《智慧教室 基于云-网-边-端协同的教学评价体系技术指南》征求意见稿

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团体标准

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SmartClassroom

TechnicalGuideforTeachingEvaluationSystemBasedon

Cloud-Network-Edge-DeviceCollaboration

（征求意⻅稿）

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III

前⾔

本⽂件按照GB/T1.1-2020《标准化⼯作导则第1部分：标准化⽂件的结构和起草规则》

起草。请注意本⽂件的某些内容可能涉及专利，本⽂件的发布机构不承担识别这些专利的责

任。

本⽂件由贵州⼤学提出。

本⽂件由中国国际科技促进会归⼝。

本⽂件起草单位：贵州⼤学、⼴⻄师范⼤学、衡阳师范学院、宜宾学院、电⼦科技⼤学、

中国铁塔股份有限公司重庆市分公司、中国电信股份有限公司四川分公司、重庆师范⼤学、

重庆电⼦⼯程职业学院、贵州邮电规划设计院、重庆瑞研信息科技有限公司。

本⽂件主要起草⼈：邹赛，王利娥，万敏，朱贤友，肖⼭，汪⽂勇，周予，廖辉，

喻海⽣，⾼鸿峰，⽥鹏，万久地，张前进，冯静。

本⽂件是⾸次发布。

II

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本⽂件规定了智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价体系的术语、定义、技术、

安全等内容，包括总体架构、评价指标体系、评价数据采集、评价数据传输、评价数据展示、

评价数据安全性。

本⽂件适⽤于已经具有现代化数据采集系统的智慧教室。

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下列⽂件中的内容通过⽂中的规范性引⽤⽽构成本⽂件必不可少的条款。其中，对于注

⽇期的引⽤⽂件，表示仅该⽇期对应的版本适⽤于本⽂件；对于不注⽇期的引⽤⽂件，表示

其最新版本（包括所有的修改单）适⽤于本⽂件。

GB/T14198-2012传声器通⽤规范

GB/T18883-2002室内空⽓质量标准

GB/T22240-2020信息安全技术⽹络安全等级保护定级指南

GB/T29808-2013信息技术学习、教育和培训⾼等学校管理信息

GB/T31068-2014普通⾼等学校安全技术防范系统要求

GB/T36342-2018智慧校园总体框架

GB/T36352-2018信息技术学习、教育和培训教育云服务：框架

GB/T36447-2018多媒体教学环境设计要求

GB/T36625.3-2021智慧城市数据融合第3部分：数据采集规范

GB/T36876-2018中⼩学校普通教室照明设计安装卫⽣要求

GB/T37025-2018信息安全技术物联⽹数据传输安全技术要求

GB/T37973-2019信息安全技术⼤数据安全管理指南

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下列术语和定义适⽤于本⽂件。

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智慧教室是⼀种典型的智慧学习环境的物化，是多媒体和⽹络教室的⾼端形态，它是借

助物联⽹技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室。该新型教室包括有形的物理

1

空间和⽆形的数字空间，通过各类智能装备辅助教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课

堂交互开展，能实现情境感知和环境管理功能。

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是⼀种全⽅位的教学评价⽅式，其评价对象⾯向全体成员，评价内容渗透全部教学过程，

评价过程采集全部信息，评价⽬标实⾏全程监控，评价结果促进全⾯发展。

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以“知识、技能、能⼒”为显性维度，以“⽅法、过程、策略”以及“价值、情感、态度”为

隐性维度的多元多维测量评价模型。

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能感受被测量并按照⼀定的规律转换成可⽤输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和

转换元件组成。

[来源:GB/T7665—2005,3.1.1]

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能够获取对象信息的设备，并提供接⼊⽹络的能⼒。

[来源:GB/T3375—2017,2.1.9]

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边缘计算是在靠近物或数据源头的⽹络边缘侧，融合⽹络、计算、存储、应⽤核⼼能⼒

的分布式开放平台，就近提供边缘智能服务。

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采⽤物联⽹、视频监控、智能录播等技术实时采集全样本、全时空数据，并统⼀上传到

物联⽹应⽤的边缘云台、云平台，进⾏云⽹协同，对数据进⾏统⼀管理，实现系统之间的数

据共享。

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边缘计算节点在靠近⽹络边缘侧，负责数据采集、清洗、初步分析与模型推理等，并将

清洗后的数据上传⾄云；云进⾏数据存储、分析、AI训练与建模，并将业务与模型下发⾄

边缘侧执⾏。

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通过感知设备采集基础信息后,传输⾄边缘计算中⼼对⼤量碎⽚化数据进⾏分析和梯度

处理，对于延时敏感数据，经过数据计算分析后及时反馈给终端设备和⽤户端，满⾜数据的

随采随⽤需求。

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2

由两种或两种以上模态组成的数据称之为多模态数据（多模态⽤来表示不同形态的数据

形式，或者同种形态不同的格式，⼀般分为⽂本、图⽚、⾳频、视频、混合数据）。

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从数据源中得到原始数据，通过标准化处理并转化为满⾜数据共享与利⽤需求的过程。

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为提取有⽤信息和形成结论⽽对数据加以详细研究和概括总结的过程。

[来源:GB/T33745—2017,2.5.4]

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保护⽹络中所传输信息的完整性、保密性、可⽤性及⽤户定制等特性。

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智慧教室环境中采⽤云-⽹-边-端协同架构进⾏部署以完成教学评价，如图1所示。它包

括教学评价的数据采集、数据传输、数据展示、数据安全性及指标体系五个部分。通过多种

传感器、5G、边缘云协同完成教学评价的数据采集，通过5G、以太⽹、总线⽹协同完成教

学评价的数据传输，通过边缘云及中⼼云的协同完成教学评价的数据处理、存储及展示，通

过云、⽹、边、端协同完成教学评价的数据的安全管理。

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3

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智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价体系⾯向的⽤户包括政府管理部⻔、教

师、学⽣、学⽣家⻓。

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智慧云平台基于教学评价模块的指标体系对感知设备采集的数据进⾏分析、存储，向⽤

户展示评价结果，对智慧教室的设备进⾏控制，实时监控教学过程，实现教室设备的远程控

制和管理。

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设备终端应包括：摄像头、拾⾳器、⻨克⻛和环境感知设备（光传感器、温湿度传感器）。

完成课堂教学⾳、视频及教室光线、温湿度等多模态异构数据采集与存储，并通过⽹络传输

将数据上传⾄边缘计算中⼼。教学数据填报应该包括教师、家⻓、学⽣、社会提供的各种教

学相关的数据，由云平台、教学边缘平台、各种传输⽹络及各种接⼊终端协同完成。社会数

据填报应该包括各种与教学相关的数据（如劳动数据、德育数据等），由学⽣家⻓、教师、

教育管理部⻔进⾏上传。

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智慧教室采⽤5G、以太⽹、总线⽹三种⽹络进⾏传输。总线⽹完成视频流及⾳频流的

传输，5G完成智慧教室环境感知设备的接⼊，以太⽹完成教学内容的传输。

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主要包括数据保密性、⼀致性、可⽤性、可靠性，体现在访问安全控制、数据采集、传

输、存储安全的要求。

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智慧教室评价指标体系应包括：教学评价指标体系、信息采集评价指标体系和教学环境

评价指标体系。

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智慧教室教学评价指标体系应围绕教师、学⽣和课堂三个⻆⾊设⽴。

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教学评价指标体系

⻆⾊⼀级指标⼆级指标

教师语⾔、肢体动作、仪容仪表、授课板书、课堂秩序管理等课堂教

线下教学

学过程

教师线上课件、教案、学习资料、讨论、作业、试题发布情况，作业、考

线上教学

试批改

教学成效学⽣成绩反馈、学⽣意⻅反馈

课堂⾏为签到、听讲、⾃习、玩闹、睡觉、移动终端互动等⾏为

教学资源在线使⽤（在线视频观看时⻓、投票、抢答、主题讨论、随

学⽣线上学习

堂练习、问卷回答）

学习成效章节测试、期末考试、社会评价

课堂互动师⽣互动、抢答、⼩组讨论、测评投票

课堂答疑互动⽂字、语⾳和视频等形式答疑互动

即时交流点对点即时交流

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智慧教室信息采集评价指标体系应包括：语⾳采集、视频采集。

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信息采集评价指标体系

⼀级指标⼆级指标

语⾳采⾳、扩⾳、去噪等效果

视频显示、投屏、分屏等效果

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智慧教室教学环境评价指标体系应包括：教室光照、温湿度、⽹络及相应智能设备评价

指标。

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教学环境评价指标体系

⼀级指标⼆级指标

光照采集分析传感器数据，预设值控制教室内灯光的⾃动开/关，调节亮度

温湿度采集分析传感器数据，预设值智能调控教室温湿度

⽹络5G融合专⽹，千兆以太⽹端⼝，延时⼩于100ms

5

窗帘采集分析传感器数据，根据预设值⾃动开/关窗帘以实现光照强度补偿

空调采集分析传感器数据，根据预设值⾃动开/关空调以实现空⽓温湿度调节

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采⽤⾮⼊侵、伴随式数据采集⽅式。采集的数据应分为三种类型：图像数据、⾳频数据

和环境数据。

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数据采集类型

数据类型采集设备采集内容

视频数据摄像头教师、学⽣、电⼦⽩板和⿊板等图像数据

⾳频数据拾⾳器、⻨克⻛教师、学⽣语⾳

环境数据传感器教室⽇照光度、温湿度等

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摄像头采集教师、学⽣、电⼦⽩板和⿊板等图像数据，视频采集规范要求：

a)分辨率≥1920*1080；

b)像素≥200万；

c)码率≥10Mbps；

d)视频编码：H.265、H.264；

e)视频格式：AVI、MP4、MPG、DAV。

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语⾳数据通过教室安装的拾⾳器、教师佩戴的⻨克⻛等进⾏采集，⾳频数据采集规范要

求：

a)采样频率：44KHz；

b)采样位数：16bit；

c)声道：双声道；

d)灵敏度：-39dB；

e)编码格式：PCM编码。

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教室光线照明应遵循GB7793-2010对智慧教室光线的要求。

教室温湿度应遵循GB/T17225-2017对智慧教室温湿度的要求。

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数据传输完整性应遵循如下要求：

a)传输时⽀持信息完整性校验机制，实现管理数据、鉴别信息、敏感信息、重要业务

数据等重要数据的传输完整性保护；

b)具有通信延时和中断处理功能，配合终端进⾏完整性保证。

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数据传输可⽤性应遵循如下要求：

a)对所接收历史数据或超出时限的数据进⾏识别的特性；

b)在数据存在可接受的误差时，建⽴容错机制保障系统正常运⾏。

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数据传输隐私保护应遵循如下要求：

a)对于敏感数据，不能以明⽂形式显示或存储；

b)对数据传输双⽅身份进⾏隐私保护，⽤户应能选择安全协议对传输的数据进⾏保

护。

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教学评价系统根据使⽤对象⻆⾊不同，展示不同的教学评价数据。使⽤对象包括：教师、

学⽣、家⻓、学校和系统管理者。

——教师：展示⾃身教学意识、教学知识技能、教学组织能⼒及智慧教学的综合评价。

——学⽣：展示线上课前预习、课中学习、线下课后复习效果，综合反馈学习过程。

——家⻓：展示学⽣平时在校综合表现及学习成绩。

——学校：展示教师师德师⻛，教师课堂组织能⼒，教师授课态度，教师教学能⼒及教

师使⽤学校教学资源情况。

——系统管理者：展示智慧教室各项设备运⾏数据。

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数据安全体系是贯穿智慧教室总体框架多个层⾯的安全保障系统。智慧教室数据安全包

括数据采集安全、数据传输安全、数据存储安全和数据访问安全。

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数据采集安全贯穿于整个数据安全体系，应符合数据所属安全要求，包括但不限于：

7

a)应符合GB/T22239对数据应⽤安全的相关要求；

b)数据在整个采集、转化、传输过程中应依据授权使⽤，不被⾮法冒充、窃取、篡改、

抵赖；

c)应对数据采集环境、设施和技术采取必要的安全管控措施；

d)应明确数据采集过程中个⼈信息和重要数据的知悉范围和安全管控措施，并采取必

要的技术⼿段和管理措施保证数据不被泄露；

e)应能够对采集的数据进⾏定位溯源；

f)应能够对数据采集过程进⾏安全审计及监测；

g)应采⽤通过监测认证的密码产品，来保障采集过程中的安全性。

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本标准遵循GB/T37025-2018对数据传输安全的相关要求，在数据传输过程中采⽤加密

技术，防⽌数据被⾮法窃取。机密和绝密信息在传输时使⽤数字签名以确保信息的不可否认

性，使⽤数字签名时应符合以下规范：

a)充分保护私钥机密性，防⽌窃取者伪造密钥持有⼈的签名；

b)采取保护公钥完整性的安全措施。

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数据存储时应符合以下规范：

a)将不同类别和级别的数据分开存储，并采取物理或逻辑隔离机制；

b)遵守确保安全原则，主要考虑以下⼏个⽅⾯：

1)存储架构安全；

2)逻辑存储安全；

3)存储访问控制；

4)数据副本安全；

5)数据归档安全；

6)数据时效性管理；

c)建⽴数据存储冗余策略和管理制度，及数据备份与恢复操作过程规范。

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针对数据访问环节中出现的恶意攻击及⾮法访问，采⽤访问控制及多因⼦认证机制对⽤

户身份进⾏验证和授权。

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智慧教室安全体系应不低于GB/T22240-2020规定的三级要求，应⽤系统应不低于信息

安全等级保护⼆级要求。

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前⾔..............................................................................................................................I

1范围..............................................................................................................................1

2规范性引⽤⽂件............................................................................................................1

3术语和定义...................................................................................................................1

4智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价体系架构.............................................3

4.1云-⽹-边-端协同的教学评价体系总体架构............................................................3

4.2⽤户....................................................................................................................4

4.3智慧云平台..........................................................................................................4

4.4设备终端.............................................................................................................4

4.5⽹络传输.............................................................................................................4

4.6数据安全.............................................................................................................4

5智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价指标体系.............................................4

5.1智慧教室评价指标体系........................................................................................4

5.2教学评价指标体系...............................................................................................4

5.3信息采集评价指标体系........................................................................................5

5.4教学环境评价指标体系........................................................................................5

6智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价数据采集指南......................................6

6.1数据采集类型......................................................................................................6

6.2图像数据采集规范...............................................................................................6

6.3⾳频数据采集规范...............................................................................................6

6.4环境数据采集规范...............................................................................................6

7智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价数据传输指南......................................6

7.1数据传输完整性...................................................................................................6

7.2数据传输可⽤性...................................................................................................7

7.3数据传输隐私性...................................................................................................7

8智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价数据展示指南......................................7

9智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价数据安全指南......................................7

I

9.1数据安全概述......................................................................................................7

9.2数据安全类别......................................................................................................7

9.3安全等级.............................................................................................................8

II

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)*+,M-./010203456

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NOP

本⽂件规定了智慧教室环境中基于云-⽹-边-端协同的教学评价体系的术语、定义、技术、

安全等内容，包括总体架构、评价指标体系、评价数据采集、评价数据传输、评价数据展示、

评价数据安全性。

本⽂件适⽤于已经具有现代化数据采集系统的智慧教室。

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下列⽂件中的内容通过⽂中的规范性引⽤⽽构成本⽂件必不可少的条款。其中，对于注

⽇期的引⽤⽂件，表示仅该⽇期对应的版本适⽤于本⽂件；对于不注⽇期的引⽤⽂件，表示

其最新版本（包括所有的修改单）适⽤于本⽂件。

GB/T14198-2012传声器通⽤规范

GB/T18883-2002室内空⽓质量标准

GB/T22240-2020信息安全技术⽹络安全等级保护定级指南

GB/T29808-2013信息技术学习、教育和培训⾼等学校管理信息

GB/T31068-2014普通⾼等学校安全技术防范系统要求

GB/T36342-2018智慧校园总体框架

GB/T36352-2018信息技术学习、教育和培训教育云服务：框架

GB/T36447-2018多媒体教学环境设计要求

GB/T36625.3-2021智慧城市数据融合