“ 云”和“物聯(lián)”技術(shù) 背景下 教育 三 主體 信息 資源 管理 研究 摘要： 針對 90后 社會化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)階段 學(xué)習(xí)行為和 “云”和“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)所帶來 技術(shù)可能的 變革，研究 對比了 各種教育及教育信息理論的適應(yīng) 性，以教育信息資源 和新技術(shù)所提供的教育數(shù)據(jù)為中心和實驗對象，以系統(tǒng)動力學(xué)方法為分析方法， 研究基于高等教育多主體（教務(wù)、教師、學(xué)生）角色特性的 “教學(xué)” 信息資源管理 ； 以 整合實驗 場景、網(wǎng)絡(luò)支架、任務(wù)探究、互動教學(xué)、資源協(xié)作 等 教育資源管理問題 ， 通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 成和定制開源軟件（ 實現(xiàn)高等教育教務(wù)、教師與學(xué)生“三主”體按需獲取“教學(xué)”資源的目標(biāo)， 最后， 通過 某 211大學(xué)研究生 400門課程布置 所 提供 的 海量 教育行為 數(shù)據(jù) 為 樣本 ， 建立 教務(wù)、教師和學(xué)生 三主體 信息獲取行為系統(tǒng)動力學(xué) 模型 ，為教育管理科學(xué)化提供依據(jù)。 1 問題的提出 “ 加快教育信息化進(jìn)程 ”、“ 信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響 ”、“ 加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) ”、“ 加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)與應(yīng)用 ， 構(gòu)建國家教育管理信息系統(tǒng) ” 是目前教育管理的重要 趨勢 1。隨著互聯(lián)網(wǎng)和 普及，新時代的學(xué)生教育由于信息化所帶來的新情況，教育本身對于學(xué)生、教師和教育責(zé)任部門面臨巨大的挑戰(zhàn)。 互聯(lián)網(wǎng)資源的及時性和豐富性使得教育邁入社會化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)階段， 這個階段 知識與教育分離 、 90 后大學(xué)學(xué)習(xí)行為發(fā)生巨大變革 2；互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展和信息化社會到來正改變著傳統(tǒng)的教與學(xué)；伴隨互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)成長起來的大學(xué)生 希望與時代相適應(yīng)的 精彩的數(shù)字化學(xué)習(xí)生活。 教育改革必須適應(yīng) 從單一文字向綜合多種感官參與轉(zhuǎn)移，從線性知識編排到網(wǎng)狀非線性編排，從靜態(tài)、單維向動態(tài)、多維轉(zhuǎn)變，從關(guān)注學(xué)生外在行為向 關(guān)注學(xué)生內(nèi)心體驗和學(xué)習(xí)策略培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。 當(dāng)代中國高等教育教育呈現(xiàn)應(yīng)用多元需求和建構(gòu)本源探索的巨大矛盾；“教育既生活 3”、“教育為了適1國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要第十九章 中 2浙江大學(xué)教授論文 3 實用主義理論； 應(yīng)社會”、“教師不是桶也不是水是支架 4”、“教師的任務(wù)是建立學(xué)生的建構(gòu)”、“以學(xué)生為中心”、“以信息資源為中心甚至無中心 5”， 從信息傳遞的角度來看， 用主義、 建構(gòu) 主義 、以教師為中心、 合學(xué)習(xí) 等，都可以認(rèn)為 是適合某種信息 傳遞方式、時代、限制的適應(yīng)性理論； 信息接收變革與基于和教育責(zé)任主體的角色滿意和角色自組織的教育趨勢與任務(wù)研究 是高等教育不能回避的問 題 ； 解決教育的抓手只能是從教育責(zé)任主體的角色特性入手，不是“站在教育外面研究教育” 6； 單純以學(xué)生為中心的教育理念在實踐上難以實施、在理論上不符合 目前的教育權(quán)利結(jié)構(gòu) ，如何利用信息網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢構(gòu)建角色個性的新教育是高校的一個難題 ，也是信息技術(shù)的一個 機(jī)會 ； 教學(xué)資源建設(shè)模式轉(zhuǎn)變 、 教師教學(xué)方法模式轉(zhuǎn)變 、 學(xué)生學(xué)習(xí)方法模式轉(zhuǎn)變 、 教學(xué)教務(wù)管理模式轉(zhuǎn)變 ； 目前的教育責(zé)任主體分為教學(xué)管理部門、教師、學(xué)生，解決以上責(zé)任主體的積極性 方面 有關(guān)學(xué)者做了大量研究，也形成了 “拼盤”現(xiàn)象 ，在教育信息資源方面 保持著相當(dāng)鮮明的 分離 痕跡。對于 “ 拼盤”現(xiàn)象的出現(xiàn)原因，一般認(rèn)為是由 圍繞學(xué)生為中心 整合 和強(qiáng)調(diào) 程度不夠所造成的。但是根據(jù)以上伯恩斯坦對于課程類型和教育知識編碼的分析，這種拼盤現(xiàn)象的出現(xiàn)原因，并非因為整合程度不夠，而是因為 各教育責(zé)任主體對整合實質(zhì)的理解有誤區(qū)。 要做到整合 ，需要通過改變 教育責(zé)任主體 之間關(guān)系才能達(dá)到的整合。我們需要做的是如何降低 教育責(zé)任主體 之間的離隔強(qiáng)度或分類強(qiáng)度，使 教務(wù)、教師、學(xué)生 之間的界限變得十分模糊 ，基于云”和“物聯(lián)”技術(shù)給 教育信息資源有了“同 源 性” 提供可能 的解決方案 。 使得教育管理部門的成就感、學(xué)生認(rèn)可的 外在表現(xiàn) ( 教師認(rèn)可的 學(xué)生的內(nèi)在能力 (成一致的“認(rèn)同感” 。 網(wǎng)絡(luò)教育的云和物聯(lián)技術(shù)發(fā)展，給出了利用教育數(shù)據(jù)進(jìn)行行為科學(xué)、實驗經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘進(jìn)而走向?qū)嵶C科學(xué)的可能；也給出了分布式學(xué)習(xí)、即插即用學(xué)習(xí)、知識與技能分離學(xué)習(xí)、角色個性自適應(yīng)的可能性 ；能否基于最大限度的教育信息資源共享，將已有的各種理論模式和實踐和行政形成的教育資源整合起來，以 角色個性化來展現(xiàn)高教多主體的的信息資源管理，是本研究的重點。 2. 信息管理的框架和教育理論基礎(chǔ) 標(biāo)和任務(wù)： 目 標(biāo)： 構(gòu)建一個以信息資源獲取為中心的泛在感知的即插即用的 “快樂學(xué)習(xí) ”的 “云 ”； 教育的三個主體在物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)情況下的目標(biāo)： 實體系統(tǒng) 、 任務(wù)聚焦 、 泛在感知 、 支架教學(xué) 、 協(xié)作互動 、 自主探究 、數(shù) 據(jù)留存 、按需獲取； 要解決的關(guān)鍵應(yīng)用問題： 課程教育向“剝離知識，貼近應(yīng)用”靠近一步 ； 實驗教育向“知其所以然”提升一步；學(xué)生向“以我為中心、協(xié)作學(xué)習(xí)”深入一步； 教師向“以教育為本，快樂培育”回歸一步； 4 建構(gòu)主義理論 5 分布式學(xué)習(xí)理論 6 伯恩斯坦教育話語理論 監(jiān) 督 過 程控 制 結(jié) 果教 務(wù)圖 1. 云教學(xué)流程 型框架 ： 圖 2. 項目前期搭建的實驗 體系圖 關(guān)教育學(xué)理論基礎(chǔ) 用主義教育理論與新技術(shù)視野下場景實踐教學(xué) 整合 ； 高等教育網(wǎng)上和網(wǎng)下最大的區(qū)別也許除了專業(yè)的教學(xué)機(jī)構(gòu)和師資外，就是實驗環(huán)境和器材了。古今高等教育均采用的昂貴的實驗器材在網(wǎng)絡(luò)虛擬世界中一樣無法取代是具有一定理論基礎(chǔ)的，信息技術(shù)的發(fā)展不是取代而是強(qiáng)化實驗環(huán)境的建設(shè)，因此盡可能整合和提升實驗器材的使用是高等學(xué)歷教育重要內(nèi)容。 這是因為 認(rèn)知的本性是分布式的 7，認(rèn)知現(xiàn)象不僅包括個人頭腦中所發(fā)生的認(rèn)知活動，還涉及人與人之間以及人與技術(shù)工具之間通過交互實現(xiàn)某一活動（比如飛行教育的飛行過 程）的過程。 教育的中心應(yīng)從教師和教科書轉(zhuǎn)到學(xué)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與任務(wù)或問題相結(jié)合，以探索問題來引導(dǎo)和維持學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)；創(chuàng)建真實的教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生帶著真實的任務(wù)去學(xué)習(xí)，在這個過程中，學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動權(quán)，教師能動地引導(dǎo)和激勵，使學(xué)生真正掌握所學(xué)內(nèi)容，并通過任務(wù)舉一反三； 實用主義教育家 杜威 8認(rèn)為， “ 機(jī)體7 布認(rèn)知理論 8杜威提出 “教育即生活”、“學(xué)校即社會”、“做中學(xué)”等主要觀點，追求創(chuàng)新思維、強(qiáng)調(diào)實踐經(jīng)驗、加強(qiáng)教育的統(tǒng) 一性 離不開環(huán)境。有了環(huán)境這個概念，把心理活動看作是孤立存在于真空中的個體活動是不可能的。 ” 8 這句話就蘊含著對心理活動研究的個體分析單元（不管是外顯行為還是內(nèi)部符號處理機(jī)制）的質(zhì)疑。在對心理學(xué)研究困境 的反思中，對于維果茨基的心理學(xué)成果，人們也給予了特別關(guān)注： “ 那么，如何擺脫目前心理學(xué)的危機(jī)呢？在反思中，人們意識到維果茨基的成果中蘊藏著許多有價值的思想。 ” 9 維果茨基根據(jù)馬克思主義的實踐觀，指出 “ 心理不僅通過人的活動表現(xiàn)出來，而且是在活動中形成的 ” ； 10 “ 意識不是與世隔絕、脫離活動的內(nèi)部封閉系統(tǒng)，而是以活動作為它的客觀表現(xiàn)的 ” 。 11 合學(xué)習(xí)理論與基于物聯(lián)技術(shù)的在線教育支架的融合研究； 除了實驗和課本之外，信息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)為強(qiáng)化感知做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)， 利用多種媒體多種教學(xué)方法進(jìn)行教 學(xué) ，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開展輔助性教與學(xué)活動 9； 本研究開發(fā)出基于物聯(lián)的“云實驗” 平臺 ， 搭建一個分布式在線實驗支架。 “分布式學(xué)習(xí)并不是一個替換遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的新名詞它來自于分布式資源的概念。分布式學(xué)習(xí)是一種教學(xué)模式，它允許指導(dǎo)者、學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容分布于不同的非中心的位置，使教與學(xué)可以獨立于時空而發(fā)生。分布式學(xué)習(xí)模式可以結(jié)合傳統(tǒng)的基于課堂的課程使用，也可以結(jié)合遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)課程或者可以用來創(chuàng)建完全虛擬的教室?！?10分布式學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)程教育的建構(gòu)主義網(wǎng)絡(luò)時代的遠(yuǎn)程教育 采用建 構(gòu)主義的 想將傳統(tǒng)的以教師為中心改變 為以學(xué)習(xí)者為主體著重于情景、建構(gòu)、合作與交流，著重于為學(xué)習(xí)者提供豐富的資源建立自己的認(rèn)識和理解。 構(gòu)主義理論與“云”環(huán)境下互動教學(xué)的研究； 建構(gòu)主義認(rèn)為，知識不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會文化背景下，獲取知識的過程，在這個過程中，需要借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。 “授人以魚步入授人以漁”，教育的目的是完成新一輪意義架構(gòu)。 課程為中心、 資源為中心均采用 準(zhǔn)，構(gòu)建了一個互動學(xué)習(xí)的平臺。 圖 3. 按照建構(gòu)主義進(jìn)行設(shè)計的信息課程角色 9 混合學(xué)習(xí)理論； 10 1995 年 在 on 分布式學(xué)習(xí)理論 式 11與 網(wǎng)絡(luò)探究 教學(xué)的研究； 教學(xué)平臺使用信息化技術(shù)，通過將達(dá)到某一學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)路線細(xì)分為課程，將課程細(xì)分為可執(zhí)行的動，使學(xué)生通過這種學(xué)習(xí)模式掌握課程知識，最終完成專業(yè)學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中，教師通過教學(xué)指導(dǎo)和資源組織來幫助學(xué)生，學(xué)生通過自主地資源獲取和學(xué)習(xí)、同學(xué)互助以及向教師求助來最終完成任務(wù)目標(biāo)。在此過程中通過對學(xué)生活動的跟蹤，學(xué)習(xí)成果的考核和評價，客觀地呈現(xiàn)學(xué)生地學(xué)習(xí)生涯，并可通過對此進(jìn)行 分析反饋以修正學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和方向。 圖 4. 綜合布線工程實驗 絡(luò)探究采用支架式、拋錨式、隨機(jī)進(jìn)入、啟發(fā)式教學(xué)，形成一整套針對于網(wǎng)絡(luò)空間的任務(wù)教學(xué)體系。任務(wù)體系通過對比性探究，培養(yǎng)思維的比較性；通過互補性探究，培養(yǎng)思維的嚴(yán)密性；通過矛盾性探究，培養(yǎng)思維的批判性；通過聯(lián)系性探究，培養(yǎng)思維的靈活性；通過擴(kuò)展性探究，培養(yǎng)思維的廣闊性； 6、資源依賴?yán)碚撆c新技術(shù)視野下教育信息資源管理 模式 的研究； 按照 伯恩斯坦的教學(xué)話語理論，話語實際是一種規(guī)則，比如教學(xué)性話語又被稱為教學(xué)性規(guī)則，規(guī)約性話語又被稱 為規(guī)約性規(guī)則 . 所謂教育知識編碼指的是一種規(guī)則，這種規(guī)則可以對課程、教學(xué)實踐和教學(xué)評價實施總調(diào)控 學(xué)生為中心”是無力的和不可能成功的。 作為組織高校及其行政組織行為最重要的是關(guān)心生存和發(fā)展； 為了生存，高校需要資源，而學(xué)校恰恰通常不能生產(chǎn)這些資源；學(xué)院和學(xué)校必須與它所依賴的環(huán)境中的技術(shù)、服務(wù)、資源 因素 互動，通常包含服務(wù)公司、產(chǎn)品、開源代碼、其它院校經(jīng)驗和教訓(xùn)；高校的 生存建立在一個控制內(nèi)部與外部資源關(guān)系的能力基礎(chǔ)之上 12。 11 程是 1995 年由美國圣地亞哥州立大學(xué)教育技術(shù)系伯尼道格（ 湯姆馬奇（ 立，目前全球已有數(shù)以千計的教師建立了自己的 程網(wǎng)頁，并在課堂教學(xué)中廣泛開展了實踐。 12杰弗里 普費弗 &薩蘭奇克 資源依賴?yán)碚?教育責(zé)任主體是教育行政、教師和學(xué)生，僅僅依賴這些資源是教育 資源管理成功的必要條件； 開源模式是軟件的一個趨勢，更是教育軟件的優(yōu)勢；校企合作也是資源共享的一個方式。 以上資源是新技術(shù)視野下的教育信息資源管理的重要內(nèi)容。 本研究的 資源協(xié)作模式的 具備的 特點 如下 ： 保姆式工程協(xié)作： 依據(jù)實驗場景的 工程化平臺 ， 立足主流技術(shù)：例如 網(wǎng)絡(luò)測試的 試儀、 物聯(lián)網(wǎng)的 德州儀器 設(shè)備 ， 均 給出詳細(xì)的實驗指導(dǎo)書 。 例 如在網(wǎng)絡(luò)實驗中要求 務(wù)商提供網(wǎng)絡(luò)實驗指導(dǎo)書； 分紅式校企協(xié)作： 展開 教育實驗內(nèi)容和科研原型的深度合作， 在目前的教育體制下，指望教師去做深入工程化的實驗內(nèi)容開發(fā)非常困難，然而探索通過企業(yè)合作，將內(nèi)容外包，可以實驗校際資源市場化高效運行。 組件式支架協(xié)作： 物聯(lián)技術(shù)牽涉到非常寬泛的技術(shù)類別，依靠 各類接口的緊密開發(fā) 作伙伴 ，實現(xiàn)教學(xué)支架物聯(lián)的產(chǎn)品實現(xiàn) ； 服務(wù)式開源協(xié)作：盡可能使用在某一領(lǐng)域已經(jīng)占絕對統(tǒng)治地位的開源體系； 采用成熟的套件產(chǎn)品配合； 注重技術(shù)的穿透能力和服務(wù)； 著重在制高點上整合資源搜索搜索、版本管理、流程管理功能； 定制開發(fā)具有核心競 爭能力和專業(yè)特色的教育內(nèi)容部分； 計 算 機(jī) 存 儲 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 備 數(shù) 據(jù) 庫實 驗 儀 器 教 學(xué) 設(shè) 施 環(huán) 境 設(shè) 施感 知 控 制計 算 資 源 池 存 儲 資 源 池 網(wǎng) 絡(luò) 資 源 池 數(shù) 據(jù) 資 源 池資 源管 理映 像管 理教 學(xué) 平 臺 實 驗 平 臺服 務(wù) 接 口 服 務(wù) 注 冊 服 務(wù) 查 找 服 務(wù) 訪 問 服 務(wù) 流 程服 務(wù)管 理用 戶管 理資 源 平 臺適 應(yīng)管 理教 室 門 戶 學(xué) 習(xí) 門 戶 教 務(wù) 門 戶門 戶 層S O A 架 構(gòu)云 架 構(gòu)物 聯(lián) 網(wǎng)圖 5. 基于角色自適應(yīng)的教育平臺設(shè)計 驗場景系統(tǒng) 的技術(shù)布置 實驗 場景系統(tǒng)是整合高校特有的、具有巨大投資額度的實驗室資源，通過物聯(lián)技術(shù)將“現(xiàn)實的虛擬增強(qiáng)”和 ”虛擬的現(xiàn)實增強(qiáng) ”,盡可能地還原真實工程的環(huán)境特點和感受。調(diào)查表明， 90%的真實工程問題，模擬系統(tǒng)無法在線，強(qiáng)調(diào)真實工程環(huán)境并通過物聯(lián)技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)環(huán)境增強(qiáng)而不是“替代”是實驗場景系統(tǒng)的關(guān)鍵。 例 入 網(wǎng)絡(luò)實驗室 建立 真實工程的網(wǎng)絡(luò)（交換、防火墻、路由器等） 并輔助以異步串 口的教學(xué)后臺配置系統(tǒng)； 弱電實驗室 以真實的從光纖接入到機(jī)架、水晶頭制作的工程實驗室，配備以演示客戶端視頻發(fā)布和動作系統(tǒng)； 物流實驗室 建立真實感知的物流現(xiàn)代化實驗并輔助以電子化物流和虛擬仿真后臺系統(tǒng)等。通過 知識和技能的真實感知 ，完成師生“教育既社會”的信心體系和教務(wù)的實用認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)。 圖 6. 信息安全實驗場景與知識點對應(yīng) 于物聯(lián)技術(shù)的 在線實驗支架 實驗系統(tǒng)的花費是巨大的，而教務(wù)管理上保證學(xué)生 24 小時現(xiàn)場實驗困難極大，基于物聯(lián)技術(shù)的 在線實驗支架 為教育改革管理提供的技術(shù)職稱。 考慮到實驗的穩(wěn)定性，在線實 驗支架開發(fā)以 術(shù)框架 為基礎(chǔ)，利用 485、 232、串口接口、現(xiàn)場總線 、 技術(shù)，整合 視頻、 號、模擬信號 ，感受真實實驗場景系統(tǒng)的 溫度、濕度、位置、設(shè)備管理 等信息， 實現(xiàn)遠(yuǎn)程教務(wù)管理的 強(qiáng)電、弱電、遙控中控控制 和“虛擬現(xiàn)實增強(qiáng)”以及“現(xiàn)實的虛擬增強(qiáng)”。 在線實驗支架需要開發(fā)軟件產(chǎn)品平臺，開發(fā)整合 網(wǎng)管技術(shù)、接入網(wǎng)關(guān)、全聯(lián)通網(wǎng)技術(shù) 實現(xiàn) 智能代理技術(shù)、跨平臺、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫支持 。 在線實驗支架采用課題組 接入網(wǎng)關(guān) 專利技術(shù)，該技術(shù)是 嵌入式芯片設(shè)計 ，將 控制層下移至接入層 實現(xiàn)控制中心全網(wǎng)管理 ，保證 實驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性和 防止內(nèi)部攻擊 。 在線實驗支架采用遠(yuǎn)程錄播和視頻來解決實驗場景的補充問題，采用 在線實驗 拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù) 組件 實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)管理 ，該組件實現(xiàn)以下功能： (1)自動物理拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)： (2)物理拓?fù)涫止ぐl(fā)現(xiàn)與位置調(diào)整： (3)物理拓?fù)涞恼故荆?(4)物理拓?fù)鋱D與各種信息關(guān)聯(lián) (5)物理拓?fù)鋱D分級管理 (6) 拓?fù)鋱D自動布局 (7) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備拓?fù)涠ㄎ?信 息 安 全 實 驗 教 學(xué) 平 臺P P 知 識 點實 驗 原 理實 驗 應(yīng) 用 情 境確 定目 的確 定目 的了 解原 理了 解原 理實 驗情 境實 驗情 境基 礎(chǔ) 實 驗 教 程實 驗 教 程實 驗 軟 硬 件 環(huán) 境屏 幕 錄 像網(wǎng) 絡(luò) 資 源教 學(xué) 與 課 后 復(fù)習(xí) 雙 重 功 能真 實 的 實 驗 操作 過 程網(wǎng) 絡(luò) 信 息信 息 安 全 實 驗教 學(xué) 平 臺 資 源庫自 主 尋 求自 主 尋 求漏 洞 網(wǎng) 站弱 口 令S q l 注 入跨 站 腳 本暴 庫插 馬F i l e p a t h 上 傳數(shù) 據(jù) 庫 備 份漏 洞萬 能 密 碼W e b s h e l l 獲取 漏 洞源 碼 獲 取實 驗 具 體 步 驟 說明思 考 題B a k 下 載目 錄 瀏 覽圖 7. 信息安全課程在線實驗支架的邏輯圖 于 情景訓(xùn)練系統(tǒng) 場景訓(xùn) 練系統(tǒng)是利用 景訓(xùn)練的幾種教學(xué)策略 ， 采用建構(gòu)理論任務(wù)模式 ， 一般由小組工完成 ，實現(xiàn) 現(xiàn)實環(huán)境情景拋錨 ， 完成新一輪知識螺旋上升建構(gòu) 。例如，在網(wǎng)絡(luò)安全課程忠布置具有 13 個網(wǎng)站漏洞的真實系統(tǒng)作為學(xué)期總作業(yè)來完成學(xué)生的綜合實驗； 網(wǎng)絡(luò)工程 課程忠以學(xué)生身邊事件來實現(xiàn) 拓?fù)?圖 、 、 、個人網(wǎng)站、 最終完成一個真實的網(wǎng)絡(luò)小組 投標(biāo) 總作業(yè)。以上 情境訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計，再輔助以后臺的實驗管理平臺（例如信息安全課程輔助以具有 100 多個遠(yuǎn)程實驗的 信息安全種子庫 實驗支架）。 情景訓(xùn)練系 統(tǒng)采用 虛擬的現(xiàn)實增強(qiáng) 、 現(xiàn)實的虛擬增強(qiáng) 、 3D 多媒體技術(shù) 、 仿真模擬技術(shù) ，完成任務(wù)教學(xué)的真實實驗場景、遠(yuǎn)程實驗場景的真實感知和布置。 圖 8. 基于 網(wǎng)絡(luò)工程標(biāo)書訓(xùn)練體系 于“云” 技術(shù)的教育 互動探究平臺 “即插即用”、“及時感知”、“及時互動”、“分布式知識體系”是使得互動教育具有“云教育”的特征。通過物聯(lián)網(wǎng)、 云端技術(shù)整合實驗資源、計算資源與教學(xué)資源，并通過網(wǎng)絡(luò)的方式提供服務(wù)。 開源平臺的好處在于成本低廉、用戶多和可定制強(qiáng)，本研究 使 用 準(zhǔn) 的 源平臺 （ 臺以教育信息資源為中心，根據(jù)中國教育特點 個性化設(shè)置視頻點播、文檔資源庫 ， 定制開發(fā)教學(xué)管理、排課、門戶內(nèi)容 ，實現(xiàn)教務(wù)、教師、學(xué)生多中心的個性化角色設(shè)置，完成精品課程、師生互動、 資源互動，在線開始、作業(yè)、投票、報表工程 等功能?；咏虒W(xué)平臺在上海海事大學(xué)、東華大學(xué)、上海商學(xué)院、上海醫(yī)療高等?？茖W(xué)校等信息類、信息管理類學(xué)校得到使用，進(jìn)一步需增加基于三種教育角色的自適應(yīng)界面系統(tǒng)。 圖 9. 網(wǎng)絡(luò)工程課程探究示范 于按需搭建 13模型 和 術(shù) 的松耦合教育信息 資 源 管理 在提供服務(wù)的后臺， 更強(qiáng)調(diào)的是軟件組件之間的松散禍合和使用分散的標(biāo)準(zhǔn)接口 ”。以 服 務(wù)為中心的 獨立的功能實體、大數(shù)據(jù)量低頻率訪問、基于文本的消息傳遞、可重用的服務(wù)及服務(wù)接口設(shè)計管理 。 根據(jù)本文的要求，教育信息資源管理模式可以分為以下 三 個層次： 第一層 為 現(xiàn)有資源， 包括資源 管理系統(tǒng)、 實驗管理系統(tǒng)、教學(xué)互動系統(tǒng)； 第二 層 為服務(wù)支持 層 ， 提供對服務(wù)的注冊、查找、訪問、接口定義、流程支持等集成環(huán)境，以及 對服務(wù)質(zhì)量以安全進(jìn)行管理。 第三 層 為服務(wù)層，在這一層中通過不同的組件把底層系統(tǒng)的功能封裝起來，形成各類服務(wù)： 1、公共服務(wù)，如成績查詢 等。 2、間接服務(wù) ， 如說帳戶信息等。 3、技術(shù) ， 如 日志服務(wù)以及安全服務(wù)等。 13 張世明，覃正，錢冬明，徐和祥，可按需搭建的網(wǎng)絡(luò)課件開發(fā) 協(xié)同管理模式，中國電化教育， 2009年 7 期 4. 基于海量教育行為數(shù)據(jù)系統(tǒng)動力學(xué)分析的三主體自適應(yīng) 系統(tǒng) 的建立 通過 結(jié)出一些基本的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為規(guī)律，比如：課件和考試題庫關(guān)聯(lián)、日常成績和上網(wǎng)行為關(guān)聯(lián)、個性化排名提示等，按照這些規(guī)律沒門課程以 60人計算，平均學(xué)期點擊頁面數(shù)可以達(dá)到 6萬條，如果實驗一個系或 者一個學(xué)院，就能達(dá)到海量數(shù)據(jù)。本課題組軟件平臺已經(jīng)在某 211大學(xué)研究生 400門課程進(jìn)行布置，將會提供一個非常巨大的海量樣本，根據(jù)這個樣本，可以進(jìn)行海量教育行為數(shù)據(jù)系統(tǒng)動力學(xué)分析 以及網(wǎng)絡(luò)行為中教務(wù)、教師和學(xué)生 的三主體自適應(yīng)模型的建立 ，以便為教育管理科學(xué)化提供直接的依據(jù)。 可以抽象出一些共同的元素，如角色、活動以及結(jié)果或數(shù)據(jù)等。課件的開發(fā)流程也可以表示為由一些直接或間接關(guān)聯(lián)的活動單元組成，每一個活動單元都由一個或多個特定的角色在一定的環(huán)境中執(zhí)行每個活動執(zhí)行完后都會產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果，也就是活動的任務(wù)參考面向?qū)ο蟮?軟件工程思想可以將流程中的活動單元抽象出以下概念模型圖：流程中的每個活動單元由特定的角色執(zhí)行，一個活動單元必須至少有一個角色參與執(zhí)行。角色是 教務(wù)、教師或者學(xué)生 的抽象集合。 圖 10. 三主體角色活動與環(huán)境圖 將 教育的三主體教務(wù)、教師、學(xué)生 定義為角色 ，教育過程 定義為活動。角色和活動可以進(jìn)行多種組合，組合的產(chǎn)出物就是 教育資源 ，而組合通過產(chǎn)出物構(gòu)成 按需搭建松耦合 開發(fā)工作的上下游關(guān)系，幾個組合構(gòu)成一個組合系列對應(yīng)現(xiàn)實中的一個 教育資源 開發(fā)模式。角色活動管理模型就是通過對角色和活動的組合及組合的產(chǎn)出物的管理來實現(xiàn)對 網(wǎng)絡(luò) 教育資源 開發(fā)的管理在該模型中定義了最小的角色和活動可以叫元角色和元活動，通過對這些元角色和元活動的按需組合可以實現(xiàn)各種課件開發(fā)模式的管理按此模型開發(fā)的平臺可實現(xiàn)開發(fā)管理流程的按需搭建。 活動發(fā)生于所謂的“環(huán)境”當(dāng)中，環(huán)境是指資源和工具的整合，相當(dāng)于容器，比如課件腳本編寫者可以把課件的制作腳本放在其中，課件制作者可引用環(huán)境當(dāng)中的資源在特定的工具平臺上進(jìn)行課件的開發(fā)。流程由一系列的活動相互關(guān)聯(lián)而組成。 活動被執(zhí)行后應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果，結(jié)果的形式可以有多樣如課件腳本編寫活動成功執(zhí)行之后會產(chǎn)生課件的文字腳 本或制作腳本，課件制作活動執(zhí)行之后會產(chǎn)生課件的成品，等等。活動單元產(chǎn)生的結(jié)果亦是環(huán)境的組成部分，整個流程是由若干個活動單元組成的一個活動的結(jié)果組成其他活動所基于的環(huán)境，進(jìn)而影響其他相關(guān)活動的執(zhí)行，如課件制作活動在一定的環(huán)境當(dāng)中執(zhí)行，該環(huán)境包括課件制作腳本等資源，而課件制作腳本則是課件腳本編寫活動產(chǎn)生的結(jié)果之一。所有的活動產(chǎn)生的結(jié)果之和組成整個流程的目標(biāo)結(jié)果。 于系統(tǒng)動力學(xué)的 分析 系統(tǒng)動力學(xué) (創(chuàng)于 1956 年，在 50 年代末成為一門獨立完整的學(xué)科，其創(chuàng)始人為美國麻省理工 學(xué)院福瑞斯特 (授。系統(tǒng)動力學(xué)是一門基于系統(tǒng)論，吸取反饋理論與信息論的精髓，并借助計算機(jī)模擬技術(shù)的交叉新學(xué)科，系統(tǒng)動力學(xué)能定性與定量地分析研究系統(tǒng)，它采用模擬技術(shù)，以結(jié)構(gòu) 功能模擬為其突出特點。不同于功能模擬 (也稱黑箱模擬 )法，它是從系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)入手建模，構(gòu)造系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)而模擬與分析系統(tǒng)的動態(tài)行為。 以教學(xué)績效作為研究的指標(biāo)，進(jìn)行定性與定量的研究。 教學(xué)服務(wù)績效 i 項 教務(wù)服務(wù)成本 i 項 教學(xué)服務(wù)項 控制成本 ：第 i 項 教學(xué)服務(wù)項 的最大 成本 預(yù)算 m： 教學(xué)服務(wù)場景數(shù) 建立系統(tǒng)的因果關(guān)系模型： 圖 進(jìn)一步深化各子系統(tǒng)的元素，建立相應(yīng)的系統(tǒng)動力學(xué)模型。進(jìn)行不同策略，不同教務(wù)控制模式的模擬研究。 g ra p h 120 20 0015 15 0010 10 005 5 0000000 73 146 219 292 365 438 511 584 657 730 803 876 949 1022 1095T im e ( da y )服務(wù)績效 : C u r r e n : C u r r e n : C u r r e n : C u r r e n tg ra p h 120 20 0015 15 0010 10 005 5 0000000 73 146 219 292 365 438 511 584 657 730 803 876 949 1022 1095T i m e ( da y )服務(wù)績效 : C u r r e n : C u r r e n : C u r r e n : C u r r e n 主體 自適應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)建 目前，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對自適應(yīng)系統(tǒng)的研 究與開發(fā)已開展了很多年，從不同角度對自適應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行了定義。自適應(yīng)系統(tǒng)具有一種特性，它可以根據(jù)操作環(huán)境的變化，改變自己的行為以應(yīng)對變化 14。自適應(yīng)系統(tǒng)具有一種能夠根據(jù)外部的刺激做出修改系統(tǒng)內(nèi)部操作規(guī)則的能力 15。自適應(yīng)系統(tǒng)具有高層感知性、適應(yīng)并在發(fā)生變化或錯誤時修正和改進(jìn)自身，通常利用反饋 控制 系統(tǒng)行為的方式修改或者重組自身程序或子系統(tǒng)。 性與自動性，能夠監(jiān)視自身狀態(tài)，并在發(fā)生變化或錯誤時修正和改進(jìn)自身，通常利用反饋 控制 系統(tǒng)行為的方式修改或者重組自身程序或子系統(tǒng) 16。 14 .,et 999:5415 Y,16 .,策體系 教務(wù)體系 教學(xué)體系 統(tǒng) 運行 成本 冗余措施 服務(wù)成本 控制成本 總績效 動 態(tài) 模 型軟 件 系 統(tǒng)系 統(tǒng) 感 知 動 態(tài) 配 置評 估 決 策策 略目 標(biāo) 約 束環(huán) 境 系 統(tǒng)決 策 層適 應(yīng) 層應(yīng) 用 層圖 13. 三主體自適應(yīng)信息管理系統(tǒng)圖 三主體 自適應(yīng)軟件系統(tǒng) 通過 在運行過程中，實時收集系統(tǒng) 行為信息 和 教務(wù)績效信息，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的策略，在必要時對 軟件 進(jìn)行自動 參數(shù)調(diào)整，以更好地適應(yīng)外部環(huán)境和需求的變化。軟件系統(tǒng)的自適應(yīng)性可 通過修改自身行為 ，如界面或改變自身結(jié)構(gòu)以滿足功能，如增加考試與測驗等教學(xué)模式，滿足最終的技校 需求。 創(chuàng)新點： 1、“云”所帶來的即插即用和“物聯(lián)”所帶來的及時感知技術(shù)進(jìn)步，知識與技能獲得方式分離是 90后學(xué)生的教育學(xué)習(xí)方法的新問題； 2、以信息在教育中的作用為出發(fā)點，以信息資源為中心、以教育行政分類（實驗教育、課程教育、實踐 教育、技能教育、互動教育）為抓手，以教育責(zé)任主體（學(xué)生、教務(wù)、教師）為落腳點，分析不同理論中信息的作用和適用性，是新視角； 3、以行為科學(xué)和實驗經(jīng)濟(jì)學(xué)研究方法研究任務(wù)教學(xué)，是教育理論綜合創(chuàng)新新方法； 4、建立在場景感知基礎(chǔ)上螺旋上升的知識建構(gòu)，通過數(shù)據(jù)行為 行為實驗和調(diào)查與評價 ，得到卓越工程師科學(xué)培養(yǎng)新目標(biāo)：教師成就感、學(xué)生、教務(wù)成就感； 995:152161. 研究的關(guān)鍵問題： 1、以教育信息為視角的教育理論適用性研究：混合學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)理論、 論、 用主義教育理論、分布式認(rèn)知、分布式學(xué)習(xí)、協(xié)作 學(xué)習(xí)、資源依賴?yán)碚摚?2、信息技術(shù)進(jìn)步所帶來的培育行為方式變化的關(guān)聯(lián)研究，以數(shù)據(jù)挖掘、行為科學(xué)、實驗科學(xué)，提出教學(xué)資源建設(shè)模式轉(zhuǎn)變、教師教學(xué)方法模式轉(zhuǎn)變、學(xué)生學(xué)習(xí)方法模式轉(zhuǎn)變、教學(xué)教務(wù)管理模式轉(zhuǎn)變的思路；信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，促進(jìn)思維流、知識流、數(shù)據(jù)流、信息流的巨大交匯和應(yīng)用。 3、知識建構(gòu)與技能培養(yǎng)在教育信息強(qiáng)化方面的對比與融合培養(yǎng)研究，社會化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)階段（ 學(xué)習(xí)行為的關(guān)聯(lián)研究； 4、異構(gòu)開源教育軟件和遠(yuǎn)程傳感集成使用方法的研究； 13754 周國梅、傅小蘭分布 式認(rèn)知 一種新的認(rèn)知觀點 J心理科學(xué)進(jìn)展 2002, （ 2） 23214852 任劍鋒 , 李克東分布式認(rèn)知理論及其在 J電化教育研究 2004, （ 8） 42333 L 2005 56 高文 21世紀(jì)人類學(xué)習(xí)的革