面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺的構建論文
面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺的構建論文
論文關鍵詞：基礎教育資訊化區域性教育綜合平臺教育管理資訊化標準
論文摘要：基礎教育資訊化立足點由學校向區域的提升，是當前教育資訊化發展的一種趨勢。本文提出了構建一種面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺的設想，並對其設計理念、立體化的功能模型、關鍵技術實現進行了探討，最後探討性地提出了平臺的運作模式。
一、引言
基礎教育資訊化是一項龐大而複雜的系統工程．隨著包括“校校通”工程、“農遠工程”在內的各項教育資訊化建設工程的不斷實施．我國基礎教育資訊化得到了穩步推進．在資訊化基礎設施建設、基礎教育資源庫建設、中小學資訊科技課程建設等多個方面都取得了顯著成就．有效地推動了我國基礎教育的改革和教學質量的提升然而我國基礎教育資訊化目前還存在一些問題．比如觀念陳舊、師資短缺、發展不均衡、整合困難、應用效益低下、資源匱乏等．這些問題往往導致教育資訊化的投資效益受到影響．制約了基礎教育資訊化的持續、健康發展。在此形勢下，基礎教育資訊化建設模式的改革就成為一個值得探討的話題。
長期以來．我國教育資訊化都是以學校為單位進行建設和推進的．但從教育資訊化工作者不斷的研究和實踐來看，以學校為單位封閉、孤立地進行教育資訊化建設的體制．已經成為基礎教育資訊化建設發展中越來越嚴重的桎梏基礎教育資訊化立足點由學校向區域的提升．成為一種新的建設思路．區域性教育資訊化建設模式的提出．將有效地改善教育資訊化中的基礎設施和人力資源配置．促進區域共享．縮小數字鴻溝．從而全面提升教育資訊化的建設效益。
在現階段．基礎教育立足點由學校向區域提升．重點內容應是軟體建設而非硬體建設．因為長期以來．以學校為單位的建設往往都走了“先硬後軟”或“重硬輕軟”的建設模式．硬體建設基本能夠滿足區域教育資訊化發展的要求．特別是近兩年來我國面向基礎教育的資訊化專案投入巨大．而這些投入主要是在硬體和網路基礎設施建設上．相對於此．區域教育資訊化所需的軟體、平臺和資源建設卻處於滯後狀態因此．本文從教育資訊化軟體建設的角度．提出構建面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺建設這一設想．並就其設計原則、功能模型與關鍵技術的實現與運作模式進行探討
二、平臺的設計理念
面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺．著跟於區域範圍內教育應用的整合．既不同於常規的數字化校園應用平臺．也不同於網際網路教育產業運作平臺．因此在設計上考慮到這種新型的教育應用平臺的特殊性．特別是其區域性特色．我們提出了四項設計理念
1．區域內教育力量的全面互動
區域性教育系統的參與人員相對於校園內的角色更為廣泛．除了學生、教師、學校管理人員以外，還包括地方教育主管部門、教研人員、學生家長、社會性教育服務機構等等．充分調動了各方面教育力量的全面互動．體現了區域性教育資訊化的優勢．透過整合創造更高的效益。
2業務功能的組織以使用者為核心
本平臺可以整合區域內各種形式的教育應用．但是並不是所有使用者都有必要使用全部的功能．使用者只需要使用自己許可權範圍內所需要的功能即可．這樣既減少了投資．又提高了平臺的使用績效我們針對該平臺的主要使用者設立了五個專屬頻道：學生頻道、教師頻道、家長頻道、教研頻道和廠商頻道．透過使用者型別的智慧判斷．平臺為使用者展現的是以個人為核心的教育應用．使用者進入其它型別使用者的專屬頻道時．可以看到該頻道對外發布的內容。
3．內部OA和外網網站的有機整合
由於資金和規劃方面的問題．早期的學校和教育行政部門在實施教育資訊化時往往採取分業務、分步驟的辦法．軟體獨立實施的情況比較普遍．特別是教育內部0A和外網網站系統相互獨立．造成了資訊孤島和數字鴻溝。本平臺內部OA和外網網站是有機整合的．可共享資料或同步資料
4．依據相關教育資訊化標準進行建設
平臺的標準化．一方面可以提高整個平臺的教育科學性和與其它平臺的互動性．另一方面也可以藉助成熟的標準化業務模型和資料規範來提高開發效率。本平臺主要參考的標準有我國頒佈的教育管理互操作框架EMIF和教育資源庫建設規範CELTS一4l以及相關的教育管理資訊化標準。
三、平臺的功能模型
綜合性教育應用平臺涉及的系統比較多．按基礎教育資訊化業務的分類．將平臺分為資訊化教學、教育管理資訊、教育產業服務和通用業務四個體系．每個體系都按照基礎教育的特色組織了相應的應用系統由於每個業務體系中的各系統都可能有多種角色參與．也可能都涉及內部0A和外部網站．也可能間接使用通用模組中的功能(比如考試系統利用通用系統中的簡訊系統來發送考試通知)．這樣在功能的組織上應該反映這種多元化和多維度．由此．本文提出了一種立體化功能模型．如圖1所示。
該模型是一個功能立體．X軸是以使用者為核心的功能組織．將平臺劃分為五個頻道和一個管理員功能區：Y軸是基於教育資訊化業務的功能組織．包含資訊化教學、教育資訊管理、教育產業服務三個體系：Z軸是平臺的通用業務體系的各功能系統．本平臺之所以將它獨立為一個座標維度來表示．是因為每個體系、每個頻道都可能呼叫通用業務體系的功能這三個座標維度的功能相互交叉．就可以挖掘出每個使用者在各系統中的功能點以下從教育業務體系劃分的角度詳細闡述。
1．資訊化教學體系
該體系為中小學實施資訊化教學提供有效支撐．按照資訊化教學模式組織相應的功能系統．包括網路課程、考試評價、教學資源庫、學科專題網站、教研專題、名師講堂等幾個系統。各種型別的使用者都可能參與到這些系統中．資訊化教學體系詳細的功能模型如圖2所示
圖2所示的功能模型反映了本文提出的立體化功能模型的特點．模型中．資訊化教學體系中的功能系統維度．和以使用者為核心的功能組織維度進行交叉．我們就挖掘出了教師、學生、家長、教研人員、廠商和管理員在資訊化教學體系中的網路課程、考試評價、教學資源庫等系統中的功能點：同時每個功能點又可以使用到通用業務體系中的功能模組：注意不同的使用者在同一系統中的功能點有可能相同．但是其使用目的、許可權範圍可能是不同的.。
2．教育管理資訊體系
該體系主要提供中小學的各類教育資訊的管理．包括師生檔案管理、考試與成績管理、考勤管理、學校資產管理等幾個系統．這些系統在基礎教育中的應用相對於其它體系中的系統已經較為成熟．但在本平臺中．需要考慮兩點．一是需要依據EMIF資料規範和相關教育管理資訊標準設計相應的功能：二是各種教育資訊的處理需要從早期的面向學校擴充套件為面向區域．功能上有所增強．比如考試與成績管理系統中，需要提供區域統考安排、學校間的成績對比分析等功能。
3．教育產業服務體系
該體系最能體現區域教育資訊化的特色．因為它充分調動了區域內外的教育服務產業在平臺上運作．主要包括的系統有：教育行業資訊、教育培訓市場、教育電子商城、教輔書店等．這些系統側重於展示區域本地的教育資訊和行業資訊．並提供線上教育產品和服務交易平臺．透過與電子商務的整合．改進傳統教育資訊化應用平臺的運作模式．促進區域教育產業鏈的良性發展．為教育使用者提供全方位的服務．從而提升教育資訊化的應用績效。
4．通用業務體系
該體系提供從各項教育業務中抽取出來的具有一定通用性的模組。這些模組可以獨立使用．也可以與其它業務模組配合使用．包括新聞公告(外網網站和內部通知)、個人資訊管理、功能定製與設定等通用系統，即時通訊、部落格系統、虛擬社群、簡訊系統、郵件系統等互動類系統．以及休閒驛站等與教育業務無直接關係的輔助類系統
四、關鍵技術實現
1．平臺軟體體系結構
面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺涉及的使用者群大．地區範圍廣．大多數業務都需要基於網路來完成．因此整個平臺採用B／S(瀏覽器／HE務器)架構．使網路資料的傳輸更為方便．並減輕客戶端部署上的負擔由於業務上相對複雜．需要採用多層體系結構．將資料儲存、業務邏輯處理和使用者表現完全分開．以適應大型網路分散式計算應用環境．可以採用基於WEB的三層結構模型．即表現層(GUI．GraphicUserInterface)、業務邏輯層(BLL，BusinessLogicLayer)、資料訪問層(DAL，DataAccessLayer)。平臺的三層軟體體系結構如圖3所示圖3中．表現層負責以圖形化的方式處理資訊顯示和使用者互動：業務邏輯層負責處理業務邏輯並與表現層和資料層進行通訊：資料訪問層專注於向資料庫進行資料存取．同時向業務邏輯層提供資料每一層採用什麼技術．需要由具體技術平臺來決定。
2．以使用者為中心的動態模組載入機制
面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺以使用者為中心來組織功能模組．需要模組載入機制滿足兩種需求：一是不同許可權的使用者載入的功能不同：二是使用者可以對許可權範圍內的功能模組作一定的定製和重組因此我們構建了以使用者為中心的動態模組載入機制．如圖4所示。
圖4中．動態模組載入機制涉及三個元件：使用者許可權控制中心，模組載入引擎和模組管理中心使用者許可權控制中心是系統的基礎核心業務之一．負責管理使用者資訊、許可權資訊(角色分組資訊)，並處理登入登出等一切有關使用者狀態管理的事務：模組載入引擎是在模組載入中起主控作用的元件；而模組管理中心負責管理功能模組資訊．包括使用者許可權和模組之間的對應關係在模組載入的流程中．模組載入引擎驅動整個流程．包括向其它元件請求所需的資訊．組織模組列表．載入並快取模組等：使用者許可權控制中心將向模組載入引擎返回使用者許可權資訊和使用者對系統的定製與配置資訊：模組管理中心則根據使用者許可權和模組定製引數返回相應的模組列表可以看到．以使用者為中心的動態模組載入機制使得功能的人性化組織得以實現．並使平臺的模組管理更高效也更具擴充套件性。
3．內部OA與外網網站的智慧化整合方式
面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺由內部OA和外網網站兩個部分構成．前者是使用者登入某系統後進人的個人事務處理功能區．後者是使用者在未登入狀態下看到的平臺對外發布的資訊．顯示為一個公眾網站．這兩個部分應該是共享資料、有機整合的。本平臺採用的是一種基於登入狀態和使用者許可權的智慧化判斷方式．當用戶在未登入狀態訪問內部OA系統時．系統根據登入狀態和使用者許可權．判斷是否應該顯示內部OA功能．如果符合顯示條件．則返回內部OA功能頁面．否則．將自動呼叫外網新聞系統顯示所請求系統有關的外網資料當然使用者也可以直接從外網網站訪問該系統的外部頁面以使用者請求網路課程系統為例．請求流程如圖5所示
圖5中．使用者請求網路課程系統的流程由使用者許可權控制中心、網路課程系統和外網新聞系統和資料庫配合執行．決定最終返回的功能介面．其中．網路課程系統每次判斷是否顯示內部頁面時．都要使用從使用者許可權控制中心返回的使用者狀態資料和許可權資料透過這種智慧化的判斷機制．內部OA和外網網站得到了高效整合．從而打破了以前的資訊孤島。
4．文件庫和資料庫採用分散式物理架構
由於面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺資料量比較大．資料庫和文件庫採用“中心級+學校級”的兩級模式進行分散式處理．這樣一方面與分散式應用設計結合．解決了校園網與都會網路(或廣域網)資源不能很好互通的問題．另一方面也解決了資料過於集中造成平臺中心資料伺服器負荷過大的問題這種分散式的文件庫和資料庫結構如圖6所示。而構建分散式資料庫和文件庫的關鍵在於資料同步的實現根據資料同步的不同實現層次．我們採用了資料層同步和程式碼層同步兩種方式．對於精確度、實時性和安全性要求較高的場合．我們採用程式碼層同步．即在平臺中用程式碼去控制文件庫和資料庫同步：而在一般情況下．我們採用資料層同步方式．利用分散式資料庫的內建同步功能進行資料庫同步．而文件庫則採用P方式同步關鍵檔案。
五、平臺的運作模式探討
為了發揮面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺的最大功效．廣泛調動區域內教育力量的參與．平臺可以走“教育部門行政推廣使用+網際網路運作”的運作模式教育部門行政推廣可以保證平臺的基本功能使用得以規範有效地進行．而網際網路運作模式可以更廣泛地調動教育行業服務力量、學生、家長等潛在的教育使用者參與平臺的使用另外．網際網路運作可以實現靈活的盈利模式來支撐平臺運營．如在外網平臺上放置廣告．為教育行業提供服務平臺，提供付費教學資源．提供收費增值服務等這兩種方式的結合可以使面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺保持長期的活力．提高教育資訊化的運作效益。而在具體的部署方式上．我們提供兩種方案：學校可以選擇零安裝方式．直接使用平臺中心伺服器提供的應用．這樣簡單高效並且投資最低：也可以選擇在校內獨立部署Web伺服器、資料庫伺服器和文件伺服器，並與平臺中心進行資料同步．這樣可以具有更好的效能和安全性．但也增大了投資和管理負擔學校可以依據資金預算和應用需求等情況自行決定選擇哪種部署方案。
六、結束語
面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺概念的提出．是順應教育資訊化深入發展．由學校為基點提升到以區域為基點的一種必然．這對於實現基礎教育的跨越式發展有著重大意義目前．面向基礎教育的區域性教育綜合應用平臺已經在部分發達地區進行了實驗性應用．但其中的設計理念、系統規劃以及運作模式尚不完善本文對這種平臺理論和技術上的闡述，應該說是拋磚引玉．關於平臺的更多設計理念和技術細節需要廣大教育資訊化工作者進一步探索。