U-G-S模式下智慧校园建设探索

摘要：本文通过问卷调查法，调查了福州市小学智慧校园建设存在的问题，并以问题为导向，基于U-G-S模式探索智慧校园建设，分析了在基于U-G-S模式的智慧校园建设中，高等师范类院校、政府各相关部门和小学各自承担的角色及它们之间的关系，提出智慧校园总体架构要以基础设施层、应用支撑平台、数据资源层、业务应用层和展示层（统一入口）五个部分，构建U-G-S模式下小学智慧校园总体架构模型。最后，作者以福州市某所高校、福州市政府、某小学为U-G-S角色模型，探索了U-G-S模式下某小学智慧校园建设路径。

关键词：U-G-S模式；智慧校园；大学；政府；小学

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）18-0095-05

引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》[1]和《中国教育现代化2035》[2]均明确指出，以数字化校园建设为基础建设智慧校园是校园信息化建设的方向，而智能终端设备及智能技术的快速发展，则为智慧校园建设理念的实施奠定了基础。为了了解福州市小学智慧校园建设现状，笔者围绕智慧校园信息基础设施建设、云计算与物联网建设、应用服务建设、校本资源建设、教学信息化支持五个方面对福州市小学智慧校园建设现状进行了问卷调查和分析[3-4]，

得出福州市小学智慧校园在建设过程中存在六个方面的问题（如下表）。

U-G-S模式在促进基础教育师资队伍建设方面获得高度认可[5]，同时，高等院校在智慧校园建设已有部分成熟经验。[6]因此，本研究借助U-G-S模式探索基础教育阶段智慧校园建设，以期为基础教育智慧校园建设提供理论层面的研究与实践层面的建设途径。

U-G-S模式下小学智慧校园建设构建分析

1.智慧校园总体架构设计思路

智慧校园平台总体架构以归属地智慧城市认证体系为基础，对接各级智慧校园综合管理系统进行支撑建设，主要依据五个方面进行设计。

①依据国家和各省智慧校园建设的相关政策要求，按照归属地建设智慧城市规划纲要，基于智慧城市设计智慧校园平台应用支撑层；

②借助市级智慧教育体系，助推基础教育学校在信息技术与教育教学融合创新应用领域质量的提升，促进基础教育学校教育资源和教育力量平等；

③借助各级智慧校园综合管理系统，实现在教育教学过程中信息化教学的常态化使用，提高教师的信息化水平和学生的综合素养；

④通过市级智慧校园综合管理系统向上对接国家教育资源公共服务体系，向下对接各区（县）、校，纵向实现各层级之间的一体化管理和互联互通，横向实现教、学、管、评、考的教育闭环；

⑤通过基于市级智慧校园综合管理系统定义架构、数据、业务、规范等维度上的统一，满足共性需求和个性需求，为教育大数据平台建设奠定基础。

2.智慧校园建设遵循原则

（1）统一数据标准，实现数据、资源共享原则

在智慧校园建设设计中，顶层设计涉及的数据标准建立十分关键。在制订校本数据字典时，需要与省级、市级智慧校园综合管理系统共享教育信息资源数据标准机制。其中，智慧校园基础数据标准共享包含数据资源目录编制标准、数据存储标准、数据存储策略、数据建表策略等。智慧校园需要接入不同源系统的相同或不同的业务类型的数据，需要共享应用接入标准、统一数据接入接口标准，即简化数据对接程序，同时保证数据的规范、标准及格式的统一，以便最终实现基础数据生命周期管理和统一出口，应用系统的业务数据准确、有效，提升数据应用能力。

（2）一站式服务原则

智慧校园的建设需要实现终端载体在业务层面的整合贯通，通过信息门户，向四类用户提供一站式服务，实现各类用户一站式服务成效。

第一，面向管理者提供智慧管理服务。基于市级智慧校园综合管理系统建设智慧校园，实现各部门管辖范围内业务运行情况可视化；在高等师范院校和学校层面实现基于业务数据和设备运行数据的全面统计与分析。

第二，面向教师提供智慧教学与教研服务。在智慧教学方面，提供省、市、校和第三方四级教学资源和制作工具以及学情分析。在校本课堂中，基于学情分析实现课堂协作学习，提升学习资源个性化推送能力。在智慧教研方面，基于智慧校园网络教研平台开展教研活动，共享教学成效。

第三，面向学生提供智慧学习服务。通过同步课堂，基于学情分析实现智慧课堂个性化学习资源推送、学习交流和分享以及学习评价反馈。在校外，通过终端免费提供课程资源促进自主探究学习。

第四，面向家长提供智慧沟通服务。学情共享实现家长对孩子学情信息的全掌控；配合教师完成对孩子学业的监督与反馈工作，建立良好的家校沟通渠道；同步校园信息，构建家长交流机制，共享家庭教育经验。

（3）数据安全性原则

在进行数据安全设计时，遵循相关部门颁发的教育行业信息安全等级保护工作原则，结合教育大数据在数据分级分类及共享利用、数据平台安全等方面的实际需求制订数据安全原则，其中主要包括数据在服务、传输、存储、处理分析、共享和用户使用等环节上的访问控制、权利保护等规范要求。

3.U-G-S模式下智慧校园建设角色分析

政府部门具有规划、监督、服务的职能。规划职能体现在通过政策引导、智慧城市建设和各级智慧校园综合管理系统建设明确智慧校园建设方向、基本架构设计和标准体系。监督职能体现在通过多部门、多层次联合参与的监管体系，实现全过程监督，促进信息化建设。服务职能体现在政府各部门提供合理的建设资金支持，化解信息化建设的长期性和不确定性风险；通过与主管高校建立完善的信息化培训体系，实现师资队伍可持续发展。

高等师范类院校一般作为基础教育学校的业务主管校，负责基础教育学校改造提升工作。在智慧校园框架规划建设中其主要职能是信息化业务指导、校本系统建设、校本数据标准建设、校本资源规划、建设；在智慧校园服务职能建设中其主要职能是信息化队伍建设、图情信息解析、反馈信息处理、培训执行、教师层面信息化业务指导。

基础教育阶段的学校一般作为智慧校园实践方，提出需求，完成业务实践、验证工作。在智慧校园框架规划建设中其主要职能是教学信息化需求提出、校本资源参与建设、信息化业务实践与反馈；在智慧校园服务职能建设中其主要职能是家校互通、信息化教学互动、学生信息化能力教授。

U-G-S模式下智慧校园总体架构模型和建设

1.U-G-S模式下智慧校园总体架构模型

基于智慧校园的建设总体框架设计和遵循原则，福州市某小学智慧校园建设以“数字福州”的基础设施支撑平台、政务外网（智网）云平台以及福州市智慧校园综合管理系统进行建设。智慧校园平台总体架构自下而上分为基础设施层、应用支撑平台、数据资源层、业务应用层和展示层五个部分。

①基础设施层。在本层中，智慧校园中大部分的计算资源、存储资源、网络资源依托市政务外网（智网）云平台进行部署。因涉及本地数据安全性问题，需要本地部署相应等级的安全资源软硬件设施。教室基础设施基于教学需求，其软硬件部署于本地运行。

②应用支撑平台。本层主要功能包括统一身份认证、应用入口、服务入口、存储服务等。智慧校园平台可以直接接入“E福州”市级支撑平台，借助支撑平台基础能力实现与市级平台的数据交换和联通，规范数据标准，实现数据与资源的共享。

③数据资源层。本层由市级平台统一建设，市级平台数据资源层由基础数据中心和各学校的校级平台两部分组成。省级教育行政部门、市级数据中心、各县（区）教育局各处室和各学校的教育基础数据统一汇聚到基础数据中心，经过融合处理后，形成市级基础数据库。自建的应用系统之间的数据互通，通过基础数据中心大数据平台融合处理和共享交换实现学校各应用系统间数据互联互通。校级平台负责学校学生数据、教师数据、资源数据等学校基础数据的数据库、文件读写汇聚，负责学校应用数据的API接口汇聚。

④业务层。本层为学校教师、学生、家长提供相关应用。市级智慧校园综合管理系统统一建设智慧教育管理、智慧教育资源、智慧教学服务、智慧生活服务应用模块。校级教学服务类应用和校本资源通过应用整合至市级智慧校园平台，向全市其他学校开放共享。

⑤展示层。本层为学生、家长、教职工和教育管理者、公众等各类用户提供智慧校园平台的统一入口，可以通过校园门户、福州市智慧校园综合管理系统、“E福州”APP等多种方式访问应用层的各项应用服务。

2.U-G-S模式下某小学智慧校园建设

（1）硬件基础设施建设

根据相关政策，通过高校信息建设职能部门与市大数据发展管理委员会申请建设高校与某小学5G通信基站，构建基于5G通信基站的公网和专网之间的RAN共享数字应用创新。通过逻辑上的分离实现私有网络与公共网络之间数据的隔离。在教学空间中构建基于Wi-Fi6

的智能互动教育网络，实现智能互联和物联网信息传输与控制的低延迟。

（2）云计算空间构建

高校信息技术职能部门协助小学智慧校园对接福州市中小学智慧教育平台，在其框架结构内通过市级政务外网云平台，分享云计算部署和建设、云计算资源和云计算运维。小学则根据业务需求，深耕校内教学与应用。

（3）网络与物联网构建

在智慧校园网络环境建设过程中，以高校信息技术职能部门为专家团队，配合小学完成校园信息基础网络框架结构设计和IP地址的规划，与高校通过5G共享方式互联一体，通过采用新型TCP/IP协议，拓展IP地址数量。

与小学共享实训室、教室可视化管理物联网系统，以建设门禁管理系统为抓手，合并教学空间内监控系统；对接校园综合服务平台的教务管理系统、一卡通管理系统和人事系统，实现对教学设备的远程管理。同时，参照高校实验室管理体系，设置教学空间管理人员，实现教学空间的课堂实时可视化。

（4）应用服务构建

应用服务主要由智慧教育管理、智慧教育资源、智慧教学服务等应用模块构成，并按照“共享与融合”的原则进行应用建设。

智慧教育管理系统包含教室管理类、学生管理类和学校管理类三大模块。在教室管理类模块中，通过共享实训室、教室可视化管理系统和教务管理系统，将小学教学课程安排纳入教务管理体系，信息高度共享。在学生管理类模块中，通过学生工作管理系统、教务管理系统的数据共享，实现校内数据交互与融合，通过数据资源层与市智慧校园综合管理系统基础数据中心进行数据交互，实现数据的唯一性、实时性。在学校管理类模块中，小学与高校已实现共享“校园综合服务平台”，开放“OA公文管理”“OA流程管理”“OA考勤”“人事系统”“教务系统”和“科研管理”模块，以高校二级单位的角色搭建系统架构，这样不仅可以接收高校本部相关文件和信息，还可以实现对接小学内部管理。由于高校已经与“E福州”实现用户认证数据对接共享，所以小学通过对接平台也就实现了与“E福州”之间的用户认证对等共享，打通了数据业务通道。同时，教务管理系统实现智能排课、在线选课、协同备课、在线评教的二级管理模式，既满足了小学常规固定班级授课的编排，又解决了福建省小学公共实训基地教学空间与高校、小学、社会团体之间的共享、预约问题。

智慧教育资源系统包含资源加工制作、资源管理和资源应用三大模块。小学基于市级平台和第三方资源平台对接、融合实现教育资源的管理、资源的应用。将校本资源和个人制作资源进行资源加工制作，通过市级平台和第三方资源平台实现资源发布与共享。

在智慧教学服务系统方面，市智慧校园综合管理系统具备智慧教学评价体系，该体系基于政务外网云端设计，能够有效整合和管理各类教育信息化应用，支持多终端教学数据采集，精准匹配优质精品资源包，形成开放式的教学流程，满足翻转课堂、互动课堂等教学模式，建立完备智慧教学管理流程。而智慧学习评价体系通过与智慧教学评价体系数据共享形成教育测评校本资数据源库，对学生的学习画像进行多维度分析，及时、准确地评估学生的学习状况。