智慧教育服務生態體系構建

余勝泉　陳瑤

[摘要]智慧教育是未來教育的必然趨勢，但持續推進教育實現智慧化面臨著結構性困境：教育信息系統建設碎片化、統籌建設與分散建設系統的兩難困境、智能技術增大維護管理的復雜性、教育信息系統缺乏持續的維護、教育應用動態多變開發難以及校園網絡安全性易受挑戰等。為應對以上困境，應認識到擁有服務比擁有技術更重要，智能技術支撐的教育服務是其中的關鍵，教育信息化要從關注平臺建設、資源建設轉型為關注服務建設。智慧教育服務建設關鍵是建立開放的服務生態體系，它以云網融合的服務架構為基礎，構建出能自由組合服務、平等交易服務的教育服務市場。教育服務由政府、教育用戶、教育服務供應商協同構建，這種多方參與、協同構建的方式能有效促進教育服務生態的常態化運轉。云網融合的服務架構包括能力服務層、區域共享層和服務匯聚層，能力服務層基于教育服務的互操作模型構建面向教育業務的服務，區域共享層和服務匯聚層依賴互操作模型聯通各類教育服務系統、各級教育單位，實現教育數據的動態流轉和優質教育資源的共建共享。

[關鍵詞]智慧教育;教育服務;服務生態;云網融合;互操作模型;云計算

[中圖分類號]G434 [文獻標志碼]A

一、引言

智慧教育是未來教育發展的方向，是新時代教育信息化關注的重點。為加快實現教育現代化、建設教育強國，教育部在2018年頒發的《教育信息化2.0行動計劃》中強調，要應用信息技術全面提升教育信息化發展水平，其重要任務是開展智慧教育，實現“互聯網+信息技術”與教育創新發展的深度融合。這表明教育信息化的發展重點由關注量變轉變為關注質變，僅借助信息技術簡單輔助教育已無法滿足我國教育信息化的發展需求，如何應用智能技術賦能教育備受學界關注。祝智庭認為，智慧教育是一種未來教育范式，通過構建技術融合的生態化學習環境，以學為中心、以數據為紐帶，利用人機協同優化教學過程和促進學習者美好發展。黃榮懷認為，智慧教育是一種智慧教育行為系統，由學校、區域或國家利用現代科學技術提供高學習體驗、高內容適配性和高教學效率。郭紹青認為，智慧教育是智能教育和人類教育的總和，其核心是構建智慧社會新生態，包括智能學習資源聚合服務新生態、教育智力資源服務新生態、泛在與終身學習新生態。筆者認為，智慧教育是利用5G、云計算、人工智能等新 一代信息技術，打造物聯化、智能化、感知化、泛在化的新型教育環境，利用人機協同的教育智能形成一種全新的教育形態和教育模式，構建出能培養智能時代創新人才的教育新體系。智慧教育不是單純的技術升級換代，而是以智能技術為支撐實現教育服務的系統性變革，服務的內容、結構、形態、模式都會發生根本性變化。智慧教育構建服務生態體系以實現變革目標，其核心和焦點是智能技術支撐下豐富、多元、可選擇的教育服務。通過構建開放的服務生態體系，學校由靜態的知識倉庫發展成為分布式、流動性、開放性以及能連接智慧認知網絡的個性化學習空間。

二、推進智慧教育所面臨的結構性困境

為實現智慧教育，國內外學者和機構進行了理論層面、政策層面的探索，教育部還啟動了智慧教育示范區的試點工作，但持續推進過程中仍面臨以下六個結構性困境：

（一）教育信息系統建設碎片化

學校內部或各教育單位啟動的教育信息系統建設工作，由于缺乏頂層設計和統一規劃，沒有形成有效的協調機制，使得學校系統碎片化現象、同質化現象嚴重，并且系統間存在物理隔離，各類系統的用戶使用體驗也很糟糕。一個比較典型的例子是，教師的日常工作和學生的學習常常需要穿梭在數十個平臺之間，這些平臺通常是國家、省、市/地、區/縣、學校五級系統，如教學平臺、資源平臺、管理平臺。他們大多都需要在這些功能高度相似的五級教學系統間來回切換，教師需要在不同層級的平臺中完成重復性的工作，學生也不得不根據教師的要求使用多個學習平臺（如各類MOOC平臺）。這種多級系統人口不一、界面不一、認證方式各異、數據不貫通、部分系統功能老舊，使師生使用系統時面臨重重障礙。系統建設初期各部門各自為政導致教育信息系統物理隔離，早期的教育信息系統數據資源類型各異、來源不一，數據不規范，數據標準不一致，系統管理分散，進而使得系統貫通成本高、數據匯聚難。傳統教育信息系統難以匯聚教育數據阻礙了以教育大數據為支撐的智慧教育的開展。因此，我們必須重點關注教育信息系統碎片化建設導致的系統同質化、物理隔離等問題，建設符合用戶需求和數據動態流轉的教育服務系統，為實現教育個性化、智慧化打下基礎。

（二）統籌建設與分散建設系統的兩難困境

教育信息系統有兩種建設模式：統籌建設和分散建設。統籌建設是指整個區域建設通用的教育信息系統，使其最大程度地滿足區域內學校的共性需求。分散建設則是由學校自身或與某個企業合作，因地制宜地建設符合學校個性需求的教育信息系統。在信息化建設初期，由于學校對教育信息系統的需求相對簡單，統籌建設是一個可行且高效的方案，能滿足學校的基礎需求。隨著信息化的深入，原本提供簡單數字化服務的教育信息系統已無法滿足用戶的個性化需求和高服務質量要求，統籌建設一個普適的教育信息系統將很難應對這一變化。若采用分散建設的思路，各教育單位獨立建設教育信息系統，采用這種方式建立的系統相比之下更能滿足學校的信息化需求，但學校是以育人為目標的教育服務單位，缺乏專門性的信息技術團隊，過重的教育信息系統建設、維護工作以及隨之增加的人力投入，使學校疲于應付信息化工作，而無法專注于育人這一本職工作。系統建設不僅在投入上存在兩難困境，在服務用戶方面同樣也存在兩難困境，統籌建設難以滿足師生的個性化需求，教育行政部門管理的教育信息系統存在服務能力低下、服務體驗差以及缺乏及時服務響應等問題。這種行政命令推動下的服務，其效率會隨時間而下降，進而使得信息系統慢慢走向“衰亡”。分散建設可以滿足個性化需求，但投入大、周期長，重復建設現象嚴重，區域數據缺乏共享，難以實現深層次的智能化應用。因此，教育信息系統面臨統籌建設和分散建設的兩難困境，要解決這一困境，不能只是簡單的二選一，而應探索更加系統科學的解決方案，在云網融合的基礎上，低代碼實現不同來源服務的匯聚與整合，使之既能推動個性化的應用發展，也能實現大平臺的規模化效應。

（三）智能技術增大維護管理的復雜性

智慧教育需要諸如AR/VR、全息、5G、大數據、人工智能等新技術的支撐，但這類技術與傳統信息技術有諸多不同，主要表現在它們的先進性和復雜性需要較為復雜的基礎設施支撐，對技術支持人員要求高，總體運行成本高昂，要使這類智能技術在學校穩定、持續地運行，對建設、運營、維護人員的專業能力以及學校資金投入提出了較高要求。對于一個普通學校來說，建立一個龐大的信息技術團隊來支撐基于智能技術的教育服務系統建設、運維工作，幾乎是不可能的。無論是全息課堂、AR/VR課堂、SG校園網絡，還是教育機器人、教育大數據分析等，無一例外都需要高水平團隊負責建設、維護、管理，這不僅增加了學校信息化建設的投入，而且學校還需投入更多經費培養智能技術相關的專業人才，以維護、管理智能技術支撐下的教育服務系統，這在經濟上不具有可行性。資源相對豐富的學校尚可承擔因智能技術應用而增加的投入，但資源相對匱乏的學校不僅難以承擔智能技術帶來的系列成本，也無力負荷智能技術的管理維護工作和專業技術團隊的培養，這無疑會將這類學校攔在智能技術賦能校園信息化建設的大門外，進一步拉大不同學校信息化建設的差距。

（四）教育信息系統缺乏持續的維護

學校的教育信息系統是服務性質的，需要根據教育用戶的需求持續地迭代改進，為用戶提供高魯棒性、高服務質量、高使用體驗的系統。這意味著教育信息系統建設是一個持續投入的項目，而非一次建設就可以一勞永逸。目前，學校對教育信息系統的持續維護意識與能力不強，更多的是采用重復建設系統的方式。有的學校依賴小公司開發的教育信息系統，存在公司運營不善、過早倒閉、無法提供持續的維護服務等問題。若不持續維護和迭代改進教育信息系統，則會因為系統無法滿足師生的需求、教育資源匱乏、用戶使用體驗糟糕、技術落后等問題，使系統成為一個無人訪問的“電子鬼城”。因此，為推動教育信息化發展，充分借助信息技術賦能學校教育，需要持續改進教育信息系統，使用戶能使用高水平、高穩定性的教育服務系統。基于現有的教育信息系統建設模式難以實現以上目標，我們需要新的建設模式以應對傳統系統建設中存在的問題，這也是提高教育用戶使用系統的意愿和參與校園信息化建設熱情的關鍵。

（五）教育應用動態多變開發難

教育行業以服務人的發展為核心，服務對象的動態發展性決定其業務流程是動態的、情境化的、多變的。與生產企業有固定業務流程不同的是，教育信息系統的開發必須適應這種動態多變性。每年都有大量的教育產品和教育信息系統涌入教育領域，但很多信息化產品都無法滿足多變的、實際的教育需求，無法在具體的教育場景中使用，那些面向統一流程的普適性軟件很難滿足不同學校、教師個性化教育場景的需求。學校實際需要的是柔性可重組的教育信息系統，是貼近用戶、具有服務性質的教育信息系統。這種貼近一線場景的教育應用開發是一項專業性極強、變化性較大的工作，負責這項工作的專家既需要對教育領域有深刻的理解，還需要較強的技術研發能力，而一般的教育機構很難擁有這類專家級的人力資源。學校雖然對教育需求有深刻的理解，但又存在技術能力欠佳的問題，所以也無法較好地完成教育信息系統建設工作。如何高效利用智能技術開發出符合多樣教育需求的教育應用，成為持續推進智慧教育的另一個難題。

（六）校園網絡安全性易受挑戰

學校作為育人的核心場所，既有責任將學生培養成國家需要的創新型人才，也要確保學生有一個安全的校園生活環境。學生是校園網絡的主要用戶群體之一，比較單純，容易受到外界不良信息的影響，他們的網絡安全意識也比較薄弱、網絡的認知度和辨別能力不足，容易受網絡陷阱的誘惑。普通學校受制于缺乏高水平專業技術人才，網絡安全管理往往不完善，容易受到黑客及不良機構的攻擊。教育信息系統除了要滿足學校教育業務的需求，也應為師生營造一個干凈、安全、綠色的網絡學習空間。例如：教育信息系統需要對師生上網行為進行安全審計，做到上網行為可溯源;同時，也要提供綠色上網功能，為師生提供不良信息過濾和網絡監控功能，對學生的上網時間和上網內容進行管控。網絡環境復雜多變，學校常規的網絡安全模式難以應對新技術和網絡升級帶來的潛在風險，使教育信息系統存在極大的安全隱患。若將校園信息安全和網絡安全作為一項服務，可以通過租賃或購買服務的方式，讓專業機構提供技術支撐，則有可能應對復雜的網絡變化和技術升級帶來的挑戰，為校園安全保駕護航。

三、推進智慧教育的核心要從平臺建設、

資源建設轉型為服務建設

智慧教育服務生態的重點是教育服務，它包括業務服務、數據服務和資源服務。基于云計算的教育服務生態體系能夠將服務的提供方、使用方、監管方分離，各司其職以保障教育服務系統的安全性、健壯性以及維護的持續性，并利用開放的服務生態匯聚優質的教育資源，還可以將傳統教育信息系統臃腫的單體架構、垂直應用架構轉變為更易維護擴展的分布式、微型化服務架構，進而有利于智能技術的按需接人、教育應用的個性化定制和教育服務系統的數據貫通。其中，企業作為應用服務商（Application Services Provider，ASP）即服務提供方扮演著重要角色。他們將滿足用戶需求的教育服務系統分布式地部署在ASP的軟硬件環境中，系統運行所需的人力、物力資源都由ASP提供，用戶只需隨時隨地、按需使用服務即可，用戶數據也會自動存儲到學校近端的云服務器中。服務生態中的ASP使教育服務系統成為一種被托管的應用，借助云平臺為教育用戶提供SaaS（Software as a Service，軟件即服務）應用或RaaS（Resource as a Service，資源即服務）應用。這一系列變革為教育信息化發展帶來機遇，教育服務生態體系的建立能有效應對傳統信息系統碎片化、缺乏維護、安全漏洞多、功能陳舊、技術落后等問題，也能推動學校信息化建設從以技術為中心回歸教育本位。智慧教育服務生態體系要從原本的建設驅動轉型為應用驅動，從關注數字技術轉變為關注如何應用技術為教育用戶提供智能服務。智慧教育也要從平臺建設、資源建設轉型為服務建設，將服務作為持續推進智慧教育的核心。

（一）智慧教育服務建設是智能技術轉型的必然

新一代智能技術極大地推動了教育的智慧化發展，尤其是超大規模在線教育加速了學校的信息化建設步伐，但也應認識到諸如人工智能、虛擬現實等智能技術的復雜性、專業性和技術更新的頻繁性，以及技術出現時間短、相關人才緊缺等問題。這些問題提高了智能技術的應用門檻，增大了智能技術管理維護的復雜性，使每個學校都成為智能技術的擁有者變得困難。若基于云平臺創建智慧教育服務生態，將變革智能技術支撐下的服務構建方式，使每個企業、學校單兵作戰轉變為多所學校、多個企業協同工作，學校從高端技術的擁有者轉變為高端技術的使用者，企業由智能技術的軟硬件售賣者轉變為智能技術支撐的服務提供者、維護者。這種智慧教育服務生態，一方面降低了智能技術的應用門檻，另一方面通過群策群力推動智能技術的應用落地。實際上，學校作為智能技術的用戶本就無須關注智能技術的內在實現、技術類別、服務載體，他們應該關心的是智能技術能否和如何賦能學校教育，以及使用這類技術的便捷性和技術運行的穩定性。應用服務商將智能技術支撐下的教育服務進行分布式部署，為每個學校就近提供SaaS應用，并且持續支持和維護教育服務的正常運轉，還根據學校需求和技術發展不斷優化、改進服務。因此，無論是從學校角度看智能技術的使用，還是從企業角度看智能技術的應用，都必須讓更多技術能力強的企業和對教育需求理解透徹的學校參與智能技術支撐下的教育服務創建工作，促進智能技術最大化地發揮教育效益，并且能被更多學校使用。

（二）智慧教育服務建設是推進信息化深度融合的必然

推進信息技術與教育教學深度融合，使信息技術不再是點綴式、淺層次的應用，既需要資源豐富、性能穩定、高QoE（Quality of Experience，服務質量）的教育服務系統，也需要學校轉變觀念，從擁有系統到使用系統，使得教師獲得智能系統提供的服務，從煩瑣、重復性的工作中解脫出來，將主要精力用于探究如何實現信息技術和教育系統的創造性融合。企業作為教育應用服務商，為學校提供SaaS應用，使教育服務可以像任何服務一樣被傳遞、使用，它的優點包括即點即用、無須學校維護、按需使用、隨處可用、共享成本、穩定安全、創新變革風險小。學校也不再為繁重的平臺建設、資源建設所累，能與本校或其他學校的專家一起探究如何將應用服務商提供的教育服務與各教學環節、各教育要素深度融合。基于云網融合的架構創建智慧教育服務生態，學校、企業、政府共同參與智慧教育服務建設、管理、維護工作，助力教育服務的規范化、系統化、便捷化。智慧教育服務生態改變了傳統教育軟件邊緣化、系統缺乏持續維護和系統功能無法適配教育情境等問題，基于云平臺提供一種低成本、輕量級、高可用的智慧教育服務，這些服務能在教育專家的指導下恰如其分地融入教育系統，為教師教學、學生學習、學校管理賦能。

（三）智慧教育服務建設是實現教育信息化可持續發展的必然

智慧教育依賴互聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術，這些技術的核心特點是發展非常快，一個系統一年內可能會迭代無數個版本。如果學校以商品的形式購買信息系統，而非系統支持下的服務，那么當這類系統一旦脫離開發企業的技術支持，就會很難跟上技術迭代更新的步伐，從而因系統功能老舊、技術落伍等導致系統的不可持續性。在實踐中，我們能看到一些學校和教育行政部門存在這種現象，新一任領導來了，推倒前面建設的系統，重新建設新系統，新系統還沒有發揮作用，技術馬上過時了;下一任領導又推倒重來。信息系統永遠在低水平重復建設，不僅無益于學校的信息化發展，還是一種極大的資源浪費。教育信息化建設是一項長期且復雜的系統工程，唯有將一次性的軟件購買轉變為持續的服務使用，使企業為了讓用戶續費而提供后勤式服務，在為學校提供個性化、健壯性、高使用體驗教育服務的基礎上，同時提供企業級的信息系統運營維護、迭代更新等服務，才能保障系統持續、健康地運轉。實現教育信息化可持續發展的關鍵是構建智慧教育服務生態體系，政府提供政策引導并規范智慧教育服務的構建，建立平等的服務交易機制以實現教育服務資源的聚合：教育服務商通過相互合作以實現優勢互補，為教育用戶提供多樣化的智慧教育服務：教育用戶的需求具有多元化和差異性，他們負責提出服務需求，并使用教育服務、進行相應的反饋。教育服務生態以“政府引導、多方參與、共建共享”的原則實現三方緊密合作、無縫銜接，促進生態系統的協調、持續發展。

四、云網融合的服務架構

云網融合是網絡架構變革和服務模式轉型并行驅動的“云”和“網”高度協同，網絡利用虛擬化技術實現網絡資源云化，云計算根據業務需求調度網絡資源，“云”和“網”高度協同實現網絡資源彈性適配云服務，云服務依靠云化網絡將服務分布式地部署到用戶近端，保障業務應用高速、穩定、可靠。云網融合中，一切皆為服務，服務提供商依賴網絡互聯的多級云環境將基礎設施、數據處理、教育資源、教育業務系統、教育工具等以服務的形式開放給各級教育單位，教育單位通過租賃或服務購買的形式按需引入教育應用以支撐學校的信息化建設，終端用戶通過個性化服務空間隨時隨地訪問專屬的教育服務。云網融合的服務架構包括能力服務層、區域共享層和服務匯聚層（如圖1所示）。其中，能力服務層基于互聯的智能網絡匯聚來自企業級、國家級的通用服務，所有通用服務匯聚到國家級教育服務注冊與監管中心，省、市、區、縣級教育單位簡單組合、配置服務使其適配本區域學校的教學情境和教育業務需求。區域共享層實現多區域教育單位的服務互聯互通、數據匯聚和資源共享，并搭建區域共性業務平臺，促進區域內各教育單位共享資源、共擔責任、相互支持、協同共進。服務匯聚層使用云服務集成平臺，根據用戶的行為數據和學情數據匯聚高度個性化的教育服務，教育用戶只需在本地登錄個性服務空間（網絡學習空間），便能獲取來自全社會、多層級的優質教育服務，用戶數據也依賴智能網絡在多級教育云環境中動態流轉。基于云網融合的服務架構可以建立良好的教育信息化公共服務體系，能廣泛吸引和激發社會力量參與教育服務建設T作，提高優質教育服務的供給能力，從而促進教育信息化的高效、可持續發展。

（一）能力服務層：服務注冊與供給

能力服務層包括國家級和企業級通用服務，它不僅要滿足基礎教育需求，還要使用戶能個性化配置、原子化開發，即兼具服務的通用性和個性化。

國家級通用服務的重點是為教育服務生態體系建立國家級教育服務注冊與監管中心，它將不同企業、部門提供的云教育服務匯聚到云中心平臺，并詳細描述各類服務的地址來源、屬性、技術接口、市場價格、內容分級等信息，為教育服務的調用提供幫助與指導。當用戶需要使用特定教育服務時，只需在國家級教育服務注冊與監管中心輸入服務名，便可以得到服務的地址、接口等信息，從而調用相應的服務。國家級教育服務注冊與監管中心也需要對各種教育服務的數據、內容、質量等方面進行嚴格的監管，以確保教育服務的安全與質量。國家級教育服務注冊與監管中心還需要匯聚第三方的教育服務數據，將離散的數據按照用戶成長規律體系化、結構化，形成完整的用戶畫像，在系統脫敏和嚴格監管下，為各級教育單位提供結構良好的教育數據及數據分析服務。政府也需要規范并監管中心平臺、教育服務系統的運行，以保障教育服務運行環境的穩定性和安全性，確保整個教育服務生態的常態化運轉。

企業級通用服務重點在于提供云基礎平臺IaaS（Infrastructure as a Service，基礎架構即服務）應用，它包括強大的計算能力、充足的存儲資源、高效的網絡連接和安全的運行環境，提供計算、存儲、網絡資源并保障服務的安全性。目前，云基礎平臺多由大型企業開發，面向整個社會提供服務，包括美國的亞馬遜AWS、微軟Azure、Google Cloud，以及中國的阿里云、騰訊云、移動云，這些企業不僅提供基礎的計算、存儲、網絡資源，還提供資源的管理T具、安全配置和運行監控等，實現服務的便捷注冊、教育數據和資源的匯聚，以及算力、網絡、存儲資源的彈性分配。

云基礎服務方面，企業提供SaaS應用和PaaS應用（Platform as a Service，平臺即服務），它們是服務提供商基于國家級教育服務注冊與監管中心發布的教育產品服務或通用的功能組件，教育用戶能按需獲取教育服務，而學校也能依賴本地企業使用云平臺的通用組件，低代碼開發高度個性化的教育應用。目前，一些發展較好的互聯網企業通過開放服務平臺對外輸出企業技術，賦能中小企業共建服務體系。這類開放服務分為兩類：一類是企業根據自身的技術優勢對外開放技術服務：另一類是企業以自己的平臺為依托，以組件化的形式對外開放平臺。對外開放技術服務由一些技術背景較強的大型企業主導。例如：騰訊對外開放的技術包括人臉識別、人體姿態識別、掃描文字識別等;百度對外開放的技術包括語音識別、分詞、檢索、車輛檢測等，它們都以API（Application Programming Interface，應用程序接口）的形式對外開放技術服務，并且支持多種語言、多種開發環境，對用戶或技術背景較弱的本地服務開發商具有較好的包容性，支持輕量級零代碼開發。以組件形式對外開放平臺的企業，多是將用戶綁定在自身的平臺上，用戶基于平臺的組件庫組裝、配置組件以滿足自身的業務需求，這類開放服務較典型的案例是騰訊基于微信平臺提供的小程序服務。

總體來看，目前已經有一些企業參與建設云基礎平臺和開放云基礎服務，要促進教育服務生態的持續健康運轉，需要政府介入并引導更多企業參與到開放服務的建設工作中來，所有的教育服務通過云網協同匯聚在國家級教育服務注冊與監管中心，開放給全國各地的教育單位。

（二）區域共享層：業務服務化

區域共享層基于國家級教育服務注冊與監管中心和企業級云基礎服務，聚合區域內的教育數據、教育資源，共建共享網絡學習空間、教育管理系統、教學教研系統等基礎性教育業務平臺，提供SaaS應用支撐區域學校集體備課、網絡研修、學科教學和管理決策，促進區域教師、學生、管理者和家長等信息化應用主體協同發展。

區域共享層關注的第一個內容是數據匯聚。區域共享層基于能力服務層實現DaaS （Data as a Service，數據即服務）應用，為區域學校提供多種方式來傳遞、收集和處理不同格式、多種來源的數據，包括數據采集、數據治理和標準化、數據聚合以及數據深度分析，為區域教育用戶和教育部門科學決策服務。使用DaaS應用可以聚合區域內的教育數據，充分挖掘區域數據的教育價值，優化本區域的教育業務，促進區域內的教育業務精準化，支撐教育管理部門決策科學化。利用DaaS應用實現各級教育機構人員的校驗與統一認證服務已經成為重要趨勢。學校也可以利用DaaS應用采集考試與作業數據，通過匯聚不同用戶與服務的數據，按照教育與心理相關模型分析數據，可以準確預測學習者的問題，提升本區域的教育質量。

區域共享層關注的第二個內容是資源共享。區域共享層分門別類地匯聚區域內教學、教研、教管等資源，實現RaaS應用，一方面需要建立區域級的資源共享平臺，另一方面區域要匯聚社會力量來貢獻教育資源。建立資源共享平臺需要注意資源檢索的高效性、資源提交的便利性、資源存儲的安全性、優質資源的篩選機制以及在識別用戶需求的基礎上主動推送資源的機制，進一步建立區域教育共同體間的互聯、互動機制，形成基于資源的共同體社區，既能促進區域內優質教育資源共享共用，又能促進區域內資源的生成與進化。

區域共享層關注的第三個內容是區域共性業務服務。遵從統一的數據標準，使用國家級、企業級基礎服務建立區域通用業務平臺，學校可以在通用業務平臺進行學校應用的個性設置。通用業務平臺包括學校及各職能部門的門戶系統、教育裝備的管理系統、遠程直播教學平臺、網絡學習社區、教師研修空間等。區域通用業務平臺將這類相似度高、個性化低的業務系統進行統一規劃，既保障各學校系統的相對獨立性，同時還為學校提供個性化設置、配置業務平臺的權限。

（三）服務匯聚層：云網融合落地

服務匯聚層依賴云網融合的服務架構，在學校近端通過邊緣計算構建教育服務匯聚系統，按需集成國家級通用服務、企業級通用服務、區域級通用服務以及學校級基礎服務（如圖2所示）。教育服務匯聚系統聚集的用戶數據、情境數據、服務數據構成學校的基礎數據庫，存儲在學校近端私有的邊緣云數據中心，為學校領導提供全局性的數據統計分析和決策支持。云網融合的服務體系利用虛擬的智能網絡，在云上實現不同層次、不同來源的教育服務的加載與重組，實現各級教育單位動態連接，支持區域教育單位的互通互聯、數據流轉、服務匯聚和資源共享。

教育服務匯聚系統中，教育用戶只需使用專屬的密鑰通過平臺統一認證后，便可在個性化服務空間使用來自全國各地、不同層級的優質教育服務。這類教育服務以人、崗位為對象，根據用戶的業務流程和相互關系對各種教育服務進行分類、重組，給用戶呈現的不是一個個軟件系統和模塊，而是一項項可以解決具體業務問題的服務并提供相應的資源，這些服務匯聚在個性化服務空間，不同的用戶都享有跟自己角色相對應的專屬服務。服務集成平臺負責將各個軟件功能模塊及其所需的存儲、帶寬等網絡資源，整合成面向不同角色的、解決實際業務問題的服務，形成個性化服務空間。對于各級教育單位、服務提供商、用戶而言，“云”和“網”是融合的，他們只需按需定義服務或直接使用服務即可。

這里以學生使用教育服務匯聚系統為例，闡述學生作為服務主體使用個性化服務空間的整個流程，以及各級教育服務通過互聯的網絡在多級“云”中所實現的數據流轉（如圖3所示）。某學生作為終端用戶訪問個性化服務空間，系統對學生的密鑰進行認證，認證成功后為學生開放個性化服務空間的使用權限，服務空間將用戶的服務請求發送給服務集成平臺，服務集成平臺使用區域級通用服務DaaS應用分析學生的歷史行為、反饋數據，同時聯動周邊感知設備采集的學習情境數據，服務集成平臺根據數據分析結果重組基礎服務組件為學生提供專屬的教育服務，學生便可獲得高度個性化的教育服務。個性化服務空間在學生訪問專屬服務期間，實時采集學生的行為數據，并不斷更新用戶模型，同時將學生數據推送至學校的云數據中心。在學生結束服務空間的訪問后，系統將學校端學生的學情數據上傳至區域云，區域云實時匯聚區域內各教育單位的學情數據，基于區域大數據實現區域治理，如優質師資配比、學習資源數等。區域教育服務系統調用企業的反饋服務接口，自動將教育用戶的使用意見反饋給相應的服務供應商，以更新、優化本區域的教育服務系統。中心云也將匯聚所有區域的數據和服務，政府基于大數據分析結果全面系統地了解全國教育發展水平、教育質量，制定出符合實際教育需求的教育政策，并改善教育服務生態體系的云基礎平臺，優化云基礎服務。

五、教育服務的互操作模型

構建云網融合的服務架構，從而解決智慧教育中系統相互隔離、進化困難等結構性困境，關鍵是要借助教育服務的互操作模型，將原有“鐵板一塊”的教育信息系統拆分成可以進行互操作、信息交換的教育服務系統，使數據能在不同的教育服務系統間流轉。智慧教育服務的互操作模型借鑒面向服務的體系結構的思想，主要包括教育服務的數據規范、教育服務的互操作規范、教育服務業務的互操作規范、教育服務的開發與運行規范。

（一）教育服務的數據規范

建立教育服務的互操作模型，首先需要建立教育服務的數據規范，規范需明確教育中有哪幾類教育服務，每類教育服務應包含哪些基礎數據，可用于教育服務系統間交換的是哪些數據，數據以何種形式進行交換，每個數據元素都需要明確數據名稱、數據類型、數據約束條件等。規范要根據教育業務劃分的服務關系，詳細闡述每個服務對應的數據信息，便于各類教育服務系統實現教育數據共享。目前，我國已經有類似的數據標準，教育部已頒布《教育管理基礎代碼》《教育管理基礎信息》《教育行政管理信息》《普通中小學校管理信息》《中職學校管理信息》《高等學校管理信息》《教育統計信息》等7個教育信息數據標準。由于數據規范是教育服務互操作的基礎，建立教育服務的數據規范可以在現有數據規范的基礎上補充和完善其他方面的數據，在保障數據的完備性與一致性的前提下，制定出一套完備的教育服務數據規范。

（二）教育服務的互操作規范

教育服務的互操作規范要進一步界定系統具體的互操作方法，包括數據交換的結構模型、數據傳遞的報文定義、系統間的權限控制以及數據的安全性控制等。在互操作規范中，數據交換的結構模型依據教育服務的數據規范定義一系列數據對象：數據傳遞的報文則是用在信息流控制中心，一方面，控制中心發送報文給指定的代理程序，另一方面，控制中心從指定的代理程序中獲取報文;系統間的權限控制重在關注系統的安全性控制，避免未授權的訪問、惡意的欺騙和攻擊等：系統間的數據傳輸也需要明確服務互操作的身份驗證和數據加密規范。教育服務的互操作規范要定義與平臺無關的、與教育服務系統無關的數據交換規則，使得所有的教育服務系統能依據相同的數據交換規則通信。制定教育服務互操作規范，也需要注重系統安全和數據傳輸安全，確保系統互操作是在一個安全、可靠的環境中進行的。

（三）教育服務業務的互操作規范

教育服務業務的互操作規范需要界定教育服務系統的基本業務流程以及與其他系統的互操作過程。業務的互操作規范基于教育業務的實際需求，根據具體的教育業務場景，界定一系列典型教育服務系統的服務功能和業務流程，規范教育服務系統的互操作流程，為系統間的互操作和數據交換提供清晰的指導。在教育服務互操作規范的基礎上，教育服務業務的互操作面向具體教育業務場景，將教育服務系統的業務抽象成典型的服務組件，并規定這些典型服務組件的相互關系、具體的交互需求、輸入的參數以及返回值等。如圖4所示，在確定教育服務A、B、C、D的具體業務流程及交互規范后，需要在服務集成中心注冊服務，用戶訪問教育服務系統時，服務集成中心依據預先定義的教育服務業務互操作規范，調用特定功能的服務以響應用戶請求，并將用戶產生的相關數據保存到對應的服務數據庫中。

（四）教育服務的開發與運行規范

教育服務的開發與運行規范可以分為教育服務開發規范和教育服務運行規范。教育服務開發規范需要界定各服務的典型業務及典型業務包括哪些關鍵服務、服務之間如何相互通信。如常見的教育業務包括教學資源管理、網絡教學等，要基于教育服務的思想對這些教育業務進行拆分與建模。針對每個教育業務，需要明確業務的核心流程，每個核心業務流程也需要根據教育業務的實際需求進一步細化為更具體的業務流程，并將其設計成各類可獨立發布的服務，同時為每個具體的教育業務流程設計服務的數據傳輸方式、數據的安全性控制和系統的權限控制。此外，教育服務的運行規范需要制定服務質量規范、教育服務匯聚規范和教育服務淘汰機制。由于教育服務構建需要技術企業、教育單位依賴多級教育云環境協同工作，要保障各單位能無障礙地組合、重組、個性化定制教育服務，除遵守教育服務的基礎規范外，還需要進一步檢驗教育服務內容和質量的優劣性、服務形式對用戶和普通教育單位的友好性，以及服務的業務互操作方法定義的明確性。教育服務匯聚規范則是進一步降低各單位協同創建服務的溝通成本，它要求教育服務必須遵循國家級教育服務注冊與監管中心的準人規范，只有符合規范的教育服務才允許面向所有教育單位開放。教育服務淘汰機制能夠促進服務生態系統的穩定運轉，規范會淘汰那些維護不足、數據隱患大、用戶評價低的教育服務，對于用戶使用體驗好、評價高、服務內容和質量都較好的教育服務予以重點推薦。

六、可持續發展的智慧教育服務生態體系

當前智慧教育面臨不可持續發展的結構性困境，要想走出困境，只關注教育信息系統建設是遠遠不夠的，需要借助諸如SG、云計算、邊緣計算等智能技術重構教育信息生態，構建智慧教育服務生態體系，助力智慧教育的發展。

構建智慧教育服務生態體系，首先，要擺脫簡單的技術思維方式，從構建人與技術最優的共生關系來考慮，從整體優化的視角考察技術在教育中的角色與定位，從以往對單一、靜止要素的關注轉變為對系統信息流通、共享以及要素之間嵌套關系的關注，從以往對師生擁有技術本身的關注轉變為對師生實際教育和學習需求服務的關注，需要促進技術和人、建設和應用、技術與教育的協調發展，使教育服務生態體系促進教師和學生全面發展的價值最大化。

其次，要以服務建設為核心，按照服務計算的技術路線，推進技術架構的演進。服務生態體系的常態化運轉建立在云網融合服務架構的基礎上，應用面向服務的架構（SOA）技術來消除教育業務與信息支撐技術之間的鴻溝，從關注平臺建設、資源建設轉型為關注服務建設，從關注軟件功能到關注數據流轉、服務集成，教育服務的互操作模型是促進多層級教育服務相互關聯、共同進化的關鍵。要建立國家級教育服務注冊與監管中心，匯聚所有的通用教育服務、基礎性的教育服務，建立服務市場的支撐環境。

最后，要推進各生態主體的緊密協同。智慧教育服務生態體系中，政府、服務提供商和教育用戶/學校構成生態主體。在實際推進智慧教育的建設工作中，學校需轉變自身的信息化理念，從原本擁有技術轉變為擁有服務，將自身的注意力轉移到使用教育服務解決實際教育問題，而教育服務建設、維護工作由專業的教育服務商來承擔。企業是教育服務商的主體，應協同創建教育服務的互操作標準，促進教育服務的全貫通、數據全流轉，最大限度地降低教育服務間的通信壁壘。教育服務商要根據學校的教學需求，為學校提供通用的教育服務，在滿足教育服務準入規范后將通用的教育服務接人服務中心。無論學校是否處在經濟發達地區，均有機會接人個性化服務空間，共享優質的智慧教育服務，實現教育的獲得公平。政府在智慧教育服務生態體系中起著引導和規范教育服務的作用，一方面，國家級、省市級、區縣級教育行政部門和學校需要相互溝通，建立符合各級政府需求的教育信息服務體系和服務規范，準許符合智慧教育服務生態準入標準的企業提供教育服務，同時，建立相應的教育服務評價規范和淘汰機制，不斷推動教育服務商完善和優化服務：另一方面，政府也需要建立服務租賃和購買機制，培育、建立教育服務市場，以促進教育服務穩定、持續發展。