中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)建設(shè)方案的研究

商艷紅，盧立蕾，姬 婧

（唐山師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)系，河北 唐山 063000）

中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)建設(shè)方案的研究

商艷紅，盧立蕾，姬 婧

（唐山師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)系，河北 唐山 063000）

在調(diào)查了北京、河北、內(nèi)蒙古三地中小學(xué)信息化平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)上，對(duì)目前校園信息化的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并給出了建設(shè)符合我國國情的中小學(xué)信息化平臺(tái)的要點(diǎn)，結(jié)合新技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種全能信息化平臺(tái)建設(shè)方案，為促進(jìn)教育信息化做了大膽嘗試。

中小學(xué)；數(shù)字校園；信息化平臺(tái)；建設(shè)方案

隨著2010年《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的發(fā)布，全國各省市陸續(xù)提出“大力加強(qiáng)基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)，推進(jìn)中小學(xué)數(shù)字校園建設(shè)，完善數(shù)字化教育服務(wù)體系，創(chuàng)新信息化教育與管理方式”。在全社會(huì)教育信息化大環(huán)境的推動(dòng)下，為了將校園內(nèi)的各種信息數(shù)字化，增進(jìn)社會(huì)、家庭和學(xué)校的交流，全國各省市部分中小學(xué)在數(shù)字化校園建設(shè)方面開展了一定工作，取得了一定成果，但整體水平仍然較低，同當(dāng)前整個(gè)社會(huì)信息化應(yīng)用水平和最新網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展水平不協(xié)調(diào)。普遍存在“信息化水平低、發(fā)展不平衡、需求很大、技術(shù)不專業(yè)、管理難、效果差”等現(xiàn)狀，這已引起國家及各級(jí)政府高度重視，尋求適合中國國情的中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)建設(shè)方案亟待解決。

1 中小學(xué)數(shù)字校園信息化的現(xiàn)狀分析

1.1 整體落后，重硬輕軟

無論是首都北京，還是地方省區(qū)，在已開始所謂實(shí)施信息化的單位，重硬輕軟現(xiàn)象一直是之前階段教育信息化建設(shè)中存在的問題，在我國教育信息化發(fā)展中，不同層次、不同程度地存在著重硬件發(fā)展、輕軟件建設(shè)、忽視應(yīng)用和內(nèi)容建設(shè)及培訓(xùn)等問題。其作用的發(fā)揮十分有限。因此，軟件信息化建設(shè)的匱乏成為教育信息化快速提升的瓶頸，從而導(dǎo)致整體教育信息化應(yīng)用處于一個(gè)低水平。這已成為教育信息化建設(shè)的誤區(qū)。

1.2 發(fā)展不平衡

主要表現(xiàn)在地區(qū)之間、城鄉(xiāng)之間、學(xué)校之間的不平衡。由于各地教育投入能力、教育人員素質(zhì)不同，盡管各級(jí)教育機(jī)構(gòu)都開始重視教育信息化建設(shè)，采用多種投資模式、吸引多渠道資金來推進(jìn)教育信息化，但由于各地中小學(xué)基數(shù)大、分布廣，往往采取“以點(diǎn)帶面”的思想，先將有限的資金投入到少量的學(xué)校進(jìn)行信息化建設(shè)試點(diǎn)，再逐步擴(kuò)展到所有的學(xué)校。所以各地只有極少部分學(xué)校實(shí)現(xiàn)了初步的信息化建設(shè)。此外，這種不平衡因與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡直接關(guān)系，經(jīng)濟(jì)條件好的地區(qū)，整體受益的中小學(xué)校可能就會(huì)多一些，整體水平也會(huì)好一些。其他絕大部分學(xué)校，尤其是許多小城鎮(zhèn)、農(nóng)村、偏遠(yuǎn)山區(qū)的中小學(xué)校，信息化建設(shè)基本還處于零起點(diǎn)。

1.3 學(xué)校多，投入大，效果差

我國人口多的基本國情決定了全國中小學(xué)基數(shù)大、分布廣，據(jù)調(diào)研：河北省一個(gè)地市的中小學(xué)校超過1 600所。而近幾年來各地信息化投入逐步增多，但是平均到具體學(xué)校，仍難以滿足需求。在以往的情況下，多年的投入一方面大多用在了電腦購置、硬件網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)信息化模式下，單個(gè)學(xué)校根本無力支撐需要較大投入的信息化建設(shè)，所以僅停留在網(wǎng)站的層面，出現(xiàn)整體投入不少，效果不好，整個(gè)學(xué)校信息化水平仍沒有提高。

1.4 技術(shù)力量薄弱，信息化水平低，管理能力不足

從調(diào)查的結(jié)果來看，95%以上的中小學(xué)校沒有專門的技術(shù)人員。比如在內(nèi)蒙古的一所高中，信息化人員由學(xué)校計(jì)算機(jī)老師兼任，主要工作是電腦硬件的維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)開通等。老師的技術(shù)能力有限，不具備信息化實(shí)施和管理的技術(shù)能力。在一些小城鎮(zhèn)、偏遠(yuǎn)地區(qū)，教師操作計(jì)算機(jī)的能力有限，更不用講進(jìn)行信息化管理和維護(hù)。即便在北京，眾多學(xué)校的資源利用率低，即便是介紹學(xué)校的網(wǎng)頁也長期得不到更新維護(hù)等，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了教育信息化的基本需要。

1.5 信息化服務(wù)水平低，人員培訓(xùn)不夠、可兼容可擴(kuò)展能力差

在當(dāng)前只注重信息化硬件平臺(tái)建設(shè)的現(xiàn)狀下，軟件資源配套不全、人員培訓(xùn)不足，已有初步信息化建設(shè)的單位，有硬件沒軟件、有平臺(tái)沒內(nèi)容、有需求沒有人員、對(duì)信息化的內(nèi)容建設(shè)、管理、信息的采集、加工等都不重視，其結(jié)果是現(xiàn)有信息化建設(shè)的投入沒有得到充分利用，達(dá)不到服務(wù)師生、促進(jìn)教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

同時(shí)，在近年來近乎混亂的無指導(dǎo)思想、無組織管理的信息化建設(shè)中，形成了不同機(jī)構(gòu)開發(fā)的、基于不同平臺(tái)、不同架構(gòu)的相互獨(dú)立的功能系統(tǒng)，成為一個(gè)個(gè)業(yè)務(wù)山頭，業(yè)務(wù)系統(tǒng)間無法兼容，業(yè)務(wù)間無法關(guān)聯(lián)，造成了信息孤島和業(yè)務(wù)屏障，整體信息化水平擴(kuò)展能力差、越投入越混亂，管理難度也越大。

為了解決這些問題，符合國家教育改革和信息化發(fā)展需要，客觀上需要依賴創(chuàng)新模式、領(lǐng)先技術(shù)來尋找一種可行的、經(jīng)濟(jì)的、高效的、可持續(xù)發(fā)展的方式，走一條適合中國教育現(xiàn)狀和發(fā)展需要的特色基礎(chǔ)教育信息化發(fā)展道路。

2 中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)實(shí)施原則

在校園信息化的建設(shè)中，首先要確定中小學(xué)學(xué)校的主要指導(dǎo)思想應(yīng)該是經(jīng)濟(jì)實(shí)用，即：信息化平臺(tái)的功能應(yīng)根據(jù)中小學(xué)的具體需求設(shè)置，保證信息處理和傳遞的及時(shí)、可靠、安全；同時(shí)，中小學(xué)辦學(xué)經(jīng)費(fèi)有限，應(yīng)盡量做到效益最大化。具體實(shí)施時(shí)還應(yīng)努力貫徹如下原則：

先進(jìn)原則：盡量采用先進(jìn)的技術(shù)、方法、設(shè)備等，使信息化平臺(tái)既成熟、可靠，又能反映當(dāng)今應(yīng)用水平并具有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

開放原則：整個(gè)信息化平臺(tái)具有開放性，符合響應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。具有開放的網(wǎng)絡(luò)接口和數(shù)據(jù)接口。

擴(kuò)充原則：平臺(tái)應(yīng)在容量、能力等方面易于升級(jí)和功能擴(kuò)充。

可靠原則：平臺(tái)應(yīng)能夠保證無故障運(yùn)行，并具有容錯(cuò)能力、和冗余備份功能等。

安全原則：信息化平臺(tái)應(yīng)能通過分級(jí)保護(hù)、控制數(shù)據(jù)存取等具有高度的安全性和保密性，防止非法入侵。

可操作原則：能夠提供友好的中文界面，操作簡單，易于管理和維護(hù)。

可維護(hù)原則：具有有效的網(wǎng)管和監(jiān)控、調(diào)試、診斷技術(shù)，保證系統(tǒng)維護(hù)簡單、方便、有效。

3 中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)的建設(shè)方案

據(jù)我們調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)：一般中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)的需求目標(biāo)是教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)化、日常辦公自動(dòng)化、信息資源共享，基本的功能需求如下：

管理類：教學(xué)OA、學(xué)籍管理、教務(wù)管理、考勤管理、平安校園、校園一卡通；

互動(dòng)類：校園門戶、學(xué)校社區(qū)、家?；ヂ?lián)、名師在線；

教與學(xué)類：在線遠(yuǎn)程教學(xué)、在線學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)問答系統(tǒng)、在線考試、知識(shí)點(diǎn)能力檢查系統(tǒng)；

資源類：用戶認(rèn)證庫、教育資源共享平臺(tái)、課程視頻中心、課件資源中心、名校共享題庫；

支撐類：音視頻通訊服務(wù)、故障應(yīng)急處理系統(tǒng)、校園總機(jī)系統(tǒng)等。

為了實(shí)現(xiàn)以上功能，需要?jiǎng)?chuàng)新構(gòu)建新一代適合國情需要的中小學(xué)數(shù)字校園云平臺(tái)及信息化業(yè)務(wù)功能系統(tǒng)群。為此，我們與中科育科技有限公司一起，基于Linux + Java開源開發(fā)體系，集成SaaS、SSO、SOA架構(gòu)及無線通訊、web集群、高可用數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，通過研發(fā)“縱向+橫向+跨時(shí)空”的三維一體的SaaS模式數(shù)字校園云架構(gòu)平臺(tái)，在數(shù)字校園云端部署基于松耦合機(jī)制的“積木組件式”業(yè)務(wù)系統(tǒng)，以開放的三層云服務(wù)體系及在線教育合作社模式，最終實(shí)現(xiàn)面向終端學(xué)校業(yè)務(wù)需要的信息化系統(tǒng)群——一個(gè)中小學(xué)數(shù)字校園的信息化全能平臺(tái)。

圖1 中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)建設(shè)方案

3.1 數(shù)字校園云平臺(tái)架構(gòu)方面

其核心架構(gòu)是設(shè)計(jì)一個(gè)集成SaaS模式和松耦合架構(gòu)及多種最新技術(shù)的數(shù)字校園云架構(gòu)平臺(tái)。數(shù)字校園云平臺(tái)是基于一個(gè)整體用戶群、三個(gè)業(yè)務(wù)維度進(jìn)行架構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)：面向一個(gè)市、縣或區(qū)全部學(xué)校對(duì)象群整體，搭建縱向、橫向和時(shí)空三維一體的分布式網(wǎng)絡(luò)信息化區(qū)域云。

3.2 在面向業(yè)務(wù)對(duì)象群的橫向維度方面

在橫向維度，面向區(qū)域內(nèi)所有學(xué)校對(duì)象用戶群，實(shí)現(xiàn)三層次的云服務(wù)體系：一是網(wǎng)絡(luò)硬件的云資源服務(wù)；二是平臺(tái)軟件的云開發(fā)服務(wù)；三是業(yè)務(wù)功能云應(yīng)用服務(wù)；建立以區(qū)域教育信息化中心為區(qū)域信息化云，每個(gè)區(qū)域云作為本區(qū)域建設(shè)、運(yùn)營和管理中心，所需要的所有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及軟件、硬件支撐平臺(tái)，業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)；并負(fù)責(zé)所有前期的實(shí)施、后期的維護(hù)等一系列服務(wù)；實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一開發(fā)實(shí)施、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一運(yùn)營管理、統(tǒng)一平臺(tái)維護(hù)，整合統(tǒng)一提供，同時(shí)各學(xué)校又無需投入、獨(dú)立應(yīng)用。

區(qū)域內(nèi)各學(xué)?；谌龑釉贫朔?wù)，實(shí)現(xiàn)上下資源共享對(duì)接，校間資源共享和對(duì)接。單一學(xué)校用戶無需購買軟硬件、建設(shè)機(jī)房、無需招聘IT人員，無需單獨(dú)設(shè)計(jì)、開發(fā)和管理維護(hù)。整個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有學(xué)校既可以個(gè)性化定制，還可共享區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)和資源；通過整體一次性的投入，以SaaS模式實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)全體學(xué)校的覆蓋，達(dá)到信息化水平整體提升的效果。

在區(qū)域云之上，全市或全省范圍內(nèi)各個(gè)區(qū)域云又可有機(jī)互聯(lián)，形成更大區(qū)域云聯(lián)盟、甚至是全國范圍內(nèi)的教育信息化云。

3.3 在面向業(yè)務(wù)功能的縱向維度方面

在縱向維度，中小學(xué)數(shù)字校園信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)比較多，基于縱向的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間關(guān)系特性，建設(shè)SSO統(tǒng)一認(rèn)證和安全管理體系，搭建面向SOA業(yè)務(wù)系統(tǒng)松耦合架構(gòu)，把系統(tǒng)群建立在由一些松耦合和具有統(tǒng)一接口定義的組件組合之上，通過系統(tǒng)底層靈活的體系架構(gòu)完成統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)一通訊交互；業(yè)務(wù)流程相對(duì)隔離，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的獨(dú)立運(yùn)行和快速響應(yīng)。

通過松耦合體系設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的有效關(guān)聯(lián)、可兼容、可擴(kuò)展；協(xié)同作業(yè)、靈活依賴。各終端學(xué)?？梢苑奖愕倪x用來自區(qū)域云端統(tǒng)一提供的“積木組件式”業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有機(jī)組合和獨(dú)立應(yīng)用。

3.4 在融合無線網(wǎng)平臺(tái)的跨時(shí)空維度方面

數(shù)字校園云基于互聯(lián)網(wǎng)并融合無線網(wǎng)及移動(dòng)通訊，依托專門無線網(wǎng)和通訊服務(wù)中心，其底層支撐所有相關(guān)業(yè)務(wù)，各系統(tǒng)無縫對(duì)接短信、彩信、WAP和手機(jī)客戶端等，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的“中小學(xué)移動(dòng)數(shù)字校園“。

在當(dāng)前以3G、WLAN為代表的高速無線網(wǎng)和iPhone為代表的智能手機(jī)快速發(fā)展的背景下，可以建設(shè)融合互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)無線網(wǎng)雙平臺(tái)的數(shù)字校園系統(tǒng)，“超前部署”教育信息網(wǎng)絡(luò)。

3.5 中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)建設(shè)方案的層次設(shè)計(jì)

在對(duì)一些比較完善的“信息化平臺(tái)”中存在的問題進(jìn)行歸納和分析之后，考慮中小學(xué)數(shù)字校園信息化云架構(gòu)平臺(tái)和松耦合機(jī)制的信息化系統(tǒng)群為核心，并在核心體系下部署六個(gè)應(yīng)用層，從下往上依次為基礎(chǔ)平臺(tái)層、數(shù)據(jù)資源層、業(yè)務(wù)支撐層、功能支撐層、應(yīng)用系統(tǒng)層和用戶層。其中在用戶層，根據(jù)平臺(tái)的受眾大致分為家長/學(xué)生、學(xué)校校長/教師、教育機(jī)構(gòu)、社會(huì)公眾及其他關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)，這樣基本把信息化平臺(tái)的用戶都囊括在內(nèi)。這里我們?cè)O(shè)計(jì)成一個(gè)可定制的個(gè)性化用戶平臺(tái)，可以方便、靈活地為各類用戶包括各課題組、各部門建立各具特色的信息窗口，真正做到將適當(dāng)?shù)男畔鬟f給適當(dāng)?shù)娜?，并且各取所需?/p>

可以看出，在此信息化平臺(tái)方案中，能夠提供統(tǒng)一的用戶管理，數(shù)據(jù)管理和消息協(xié)作等功能。在各個(gè)層次中進(jìn)行擴(kuò)展也很容易，易于升級(jí)和維護(hù)。其中為平臺(tái)的安全專門設(shè)置了故障應(yīng)急處理系統(tǒng)，這部分在基礎(chǔ)平臺(tái)層將建設(shè)成一個(gè)多層次全方位的信息安全管理系統(tǒng)，防止網(wǎng)上各種攻擊行為及病毒等惡意軟件對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的危害，保證數(shù)字校園信息化平臺(tái)正常、健康、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，真正發(fā)揮其應(yīng)有的效益。

4 結(jié)論

在現(xiàn)階段，我們認(rèn)為，我國中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)建設(shè)應(yīng)該遵循“整體布局、分步實(shí)施、重點(diǎn)問題、集中解決”的思路，從“整體規(guī)劃”做起，采取“分步實(shí)施”的策略，按照“重點(diǎn)問題、集中解決”的原則，建設(shè)相應(yīng)的信息系統(tǒng)。盡量采用一些成熟的商用產(chǎn)品，降低開發(fā)成本，規(guī)避開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。商用產(chǎn)品不能提供的功能采取定制開發(fā)加以完善。完成信息平臺(tái)下全方位應(yīng)用，拓展校園的時(shí)間和空間維度，擴(kuò)展傳統(tǒng)校園功能，構(gòu)建一個(gè)具有自己學(xué)校特色的數(shù)字化空間。

本課題設(shè)計(jì)的中小學(xué)數(shù)字校園信息化平臺(tái)建設(shè)方案，已經(jīng)由北京中科育科技有限公司在相關(guān)的數(shù)字校園項(xiàng)目中進(jìn)行了實(shí)施，并取得了良好的效果。因此，本課題的研究將為唐山市中小學(xué)的數(shù)字校園建設(shè)提供很好的參考作用和實(shí)施依據(jù)。

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（責(zé)任編輯、校對(duì)：田敬軍）

Study on Construction Scheme of Digital Campus Informatization Platform in Primary and Middle Schools

SHANG Yan-hong, LU Li-lei, JI Jing

(Computer Science Department, Tangshan Normal University, Tangshan 063000, China)

Based on the investigation of the informatization platform construction in primary and middle schools in Beijing, Hebei, Inner Mongolia this paper analyzes the situation of current campus informatization and illustrates the key points of informatization platform construction in primary and middle schools in line with China’s national conditions. A universal informatization platform construction scheme design combined with the new technology innovation, made a bold attempt in order to promote education informatization.

primary and middle schools; digital campus; informatization platform; construction scheme

TP393.18

A

1009-9115(2015)02-0065-04

10.3969/j.issn.1009-9115.2015.02.020

唐山師范學(xué)院科學(xué)研究基金項(xiàng)目（2013E04）

2014-09-01

商艷紅（1979-），女，河北樂亭人，碩士，講師，研究方向?yàn)樾畔踩?、密碼學(xué)。