中小型教育數(shù)字化應(yīng)用平臺的探討與建設(shè)[文檔資料]

中小型教育數(shù)字化應(yīng)用平臺的探討與建設(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（以下簡稱規(guī)劃）在指導(dǎo)與推動下，經(jīng)過四年的努力，我縣的教育信息化建設(shè)有了長足的發(fā)展，高速互聯(lián)的校園網(wǎng)絡(luò)讓在線教學(xué)視頻得以進入到每個班級、交互式電子白板多媒體給學(xué)生帶來了全新的課堂體念、無線一體式計算機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，我們知道先進的設(shè)備必需通過適合的應(yīng)用或平臺才能發(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，便會偏離其建設(shè)的根本目的 即推動教學(xué)模式的全面革新，猶如失去了靈魂的空殼，沒生氣。也正是因為如此，在規(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，將先進技術(shù)與教學(xué)活動完美融合，徹底改變單向被動的傳統(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)有三所申報了省市級數(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，將學(xué)校的教學(xué)活動、教務(wù)管理、績?？己说葮I(yè)務(wù)全部納入到管理軟件當(dāng)中，并進行細(xì)分，鼓勵每個老師都參與學(xué)校管理，分工合作，實現(xiàn)教學(xué)與管理的同步化。然而在取得成績的同時，存在的問題更多。主要有以下五個方面。 （一）、整體設(shè)計存在缺陷。主要集中在軟件開 發(fā)與數(shù)據(jù)庫設(shè)計兩個部分。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，但是作為動態(tài)的管理平臺，簡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，對安裝環(huán)境要求很高，其次對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功能中，一些年老的、或者缺少電腦操作經(jīng)驗的老師對基于此套軟件的使用缺少動力，而學(xué)校的技術(shù)人員也為了解決不同主機帶來的安裝使用問題費了不少心思。數(shù)據(jù)庫方面的缺陷主要在于對后期加入的數(shù)據(jù)類型缺少預(yù)判，導(dǎo)致很多功能的開發(fā)無 法深入實現(xiàn)。 （二）、存在重復(fù)設(shè)計的問題。我們發(fā)現(xiàn)各校在開展數(shù)字化校園建設(shè)時，有很大一塊功能其實是差不多或一樣的，比如校務(wù)管理，學(xué)生信息、設(shè)備報修等。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。 （三）、始終沒有建立統(tǒng)一的多用戶管理平臺。統(tǒng)一的多用戶管理平臺，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、設(shè)備維護平臺都是相互獨立的，不僅造成了教師登錄方面的復(fù)雜化，更使得后臺管理、后期綜合考核無法實現(xiàn)。 （四）、安全性無法得到保障。對于一些核心數(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)致整個平臺出現(xiàn)不可逆的錯誤。 （五）、缺少推廣和應(yīng)用價值。獨立的數(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，很難有機會去實現(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)字平臺建設(shè)的策略選擇 針對上述問題，筆 者認(rèn)為有必要建立縣級層面的區(qū)域性教育數(shù)字平臺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，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，促進整個地區(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)備維護資金，但我縣每年財政對縣級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)團隊來管理整個云的建設(shè)和運行，目前，在這方面的技術(shù)人員嚴(yán)重不足。最后，后期維護服務(wù)難以跟進，云技術(shù)發(fā)展很快，后期的服務(wù)項目，需要有獨立開發(fā)和管理的能力。正因為如此，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，在像云和的小縣開展并不合適。那么平臺的硬件部分該如何去架構(gòu) 呢？ 三、區(qū)域性數(shù)字平臺的實踐與探究 筆者認(rèn)為解決問題基礎(chǔ)，在將當(dāng)前的實際狀況分析透徹。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，我們發(fā)現(xiàn)城域網(wǎng)終端在網(wǎng)絡(luò)高峰時段，也只有 2000 個左右，而對于一些城域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的訪問量，如教育網(wǎng)、研訓(xùn)平臺，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，簡單的服務(wù)器群加數(shù)據(jù)存儲的方式便可用作數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺的硬件支撐體系。 （一）硬件平臺 因此根據(jù)以上分析，我們首 先架構(gòu)起兩臺高性能應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)器，主要用作搭建數(shù)字應(yīng)平臺主體部分，如統(tǒng)一用戶管理、網(wǎng)站群集等以及對重要數(shù)據(jù)的存儲管理，將它們設(shè)置成主從關(guān)系，并通過相關(guān)軟件完成雙機熱備。使兩臺服務(wù)器的數(shù)據(jù)實現(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)一臺以存儲為主的虛擬化服務(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如數(shù)字圖書館、資源中心等，以及對大型數(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，一方面在于高效、管理方便，可以針對特定的功能模塊進行獨立建設(shè)，又不影響整 體使用，切換過程對應(yīng)用程序無影響，無需重新啟動或登錄，做到無人值守。另一方面在于數(shù)據(jù)管理的安全性較高，尤其是重點數(shù)據(jù)不僅在服務(wù)器內(nèi)部可以實現(xiàn)硬盤間備份，服務(wù)器之間也可以完成實時更新對接，當(dāng)遇到訪問激增或受到泛數(shù)據(jù)攻擊時主從服務(wù)器的相互配合可以起到一定的緩沖作用。 （二）軟件平臺 通過上面方式，我們基本搭建起了平臺硬件支撐體系，而對于應(yīng)用平臺的軟件部分，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、站群服務(wù)平臺、校園公共服務(wù)平臺，來分步實施。具體架構(gòu)方式如下： 1、 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。為什么要把數(shù)據(jù)庫作為建設(shè)的最重點部分，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)，在計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上建立起來的對教學(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、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，另一部分就存儲在我們的數(shù)據(jù)庫中。就拿我們一直在強調(diào)的統(tǒng)一用戶管理平臺來說，拋開桌面化的設(shè)計，其主要部分就是數(shù)據(jù)庫建設(shè)。 對于數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)，筆者認(rèn)為可以從三個方面開展建設(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，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)上對這種數(shù)據(jù)庫架構(gòu)方式的介紹資源很較多且已經(jīng)過不少實踐測試，非常適合向我縣這種中小型數(shù)庫據(jù)庫的開發(fā)使用。其次，是兼容性。必須建立起兩大基本數(shù)據(jù)庫，一是建立以我縣教師培訓(xùn)平臺為基礎(chǔ)教師用戶管理數(shù)據(jù)庫，二是建立無縫對接浙江省中小學(xué)學(xué)生電子學(xué)籍系統(tǒng)的學(xué)生用戶數(shù)據(jù)庫。這兩大數(shù)據(jù)庫建 立后，后期的其他模塊開發(fā)，都將以這兩大數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，進行再優(yōu)化配置，尤其是針對全縣教育系統(tǒng)內(nèi)的統(tǒng)一用戶管理平臺，便是建立在這兩大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫之上。最后，是安全性。即通過數(shù)據(jù)庫內(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。這個部分是整個項目的核心。主要采用面向?qū)ο蠼M件化設(shè)計，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)校的每個分站點都可以啟用獨立的域名、獨立的數(shù)據(jù)庫、獨立的空間， 而農(nóng)村學(xué)校，可以主站的平臺下以二級域名的形式，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)庫為基礎(chǔ)的統(tǒng)一用戶管理體系，實現(xiàn)統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證和權(quán)限控制體系，對用戶身份信息和系統(tǒng)控制信息進行有效組織管理，提供高效安全的目錄訪問，為各應(yīng)用系統(tǒng)提供身份管理平臺和權(quán)限控制的支持，確保用戶的跨平臺操作，如實現(xiàn)在主站后臺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。 再次，完成獨立分站與主站數(shù)據(jù)庫在相關(guān)應(yīng)用數(shù)據(jù)方面的對接，實現(xiàn)站點間互通數(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，幫助實現(xiàn)學(xué)校細(xì)致的信息化布局，降低建設(shè)維護成本。 最后，為其他輔助平臺，提供好數(shù)據(jù)接口，確保整個系統(tǒng)平臺的統(tǒng)一管理。 3、校園公共服務(wù)平臺。主要是指以云和教育為核心的，以研訓(xùn)綜合平臺、教育技術(shù)管理平臺、遠程教育直播平臺為依托，包括辦公協(xié)同系統(tǒng)、教學(xué)質(zhì)量評價系統(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)劃中的重點項目，一網(wǎng)三平臺五系統(tǒng)。目前，除研訓(xùn)綜合平臺、教學(xué)質(zhì)量評價系統(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)用平臺建立，主要用于解決好在全縣教育信息化推進過程中，出現(xiàn)的使用盲點，重復(fù)建設(shè)效率整合等問題，為實現(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)體驗平臺。這些模塊在可視化界面中，是相互獨立，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)平臺與教育技術(shù)管理平臺，兩者是針對不同教學(xué)應(yīng)用及管理而定制開發(fā)的服務(wù)平臺，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)來對學(xué)校的教師進行績效考核，這時就有可能利用到研訓(xùn)平臺中質(zhì)量評價系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，不需要再進行重復(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，即前文所提出的區(qū)域性數(shù)字應(yīng)用平臺，為消除信息孤島和應(yīng)用孤島，實現(xiàn)部門間、校園間暢通的無紙辦公，對各項服務(wù)管理工作提供了無所不在的一站式服務(wù)。 這一平臺建設(shè)，主