学资源,所有在终端上能打开的资源均可应用。教师可以将个人资源、校本资源、泛在资源上传到平台上,也可将平台资源下载并修改后形成个人资源。

(1)磁盘阵列采用raid10。

(2) 完整的数据备份策略数据库采用自动备份机制。每月执行一次完全备份(凌晨2:00-4:00执行)并异地存储;每晚定时执行增量备份(凌晨2:00~4:00执行)。

(3)服务器系统虚拟化,所有虚拟机均定时执行备份任务,保证服务异常时能快速恢复(虚拟机还原操作)。

(4) 在班级较多的学校设置缓存服务器,解决学校到云服务器的网络瓶颈问题。

(5) Web服务器采用负载均衡模式,一台web宕机由另一台自动接管所有服务,故障排除后重新实现均衡负载,整个过程用户无明显感知。

(1)严格账户及密码保护,各级别用户做严格的权限控制,所有操作均以完整录入系统操作日志,实现非法操作可追溯。

(2)账户过期保护,终端访问过程中3分钟内无操作,须重新登录才能继续操作。

(3)学生终端及教师终端均使用Portal/RADIUS或AP加密认证方式,保证用户和网络安全可靠。

(4)内置数据保护措施,所有数据均加密存储和传输。

学校缓存服务器部署在学校机房,只需连接到学校中心交换机即可。平台管理员可以监控所有服务的学校的缓存服务器工作状态,缓存服务器工作异常时,所有服务由云服务接管,系统管理员可以远程维护和重启缓存服务器,不影响教学,一旦故障排除,缓存服务器将重新接管校内服务。 教室内构成一个单独的局域网,既有的校园网不做任何改动,所有智慧教室的维护工作在教室内即可完成。 校管理员在学校对学校内所有设备进行单独、统一的远程管理和维护,包含设备的配置、固件升级、状态监控、数据备份等。

(1)完整的安装部署SOP和高效的安装脚本,使得云平台的安装部署只需要在完成操作系统安装后,执行几个安装脚本即可完成。

(2)教室内网路设备的安装调试,只需要在网络走线完成后,设置无线AP的SSID和选择AP的无线信道即可完成

(3)教室PC和教师平板,执行一个Windows安装程序,配置云平台URL完整部署工作。

(4)数量最大的学生平板,已经在设备出厂时预装学生端软件,只需要连接AP,配置云平台URL及注册学生账号即可完成。

通过互联网访问控制机,云平台的升级工作在远程执行升级包即可快速完成。管理员在后台发布教师端/学生端/家长端软件的新版本,教师/学生/家长终端联网后自动完成在线升级,终端的用户信息和数据完整保留。

将平板电脑配备给学生,学生可能会通过终端浏览不健康的网络内容或者沉迷于网络游戏始终是教育管理者以及学生家长担心的问题。

通过在学生终端预装管控软件,实现学生终端的上网行为受完全管控,管理员通过平台将管控配置表下发到学生终端即可实现APK安装管控和上网网址管控,学生终端离开学校管控同样有效。