智慧教育白皮书（2024年）

第1页 辽宁向日葵数字技术股份有限公司 智慧教育白皮书 （2024年） 中兴通讯股份有限公司国新文化控股股份有限公司 中国联通智慧教育军团 中电信翼智教育科技有限公司 主编单位： 中兴通讯股份有限公司 国新文化控股股份有限公司中国联通智慧教育军团 中电信翼智教育科技有限公司 辽宁向日葵数字技术股份有限公司 参编单位： 山东蟠龙信息科技有限公司武汉丰迈信息技术有限公司 深圳健路网络科技有限责任公司广西茜英信息技术有限公司 版权声明: 本白皮书版权属于中兴通讯股份有限公司、国新文化控股股份有限公司、中国联通智慧教育军团、中电信翼智教育科技有限公司、辽宁向日葵数字技术股份有限公司等共同所有。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明来源。违反上述声明者，著作权方将追究其相关法律责任。 智慧教育白皮书 引言1 1数字变革，教育强国2 2智慧教育关键技术5 2.1全光教育专网为教育公平奠定网络基础5 2.2全光校园网全面赋能新型教育数字化7 2.35G双域校园网实现校内校外无差别体验10 2.4云电脑助力校园信息绿色低碳安全流转12 2.5人工智能赋能个性化学习新篇章14 2.6安全防护新技术保障教育网络安全运行18 3智慧教育典型应用20 3.1数字教材极大提升教学和实训学习效率20 3.2建构数字教室，打造数字化教学新空间25 3.3校园园区管理建设绿色、平安、和谐校园30 3.4产教融合培养高水平复合型数字人才33 4智慧教育探索与实践36 4.1国家全光教育专网36 4.2长安大学全光校园网36 4.3多省5G双域校园网37 4.4广东科技学院云电脑38 4.5中兴通讯训推一体机39 4.6中兴通讯安全保障39 4.7吉林大学数字教材41 4.8吉林大学“三化”教学新空间41 4.9辽宁广告职业学院数字课堂43 4.10南京邮电大学“云上南邮”44 4.11中兴通讯技术认证体系44 4.12济南职业学院“5G+产业学院”45 5智慧教育未来展望47 6结束语49 主要参考资料50 引言 过去几十年，我国信息化建设取得了举世瞩目的成就，从计算机普及到互联网发展，再到云计算、大数据、人工智能等前沿技术的广泛应用，一个又一个科技奇迹在我们眼前诞生。当前，5G-A即将迈入商用阶段，实现更广覆盖与更低时延；AI技术日新月异，助力各行业智能化升级；智算能力持续增强，为大数据处理提供强大支持；信创产业蓬勃发展，国产软硬件产品日益丰富。 数字化与智能化浪潮席卷各行各业，教育领域也将经历着前所未有的变革。这场变革不仅将改变教育的方式和形态，更深刻影响了教育的内容与效果。资源的获取与分享将变得前所未有的便捷，学生可以通过互联网访问全球的教育资源，教师能利用数字化平台将优质课程广泛分享；智能化技术为个性化教育提供了巨大空间，能根据学生的学习进度、兴趣爱好和能力水平，为其量身定制学习方案；教育行业的创新也得到了来自技术升级的强大支持，全光网络、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术创造了沉浸式的学习体验，人工智能（AI）技术则可以帮助教师自动批改作业、分析学生的学习情况等，极大地提升教学效率。优质课堂“时空”交叠处处可见，优质课程与教材跨越山海时时可及，产业与教育协同发展正在变成教育的现实。 本白皮书阐述了智慧教育的典型需求，介绍了关键技术、场景应用、探索实践及面向未来的技术演进趋势，内容包括全光教育专网、全光校园网、5G双域校园网、云电脑、智算、安全、数字教材、数字化教学新空间、校园园区管理和产教融合等。 1数字变革，教育强国 百年大计，教育为本。社会进步与快速发展对科学知识、优秀人才的需要，比以往任何时候都更为迫切。然而，过去的教育模式已无法完全满足人口结构变化与社会经济发展的需求，如何切实有效地利用并整合各种教育资源、提高教育的质量和效率，是教育行业正在面临的重大挑战。 加快各级各类教育全面数字转型实现智慧教育，是助力培养适应未来社会发展需要的知识、能力并重的创新型人才的必然选择。教育数字化有助于提供更加灵活、个性化的学习方式，使学生更好地适应未来社会发展的需要。利用数字技术优势，变革教育模式，兼顾规模化教育与个性化培养之间的平衡，是实现公平有质量教育的必由之路。教育数字化能够打破地域限制，使更多的学生接受优质的教育资源，缩小城乡、区域之间的教育差距，提高教育的公平性和可及性。教育数字化可以通过信息技术与教育的深度融合，提高教育教学的质量和效率；可以提供更加精准、科学的教学评估和反馈，帮助教师更好地了解学生的学习情况，优化教学方法和策略。 2023年12月，联合国教科文组织发布了《教育信息化政策和总体规划论纲》，帮助各国政府和教育机构制定和实施有效的教育信息化政策和总体规划，涵盖了教育信息化的各个方面，包括数字包容、数字技能发展、在线学习、教育资源数字化等。 我国近年来陆续出台了一系列教育科技相关的指导与支持政策，推动实施教育数字化战略行动，加快推进教育数字化转型升级。2021年7月，教育部等�部门印发《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，其中对教育数字化涉及的重点领域和方向有完整的阐述。教育新基建的重点方向包括信息网络新型基础设施（教育专网、IPv6、5G、千兆无线局域网、物联网等）、平台体系新型基础设施（计算存储、教育云、教育基础数据库及应用）、数字资源新型基础设施（国家电视空中课堂、职业教育专业教学资源库、高等学校线上一流课程、网络思政课程建设等资源）、智慧校园新型基础设施（数字教室、仿真试验、公共安全视频网络、安防、餐饮卫生监测、智慧楼宇等）、创新应用新型基础设施（大数据的智能诊断、人工智能的智能助教、智能学伴等）和可信安全新型基础设施（网络安全威胁感知、过滤网络不良信息等）。 2024年3月国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》进一步推进先进教育科研装备在教育领域的应用。在教育领域推动符合条件的高校、职业院校（含技工院校）更新置 换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平。严格落实学科教学装备配置标准，保质保量配置并及时更新教学仪器设备。到2027年，工业、农业、建筑、交通、教育、文旅、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上。 教育的发展也需要产业与学校协同发力，产教融合有利于深化产教融合提高人才培养质量、促进就业，推动产业发展进而促进社会经济的持续发展。2021年3月《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出要增强职业技术教育适应性，突出职业技术 （技工）教育类型特色，深入推进改革创新，优化结构与布局，大力培养技术技能人才。完善职业技术教育国家标准，创新办学模式，深化产教融合、校企合作，鼓励企业举办高质量职业技术教育，探索中国特色学徒制；提高高等教育质量，推进高等教育分类管理和高等学校综合改革，构建更加多元的高等教育体系。2023年6月国家发改委印发了《职业教育产教融合赋能提升行动实施方案 （2023—2025年）》，以统筹推动教育和产业协调发展，创新搭建产教融合平台载体，接续推进产教融合建设试点，完善落实组合式激励赋能政策体系，将产教融合进一步引向深入。 2024年政府工作报告中提出大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力。充分发挥创新主导作用，以科技创新推动产业创新，加快推进新型工业化，提高全要素生产率，不断塑造发展新动能新优势，促进社会生产力实现新的跃升，深入推进数字经济创新发展。制定支持数字经济高质量发展政策，积极推进数字产业化、产业数字化，促进数字技术和实体经济深度融合。深化大数据、人工智能等研发应用，开展“人工智能+”行动，打造具有国际竞争力的数字产业集群。实施制造业数字化转型行动，加快工业互联网规模化应用，推进服务业数字化，建设智慧城市、数字乡村。健全数据基础制度，大力推动数据开发开放和流通使用。适度超前建设数字基础设施，加快形成全国一体化算力体系，培育算力产业生态。深入实施科教兴国战略，强化高质量发展的基础支撑。坚持教育强国、科技强国、人才强国建设一体统筹推进，创新链产业链资金链人才链一体部署实施，深化教育科技人才综合改革，为现代化建设提供强大动力。加强高质量教育体系建设。坚持把高质量发展作为各级各类教育的生命线。制定实施教育强国建设规划纲要。大力提高职业教育质量，实施高等教育综合改革试点，优化学科专业和资源结构布局，加快建设中国特色、世界一流的大学和优势学科，建强应用型本科高校，增强中西部地区高校办学实力。全方位培养用好人才。加快建设国家战略人才力量，努力培养造就更多一流科技领军人才和创新团队，完善拔尖创新人才发现和培养机制，建设基础研究人才培养平台，打造卓越工程师和高技能人才队伍，加大对青年科技人才支 持力度。 加快发展新质生产力要求加强构建人才自主培养体系，深化拔尖创新人才培养方面进行改革和创新。加快新质生产力迫切需要大批拔尖创新人才，培育和发展新质生产力，创新是核心要素，基础和先导靠教育来培养拔尖创新人才，发展新质生产力既需要牵引源头创新的基础学科、交叉学科和新兴学科的拔尖人才，也需要推进新型工业化道路的工程技术人才和大国工匠、能工巧匠，既需要科学家，还需要一流科技领军人才和创新团队以及大批青年科技人才队伍。突出发展新质生产力，需要建设面向国家和区域发展的人才中心和创新高地，在基础研究、技术创新，特别是技术转移和成果转化等方面，通过多方协作来加大创新人才培养，在人才培养中不断提高创新能力。 教育数字化目前已取得了不少成绩，智慧教育平台汇聚了大量的教育资源，包括中小学、职业教育和高等教育的资源，在促进高校毕业生就业、教师专业发展等方面发挥了重要作用，满足了不同学习者的需求。在疫情期间，教育数字化支撑了在线教育教学的实践，真正推进实现“停课不停学、停课不停教”，有力地保障了在特殊情况下、在世界最大规模的教育体系中保持教育的连续性。一些在数字化领域走得比较快的院校也在教学数字化和校园管理上有了一些成果。但整体来看，教育数字化还需要不断地深入和发展，网络基础设施需要持续升级、网络可靠性和安全性需要进一步增强、智慧校园综合管理需要不断优化、提升资源共享性和节能效率、信息技术与教育教学深度融合以及产教更好地融合。 网络基础设施升级：为了支持新型智慧教育业务，需要提升网络带宽、并发接入能力、降低时延和提升覆盖能力。如沉浸式教学和VR/AR应用，VR/AR沉浸性终端拥有远高于传统电视的视场角， 为了实现与4K/8K视频一样的清晰度，其分辨率、帧率、码率都必须高于4K/8K视频业务，对网络有着更高的带宽要求和时延要求。接入设备和数量持续增加，如教学PC、电子白板、电子班牌、Wi-FiAP、多媒体设备、高清摄像头、物联感知终端等，需要扩大网络的接入点。院校阶梯教室、礼堂、体育馆、图书馆等通常存在上百人同时接入网络，需要支持大量用户同时在线的需求。师生们能够通过校园网便捷地进行各种在线活动，如提交申请、选课、上网课、完成或批改线上作业及考试等，需要在校园内外都能及时、顺畅地访问校内资源和互联网资源。 网络可靠性和安全性增强：随着教育中应用的增加，网络的可靠性和安全保护能力需要提升，确保业务连续性和数据安全。同时，应对网络安全威胁的挑战，需要加强网络安全措施。 智慧校园综合管理优化：智慧校园的建设需要更加综合和系统的顶层设计，确保各个子系统之间的数据互通和资源共享，做到可管可控，更好地保障校园环境的安全及便捷的生活。 资源共享性和节能效率提升：提高教育资源的共享性和利用率，同时考虑到节能环保的要求，优化电费成本、噪音干扰等问题。 信息技术与教育教学的深度结合：学生个性化学习需求要求教育系统能够提供更加灵活的学习路径和资源，以满足不同学生的学习风格和进度。学校建设的数字资源需要沉淀形成体系，从而赋 能学科教学、教材与课程体系。课堂教学、教材需要能贯穿课前/课中/课后，线上/线下教学需要更好地融合，课堂教学和实训数据需要互通。