基于“10+2+N”体系架构的区域智慧教育平台

摘要：本文提出采用标准化体系架构建设区域智慧教育平台方案，旨在为不同发展程度和建设现状的区域提供灵活的智慧教育集成服务，即采用标准化、模块化建设，向教育主管部门、学校、教师、学生、家长提供全面、高效的智慧教育服务，并提供教育门户、协同办公、教学教研、在线教学、辅助决策等多项业务应用，进而提高区域教育质量，促进教育普惠公平。

关键词：智慧教育；区域教育；数字教育

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）03-0069-05

智慧教育的建设目标是以数字化为杠杆，撬动教育整体变革，推动数字教育资源共建共享、互联互通，赋能教师和学生，探索教育数字治理方式，实现教育更加包容公平更高质量发展。江西赣州蓉江新区是2017年成立的城市功能新区，由分属两个市辖区的乡镇合并调整得来，现有的各级中小学校基本为村镇学校，教育基础设施条件相对其余两个市辖区较差。赣州蓉江新区管委会一方面规划新建了多所学校，并对部分老旧学校进行搬迁改造，推动基础设施升级，另一方面为提升校园智能化水平、加强教育管理工作协同、提高教学教研质量、优化教育资源共享，启动智慧教育平台的建设。经过与管委会密切合作，笔者所在单位持续完善软硬件系统，不断提升运营运维水平，基本实现基础设施数字化管理、教育管理高效协同、教育资源共建共享、智慧化教学服务等建设目标。通过总结经验，最终形成一套基于“10+2+N”体系架构的区域智慧教育平台方案。

设计思路

随着数字中国建设的深入推进，新一代信息技术的开发和应用对教育和教学产生了深远的影响，大力推进数据要素利用，发挥数据乘数效应，基于大数据和人工智能等新兴信息技术的个性化教学服务和人工智能辅助学习已成为“互联网+”时代教育发展的必然趋势。

各级各地教育部门陆续建设了教育信息化相关软硬件设施，辅助教学和教育管理。由于各地经济和社会发展水平不一，地区间教育信息化水平差距较大，部分地区存在着系统繁多、功能重复、闲置浪费等现象，形成信息孤岛，造成投资浪费，不能充分发挥智慧教育支撑教育事业发展的作用。因此，智慧教育迫切需要进一步提高集约化、科学化、智慧化建设水平，满足教育主管部门、学校和教师、学生和家长等不同群体的需求。

本方案在已有案例的基础上，总结行业特点和经验，结合数字中国建设整体布局规划等顶层设计思想以及其他行业部门通用架构中的优点，以统一顶层架构、统一数字底座、统一技术标准、统一共性应用、统一运维运营的思维构建一个标准化、集约化的框架。不同地区可以根据建设现状在框架内灵活选择搭配应用，构建符合区域定位、展现区域特色的智慧教育平台，实现区域智慧教育建设目标。

总体架构

本方案参考数字中国建设整体布局规划思想，按照一部门一平台的原则，围绕教育部门业务管理和教学需要，夯实基础设施和数据资源两大基础，充分利用云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术构建业务、视频、数据等基础能力平台，支撑区域教育协同和学校教学管理智慧应用，打造“10+2+N”的区域智慧教育平台架构（如下图），即通过10大基础平台、1个运行中心、1个一卡通、N个智慧应用，结合标准规范、服务支撑、安全保障、运维支持四大支撑体系，服务区域智慧教育。

1.基础设施

（1）部署感知交互基础设施

构筑平安校园，部署视频监控、周界防护、电子巡更、紧急报警、公共广播、门禁道闸等基础设施，提升学校在设施管理、应急处置等方面的安全性和便利性；打造数字教室，利用电子班牌、电子黑板、教学终端、高清视频、录播教室等支撑多种教学场景；建设录播教室、多功能报告厅、数字图书馆、智慧食堂、视频会议等系统，实现工作、学习、生活各类场景数字化。

（2）构建融合网络基础设施

建设高速泛在的智能校园网，核心层和汇聚层采用全光网络，接入层逐步实现光接入，利用无线网络对教学区域、工作区域进行补充覆盖；升级完善教育城域网，确保全部学校全部教室接入教育城域网，保证相应带宽容量；实现校园网、互联网、教育城域网、物联网等多网合一，融合建设。

（3）打造智能算力基础设施

建设区域教育云或依托政务云划分教育云专区，升级完善智算能力，打造存算一体、云边协同的区域教育智算中心，实现智慧教育各系统统一部署应用、统一存储数据、统一调度算力的目标。

2.数据资源

（1）建设教育数据资源库

接入或导入本部门和学校数据资源，对接本级部门获取教育的相关数据资源，回流上级部门关于本区域的数据资源，实现区域内教育数据资源的集中采集汇聚；进行数据治理，建立学籍、教籍、机构等主题资源库，并为各类专题应用建设专题资源库；建立数据质量检查和更新机制，确保数据资源的及时性、完整性和一致性，对外提供权威的数据共享交换和应用服务。

（2）发挥数据乘数效应

采用数据挖掘等大数据分析手段，结合教研教学等业务进行深度分析，利用大模型、生成式人工智能等新一代信息技术推动智能助教、AI课堂等创新教育模式发展。面向管理者提供教育资源配置优化、预测预警和决策建议，面向教师提供资源共享、个性化动态跟踪评估及建议，面向学生提供优质的在线课程资源、个性化分析和学习建议，充分发挥数据乘数效应。

3.基础平台

将传统的分散于各单独建设系统中的共性应用能力，按照性质和特点纳入基础平台统一建设，将数据、接口、服务等能力以组件的形式开放，通过业务中台的统一服务中心注册，供其他应用调用，打造科学、集约、高效的教育“数字底座”服务体系。

（1）业务中台

集中管理智慧教育数字底座服务，建立应用间的服务共享机制，提高服务利用率，节约建设资源，将基础平台和应用的服务能力转化为标准的服务，提高服务的协同性和互操作性。建立统一用户组织体系，实现用户权限管控和单点登录，简化记忆和操作难度。业务中台还提供知识管理、标准规范、消息触达等多种通用服务能力。

（2）CIM平台

呈现区域内影像地图、矢量地图、社区、学校等数据，为应用提供二、三维影像和矢量地图服务及三维模型，提供应用调用服务和二次开发工具。面向决策者、管理者、一般人员等层次用户，提供全空间覆盖、全周期管控、全业务协同的数字孪生服务，在平安校园、数字校园、教育规划等方面提供可视化支撑。

（3）视频中台

集中管理区域内学校视频资源，实现视频的汇聚，统一向公安等部门分发共享。按照视频所属场景管控，部署区域防控、人员检测、事件识别等算法，实现区域保卫、轨迹分析、考勤打卡、作弊分析等多种智慧化应用，在场景中实现数据和算法的价值闭环，为校园安全、人员安全、电子考场等不同业务场景提供丰富的技术支撑。

（4）数据中台

根据国家一体化政务大数据体系建设指南和相关规范，按照“以用促建、共建共享”的原则，汇聚区域各级学校基础和业务数据，建设共建共享的一体化数据资源体系。进行数据分类分级，编制资源目录，开展数据归集、治理、共享、授权等活动，为各业务应用提供数据支撑，同时提供数据分析挖掘、数据算法模型等工具进行大数据开发。

（5）AI中台

以主流大模型为核心，结合自然语言处理、图像识别、神经网络、信息聚合、知识图谱等多项基础AI能力和技术，统一训练和管理各类算法模型，打造智能问答、智能写作、数字人等AI能力，提供智能助教、AI名师、智能问答学习、智能跟踪评价等多种创新教学形式，优化工作流程，提升教学质量。

（6）物联中台

规范接入校园各类物联设备，形成统一且数据全面、服务功能强大、应用领域广泛的物联平台。为应用提供设备管理、设备接入、设备信令控制等服务能力，支撑如考勤打卡、自动控制等多项物联应用。同时，可以根据需要将必要的物联数据共享给其他部门的应用，以开发更多的利用场景，实现物联数据的全面共享。

（7）运维平台

面向智慧教育整体，统一对硬件设施、网络系统、云计算平台、应用软件进行业务、性能、容量、安全等多个维度的监控，提供设备告警、网络告警、操作系统告警、数据库告警、业务应用告警、日常巡检、工单处置、考核评价等服务能力，有效地提升运维效率，保障业务系统持续稳定地高效运行。

（8）可信平台

以区块链技术为基础构建数据确权和追溯体系，保证数据细粒度的可控可管和数据隐私防护，支撑可控数据协作，实现固定资产、无形资产和数据资产的全生命周期标准化、规范化统一管控。提供行为审计、数据上链等服务能力，为知识、经验等无形资产的产生和转移提供溯源能力，尊重广大教师的劳动成果，激发创新创造活力。

（9）数据安全平台

打造数据全生命周期安全防护体系，通过数据安全能力组件化与数据安全标准化，构建包含数据安全全生命周期所需安全组件资源的数据安全池，从而保障智慧教育应用与数据资源的接入安全、使用安全、存储安全、流通安全，降低教育基础数据、业务重要数据、个人隐私数据的泄漏风险。

（10）密码平台

建设符合国家密码应用安全要求的密码资源池和密码云服务平台，为智慧教育平台的各应用提供秘钥管理服务、签名数据加解密服务、签名验证服务、安全网关服务、数字证书服务、站点证书服务、国密浏览器服务、数据库加密与访问控制服务等密码服务，保障网络和应用安全。

4.智慧应用

（1）区域教育协同类应用

面向教育管理部门、学校、教师提供行政管理、人员管理、考核督导等服务，实现跨层级跨部门的教育协同。建设以“赋能组织，减负基层”为目标，集“宣传、管理、教育、服务”于一体的智慧党建系统；建设归集各类院校涵盖教职工、在校生数量及变动统计、学校校舍情况、办学条件等数据的教育事业统计系统；建设支撑教育管理部门和各类院校公文流转、请示审批、会议管理、检查迎检等日常跨部门协作的协同办公平台；建设用于发布招生政策计划、学生自助报名、自动采集比对信息、学校核对录取等全过程招生服务的义务教育招生系统；建设帮扶优秀或困难学生，改善学生学习条件的学生资助系统；建设面向教师提供人事信息、档案管理、职称技能、考核评价等服务的教师管理系统；建设面向学生提供学籍档案、学生档案、学生画像、跟踪评价等服务的学生管理系统；建设教育督导评估系统，支撑管理部门对学校开展综合督导、专项督导、督学督导并跟踪整改情况；建设教师研修系统，为教师科研和教研活动提供支撑，增进教师间互动交流。

（2）学校教学与管理类应用

面向学校、教师、学生、家长提供教务管理和教学服务支撑。建设区域资源共享平台，实现教材、课件、试题等多种类型的优质资源共享；建设家校互动服务平台，提供资讯互动、作业跟踪、成绩报告等服务，架起家校沟通桥梁；建设教学质量诊断系统，为学校、班级、教师、学生提供教学目标和成果量化分析结果和建议，改进教学过程；建设网络阅卷系统，为学校和教师提供更加高效便捷的阅卷服务，将试卷、试题、成绩等进行分析利用；建设教务管理系统，实现教学计划制订、课表安排、考试安排、成绩管理的功能，简化管理流程；建设智慧教学系统，支持教师依托系统高效备课、互动教学、智能跟踪评估；建设新高考应用，为新高考改革试点学校提供生涯规划、走班排课、电子班牌等功能；建设校本特色资源系统，将教学和学习活动中产生的优质资源进行智能化加工存储，打造学校特色学科或课程；建设学生素质评价系统，针对学生进行动态画像，因材施教；建设远程教育系统，实现时时处处可学习；建设数字图书馆，方便学生阅读各类优质资源；建设数字考场，实现自动化考场安排和智能化电子监考；建设平安校园，保障师生安全；建设总务后勤系统，提升宿舍管理、访客管理、设施管理、维修管理等后勤服务能力。

5.运行中心

（1）区域教育一图呈现