李克强部署加快建设教育专网，吴建平院士谈其定义、特点、建设思路及应用场景

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    2019年8月，国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，作出部署“加快教育专网建设”。互联网教育智能技术及应用国家工程实验室团队就此事采访了中国工程院院士、中国教育科研计算机网专家委员会主任、清华大学教授吴建平。这个话题。吴院士就教育专网的定义、特点、建设思路和应用场景谈了自己的看法。

    中国工程院院士、中国教育科研计算机网专家委员会主任、

    清华大学吴建平教授

    教育专网是教育信息化的必由之路

    采访者：吴院士您好！作为中国互联网技术的开拓者之一，您带领团队于1994年开始建设中国教育科研计算机网，并于2003年开始建设全球最大的纯IPv6网络。在此过程中，您形成了一系列互联网技术标准RFC 。请谈谈互联网技术的发展趋势。

    吴建平：今天，依托各种通信技术的快速发展，互联网已成为网络空间最重要的信息基础设施和网络信息系统最基本的承载平台。

    随着人工智能、物联网、云计算、大数据、区块链、边缘计算等新兴技术与互联网的融合发展，互联网将承载更多的应用创新，从IPv4到IPv6的迭代已成为大趋势。

    IETF（The Task Force）是推动互联网技术发展的重要国际组织之一。该组织的最高领导层是IAB（董事会），即互联网架构工作组，其使命是确保互联网的稳定发展。

    2016年11月，IAB发布重要声明，表示建议IETF停止在新的RFC标准中要求新设备和新的扩展协议兼容IPv4，未来所有新协议都应在此基础上进行优化。 IPv6。这表明IAB已经确立了全球互联网从IPv4向IPv6演进的必然趋势。

    习近平总书记强调，美欧等主要发达国家正在加紧部署下一代互联网。我们要加快落实步伐，力争在下一轮竞争中迎头赶上。

    IPv6是我国参与全球互联网技术竞争、破解制约互联网发展的基础关键技术、获得互联网主导地位、实现“弯道超车”的重要技术手段。大力推进IPv4到IPv6的迭代演进，将为我国成为世界先进的互联网强国和强国奠定坚实基础。

    对于教育领域来说，IPv6也具有重要意义。未来，IPv6网络将在智慧校园建设中发挥非常重要的作用，为智慧教育服务系统的建设提供支撑和保障。同时，下一代互联网也将为我们的教育教学创新带来更多新的可能。

    采访者：您带领的团队一直密切关注国际互联网技术趋势和教育应用，成功建设了全球最大的国家学术互联网和全球最大的纯IPv6网络，为中国的教育科研提供优质的网络服务。请介绍国际教育信息基础设施建设基本情况和我国教育网络情况。

    吴建平：欧美等发达国家历来高度重视教育信息基础设施建设。欧美发达国家的教育信息基础设施建设较为完善，其特点主要包括以下几个方面：

    一是教育行业专网主要由政府投资建设；

    其次，网络层次包括国家级骨干网络和区域网络。

    国家骨干网主要服务于大学组网，一般称为国家教育科研网NREN(&)；中小学一般通过地区网络接入国家骨干网，进而接入全球互联网。

    目前，全球已有100多个国家和地区建立了政府投资的国家教育和研究网络（NREN）。知名的有美国、欧洲（包括欧洲30多个国家）、亚太地区的APAN（Asia-）、英国等。 JANET 和 TEIN3 遍布欧洲和亚洲。

    这些教育科研网络基本上都是公益性网络，主要目的是支持教育科研。联网单位主要是大学、研究机构、区域学术网络以及部分中小学（通过区域学术/教育网络连接）。

    2011年，美国联合社区网络倡议（）启动，利用升级后的NLR等骨干网络，建立覆盖全美国的高容量网络，为大学、K-12学校（从幼儿园到高中的学校）提供服务。它为图书馆和健康中心等重要的非营利机构提供先进的网络基础设施。目前联网的K-12学校数量占联网单位总数的60%。

    从某种意义上说，项目主要服务于美国K-12学校，可以提供成熟的远程教育服务。接入方式为K-12学校接入地区NEN（ ），再通过地区NEN接入骨干网。接入方式根据地区NEN情况而定。

    英国国民教育科研网络JANET除了提供英国所有高等教育机构的接入外，还通过区域带宽联盟（-RBC）和当地授权单位（Local -洛杉矶）。

    我国教育专网由教育国家级骨干网和教育区域网两部分组成。

    成立于1994年，由教育部主管，清华大学等高校负责建设和运营。被列入《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》中教育信息网络基础设施的先行部署。拥有充足的IPv4、IPv6地址空间，拥有全球统一管理的域名EDU.CN，拥有独立的国际互联网出口权，实现与国内公共互联网的自由互联。主要为全国2000多所大学提供互联网服务。

    作为我国下一代互联网关键技术研究平台，经过20多年的发展，已成为全球最大的学术研究网络，并为IPv6规模发展提供产业创新协同平台。同时，提前部署下一代互联网科研系统，提供骨干网络服务和国际国内互联互通，支撑“双一流”大学建设。是推进教育现代化的重要基础设施之一。

    中国教育科研计算机网络骨干网

    目前正在建设“中国超算互联网系统”，计划通过互联网连接中国所有超算中心。一期已与无锡太湖轻超算中心、青岛超算中心实现100G网络连接。下一步将完成多个国家级高速超级计算中心的100G网络互联，实现国家所有重大科学基础设施的高速接入，从而真正成为承载我国科学计算历史使命的关键基础平台。教育和科学研究的发展。

    教育区域网络主要是省/市教育网络。在区域网络建设方面，目前全国已有13个省、自治区、直辖市建立了省级教育网，89个（地级）城市建立了市级教育网。这些区域网络采取自建自管或购买服务等不同的建设和管理模式。它们连接骨干网或直接连接公共互联网，不同程度地为辖区内的大学、中学、小学提供联网服务。

    教育专网为教育服务保驾护航

    记者：2019年，国家提出加快民办教育网络建设。很多人不了解教育专网。什么是教育专网？有什么特点？

    吴建平：教育专网由教育部门统一管理。它连接全国城乡各级各类学校和教育机构，适应不同阶段的教育需求，支撑培养面向现代化、面向世界、和未来。  的教育行业专用网络。

    民办教育网络是教育信息化公共支撑环境的重要组成部分。它是国家公益性互联网网络，具有三个基本属性：一是具有自我管理的自治网络系统；二是有统一的管理公网IP地址；三是全球域名统一管理。

    从这三个特点和属性来看，教育专网从技术上提高了互联互通、可控管理、资源优化等，为当前教育机构特别是中小学在网络速度、稳定性、安全、绿色。现实生活中陷入困境的可能性。

    采访者：您分析，为什么现阶段我国提出要加快专门教育网络的建设？它的重要性和紧迫性在哪里？

    吴建平：首先，建设专门​​的教育网络是新时代国家发展教育的必然战略需要。

    党的十九大从新时代坚持和发展中国特色社会主义的战略高度，对优先发展教育、加快教育现代化、建设教育强国作出重大部署。民办教育网络是教育信息化的重要基础设施之一，需要提前部署。

    2019年8月28日，国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，决定“加快教育专用网建设，到2022年实现所有学校快速稳定上网。支持有条件地区发展在线教育资源”。深度贫困。”

    2019年9月19日，教育专用网建设被纳入《教育部等11部门关于促进在线教育健康发展的指导意见》。

    2019年12月6日，教育专网建设被纳入国家发改委等7部委印发的《关于促进“互联网+社会服务”发展的意见》。

    近日，教育部印发《2020年教育信息化和网络安全工作要点》，提出主要工作要点，制定民办教育网络建设实施方案，科学谋划推进民办教育网络建设。私立教育网络。

    这些政策文件的出台，为长期奋战在教育网络建设领域的相关人员指明了工作方向，也对新时代教育信息化工作提出了新的要求。

    其次，民办教育网络建设是解决当前基础教育信息化困境的现实需要。

    虽然教育信息化建设取得了不少成绩，但我国地区差异较大，不少中小学互联网服务质量令人担忧。

    目前，全国28万所中小学（含农村教学点）采用专线、VPN、“光猫”等不同方式接入互联网，接入率达98.4%。同时，由于目前民办教育网络覆盖不足，大部分中小学都直接接入运营商的公共互联网。但这会带来以下问题：

    首先，从实际应用效果来看，跨多个运营商网络的跨地区、连续双向视频课等教育教学应用的网络服务质量难以保证。

    其次，目前大部分中小学都直接接入公共互联网，开发的大部分教育资源也分散存储在公共互联网上。它们是好坏参半的。没有严格的统一管理和筛查机制，不可能为未成年人提供绿色、健康、安全的资源。在线学习空间。

    通过建设民办教育网络，通过采取安全防护措施，隔离公网上的不良信息，确保网络和信息安全，使中小学（教学点）通过访问确保在线学习空间的绿色安全。私立教育网络。在网络环境下保护青少年各个层面的成长和成功。

    采访者：根据国际上民办教育网络建设的经验，从技术角度来看，您认为民办教育网络应该如何建设？

    吴建平：目前教育专网建设的具体方案还在论证过程中。基本思路是借鉴发达国家K-12教育网络建设经验：网络层次包括国家级骨干网络和区域网络。国家骨干网主要服务于高校组网。中小学通过区域网络接入国家骨干网，进而接入全球互联网。

    一般来说，教育专网可以通过骨干网升级工程、中小学（含教学点）接入工程、综合教育资源服务平台、绿色安全防护体系建设等多个子项目的建设来完成。教育信息化综合示范应用。并持续优化。

    民办教育网络建设可以在国家教育骨干网的基础上进行拓展和完善。可通过省市分级教育专网接入国家教育专网骨干网，实现到2022年全面建成快速、稳定、安全、绿色的教育专网的目标，且各类学校100%覆盖以及各级乡村教学点。

    同时，我们还必须根据基础教育信息化和高等教育信息化各自的特点，为这两个完全不同的群体提供专网服务并制定相关策略。

    在基础教育领域，我们看到中小学教育信息化从业人员非常有限，尚不具备良好的网络信息管理条件。因此，在接入教育专网初期，可以利用省级或市级教育数据中心进行统一维护和升级。

    在高等教育领域，信息技术从业人员相对充足、实力雄厚，技术能力较高。

    目前，全国多所大学建设了超级计算中心和科研大数据中心。它们通过有线和无线高速网络连接。它们是可以由学校或教育当局独立控制的部分。这部分可以通过民办教育网络的主干网访问。全球互联网平台。

    此外，高等教育的特点是拥有大量的核心教育和科研数据。这部分数据必须是安全可信的。

    因此，在高校核心教育信息数据层面，我建议应该由学校或教育主管部门自主掌控。因此，学校应明确划分各部分的管理范围和安全风险控制机制，确保有效防护和稳定运行。

    教育专网助力我国教育信息化迈上新台阶

    采访者：当我们对教育部“三区三州”中小学校长开展教育信息化专题培训时，我们看到了这些深度贫困地区教师推进教育信息化的迫切愿望到一个更高的水平。同时，我们也理解了他们面临的困难，比如互联网的稳定性、速度、安全性和绿色性等。教育专网能否解决这些领域的互联网使用需求？对于这些地区，专门的教育网络将发挥什么作用？

    吴建平：在“三区三州”深度贫困地区开展教育信息化培训非常有意义。实地确实存在不少实际困难和问题，任务十分紧迫。经过教育专网建设的普及、技术平台的优化以及相关管理制度和政策措施的配套保障，这些困难将迎刃而解。

    综合来看，民办教育网的建设将推动我国教育信息化迈上新台阶，主要从以下三个角度进行分析：

    一是解决偏远地区网络接入问题，进一步缩小数字鸿沟。

    在习总书记“扶贫先行、援智”的倡导下，教育信息化建设取得突破性进展。但由于我国幅员辽阔，地区之间、城乡之间、学校之间仍然存在教育数字鸿沟。

    教育专网通过完善互联互通、可控管理、合理带宽资源利用，保障各中小学、教学点网络的安全、畅通，有效解决中小学和农村教学的网络使用问题偏远地区点。为所有学校实现快速稳定的互联网接入将有助于缩小数字鸿沟。

    二是以教育专网为基础，建立优质教育资源获取和共享机制，进一步实现教育公平。

    《教育信息化2.0行动计划》要求坚持“融合创新”原则。未来，各级教育资源服务平台将全部通过统一的身份认证服务平台接入民办教育网。教育部门拥有独立管辖权，可进行端到端质量监控和措施保障，确保优质教学资源精准协同推送到“三区”等农村、边远地区和深度贫困地区。和三个州”。

    最终，教育部门可以从顶层设计入手，确保优质教育资源统筹规划、协调部署、最大限度共享，从而进一步促进城乡义务教育协调发展，促进教育公平。

    三是教育专网将为中小学生身心健康成长提供有效净化的网络环境，提供切实保障。

    国家网信办、教育部等部门针对教育类APP和在线资源乱象问题下发文件，对在线教育资源提供者提出了明确要求。

    基础教育需要开放的学习空间，既保证未成年人平等、充分、合理地使用网络，又保护未成年人免受网络上非法、有害信息的侵害，防止未成年人接触到不适合学习的信息。他们。 。

    教育专网通过对IP地址、域名、网关等网络治理关键要素的统一规范管控，采用先进的网络治理技术，实现与公共互联网的相对隔离和优质资源的传递。安全防护措施和真实源地址认证。 ，为青少年接受基础教育提供健康、文明、有序的在线学习环境。

    综上所述，我国基础教育信息化任重而道远，民办教育网络建设起步较晚。相信通过技术创新和政策支持，中国特色的民办教育网络很快就会布满全国中小学，服务祖国。基础教育信息化。

    采访者：在相关配套机制方面，您认为民办教育网络建设应重点做好哪些方面的工作？

    吴建平：教育专网是一项系统工作。要从顶层设计入手，综合考虑教育专网的建设、管理和应用。

    首先，要建立面向未来的教育网络组织管理体系和运行维护机制。

    在此，我呼吁教育领域的专家学者，包括教育技术、教育管理、教育经济学、教育政策、教育法、教师教育、教育心理学、学习分析等多学科领域的专家学者予以关注到教育网。建设、管理、应用，未雨绸缪，齐心协力。

    其次，制定与教育专网相匹配的大数据治理体系框架。

    发展教育大数据已成为推动我国当前教育领域深化改革创新的战略选择。在建设教育专网过程中，必须关注基于专网的教育大数据治理体系框架。这是未来教育专网支持教育教学应用和健康可持续发展的重要组织保障。

    三是提高各级各类教育管理者和教师对民办教育网络的认识。

    需要关注几个方面：一是要提高信息素养，有效解读和研判民办教育网络大数据，进而及时制定和优化管理制度和策略；二是要提高教师使用民办教育网络的积极性，增强学生使用民办教育网络的能力。私人网络的学习动机和参与度；三是利用大数据和人工智能对学习者在线学习行为模式和心理状态进行实时监测，有效避免学生沉迷网络、社交恐惧或师生关系疏远等不良后果问题的发生。 。

    尤为重要的是，未来，随着“互联网+教育”的逐步深入，基于教育专网的数据管理、应用分析和自主控制将为专业教师带来更多需求。

    因此，我呼吁全国师范院校加强信息化人才和教育技术人才的培养，国家扶持政策鼓励信息科学人才到边远地区就业，改善教育信息化条件，为信息化教育提前做好准备。教育网络及应用人才培养。储备良好。该领域的人才储备是实现教育公平的重要组成部分。

    采访者：大数据、云计算、人工智能、虚拟现实、5G等新兴技术的教育应用正逐渐成为现实。如何将这些新兴技术汇聚在教育专网上，为教育服务？请预测或概述基于教育专网的未来教育形式或示范应用场景。

    吴建平：基于教育专网，将会有很多在线教育应用场景可以开展。可以说，教育专网的作用贯穿于“教、学、管、评、测”的整个链条。

    届时，我们可以看到各种丰富的教学应用：“专递课堂”、“名师课堂”、“名校在线课堂”可以同步远程教学；基于智能录播技术的同伴培训、跨区域师资网络培训；基于物联网的移动通信技术远程实验教学和基于VR/AR的虚拟仿真实验教学是智能时代信息技术与教学深度融合的典型创新应用。

    总之，凡是能在运营商网络上实现的教育应用场景，都可以在民办教育网络上实现。更贴近学习者“灵活、安全、优质、个性化”的教育需求。

    目前国家正在推进智慧教育示范区建设，这是教育专网很好的示范应用场景。我建议我们首先要重点关注以下几点：

    首先，聚焦“课堂”。同步互动课堂教学需要同步互动课堂系统、大数据和人工智能支持的在线学习平台等技术支撑。

    借助同步互动课堂系统，我们可以有针对性地组织教学活动，突破教学重点和难点，实时解答学生的问题。老师、学生、学生之间可以在线互动。同步互动课堂系统实时记录教学过程中师生的行为数据并基于人工智能进行学习分析。

    课后，教师可以根据在线学习平台和同步互动课堂系统中的学习分析结果对教学进行反思和总结，并为当地学生提供有针对性的辅导练习。

    其次，要注重“师资队伍”建设和能力提升。

    有了高素质的教育队伍，我们的民族才有希望！响应党和国家教育精准扶贫号召，针对边远贫困海岛等边远贫困地区教师开展“互联网+教师教育”创新行动。

    我一直主张的是，民办教育网络的示范应用场景首先要面向深度贫困地区，比如解决“三区三州”区县教师能力提升问题。依托特殊教育网络，借助直播技术、大数据技术、人工智能等先进技术，教师、教学科研人员、观摩教师、教育决策者等相关人员可以进行在线实时互动和交流。线下现场讨论班级教学情况。 。

    实际上，这并不是我们还没有为不同地区和不同学校的教师进行在线培训，而是它非常分散且非系统性。在线培训和教师培训的效率如何？无法解决结果的可追溯性问题。

    基于教育私人网络，同一平台上的数据提供给教育决策者（例如教育和省教育部门）。他们可以根据在线培训平台上的数据记录以及离线研究情况的视频记录完全理解培训活动的开发。有效性，并做出科学决策以实现合理的协调和优化。

    最后，教育领域的学者必须继续研究和探索“互联网 +教育”的定期演变，以实现“知识和行动的统一”。

    在“  +”环境中，从技术层面上讲，教育中知识和行动的统一是如何解决距离教学中的“互动”问题。 “互动”是知识构建和内在化的非常重要的联系。因此，在各种技术所渗透的互联网教育中，远程互动与学习者认知和知识构建的实际面对面教学互动之间有什么区别？这始终是一个值得调查的问题。

    在统一的管理系统和访问机制下，教育私人网络上的资源构建应具有多样化，高度互动且能够集成和创新。

    简而言之，依靠教育专用网络，您可以享受“低潜伏期，高带宽和高稳定性”的绿色网络服务，并且可以在全国范围内设计和实施“大规模创新信息应用程序”。随着技术的持续发展，资源管理和支持系统的标准化，标准化和持续改进，它可以尽快实现更公平，更高的未来教育。

    （本文发表在2020年4月的《中国教育网络》杂志上。原始文本发表在“音频视听教育研究”的2020年第3期中。原始标题是“教育私人网络：帮助中国的教育信息化在新的层面上 - 对中国工程学院院士教授吴的独家访谈”，这篇文章经过了稍微修改；作者是 1，Tian Yang 1和Zeng  2；作者的隶属关系是1：北京师范大学智能学习研究所，2：国家互联网教育智能技术和应用实验室）