XX學校智慧教育云平臺技術(shù)方案

XX學校智慧教育云平臺技術(shù)方案目錄一、背景與現(xiàn)狀 3二、建設(shè)思路 4三、建設(shè)目標 6四、建設(shè)內(nèi)容 81、總體架構(gòu)和技術(shù)路線 81.1、總體架構(gòu) 81.2、總體技術(shù)實現(xiàn)方法和路線 102、智慧教育基礎(chǔ)支撐平臺 112.1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型 112.2、數(shù)據(jù)交換中心 142.3、應(yīng)用集成服務(wù) 21一、背景2012年3月，教育部正式發(fā)布《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》（以下簡稱《規(guī)劃》），《規(guī)劃》指出了基礎(chǔ)教育信息化的發(fā)展任務(wù)是縮小數(shù)字鴻溝，促進優(yōu)質(zhì)教育資源共享，推進信息技術(shù)與教學融合，培養(yǎng)學生信息化環(huán)境下的學校能力，整合信息資源，提高基礎(chǔ)教育管理現(xiàn)代化水平?！叭▋善脚_”建設(shè)是重點工作之一。2015年教育部發(fā)布《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《意見》），《意見》指出“十二五”以來，尤其是《規(guī)劃》正式發(fā)布和首次全國教育信息化工作會議召開后，教育信息化工作堅持促進信息技術(shù)與教育教學深度融合的核心理念，堅持應(yīng)用驅(qū)動、機制創(chuàng)新的基本方針，加強頂層設(shè)計、多方協(xié)同推進，以“三通兩平臺”為主要標志的各項工作取得突破性進展?！笆濉逼陂g要全面深化“三通兩平臺”建設(shè)，提升教育信息化應(yīng)用水平，深入推進“三通工程”，全面提升教育信息化基礎(chǔ)支撐能力。積極推動管理平臺與資源平臺的深入應(yīng)用與協(xié)同發(fā)展，大幅提升教育信息化服務(wù)教育教學與管理的水平。要從用戶需求出發(fā)，積極利用云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，創(chuàng)新管理平臺、資源平臺的建設(shè)、應(yīng)用模式。加快制定教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理辦法，推動數(shù)據(jù)的開放、共享，保證數(shù)據(jù)的安全、準確。根據(jù)教育管理需求與信息化建設(shè)要求，整合、集成已有信息系統(tǒng)，提升用戶應(yīng)用體驗，提升教育業(yè)務(wù)管理、決策支持、監(jiān)測評價和公共服務(wù)水平?！兑庖姟分赋鲆訌姺诸愔笇?dǎo)，統(tǒng)籌推動教育信息化全面發(fā)展。各級教育行政部門要根據(jù)國家要求和本地區(qū)教育現(xiàn)狀與教育改革發(fā)展任務(wù)做好本地區(qū)教育信息化“十三五”工作安排，統(tǒng)籌推進各級各類教育的信息化工作?！兑?guī)劃》、《意見》及“三通兩平臺”發(fā)展目標為云計算在學校教育信息化中的應(yīng)用指明了方向，云計算在教育方面的應(yīng)用將是學校教育信息化建設(shè)與發(fā)展的重要思路。智慧校園平臺建設(shè)以“三通兩平臺”為建設(shè)基礎(chǔ)，從而促進信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用；推動教育的改革和發(fā)展；培養(yǎng)適應(yīng)信息社會要求的創(chuàng)新人才；促進教育現(xiàn)代化。二、建設(shè)思路隨著信息化和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，云計算作為基于互聯(lián)網(wǎng)的新一代計算方式已經(jīng)來到了我們身邊。它將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠按需獲取計算力、存儲空間和信息服務(wù)。它使得我們可以超越時間和空間，把計算機的服務(wù)能力作為一種商品流通，就像水、電、氣一樣取之方便，而且費用低廉。云計算的出現(xiàn)，為破解我國多年來存在的城鄉(xiāng)之間、地區(qū)之間、學校之間的教育資源不均衡問題，建立開放、統(tǒng)一、靈活的教育信息化平臺，使得教育資源得到充分利用，提供了一個非常好的途徑。在學校自主建設(shè)數(shù)字校園的模式下，學?？梢愿娴恼瓶匦枨?，突出特色，但是這也對學校的信息化素養(yǎng)有較高的要求。如果缺乏對數(shù)字校園架構(gòu)和標準體系的整體規(guī)劃，會造成各應(yīng)用系統(tǒng)“各自為戰(zhàn)”，導(dǎo)致“信息孤島”，使整個數(shù)字校園陷入“體系混亂，應(yīng)用割據(jù)”的瓶頸。同時，各應(yīng)用廠商建設(shè)的眾多應(yīng)用系統(tǒng)由于各應(yīng)用需求和數(shù)據(jù)標準難以統(tǒng)一，很難實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和教育資源的共享，一些共性需求的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)水平參差不一，極易形成重復(fù)建設(shè)導(dǎo)致資金浪費。智慧教育基礎(chǔ)職稱平臺以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和教育資源共享為目標，兼顧學校辦學特色，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，減少重復(fù)投資，降低建設(shè)和維護成本，有利于實現(xiàn)涇川縣職業(yè)教育中心教育信息化的整體推進。智慧教育云平臺則是統(tǒng)一設(shè)計數(shù)字校園云平臺基礎(chǔ)架構(gòu)，充分利用涇川縣職業(yè)教育中心建立的教育私有云或商用云硬件資源，對學校共性的應(yīng)用需求、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資源服務(wù)進行統(tǒng)一建設(shè)并依托云計算技術(shù)形成云服務(wù)模式，將各類數(shù)字化校園軟件及其他教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)按“云計算模式”部署在“云端”，用戶使用各種終端通過賬號登錄云端獲取所需的數(shù)字資源和教學服務(wù)。通過云平臺的推廣和應(yīng)用，可以有效避免低水平重復(fù)建設(shè)，讓涇川縣職業(yè)教育中心更加關(guān)注自身業(yè)務(wù)、關(guān)注教學，關(guān)注融合探索創(chuàng)新，實現(xiàn)數(shù)字校園建設(shè)的集約化可持續(xù)發(fā)展。XX學校智慧教育云平臺采用學校統(tǒng)籌建設(shè)模式，堅持“總體規(guī)劃、分步實施”的總體要求，強化機遇意識，責任意識、緊迫意識，按照效果與效率優(yōu)先原則，在總體設(shè)計過程中遵循以下幾個原則：先進性與成熟性原則采用先進的技術(shù)，充分吸收國內(nèi)的先進實踐經(jīng)驗，并考慮到本地實際情況和特點，使整個解決方案的基礎(chǔ)系統(tǒng)和管理思想既保持技術(shù)先進，又能充分滿足本地的實際需求。同時，由于教育應(yīng)用的本身特點，在保持先進性的原則基礎(chǔ)上，還要充分考慮成熟性原則，需要積累和教學實踐的應(yīng)用點，更要在成熟系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進行先進性的突破。標準體系科學性和全面性XX學校智慧教育云平臺擁有全面科學的標準體系，便于應(yīng)用拓展消除孤島?；A(chǔ)數(shù)據(jù)模型：兼容國家教育行業(yè)通用標準，并可根據(jù)學校教育管理特色進行標準擴充；數(shù)據(jù)交換共享規(guī)范：采用軟件行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)交換規(guī)范，符合規(guī)范的應(yīng)用都可以便捷的交換數(shù)據(jù)；統(tǒng)一身份認證規(guī)范：符合認證行業(yè)CAS、oAuth標準；應(yīng)用集成規(guī)范：云平臺對外提供全面的應(yīng)用集成規(guī)范；應(yīng)用系統(tǒng)的實用性設(shè)計教育信息化發(fā)展遠遠滯后于其他行業(yè)，其中一個很重要的原因是：教師是一個特殊的信息化應(yīng)用群體，教學工作需要有足夠的經(jīng)驗積累，而很多的應(yīng)用系統(tǒng)過于放大“信息化”的作用，而忽視了教育信息化的重點在“教育的本身”。因此，各類數(shù)字化校園系統(tǒng)的設(shè)計必須充分考慮教育教學的實際場景，以及教師、學生的應(yīng)用習慣，從信息化輔助教育管理和教研教學的角度出發(fā)設(shè)計各類應(yīng)用系統(tǒng)，才能真正發(fā)揮教育信息化應(yīng)用系統(tǒng)的作用。系統(tǒng)可擴展性和開放性可擴展性智慧教育云平臺的可拓展性體現(xiàn)在三個方面：基礎(chǔ)支撐平臺各基礎(chǔ)組件可拓展，符合標準的組件都可以更替，如電源插排的電源線、插排盒子符合標準就可以更換，也可以加裝拓展；云平臺教育應(yīng)用可拓展，只要應(yīng)用按照標準進行小量改造即可快速無縫集成到整個云平臺，如同家用電器在電源插排上隨意插拔；開通云數(shù)字校園的人員可快速拓展，在云平臺上只要在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型中進行相關(guān)設(shè)置，即可在幾分鐘內(nèi)讓新生或新教師，快速直接使用云平臺的應(yīng)用和學習資源。開放性本項目是一項需要整合各方力量才能建成的系統(tǒng)工程，因此基礎(chǔ)平臺除了要穩(wěn)定、可靠、健壯意外，也充分考慮了系統(tǒng)的開放性和可集成性，這樣在每一個優(yōu)秀的教育應(yīng)用提供商，都可以講其符合標準的管理、教學、資源應(yīng)用接入到平臺上來，為全校所有教師、學生、家長提供服務(wù)。重點須考慮以下方面內(nèi)容：應(yīng)用接入的開放性、數(shù)據(jù)服務(wù)的開放性、身份認證服務(wù)的開放性。系統(tǒng)可靠性和安全性由于網(wǎng)絡(luò)本身的無邊界特性，任何系統(tǒng)的建設(shè)都要考慮安全性設(shè)計，不僅需要在硬件端進行強安全管理設(shè)計，而且需要在應(yīng)用平臺端充分考慮內(nèi)容和數(shù)據(jù)的安全性，保證在統(tǒng)一權(quán)限管理下的數(shù)據(jù)安全性存儲和數(shù)據(jù)安全性監(jiān)控。教育信息系統(tǒng)使用呈現(xiàn)分時性和實時性混雜應(yīng)用的特點，這就要求我們的系統(tǒng)各個層面確保系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，達到最大的平均無故障時間。三、建設(shè)目標學校開展“三通兩平臺”數(shù)字校園建設(shè)中，需要重點打破數(shù)據(jù)孤島，著重建設(shè)開放的基礎(chǔ)支撐平臺。智慧教育基礎(chǔ)支撐平臺為教育管理和教育資源平臺提供軟件層面的智慧教育基礎(chǔ)支撐，采用云計算技術(shù)、云部署方式，為整體數(shù)字校園提供教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)采集服務(wù)、數(shù)據(jù)交換服務(wù)、統(tǒng)一身份認證服務(wù)、個人應(yīng)用空間服務(wù)、應(yīng)用中心服務(wù)和消息通知服務(wù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)模型是為整個智慧教育體系提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)模型要滿足國家教育部相關(guān)標準要求；數(shù)據(jù)采集服務(wù)需要實現(xiàn)按照數(shù)據(jù)模型的要求采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)交換服務(wù)作為智慧教育體系內(nèi)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，建立各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換模式，完成數(shù)據(jù)共享和交換的功能。需要具備強大的跨平臺能力。統(tǒng)一身份認證服務(wù)統(tǒng)一了所有教育用戶的實名帳號，為所有應(yīng)用提供接入和認證服務(wù)；個人應(yīng)用空間服務(wù)是為所有用戶提供Web應(yīng)用門戶，統(tǒng)一用戶進入智慧教育的入口；應(yīng)用中心服務(wù)需要實現(xiàn)各類教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和發(fā)布；消息通知服務(wù)需要為所有接入的應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的消息接口，為用戶提供統(tǒng)一的消息中心，供應(yīng)用將消息推送到消息中心。同時，智慧教育基礎(chǔ)支撐平臺在設(shè)計中要考慮未來可與市內(nèi)各區(qū)縣、學?；ヂ?lián)互通，實現(xiàn)與市級、區(qū)級相關(guān)平臺報送數(shù)據(jù)。根據(jù)教育管理特點，互聯(lián)互通既要實現(xiàn)教育資源和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，又要實現(xiàn)跨區(qū)縣的教育互聯(lián)互通形成資源共享。為此XX學校智慧教育基礎(chǔ)支撐平臺在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)、教育業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)方面要符合省級、市級、區(qū)級相關(guān)標準，同時在XX學校內(nèi)統(tǒng)一這些數(shù)據(jù)的標準，實現(xiàn)跨區(qū)縣的用戶認證互信和跨學校的數(shù)據(jù)交換共享。因此，我校構(gòu)建數(shù)字校園要充分利用先進信息技術(shù)，建立多層次、創(chuàng)新型、開放式的基礎(chǔ)平臺。要預(yù)留接口，在未來需要時要能實現(xiàn)市級和區(qū)縣教育資源和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，增進區(qū)統(tǒng)籌建設(shè)對全校教育信息化的推動作用。同時，還要實現(xiàn)跨區(qū)縣的教育互聯(lián)互通，均衡各區(qū)縣教育資源，促進各區(qū)縣之間的交流提高，緊密連接，互融互通，提高本區(qū)教育信息化水平，推動信息技術(shù)與教育教學融合創(chuàng)新。通過本項目建設(shè)的平臺將實現(xiàn)以下目標：為學校領(lǐng)導(dǎo)提供網(wǎng)絡(luò)化、智能化、精細化的管理平臺，掌握學校整體運行狀況，發(fā)現(xiàn)問題、及時調(diào)整、輔助決策、節(jié)省行政運行成本；為教師提供高效便捷的辦公環(huán)境，提供文檔共享管理，教學資料和科研成果的共享環(huán)境，與學生的學習交流互動平臺，與家長實時互動的溝通渠道；為學生提供豐富、精粹、便利的共享學習資源，可自主選擇無處不在的學習方式，提升自主學習能力，增強學生的信息化素養(yǎng)、探究能力；為家長搭建可以與學校（教育行政管理單位）實時溝通，及時獲取學生在校情況，學校教育情況和活動信息的平臺，協(xié)助學校共同教育學生成長；為社會大眾提供政務(wù)公開、教育招生、行政審批、咨詢投訴等教育信息服務(wù)。四、建設(shè)內(nèi)容1、總體架構(gòu)和技術(shù)路線1.1、總體架構(gòu)本平臺是結(jié)合XX學?；A(chǔ)教育特色和云計算技術(shù)的教育服務(wù)云平臺。為學校提供標準的、開放的、可持續(xù)拓展的學校教育信息化基礎(chǔ)平臺。云平臺由開放的基礎(chǔ)支撐平臺和特色應(yīng)用平臺兩部分組成?；A(chǔ)支撐平臺包括符合教育部標準的教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)交換中心，統(tǒng)一身份認證服務(wù)和開放的應(yīng)用接入集成服務(wù)組成。特色應(yīng)用平臺以豐富的視頻應(yīng)用和教學資源為核心，通過搭建網(wǎng)絡(luò)教研平臺和網(wǎng)絡(luò)學習平臺，為各類教育用戶提供綜合視頻應(yīng)用服務(wù)和教育資源公共服務(wù)。同時云平臺還可以根據(jù)用戶需求靈活的接入集成各類教育應(yīng)用，實現(xiàn)信息化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。XX學校智慧教育建設(shè)總體架構(gòu)圖2、智慧教育基礎(chǔ)支撐平臺2.1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型2.1.1、教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型管理系統(tǒng)教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型是支撐平臺的核心數(shù)據(jù)，作為區(qū)域唯一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，為所有接入的應(yīng)用提供權(quán)威的、安全的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)供給，降低第三方應(yīng)用的開發(fā)成本，減少重復(fù)建設(shè)，提高資源利用效率。教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是指所有教育應(yīng)用系統(tǒng)都需要的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在產(chǎn)生后發(fā)生變化的頻率很低，基本不發(fā)生變化或每年每學期變動一次。包括：“學校及組織機構(gòu)”、“年級班級”、“課程”、“教師”、“學生”等。并根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型為整個云平臺體系內(nèi)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。為便于完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、維護，云平臺還可以對接各類已建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動對接和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)報送。本項目的數(shù)據(jù)模型建設(shè)兼容教育部發(fā)布的數(shù)據(jù)模型，同時可以通過與市區(qū)市級要求的匹配，拓展XX特色的數(shù)據(jù)模型，為本區(qū)的多種教育信息系統(tǒng)及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接入提供統(tǒng)一的規(guī)范。完全滿足區(qū)域教育管理要求。國家教育數(shù)據(jù)模型主要參照：JYT1001_教育管理基礎(chǔ)代碼JYT1002_教育管理基礎(chǔ)信息JYT1003_教育行政管理信息JYT1004_普通中小學校管理信息JYT1007_教育統(tǒng)計信息系統(tǒng)功能教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型的維護和管理都可以在管理系統(tǒng)中進行，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一旦發(fā)生變更，將通過數(shù)據(jù)交換中心共享到已接入的第三方應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及時、準確可靠的交換與共享。實際應(yīng)用中，系統(tǒng)可按照區(qū)域一級云部署、區(qū)校兩級部署兩種模式結(jié)合。分級部署為了分解區(qū)域一級基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的壓力，滿足學校對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的特色需求，在分級部署中模式中，校級基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的用戶實名信息和用戶賬號信息是從區(qū)域級基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫自動同步過來的，校級基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)并不對這兩類數(shù)據(jù)進行維護。校級各應(yīng)用系統(tǒng)直接使用這些同步過來的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)模型的管理，用于維護各個執(zhí)行模型表中的數(shù)據(jù)以及與對應(yīng)參照模型表之間的映射關(guān)系。用戶可以對執(zhí)行模型進行增刪改、變更、廢止、啟用、合并和拆分等操作，支持批量導(dǎo)入、導(dǎo)出模型。最終形成模型規(guī)范文檔，將執(zhí)行的區(qū)域教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以模型文檔的形式對外發(fā)布，用以指導(dǎo)應(yīng)用建設(shè)、集成。管理員后臺手動錄入或Excel導(dǎo)入，維護學校組織機構(gòu)數(shù)據(jù)、教師數(shù)據(jù)、學生數(shù)據(jù)、學生家長數(shù)據(jù)、用戶信息、建筑房間等幾類數(shù)據(jù)：可以管理維護學校組織機構(gòu)信息；可以管理維護學?；拘畔?；可以管理維護學生基本信息；可以管理維護教師基本信息；可以管理系統(tǒng)用戶賬戶數(shù)據(jù)；可以管理學校建筑房間信息；同時，支持前臺用戶自助采集，在前臺登記個人信息，注冊申請帳號，經(jīng)過學校審核通過后入庫。本系統(tǒng)還可以通過數(shù)據(jù)交換中心的前置數(shù)據(jù)采集引擎對接外部數(shù)據(jù)源（如國網(wǎng)學籍庫、國網(wǎng)教師庫），保證數(shù)據(jù)唯一性，降低用戶維護難度。2.1.2、教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在項目初始教育數(shù)據(jù)和后續(xù)支持運行過程中，本項目可用過教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為學校提供便捷的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集功能，包括多種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集方式如：對接外部數(shù)據(jù)、學校老師快速導(dǎo)入、家長自主注冊綁定等，提供多種獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的渠道，具體技術(shù)特點包括：符合教育管理特點，本級數(shù)據(jù)本級采集：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集遵循本級數(shù)據(jù)本級維護，每項數(shù)據(jù)信息由最合適的人員角色負責，保證數(shù)據(jù)采集工作快捷高效開展；辦學類型維護：區(qū)管理員可維護全區(qū)所有學校的辦學類型，提供兼容教育部教育數(shù)據(jù)模型的類型，同時支持按照區(qū)域特色自定義辦學類型。學校信息管理：區(qū)管理員創(chuàng)建學校基本信息，創(chuàng)建學校管理員使學校可登錄系統(tǒng)維護學校相關(guān)信息?？梢詫崿F(xiàn)Excel導(dǎo)入。區(qū)域教育職務(wù)維護：由區(qū)教育局統(tǒng)一維護區(qū)域教育職務(wù)屬性統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，供學校使用。建筑房間管理：管理員維護單位的建筑物、房間信息。組織機構(gòu)管理：管理員維護單位的組織機構(gòu)信息，如年級組、學科組、部門等。年級班級設(shè)置：學校管理員維護年級班級信息，支持根據(jù)班級數(shù)量快速批量生成班級，采用樹狀目錄里與頁面列表相結(jié)合的形式快速瀏覽和維護。教師信息管理：實現(xiàn)Excel導(dǎo)入的方式維護教師信息，提供相應(yīng)模板供學?？焖俨杉?。學生信息管理：實現(xiàn)班主任老師通過Excel導(dǎo)入的方式維護學生信息，提供相應(yīng)模板供快速采集，自動歸納學生班級。學生家長信息管理：后臺管理員維護學生的家長信息，供家長自主注冊的匹配和綁定學生。學校課程設(shè)置：由學校管理員設(shè)置本校的校本課程和選擇國家模型的課程。教師任課設(shè)置：設(shè)置教師的任課信息。班級開課設(shè)置：設(shè)置教師任教班級的信息，供其他應(yīng)用如排課系統(tǒng)使用。外部數(shù)據(jù)對接：可以對接國網(wǎng)學籍庫、教師庫，作為數(shù)據(jù)來源。前臺自助采集注冊：支持家長自主注冊帳號，綁定學生，經(jīng)審核后生效，登錄使用數(shù)字校園。兼容教育部教育信息模型：所有信息的數(shù)據(jù)項和字典值兼容教育部相關(guān)數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)采集發(fā)布：數(shù)據(jù)采集后可通過對接數(shù)據(jù)交換中心的前置數(shù)據(jù)交換引擎將數(shù)據(jù)同步至教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型管理系統(tǒng)中。2.2、數(shù)據(jù)交換中心2.2.1、先進的數(shù)據(jù)交換模型不同廠商開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各不相同，這些系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和標準，為系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享帶來障礙。利用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，要針對每一個具體實現(xiàn)單獨開發(fā)接口程序，隨著應(yīng)用數(shù)量的不斷增加，系統(tǒng)集成的實施和維護成本會迅速提高，各系統(tǒng)之間形成網(wǎng)狀交叉訪問，使得整個系統(tǒng)的維護陷于崩潰。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的方式為更好的實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，需要建立一個中立的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，來規(guī)范數(shù)據(jù)交換過程，定義數(shù)據(jù)對象格式，這種中立的接口定義方式是實現(xiàn)“松耦合”系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)。本項目的通用數(shù)據(jù)交換中心，就是按照信息標準開發(fā)的用于數(shù)據(jù)模型化共享和交換的服務(wù)器系統(tǒng)，使用數(shù)據(jù)交換中心進行數(shù)據(jù)交換的體系結(jié)構(gòu)如下圖所示：利用通用數(shù)據(jù)交換中心介紹實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享不同的應(yīng)用系統(tǒng)需要根據(jù)信息標準開發(fā)各自的Webservices適配器，在完成Webservices適配器的開發(fā)后，業(yè)務(wù)系統(tǒng)將不再需要針對不同的應(yīng)用開發(fā)專門的接口程序，這種數(shù)據(jù)交換方式極大降低了系統(tǒng)集成的實施成本和維護成本，提高了效率。2.2.2、數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)特點Webservices適配器的職責是將業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為規(guī)范的格式，或?qū)⒔邮艿降臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，Webservices適配器通過接口使用數(shù)據(jù)交換中心的服務(wù)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過Webservices適配器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換與共享，Webservices適配器就是業(yè)務(wù)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換中心之間的橋梁。數(shù)據(jù)交換中心同時支持請求應(yīng)答和發(fā)布訂閱兩種數(shù)據(jù)交換模式，實現(xiàn)這兩種數(shù)據(jù)交換模式所需要的Webservices適配器有四種：請求Webservices適配器、應(yīng)答Webservices適配器、發(fā)布Webservices適配器和訂閱Webservices適配器。請求與應(yīng)答數(shù)據(jù)使用方在數(shù)據(jù)交換中心注冊請求Webservices適配器，并在應(yīng)用程序內(nèi)部完成請求Webservices適配器的配置。數(shù)據(jù)提供方在數(shù)據(jù)交換中心注冊應(yīng)答Webservices適配器，并在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部完成應(yīng)答Webservices適配器的配置。當數(shù)據(jù)使用方執(zhí)行請求Webservices適配器時，請求Webservices適配器將數(shù)據(jù)請求信息通過數(shù)據(jù)交換中心傳遞給應(yīng)答Webservices適配器，應(yīng)答Webservices適配器按照請求數(shù)據(jù)的內(nèi)容將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)提供方發(fā)送到數(shù)據(jù)交換中心，數(shù)據(jù)使用方通過請求Webservices適配器接受數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的傳輸。請求與應(yīng)答的數(shù)據(jù)傳輸方式是同步數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)使用方主動請求數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)請求發(fā)出后，必須要等待數(shù)據(jù)提供方的應(yīng)答，應(yīng)答成功，完成數(shù)據(jù)傳輸，如果應(yīng)答失敗，則會出現(xiàn)系統(tǒng)超時。請求與應(yīng)答Webservices適配器一般用于第三方應(yīng)用的數(shù)據(jù)初始化。數(shù)據(jù)使用方通過請求Webservices適配器，可一次性將所需數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)提供方（數(shù)據(jù)源）同步過來，完成數(shù)據(jù)的初始化。數(shù)據(jù)初始化完成后，如果數(shù)據(jù)源再產(chǎn)生數(shù)據(jù)變化，就要利用發(fā)布和訂閱Webservices適配器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增量式自動同步。發(fā)布和訂閱設(shè)計思想：訂閱發(fā)布模式定義了一種一對多的依賴關(guān)系，讓多個訂閱者對象同時監(jiān)聽某一個主題對象。這個主題對象在自身狀態(tài)變化時，會通知所有訂閱者對象，使它們能夠自動更新自己的狀態(tài)。將一個系統(tǒng)分割成一系列相互協(xié)作的類有一個很不好的副作用，那就是需要維護相應(yīng)對象間的一致性，這樣會給維護、擴展和重用都帶來不便。當一個對象的改變需要同時改變其他對象，而且它不知道具體有多少對象需要改變時，就可以使用訂閱發(fā)布模式了。一個抽象模型有兩個方面，其中一方面依賴于另一方面，這時訂閱發(fā)布模式可以將這兩者封裝在獨立的對象中，使它們各自獨立地改變和復(fù)用。訂閱發(fā)布模式所做的工作其實就是在解耦合：讓耦合的雙方都依賴于抽象，而不是依賴于具體，從而使得各自的變化都不會影響另一邊的變化。工作模式：數(shù)據(jù)提供方在數(shù)據(jù)交換中心注冊發(fā)布Webservices適配器，并在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部完成發(fā)布Webservices適配器的配置，數(shù)據(jù)使用方在數(shù)據(jù)交換中心注冊訂閱Webservices適配器，并在應(yīng)用程序內(nèi)部完成訂閱Webservices適配器的配置。當數(shù)據(jù)提供方的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，發(fā)布Webservices適配器會為每一個成功注冊的訂閱Webservices適配器保存一份獨立的消息隊列，消息隊列保存在數(shù)據(jù)互操平臺，第三方應(yīng)用的訂閱Webservices適配器收到消息后，會根據(jù)消息內(nèi)容逐條處理，每處理完一條消息，訂閱Webservices適配器會返回一個回執(zhí)，發(fā)布Webservices適配器收到回執(zhí)后，在消息隊列中刪除已被處理的消息，直至所有消息被處理完畢。發(fā)布與訂閱的數(shù)據(jù)傳輸方式是異步數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)布Webservices適配器發(fā)布數(shù)據(jù)變化消息后，不用等待訂閱Webservices適配器處理，如果某應(yīng)用的訂閱Webservices適配器沒有正常啟動，則該訂閱Webservices適配器的消息隊列會始終保存在數(shù)據(jù)交換中心，消息數(shù)量會越積越多，直至訂閱Webservices適配器啟動，將所有積累的消息全部消費。在這一過程中，任何數(shù)據(jù)變化都不會丟失，數(shù)據(jù)源所產(chǎn)生的每一條數(shù)據(jù)變化，都會通過訂閱Webservices適配器，按照事件發(fā)生的時間順序更新到每一個訂閱數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)。發(fā)布和訂閱模式可實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)間無人職守的數(shù)據(jù)實時同步，為建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效性維護機制提供了技術(shù)保障。2.2.3、數(shù)據(jù)交換安全管理新生入學、學生升級或?qū)W生畢業(yè)操作時，都會導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)變化。此時，數(shù)據(jù)提供方的發(fā)布Webservices適配器會將數(shù)據(jù)變化內(nèi)容通過數(shù)據(jù)交換中心傳遞給所有第三方應(yīng)用的數(shù)據(jù)訂閱Webservices適配器，第三方應(yīng)用通過訂閱Webservices適配器完成自身的數(shù)據(jù)變化處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新。所有這些數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)，都以無人職守的方式自動實現(xiàn)，確保了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效性和一致性。同時，數(shù)據(jù)的共享并不是無限制共享，由于應(yīng)用數(shù)據(jù)包含教師、學生和財務(wù)等個人隱私信息，因此，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的同時，如何保證數(shù)據(jù)安全也是在數(shù)據(jù)層建設(shè)階段要重點考慮的問題。數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)具有嚴格的Webservices適配器準入和傳輸授權(quán)設(shè)置功能，并對數(shù)據(jù)的傳輸進行加密，為數(shù)據(jù)的安全共享提供了保障。數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的安全性主要體現(xiàn)在如下幾個方面：1.嚴格的Webservices適配器準入數(shù)據(jù)交換的Webservices適配器包括數(shù)據(jù)請求和應(yīng)答Webservices適配器、數(shù)據(jù)發(fā)布和訂閱Webservices適配器，這四類Webservices適配器均需要通過證書和密碼才能接入到數(shù)據(jù)交換，在未得到證書和密碼的情況下，任何Webservices適配器都無法接入到數(shù)據(jù)交換中心，也就無法進行數(shù)據(jù)傳輸操作。2.嚴格的授權(quán)傳輸Webservices適配器能通過數(shù)據(jù)交換中心發(fā)布什么數(shù)據(jù)、訂閱什么數(shù)據(jù)、請求什么數(shù)據(jù)都需要在數(shù)據(jù)交換中心上授權(quán)，不在授權(quán)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)不允許發(fā)布、訂閱和請求。3.交換通道加密傳輸Webservices適配器與數(shù)據(jù)交換中心之間傳輸數(shù)據(jù)的通道支持采用1024位的非對稱加密算法進行加密和簽名，從而保證了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全。2.2.4、前置數(shù)據(jù)采集引擎要求省、市級均已采集存儲的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過前置數(shù)據(jù)未避免教師二次錄入，須通過采集引擎和相應(yīng)WebServices適配器進入本區(qū)教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，再通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型的WebServices適配器發(fā)布數(shù)據(jù)至本區(qū)的所有應(yīng)用，當省、市級基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫發(fā)生數(shù)據(jù)變化時，會通過WebServices適配器機制以無人值守的方式將數(shù)據(jù)變化自動同步到所有數(shù)據(jù)使用方。2.2.5、數(shù)據(jù)交換狀態(tài)監(jiān)控要求數(shù)據(jù)交換中心解決了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護管理和數(shù)據(jù)交換共享的問題，數(shù)據(jù)交換中心在智慧教育云平臺整體環(huán)境中十分重要，但是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的交換共享過程是不可見的，一旦哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，可能要到影響使用時才能發(fā)現(xiàn)，不利于整體平臺的穩(wěn)健運行。當接入交換中心的數(shù)據(jù)提供者和數(shù)據(jù)使用者規(guī)模越來越大時，需要通過圖形可視化界面對整體運行過程進行監(jiān)控。當數(shù)據(jù)發(fā)布者適配器、數(shù)據(jù)使用者適配器和交換中心運行異常時（可能因為網(wǎng)路、硬件環(huán)境、軟件宕機等情況），在數(shù)據(jù)交換中心圖形可視化管理系統(tǒng)中都可以實時得到表現(xiàn)，并通過對接郵件平臺、短信平臺自動進行告警信息主動發(fā)布。在數(shù)據(jù)交換狀態(tài)監(jiān)控中可以監(jiān)控展示：實時交換中心運行情況統(tǒng)計、數(shù)據(jù)提供者接入監(jiān)控、數(shù)據(jù)使用者接入監(jiān)控、數(shù)據(jù)生產(chǎn)者實時數(shù)據(jù)交換日志監(jiān)控、數(shù)據(jù)消費者實時數(shù)據(jù)交換日志監(jiān)控等信息。2.3、應(yīng)用集成服務(wù)2.3.1、統(tǒng)一實名身份認證系統(tǒng)在教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，已經(jīng)為全區(qū)所有教師、學生和家長建立了實名帳號，并且每一個用戶只能有一個帳號與其實名身份綁定，實現(xiàn)了帳號的唯一性。在此基礎(chǔ)上本平臺建立了統(tǒng)一身份認證中心，可以為所有第三方應(yīng)用提供統(tǒng)一身份認證服務(wù)，實現(xiàn)單點登錄。統(tǒng)一身份認證中心的認證服務(wù)包括CAS和oAuth兩種身份認證標準，為所有第三方應(yīng)用提供統(tǒng)一身份認證服務(wù)，實現(xiàn)單點登錄，一次認證，暢通無阻。統(tǒng)一身份認證中心特性包括如下幾點：1）單點登錄通過對第三方的系統(tǒng)提供接口（第三方系統(tǒng)只需根據(jù)接口的要求，對自己的系統(tǒng)做少量的修改）來實現(xiàn)單點登錄，保證本系統(tǒng)的各系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一身份認證單點登錄；2）支持多項技術(shù)實現(xiàn)的第三方系統(tǒng)的單點登錄的接入統(tǒng)一身份認證中心系統(tǒng)具備支持多項技術(shù)實現(xiàn)的第三方系統(tǒng)的單點登錄的接入，完美支持B/S、C/S的接入認證，支持的第三方系統(tǒng)所有技術(shù)有java、.net、php、asp等；3）嚴格的安全策略統(tǒng)一身份認證中心系統(tǒng)具備嚴格的安全策略，保障認證賬號的唯一性和合法性。統(tǒng)一身份認證中心對接教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，獲取教師、學生賬號信息。用戶通過瀏覽器訪問統(tǒng)一身份認證中心的地址，或訪問接入統(tǒng)一身份認證中心的應(yīng)用，輸入賬號、密碼通過系統(tǒng)校驗后進入系統(tǒng)主頁。統(tǒng)一身份認證中心系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的身份認證，建立了信息系統(tǒng)訪問的身份信任關(guān)系，提供單點登錄（SSO），實現(xiàn)用戶一次認證，暢通無阻，滿足用戶權(quán)限基于實際用戶在不同系統(tǒng)中的權(quán)限管理，充分保證了系統(tǒng)的獨立、安全、可靠。同時本方案中的認證中心還支持基于多級、分布式的認證部署，滿足用戶一次登錄，多級互信漫游。可以預(yù)留統(tǒng)一身份認證中心的互信互通機制，在將來市級或其他區(qū)縣建立認證中心后，可以通過接入互信機制，實現(xiàn)跨驗證用戶賬戶信息，做到用戶認證漫游。2.3.2、個人應(yīng)用空間系統(tǒng)個人應(yīng)用空間如同PC系統(tǒng)的桌面，智能手機的應(yīng)用桌面，它將云平臺中用戶有權(quán)限的各種應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源集成到一個Web系統(tǒng)上，并以統(tǒng)一的用戶界面提供給用戶。作為用戶接觸數(shù)字校園的入口，實現(xiàn)個性化定制和應(yīng)用訪問的有機整合。多級個人應(yīng)用空間示意圖個人應(yīng)用空間為教師、學生、家長和管理者創(chuàng)建了教師應(yīng)用空間、學生應(yīng)用空間、家長應(yīng)用空間和管理應(yīng)用空間，用戶在個人桌面能夠以單點登錄的方式運行系統(tǒng)應(yīng)用和第三應(yīng)用（我的應(yīng)用），對系統(tǒng)應(yīng)用和第三方應(yīng)用進行添加、隱藏（刪除）、排序、分類管理等操作，可以瀏覽消息中心的各類消息，并以消息回調(diào)的方式直接進入發(fā)送消息的應(yīng)用系統(tǒng)處理待辦或瀏覽頁面，能夠非常方便的瀏覽和維護個人實名信息，修改帳號密碼。2.3.3、應(yīng)用中心系統(tǒng)應(yīng)用中心可以實現(xiàn)全區(qū)統(tǒng)一的第三方應(yīng)用管理?？梢詽M足將平臺的所有第三方應(yīng)用都在應(yīng)用中心發(fā)布，應(yīng)用中心管理員對公司發(fā)布的第三方應(yīng)用進行審核。所有應(yīng)用按照基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型和應(yīng)用開發(fā)技術(shù)規(guī)范與數(shù)據(jù)層和平臺層實現(xiàn)整合，沒有完成整合的第三方應(yīng)用無法通過規(guī)范審核。在應(yīng)用中心發(fā)布的第三方應(yīng)用，可滿足多維度的分類屬性和應(yīng)用設(shè)置，例如用戶群體分為教師、學生、家長；應(yīng)用分類分為教育管理、教師發(fā)展、學生成長、課堂教學和在線學習；應(yīng)用級別分為學校應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用可設(shè)置是否收費、是否提供免費試用，收費模式可以選擇云服務(wù)租用或一次性買斷，授權(quán)機制有手動授權(quán)和自動授權(quán)兩種方式。應(yīng)用中心開發(fā)者分為：個人開發(fā)者和企業(yè)開發(fā)者兩種類型。開發(fā)者需要根據(jù)自己的開發(fā)者屬性進行選擇。填寫完整正確的開發(fā)者注冊信息后，應(yīng)用中心管理員完成開發(fā)者身份審核。第三方開發(fā)者注冊成功后，進入開發(fā)者站點，創(chuàng)建新的應(yīng)用，填寫完整的應(yīng)用信息后保存應(yīng)用，等待管理員審核。第三方應(yīng)用通過上線審批后，由應(yīng)用開發(fā)者負責對應(yīng)用進行授權(quán)管理。當某學校采購了該應(yīng)用，由開發(fā)者登錄應(yīng)用中心，在該應(yīng)用的授權(quán)管理頁面對采購學校進行授權(quán)，授權(quán)完成后，學校的教師就可以將該應(yīng)用添加的自己的個人桌面，使用該應(yīng)用提供的服務(wù)。智慧教育云平臺應(yīng)用中心為教育應(yīng)用的開發(fā)和推廣建立了良好的生態(tài)系統(tǒng)，為企業(yè)與學校的深入合作建立了平臺，創(chuàng)新了合作機制，為區(qū)域數(shù)字校園教育應(yīng)用建設(shè)的實施和推廣創(chuàng)造了條