智慧教育大数据云平台规划设计方案

智慧教育大数据云平台

建

设

方

案

目录

第1章概述 (19)

1.1、 1.2项目简介 (19)

1.1.1、项目建设目标 (20)

1.1.2、项目建设内容 (21)

1.1.3、项目建设期限 (23)

1.1.4、xxx市智慧教育大数据云平台建设依据 (23)

1.1.4.1、平台定位 (24)

1.1.4.2、总体建设原则 (25)

1.1.4.3、建设方式采用购买服务的形式 (26)

1.2、参考文献 (26)

第2章需求分析 (29)

2.1、XXX市教育信息化整体情况分析 (29)

2.2、基础网络情况分析 (30)

2.3、基础设施及成熟软件分析 (30)

2.4、应用系统现状分析 (31)

2.5、教育局用户群体与需求分析 (31)

2.5.1、办公室 (31)

2.5.2、督导室 (32)

2.5.3、基教科 (32)

2.5.4、规划财务科 (32)

2.5.5、教科院 (33)

2.5.6、教师工作科 (33)

2.5.7、职成教科 (34)

2.5.8、学校安全管理科、综合改革与政策法规科 (34)

2.5.9、体卫艺科 (36)

2.5.10、教育装备服务中心 (36)

2.5.11、教育质量评价中心 (36)

2.5.11.1、管理应用建设 (36)

2.5.11.2、教与学应用建设 (36)

2.5.11.3、社会公众应用建设 (37)

2.5.12、人事科 (37)

2.5.13、电教馆 (37)

第3章建设思路和建设目标 (38)

3.1、总体建设内容概述 (38)

3.2、总体建设理念 (39)

3.2.1、搭平台 (39)

3.2.2、定标准 (39)

3.2.3、上应用 (40)

3.2.4、成体系 (41)

3.2.5、集中管 (42)

3.2.6、特色建 (43)

3.3、总体目标 (43)

3.3.1、培养人才目标 (43)

3.3.2、推动教育治理体系和治理能力现代化目标 (43)

3.3.3、平台建设目标 (44)

3.3.3.1、智慧教育平台建设标准化 (44)

3.3.3.2、平台云化 (44)

3.3.3.3、业务能力云化 (44)

3.3.3.4、服务集中化 (45)

3.3.3.5、应用移动化 (45)

3.3.3.6、应用扩展化 (45)

3.3.3.7、资源可持续化 (45)

3.3.3.8、管理可视化 (45)

3.4、总体架构设计 (46)

3.4.1、总体架构 (46)

3.4.2、云平台整体架构 (47)

3.4.3、系统技术路线设计 (47)

第4章智慧教育大数据总体规划 (49)

4.1、教育大数据建设背景 (49)

4.1.1、战略机遇 (49)

4.1.2、大数据产业政策支持 (50)

4.2、教育大数据的来源 (51)

4.2.1、个体教育大数据 (52)

4.2.2、课程教育大数据 (52)

4.2.3、班级教育大数据 (52)

4.2.4、学校教育大数据 (53)

4.2.5、区域教育大数据 (53)

4.2.6、国家教育大数据 (53)

4.3、教育大数据采集技术图谱 (53)

4.4、教育大数据建设面临问题 (54)

4.4.1、产品同质化严重 (54)

4.4.2、分析端是整体短板 (55)

4.4.3、缺乏统一的行业标准 (55)

4.4.4、大数据价值尚未体现 (55)

4.4.5、数据模型的科学性不足 (55)

4.4.6、数据的权利制度未明确 (55)

4.4.7、数据规模日益庞大 (56)

4.4.8、缺乏稳定高效的大数据环境 (56)

4.4.9、数据利用不充分 (56)

4.4.10、数据驱动带来的科研新挑战 (56)

4.5、教育大数据云平台建设原则 (57)

4.5.1、要提前规划设计 (57)

4.5.2、要有清晰的边界 (58)

4.5.3、要保持连续性和规范性 (58)

4.5.4、采集粒度要尽可能小 (59)

4.5.5、教育大数据数据源分析 (60)

4.5.5.1、数据涉及面窄 (60)

4.5.5.2、有效数据量少 (60)

4.5.5.3、数据接口不完善 (60)

4.5.6、教育大数据服务用户分析 (60)

4.5.7、教育大数据建设责任制问题 (61)

4.5.7.1、校领导 (61)

4.5.7.2、教师 (62)

4.5.7.3、学生 (62)

4.5.7.4、家长 (62)

4.5.7.5、校园环境 (62)

4.5.7.6、教学管理与服务 (62)

4.5.7.7、社会 (62)

4.6、建设目标 (63)

4.6.1、实现数据的共享和交换 (63)

4.6.2、大数据的采集和存储 (63)

4.6.3、大数据分析与决策 (63)

4.7、教育大数据平台建设意义 (63)

4.7.1、实现个性化学习 (64)

4.7.2、实现教育评价体系重构 (64)

4.7.3、实现科学研究范式转型 (64)

4.7.4、开启“大数据创客”新模式 (64)

4.7.5、实现教学模式改革 (64)

4.7.6、实现科学化教育管理 (65)

4.8、智慧教育大数据需求分析 (66)

4.8.1、政府部门 (66)

4.8.1.1、资源分配 (66)

4.8.1.2、教育管理 (66)

4.8.2、教师 (67)

4.8.2.2、教师教学评价 (67)

4.8.2.3、云题库建设 (67)

4.8.2.4、教师综合评估 (67)

4.8.3、学生 (68)

4.8.4、教学管理 (68)

4.8.5、教育技术服务商 (69)

4.8.5.1、平台技术服务商 (69)

4.8.5.2、语音识别技术服务商 (69)

4.8.5.3、物联网技术服务商 (70)

4.8.6、教育平台服务商 (70)

4.8.6.1、教育资源平台 (70)

4.8.6.2、教育管理平台 (71)

4.8.6.3、O2O平台 (71)

4.8.6.4、学习交流平台 (71)

4.8.7、用户 (71)

4.8.8、采集过程要符合伦理道德 (72)

4.9、教育大数据应用场景分析 (73)

4.9.1、政府部门 (73)

4.9.1.1、生师比场景举例 (73)

4.9.1.2、农村学生寄宿生比例场景举例 (73)

4.9.1.3、教室、实验室的空置率/利用率场景举例 (74)

4.9.1.4、学生体质健康达标率场景举例 (74)

4.9.1.5、改革教学标准场景举例 (74)

4.9.2、教育机构 (75)

4.9.2.1、教师场景举例 (75)

4.9.2.2、学生场景举例 (76)

4.9.2.3、教学管理场景举例 (76)

4.9.3、教育服务商 (77)

4.9.3.1、技术服务商场景举例 (77)

2、语音识别技术服务商 (78)

4.9.3.2、平台服务商场景举例 (78)

3、教育资源平台 (78)

4、O2O平台 (78)

5、学习交流平台 (79)

4.9.4、用户 (79)

4.10、教育大数据架构 (81)

4.10.1、基础硬件层 (81)

4.10.2、数据集成 (82)

4.10.3、数据计算与分析挖掘 (82)

4.10.4、数据安全 (82)

4.10.5、服务器集群 (82)

4.10.6、大数据技术标准 (83)

4.10.7、大数据数据中心 (83)

4.10.8、大数据业务开发平台 (83)

4.10.9、大数据业务可视化分析 (83)

4.11、教育大数据平台标准体系 (84)

4.11.1、基础标准 (85)

4.11.2、数据表示标准 (85)

4.11.3、数据处理标准 (86)

4.11.4、数据存储标准 (86)

4.11.5、大数据服务标准 (86)

4.11.6、大数据安全和隐私标准 (86)

4.11.7、行业大数据应用标准 (87)

4.11.8、大数据产品测试标准 (87)

4.12、教育大数据业务开发平台 (87)

4.12.1、教育大数据业务开发平台架构图 (88)

4.12.2、大数据数据中心 (88)

4.12.3、大数据业务平台层 (89)

4.12.3.2、大数据处理引擎 (90)

4.12.3.3、APP (90)

4.12.3.4、BI引擎 (90)

4.13、教育大数据平台建设关键技术 (90)

4.13.1、Hadoop技术 (90)

4.13.2、HDFS技术 (91)

4.13.3、MapReduce技术 (92)

4.14、教育大数据平台建设效果 (92)

4.14.1、开展大数据顶层设计，以大数据应用全面推进学校发展 (93)

4.14.2、快速推进教学和管理工作的信息化，建立丰富的数据来源 (93)

4.14.3、基于个性化服务需求，建立大数据分析模型 (94)

4.14.4、综合应用大数据成果，推动学校全面创新 (94)

4.15、教育大数据常见业务系统 (95)

4.16、教育大数据服务用户类型 (98)

4.16.1、校领导 (98)

4.16.2、院领导 (98)

4.16.3、校工会 (98)

4.16.4、设备处 (98)

4.16.5、图书馆 (99)

4.16.6、校医院 (99)

4.16.7、老师 (99)

4.16.8、学生 (99)

4.16.9、企业 (100)

4.17、大数据教学创新应用 (102)

4.17.1、教学质量评估 (102)

4.17.2、上网行为 (103)

4.17.3、学生成绩分析 (103)

4.18、大数据科研创新应用 (104)

4.18.1、科研成果 (104)

4.18.2、科研项目 (104)

4.19、大数据管理创新应用 (106)

4.19.1、招生分析 (106)

4.19.2、就业分析 (106)

4.19.3、住宿分析 (107)

4.19.4、资产数据统计分析 (107)

4.20、大数据创新应用 (108)

4.20.1、学生轨迹分析 (108)

4.20.2、学生画像 (109)

4.21、教育大数据建设模块 (110)

4.22、学校概况模块 (111)

4.22.1、全校一卡通消费情况 (111)

4.22.2、学生生源分布地图 (112)

4.22.3、教师职称统计图 (112)

4.22.4、各学院学历分布图 (113)

4.22.5、全校学历分布情况 (113)

4.22.6、全校成绩统计图 (114)

4.22.7、全校/各院学生综合分析 (114)

4.22.8、各院逃课率占比 (114)

4.22.9、全校上网信息 (115)

4.22.10、学校舆情情况 (115)

4.22.11、各省成绩分布图 (115)

4.22.12、综合预警平台 (116)

4.23、我的大学模块 (116)

4.23.1、学生成绩详情分析 (117)

4.23.2、学生图书借阅分析 (117)

4.23.3、学生详细当前借阅信息 (118)

4.23.4、学生课程表 (118)

4.23.5、我的消费 (118)

4.23.6、我的网络 (119)

4.25、综合预警模块 (121)

4.26、舆情分析模块 (122)

4.27、招生就业模块 (123)

4.28、数据安全模块 (125)

第5章教育大数据云平台及应用系统技术 (127)

5.1、云平台技术介绍 (127)

5.1.1、公共云技术 (130)

5.1.2、区域教育云技术 (131)

5.1.3、虚拟化技术 (131)

5.1.3.1、虚拟化的优势 (132)

5.1.3.2、虚拟化实现 (132)

5.1.4、超融合设计 (135)

5.1.4.1、超融合概述 (135)

5.1.4.2、存储虚拟化 (136)

6、存储整合 (136)

7、持续数据保护 (137)

8、同城/同机房应用高可用 (138)

5.1.5、云存储 (140)

5.1.5.1、基于NCS分布式海量存储系统 (140)

5.1.5.2、聚合存储 (142)

5.1.5.3、线性可扩展性 (142)

5.1.5.4、具有弹性的存储 (143)

5.1.5.5、通过I/O并行提升性能 (143)

5.1.5.6、数据保护和恢复能力 (144)

5.1.5.7、磁盘IO加速 (144)

5.1.6、云灾备 (144)

5.1.6.1、云灾备概述 (144)

5.1.6.2、云灾备方案 (146)

5.1.6.3、数据实时云备份 (147)

5.1.7、软件定义网络设计 (149)

5.1.7.1、规划预期效果 (149)

5.1.7.2、软件定义网络规划 (149)

5.1.8、软件定义存储设计 (151)

5.1.8.1、预期规划效果 (151)

5.1.8.2、软件定义存储规划 (152)

5.2、应用系统技术介绍 (156)

5.2.1、虚拟仿真实验室 (156)

5.2.2、网络直播课堂 (156)

5.2.3、智慧课堂 (158)

第6章教育大数据云平台及系统设计规划 (160)

6.1、设计原则与思路 (160)

6.1.1、设计原则 (160)

6.1.1.1、标准性原则 (160)

6.1.1.2、安全性原则 (160)

6.1.1.3、先进性原则 (161)

6.1.1.4、系统性和可实施性 (161)

6.1.1.5、可用性原则 (161)

6.1.1.6、可扩展原则 (161)

6.1.1.7、可升级原则 (161)

6.1.1.8、全开放性原则 (162)

6.1.1.9、可管理性原则 (162)

6.1.1.10、灵活性和兼容性原则 (162)

6.1.2、设计思路 (162)

6.1.2.1、教育信息化的建设思想 (162)

6.1.2.2、教育信息化的设计方法论 (163)

6.1.2.3、从办教育要回答的根本问题看教育信息化内容 (163)

6.1.2.4、从课程和学习理论看教育信息化的着力点 (163)

6.1.2.5、教育信息化要求教育流程再造 (164)

6.2、建设目标与规模 (166)

6.2.1、设计目标 (166)

6.2.1.1、总体目标 (166)

6.2.1.2、阶段目标计划 (166)

6.3、教育云平台基础设施建设 (167)

6.3.1、教育城域网建设 (167)

6.3.1.1、教育城域网建设 (167)

1、概述 (167)

2、规划方案 (171)

3、组网优点 (173)

6.3.2、技术详解 (173)

6.3.2.1、OTN技术 (173)

6.3.2.2、OSPF协议 (175)

6.3.2.3、校园无线网建设 (177)

1、总体规划思路 (177)

2、无线网规划总体目标 (177)

3、设计原则 (178)

4、开放学习环境 (178)

5、师生个性服务 (178)

6、集中云管控 (179)

7、全市教育无线城域网建设规划 (179)

6.3.2.4、统一监管平台建设规划 (180)

6.3.2.5、统一认证平台建设规划 (181)

6.3.2.6、城域网有线网络建设规划 (181)

6.3.2.7、城域网无线网络建设规划 (181)

6.3.2.8、整体网络扩展及兼容 (182)

6.3.2.9、全市教育无线城域网建设标准 (182)

6.3.2.10、统一监管平台建设标准 (182)

6.4、智慧教育系统总体技术方案 (186)

6.4.1、智慧教育平台系统功能框架 (186)

6.4.2、系统开发设计模式 (188)

6.4.3、智慧教育系统整体架构 (191)

6.4.3.1、系统模块架构 (191)

6.4.3.2、物理架构 (193)

6.4.3.3、存储管理逻辑架构 (194)

6.4.3.4、实施架构 (195)

6.5、平台软件设计方案 (197)

6.5.1、指挥平台软件应用扩展和开发的必要性 (198)

6.5.2、智慧教育平台梯度扩展和开发解决方案 (198)

6.6、智慧教育平台技术实现方法和路线 (199)

6.6.1、计算模式技术选择——云计算 (199)

6.6.2、应用架构技术选择——SOA/WOA (202)

6.6.3、设计模式技术选择——基于SOA/WOA架构的MVC (204)

6.6.4、应用接口技术选择——REST和SOAP服务 (206)

6.7、教育云主要子系统 (207)

6.8、基于H ADOOP的云计算应用 (208)

6.8.1、个人虚拟门户 (208)

6.8.2、云教学系统 (209)

6.8.3、云文件系统 (210)

6.8.4、云储存系统 (211)

6.8.5、云资源系统 (213)

6.8.6、云办公系统 (216)

6.8.7、云统计系统 (218)

6.9、教育云平台应用系统建设 (218)

6.9.1、教育资源公共服务平台 (218)

6.9.1.1、实验教学现状 (220)

6.9.1.2、用户需求 (220)

6.9.1.5、仿真实验室系统总体解决方案 (223)

1、虚拟仿真试验云平台（物理） (225)

2、虚拟仿真试验云平台（生物） (226)

3、虚拟仿真试验云平台（化学） (227)

4、虚拟仿真试验云平台（小学科学） (228)

5、管理中心 (228)

6、用户列表 (228)

7、系统授权访问 (228)

8、仿真实验室系统优势 (229)

6.9.1.6、在线直播课堂 (230)

6.9.1.7、智慧课堂 (231)

1、智慧课堂建设理念 (231)

2、智慧课堂建设目标 (231)

3、智慧课堂建设的意义 (232)

第7章智慧教育大数据应用系统 (233)

7.1、智慧教育云服务平台应用平台建设方案一览表 (233)

7.2、基础平台 (236)

7.2.1、认证中心 (236)

7.2.2、用户中心 (237)

7.2.3、即时通讯 (237)

7.2.4、搜索引擎 (238)

7.2.5、应用管理 (238)

7.2.6、数据服务 (238)

7.3、学生综合素质评价管理系统 (238)

7.3.1、建设目标 (238)

7.3.2、符合教育部的五大评价维度 (239)

7.3.3、软件特点 (241)

7.3.4、功能简介 (241)

7.3.6、产品首页 (243)

7.3.7、系统特色功能 (243)

7.4、教师发展评价管理系统 (253)

7.4.1、系统概述 (253)

7.4.2、建设目标 (253)

7.4.3、系统特点 (255)

7.4.4、系统功能 (256)

7.5、OA办公管理系统 (275)

7.5.1、系统概述 (275)

7.5.2、系统框架 (275)

7.5.3、系统功能 (276)

7.5.4、移动办公系统 (282)

7.5.5、体系结构 (283)

7.6、网络电子备课系统 (286)

7.6.1、系统概述 (286)

7.6.2、系统功能 (286)

7.6.3、角色权限 (294)

7.7、智能排课管理系统 (295)

7.7.1、系统概述 (295)

7.7.2、功能特点 (295)

7.8、资源共享管理平台 (297)

7.8.1、系统概述 (297)

7.8.2、系统框架 (298)

7.8.3、角色与权限 (298)

7.8.3.1、教师 (298)

7.8.3.2、校级教研组长 (299)

7.8.3.3、学生 (300)

7.8.3.4、管理员 (300)

7.8.4.1、系统信息门户 (301)

7.8.4.2、资源中心 (302)

7.8.4.3、在线学习 (303)

7.8.4.4、资源评价 (305)

7.8.4.5、资源收藏 (305)

7.8.4.6、资源下载 (305)

7.8.4.7、微课推送 (306)

7.8.4.8、资源管理 (307)

7.8.4.9、个人资源管理 (307)

7.8.4.10、资源上传 (307)

7.8.4.11、资源审核 (308)

7.8.4.12、教材目录中心 (310)

7.8.4.13、统计报表 (311)

7.8.4.14、移动平台 (312)

7.9、智能巡课系统 (314)

7.9.1、系统概述 (314)

7.9.2、系统框架 (314)

7.9.3、系统功能 (315)

7.9.4、手机端 (320)

7.10、数据上报系统 (322)

7.10.1、系统概述 (322)

7.10.2、开发背景 (322)

7.10.3、建设目标 (323)

7.10.4、系统特点 (323)

7.10.5、系统流程架构 (323)

7.10.6、系统角色权限 (324)

7.11、 3.4教育云平台统一门户与接入层 (329)

7.11.1.1、 3.4.1 个人空间 (329)

7.11.1.3、 3.4.3 教研员空间 (332)

7.11.1.4、 3.4.4 管理者空间 (333)

7.11.1.5、 3.4.5 学生空间 (333)

7.11.1.6、 3.4.6 综合信息统一门户 (334)

7.12、 3.5教育云“端”建设内容 (335)

7.12.1.1、 3.5.1 优视多媒体智慧教室 (335)

4、 3.5.1.1 方案概述 (335)

5、 3.5.1.2 优视多媒体智慧教室的主要设备构成 (336)

3.5.1.2.1 多媒体投影机 (336)

3.5.1.2.2 互动电子白板 (336)

3.5.1.2.3 优视智能教学一体机 (337)

3.5.1.2.4 视频输入系统 (337)

3.5.1.2.5 中央控制系统 (337)

3.5.1.2.6 远程管理平台 (337)

6、 3.5.1.3 多媒体互动教室的系统功能 (338)

7、 3.5.1.4 智慧教室示意图 (340)

7.12.1.2、 3.5.2 优视云录播教室 (341)

8、 3.5.2.1 设计目标 (341)

9、 3.5.2.2 课程拓扑图 (342)

10、 3.5.2.3 设计功能效果 (342)

11、 3.5.2.4 系统组成 (343)

7.12.1.3、 3.5.3 便携式高清录播系统 (344)

12、 3.5.3.1 产品特点 (345)

13、 3.5.3.2 操作界面 (345)

14、 3.5.3.3 技术指标 (346)

7.13、精品录播系统 (348)

7.13.1、设计目标 (348)

7.13.2、课程拓扑图 (349)

7.13.3、设计功能效果 (349)

7.13.4、系统组成 (350)

7.13.5、优视一体化智能录播系统 (351)

7.14、优视录播系统管理软件平台 (352)

7.14.1、全智能导播系统 (352)

7.14.2、课程录制系统 (353)

7.14.3、课堂直播点播系统 (354)

7.14.4、鼠标点击跟踪 (355)

7.14.5、管理系统 (356)

7.14.5.1、课件管理 (356)

7.14.5.2、远程控制管理 (357)

7.14.5.3、第三方设备控制 (357)

7.14.5.4、图像识别智能跟踪系统 (357)

7.14.5.5、图像识别智能跟踪简介 (357)

7.14.5.6、图像跟踪技术原理 (359)

7.14.5.7、教师智能跟踪摄像 (360)

7.14.5.8、学生场景高速定位摄像 (362)

第8章五、售后服务体系 (364)

（一）产品安装 (364)

1.现场安装 (364)

2.远程安装 (364)

（二）培训服务计划 (364)

1.培训承诺 (364)

2.培训内容 (365)

3.培训方式 (365)

（三）售后服务计划 (366)

1.质保期 (366)

2.故障响应时间 (367)

3.应急维修措施 (367)

4.日常维护计划 (367)

第9章效益及风险分析 (369)

9.1、社会效益分析 (369)

9.2、技术效益分析 (370)

9.3、风险分析 (371)

第1章概述

智慧教育大数据解决方案体系如同一棵苍天大树，基础设施集成服务是“土壤”，教育云平台是“根”;教育大数据平台是主干;教育管理服务平台、智慧学习服务平台、教育资源服务平台、家校互动平台是枝干;每个枝干上的树叶是各类教育应用系统，这些枝叶是可以随着技术和需求的变化而更新;根、枝干、树叶间充满了信息、数据流的交互。

1.1、 1.2 项目简介

以教育信息化带动教育现代化，破解制约我国教育发展的难题，是加快从教育大国向教育强国迈进的重大战略抉择。随着物联网、云