北京东城区教育研究中心:互联网+远程教育实现精准帮扶 2019-10-08 15:35

  根据中央要求,依据北京市“携手奔小康”行动部署及北京市东城区教委与自治区拉萨市当雄县教育局、内蒙古自治区兴安盟阿尔山教育局、河北省张家口市崇礼区教育局签署的教育对口帮扶框架协议,并从帮扶地区的实际教育需求出发,由北京市东城区教育研究中心负责组建“互联网+ 远程教育精准帮扶平台”。本文基于东城区教育城域网、教育云平台、远程教育业务的精准对接与帮扶等内容开展介绍,希望能够为国家的教育帮扶工作提供相关经验,以尽绵薄之力。

  早在2013年,习总在湖南湘西考察时首次做出了“实事求是、因地制宜、分类指导、精准扶贫”的重要指示。精准扶贫是新时期党和国家扶贫工作的精髓和亮点,也是全面建成小康社会、实现中华民族伟大“中国梦”的重要保障。同时是扶贫先扶志和教育帮扶的重要指导思想。

  教育是惠普人民的最大民生工程。习总在第六次工作座谈会指出,“改变藏区面貌,根本要靠教育”。被帮扶地区也提出希望充分利用信息化手段,把优质的教育资源直接引入农牧区贫困学生课堂,使农牧区贫困学生享受的公共教育服务的水平和质量都得到较大提升。

  被帮扶地区基于自身教育实际情况与需求提出了实时教学互动、远程视频会议对接、教育信息化平台对接等业务。其中实时教学互动和视频会议业务对网络质量要求较高,必须避免网络延迟和抖动造成的直播视频、互动教学视频卡断等现象。传统互联网方案很难满足用户对网络传输质量的高要求。同时出于对网络安全的考虑,基于普通互联网对接也存在着教育信息和数据泄露的风险。

  为更好落实习总讲话精神和北京市“携手奔小康”行动部署及北京市东城区教委与被帮扶地区签署的教育对口帮扶框架协议,从被帮扶地区的实际情况和实际需求出发,东城区教育研究中心与东城区教育信息中心承担了对边远帮扶地区信息化平台的对接工作,并负责搭建“互联网+远程教育精准帮扶平台”。

  借助国家一级网络运营商骨干传输网组建MPLS VPN专网,将当雄、内蒙古阿尔山、河北崇礼的教育网络接入北京市东城区教育城域网,满足双方教育业务需求中教学互动实时性强的需求。

  东城教育城域网采用华为MPLS VPN组网技术,使用多协议标记交换MPLS方式,并通过连续的QoS保障,将东城教育城域网与多个地理上分散的边远地区按照星型结构构建于网络运营商的骨干网络之上,实现内部数据、语音、图像、视频等多种数据的安全通讯服务,实现点到点、点到多点、及多点到多点的内部专网传输。将接入东城教育城域网的远程网络配置为内部子网,实现边远地区网络本地化。

  东城教育城域网骨干路由器选型为华为NE40E,汇聚层采用华为S12708和S12812,学校接入层采用华为5710交换机,帮扶地区采用华为AR2200路由器。视频会议设备全部采用华为智真系统。

  对口帮扶地区按需选择带宽,东城教育城域网则采用对口帮扶地带宽总和的1.3倍为接入带宽,接入到运营商的MPLS VPN网中。

  在接入地均采用双路由的MSTP保护方式,连接到运营商的PE路由器。当发生光缆路由或电路、接口和CE故障时,本地电路可以在50ms内自动切换到另一条光缆路由,以保障业务不中断。

  互联地址:因为需要使用运营商CE网管服务,所以用户端CE与运营商PE接口的互联地址由运营商分配。

  QoS是MPLS VPN网络的一个重要个性化服务,用以满足不同种类的数据包时延和速率要求,见表1。

  东城区教育研究中心在Zabbix开源方案基础上进行二次开发,可实现分布式系统监视以及网络监视等功能。主要包括用户CE网管监测及PE流量监测的网管服务。通过MPLS VPN用户网管,东城教育研究中心运维人员和外省用户可以按照不同权限,使用拓扑视图、业务告警、线路或CE设备性能、报表、服务质量管理等功能,满足对MPLS VPN业务运行、分析、保障的需要,见表2。对于网络的异常和故障对接微信,向网络管理人员报警。

  提供7×24小时业务响应服务。被援助地区的教育网络在接入东城教育城域网,成为本地校园子网后,可实现统一管理。

  被帮扶地区网络本地化后可以直接与东城教育系统内的各类教育单位建立教育业务,同时使用东城教育云平台中的各种软、硬件资源。

  在教育教学上快速实现边远地区远程教育教学、科研本地化对接:基于东城教育云平台及开源系统进行二次开发,东城教育研究中心将移动端视频直播、视频观看、视频会议技术应用于对口帮扶单位的远程教育教育教学及教育科研工作。主要解决了边远地区网络信息化人才不足,迅速提升对口帮扶地区的技术应用水平,同步教育教学和科研的进度。

  在技术上利用等本地化数据中心为被援地提供低延时服务:根据被帮扶地用户对应用服务的访问情况,将服务部署或迁移到物理上距离用户最近的虚拟化服务器节点,从而避免大规模跨域网络访问带来的流量压力,提升用户访问体验;被帮扶地数据通过MV专线存储在东城教育云数据中心,可避免传输中敏感数据外流,保证数据安全性和隐私性。

  通过东城云平台数据中心为被帮扶地提供云计算服务和资源调配应对服务负载高峰:解决被帮扶地计算、存储资源不足的情况。往往会根据负载高峰的资源需求进行超配,而在平峰时期资源就会出现浪费。通过采用多数据中心间协同方式,每个数据中心都不必配备满载所需的资源规模,而在诸如选课、报名等服务负载高峰期间,可动态调配其他数据中心的资源临时提供服务,降低总体的建设和运营成本。

  有效解决跨地域的教育资源和信息服务共享问题,节省了被援地的财政资金:优质教育资源和服务的推送是教育帮扶的核心,教育云平台资源提供了海量可扩展的资源空间和服务能力,通过云端发布的教育资源和服务可供不同地区的教师和学生随时随地访问,并且根据用户的资源访问频度和访问量等情况,动态地将教育资源(如音视频资料等)缓存到所在地区的教育云节点,以提高访问质量。此外,对口帮扶地区无需采购昂贵的视频会议MCU服务器即可使用东城的软、硬件设备实现教育教学交流。

  快速提升了边远地区教育信息化水平:边远地区往往由于缺少技术和人才,在信息技术的应用方面往往落后于北京等发达地区,通过远程网络本地化实现统一规划建设、统一IP地址规划,构成统一资源视图、统一运维管理和统一服务推广,能够将发达地区的信息化发展经验快速推广到边远地区,提升帮扶对象的信息化水平,从而产生深远的社会效益。

  通过“互联网+远程教育精准帮扶平台”的建设与实践,拉近了北京东城与对口帮扶地区的距离,举东城教育系统之力,通过远程专网对被帮扶地实现精准教育帮扶。将东城教育云平台、教育视频交互系统、远程学习平台、东城教研、学校课堂实录及直播等教育信息化资源按需开放给被帮扶地区,实现教育教学交流互动。有效地促进了发达地区与不发达地区的教育均衡,推动了区域教育公平工作的开展。在产生长远社会效益的同时,也节省了财政资金,并探索出一条远程教育精准帮扶之路,为通过信息技术实现精准教育与个性化教育积累了经验。(责编:杨燕婷)

  (作者单位:1为北京市东城区教育研究中心 姜洋澳 2为中国科学院计算技术研究所唐宏伟,3为北京市东城区教育信息中心,4为北京市东城区基础教育大数据分析实验室 孙毅)

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