数字校园综合服务平台(精选8篇)
建设方案(概要)
为推进×××学校数字校园建设,学校各级领导高度重视,多次邀请专家及专业技术人员参与学校数字校园建设规划讨论,校领导指出:我校数字校园建设将作为未来3年信息化建设的一项重点工作,坚持统筹规划、分步实施、实用先行的原则,建设一套具有我校特色的数字校园综合管理平台。根据我校实际情况并结合前期工作调研,作出了如下建设方案。
一、总体思路
以示范校建设为契机,按照《国家示范性职业学校数字化资源共建共享计划》和重庆市示范中职学校数字校园建设要求,结合×××学校信息化建设现状,构建一个集教学、管理、科研、校园文化为一体的数字化教育环境,推进教育改革,提高教学效益,创建信息化建设特色与示范学校,服务学校师生与领导决策。
结合我校实际情况,本次项目建设将坚持统一规划、分步实施、实用先行的原则,首先搭建基础管理平台,建设科系、班级、教师、学生基础数据库,充分考虑学校已有系统的兼容整合和平台的扩展性,根据各业务部门和科系的实际
-1-需求逐步建设教务、教学、人事、办公、财务、资产等管理系统,打造一个具有×××学校特色的全新的数字校园综合管理平台。
二、建设目标
实现对学校教学、科研、管理和生活服务有关的所有信息资源及其管理进行全面的数字化。系统在建设过程中加强对学校的人、财、物资源进行整合和集成,以构成统一的用户管理、统一的资源管理、统一的权限控制;并通过系统内含的先进管理理念和标准化流程进行学校业务管理优化,通过2-3年的持续建设,推动学校进行运作体制创新、管理方法创新、教学手段创新,最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化的发展目标,从而达到消除信息孤岛、建立信息与应用规范、提供集成的个性化服务的目的。
×××学校数字校园综合管理平台建设的最终目标是:数据集中化,信息共享化,内容定制化,硬件集群化,文件电子化,流程规范化;实现各类信息的查询、统计、分析,为广大学生教师服务,为学校领导科学决策提供真实可靠的依据。
本次项目建设目标是构建学校数字校园综合管理平台基础框架,实现教务管理系统应用,实现教师考核电子化管理,结合PC、手机终端等工具有效提高工作效率。
三、建设原则
数字化校园的建设是一个系统工程,涉及多个设计细节和执行环节,需要从学校整体的高度全盘考虑。(一)统一规划
全面考虑学校信息化建设需求,所有项目建设纳入统筹规划,制定学校短期和长期的建设规划。(二)分步实施
按照“想得要大、起步要小”的建设思路,在学校统筹规划的基础上逐步建设各项应用系统,做到建一个、用一个,充分实现每步实施的建设效果。(三)实用先行
信息化建设需求是一个大而全的范围,要结合学校实际,从实用角度出发,把切实解决学校相关部门、科系应用问题和提高教育教学管理水平的需求放在首位。(四)突出应用
考虑重点应用功能,把具有我校特色的数字校园功能应用作为重点来突破,把重点功能建设好、应用好。(五)灵活扩展
信息化建设是一个长期的、持续的过程,系统建设必须充分考虑后期信息技术发展和学校信息化建设扩展,预留扩
-3-展接口,为后期建设奠定良好的基础。(六)协调发展
数字化校园的目的是以信息化带动教育现代化。在建设规划时需要充分考虑信息化建设与师生信息素养的有机结合与协调发展。教师是学生获取信息技术能力和素养的重要源泉,教师能否掌握并能应用现代信息技术是推动学校教育信息化的关键。
四、建设内容(一)基础平台
搭建×××学校数字校园综合管理平台基础框架,整合学校现有应用系统资源,建设统一办公门户。
实现统一身份认证,所有教职员工通过数字校园办公门户进入平台统一办公。(二)数据中心
构建学校基础数据库,建设学校科系、班级、教师、学生等基础数据中心。可采用分步建设的原则,按照教育部最新教育信息管理标准规划,首先建设基础数据,随着平台发展逐步完善扩充各项数据。
其中学生数据中心可结合学校现有的学生管理系统,以国家中职学籍管理系统为标准进行数据对接。平台中实现基本学生信息管理,学生详细数据调用学生管理系统。
-4-(三)教务管理
实现学校教务管理综合应用,包括排课管理、课表管理、成绩管理、教学计划、教案管理、考勤管理、教师评价管理等。
1、排课管理
建议采用专业的第三方排课系统,实现学校排课管理。要求实现任课教师限定、课时学时限定、合班课、同一教师同一课时多班任课等排课安排,排课课表可实现导出,并可导入教务管理系统中。
2、课表管理
支持从排课系统导入课表数据,在数字校园平台中实现科系课表、班级课表、任课教师课表查询。
可实现代课、调课信息化管理,实现课时统计。代课、调课可根据实际情况,全部实现电子化管理或手工登记电子化管理结果。
3、成绩管理
实现学生成绩电子化管理。任课教师通过系统录入学生成绩,班主任可查看本班级学生成绩,教务处及学校领导可查看全校学生成绩。
实现严格权限控制,任课教师只能录入授权班级学生成绩,支持多教师同时录入,并可设置时间段,超过时间后只有教务处有权限修改学生成绩。
4、教学计划
通过系统录入发布教学计划,实现统一管理。
5、教案管理
通过系统上传教案,实现查询、统计、评论,为学校资源中心积淀知识数据。
6、考勤管理
实现学生考勤数据录入、查询、统计。
可考虑利用班班通,教师在班级现场考勤登记,提交数据后管理人员可实现学生出勤情况实时监控。也可以由教师手工记录,将考勤结果数据录入系统。
7、教师考核管理
重点实现教师每月考评管理,包括校领导对任课教师的评价、教学科系负责人对任课教师的评价、教育教学日常监督检查、班主任对任课教师的评价、群众对任课教师的评价。
系统支持考核模板自定义,督导室根据考评要求编辑考核指标,并下发给评价人员,评价人员通过数字校园系统在线录入评价结果,系统自动进行统计、汇总。
其中学生评价老师的功能,要求系统支持学生在线提交评价。也可以采用学生通过纸质件评价,由督导室主任负责将评价结果录入系统。
督导室可设置考评时间段和时限,随时监控评价人员评价情况,可设置评分条件和平均分限制,不满足条件的情况
-6-系统自动限制录入或提示重新评价。
教育教学日常监督检查 实现教育教学日常监督检查管理。
将学校现有的日常监督检查表格实现电子化,检查人员可通过系统录入检查结果。实现检查结果的查询、统计、分析。
系统要求支持手机智能终端应用,检查人员可在日常检查时通过手机实时录入检查结果,有效减少手工工作量。该功能可根据学校实际情况适时开放。(四)人事管理
建设学校人事管理系统。结合数字校园基础数据构建教师档案数据库,包括教师基本信息、任职经历、培训经历、奖惩信息等。(五)办公系统
实现学校行政办公电子化管理。基于工作流引擎的协同办公系统,实现校内通知、公告、公文流转、信息发布、事务管理等综合应用。(六)财务管理
结合财务管理专业系统,将必要的数据导入数字校园综合管理平台,实现教师工资查询、财务制度信息发布等电子化应用。
-7-(七)资产管理
结合财务管理应用,实现校产管理。通过数字校园平台实现学校设施设备采购、登记、查询、统计等管理。(八)后勤管理
实现总务后勤管理电子化,包括总务报修管理、车辆管理等。
(九)资源中心
构建学校教学资源中心,有效结合校本资源、第三方专业教学资源,为教师、学生提供丰富的数据资源。(十)其他
在构建了×××学校数字校园综合管理平台基础框架后,随着应用的发展,将学校管理逐步纳入信息化管理。后期可考虑的功能应用包括:
多媒体录播教室系统整合 一卡通平台整合 网络学习的平台整合
移动智能终端APP扩展建设
扩展功能包括:招生管理、学生报到、宿舍管理、就业管理、顶岗实习管理、毕业生跟踪管理等等。
五、建设效果
数字化校园建设的全面实施,将对学校各项工作和师生
-8-工作、学习与生活产生深远影响,将显著推动学校的发展,促进学校办学水平的提高。
(一)实现资源共享,避免信息孤岛
数字化校园的建设目标之一就是要突破部门间各自为政的现状、搭建全校范围各部门间信息交互的桥梁。信息的交互和流动,将为校领导准确把握学校的整体情况提供良好的数据支持。实现部门管理的信息化与学校的整体信息化建设共同发展、和谐共进。
(二)确定权威数据,保证数据质量
校内各个部处、科系的数据来源不同,导致众多数据提供的结果不一样,影响学校的最终决策。平台建设完成后,将会提供更加精准的数据和资料,协助领导规划和管理学校。(三)提高工作效率和信息化应用水平
构建基于校园网的数字化应用管理环境,将有利于突破传统的工作方式,提高工作效率。部门间和部门内的数据、资料、文件等的交互,可通过数字化校园环境准确、迅速的获取到,在提高工作效率的同时,也提高了教职工自身的信息化应用水平。
(四)提升学校形象,增强综合竞争力和影响力 数字化校园建设是学校一项基础性、长期性和经常性的-9-工作,是学校建设和人才培养的重要组成部分,其建设水平是学校整体办学水平、学校形象和地位的重要标志。以高性能校园网为基础,实现全面数字化整合,是学校发展的大势所趋。
数字化校园建设是建设开放性一流学校的标志性工程,是学校改革与发展战略不可缺少的组成部分,必将为学校综合竞争力的提高奠定坚实的基础。
六、实施建议(一)技术路线
系统建设充分考虑前瞻性,采用当前主流信息技术,结合学校现有系统情况,充分考虑后期扩展需求。
本次项目建议采用J2EE架构,支持Windows、Linux跨平台应用,采用开源数据库(MySQL)和中间件(Glassfish),有效节约学校投资。(二)阶段计划
坚持“统一规划、分步实施、实用先行”的原则,利用2-3年的时间逐步实施。
一期工程实现基础平台建设、数据中心建设和教务管理系统建设;
二期工程逐步扩展人事管理、办公系统、财务管理、资产管理、后勤管理、资源中心等其他应用系统建设;
-10-三期工程全面实现学校数字校园建设,为领导、教师、学生、家长及社会公众提供全方位的服务。(三)组织协调
信息化建设是“一把手”工程,项目建设启动后要求学校各级领导重视,充分调动全校教职员工积极性,人人要有信息化推广应用的意识。
学校各级部门、科系要密切配合,从需求调研到项目实施全程配合,确保系统建设满足实际应用需要。(四)实施保障
随着学校数字化校园建设的推进和信息系统的广泛使用, 学校信息化进入新的发展阶段, 学校教学、科研、管理等对信息系统的依赖性不断增强, 对信息服务质量要求大大提高。信息化工作环境也进一步促进了学校管理流程的深化, 学校许多业务应用模式已经开始从面向部门、本业务的局部应用向跨部门、跨业务的全局应用发展, 各类应用对全局数据的共享和互操作需求不断增长, 全局业务应用系统和服务模式逐渐呈现。
1 前期调研和基础工作
某大学已建成了十多个应用系统和数十个基本信息资源库, 并相继投入实际运行。基于校园网的管理信息系统涉及到内部公文、教学管理、学生事务、人事、财务、固定资产、档案、校友以及基金管理等诸多环节和部门, 涵盖了学校日常教学管理和业务活动的许多方面。现在, 各类应用已进入数据快速增长期。某大学计算机信息中心研究团队近年来结合数字校园的建设开展科学研究和应用软件的开发取得了一批成果, 主要有:中欧国际合作项目“高等职业远程教育信息服务系统软件平台”、某市重点攻关项目“基于中间件技术的远程教育服务信息平台”、某市企业信息办项目“联合国软件技术培训远程信息服务系统”, 等众多项目, 积累了丰富的软件开发经验, 掌握了一些关于网络通信, 数据库开发, 数据库中间件设计等先进技术。基于以上工作和科研基础, 自某大学数字化校园综合信息平台立项以来, 又进行了广泛的调研和技术探讨。
2 总体框架设计
某大学数字化校园综合信息平台按照分层的思想进行设计, 主要分为综合信息门户层、全局服务模型层、共享数据层、数据交换层和应用业务层。总体框架如下:
2.1 综合信息门户层
统一信息门户作为信息资源综合服务平台的门户网站, 可以展现平台服务, 实现和最终用户的交互。综合考虑信息资源综合服务平台对统一信息门户的需求, 展现信息资源综合服务平台上的各种服务, 和最终用户进行交互。
2.2 全局服务模型层
根据全校各业务部门和院系的业务需求, 构建一批面向不同服务对象的全局服务模型。这些服务模型将描述全局业务和信息流程, 描述全局服务模型所需的全局共享和互操作元数据, 以及共享和互操作元数据间的关系和操作。
2.3 共享数据层
共享数据层主要由三部分组成:全局共享数据、操作数据和数据仓库组成。构建共享数据层的前提是对学校教学、科研、管理等各方面的全局业务需求调研及梳理的基础之上, 定义出面向全校各业务部门和院系的共享数据实体和互操作规则。共享数据库将包括权威数据模型、业务视图模型、互操作数据模型、主题数据模型、统计数据模型、公共服务数据模型、资源 数据模型等。
数据模型是共享数据平台的核心, 它对数据源系统中所采集的数据进行重新组织, 需要建立如下几种数据模型:权威数据模型、资源数据模型、主题数据模型、标准代码数据模型。
2.4 数据交换层
数据交换和共享数据层我们是信息资源综合服务平台实现业务系统之间互联互通的一个重要逻辑层。统一的数据采集和交换平台将具体实施全局数据的采集, 同步、更新, 最终实现全局业务的信息共享和互操作。
可以提供应用开发的框架, 可设置和自定义应用适配器与应用系统连接, 实现实时/定期的数据交换。支持数据库层面的事件触发, 以适应实时的数据同步和互操作。能够保证消息交换的安全性, 防止非法篡改、非法访问, 实现消息发送人和接收人多种方式的身份认证, 提供消息的可靠交换机制, 保证消息交换过程中消息的准确性、可靠性、完整性。
2.5 应用业务层
应用业务层主要由学校各部处和院系的各种业务系统组成。这些业务系统专注于自身的业务功能, 具备完整的数据库业务逻辑和界面展现模块。在此本方案中将对业务系统的数据层进行集成和整合, 以实现业务系统的互联互通, 实现跨部门跨业务的全局服务功能。
应用业务层中的现有业务系统基本无需改动, 信息资源综合服务平台将通过数据采集交换系统访问现有业务系统的数据, 以达到系统整合的目的;对于以后新建的业务系统, 不但可以继续通过数据采集和交换的方式实现系统整合, 而且在系统构建时即可充分利用平台中已有的各种全局服务, 降低应用系统的构建周期和构建成本。
3 综合信息平台技术特色
某大学综合信息平台体现了以下技术特色和应用特点:统一数据采集、交换平台, 数据共享平台, 综合信息门户, 统一身份认证, 整体服务模型。
3.1 统一数据采集、交换平台
统一数据采集、交换平台为校园内应用系统之间的信息交互和共享提供了一个集成化数据交互和共享空间。该统一数据采集、交换平台具有较好的开放性, 可同时满足用户对各种异构、同构平台、数据源及各类应用间的数据交换需求。
在保证数据安全的前提下, 信息交换平台为用户提供了灵活的个性空间, 用户可根据需求, 合理地定制数据交互需求。基于综合业务需求的综合服务模型定义了综合业务处理的数据、流程和操作, 由综合数据组成的共享数据库和ODS提供了共享和互操作数据载体, 统一的数据采集和交换平台将具体实施综合数据的采集, 转换、同步、更新, 最终实现综合业务的信息共享和互操作。
3.2 数据共享平台
共享数据平台通过信息交换平台的支持实现校园共享数据的集中管理, 在此基础上对业务数据进行全面清洗, 是各类信息采集、加工和整合的平台。设计和建立虚拟共享数据库和ODS (操作数据存储) 的数据结构, 构建面向数据共享和互操作的数据中心, 数据中心包括两部分内容:元数据和ODS数据。元数据主要是指现有各业务数据库的元数据和各种数据标准以及综合数据视图, ODS数据指最近刚用到可能马上要用的临时数据。
3.3 综合信息门户
校园综合信息门户是建立在统一身份认证平台、门户支撑平台以及全局服务模型之上的一个综合性的信息发布和服务的系统。综合信息门户主要工作是建设某大学信息资源综合服务平台的门户网站。门户网站提供浏览、查询、搜索、互动等一 站式的服务, 门户网站是平台的统一服务门户, 实现单点登录、统一身份认证、面向用户的个性化信息定制服务等, 体现共享、个性化、交互式的特点。
3.4 统一身份认证
统一身份认证平台为应用系统提供统一的身份管理、认证服务和权限管理, 目的是为了减少系统开发的不一致性, 减少开发成本和风险, 可实现对使用人员、权限、认证的统一管理, 降低因为人员变化、系统扩展带来的管理复杂度。统一身份认证技术基于LDAP, 在校园网内的统一用户身份认证和权限控制, 采用全局目录服务, 对全体的用户身份信息和控制信息进行有效组织管理, 提供高效安全的目录访问, 为数字化校园的各子系统提供统一身份认证和权限控制的支持。
3.5 整体服务模型
整体服务模型是建立在共享数据平台之上, 面向学校全体性的信息共享、查询、统计、分析和全体业务需求而建立的服务框架。
整体模型将采用对象化、组件化的建设思路来实现, 支持SOA结构, 整体服务模型是整体服务组件构成的, 整体服务组件是最基本的服务单元, 对一个或多个整体服务组件进行流程或功能组合, 可以形成一个整体服务模型。因此, 整体服务模型管理工具应当具有整体服务组件注册、整体服务模型组装等功能, 并且并清晰地描述出各整体服务组件与共享数据平台中的具体数据资源的关联。
参考文献
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关键词:数字校园;框架;网络
中图分类号:TP393.18文献标识码:A文章编号:1006-8937(2011)22-0078-01
1数字校园建设的现状及问题
数字校园建设是高等学校建设的重要部分,是整体推进教育信息化的一个过程。当前教育信息化建设展现了良好的发展势头,但有些问题如果不解决,将可能对建设的持续性发展产生制约影响。而对于解决问题的新技术、新理念也应该从可扩展、可通用等多角度出发去进行选取,本项目便是基于上述的原则,针对目前数字校园建设中存在的信息无交互或交互过少而形成的若干信息孤岛,无统一信息平台而造成的管理和沟通的不便等问题,采用了扩展性、通用性都较强的基于J2EE的平台建设技术,尤其是有关数据交换的相关技术,对现有数字校园的建设进行进一步改进。
2如何改进数字校园建设
针对上述数字校园建设过程中缺乏发展规划、资源不能共享、应用难以集成、用户使用繁杂等问题,从以下四个方面提出改进方案:
①网络基础设施建设,对现有一定规模的网络基础设施进行改造和完善,包括网络带宽的升级,连网范围的扩大,网络设备的升级和优化,网络管理、安全的加强等。
②网络存储、计算资源的扩展,建立超级计算机系统,为科研中的大规模计算创造条件,建立网络海量存储系统,为校园网用户提供存储服务。
③应用平台和系统建设,建设统一、可伸展、安全、可互操作、数据共享的应用开发与运行环境,实施网络安全,建立身份认证系统,加强数字图书馆建设,丰富远程教育系统的功能,完善视频会议系统,完善电子化教学应用,建立统一的校务管理系统,实现完全意义上的办公自动化,建立先进的应用开发体系,形成一定的应用开发支持基础,以适应今后多种灵活的网络应用发展。
④门户服务的提供,建立校园社区服务架构并提供多方位服务,采取统一的门户服务方式扩大学校的宣传影响和对外服务。
校园门户网站主要向数字校园使用者提供个性化单点登陆的界面显示;Web连接逻辑主要用于连接应用程序和Internet/Web,以及生成基于Web的表示内容;可伸缩集成应用逻辑主要用于连接遗留应用程序,新应用程序及其他外部应用程序;而遗留应用程序是指已有数字校园中已开发好的管理系统,如办公、教务、财务等;新增及其他外部应用程序就是即将开发的数字校园的新业务系统;校园数据库则是校园内基本数据的汇总。
利用J2EE来搭建上述的数字校园软件平台,完全能够提供相应的技术支持,整个系统与操作系统无关,这正遵循了J2EE的规范,而且正如上面所言,所有的开发均可用Java语言来完成,比如校园门户网站的Web浏览及Java小程序可以用Java GUI技术建立,Web逻辑可用Java Servlet、JSP等来实现,可伸缩集成应用程序逻辑则由EJB、J2EE接头、J2EE管理、JMX、J2EE Deployment、JACC和JAAS w/EJB等来完成,而整个结构中的数据支持部分则运用JAXP及JDBC来操作,当然还有通信、安全等实施均有相应的较为成熟的技术支持。
3结 语
从上述对高校数字校园的现状分析可以看出,高校的管理是松散式管理,这必然导致数据格式的多样性。如果为每一种数据在要使用的模块中增加一个转换接口,这有点愚公移山的精神。为此我们不仅要保存已有的数据管理系统,还要让使用这些数据的应用程序保持稳定,即不能因为数据的任何变动而产生结构上的变动。因此一种可行的方案是把每个从应用中出来的数据进行规范,规范后的数据能在各个应用中被识别,接收方再根据自己的要求把这种数据转换成自己的使用或显示形式即可。这种方案对规范数据的要求较高,它既要能方便地转换成其他各种形式的数据,而且还要具有可扩展性,目前看来,用XML来表示数据是一种较为理想的选择,它从万维网产生,但在一般数据表示中也有广泛的应用,因此,可以用XML标准语法描述存储与交换的数据,而且Java和XML都具有跨平台的特性,因此它们可以毫不犹豫地完美地结合在一起,完成数据存储和转换的工作,J2EE中集成的JAXP便是这种模式的具体体现。当然要转换数据首先要获取数据,这需要连接已有的数据库管理系统并发出它们能识别的数据查询命令才可获取,同样是因为数据库管理系统的多样性,要找到一种一劳永逸的方法也确实不易,好在J2EE中集成的JDBC技术解决了这一难题。
参考文献:
今天我们有幸请来了泰州市电教馆的莫教授,花了整整一天的时间,对我区的电教处、教务处人员进行了技术培训。首先,让我们以热烈的掌声,对莫教授辛苦的劳动表示衷心地感谢。今天上午,我们学习了“数字化校园管理平台”,下午,学习了“泰州市资源共建共享平台”。同志们学习得都非常地认真,一边听、看,一边作记录,遇到疑问,主动向专家请教。今天培训结束后,你们回校后还要开展校本培训,对学校所有老师进行培训,并指导督促他们借助“市共建共享平台”,运用优质资源,优化课堂教学,提高教学效率。指导学校管理人员,运用数字化校园管理平台对教师、学生进行管理。下面,我就这项工作谈2点意见。
一、当前我区教育信息化工作的重点,也可以说是新成立的电教中心的主要工作职责,归纳起来就是6个字:建、配、管、用、研、培。建:建设;配:配备;管:管理;用:使用;研:电教科研;培训:信息培训。
1、建设、配备工作
2010年,我区必须全面通过江苏省现代化区域的验收。这是市委、市政府、区委、区政府制定的目标,也是必须达成的目标。这项工作可以说是当前,以至于今后1、2年,我们整个工作的重点,也是难点。说实话,区委、区政府对这项工作是高度重视,并大力支持。2008年,政府常务会议通过了《教育现代化装备建设方案》,计划投入资金1960万元,对学校的网络、机房、实验室、图书室、音体美等进行全面建设。今年9月,又通过了《新划入学校装备建设方案》,对新划入的学校计划投入资金1066万元。两项资金累加共计投入3000万,这些还不包括房屋建设的投入。3000万元是个什么数字呢?3000万元等于是高港区3年的教育附加费。
截止今年8月份,我区先后架构了教育城域网、学校校园网,原有的14所学校都重建了教师备课机房,补充了部分学生用电脑。每所学校的大楼安装了防雷系统,学校安装了视频监控系统。从10月份起,我区将继续推进现代化装备建设,为学校建设12个学生机房,添置680台电脑,购买移动多媒体设备、一定数量的图书,建设一些科学实验室、理化生实验室,对新划入的学校建设操场、架构校园网,计划投入资金近700万元。这项工作我们将专门召开相关会议,逐项布置落实。
2、管理、应用工作
现代化的设备配下去以后,如何管理,如何应用?能否把这些先进的设施设备应用好,发挥它们最大的效益,这是摆在我们学校面前最重要的工作。区委王书记、张区长、邵区长及局里的主要领导最关心、或者说最担心的也是这个问题。这几年,我区先后进行了“校校通”工程、“四配套”工程等,给学校配备了一大批的设施设备。并制定了各功能室管理制度,省教育厅还专门对各室的管理人员进行了培训。总体而言,这些设备的添置极大了改善了学校的办学条件,提高了教育教学的效率,为全面推进素质教育作出了很大的贡献。但是我们也应该清楚地认识到自身的一些问题,如:教学仪器配备不够合理,一些设备使用率低;运行经费短缺,损耗品得不到及时地补充;图书、实验管理员水平有待提高;常规管理薄弱,甚至于一些设备至今还束之高阁。面对这些可能存在的问题,我们细化目标,实化任务,硬化措施,强化责任,要做到政策上有新举措,认识上有新提高,管理上有新加强,实践上有新发展。11月份,我区将专门召开“设施设备管理”会议,就这项工作作专题布署。我们的初步设想是:一方面,以创建“泰州市数字化校园”为抓手,促进学校的信息化管理水
平、应用水平。另一方面,我们将设施设备的管理使用情况纳入到“规范管理考核”、“教育督导考核”中去,并在今后几年内作为对学校各项考核的重点。今天,我们举办的“数字化校园管理平台”、“资源共建共享平台”的培训,就是为学校创建“泰州市数字化校园”开了一个好头。我们可以设想一下:每所学校都利用这样的数字化校园管理平台,对学生进行档案管理、记录他们的成长过程;对教师进行档案管理,记录他们的工作点滴,从而为年终的绩效工资考核提供数据。教务处可实行自动排课、智能调课功能。教师、学生、家长利用互动平台,进行实时交流、沟通。另外,我们还可以通过图书借阅软件,实时了解全区各学校图书借阅的情况;通过仪器管理软件,了解各种仪器的存放、使用、损耗情况。最终实现科学地管理、数字化的管理、现代化的管理。
信息技术的应用方面,我区每年都举办各种竞赛、活动。例如:今年,2月份,组织学生参加市电脑制作比赛;3月份,组织参加中小学信息技术创新与实践活动;4月份,举办了中小学教师网络软件设计大赛;7月份,举办了初中生英语口语比赛、初中化学实验技能赛。9月份,举办了“信息技术与优质资源在学科教学中的有效应用”赛课活动,比赛课目包括:小学的音、美、科学,初中的物理、生物、政治6门课目,44名老师参加了比赛。举办了小学科学创新实验设计及小学科学优秀实验课评选活动。从7月份开始,我区开展了“网上读书活动”,有76名学生作品参加了省“我爱我的祖国”读后感比赛。10月份,我们还开展“现代教育技术论文比赛”。在这些比赛中,我区的师生都获得了不少的成绩,如:高港实验学校的杨晓霞老师获市化学实验技能比赛一等奖,并将参加省赛。口岸第二初中的李红老师获市优质课评比一等奖,并于11月初参加省赛。这
些成绩的取得,广大的师生付出了辛苦的努力。同时,我们也应该看到,虽然,我们今年就举办了这么多的活动,但细细看来,也存在着一些问题。如:参加的学校面不广,看来看去,每次都是少数几个学校参加,部分学校一直不参加或者很少参加这类活动。二则:虽然这些活动也取得了一定的成绩,但相对于周边市区,除了少数项目外,普遍成绩不算高,亮点不多。这一点,我想借助这次培训活动,请教务处的、电教处的同志们,工作上再努力一些,为学校为全区争创更大的成绩。
应用方面,除了开展一些比赛活动外,更为重要的是,我们应该把现代化的多媒体手段,运用到课堂教学中去。现在全省实施“减负增效”,学生在校学习的时间少了,如何做到“提质增效”呢?我认为,现代化的课堂教学手段是一个很重要的突破口。我想在座的同志都知道,运用多媒体手段辅助课堂教学,能大大激发学生兴趣、调动他们的积极主动性,让他们乐学、爱学,学得好、学得活。从而扩大课堂容量,提高课堂教学效率。既然有这么多的好处。为什么平常的课堂教学不能够运用现代化的教学手段呢?原因有3个:
1、是没有相应的设备:如教师用电脑、多媒体设备等。这一点,我想已经不是问题了。今明两年,就能够解决。
2、课件制作比较难。为什么难呢?制作软件现在大家都学了一些,最基本的如powerpoint 用起来很简单。其实,老师们最缺的是,优质的教学资源。我要实现这样一个教学目的,没有合适的优质资源,那也是“巧妇难为无米之炊”。现在好了,市电教馆花了很大的力气,研制了这样一套“资源共建共享”平台。让全市的老师共同参与,把优质的资源发布到平台上来,供全区的同仁共享。这即是所谓“人人为我,我为人人”。这样就从根本上解决了优质资源短缺的问题。第3个原因,我想可能是一种惰性心理。
平时用惯了粉笔、课本、黑板,要改变这样一个惯性,是需要时间和勇气的。我想,如果以上2个问题都解决了,他们可以很容易地运用现代化的手段教学,到时他们也会自觉地把旧习惯改变过来,进而养成新的习惯。
3、研究、培训工作
2009年,我们主要抓住“基于教育城域网下教育资源的共建共享及在日常教学中的应用”和“运用信息技术,激发学生主动学习,培训创新能力”这两个国家级“十一五”课题的研究,以课题研究带动电教科研工作。同时,我们将结合现代教育手段的应用开展各项教师教育技术技能培训,例如:今年3月,我区举办了为期4天的“校园网络管理员培训班”,全区22所中小学的网络管理员都参加了培训。6月,在口岸小学召开了电子拍板教研观摩活动,并组织教师两次参加市局举办的电教教研活动。8月,在实验小学举办了教育信息化应用技能培训。11月份,我们还将举行“实验仪器管理软件培训”等。
二、培训结束后,我们要做的工作
今天的培训结束以后,各学校要立即组织相关教师开展校本培训。在这里,参加培训的两个人作个分工,电教处的主要负责技术支持、技术指导。教务处的主要负责业务指导、督查。各学校必须制定校本培训计划,内容包括:培训时间、培训内容、参加培训的人员。培训内容还必须包括:教育资源库、教E通备课平台、协同办公平台、电子图书等(此四项内容,暑期我区已组织过培训,各校至少有1名信息技术老师参加了培训)。此培训计划于10月23日前发到电教中心,我局将组织人员及时了解各学校校本培训的情况。本次的校本培训,必须于11月份的第一周前完成。
2、校本培训结束后,教务处应牵头,指导、督促老师在“市共建共享资源平台”上搭建个人网站,发布优质资源。同时应发动全体教师的力量,构建起所有老师、学生的数据库,在此基础上开展“教师档案管理”、“学生档案管理”、“学生成绩管理”、“课务管理”等应用。这项工作必须于11月底前全部完成。12月初,我局将组织对学校的教育信息化应用情况进行督查。
为了适应现代信息社会对基础教育的要求,我校以发展为主题,以改革为动力,以现代教育信息技术建设为重点,以推进素质教育为中心,为我校的教育现代化做准备。结合我校校情,我们拟定了本次培训计划。
一、培训目的
1.使广大教师能够了解和掌握校园网数字化平台实用基本操作知识。2.使广大教师能够运用校园网数字化平台进行简单的教育教学信息处理。3.使广大教师能够运用校园网数字化平台为教育教学及教学管理服务。
二、培训对象 全员培训
三、培训的内容与要求
四、培训方式:
本次培训将采用集中培训和自学相结合的形式。
五、培训内容:
1、校务办公系统
2、网络电子备课系统
3、电子文档管理系统
4、成绩分析管理系统
5、教师业务管理系统
六、培训时间:
培训时间:2011年9月29日星期四15:30-17:50
七、培训要求:
1、按时参加,不迟到,不早退,遵守请假制度,有事履行请假手续;
2、集中培训时,主讲教师要有教案,要求听课教师认真做好笔记,利用课余认真实践集体培训内容。
3、培训的教师要将学习和实践紧密结合,熟练的运用校园网数字化平台为教育教学服务。
4、爱护设施,遵守机房一切规章制度制度。
黑林镇中心小学 2011.9.26
黑林镇中心小学校园网数字化平台培训方案
一、指导思想
以学校教育教学工作实际为依据,努力提高我校教师的教育信息化的水平,搞好教育现代化创建工作,打造一批结构合理、素质精良的教师队伍提高我校教育教学质量。
二、现状分析
我校的教师笔记本配备数量达到了1:1,每位教师都有自己的专用笔记本。每位教师都通过了教育技术水平能力测试,具备一定的计算机操作能力,通过简单的培训便可以掌握我校的校园网数字化平台的使用方法。
三、培训对象
培训对象是指学校的所有教师。根据我校教师的特点,将教师分为五部分:
(一)班主任教师。
(二)教育教学能力相对较弱的教师。
(三)新调入学校的教师。
(四)具有发展潜力的青年骨干教师。
四、培训原则
坚持理论联系实际的原则。理论学习必须与学校发展与教师自身需要相结合,做到每位教师都能熟悉校园网数字化平台的内容,都能进行简单的操作,并能完成学校布置的任务,真正把培训的内容掌握和落到实处。
五、目标与内容
(一)目标
1.教师能够了解和掌握校园网数字化平台实用基本操作知识。2.教师能够运用校园网数字化平台进行简单的教育教学信息处理。3.教师能够运用校园网数字化平台为教育教学及教学管理服务。
(三)内容
1、校务办公系统
系统针对办公管理中的公文办理效率低、请示汇报等事务繁多、信息传输量大的特点,强调了信息共享和利用,提高网络协同办公的能力。本软件主要由学校基本信息、通知管理、公文流转管理、留言管理、日程管理、通讯录、请假管理、值班管理、用车管理、报销管理、后勤服务管理、综合信息查询等模块组成,可实现日常办公提醒、进行网络会议、论坛交流等功能,提升学校各部门之间沟通的有效性,实现校园“无纸化,零电话”的高效率办公,帮助实现工作有序可控。
2、网络电子备课系统
为教师高效率高质量的备课和教案的管理与共享提供网络教学应用平台,实现教、学、案的一体化。
本系统提供了专业、课程、部门、教师、教案等多种管理方式;采用结构化的形式组织管理电子备课,把教案内容按学科划分,以知识点的方式表现出来,集中存放。
系统提供常用的备课模版、案例、工具库和多媒体素材资源,配有WORD在线编辑器, 可以在浏览器中方便的创建、编辑和打印电子教案;可以对电子备课进行检查、审核、评比、统计等管理,并通过灵活的权限设置保证资料的安全性。
3、电子文档管理系统
学校拥有大量的各类电子文档资料。这些文档资料由于存放散乱、分类不明、没有统一的管理,带来了检索不便、交流困难、易遗失、安全性差等问题。因此,学校迫切需要一个好的电子文档管理平台,提高学校各类文档管理的效率和安全。
《电子文档管理系统》软件采用.net技术开发,基于B/S结构的WEB应用系统,可实现学校的电子文档如电子教案、课件、规章制度、管理文件、影音资料、照片等的集中、有序存放和分权限管理,有效地解决学校在电子文档管理中存在的各种问题。
4、成绩分析管理系统
《成绩分析管理系统》(B/S版)是一套能够满足广大中小学校成绩分析需求的管理软件,本软件主要由学生、职工、考试等基本信息设置和成绩的维护(录入)、查询、统计等模块组成,操作简单、使用方便、功能适用保证成绩的统计分析质量。
系统支持批量导入学生成绩数据,减轻了成绩录入人员的工作量;以三维图表的形式呈现学生、教师、班级成绩的纵向和横向比较,直观、简洁、方便查看;对每个学生的成绩数据进行跟踪分析,教师、家长、学生都可以由此了解该生的成绩变化趋势,查漏补缺,提高学习成绩;教师还可以在线填写教师评语,生成和打印学生成绩单,听取家长的反馈意见。
5、教师业务管理系统
《教师业务管理系统》软件是为学校方便对教师业务的管理而开发的应用软件系统,主要实现教师任课信息、个人信息、教师获奖、论文、进修培训、常规考核、工作总结、教学成果等综合信息的管理,提供学校教科研、课题管理,工作统计和测评,建立教师的工作档案,动态了解教师全方面的准确数据资料。为学校对人才的培养、使用和综合评估及职称评定提供准确依据。
七、组织管理 校长室和教导处具体负责教师培训。
八、制度规定
参加“教师培训”是每个教师的权利和义务,教师必须按规定完成相应的培训任务。
《国务院关于基础教育改革与发展的决定》指出“以信息化带动教育的现代化”的明确方针。因此,实现校园信息化是中国教育融入全球化浪潮的首要和必要条件。1998年1月21日美国副总统戈尔提出了数字地球的概念之后,中国学者特别是地学界的专家认识到“数字地球”战略将是推动我国信息化建设和社会经济、资源环境可持续发展的重要武器,并于1999年11月29日至12月2日在北京召开了首届国际“数字地球”大会。从这之后,与“数字地球”相关相似的概念层出不穷。“数字中国”、“数字省”、“数字城市”、“数字化行业”、“数字化社区”等名词充斥报端和杂志,成了当前最热门的话题之一。国家测绘局在2000年全国局长干部会议上明确提出,测绘局系统今后一个时期的主要任务是构建“数字中国”的基础框架;海南、湖南、山西、福建等省都已正式立项启动“数字海南”、“数字湖南”、“数字山西”、“数字福建”工程,其他省区的立项也在紧锣密鼓地筹划之中。
所谓“数字校园”与“园林校园”、“绿色校园”一样,是对学校发展方向的一种描述,是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到校园生活的各个方面。随着教育部“校校通”工程的逐步实施,“数字校园”开始进入到实质性的启动阶段。为了积极有效地推进中国“数字地球”战略的发展,本文以“数字校园”为核心讨论有关的基本概念及实现策略。“数字校园”是“数字地球”的一个组成部分,可以看作是一个系统工程或发展战略,但不能看作是一个项目或一个系统。它可能包括了很多子系统。“数字校园”是一个学校发展的战略目标,并有一个逐渐发展的过程数字校园的基本概念可归纳为以下三个方面:第一,数字校园是指数字化的三维显示的虚拟校园,或指信息化的校园,包括数字化、网络化、智能化与可视化的校园技术系统;第二,实施数字校园的实质是营造全新的育人环境,创设有利于教育教学及学生成长可持续发展的学校氛围,因此,实施数字校园计划需要政府、企业、学术界乃至全社会的关心和支持;第三,数字校园是一次新的技术革命,将极大地改变人们的教育和学习方式,进一步促进素质教育的发展和推动办学质量的提高。数字校园是将不同时间、空间、物质和能量的多种分辨率的有关学校发展的硬件资源、师资状况、学生发展等海量数据或信息,按一定规则,从个体到群体、从局部到整体进行整合、融合及多维显示,进行数据挖掘,并能为解决复杂的教育教学问题提供实验条件和模拟试验(仿真和虚拟)。数字校园的建设目标:
“数字校园”的建设目标是实现学校各种数据的整合,使之便于共享和容易使用,为学校的可持续发展提供解决方法、手段和决策支持,促进学校教育、教学等环节产生根本性变革。数字校园的建设基础:
“数字校园”的基础主要有三项。第一项是信息基础设施,要有高速宽带网络和支撑的计算机服务系统和网络交换系统。也就是说“数字校园”的第一项任务是解决“修路”的问题。但是光有路不行,还必须有第二项基础—数据,特别是“空间数据”。据统计人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关,“数字地球”的基本概念也是定义在地球空间框架上集成和展示各种数据,数字地图和数字影像是“数字校园”的基础框架。为什么我们要叫“数字校园”,而不叫“网络校园”?网络校园只能说明铺设了多少光缆,而不能衡量学校的信息化水平。衡量“数字校园”的指标,除宽带网里程以外,另一个重要指标是数据量的大小,除各类基础空间数据的数据量外,学生全面素质发展数据库、教师教学资源库的形成是数字校园有别于其他的突出特色。建立在此基础上的数据挖掘是数字校园的核心特点。“数字校园”第三项基础是人,管理“数字校园”和使用“数字校园”的人。与管理我们的“现实校园”相对应,管理“数字校园”要逐渐建立起相应的机构和规范,要不断对网络系统和数据进行建设、更新、维护和升级,并协调用户的访问。除管理“数字校园”的人以外,培养使用“数字校园”的人也是一项重要的基础工作。只是建了“数字校园”而没有人用,是一种浪费,也产生不了社会经济效益。只有全体师生应用“数字校园”才可以产生巨大效能。数字校园建设的关键环节:
我们的许多学校已经在大张旗鼓地铺设校园网。为什么我们要突出“数字校园”的概念,除了“数字校园”作为校园信息化的一个整体战略目标以外,另一个重要方面就是要实现网络和数据的共享。由于历史发展的原因,校园内分别铺设了电话网、有线电视网和Internet网,这实际上已经造成了浪费。我们现在要做的补救工作是三网合一,或者说三网互通,实现硬件资源共享,并为信息共享创造条件。“数字校园”的另一个重要任务是实现数据共享及系统间的联接与互操作。信息共享涉及到两个方面,一个是政策方面或者说行政管理方面的因素。如何发挥管理职能,调动各方面的积极性,使数据的生产管理部门及时地为“数字校园”提供数据。信息共享另一个重要方面是技术因素,如何保证生产的数据是符合规范的、有效的,如何实现“数字校园”中的各系统互联接和互操作,是实现数字校园的关键技术问题。建设层次 :
关键词:面向框架,数字化,信息交互,校园卡
一、引言
随着科技的不断发展进步, 高校的数字化建设已经有十多年的历史了, 为了实现更好地协同工作, 很多高校已经逐步实现了系统集成, 但是相对来说并没有实现理想的数字化校园期望的状态, 过于强调技术层面的研发成为了数字化校园建设的瓶颈。这样就需要一个具有规划和完善的集成框架的数字化校园平台, 来抵消技术上的软件非兼容性。
面向服务框架研究就提供了一个全新的技术和应用更合理、更完善的系统平台。把平台划分成多个抽象化的服务, 这种服务可以根据需要进行重组, 形成更多的应用, 更大程度上提高了系统的灵活性。同时还可以动态地创建及修改原本的系统应用, 从而形成更富有价值的新应用。
二、面向服务框架模型
面向服务框架模型, 就目前系统来说, 绝大部分的平台应用支撑中间组件, 都是通过其实现不同应用模块的共同运作。这些中间件技术以RPC为核心, 通过分布式的函数调用以及位置无关特性, 但是这些技术具有其不足的地方, 比如耦合紧密型和对中间件平台的特定需求性, 容易形成网络阻塞, 实现成本偏高, 为了解决这些问题, 面向服务框架模型就诞生了。
面向服务框架模型不是一种程序设计语言, 踏实一种系统的架构, 无关平台性和语言性的软件体系模型框架。在面向服务框架模型中, 所有的逻辑业务都是以服务形式存在和封装的, 服务能够被重用和重新配置。所有的应用都由几种服务形成, 通过ESB进行信息的扩散和传播、传递以及重组的过程。服务之间的通信通过数据标准接口描述实现。在数字化校园建设中, 通过遵循面向服务框架模型的要求, 就能设计和实现不用种类的系统和平台。
三、面向服务框架的数字化校园平台设计
面向服务框架的数字化校园平台的设计思想是把学校各业务系统的功能抽象化为服务。系统设计遵循以人为本, 突出服务, 单点登录, 统一身份, 个性化服务的特点。面向服务框架的数字化校园平台把高校的各类服务内容、校园的资源、各项业务流程、期间的交互信息以及实现功能方法按照不同的权限和功能对象进行重组, 并集中返回结果, 提供多方式、多方位的系统服务, 更大程度上体现系统的可用性、实用性、高效性和合理性。
数字化校园建设中, 各类系统均采用工作流方式, 用以突显业务的流程化模式, 全面的获取用户需求并制定符合要求的相应权限以及管理模式, 全用户参与管理, 通过业务流程实现连接, 实现数据信息等的流程化传递, 全面提高高校各管理等业务自动化水平, 规范高校管理模式, 进一步提升高校业务能力的活力和效率。
面向服务框架的数字化校园平台通过对属性的严格控制, 对信息的量化处理, 以及批量处理信息等实现技术, 达到系统的流程自动化处理。通过设计中的全面逻辑强化处理, 利用资格过滤技术, 查询定制技术, 冲突自我判断和自动校验等技术, 最大限度提高系统的可用性和傻瓜性, 为使用者提供简易操作的高性能系统。通过高校校友校园网络实现信息数据共享, 实现学籍、财务、教务、人事、后勤等各部门系统的数据信息共享。
面向服务框架的数字化校园平台系统设计遵循以下原则:1) 符合国家相关法规和标准, 并可以兼顾开放性需求;2) 保证数据一致性, 减少冗余陈旧信息;3) 平台设计的先进性和统一性;4) 平台全面可靠、稳定, 具备高度容错能力以及故障恢复能力, 切实保证系统稳定长期运行;5) 系统具有较好的可扩展性、便利的可扩充接口, 提供集成能力;6) 系统具有高度保密性和安全性能, 数据全方位的保护, 分级安全处理以及良好的备份恢复体系。
面向服务框架的数字化校园平台系统交互设计是一个服务提请和服务应答的交互结构。各个业务系统的信息交互和认证交互形成了系统的整个交互过程。信息交互分为数据交互、认证交互和业务交互等, 如图1所示。
四、小结
本文通过对面向服务框架的数字化校园平台的模型构建, 列举了面向服务框架的数字化校园平台的具体设计要求和原则, 提出了交互认证的方式和业务流的产生方式, 为建设面向服务框架的数字化校园平台提供了好的理论保证。
参考文献
[1]许川佩, 张民, 张婧.基于Ajax的J2EE安全应用框架[J].计算机工程, 2010.
[2]刘铮.基于SOA的Web2.0系统的研究与设计[J].信息技术与标准化, 2010.
[3]朱震, 姚奇富.基于SOA的数字校园解决方案[J].计算机工程, 2009.
[关键词] 云计算; “云+代理”模式; 数字化校园; 公共服务平台
[中图分类号] G434 [文献标志码] A
一、引 言
数字化校园是以网络为基础,利用先进的信息化手段和工具对学校与教学、教研、管理有关的所有信息资源进行全面的数字化,在传统校园基础上构建一个数字空间,以拓展现实校园的时间和空间维度,扩展传统校园的功能,提升传统校园的运行效率。[1]对于数字化校园建设,从建设思路和方法来说,各地长期以来普遍采用完全分布式和完全集中式两种建设模式。完全分布式模式,是由各个学校独立进行数字化校园建设,优点是各种系统与数据完全按照本地需求进行建设,可以充分满足学校个性化需求,为教师和学生提供数据与服务,系统扩展方便;[2]而完全集中式模式,是由省或市级教育主管部门统一建设面向区域的数字化校园公共服务平台,并在平台上部署各种教学软件、学习软件、管理软件和相关资源,所有的数据集中存储,优点是统一管理方便,区域共享程度高,尤其是基于云计算构建的集中式公共服务平台,具有运营高效、成本低、可扩展和学校使用方便等显著优点。这两种模式对数字化校园的发展发挥了一定的促进作用,然而,在数字化校园的软、硬件平台建设中也都存在一定程度的弊端,其中完全分布式部署模式易产生信息孤岛、重复建设严重、资源共享困难、增加维护和升级成本,以及会导致各地硬件资源利用率低下、造成资源浪费等问题;[3]而完全集中式模式对于信息交换必须具备网络条件,因此存在灵活性差等问题,更重要的是,各学校存在个性化需求,该模式不能满足所有学校的个性化服务的需要。
因此,如何在有效的成本投资下最大程度地满足教育对海量数据和服务的需求,既要方便统一管理,实现区域共享,也要满足各学校的个性化需求,成为数字化校园建设的首要问题。显而易见,具备两种模式优点的方案是我们期望的解决方案,“集中+分布”就是这样一种可行的解决方案。通过对“集中+分布”具体建设方案的对比分析,本文提出的基于“云+代理”模式的数字化校园公共服务平台建设方案更符合数字化校园的当前实际情况以及未来发展的需要。基于该方案建设的公共服务平台包括核心平台和平台代理两部分,其中核心平台是公共服务平台的基础,它基于云计算并采用面向服务的思想进行构建,为区域内各类用户及平台代理提供教育信息化核心服务支撑;而平台代理则在学校端建设和部署,主要进行本地基础数据的存储和关键应用的支撑,保持学校的自治性,满足高可用性及个性化扩展应用的要求。通过“云+代理”模式,一方面,可以减轻对中心平台集中认证及日常教学、管理等访问压力,避免网络及硬件故障导致学校各应用系统无法使用的情况;另一方面,也可以支持学校的个性化服务需求、降低维护成本等。
二、“集中+分布”建设方案
从应用角度看,数字化校园是为了满足教学信息化、教师能力提高信息化以及管理信息化等三方面应用。一些基本的教学应用系统(如学科教学平台等)、基本的教师能力提高支撑软件(如互动教研系统等)以及基本的管理系统(如教育行政管理平台等)应通过“集中”建设与管理,这样可以达到降低建设成本、运营高效、扩展与维护方便、数据共享程度高的目的;而对于学校端个性化管理系统,包括校园安全应用(指纹考勤软件等)、一卡通应用、其他拓展应用(如食堂管理软件等)以及个性化资源则需要“分布”建设,达到满足学校个性化应用的目的。因此,“集中+分布”建设模式可以满足实际数字化校园建设的需要。
典型的“集中+分布”实现形式为联邦模式与混合云模式,下面对这两种模式进行介绍与分析。
(一)联邦模式
联邦模式是在集成各应用系统,提供统一、透明的全局操作时,仍保持各应用系统局部应用的高度自治。[4]集成框架通过集成应用对中心虚拟数据库进行构造与操作,利用数据映射技术映射到各应用系统,并通过数据库与通信接口将应用系统数据“集成”至中心虚拟数据库。实现“物理分布,逻辑集中”的层级式数据管理模式。
所谓“物理分布”就是联邦成员的数据仍然分布在各地;“逻辑集中”就是通过建立虚拟数据中心,为用户提供透明的数据管理服务。[5]IBM的WSII(WebSphere Information Integrator)采用了联邦技术,其联邦数据库的体系结构如图1所示。它通过DB2数据库系统建立中心虚拟数据库,联邦服务器通过包装器与数据源进行通信,具有良好的扩展性。
由于当前各学校在数字化校园建设中普遍采用资源库的模式进行建设,一些地区也建设了一些面向区域的公共服务平台,结果导致区域内数据源具有多重性、异构性和分散性。通过联邦模式,将应用系统数据“集成”至中心虚拟数据,提供统一、透明的全局操作,从而解决分布式存在的问题,实现数据共享,高度兼容。此外,该模式掩盖了底层数据源的差异、特质和实现(具有透明性和异构性),不影响现有数据源的本地操作(具有自治性)。
(二)混合云模式
Google前首席执行官Eric Schmidt在2006年搜索引擎大会上首次提出了“云计算”的概念,迅速受到IT企业、学术界和政府的广泛关注。美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)将云计算定义为:[7]
云计算是一种能够通过网络以普遍的、便捷的、按需付费的方式获取计算资源(包括网络、服务器、存储、应用和服务等)并提高其可用性的模式,这些资源来自一个共享的、可配置的资源池,能够以最省力和无人干预的方式获取和释放。云模式由5个基本特征、3种服务模式和4种部署模式组成。
混合云(Hybrid Cloud)是云计算的部署模式之一。NIST对混合云的解释为:[8]云基础设施是由两种或以上的不用云基础设施(私有云、社区云或公有云)组成,每种云仍然保持独立实体,但用标准的或专有的技术将它们绑在一起,使数据和应用程序具有可移植性。混合云的架构如图2所示。
采用混合云模式,在区域中心建设公有云,并在公有云上部署面向区域应用的教学系统、教师能力提高软件以及教育管理软件,满足学校教研培训、教育管理以及部分教育教学的需要;而在学校端建设私有云,进行学校本地教育教学、教育管理以及教学资源的建设,满足实际教学需要。此外,采用混合云模式可以通过对数据和应用程序的移植,来处理突发负载,满足其它目的的弹性需求(如,灾难恢复),以保证本地数据和服务的安全。
以上两种建设模式为数字化校园建设提供了可选的解决方案,但各自也存在一些问题:
(1)对于联邦模式,它只是对数据集成这个较大问题的部分解决方案。而对应用程序和数据的集成、一些较高级别的问题(如数据质量、术语方面的差异与用何方式组合信息的业务规则)还没有完全解决。[11]此外,该模式对于如何为用户提供上层各种服务并未涉及,这样就使得利用该种模式构建的公共服务平台并不能提供快速、便捷的网络服务,不能最大程度地满足学校对大量数据和个性化服务的要求。
(2)而采用混合云模式,面临公有云与私有云之间的云互联、云间数据迁移困难;而且公有云和私有云之间的通讯建立在Internet之上,通迅安全和畅通也是面临的重要问题;另外,也是最主要的,在各学校建立私有云面临技术门槛高、维护更加困难等问题。这些原因导致采用混合云模式建设数字化校园公共服务平台困难重重。
(三)“云+代理”模式
本文采用集中结合分布的分级部署方式来建设数字化校园公共服务平台,提出了基于“云+代理”模式的数字化校园公共服务平台解决方案,如图3所示。“云”指的是在公共服务中心采用云计算技术建设面向区域应用的教育云,它是公共服务平台的核心平台,使得基础物理服务器、基础数据资源和基础应用系统集中;而“代理”指的是在区域内各学校端建设的平台代理,学校端通过代理可以下载基本教学、管理系统框架,以及同步基础数据,并允许进行个性化数据资源以及个性化应用系统建设,保持学校一定的自治性。
1. 核心平台
核心平台是数字化校园公共服务平台的基础,它基于云计算并采用面向服务的思想进行构建,为区域内各类用户及平台代理提供教育信息化核心服务支撑。核心平台主要建设基础数据库、教育管理信息化支撑、教学信息化支撑、教师能力提高信息化支撑等方面应用。通过核心平台可以为用户提供安全、快速、便捷的数据存储和网络教育服务。
2. 平台代理
在学校端通过平台代理,进行本校基础数据的存储和关键应用的支撑,满足全校教学信息化、管理信息化的高可用性及个性化扩展应用的要求。主要建设个性化管理软件(如个人安全定位、指纹考勤、一卡通等软件)、资源管理客户端及教学平台核心框架软件。平台代理又包括两种代理,分别为框架代理与数据交换代理。其中框架代理负责从中心平台下载教学平台核心框架、基础应用系统框架、基础管理系统框架;而数据交换代理负责与核心平台数据交换中心下载并同步本校基础数据,形成与该校有关的映像副本并存储到本地。
3. 核心平台与平台代理之间的关系
传统的全集中式的数字化校园公共服务平台建设模式会导致数据混乱以及缺少特色应用。因此,采用集中结合分布的分级模式建设核心平台和平台代理,由核心平台提供统一的、标准化的、可共享的应用服务;而通过平台代理提供个性化、需要实时运行的应用服务。两者共同组成一个可用性强、性能稳定、既满足统一规范又不缺少个性化应用的数字化校园公共服务平台,为各类用户提供全方位的教育信息化应用服务支撑。核心平台与平台代理之间的关系如图4所示。
本文提出的“云+代理”模式不涉及公私云之间的云互联、云间数据迁移,以及在学校端建立私有云面临的技术门槛高、维护困难等问题。在网络畅通的情况下,学校可以使用公共云平台的数据和服务,并通过框架代理获取应用程序框架,通过数据交换代理与中心平台同步数据和资源,保持与公共云平台的统一。学校端具有本地基础数据、相关应用程序框架以及本地个性化服务。因此,学校端即使不能与公共云平台通讯时,也能保证本地教育教学和管理的需要。避免由于网络及硬件故障导致无法认证,造成学校各应用系统无法使用的情况。
三、基于“云+代理”模式的数字化
校园公共服务平台设计
下面对基于“云+代理”模式的数字化校园公共服务平台的教育云核心平台、学校端平台代理以及两者之间的通信模式进行详细的介绍。
(一)教育云核心平台设计
1. 核心平台设计
核心平台基于云计算技术并采用面向服务的思想,通过虚拟化管理软件,建设教育云服务,为区域各类用户提供教育信息化支撑。核心平台主要包括基础数据库、基础支撑平台、基本应用系统和拓展应用系统等四个方面内容:
(1)基础数据库
基础数据库建设是整个区域数据库体系的核心,是公共服务平台建设的基础。一方面,它提供人员、组织机构、角色权限、学籍等基础数据支撑,向各个教育应用系统提供一致的数据接口,方便各系统共享基本人员信息,确保教育信息化的持续深化发展;另一方面,它记录了核心业务的业务数据,为教育决策管理提供统计分析支撑。因此,从基础支撑、业务应用、公共服务与行政决策的角度进行分层分类设计与建设。
(2)基础支撑平台
基础支撑平台为整个公共服务平台建设提供关键支撑,包括统一门户中心、统一身份认证中心、统一数据中心。各种应用通过基础支撑平台可以方便、快速地构建个性化服务;通过多级互信方式,实现与区域内各学校互信认证,实现单点登录、数据的交换与共享,有效地解决信息孤岛问题和标准不统一的问题,使教与学信息化、教师能力提高信息化及管理信息化等各类应用集成为一个整体。
(3)基本应用系统
基本应用系统主要建立面向各类用户个性化应用定制、集成及展示的框架。支撑教师、学生和教育行政人员的个性化服务应用,为后期业务系统增加及功能扩展打下坚实基础。基本应用系统设计具体包括教工个人管理系统、学生个人管理系统、教育行政管理系统及基本信息公共查询系统。
(4)拓展应用系统
拓展应用系统是在基本应用系统的基础上,对管理信息化、教学信息化、教师能力提高等三个方面进行全方位业务支撑。
①管理信息化支撑方面:管理信息化应用支撑类软件主要为行政、考试、教务、人事、校产等管理工作提供全方位支撑,包括教育行政管理平台、教育信息管理系统等。
②教学信息化支撑方面:教学信息化应用支撑类软件主要从支撑平台和资源两方面提供教学过程和教学内容支撑,具体包括学科教学平台、数字化教学资源及共建共享管理平台、网络阅卷系统等。此外,也为学校教学平台及资源代理终端提供共享的资源信息。
③教师能力提高支撑方面:教师能力提高支撑软件主要为教师综合素质提高及教学方法创新提供信息化支撑,满足区域内教师教研培训需要。包括教师远程培训系统、异地互动教研系统等。
2. 核心平台教育云服务支撑技术架构
结合云计算技术的体系结构,我们提出了中心平台教育云服务支撑技术架构,包括七层,如图5所示。此外,还包括教育信息化标准与规范体系以及安全与综合管理体系。
(1)门户层。该层为教育系统各类用户提供统一的信息服务入口,以及提供门户信息的统一发布及各类应用的统一接入。
(2)个性化服务层。该层依据用户的具体身份(如学生、教师、家长和行政人员)提供相应的服务,支持个性化内容及页面风格等服务的定制。
(3)服务提供层。该层主要包括教育信息化应用和管理信息化应用两个部分,提供教学服务、教研服务、学习服务、管理服务以及其他服务等。
(4)服务支撑层。该层主要包括数据管理、流程控制、安全控制、缓存控制、报表生成、信息检索等组件,提供公共服务及各类业务系统服务。具体实现数据缓存构建、存取、管理机制、建设数据操作队列管理等。
(5)平台支撑层。该层是由统一认证中心、统一数据中心等形成的一个应用支撑体系。
(6)数据存储层。该层为基础数据存储及各类业务存储提供关系型数据库及文件等信息存储。
(7)基础设施层。该层又划分为物理资源和资源池层,其中物理资源包括服务器、存储器和网络设施等;而资源池层主要是采用虚拟化技术对物理资源进行管理,形成多个资源池,如计算资源池、存储资源池和网络资源池等,为上层各类应用系统提供计算、数据存储和基础网络等虚拟资源。
教育信息化标准与规范体系包括总体标准、信息资源标准、应用标准、接口标准、基础设施标准和管理标准等;而信息安全与综合管理体系包括物理安全、网络安全、应用安全和安全制度等。
总的来说,通过这种多层次的、灵活的体系结构,支持基础设施的移除和扩展,服务的移除和扩展,方便开发人员各种教育应用并添加到云平台中,为区域内各类用户提供满足实际需要的、便捷的服务,进而达到充分满足教育信息化建设不断发展的需要。
(二)学校端平台代理设计
平台代理主要包括框架代理和数据交换代理,运行在学校端的服务器上,与核心平台进行互信认证及资源共享,从核心平台下载软件框架,同步基础数据,共同组成高可用、可扩展的教育信息化公共服务平台。学校端平台代理总体支撑技术架构如图6所示,主要支撑以下四个方面内容:
(1)基础数据库方面:学校通过数据交换代理与核心平台基础数据库同步本校基础数据,形成与该校有关的映像副本并存储到本地,为学校运行自有个性化软件提供必要条件。
(2)基础支撑平台方面:既实现学校内部认证,也与中心统一认证平台实现互信联盟认证,实现区域内认证统一,避免由于区域中心平台网络及设备原因导致学校用户无法登录,造成学校应用系统无法使用的情况。
(3)管理信息化支撑方面:学校自主研发或外购系统运行在本地,主要包括校园安全应用(个人安全定位、指纹考勤等软件)、一卡通应用及其它拓展应用(如图书管理、食堂管理等软件)等。
(4)教学信息化支撑方面:包括教学平台核心框架(教学平台、备课平台等软件)及教学资源管理客户端。这样可以减少带宽压力,保障教师实时授课及备课使用效率。学校通过框架代理从中心平台下载基本应用系统框架、教学系统框架、关系系统框架,通过数据交换代理下载教学资源并存储在本地,同时学校保留个性化教学资源。
(三)云与代理之间的通信
本文采用移动代理技术,实现学校端平台从中心平台下载教学平台核心框架、教学资源,进行基础数据的同步、以及上传相关文件等。采用移动代理可以屏蔽中心平台、平台代理两端平台及协议之间的差异,节约网络带宽,确保在分布式环境中数据传送安全可靠。通信模型如图7所示。
学校平台代理(框架代理与数据交换代理)与教育云中心平台之间的通信有多种方式,具体包括消息传递、RPC(Remote Procedure Call,远程过程调用)、RMI(Remote Method Invocation,远程方法调用)和ACL(Agent Communication Language,代理通信语言)等。根据通信对象的不同,移动代理的通信方式可分为以下几种:
(1)移动代理与服务代理通信:该通信方式实质是移动代理和移动代理服务环境之间的通信。服务代理提供服务,移动代理请求服务,是一种典型的客户/服务器模式。如移动代理向中心平台数据服务代理请求同步服务。该类通信方式可以采用RPC或RMI的通信机制。
(2)移动代理之间通信:这是对等(P2P)的通信方式,通信双方的地位是平等的。为了完成特定的任务,如协作求解,移动代理系统必须提供同步和异步通信机制。
(3)ACL:ACL定义了代理与服务设施间协商过程的语法和语义。是实现移动代理与移动代理执行环境、以及移动代理与移动代理之间通信的高级方式。目前常用的通信语言有KQML(Knowledge Query and Manipulation Language)和FIPA(Foundation of Intelligent Physical Agent)。
四、结束语
云计算将是未来网络教育的基本环境与平台。为了解决当前数字化校园公共服务平台建设中所存在的问题,本文通过对联邦模式以及混合云模式两种建设模式的分析,提出了基于“云+代理”模式的数字化校园公共服务平台建设方案。
通过“云+代理”模式,使得分布与集中相结合,构建具有高可用、高可靠、多级部署的数字化校园公共服务平台。这样可以实现各级各类学校、教育管理机构基础信息存储管理、统计分析、决策支持,能够进行身份认证及数据交换等应用的无缝连接,满足各学校教学信息化、管理信息化的高可用性及个性化扩展应用的要求。
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