南桥小学智慧校园软件平台建设方案

南桥小学智慧校园软件平台建设方案上海奉贤区南桥小学有着悠久的历史渊源和文化传承，以“敦品重学、和谐发展”为办学理念，重视学生品德和科学素养的培养，让学生在德智体诸方面生动、活泼、主动的发展，并具有个性化，促进学生综合素质能力得到全面提升。南桥小学应用“数字校园管理软件”进行教育、教务和办公已经持续多年并以形成良好的习惯，使用先进的信息技术手段为教育、教务和办公带来种种好处。随着信息技术的发展、现代教育制度和政策的不断改革，目前学校使用的各类数字校园管理软件已无法满足南桥小学的实际需求，存在的主要问题是：各个应用软件数据是互不相通存在数据孤岛现象；部分应用软件的开发公司服务不到位，不能提供后续维护和软件更新；各类数字校园管理软件没有统一认证等。为此，学校多次召开会议，对学校的数字化校园信息系统的需求进行了汇总分析，并在此基础上制定了智慧校园规划，对目前使用的管理软件进行全面改进和提升，打造一个全新的、智慧的校园管理系统。现状分析目前，学校正在使用以下校园管理软件：学校官方网站（对外联系第一站）教师研修平台（教案范例、课件资源、课堂实录、教学反思、评课记录、教师空间、日志阅览）网络直播（网络直播、网络点播、网络课程）远程会议系统学生综合素质平台（学业素养、品行素养、艺体素养、健康指数）蓝牙定位、教师考勤系统小木人校园通讯系统班牌系统恒贤植物园数据系统ftp存储空间资源联盟共享网这些系统为学校管理提供了基础服务，但是还存在信息化建设的速度与学校事业发展的需求不相适应，信息化建设的深度与学校教学、研修、管理的需求不相适应，信息化建设的广度与师生员工的需求不相适应，并且，由于过去各个系统都是孤立的信息系统建设，没有统一的信息访问渠道以及统一的身份认证，导致学校信息化面临着以下问题。为学校提供管理服务的各个流程、信息被业务单元切分，相互割裂，应用系统未能遵循统一的规范和技术规格使得应用集成整合的难度加大，应用软件重管理轻服务现象严重。多重身份和密码体系，多重登陆界面，使用方便性不够。现有的校园网上面向全校学生访问的系统，各自维护和管理自己的用户信息，用户在访问不同的系统时，不仅需要输入不同的访问网址，而且还需要记忆不同的用户名/密码。同时，多个系统存在多套访问页面，且界面风格各异，用户无法通过终端界面统一获取已有的各类信息及服务，这些现状给用户的使用带来了极大的不便。缺乏数据标准，系统之间数据难以共享，各部门的协作业务处理困难。各个系统都是采取不同的标准和数据库，系统间彼此独立，各自为政，从而形成了校园网上一个个“信息孤岛”，信息和资源无法实现高效共享，也造成了信息的重复管理，数据无法实时更新。各个业务系统对相同的数据重复管理，效率低下行政办公人员在多套系统中需要对相同的数据进行重复的管理，浪费了人力成本。同时，由于数据多源头管理，权责不清，造成数据的混乱和错误，当需要进行数据统计时，需要进行大量的数据校对和整理工作，严重影响了业务人员的工作效率，对上层应用造成了障碍。

为适应学校高速发展需求，提高学校的教学、办公、管理等的现代化水平，完善学校核心管理信息系统建设，提高学校对信息全面掌握和决策分析能力，进一步推动智慧校园建设规划，使学校的管理全面步入信息化。

建设目标参考教育部相关数据标准，并结合各类系统的实际业务数据，制定统一的基础数据规范。依托已经建设运行的基础教育学籍系统，基础教育统一身份认证系统等业务平台，建设学生基础数据共享服务平台，为各类接入系统提供学生基础数据的共享服务，便于各类系统实时获取学生的基础数据，进而通过共享的学生基础数据，建立不同业务系统间学生数据的关联性，奠定深入开展数据统计分析的基础。建立学生成长综合评价数据相关的数据规范，接口标准，管理制度。建立学生成长数据接入规范及数据标准（xAPI）。建设学生在线行为数据汇聚平台，开发／开放学生在线行为应用接口（API），为各类学生相关应用系统提供公共服务，实现学生在线行为数据的自动采集与汇聚，并且提供公共的学生在线行为数据的统计分析与查询服务。建设学生学习结果数据的汇聚平台，提供学习结果数据的存储与汇聚服务，以及学习结果数据的统计分析服务。建设学生学习互动数据的汇聚平台，提供学习互动型数据的存储与汇聚服务，以及学习互动数据的统计分析服务。建设学生相关的对象型数据的汇聚平台，提供对象型数据的存储与汇聚服务，以及学生对象型数据的统计分析与查询服务。建设应用系统日志数据汇聚平台，提供日志数据的存储与汇聚服务，并开展日志数据的挖掘分析，形成应用系统运行情况分析报表。建设应用系统数据汇聚监控平台，记录并展示来源于各业务系统的数据汇聚情况，包括所汇聚的数据内容、数据类型、汇聚形式、数据量、汇聚频度等指标，并提供统计与查询服务。建设学生成长记录综合数据仓库，学生成长数据，持续、可靠地采集／汇聚学生成长相关的数据。建立健全统一，规范的学生成长数据采集／汇聚流程规范，建设数据集成平台，支持实现采集，清洗，转换，加载服务，推动学生成长相关的数据的离线／在线采集与汇聚。基于大数据、云计算等新一代信息技术构建的智慧课堂相较于传统课堂，在信息技术与教学的融合创新及应用上具有重要的特色，智慧校园核心特征包括以下四个方面。1.教学决策数据化。智慧课堂始终以学校构建的信息技术平台为支撑，基于动态学习数据的收集和挖掘分析，对学生学习全过程及效果进行数据化呈现，使得教学过程从过去依赖于教师的教学经验转向依赖于教学中的客观数据，依靠数据精准地掌握学情，基于数据进行决策，方便教师有的放矢地安排及调整教学。2.评价反馈即时化。智慧课堂教学中采取动态伴随式学习评价，即贯穿课堂教学全过程的动态学习诊断与评价，包括课前预习测评与反馈、课堂实时检测评价与即时反馈、课后作业评价及跟踪反馈，从而实现了即时、动态的诊断分析及评价信息反馈，重构形成性教学评价体系。3.交流互动立体化。智慧课堂教学的交流互动更加生动灵活，教师与学生之间、学生与学生之间的信息沟通和交流方式多元化，除了在课堂内进行师生互动外，师生还可以借助云端平台进行课外的交流，在任何时间、任何地点进行信息交流和互动，实现师生、生生之间全时空的持续沟通。4.资源推送智能化。智慧课堂为学习者提供了形式多样的富媒体资源，包括微视频、电子文档、图片、语音、网页等极为丰富的学习资源，而且可以根据学生的个性化特点和差异，智能化地推送针对性的学习资料，满足学习者富有个性的学习需要，帮助学生固强补弱，提高学习效果。建设内容具体建设内容包括：建立统一的用户认证体系；打通现有11个应用系统的数据壁垒，实现各个应用系统的数据共享。梳理对接现有各类线上、线下、课内、课外的学生学习过程数据；建设学生360度画像标签体系，深入刻画学生特征，多维展现、评估学生综合素质能力；建设基于标签大数据的系统平台，实现标签刻画内容及分析结果的可视化展现；针对不同维度学习类型的过程性数据，开展关联分析，为教研评估分析提供数据分析手段。建设原则本项目的建设将结合以业务需求为方向和以数据发现为引导，综合考量标签体系的先进性，实用性和可行性。具体原则包括：标准化和规范化原则严格遵循技术的标准化与技术规范化的要求，从业务、技术、运行管理等方面对项目的整体建设和实施进行初步设计，充分体现标准化和规范化。先进性原则立足先进技术，采用主流技术，在满足需求的基础上，使系统具有同领域领先技术的水平。易用性原则本系统未来的使用者广泛，方案在设计过程中要充分考虑流程的复杂度、系统使用的难易度，保障本系统建成后的应用与推广。可扩展性原则为适应系统自身建设需要，本系统的设计要充分考虑系统应用动态变化因素，充分保障系统的可扩展性，以适应系统需求的变化。开放性原则采用的技术均为开放技术、方便移植。总体规划、分步实施的原则在总体设计时规划智慧校园的所有应用，同时根据学校的具体情况和应用实际分步骤,首先解决用户统一认证，然后解决各个应用软件统一界面集成，打通各个应用数据壁垒，从而保证各个系统之间的无缝连接，使得数字化校园形成一个有机的整体，最后解决数据分析、挖掘、呈现。顶层设计架构标准教育部智慧校园信息化标准顶层设计标准云端物联网用户云端服务多媒体教室、平板电脑、一体机、电子白板、智能手机、快拍仪、录播设备、高速阅卷机、魔术棒、蓝牙手环、心理测试设备等PC版PAD版手机版电子班牌表现层校园门户网站管理平台(C/S架构和B/S架构兼容)跨平台、自适应显示业务层校领导驾驶舱决策支持系统教师研修平台视频交互平台学生综合素质平台校园管理平台资源平台教案范例网络直播学业素养校园通讯备课平台课件资源网络点播品行素养班牌系统教师个人空间课堂实录网络课程艺体素养考勤系统学生个人空间(包括错题本)教学反思视频会议健康指数OA管理校本资源评课记录心理辅导请假管理资源联盟共享网教师空间成长档案恒贤植物园数据系统日志阅览微信公众号标准化接口统一认证管理系统（4A管理平台）账号管理、认证管理、权限管理、安全审计开发者中心AOI接口硬件接口API、中间件接口、第三方系统接口、资源推送接口、应用服务器接口……智能引擎中心知识中心系统知识门户(分类检索)知识引擎（数据分析、挖掘）资源推送引擎数据库数据中心OracleSqlServerDB2MySql云计算服务平台云服务管理系统物理服务器建设方案：统一数据服务平台学校数据大脑SDB汇聚学校整体数据分析、流量分析、教职工分析、学生分析、家长分析；按学校使用应用情况，自动接入分类应用详细分析。提供市区县学校管理层大数据汇总决策、预测。应用动态服务实现个人中心的建设，与各应用之间的动态提醒，对通讯录用户的行为动态提醒；对学校教师、学生、家长的通讯录共建模块；支持在线即时通讯消息服务；消息服务提供学校教师、学生、家长的通讯录功能。教师可通过发布通知公告、活动等消息服务实现家校通功能。可对通讯录用户进行分组会话。统一资源服务平台资源维护服务以题库、套卷、视频、文档、图片、课件等多媒体资源为主，知识点分解科学、系统、完整，并有课内练习、课外训练、章节测试和学期考试等。完全实现统一身份认证、单点登录、数据同步，系统方便、快捷和安全。支持移动互联网，实现教育大数据的共建共享；支持终端用户互联互通；实现数据交换、安全同步。资源管理模块的主要功能是实现资源的上传下载，资源搜索，分类排序，资源数据统计等功能。资源搜索可以方便用户查找资料，分类排序、数据统计等功能为资源的合理呈现以及统计分析带来了方便。题库资源需提供录入工具，组卷功能，以完成平台对试题资源的收录。完全实现统一身份认证、单点登录、数据同步，系统方便、快捷和安全。支持移动互联网，支持终端用户互联互通；实现数据交换。资源审核共享服务在上传文件的同时要求用户填写资源描述，包括资源类型，关键字，知识点等，这些信息能够帮助系统进行资源整合。在上传文件之后，文件并不会及时成为系统资源（即为校本资源），而是需要后台管理员进行审核，只有审核通过的资源才能够成为系统资源共享整个平台，审核失败的资源只能在校本范围内共享，管理员还可对敏感资源进行删除管理操作。资源统计服务按科目分类，按资源类型分类，提供按下载量排序，评分高低排序等方法。统计资源的下载量，得分，推荐指数，浏览量等数据，通过这些数据能为系统的其他相关功能提供支持，比如优秀资源需要得分统计结果，下载排行需要下载量统计结果等。统一基础服务平台用户服务可为市区县教育局实现用户统一认证管理，学籍平台、教职工平台对接等用户服务。通过单点登录体系实现全平台保持用户会话。通过统一身份服务平台建设，为应用系统提供统一的身份管理、身份认证、访问控制和安全审计服务。建成一致的、以用户账号为唯一标识的用户基本信息、关系信息等的单一用户视图。对内部用户的管理操作和管理行为审计。降低系统的管理复杂度。提供统一身份认证的接入标准和认证接口，能以简单的方式允许第三方系统集成到认证平台。支持多安全域的认证，并预留多安全域的扩展能力。数据的传输有较高的安全性，避免用户信息泄露。统一注销，用户同时登录多个站点时，仅需一次注销。认证平台实现以开放的行业标准实现，增强系统之间的互操作性。建立大数据分析平台奠定基础，如用户信息、人事信息等。所有涉及到的技术实现要实现业界标准，特别是SSO的认证过程、签名、加密等等。与现有区域内主要业务系统实现数据交换，达到数据的实时同步;实现用户的统一管理,统一身份认证，一站式登录等。学校管理服务可针对统一认证信息和平台适用属性进行无缝对接，做到学校统一管理；对用户的个性化个人信息做到便捷维护。班级管理服务对班级学生学号进行可视化管理可对学生进行座位安排，可按班级实际情况进行排列个性化设置，也可进行每周轮列的设置。可按分组类别对每个班级的学生进行多维度的小组分组，适用于多教学场景。应用管理服务平台采用多权限模式，在每个应用上可设置应用管理员权限，用于该应用下的最高权限管理维护工作，区分于学校发杂的行政权限体系。应用服务平台日常表现日常表现采集，可按学科和行为规范指标进行设置。同时指标支持学校级别、班级级别和自定义级别；支持年级、学科多维度设置；支持表扬加分项和待改进减分项进行指标分值设置。教师在课中或课后，可对学生进行个体或批量评价工作，评价指标可按学科进行累加统计，形成学生成长体系。统计功能按每周趋势图和评价指标分布图进行定量统计，形成班级以及个人的单学科进步指数，与整体情况的对比趋势。最终形成学生学习兴趣、学习习惯的维度统计指标。学生端实现各学科等级趋势，周趋势以及指标分布情况。显示每个学生被评价记录和情况，实现家长与学生实时了解在校学习和表现情况，与班级平均值对比情况。单元评测单元评测可设定单元评测指标，录入分数智能对应等第。并且实时计算平均分、总分和排名情况。统计功能可灵活在多个单元中进行指标分项对比和平均值计算。成长档案成长档案数据可从日常表现和单元评测中进行指标抽取，并设定评价范围和等第。可为每个等第设置多句评语，每个学生出报告时，自动从已设置的评语中随机选择一句，老师也可根据实际情况对评语进行选择和个性化修改。班级考勤班主任每天可对班级考勤情况进行统一管理，请假管理，与市疾控平台指标对接，形成学生综合成长身体健康记录教师端可按每天、每周、每月、每学期对班级学生考勤、请假进行分类统计。可按设定条件统计每月餐费退补情况。备课支持教师在线备课功能，备课材料可从资源库选取；也可以自定义上传；材料分类为录播课、文档、图片、课堂提问、随堂测试、课件等；完成的备课可发送给所管理的班级学生进行交互；随堂测试可进行课中实时答题情况分析；可对各类型资源进行学生浏览次数、时长等行为统计作业教师可在线进行作业布置，作业内容包含试题和附件资源；试题可从试题库选取，也可以通过在线编辑器和word导入功能进行录入；所有试题支持在线答题功能；客观题支持实时在线批改，主观题将学生的答案保存成图片，教师可在图片上进行圈画批改；作业也可绑定附件资源，比如视频、文档、图片等资源；作业布置可对管理的班级或个人进行时效性布置，可设定最晚截止时间，超过截止时间，作业将失效；作业支持班级和个人分析，支持每道试题的答题时间，正确率的统计和班级平均情况的对比；资源支持浏览次数和时长的统计。学情分析/成长记录作业分析可分析学生每份作业和班级情况的对比可以分析所有答题试题的相关知识点质量分析，与班级平均的对比情况，并形成学生的错题集。问答学生可在此应用里进行问答交互；也可在每道试题或每个资源上进行提问，教师和学生可进行回答；所有问答将并入问答应用；家长端也可支持问答，仅限于家长、教师间的交互提问与回答错题本将学生所有的做过的错题自动归入此应用；还可根据每道试题的知识点、难易度从题库中筛选套卷进行自适应练习。同步练习学生可在系统里，对各种套卷进行同步练习；并按知识点形式反馈完成率和正确率英语也可进行听力、阅读、语法的专项训练微课微课按教学目录挂钩，记录学生观看次数观看时长和观看频率，可进过数据分析，追踪学生学习习惯和兴趣。学习分析与可视化呈现线上学习信息表线上学习基本数据在线累计时长精确到秒示例：3:40:453h40m45s每次在线时长精确到秒示例：3:40:453h40m45s登录次数次数最后登录数据年月日时分秒课程学习累计总学习时长精确到秒示例：3:40:453h40m45s每次学习时长精确到秒示例：3:40:453h40m45s每个学习模块学习总时长精确到秒示例：3:40:453h40m45s单次每个学习模块学习时长精确到秒示例：3:40:453h40m45s单个视频浏览进度百分数视频对应的知识点文本视频知识点的反馈掌握、一般掌握、没掌握对微视频的评价文本在线学习单个练习题知识点文本练习时长精确到秒示例：3:40:453h40m45s练习对错正/误:1/0练习正确率百分数水平测试时长精确到秒示例：3:40:453h40m45s水平测试正确率百分数知识点掌握情况的诊断与可视化根据当前可获取的数据，第一阶段重点利用基本统计和可视化工具对学生学习状态进行综合评估。在该阶段，本项目将尝试利用网络问卷调查技术获取学生的心情，并通过可视化技术呈现；根据学生在学习系统中登录次数、停留时间、练习时长等数据的对学生的学习态度综合评估，利用学生社交网络关系构建社交网络图，推荐学习伙伴；利用文本分析技术对学生论坛中的讨论主题进行抽取，通过可视化技术对主题进行分析等等。部分学习数据的建模分析利用文本分析方法对学生互动、留言和上传分享文件等信息进行分析，确定每个学生的兴趣点，结合被采纳次数、回复和评论数据对学生的特长进行分析、诊断。利用相关性分析找出学习成绩与学习动机的关联，基于该规律识别存在学习动机问题的学生。利用相关分析找出学习成绩与师生关系之间的关联。利用时间序列分析方法和相关分析方法找出历史因素与学习动力之间的关联。利用时间序列分析方法和相关分析方法找出历史因素与师生关系之间的关联。利用回归分析找出师生关系与教学方法之间的关系。利用回归、相关分析找出师生关系与学习动力之间的关系。利用回归找出历史因素对学习成绩的影响，评估学生知识背景对学习的影响。利用时间序列分析方法分析师生关系、学习动力对学生成绩提高（基于其历史成绩）的影响。在以上关联分析基础上，利用对比分析诊断每个学生的不足之处，分析确定影响学习成绩的知识基础、学习动力以及师生关系等因素。知识点掌握程度分析设计和实现围绕知识掌握情况诊断这一目的，加入了学习动机、态度等情感维度。利用隐马尔科夫模型和贝叶斯网络对学生的学习动机、学习态度等进行建模估计，并利用问卷调查结果对估计结果进行标定，最终期望通过结合学生认知维度和情感维度的数据建立起综合学生认知—情感两个维度的学习分析框架，并基于该框架和学习支持理论为学生提供及时的学习诊断和干预措施。学生在线学习品质评价方案评价指标：学习的坚持性：对于选择了的课程是否能够坚持学完。平台统计数据来呈现，如：完成率高、退选率低、中断率低。学习主动性：学习过程中是否积极主动，是否自觉，主要是通过平台呈现的数据来呈现：如报名课程数多、证书数多、发帖次数多、成果展示次数多。学习认真度：平台打点提问的首次回答正确率高。学习合作性：平台中给他人点赞数、回应他人次数等。学习倾向性：主要是平台统计学生的选课门类与门数、收藏课程的门类与门数。学生在线学习品质的自动统计项目与算法一级指标二级指标平台自动统计项目建模公示赋值说明慕课学习品质学习坚持性完成率（退选率或中断率）i为学生编号，j为课程编号，xij表示学生“i”在课程“j”的完成率，yi表示学生“i”选课数，pi表示学生“ip范围[0,1]，pi学习主动性报名课程数获得的证书数发帖次数成果展示次数i为学生编号，ai为学生“i”报名课程数、bi为学生“i”证书数、ci为学生“i”发帖数、di为学生“i”成果展示次数，wa、wb、wc、wd分别为报名课程数、证书数、发帖数、成果展示次数的权重（初步定为0.1、0.2、0.4、0.3），pi=(waaimax范围[0,1]，pi学习合作性给他人点赞数回应他人次数i为学生编号，xi为学生“i”给他人点赞数，yi为学生“i”回应他人次数，w1表示“给他人点赞数”指标的权重（初步定为0.2），w2表示“回应他人次数”指标的权重(初步定为0.8)，pi表示学生p范围[0,1]，pi学习倾向的显著度选课门类及数目（收藏课程门类及数目）i为学生编号，j为门类编号，xij表示学生“i”在门类“j”的选课数，xi为学生“i”的选课数，pij表示学生“i”在p最后对学生“i”的pij绘制雷达图学习认真度打点提问的首次回答的正确率i为学生编号，xi1表示学生“i”客观题首次回答的正确次数，xi2表示学生“i”客观题首次回答的错误次数，yi表示学生“i”观看的视频中主观题答题次数，mi表示客观题总打点数，ni表示主观题总打点数，pipi=0.7*范围[0,1]，pi越大项目建设预算#模块类别服务服务功能工作量（人天）价格（元）1基础服务用户管理用户添加24000用户检索36000用户查看12000用户编辑24000用户删除120002用户登录登录服务12000记住密码12000忘记密码24000统一登入15300003学校设置信息设置24000个性化设置360004班级设置学号设置12000座位表设置24000小组设置240005个人设置个人信息修改12000密码安全服务24000个性化设置240006消息服务个人消息12000群组消息24000班级消息240007动态服务系统动态48000各应用动态480008通讯录创建班级12000编辑班级12000解散班级12000添加学生24000学生编辑24000删除学生120