中小型教育數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)的探討與建設(shè) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 在浙江省教育信息化十二五規(guī)劃（以下簡(jiǎn)稱規(guī)劃）在指導(dǎo)與推動(dòng)下，經(jīng)過四年的努力，我縣的教育信息化建設(shè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，高速互聯(lián)的校園網(wǎng)絡(luò)讓在線教學(xué)視頻得以進(jìn)入到每個(gè)班級(jí)、交互式電子白板多媒體給學(xué)生帶來了全新的課堂體念、無線一體式計(jì)算機(jī)使得辦公更加便攜效率，總之現(xiàn)代教育信息化設(shè)備使學(xué)校的教學(xué)環(huán)境發(fā)生了徹底的變化，不僅為老師提供了更多樣化的教學(xué)方式，也為學(xué)生帶來了更多自主的學(xué) 習(xí)選擇。當(dāng)然，我們知道先進(jìn)的設(shè)備必需通過適合的應(yīng)用或平臺(tái)才能發(fā)揮其最大的效率，教育信息化建設(shè)如果僅僅是硬件設(shè)備的堆砌，便會(huì)偏離其建設(shè)的根本目的 即推動(dòng)教學(xué)模式的全面革新，猶如失去了靈魂的空殼，沒生氣。也正是因?yàn)槿绱?，在?guī)劃中，省教育廳將數(shù)字校園示范工程列為我省信息化建設(shè)四大重點(diǎn)工程之一，而筆者認(rèn)為數(shù)字校園建設(shè)的關(guān)鍵便是在找到連接設(shè)備與教學(xué)之間的這條紐帶，將先進(jìn)技術(shù)與教學(xué)活動(dòng)完美融合，徹底改變單向被動(dòng)的傳統(tǒng)教學(xué)模式。 一、數(shù)字校園建設(shè)的現(xiàn)狀分析 2012 年以來，我縣逐漸地開始關(guān)于數(shù) 字化校園的探索與建設(shè)，目前城區(qū) 7 所學(xué)校，已經(jīng)有三所申報(bào)了省市級(jí)數(shù)字化校園示范建設(shè)校，并基本都完成數(shù)字化校園硬件部分的建設(shè)，校園數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)也有了一定的雛形，尤其是在資源整合、校務(wù)管理等方面取得了很大的突破。以我縣城西小學(xué)為例，該校自主開發(fā)的校園綜合管理平臺(tái)，將學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)、教務(wù)管理、績(jī)?？己说葮I(yè)務(wù)全部納入到管理軟件當(dāng)中，并進(jìn)行細(xì)分，鼓勵(lì)每個(gè)老師都參與學(xué)校管理，分工合作，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與管理的同步化。然而在取得成績(jī)的同時(shí)，存在的問題更多。主要有以下五個(gè)方面。 （一）、整體設(shè)計(jì)存在缺陷。主要集中在軟件開 發(fā)與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。依然以城西小學(xué)為例，整套管理軟件是基于 C/S 模式開發(fā)的，在這里并不是說 C/S 模式就一定比B/S 模式差，但是作為動(dòng)態(tài)的管理平臺(tái)，簡(jiǎn)單方便操作界面更容易被接受，我們知道 C/S 模式下需要客戶端安裝，對(duì)安裝環(huán)境要求很高，其次對(duì)于軟件的更新也不方便，因此導(dǎo)致老師只能參與到固定的幾個(gè)功能中，一些年老的、或者缺少電腦操作經(jīng)驗(yàn)的老師對(duì)基于此套軟件的使用缺少動(dòng)力，而學(xué)校的技術(shù)人員也為了解決不同主機(jī)帶來的安裝使用問題費(fèi)了不少心思。數(shù)據(jù)庫(kù)方面的缺陷主要在于對(duì)后期加入的數(shù)據(jù)類型缺少預(yù)判，導(dǎo)致很多功能的開發(fā)無 法深入實(shí)現(xiàn)。 （二）、存在重復(fù)設(shè)計(jì)的問題。我們發(fā)現(xiàn)各校在開展數(shù)字化校園建設(shè)時(shí)，有很大一塊功能其實(shí)是差不多或一樣的，比如校務(wù)管理，學(xué)生信息、設(shè)備報(bào)修等。但是由于學(xué)校各自開發(fā)，或各自與不同的供貨商的聯(lián)系，總是需要重復(fù)建設(shè)其他學(xué)校已有功能模塊，導(dǎo)致建設(shè)資金浪費(fèi)。 （三）、始終沒有建立統(tǒng)一的多用戶管理平臺(tái)。統(tǒng)一的多用戶管理平臺(tái)，是數(shù)字化校園建設(shè)的基礎(chǔ)，但不少學(xué)校的校園網(wǎng)站、校務(wù)管理平臺(tái)、設(shè)備維護(hù)平臺(tái)都是相互獨(dú)立的，不僅造成了教師登錄方面的復(fù)雜化，更使得后臺(tái)管理、后期綜合考核無法實(shí)現(xiàn)。 （四）、安全性無法得到保障。對(duì)于一些核心數(shù)據(jù)的管理，學(xué)校沒有充分的技術(shù)力量去保護(hù)其安全性，一旦受到內(nèi)外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊或發(fā)現(xiàn)服務(wù)器故障，很多數(shù)據(jù)都將被竊取甚至損毀，導(dǎo)致整個(gè)平臺(tái)出現(xiàn)不可逆的錯(cuò)誤。 （五）、缺少推廣和應(yīng)用價(jià)值。獨(dú)立的數(shù)字化校園建設(shè)方案，由于其需要高額的資金投入以及一定的技術(shù)支持，在城區(qū)學(xué)校符合條件的學(xué)校便已不多，一些中小型校園，尤其是農(nóng)村學(xué)校，很難有機(jī)會(huì)去實(shí)現(xiàn)校園的數(shù)字化管理，從而提高設(shè)備使用效率，改革課堂教學(xué)模式。 二、區(qū)域性數(shù)字平臺(tái)建設(shè)的策略選擇 針對(duì)上述問題，筆 者認(rèn)為有必要建立縣級(jí)層面的區(qū)域性教育數(shù)字平臺(tái)來加以改變目前的狀況，其包括以統(tǒng)一的多用戶管理為核心，并擁有一定數(shù)量的、可共享使用的、跨平臺(tái)操作的教學(xué)管理應(yīng)用模塊。 當(dāng)然，在討論如何架構(gòu)之前，筆者還想指出，這里所說的區(qū)域性的教育數(shù)字平臺(tái)，與我們以往所提及的以數(shù)字云或大數(shù)據(jù)為背景的大型綜合性數(shù)字應(yīng)用平臺(tái)有本質(zhì)上的區(qū)別。我們都知道，目前隨著云技術(shù)的不斷成熟，許多地區(qū)都在開展教育云的建設(shè)，不可否認(rèn)，教育云極大的改善優(yōu)質(zhì)教育資源的使用效率，促進(jìn)整個(gè)地區(qū)的教育均衡發(fā)展，但是，這種區(qū)域性的教育云也存在其局限性，就 我縣目前實(shí)際狀況來說，也不適合建立教育云，首先，其需要投入的資金巨大用作架構(gòu)云框架以及后期的設(shè)備維護(hù)資金，但我縣每年財(cái)政對(duì)縣級(jí)教育裝備的全部投入為 200 萬元左右，資金缺口巨大。使用效率與投入不成正比。其次，技術(shù)難度要求高，需要專門的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來管理整個(gè)云的建設(shè)和運(yùn)行，目前，在這方面的技術(shù)人員嚴(yán)重不足。最后，后期維護(hù)服務(wù)難以跟進(jìn)，云技術(shù)發(fā)展很快，后期的服務(wù)項(xiàng)目，需要有獨(dú)立開發(fā)和管理的能力。正因?yàn)槿绱?，筆者覺得通過教育云的方式來解決區(qū)域性教育數(shù)字應(yīng)用平臺(tái)，在像云和的小縣開展并不合適。那么平臺(tái)的硬件部分該如何去架構(gòu) 呢？ 三、區(qū)域性數(shù)字平臺(tái)的實(shí)踐與探究 筆者認(rèn)為解決問題基礎(chǔ)，在將當(dāng)前的實(shí)際狀況分析透徹。目前，我縣人口只 13 萬，因此區(qū)域性的教育規(guī)模偏小，通過相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)城域網(wǎng)終端在網(wǎng)絡(luò)高峰時(shí)段，也只有 2000 個(gè)左右，而對(duì)于一些城域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的訪問量，如教育網(wǎng)、研訓(xùn)平臺(tái)，數(shù)字圖書館，每天平均在 300-600 人次左右，因此服務(wù)器的數(shù)據(jù)流量，網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的負(fù)載能力的需求不高，簡(jiǎn)單的服務(wù)器群加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式便可用作數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)的硬件支撐體系。 （一）硬件平臺(tái) 因此根據(jù)以上分析，我們首 先架構(gòu)起兩臺(tái)高性能應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)器，主要用作搭建數(shù)字應(yīng)平臺(tái)主體部分，如統(tǒng)一用戶管理、網(wǎng)站群集等以及對(duì)重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，將它們?cè)O(shè)置成主從關(guān)系，并通過相關(guān)軟件完成雙機(jī)熱備。使兩臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)相互備份以及訪問的負(fù)載均衡，服務(wù)器的磁盤陣列可以設(shè)置為 RAID1 或 RAID5，然后架構(gòu)一臺(tái)以存儲(chǔ)為主的虛擬化服務(wù)器，通過一核一應(yīng)用的設(shè)置，建立各類模塊化的輔助平臺(tái)如數(shù)字圖書館、資源中心等，以及對(duì)大型數(shù)據(jù)，如視頻、電子圖書等數(shù)據(jù)的管理。這種架構(gòu)的特點(diǎn)，一方面在于高效、管理方便，可以針對(duì)特定的功能模塊進(jìn)行獨(dú)立建設(shè)，又不影響整 體使用，切換過程對(duì)應(yīng)用程序無影響，無需重新啟動(dòng)或登錄，做到無人值守。另一方面在于數(shù)據(jù)管理的安全性較高，尤其是重點(diǎn)數(shù)據(jù)不僅在服務(wù)器內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)硬盤間備份，服務(wù)器之間也可以完成實(shí)時(shí)更新對(duì)接，當(dāng)遇到訪問激增或受到泛數(shù)據(jù)攻擊時(shí)主從服務(wù)器的相互配合可以起到一定的緩沖作用。 （二）軟件平臺(tái) 通過上面方式，我們基本搭建起了平臺(tái)硬件支撐體系，而對(duì)于應(yīng)用平臺(tái)的軟件部分，筆者根據(jù)相關(guān)功能模塊的重要程度又將其分為三大部分，即基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、站群服務(wù)平臺(tái)、校園公共服務(wù)平臺(tái)，來分步實(shí)施。具體架構(gòu)方式如下： 1、 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。為什么要把數(shù)據(jù)庫(kù)作為建設(shè)的最重點(diǎn)部分，這是由數(shù)字校園基本內(nèi)涵來決定的，數(shù)字校園是以數(shù)字化信息和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上建立起來的對(duì)教學(xué)、科研、管理、技術(shù)服務(wù)、生活服務(wù)等校園信息的收集、處理、整合、存儲(chǔ)、傳輸和應(yīng)用，使數(shù)字資源得到充分優(yōu)化利用的一種虛擬教育環(huán)境。從定義中我們可以看出，這些應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)都是圍繞數(shù)字化的信息資源展開的，而這些信息資源一部分存在于網(wǎng)絡(luò)中，另一部分就存儲(chǔ)在我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中。就拿我們一直在強(qiáng)調(diào)的統(tǒng)一用戶管理平臺(tái)來說，拋開桌面化的設(shè)計(jì)，其主要部分就是數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。 對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)，筆者認(rèn)為可以從三個(gè)方面開展建設(shè)，首先，是穩(wěn)定性?？梢酝ㄟ^采用 window server 2008+SQL server 2005 以上的版本來建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要是由于兩者共同使用的案例較多，而且設(shè)置便攜，技術(shù)成熟，網(wǎng)上對(duì)這種數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)方式的介紹資源很較多且已經(jīng)過不少實(shí)踐測(cè)試，非常適合向我縣這種中小型數(shù)庫(kù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)使用。其次，是兼容性。必須建立起兩大基本數(shù)據(jù)庫(kù)，一是建立以我縣教師培訓(xùn)平臺(tái)為基礎(chǔ)教師用戶管理數(shù)據(jù)庫(kù)，二是建立無縫對(duì)接浙江省中小學(xué)學(xué)生電子學(xué)籍系統(tǒng)的學(xué)生用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。這兩大數(shù)據(jù)庫(kù)建 立后，后期的其他模塊開發(fā)，都將以這兩大數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行再優(yōu)化配置，尤其是針對(duì)全縣教育系統(tǒng)內(nèi)的統(tǒng)一用戶管理平臺(tái)，便是建立在這兩大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)之上。最后，是安全性。即通過數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部及服務(wù)器間的熱備設(shè)置好數(shù)據(jù)的備份管理。 2、站群服務(wù)平臺(tái)。這個(gè)部分是整個(gè)項(xiàng)目的核心。主要采用面向?qū)ο蠼M件化設(shè)計(jì)，采用 B/S 模式架構(gòu)起 “ 主站 +分站 ” ，具體功能及組織形式如下： 首先是建立起以云和教育網(wǎng)為中心的主站，以中小學(xué)校園網(wǎng)站為依托的分站。城區(qū)大型學(xué)校的每個(gè)分站點(diǎn)都可以啟用獨(dú)立的域名、獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)、獨(dú)立的空間， 而農(nóng)村學(xué)校，可以主站的平臺(tái)下以二級(jí)域名的形式，建立起具有各自學(xué)校特色的校園網(wǎng)站。 其次，建立以主站數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一用戶管理體系，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證和權(quán)限控制體系，對(duì)用戶身份信息和系統(tǒng)控制信息進(jìn)行有效組織管理，提供高效安全的目錄訪問，為各應(yīng)用系統(tǒng)提供身份管理平臺(tái)和權(quán)限控制的支持，確保用戶的跨平臺(tái)操作，如實(shí)現(xiàn)在主站后臺(tái)便可直接管理所有分站，也可以通過在主站的登錄，直接跳轉(zhuǎn)至其他功能平臺(tái)。 再次，完成獨(dú)立分站與主站數(shù)據(jù)庫(kù)在相關(guān)應(yīng)用數(shù)據(jù)方面的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)間互通數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)共享，主站可以群發(fā)通 知給所有分站，分站也可推送新聞信息給主站，幫助實(shí)現(xiàn)學(xué)校細(xì)致的信息化布局，降低建設(shè)維護(hù)成本。 最后，為其他輔助平臺(tái)，提供好數(shù)據(jù)接口，確保整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的統(tǒng)一管理。 3、校園公共服務(wù)平臺(tái)。主要是指以云和教育為核心的，以研訓(xùn)綜合平臺(tái)、教育技術(shù)管理平臺(tái)、遠(yuǎn)程教育直播平臺(tái)為依托，包括辦公協(xié)同系統(tǒng)、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)、數(shù)字圖書（館）管理系統(tǒng)、網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)、教師博客系統(tǒng)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即我縣十二信息化規(guī)劃中的重點(diǎn)項(xiàng)目，一網(wǎng)三平臺(tái)五系統(tǒng)。目前，除研訓(xùn)綜合平臺(tái)、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)還在建設(shè)當(dāng)中，其他數(shù)字化應(yīng)用模 塊均已建成，并投入使用。 這些面向全縣學(xué)校，資源共享、數(shù)據(jù)互聯(lián)的綜合應(yīng)用平臺(tái)建立，主要用于解決好在全縣教育信息化推進(jìn)過程中，出現(xiàn)的使用盲點(diǎn)，重復(fù)建設(shè)效率整合等問題，為實(shí)現(xiàn)真正優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源共享，服務(wù)全體師生架構(gòu)體驗(yàn)平臺(tái)。這些模塊在可視化界面中，是相互獨(dú)立，而在底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)卻又相互聯(lián)系。比如，以研訓(xùn)平臺(tái)與教育技術(shù)管理平臺(tái)，兩者是針對(duì)不同教學(xué)應(yīng)用及管理而定制開發(fā)的服務(wù)平臺(tái)，雖然安裝在一起，但經(jīng)過服務(wù)器虛擬化后有各自不同的域名或物理地址，但是他們底層的數(shù)據(jù)是互通的，首先，用戶不僅可以從各自平臺(tái)登錄，也可以 直接就教育網(wǎng)的首頁登錄；其次，是數(shù)據(jù)方面相互的調(diào)用，如，我們可以利用辦公協(xié)同系統(tǒng)來對(duì)學(xué)校的教師進(jìn)行績(jī)效考核，這時(shí)就有可能利用到研訓(xùn)平臺(tái)中質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，不需要再進(jìn)行重復(fù)的登記錄入，極大提高了辦公效率。 三、應(yīng)用及推廣價(jià)值 通過以上的相關(guān)步聚，我們基本架構(gòu)起了完整統(tǒng)一、覆蓋全面、應(yīng)用深入、安全可靠的綜合平臺(tái)，即前文所提出的區(qū)域性數(shù)字應(yīng)用平臺(tái)，為消除信息孤島和應(yīng)用孤島，實(shí)現(xiàn)部門間、校園間暢通的無紙辦公，對(duì)各項(xiàng)服務(wù)管理工作提供了無所不在的一站式服務(wù)。 這一平臺(tái)建設(shè)，主