面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺的構(gòu)建

余延冬　劉學(xué)軍

摘 要：基礎(chǔ)教育信息化立足點(diǎn)由學(xué)校向區(qū)域的提升，是當(dāng)前教育信息化發(fā)展的一種趨勢。本文提出了構(gòu)建一種面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺的設(shè)想，并對其設(shè)計理念、立體化的功能模型、關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討，最后探討性地提出了平臺的運(yùn)作模式。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)教育信息化；區(qū)域性教育綜合平臺；教育管理信息化標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號:G521.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號：1673-8454（2008）24-0073-04

一、引言

基礎(chǔ)教育信息化是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，隨著包括“校校通”工程、“農(nóng)遠(yuǎn)工程”在內(nèi)的各項(xiàng)教育信息化建設(shè)工程的不斷實(shí)施，我國基礎(chǔ)教育信息化得到了穩(wěn)步推進(jìn)，在信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、基礎(chǔ)教育資源庫建設(shè)、中小學(xué)信息技術(shù)課程建設(shè)等多個方面都取得了顯著成就，有效地推動了我國基礎(chǔ)教育的改革和教學(xué)質(zhì)量的提升。然而我國基礎(chǔ)教育信息化目前還存在一些問題，比如觀念陳舊、師資短缺、發(fā)展不均衡、整合困難、應(yīng)用效益低下、資源匱乏等，這些問題往往導(dǎo)致教育信息化的投資效益受到影響，制約了基礎(chǔ)教育信息化的持續(xù)、健康發(fā)展。在此形勢下，基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)模式的改革就成為一個值得探討的話題。

長期以來，我國教育信息化都是以學(xué)校為單位進(jìn)行建設(shè)和推進(jìn)的，但從教育信息化工作者不斷的研究和實(shí)踐來看，以學(xué)校為單位封閉、孤立地進(jìn)行教育信息化建設(shè)的體制，已經(jīng)成為基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)發(fā)展中越來越嚴(yán)重的桎梏?；A(chǔ)教育信息化立足點(diǎn)由學(xué)校向區(qū)域的提升，成為一種新的建設(shè)思路，區(qū)域性教育信息化建設(shè)模式的提出，將有效地改善教育信息化中的基礎(chǔ)設(shè)施和人力資源配置，促進(jìn)區(qū)域共享，縮小數(shù)字鴻溝，從而全面提升教育信息化的建設(shè)效益。

在現(xiàn)階段，基礎(chǔ)教育立足點(diǎn)由學(xué)校向區(qū)域提升，重點(diǎn)內(nèi)容應(yīng)是軟件建設(shè)而非硬件建設(shè)，因?yàn)殚L期以來，以學(xué)校為單位的建設(shè)往往都走了“先硬后軟”或“重硬輕軟”的建設(shè)模式，硬件建設(shè)基本能夠滿足區(qū)域教育信息化發(fā)展的要求，特別是近兩年來我國面向基礎(chǔ)教育的信息化項(xiàng)目投入巨大，而這些投入主要是在硬件和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，相對于此，區(qū)域教育信息化所需的軟件、平臺和資源建設(shè)卻處于滯后狀態(tài)。因此，本文從教育信息化軟件建設(shè)的角度，提出構(gòu)建面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺建設(shè)這一設(shè)想，并就其設(shè)計原則、功能模型與關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與運(yùn)作模式進(jìn)行探討。

二、平臺的設(shè)計理念

面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺，著眼于區(qū)域范圍內(nèi)教育應(yīng)用的整合，既不同于常規(guī)的數(shù)字化校園應(yīng)用平臺，也不同于互聯(lián)網(wǎng)教育產(chǎn)業(yè)運(yùn)作平臺，因此在設(shè)計上考慮到這種新型的教育應(yīng)用平臺的特殊性，特別是其區(qū)域性特色，我們提出了四項(xiàng)設(shè)計理念。

1. 區(qū)域內(nèi)教育力量的全面互動

區(qū)域性教育系統(tǒng)的參與人員相對于校園內(nèi)的角色更為廣泛，除了學(xué)生、教師、學(xué)校管理人員以外，還包括地方教育主管部門、教研人員、學(xué)生家長、社會性教育服務(wù)機(jī)構(gòu)等等，充分調(diào)動了各方面教育力量的全面互動，體現(xiàn)了區(qū)域性教育信息化的優(yōu)勢，通過整合創(chuàng)造更高的效益。

2. 業(yè)務(wù)功能的組織以用戶為核心

本平臺可以整合區(qū)域內(nèi)各種形式的教育應(yīng)用，但是并不是所有用戶都有必要使用全部的功能，用戶只需要使用自己權(quán)限范圍內(nèi)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用戶設(shè)立了五個專屬頻道：學(xué)生頻道、教師頻道、家長頻道、教研頻道和廠商頻道，通過用戶類型的智能判斷，平臺為用戶展現(xiàn)的是以個人為核心的教育應(yīng)用，用戶進(jìn)入其它類型用戶的專屬頻道時，可以看到該頻道對外發(fā)布的內(nèi)容。

3.內(nèi)部OA和外網(wǎng)網(wǎng)站的有機(jī)整合

由于資金和規(guī)劃方面的問題，早期的學(xué)校和教育行政部門在實(shí)施教育信息化時往往采取分業(yè)務(wù)、分步驟的辦法，軟件獨(dú)立實(shí)施的情況比較普遍，特別是教育內(nèi)部OA和外網(wǎng)網(wǎng)站系統(tǒng)相互獨(dú)立，造成了信息孤島和數(shù)字鴻溝。本平臺內(nèi)部OA和外網(wǎng)網(wǎng)站是有機(jī)整合的，可共享數(shù)據(jù)或同步數(shù)據(jù)。

4.依據(jù)相關(guān)教育信息化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)

平臺的標(biāo)準(zhǔn)化，一方面可以提高整個平臺的教育科學(xué)性和與其它平臺的交互性，另一方面也可以借助成熟的標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)規(guī)范來提高開發(fā)效率。本平臺主要參考的標(biāo)準(zhǔn)有我國頒布的教育管理互操作框架EMIF和教育資源庫建設(shè)規(guī)范CELTS-41以及相關(guān)的教育管理信息化標(biāo)準(zhǔn)。

三、平臺的功能模型

綜合性教育應(yīng)用平臺涉及的系統(tǒng)比較多，按基礎(chǔ)教育信息化業(yè)務(wù)的分類，將平臺分為信息化教學(xué)、教育管理信息、教育產(chǎn)業(yè)服務(wù)和通用業(yè)務(wù)四個體系，每個體系都按照基礎(chǔ)教育的特色組織了相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。由于每個業(yè)務(wù)體系中的各系統(tǒng)都可能有多種角色參與，也可能都涉及內(nèi)部OA和外部網(wǎng)站，也可能間接使用通用模塊中的功能（比如考試系統(tǒng)利用通用系統(tǒng)中的短信系統(tǒng)來發(fā)送考試通知），這樣在功能的組織上應(yīng)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軸是以用戶為核心的功能組織，將平臺劃分為五個頻道和一個管理員功能區(qū)；Y軸是基于教育信息化業(yè)務(wù)的功能組織，包含信息化教學(xué)、教育信息管理、教育產(chǎn)業(yè)服務(wù)三個體系；Z軸是平臺的通用業(yè)務(wù)體系的各功能系統(tǒng)，本平臺之所以將它獨(dú)立為一個坐標(biāo)維度來表示，是因?yàn)槊總€體系、每個頻道都可能調(diào)用通用業(yè)務(wù)體系的功能。這三個坐標(biāo)維度的功能相互交叉，就可以挖掘出每個用戶在各系統(tǒng)中的功能點(diǎn)。以下從教育業(yè)務(wù)體系劃分的角度詳細(xì)闡述。

1.信息化教學(xué)體系

該體系為中小學(xué)實(shí)施信息化教學(xué)提供有效支撐，按照信息化教學(xué)模式組織相應(yīng)的功能系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)課程、考試評價、教學(xué)資源庫、學(xué)科專題網(wǎng)站、教研專題、名師講堂等幾個系統(tǒng)。各種類型的用戶都可能參與到這些系統(tǒng)中，信息化教學(xué)體系詳細(xì)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(diǎn)，模型中，信息化教學(xué)體系中的功能系統(tǒng)維度，和以用戶為核心的功能組織維度進(jìn)行交叉，我們就挖掘出了教師、學(xué)生、家長、教研人員、廠商和管理員在信息化教學(xué)體系中的網(wǎng)絡(luò)課程、考試評價、教學(xué)資源庫等系統(tǒng)中的功能點(diǎn)；同時每個功能點(diǎn)又可以使用到通用業(yè)務(wù)體系中的功能模塊；注意不同的用戶在同一系統(tǒng)中的功能點(diǎn)有可能相同，但是其使用目的、權(quán)限范圍可能是不同的。

2.教育管理信息體系

該體系主要提供中小學(xué)的各類教育信息的管理，包括師生檔案管理、考試與成績管理、考勤管理、學(xué)校資產(chǎn)管理等幾個系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在基礎(chǔ)教育中的應(yīng)用相對于其它體系中的系統(tǒng)已經(jīng)較為成熟，但在本平臺中，需要考慮兩點(diǎn)，一是需要依據(jù)EMIF數(shù)據(jù)規(guī)范和相關(guān)教育管理信息標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計相應(yīng)的功能；二是各種教育信息的處理需要從早期的面向?qū)W校擴(kuò)展為面向區(qū)域，功能上有所增強(qiáng)，比如考試與成績管理系統(tǒng)中，需要提供區(qū)域統(tǒng)考安排、學(xué)校間的成績對比分析等功能。

3.教育產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系

該體系最能體現(xiàn)區(qū)域教育信息化的特色，因?yàn)樗浞终{(diào)動了區(qū)域內(nèi)外的教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)在平臺上運(yùn)作，主要包括的系統(tǒng)有：教育行業(yè)資訊、教育培訓(xùn)市場、教育電子商城、教輔書店等，這些系統(tǒng)側(cè)重于展示區(qū)域本地的教育資訊和行業(yè)信息，并提供在線教育產(chǎn)品和服務(wù)交易平臺，通過與電子商務(wù)的整合，改進(jìn)傳統(tǒng)教育信息化應(yīng)用平臺的運(yùn)作模式，促進(jìn)區(qū)域教育產(chǎn)業(yè)鏈的良性發(fā)展，為教育用戶提供全方位的服務(wù)，從而提升教育信息化的應(yīng)用績效。

4.通用業(yè)務(wù)體系

該體系提供從各項(xiàng)教育業(yè)務(wù)中抽取出來的具有一定通用性的模塊，這些模塊可以獨(dú)立使用，也可以與其它業(yè)務(wù)模塊配合使用，包括新聞公告（外網(wǎng)網(wǎng)站和內(nèi)部通知）、個人信息管理、功能定制與設(shè)置等通用系統(tǒng)，即時通訊、博客系統(tǒng)、虛擬社區(qū)、短信系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)等互動類系統(tǒng)，以及休閑驛站等與教育業(yè)務(wù)無直接關(guān)系的輔助類系統(tǒng)。

四、關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.平臺軟件體系結(jié)構(gòu)

面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺涉及的用戶群大，地區(qū)范圍廣，大多數(shù)業(yè)務(wù)都需要基于網(wǎng)絡(luò)來完成，因此整個平臺采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸更為方便，并減輕客戶端部署上的負(fù)擔(dān)。由于業(yè)務(wù)上相對復(fù)雜，需要采用多層體系結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)存儲、業(yè)務(wù)邏輯處理和用戶表現(xiàn)完全分開，以適應(yīng)大型網(wǎng)絡(luò)分布式計算應(yīng)用環(huán)境，可以采用基于WEB的三層結(jié)構(gòu)模型，即表現(xiàn)層（GUI，Graphic User Interface）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL，Business Logic Layer）、數(shù)據(jù)訪問層（DAL，Data Access Layer）。平臺的三層軟件體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3中，表現(xiàn)層負(fù)責(zé)以圖形化的方式處理信息顯示和用戶交互；業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯并與表現(xiàn)層和數(shù)據(jù)層進(jìn)行通信；數(shù)據(jù)訪問層專注于向數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，同時向業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)。每一層采用什么技術(shù)，需要由具體技術(shù)平臺來決定。

2.以用戶為中心的動態(tài)模塊加載機(jī)制

面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺以用戶為中心來組織功能模塊，需要模塊加載機(jī)制滿足兩種需求：一是不同權(quán)限的用戶加載的功能不同；二是用戶可以對權(quán)限范圍內(nèi)的功能模塊作一定的定制和重組。因此我們構(gòu)建了以用戶為中心的動態(tài)模塊加載機(jī)制，如圖4所示。

圖4中，動態(tài)模塊加載機(jī)制涉及三個組件：用戶權(quán)限控制中心，模塊加載引擎和模塊管理中心。用戶權(quán)限控制中心是系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心業(yè)務(wù)之一，負(fù)責(zé)管理用戶信息、權(quán)限信息（角色分組信息），并處理登錄注銷等一切有關(guān)用戶狀態(tài)管理的事務(wù)；模塊加載引擎是在模塊加載中起主控作用的組件；而模塊管理中心負(fù)責(zé)管理功能模塊信息，包括用戶權(quán)限和模塊之間的對應(yīng)關(guān)系。在模塊加載的流程中，模塊加載引擎驅(qū)動整個流程，包括向其它組件請求所需的信息，組織模塊列表，加載并緩存模塊等；用戶權(quán)限控制中心將向模塊加載引擎返回用戶權(quán)限信息和用戶對系統(tǒng)的定制與配置信息；模塊管理中心則根據(jù)用戶權(quán)限和模塊定制參數(shù)返回相應(yīng)的模塊列表?？梢钥吹?，以用戶為中心的動態(tài)模塊加載機(jī)制使得功能的人性化組織得以實(shí)現(xiàn)，并使平臺的模塊管理更高效也更具擴(kuò)展性。

3.內(nèi)部OA與外網(wǎng)網(wǎng)站的智能化集成方式

面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺由內(nèi)部OA和外網(wǎng)網(wǎng)站兩個部分構(gòu)成，前者是用戶登錄某系統(tǒng)后進(jìn)入的個人事務(wù)處理功能區(qū)，后者是用戶在未登錄狀態(tài)下看到的平臺對外發(fā)布的信息，顯示為一個公眾網(wǎng)站，這兩個部分應(yīng)該是共享數(shù)據(jù)、有機(jī)集成的。本平臺采用的是一種基于登錄狀態(tài)和用戶權(quán)限的智能化判斷方式，當(dāng)用戶在未登錄狀態(tài)訪問內(nèi)部OA系統(tǒng)時，系統(tǒng)根據(jù)登錄狀態(tài)和用戶權(quán)限，判斷是否應(yīng)該顯示內(nèi)部OA功能，如果符合顯示條件，則返回內(nèi)部OA功能頁面，否則，將自動調(diào)用外網(wǎng)新聞系統(tǒng)顯示所請求系統(tǒng)有關(guān)的外網(wǎng)數(shù)據(jù)。當(dāng)然用戶也可以直接從外網(wǎng)網(wǎng)站訪問該系統(tǒng)的外部頁面。以用戶請求網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)為例，請求流程如圖5所示。

圖5中，用戶請求網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)的流程由用戶權(quán)限控制中心、網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)和外網(wǎng)新聞系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫配合執(zhí)行，決定最終返回的功能界面，其中，網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)每次判斷是否顯示內(nèi)部頁面時，都要使用從用戶權(quán)限控制中心返回的用戶狀態(tài)數(shù)據(jù)和權(quán)限數(shù)據(jù)。通過這種智能化的判斷機(jī)制，內(nèi)部OA和外網(wǎng)網(wǎng)站得到了高效整合，從而打破了以前的信息孤島。

4.文檔庫和數(shù)據(jù)庫采用分布式物理架構(gòu)

由于面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺數(shù)據(jù)量比較大，數(shù)據(jù)庫和文檔庫采用“中心級+學(xué)校級”的兩級模式進(jìn)行分布式處理，這樣一方面與分布式應(yīng)用設(shè)計結(jié)合，解決了校園網(wǎng)與城域網(wǎng)（或廣域網(wǎng)）資源不能很好互通的問題，另一方面也解決了數(shù)據(jù)過于集中造成平臺中心數(shù)據(jù)服務(wù)器負(fù)荷過大的問題。這種分布式的文檔庫和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖6所示。

而構(gòu)建分布式數(shù)據(jù)庫和文檔庫的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)同步的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)數(shù)據(jù)同步的不同實(shí)現(xiàn)層次，我們采用了數(shù)據(jù)層同步和代碼層同步兩種方式，對于精確度、實(shí)時性和安全性要求較高的場合，我們采用代碼層同步，即在平臺中用代碼去控制文檔庫和數(shù)據(jù)庫同步；而在一般情況下，我們采用數(shù)據(jù)層同步方式，利用分布式數(shù)據(jù)庫的內(nèi)置同步功能進(jìn)行數(shù)據(jù)庫同步，而文檔庫則采用FTP方式同步關(guān)鍵文件。

五、平臺的運(yùn)作模式探討

為了發(fā)揮面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺的最大功效，廣泛調(diào)動區(qū)域內(nèi)教育力量的參與，平臺可以走“教育部門行政推廣使用+互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作”的運(yùn)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(guī)范有效地進(jìn)行，而互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作模式可以更廣泛地調(diào)動教育行業(yè)服務(wù)力量、學(xué)生、家長等潛在的教育用戶參與平臺的使用。另外，互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作可以實(shí)現(xiàn)靈活的盈利模式來支撐平臺運(yùn)營，如在外網(wǎng)平臺上放置廣告，為教育行業(yè)提供服務(wù)平臺，提供付費(fèi)教學(xué)資源，提供收費(fèi)增值服務(wù)等。這兩種方式的結(jié)合可以使面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺保持長期的活力，提高教育信息化的運(yùn)作效益。

而在具體的部署方式上，我們提供兩種方案：學(xué)?？梢赃x擇零安裝方式，直接使用平臺中心服務(wù)器提供的應(yīng)用，這樣簡單高效并且投資最低；也可以選擇在校內(nèi)獨(dú)立部署Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和文檔服務(wù)器，并與平臺中心進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，這樣可以具有更好的性能和安全性，但也增大了投資和管理負(fù)擔(dān)。學(xué)?？梢砸罁?jù)資金預(yù)算和應(yīng)用需求等情況自行決定選擇哪種部署方案。

六、結(jié)束語

面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺概念的提出，是順應(yīng)教育信息化深入發(fā)展，由學(xué)校為基點(diǎn)提升到以區(qū)域?yàn)榛c(diǎn)的一種必然，這對于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教育的跨越式發(fā)展有著重大意義。目前，面向基礎(chǔ)教育的區(qū)域性教育綜合應(yīng)用平臺已經(jīng)在部分發(fā)達(dá)地區(qū)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用，但其中的設(shè)計理念、系統(tǒng)規(guī)劃以及運(yùn)作模式尚不完善。本文對這種平臺理論和技術(shù)上的闡述，應(yīng)該說是拋磚引玉，關(guān)于平臺的更多設(shè)計理念和技術(shù)細(xì)節(jié)需要廣大教育信息化工作者進(jìn)一步探索。

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