【白皮书市场研报】智慧教育白皮书（2024年）.docx

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1、引言过去几十年，我国信息化建设取得了举世驰目的成就.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，5GA即将迈入商用阶段，实现更广獴IKi与更低时廷；Al技术I新月异，助力各行业智能化升级：智和能力持续增强，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.这场变革不仅招改变教育的方式和形态,更深刻影响/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

2、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开皱的强大支持，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）技术则可以柄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，优而课堂“时空”交挣处处可见，优质课程与教材游越山海时时可及，产业与教可协同发展正在变成教H的现实本臼皮书阐述了智意教育的典型端求，介绍了关镇技术、场景应用、探索实践及面向未来的技术泡进趋势，内容包括全光教育专网、全光校园网、5G双域校园网、云电脑、智蚌、安全、数字教村、数字化教学新空间、校园园区

3、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11结构变化与社会羟济发展的牖求.如何切实有效地利用并整合各种教育资源、提高教仔的质量和效率,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献教育，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，慈颐规模化教育与个性化培养之间的平衡，是实现公平有质小教方的必由之路。教科数字化能

4、第打破地域限制，使更多的学生接受忧质的教育资源，缗小城乡、区域之间的教仔差距，提高教育的公平性和UJ及性。数讦数字化可以通过信息技术与救月的深度触合，提高教Fi教学的质中和效率；可以提供更加精准、科学的教学评估和反馈，梢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I2月.联合国教科文组织发布T教育信息化政策和总体规划论纲3格助各国政府和教育机构制定和实施有效的教育信恩化政策和总体规划，涵靛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行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，加快推进数方数字化转型升段

5、。202I年7月，教育部等部门卬发关于推进教科新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见3其中对教育数字化涉及的重点额域和方向有完整的阐述.教育新四建的该点方向包括信息网络新型基础设鹿（教竹专网、IPV6、5G、F兆无线同域网、物联网等）、平价体系新型基础设施（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（国家电视空中俅堂、职业教育专业教学资源库、高等学校线上一流邨程、网络思政课程建设等资臧）、智修校园新型基础设施（数字教室、仿口试粉、公共安全视频网络、安防、客伙犯生监测、智怒楼宇等）、创新应用新型基础设逃（大数据的哲能诊断、人工智能的智能助教、智能学伴等）和可信安全新

6、型基础设施（网络安全威胁感知、过泄网络不良信息等）.2024年3月国务院印发W推动大规模设得更新和消费品以山换新行动方案3进步推进先进教行科研装备在教育题域的应用.在教行领域推动符合条件的向校、职业院校（含技工院校）更新说智态校园综合管理优化：智意校园的建设局要更加踪合和系统的顶层设计,确保各个f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。资源共享性和节轼效率提升: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、吸音干扰等问双.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修提供更加灵活的学习路径和资源，以满足不同学生

7、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、致材需要能费穿课前,课中/课后，线上践下教学需要更好地融合，课堂教学和实训数据需要互通。产教更好地融合：为了提高学生的实践能力和学习兴趣，需要多引入项目式教学和实训培养，以及与行业优秀企业和工程炖的交流合作.需要更好地教授实际工作中所需的各种技能,加深产教融合,从而培界社会发展所需的各类人才.针对以上需求下而从智代教育的关犍技术和典型应用两个方面来给出斛决办法.关进技术包含全光教育专网、全光校园网、5G双域校园网、公电脑、智匏：典型应用包括数字教材、数字教空、学校整体管理与发展相关的校园园区管理和

8、产教融合方案.2智慧教育关键技术2.1全光教育专网为教育公平奠定网络基础“卜四五”国家信息化规划$提出,实施全民数字素养与技能提升行动和教育数字化战略行动，以此来实现教育数字化转型。教讦专网是教ff信思化发展的数字底座，教育专网的建设有助于实现优质教育资源的共享,缩小城乡、区域和校际差距，推动实现教育公平。教育专网己经覆盖全国大部分胞区，部分边远地区学校没有覆施。随着数据流M的迅速增长，现有网络带宽己经不Ife湎足中国教月网的快速发展的要求，衡要建设更高速率、覆盖更广的OTN网络.2023年IO月8|：|.工业和信息化部等部门印发算力基础设施裔版易发展行动计划.“豫力教方”应用范恸扩大,到20

9、25年重点应用场所OTN网络题盖率要达到80%2.1.1关键技术全光教育。网OTNOptkalTransportNetwork；方案用盖教育什干网和城域网支持多种业务统承我，具备大带宽、低时延、灵活调度及智筒运维等特性，OTN网络传输速率电波支持100GfZOOGMOOG.频沿从C波段向CE、C+、C+1波段扩展，可提供足够的带宽资源。在业务提速的OTN方案能修保障实现400GQPSK超长亚传输。可以使中西部地区的孩子们足不出户就能品鉴国家博物馆的红山玉龙期教师研脩”专邀让身处各地的老师们，能够便捷地开展教研合作，这使得对大中小幼提供不同学段的培训成为现实和可能，图2l金光教育专网OTN方案全

10、光教育OTZ专网具行网络时延低、超大带宽承我、科学降本增效和业务陋选接入几大优势.网络时延低：基于OTN网络调度能力，俄少了教科信息中心、高校等边缘节点访问北联网出门和教育云等资源的跳数，从而大幅降低网络时延.超大带宽：基于最新OTN,支持人工智能教学/AIWIV律力/朝矍应用/5G等多种业务统一承载.超大容量,提升用户体5金.科学降本增效：OTN及同提供优城网络性能.减少r业务网络设备投资及光缆资源的消耗.网络可索性病、故障响应快.并且故障定位从人工排查到Al分析.提升效率.业务随选接入：教杼OTN斤网基于VC/OSU技术的泛在接入能力，网络部脚简化,业务网络图22PO1.网络架构PO1.全

11、光视络中在中心机房增加配置光线路终端O1.T设名.原来的汇聚机房和接入机房内,汇聚交换机和接入交换机分别被分纤箱和分光器来替代，有源机房变成了无海机房，大大降低了设备能耗，减少了系统故砥点，提高了系统可靠性.全光网络相比以往网络布现架岗的变化主要体现在：PO1.系统中更大范用地采用了光纤，在中间段采用无源分光器替代了交换机，光W络单元ONUjONT进一步下沉到川户端.一套终端多业务全业务接入.所有业务的汇聚交换郡统一上格至核心机房光戏路终端OIT处,图2-3PO1.全无M络，以太M金光M络蛆M时比PO1.全光方案具法如卜价值：极简弹性架构：网络实现扃平架构，陆化网络层级，光纤延伸到最木端，末端

12、设在按需更换、使徒扩容.光纤替代铜缆,减少综合布线工作量.同时斛诀铜缆传帖性能弱、故障率高、布线更杂VR等教学手段越来越多地应用，时网络的时廷和带宽提出了越来越高的要求，以往方案是她于有线网络并辅以Wi-Fi接入，一旦师生离开校园，需要使用VPN软件才能访问校园网内系统和资源,手机使用尤其不便.此外.这种方式用户数据需要绕行互联网.再通过校园内的教育惮网关接入校园内网,在高性期网络拥塞时,无法实现随时Bfi地的业务访何2.3.1关键技术SG双城校园网方案基于5G移动通信中引入的U1.C1.(UpIinkChssifier)分流技术，其功能是U1.c1.UPFUserPlaneFunction)

13、符上行业分数据按照过/器要求转发到不同的PDU(protocoldataunit)会话锚点,并将多个锚点下行数据合并发给终端“U1.C1.UpF根据业务目的地址或URiJURl进行分流：用户访问公网应用时U1.duPF将用户报文经中心UpF转发到互联网:用户访问校郦4应用时.U1.C1.UPF将用户报文经边缘UPF转发到校园内河.MDCKFKMDC图245G双域校科M方案1IBIFPCWC5G双场校园网方案具有如下价值:无感分流：师生不换卡、不换号使用自有手机终渊即可同时访问互联府和校园网，同络负费分流.用户无感知,4/5G终端漫游中访问互联网时没行额外时延.广域展盖：5G双域校园网可按需广覆

14、盖，小可至某一校园，某一地市，人可支持在所在省乃至全国漫游.标高度一致.通过使用云电脑.学校可以减少对普通电脑的依赖,从而降低能源消耗和碳持放.此外，依托多媒体教学设备的硬件基础，老师的教学模式开始向在规互动转变.一方面老师往往需要通过广播的形式实现操作演示：另一方面，不同的老师对于不同的课程有不同的软件和系统等的要求，隔要教学环境能支持便捷地部署和切换.2.4.1关键技术云电做是一种通过网络将可伸缩、弹性的共享物理或虚拟资源池按需供应和交付的模式，桌面操作系统运行于共享物理或虚:拟资源池中。云电脑允许用户通过网络访问和使用远程服务器上的资源，云电脑Ur充分利用云计算的泞算和存储资源的弹性扩展

15、能力，为用户交付方便快捷的服务。在计算方面，云w技术将合了大量的物理服务器资源，出成一个动愈、可扩展的计算资源池,Rl户可按需使用资源,实现计算能力的弹性扩展，提供高可用性和高可瑾性的计售服务。在存储方面.点电脑数甥存谛采用分布式存储技术，将数据存储在云相的存储设i中，实现了数据的集中管理、份和恢&,保障数据的安全性和可毒性。在网络传输方面，云电脑技术对网络传输协议进行了优化，相关技术包括图像低码高清编码技术、煲面流低延时传输技术、毛包虫传、终桀算力资源攵用技术等,实现了云电脑传输协议自适应和抗弱网环境能力，保障了公电脑用户的使用体验.在安全方面，云电脑使用身份骁证、传输加密、访问控制、数据加

16、密和安全审计等技术保护用户数据和系统不受未授权访问和网络攻击.云电脑在院校使用中具有如下优势：业务调整灵活：云电脑技术允许用户根据业务需求快速诩整计算资源.无论是增加还是减少.都能迅速响应，业务灵活性高。资源高效利用：云电脑技术通过资源云化，实现对整个平台的集中管理和智能调度，资源池可史有效地分配资源.减少浪费.利用校园业务潮汐特性,不同业务之间高低惜峰分Ai!,确保资源始终得到充分利用.灾难恢复快：云电脑技术提供了数据备份和灾难恢复解决方案,确保在发生意外时能够快速恢&业务，或少停机时间,自适应学习环境:大模型可以支持创建自适应学习环境,根则学生的个性化需求阳整难度和教学风格，这有助于确保每个学生都在适合自己水平的学习环境中。引入大模鞭使得教育变得更为个性化，从而更