智慧教育服務生態(tài)體系構(gòu)建（下）

作者簡介

余勝泉 北京師范大學未來教育高精尖創(chuàng)新中心執(zhí)行主任、“移動學習”教育部-中國移動聯(lián)合實驗室主任

推進云網(wǎng)融合的服務架構(gòu)

推進云網(wǎng)融合服務體系是構(gòu)建智慧教育服務生態(tài)的必然選擇。云網(wǎng)融合是網(wǎng)絡架構(gòu)變革和服務模式轉(zhuǎn)型并行驅(qū)動的云和網(wǎng)高度協(xié)同，網(wǎng)絡利用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡資源云化，云計算根據(jù)業(yè)務需求按需調(diào)度網(wǎng)絡資源。云和網(wǎng)高度協(xié)同實現(xiàn)網(wǎng)絡資源彈性適配云服務，云服務靠云化網(wǎng)絡分布式地將服務部署到用戶近端，保障業(yè)務應用高速穩(wěn)定可靠。

在云網(wǎng)融合中，一切皆為服務。服務提供商依賴于網(wǎng)絡互聯(lián)的多級云環(huán)境將基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)處理、教育資源、教育業(yè)務系統(tǒng)、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(shè)，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(wǎng)融合的服務架構(gòu)將服務的提供方、使用方、監(jiān)管方分離，各司其職保障教育服務系統(tǒng)的安全性、健壯性以及維護的持續(xù)性。開放的服務生態(tài)自動匯聚優(yōu)質(zhì)的教育資源、教育服務。傳統(tǒng)教育信息系統(tǒng)臃腫的單體架構(gòu)、垂直應用架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦拙S護擴展的分布式、微型化的服務架構(gòu)，實現(xiàn)應用按需接入、教育應用的個性化定制和教育服務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)貫通。

云網(wǎng)融合的服務架構(gòu)主要分為三個層次：能力服務層、區(qū)域共享層和服務匯聚層。

一、能力服務層

能力服務層包括國家級和企業(yè)級通用服務，它不僅要滿足基礎(chǔ)教育需求，還要使用戶能個性化配置，原子化開發(fā)，即服務兼具“通用性”和“個性化”。

國家級教育服務注冊與監(jiān)管中心需要將不同的云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(shù)接口、市場價格、內(nèi)容分級等信息;需要對各種教育服務的數(shù)據(jù)、內(nèi)容、質(zhì)量等進行監(jiān)管，以確保教育服務的安全與質(zhì)量;需要匯聚第三方的教育服務數(shù)據(jù)，將離散的數(shù)據(jù)按照用戶成長規(guī)律體系化、結(jié)構(gòu)化，形成完整的用戶畫像;需要規(guī)范并監(jiān)管中心平臺;需要規(guī)范教育服務系統(tǒng)的運行，以保障教育服務運行環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性。能力服務層主要是服務注冊與供給。

企業(yè)利用云基礎(chǔ)平臺提供云基礎(chǔ)服務，在云網(wǎng)融合的服務架構(gòu)當中扮演著非常重要的角色。企業(yè)云基礎(chǔ)平臺包括強大的計算能力、充足的存儲資源、高效的網(wǎng)絡連接和安全的運行環(huán)境，提供計算、存儲網(wǎng)絡資源并保障服務的安全性。企業(yè)級通用服務多為大型企業(yè)開發(fā)，面向整個社會提供服務，實現(xiàn)服務的便捷注冊、教育數(shù)據(jù)和資源的匯聚，以及計算力、網(wǎng)絡、存儲資源的彈性分配。

云基礎(chǔ)服務提供商基于云中心發(fā)布教育產(chǎn)品服務或通用的功能組件，教育用戶按需獲取服務。企業(yè)以API等形式對外開放技術(shù)服務，支持輕量級代碼研發(fā)，具有較好的包容性，并以組件化的形式對外開放平臺。用戶基于平臺的組件庫組裝和配置組件，以滿足自身的業(yè)務需求。

二、區(qū)域共享層

區(qū)域共享層是基于能力服務層，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、資源共享，并提供區(qū)域共性業(yè)務服務，提供軟件即服務應用支撐區(qū)域?qū)W校集體備課、學科教學和科學管理決策，促進區(qū)域教師、學生、管理者和家長等信息化應用主體協(xié)同發(fā)展。

數(shù)據(jù)匯聚是基于能力服務層實現(xiàn)DaaS應用（Data-as-a-Service，數(shù)據(jù)即服務），為區(qū)域?qū)W校數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理和標準化、數(shù)據(jù)聚合以及數(shù)據(jù)深度分析、實現(xiàn)區(qū)域科學決策服務。資源共享是匯聚區(qū)域內(nèi)教學、教研、教管等資源，實現(xiàn)資源即服務應用，需要建立區(qū)域級的資源共享平臺，匯聚社會力量貢獻教育資源。區(qū)域共性業(yè)務服務是區(qū)域共性業(yè)務平臺將相似度高、個性化低的業(yè)務系統(tǒng)進行統(tǒng)一規(guī)劃，既要保障各學校系統(tǒng)的相對獨立性，同時還要為學校提供個性化設(shè)置，配置業(yè)務平臺的權(quán)限。

三、服務匯聚層

服務匯聚層依賴云網(wǎng)融合的服務架構(gòu)，在學校近端通過邊緣計算構(gòu)建教育服務匯聚系統(tǒng)，主要是匯聚服務（按需集成國家級通用服務、區(qū)域級通用服務和學校級基礎(chǔ)服務）和匯聚數(shù)據(jù)（構(gòu)建學校的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，聚集用戶數(shù)據(jù)、情境數(shù)據(jù)、服務數(shù)據(jù)）。云網(wǎng)融合的服務體系利用虛擬的智能網(wǎng)絡，在云上實現(xiàn)不同層次、不同來源的教育服務加載與重組，實現(xiàn)各級教育單位動態(tài)連接，支持區(qū)域教育單位互通互聯(lián)、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、服務匯聚和資源共享。

云網(wǎng)融合的服務體系應包括統(tǒng)一認證和入口、個性化服務空間和服務集成平臺。統(tǒng)一認證和入口即教育用戶使用專屬的密鑰通過平臺統(tǒng)一認證后，便可在個性化服務空間享受來自全國各地、不同層級的優(yōu)質(zhì)教育服務。個性化服務空間即教育服務以人、崗位為對象，根據(jù)用戶的業(yè)務流程和相互關(guān)系對各種教育服務進行分類、重組，給用戶提供一項可以解決具體業(yè)務問題的服務并提供相應的資源。服務集成平臺即將各個軟件功能模塊機器所需的存儲、帶寬等網(wǎng)絡資源，整合成面向不同角色的、解決實際業(yè)務問題的服務，形成個性化服務空間。

教育服務的互操作模型

智慧教育的核心是通過云網(wǎng)融合來破解智慧教育的結(jié)構(gòu)性問題，而構(gòu)建云網(wǎng)融合的服務結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是建立教育服務的互操作模型，將原有的“鐵板一塊”的教育信息系統(tǒng)拆分成可以互相操作、信息交換的教育服務系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)能在不同的教育服務系統(tǒng)之間流轉(zhuǎn)。

互操作模型的建立需要借鑒面向服務的體系結(jié)構(gòu)思想，做到教育服務的數(shù)據(jù)規(guī)范、教育服務的互操作規(guī)范、教育服務業(yè)務的互操作規(guī)范、教育服務的開發(fā)與運行規(guī)范。

一、教育服務的數(shù)據(jù)規(guī)范

教育服務的數(shù)據(jù)規(guī)范需要明確教育中有哪幾種教育服務，每類教育服務包含哪些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可用于教育服務系統(tǒng)間交換的是哪些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以何種形式進行交換，并且每個數(shù)據(jù)元素都需要明確數(shù)據(jù)的名稱、類型和約束性條件等。

二、教育服務的互操作規(guī)范

將零散的服務組合成一定的流程，這就需要滿足教育服務的互操作規(guī)范。數(shù)據(jù)交換的結(jié)構(gòu)模型是依據(jù)教育服務的數(shù)據(jù)規(guī)范定義一系列的數(shù)據(jù)對象，它所傳遞的報文用在信息流控制中心。一方面控制中心發(fā)送報文給指定的代理程序;另一方面，控制中心要向指定的代理程序獲取報文。系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸，也需要明確身份驗證和數(shù)據(jù)加密規(guī)范，關(guān)注系統(tǒng)的安全性控制，避免未授權(quán)的訪問、惡意的欺瞞和攻擊。

三、教育服務業(yè)務的互操作規(guī)范

教育服務業(yè)務必須在機構(gòu)的監(jiān)管下才能形成良性的服務市場。互操作模型需要界定教育系統(tǒng)的基本業(yè)務流程以及和其他系統(tǒng)的互操作過程，為系統(tǒng)間的互操作和數(shù)據(jù)交換提供清晰的指導，將教育服務系統(tǒng)的業(yè)務抽象成典型的服務組件，并規(guī)定這些典型服務組件的相互關(guān)系、具體的交換需求、輸入的參數(shù)以及返回值等。

四、教育服務的開發(fā)與運行規(guī)范

教育服務的開發(fā)與運行規(guī)范是構(gòu)建良好的服務市場的前提和必然要求。它針對每一個教育業(yè)務，需要明確教育業(yè)務的核心流程，將其進一步細化為更具體的業(yè)務流程，并設(shè)計成可獨立發(fā)布的服務，同時為每個具體的教育業(yè)務流程設(shè)計數(shù)據(jù)傳輸方式。教育服務的運行規(guī)范包括服務質(zhì)量規(guī)范，檢驗教育服務內(nèi)容和質(zhì)量的優(yōu)劣性，對用戶和普通教育單位的友好性，以及服務的業(yè)務互操作方法定義的明確性。服務匯聚規(guī)范要求教育服務必須遵循云中心的投入規(guī)范，淘汰那些維護不足、數(shù)據(jù)隱患大、用戶評價低的教育服務。

可持續(xù)發(fā)展的

智慧教育生態(tài)體系

當前智慧教育面臨不可持續(xù)發(fā)展的結(jié)構(gòu)性困境，要想走出困境，只關(guān)注教育信息系統(tǒng)建設(shè)是遠遠不夠的，需要借助諸如5G、云計算、邊緣計算等職能技術(shù)重構(gòu)教育信息生態(tài)，構(gòu)建智慧教育服務生態(tài)體系，助力智慧教育的發(fā)展。這樣的生態(tài)體系核心在于擺脫簡單的技術(shù)思維方式，以服務建設(shè)為核心，按照服務計算的技術(shù)路線，推進架構(gòu)的演進，推進各生態(tài)主體的緊密協(xié)同。

擺脫簡單的技術(shù)思維方式，需要從構(gòu)建人與技術(shù)最優(yōu)的共生關(guān)系來考慮，要從整體優(yōu)化的視角考察技術(shù)在教育中的角色與定位;從以往對單一、靜止的要素的關(guān)注轉(zhuǎn)變?yōu)閷ο到y(tǒng)信息流通、共享以及要素之間嵌套關(guān)系的關(guān)注;從以往教師、學生對技術(shù)本身擁有的關(guān)注轉(zhuǎn)變?yōu)閷處熀蛯W生實際教育能力和學習需求服務的關(guān)注，促進技術(shù)和人、建設(shè)和應用、技術(shù)與教育的協(xié)調(diào)發(fā)展。

以服務建設(shè)為核心，按照服務計算的技術(shù)路線，推進技術(shù)架構(gòu)的演進，需要在云網(wǎng)融合的服務架構(gòu)基礎(chǔ)上，應用面向服務架構(gòu)（SOA）技術(shù)來消除教育業(yè)務與信息支撐技術(shù)之間的鴻溝，從關(guān)注平臺、資源轉(zhuǎn)型為關(guān)注服務，從關(guān)注軟件功能到關(guān)注數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、服務集成。

一個學校或教育行政部門如果缺乏技術(shù)能力，那么他們不應該關(guān)注技術(shù)本身，而是要關(guān)注技術(shù)支撐下可以獲得、可以解決的服務。只有有服務購買的思維，才能促進市場轉(zhuǎn)型和變革。

可發(fā)展的教育生態(tài)體系需要推進各生態(tài)主體的緊密協(xié)同。政府、服務提供商和教育用戶、學校構(gòu)成了生態(tài)主體。學校需要將自身注意力轉(zhuǎn)移到使用教育服務上，解決實際問題;企業(yè)是教育服務商的主體，應協(xié)同創(chuàng)建教育服務的互操作標準，促進教育服務的全貫通、數(shù)據(jù)的全流轉(zhuǎn)，最大限度地降低教育服務間的同心壁壘;政府起著引導和規(guī)范教育服務的作用，多級教育行政單位需要建立符合各自需求的教育信息服務體系和服務規(guī)范，準許符合教育服務生態(tài)準入標準的企業(yè)提供教育服務，同時建立相應的教育服務評價規(guī)范和淘汰機制，政府還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(wěn)定和持續(xù)發(fā)展。

（本文根據(jù)2021全球智慧教育大會之5G賦能智慧教育論壇專家報告整理，有刪節(jié)）