試論普教學校構建“智慧教育云”技術平臺

鄒衛華

如今，在移動互聯的推動下，教育信息化的內涵和外延正在發生變化，數字網絡教學變得越來越自由、便捷，尤其是移動智能終端的普及，正倒逼著學校加快無線互聯、構建智慧教育云服務。如何順應業界發展，為普教學校、師生家長構筑起切實可行的、基于移動互聯的智慧教育云平臺，正是像筆者一樣長期在普教一線從事數字校園建設的工作者們最值得研究的課題。因此，筆者將從以下三方面，試論普教學校如何構建“智慧教育云”技術平臺。

● 移動網絡的構建

1.適合學校的安裝方式

（1）放裝

放裝是把無線接入點AP放在走廊里直接覆蓋，這是最簡單的無線部署方式，學校初期建網時常采用。但這種方案效能最低，信號穿墻進入室內后強度太低；而且2.4G只有3個不重疊信道，密集部署同頻干擾嚴重，導致移動設備上網速度過慢。

（2）室分

室分把AP通過功分設備接到房間里進行覆蓋。從圖1中我們可以看出，這種方案應該能實現各個房間內的信號穩定，但需要有大功耗的AP設備，且需要多級功分器，成本相對過高，維護也較復雜。

（3）智分

智分是一種把AP天線擴展延長到各個房間的方案，然后通過AP中的智能內置功率分配技術，對不同射頻卡上的發射功率進行動態調整。一般一臺AP可自帶6～8個SMA接口，可將天線延伸至附近十多米遠的房間內。這樣，學校就可以使上下左右相鄰的教室共用一個AP，且可以保證教室內的信號強度是完全一致。

相比以上三種方式，智分方式的信號最好，成本適中，且輻射最小，一般僅為室分AP的幾分之一，對人體較安全。

另外，若學校在有線的基礎上拓展無線，可以采用迷你型胖瘦一體化的AP接在有線端口上，但這需要大量Mini AP，維護相對麻煩。

2.適合學校的管理方式

（1）安全認證

學校信息并不敏感，但還是必須做好網絡安全工作，尤其是入網安全認證。無線網絡其實類似一個公共開放的網絡，接納著從PC、平板、手機不同類別的設備，設備雜而多，所以建議采用Web認證模式，通過無線控制器協同工作，讓用戶在瀏覽器中完成認證過程，不僅保證了接入用戶的合法性，更能快捷便利地使用無線網絡，提升體驗感。

（2）AP零配置

若學校AP點眾多，又都要配置的話，那是一件恐怖的事。所以在建網時，應讓AP處在“瘦”模式（一般AP都有“胖”與“瘦”兩種模式，即啟用獨立配置或不配置），引入無線控制器，讓AP隨時從無線控制器繼承配置信息自動完成配置，即AP初始零配置。這樣做還能實現遠程管理，既降低了本地管理資源的消耗，也集中了管理權，提高了無線網絡安全性和管理效率。

（3）全網無縫漫游

在同一個學校，往往不同室場要切換不同的SSID，輸入不同的認證密碼，這是非常尷尬的。如果正好在移動中用到網絡傳送文件或語音時，便會發生中斷。所以我們在建網時，實現全網無縫漫游是很必要的。

● 智能終端的選用

1.選用適合的智能終端

目前眾多智能終端中適合教學的主要是平板電腦，現在平板有三類平臺，分別是IOS系統、Android系統和Win8系統。筆者通過調研一線教師的實際應用得出三方面的剛性需求：便攜性、同屏技術、教育生產力。針對以上需求，筆者對常用的三種智能平板進行了分析。

蘋果iPad的優異的操作體驗與豐富的教育APP，贏得了師生的喜愛，現已被很多教師上課所用。這里需要指出它針對普教行業的兩個缺陷：不開放磁盤文件管理，缺少Office的支持（最新的Office for iPad只支持瀏覽，不支持編輯）。相比之下，Android和Win8的平板，則對Office有良好的支持。教師們使用最多的是微軟的Word編寫教案和PowerPoint制作課件；以微軟Office創建的數以億萬計的“文檔”形成了互聯網教育資源池；但這兩種系統的教育APP較少。自英特爾于2013年下半年推出“Bay Trail”系列處理器以來，Win8或Android平板變得更輕薄，且計算功能更強大。因此，學校需要根據本校的教學實際與特點，來選擇相應的平板。

2.普通教室的移動媒體構建

圖2是普通教室一般的多媒體系統。當教師擁有移動智能平板后，這種多媒體系統就顯得臃腫。

若采用智能平板（如Win8平板），其軟件運行能取代臺式PC；一顆擁有500萬像素的攝像頭則勝出視頻展臺；電容屏多點觸控則勝出電子白板的電磁（紅外）類觸控；更支持無線（Miracast等）顯示，于是教室多媒體可以是這樣的（如圖3）。

圖3因采用無線同屏技術（Miracast等），平板內容（含聲音）可以直接投放到液晶大屏顯示設備上，整個系統簡潔高效，投入成本遠低于原來的方式。最大的好處是，教師可以自由在教室中走動演示，不受羈絆。

3.智慧教室的移動媒體構建

由于智能平板將變得越來越便宜，學校與家庭完全有能力為學生提供一臺智能平板。這時可以依靠WiFi和Miracast等技術構建起一個無線交互、無線多屏展示的智慧教室（如圖4）。

這樣的教室是比較完美的，學生的學習更是愉悅而幸福的！

● 軟服平臺的構建

當前普教學校應用信息化，主要有三種方式：一是“校園網站”，包含新聞、德育、圖片、視頻等CMS內容；二是“教育辦公”，包含OA、教務、績效、學籍、成績、圖書等信息化管理工作；三是“教學研修”，包含研修、備課、教學、評價、資源、學生成長記錄、家校互助等。現在的學校普遍采用多個軟件系統滿足以上功能，各類系統的“管理后臺”、“操作界面”、“用戶認證”均獨立，師生需記多個賬號密碼、在不同界面上操作，加上數據無法互通共享，嚴重造成教師與學生信息的重復建設。管理員需要配置多個服務器系統，增加人力物力成本。

為此，我們在構建智慧校園時，應打造一個“一站式”的云平臺服務體系，系統結構圖如圖5所示。

在具體的功能應用上提供“插片式功能模塊”，可以靈活、調整不同的應用功能（如圖6）。

這樣的“一站式”的系統，一可使全校管理規范化、自動化，提高工作效率與管理決策水平，形成扁平化的“管理空間”；二可使學校的理念價值、人文精神等要素形成全方位的校園“德育空間”；三可以數字化為基礎的教學活動，推動全校從傳統教學向數字化學習的轉變，形成“教學空間”。而教師、學生、家長用戶始終在一個簡單一致的“云平臺”系統中完成操作，實現作為各自“信息節點”的高效協同。

1.為教師提供教育云下的“圓融服務”

這樣的智慧云平臺提供整個學校教師團隊的協作環境，教師可方便查找、上傳、下載各類教育信息。尤其是在一個平臺上完成“管理辦公”、“德育文化”、“教學研修”的日常工作，從而達成信息使用上的“圓融”，而不再需要重復操作、重復建設信息資源。

平臺同時提供給教師多種信息交互方式，在Web頁面上可以提供全部完整的功能，而在平板或智能手機上提供APP應用，能夠完成最常用、最重要的一些應用。

2.為學生提供教育云下的“電子書包”

當基于移動互聯、掌上智能終端的新技術引入后，教師可以非常輕松地構建個性化、發展性學習的新教學模式。這將有利于讓學生學會使用移動互聯教育技術，在自然界面下獲取、分析、處理、應用、發布信息，有利于激發學生的學習熱情，促進學生的個性發展，促使學生的自主學習、反思、交流表達等。為了讓學生有一個良好的操作體驗，應多采用原生APP的形式進行交互操作。

3.為家長提供教育云下的“家校互助”

信息手段的飛速發展，讓家長手上都有了智能手機之類的信息終端，這有利于建立起一個家校互聯互助的新模式。學校構建的智慧云平臺，應能為家長提供更多的學生在校學習的情況，同時可以實現對學生學習多元化、實時化、網絡化、過程化的督導與幫助。而這種幫助也可以連同學生的學習過程，被云平臺永久性存儲。endprint

如今，在移動互聯的推動下，教育信息化的內涵和外延正在發生變化，數字網絡教學變得越來越自由、便捷，尤其是移動智能終端的普及，正倒逼著學校加快無線互聯、構建智慧教育云服務。如何順應業界發展，為普教學校、師生家長構筑起切實可行的、基于移動互聯的智慧教育云平臺，正是像筆者一樣長期在普教一線從事數字校園建設的工作者們最值得研究的課題。因此，筆者將從以下三方面，試論普教學校如何構建“智慧教育云”技術平臺。

● 移動網絡的構建

1.適合學校的安裝方式

（1）放裝

放裝是把無線接入點AP放在走廊里直接覆蓋，這是最簡單的無線部署方式，學校初期建網時常采用。但這種方案效能最低，信號穿墻進入室內后強度太低；而且2.4G只有3個不重疊信道，密集部署同頻干擾嚴重，導致移動設備上網速度過慢。

（2）室分

室分把AP通過功分設備接到房間里進行覆蓋。從圖1中我們可以看出，這種方案應該能實現各個房間內的信號穩定，但需要有大功耗的AP設備，且需要多級功分器，成本相對過高，維護也較復雜。

（3）智分

智分是一種把AP天線擴展延長到各個房間的方案，然后通過AP中的智能內置功率分配技術，對不同射頻卡上的發射功率進行動態調整。一般一臺AP可自帶6～8個SMA接口，可將天線延伸至附近十多米遠的房間內。這樣，學校就可以使上下左右相鄰的教室共用一個AP，且可以保證教室內的信號強度是完全一致。

相比以上三種方式，智分方式的信號最好，成本適中，且輻射最小，一般僅為室分AP的幾分之一，對人體較安全。

另外，若學校在有線的基礎上拓展無線，可以采用迷你型胖瘦一體化的AP接在有線端口上，但這需要大量Mini AP，維護相對麻煩。

2.適合學校的管理方式

（1）安全認證

學校信息并不敏感，但還是必須做好網絡安全工作，尤其是入網安全認證。無線網絡其實類似一個公共開放的網絡，接納著從PC、平板、手機不同類別的設備，設備雜而多，所以建議采用Web認證模式，通過無線控制器協同工作，讓用戶在瀏覽器中完成認證過程，不僅保證了接入用戶的合法性，更能快捷便利地使用無線網絡，提升體驗感。

（2）AP零配置

若學校AP點眾多，又都要配置的話，那是一件恐怖的事。所以在建網時，應讓AP處在“瘦”模式（一般AP都有“胖”與“瘦”兩種模式，即啟用獨立配置或不配置），引入無線控制器，讓AP隨時從無線控制器繼承配置信息自動完成配置，即AP初始零配置。這樣做還能實現遠程管理，既降低了本地管理資源的消耗，也集中了管理權，提高了無線網絡安全性和管理效率。

（3）全網無縫漫游

在同一個學校，往往不同室場要切換不同的SSID，輸入不同的認證密碼，這是非常尷尬的。如果正好在移動中用到網絡傳送文件或語音時，便會發生中斷。所以我們在建網時，實現全網無縫漫游是很必要的。

● 智能終端的選用

1.選用適合的智能終端

目前眾多智能終端中適合教學的主要是平板電腦，現在平板有三類平臺，分別是IOS系統、Android系統和Win8系統。筆者通過調研一線教師的實際應用得出三方面的剛性需求：便攜性、同屏技術、教育生產力。針對以上需求，筆者對常用的三種智能平板進行了分析。

蘋果iPad的優異的操作體驗與豐富的教育APP，贏得了師生的喜愛，現已被很多教師上課所用。這里需要指出它針對普教行業的兩個缺陷：不開放磁盤文件管理，缺少Office的支持（最新的Office for iPad只支持瀏覽，不支持編輯）。相比之下，Android和Win8的平板，則對Office有良好的支持。教師們使用最多的是微軟的Word編寫教案和PowerPoint制作課件；以微軟Office創建的數以億萬計的“文檔”形成了互聯網教育資源池；但這兩種系統的教育APP較少。自英特爾于2013年下半年推出“Bay Trail”系列處理器以來，Win8或Android平板變得更輕薄，且計算功能更強大。因此，學校需要根據本校的教學實際與特點，來選擇相應的平板。

2.普通教室的移動媒體構建

圖2是普通教室一般的多媒體系統。當教師擁有移動智能平板后，這種多媒體系統就顯得臃腫。

若采用智能平板（如Win8平板），其軟件運行能取代臺式PC；一顆擁有500萬像素的攝像頭則勝出視頻展臺；電容屏多點觸控則勝出電子白板的電磁（紅外）類觸控；更支持無線（Miracast等）顯示，于是教室多媒體可以是這樣的（如圖3）。

圖3因采用無線同屏技術（Miracast等），平板內容（含聲音）可以直接投放到液晶大屏顯示設備上，整個系統簡潔高效，投入成本遠低于原來的方式。最大的好處是，教師可以自由在教室中走動演示，不受羈絆。

3.智慧教室的移動媒體構建

由于智能平板將變得越來越便宜，學校與家庭完全有能力為學生提供一臺智能平板。這時可以依靠WiFi和Miracast等技術構建起一個無線交互、無線多屏展示的智慧教室（如圖4）。

這樣的教室是比較完美的，學生的學習更是愉悅而幸福的！

● 軟服平臺的構建

當前普教學校應用信息化，主要有三種方式：一是“校園網站”，包含新聞、德育、圖片、視頻等CMS內容；二是“教育辦公”，包含OA、教務、績效、學籍、成績、圖書等信息化管理工作；三是“教學研修”，包含研修、備課、教學、評價、資源、學生成長記錄、家校互助等。現在的學校普遍采用多個軟件系統滿足以上功能，各類系統的“管理后臺”、“操作界面”、“用戶認證”均獨立，師生需記多個賬號密碼、在不同界面上操作，加上數據無法互通共享，嚴重造成教師與學生信息的重復建設。管理員需要配置多個服務器系統，增加人力物力成本。

為此，我們在構建智慧校園時，應打造一個“一站式”的云平臺服務體系，系統結構圖如圖5所示。

在具體的功能應用上提供“插片式功能模塊”，可以靈活、調整不同的應用功能（如圖6）。

這樣的“一站式”的系統，一可使全校管理規范化、自動化，提高工作效率與管理決策水平，形成扁平化的“管理空間”；二可使學校的理念價值、人文精神等要素形成全方位的校園“德育空間”；三可以數字化為基礎的教學活動，推動全校從傳統教學向數字化學習的轉變，形成“教學空間”。而教師、學生、家長用戶始終在一個簡單一致的“云平臺”系統中完成操作，實現作為各自“信息節點”的高效協同。

1.為教師提供教育云下的“圓融服務”

這樣的智慧云平臺提供整個學校教師團隊的協作環境，教師可方便查找、上傳、下載各類教育信息。尤其是在一個平臺上完成“管理辦公”、“德育文化”、“教學研修”的日常工作，從而達成信息使用上的“圓融”，而不再需要重復操作、重復建設信息資源。

平臺同時提供給教師多種信息交互方式，在Web頁面上可以提供全部完整的功能，而在平板或智能手機上提供APP應用，能夠完成最常用、最重要的一些應用。

2.為學生提供教育云下的“電子書包”

當基于移動互聯、掌上智能終端的新技術引入后，教師可以非常輕松地構建個性化、發展性學習的新教學模式。這將有利于讓學生學會使用移動互聯教育技術，在自然界面下獲取、分析、處理、應用、發布信息，有利于激發學生的學習熱情，促進學生的個性發展，促使學生的自主學習、反思、交流表達等。為了讓學生有一個良好的操作體驗，應多采用原生APP的形式進行交互操作。

3.為家長提供教育云下的“家校互助”

信息手段的飛速發展，讓家長手上都有了智能手機之類的信息終端，這有利于建立起一個家校互聯互助的新模式。學校構建的智慧云平臺，應能為家長提供更多的學生在校學習的情況，同時可以實現對學生學習多元化、實時化、網絡化、過程化的督導與幫助。而這種幫助也可以連同學生的學習過程，被云平臺永久性存儲。endprint

如今，在移動互聯的推動下，教育信息化的內涵和外延正在發生變化，數字網絡教學變得越來越自由、便捷，尤其是移動智能終端的普及，正倒逼著學校加快無線互聯、構建智慧教育云服務。如何順應業界發展，為普教學校、師生家長構筑起切實可行的、基于移動互聯的智慧教育云平臺，正是像筆者一樣長期在普教一線從事數字校園建設的工作者們最值得研究的課題。因此，筆者將從以下三方面，試論普教學校如何構建“智慧教育云”技術平臺。

● 移動網絡的構建

1.適合學校的安裝方式

（1）放裝

放裝是把無線接入點AP放在走廊里直接覆蓋，這是最簡單的無線部署方式，學校初期建網時常采用。但這種方案效能最低，信號穿墻進入室內后強度太低；而且2.4G只有3個不重疊信道，密集部署同頻干擾嚴重，導致移動設備上網速度過慢。

（2）室分

室分把AP通過功分設備接到房間里進行覆蓋。從圖1中我們可以看出，這種方案應該能實現各個房間內的信號穩定，但需要有大功耗的AP設備，且需要多級功分器，成本相對過高，維護也較復雜。

（3）智分

智分是一種把AP天線擴展延長到各個房間的方案，然后通過AP中的智能內置功率分配技術，對不同射頻卡上的發射功率進行動態調整。一般一臺AP可自帶6～8個SMA接口，可將天線延伸至附近十多米遠的房間內。這樣，學校就可以使上下左右相鄰的教室共用一個AP，且可以保證教室內的信號強度是完全一致。

相比以上三種方式，智分方式的信號最好，成本適中，且輻射最小，一般僅為室分AP的幾分之一，對人體較安全。

另外，若學校在有線的基礎上拓展無線，可以采用迷你型胖瘦一體化的AP接在有線端口上，但這需要大量Mini AP，維護相對麻煩。

2.適合學校的管理方式

（1）安全認證

學校信息并不敏感，但還是必須做好網絡安全工作，尤其是入網安全認證。無線網絡其實類似一個公共開放的網絡，接納著從PC、平板、手機不同類別的設備，設備雜而多，所以建議采用Web認證模式，通過無線控制器協同工作，讓用戶在瀏覽器中完成認證過程，不僅保證了接入用戶的合法性，更能快捷便利地使用無線網絡，提升體驗感。

（2）AP零配置

若學校AP點眾多，又都要配置的話，那是一件恐怖的事。所以在建網時，應讓AP處在“瘦”模式（一般AP都有“胖”與“瘦”兩種模式，即啟用獨立配置或不配置），引入無線控制器，讓AP隨時從無線控制器繼承配置信息自動完成配置，即AP初始零配置。這樣做還能實現遠程管理，既降低了本地管理資源的消耗，也集中了管理權，提高了無線網絡安全性和管理效率。

（3）全網無縫漫游

在同一個學校，往往不同室場要切換不同的SSID，輸入不同的認證密碼，這是非常尷尬的。如果正好在移動中用到網絡傳送文件或語音時，便會發生中斷。所以我們在建網時，實現全網無縫漫游是很必要的。

● 智能終端的選用

1.選用適合的智能終端

目前眾多智能終端中適合教學的主要是平板電腦，現在平板有三類平臺，分別是IOS系統、Android系統和Win8系統。筆者通過調研一線教師的實際應用得出三方面的剛性需求：便攜性、同屏技術、教育生產力。針對以上需求，筆者對常用的三種智能平板進行了分析。

蘋果iPad的優異的操作體驗與豐富的教育APP，贏得了師生的喜愛，現已被很多教師上課所用。這里需要指出它針對普教行業的兩個缺陷：不開放磁盤文件管理，缺少Office的支持（最新的Office for iPad只支持瀏覽，不支持編輯）。相比之下，Android和Win8的平板，則對Office有良好的支持。教師們使用最多的是微軟的Word編寫教案和PowerPoint制作課件；以微軟Office創建的數以億萬計的“文檔”形成了互聯網教育資源池；但這兩種系統的教育APP較少。自英特爾于2013年下半年推出“Bay Trail”系列處理器以來，Win8或Android平板變得更輕薄，且計算功能更強大。因此，學校需要根據本校的教學實際與特點，來選擇相應的平板。

2.普通教室的移動媒體構建

圖2是普通教室一般的多媒體系統。當教師擁有移動智能平板后，這種多媒體系統就顯得臃腫。

若采用智能平板（如Win8平板），其軟件運行能取代臺式PC；一顆擁有500萬像素的攝像頭則勝出視頻展臺；電容屏多點觸控則勝出電子白板的電磁（紅外）類觸控；更支持無線（Miracast等）顯示，于是教室多媒體可以是這樣的（如圖3）。

圖3因采用無線同屏技術（Miracast等），平板內容（含聲音）可以直接投放到液晶大屏顯示設備上，整個系統簡潔高效，投入成本遠低于原來的方式。最大的好處是，教師可以自由在教室中走動演示，不受羈絆。

3.智慧教室的移動媒體構建

由于智能平板將變得越來越便宜，學校與家庭完全有能力為學生提供一臺智能平板。這時可以依靠WiFi和Miracast等技術構建起一個無線交互、無線多屏展示的智慧教室（如圖4）。

這樣的教室是比較完美的，學生的學習更是愉悅而幸福的！

● 軟服平臺的構建

當前普教學校應用信息化，主要有三種方式：一是“校園網站”，包含新聞、德育、圖片、視頻等CMS內容；二是“教育辦公”，包含OA、教務、績效、學籍、成績、圖書等信息化管理工作；三是“教學研修”，包含研修、備課、教學、評價、資源、學生成長記錄、家校互助等。現在的學校普遍采用多個軟件系統滿足以上功能，各類系統的“管理后臺”、“操作界面”、“用戶認證”均獨立，師生需記多個賬號密碼、在不同界面上操作，加上數據無法互通共享，嚴重造成教師與學生信息的重復建設。管理員需要配置多個服務器系統，增加人力物力成本。

為此，我們在構建智慧校園時，應打造一個“一站式”的云平臺服務體系，系統結構圖如圖5所示。

在具體的功能應用上提供“插片式功能模塊”，可以靈活、調整不同的應用功能（如圖6）。

這樣的“一站式”的系統，一可使全校管理規范化、自動化，提高工作效率與管理決策水平，形成扁平化的“管理空間”；二可使學校的理念價值、人文精神等要素形成全方位的校園“德育空間”；三可以數字化為基礎的教學活動，推動全校從傳統教學向數字化學習的轉變，形成“教學空間”。而教師、學生、家長用戶始終在一個簡單一致的“云平臺”系統中完成操作，實現作為各自“信息節點”的高效協同。

1.為教師提供教育云下的“圓融服務”

這樣的智慧云平臺提供整個學校教師團隊的協作環境，教師可方便查找、上傳、下載各類教育信息。尤其是在一個平臺上完成“管理辦公”、“德育文化”、“教學研修”的日常工作，從而達成信息使用上的“圓融”，而不再需要重復操作、重復建設信息資源。

平臺同時提供給教師多種信息交互方式，在Web頁面上可以提供全部完整的功能，而在平板或智能手機上提供APP應用，能夠完成最常用、最重要的一些應用。

2.為學生提供教育云下的“電子書包”

當基于移動互聯、掌上智能終端的新技術引入后，教師可以非常輕松地構建個性化、發展性學習的新教學模式。這將有利于讓學生學會使用移動互聯教育技術，在自然界面下獲取、分析、處理、應用、發布信息，有利于激發學生的學習熱情，促進學生的個性發展，促使學生的自主學習、反思、交流表達等。為了讓學生有一個良好的操作體驗，應多采用原生APP的形式進行交互操作。

3.為家長提供教育云下的“家校互助”

信息手段的飛速發展，讓家長手上都有了智能手機之類的信息終端，這有利于建立起一個家校互聯互助的新模式。學校構建的智慧云平臺，應能為家長提供更多的學生在校學習的情況，同時可以實現對學生學習多元化、實時化、網絡化、過程化的督導與幫助。而這種幫助也可以連同學生的學習過程，被云平臺永久性存儲。endprint