2008年，为进一步满足教职工对信息化软环境的需求，在前期应用的基础上，围绕“需求为先、应用引领”的理念，学校开始直接向软件公司提出合作要求，走上了“定制开发”的道路，从业务应用实际场景出发，根据学校实际需求设计开发数字校园应用系统，在实践中探索适合学校自身发展特点的数字校园体系建设模式。学校首先从搭建系统底层基础平台着手，把“根”扎稳，再渐进式跟进重点业务应用的开发。2008年至2012年，完成了“一套标准、两种环境、三个统一、四类应用”的“第二代数字校园”平台建设，包括有实验中学特色的数字校园标准规范体系，优良的网络和硬件支撑环境、软件和数据支撑环境，统一身份认证、统一底层数据、统一门户，以及教育教学科研应用、办公管理服务应用、学习资源应用、家校互动应用四大类应用，完成了66个模块近200个功能应用的设计与开发。这一阶段的数字校园打破了原有信息孤岛障碍，构建了较为完整的数字校园体系，实现了用户、数据、应用的统一，为基于数字校园整体环境面向师生、面向教育教学提供信息化服务提供了良好基础。
2012年，学校成为“北京市中小学数字校园实验校”，积极开展数字校园云平台探索实践，全力打造新一代数字校园体系——“实验中学开放式数字校园云平台”，成为国内较早开始探索“云数字校园”的学校之一。该校“第三代数字校园”构建了“一个框架”（开放式云平台框架）、“一个中心”（云数据资源中心）、“两个模型”（开放式协作模型、开放式互动模型）和“若干应用”（基于模型和组件服务的各类应用）的数字校园发展模型，根据学校具体业务应用场景不同，利用两种基本模型和组件服务，统筹设计思想、简化设计思路，快速迭代、快速开发，最终形成数字校园体系的“可流转的业务生态”环境，全面融入教育教学核心领域，成为承载学校现在和未来信息化发展的“最为重要、最为基础”的综合性支撑、应用与服务平台。
数字校园架构向“云”方向的转型，使学校数字校园支撑能力更加强大，扩展性、灵活性极大增强，服务能力得到提升。电脑端、手机App端、微信端和平板电脑App端均能访问处于云端的统一数据库，用户可随时随地利用任何设备轻松访问数字校园云平台，并使用平台上的多种应用，建立协同、合作关系，完成多元化沟通，开展教和学的互动。在扎实的底层平台保障下，移动终端融入数字校园开发已成为该校信息化发展的必然。学校建构了“云端”一体化的移动数字校园，实现了“在线学习空间”，打造了开放性、互动性兼顾的学习平台，协同科研、研究性学习、讨论式学习，为师生提供更多的交流模式，丰富的内部、外部资源助力学生学习和教师教学，协同教研帮助教师进行跨校区的交流。
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