面向基础教育的区域性教育综合应用平台的构建

余延冬　刘学军

摘 要：基础教育信息化立足点由学校向区域的提升，是当前教育信息化发展的一种趋势。本文提出了构建一种面向基础教育的区域性教育综合应用平台的设想，并对其设计理念、立体化的功能模型、关键技术实现进行了探讨，最后探讨性地提出了平台的运作模式。

关键词：基础教育信息化；区域性教育综合平台；教育管理信息化标准

中图分类号:G521.9文献标识码:B文章编号：1673-8454（2008）24-0073-04

一、引言

基础教育信息化是一项庞大而复杂的系统工程，随着包括“校校通”工程、“农远工程”在内的各项教育信息化建设工程的不断实施，我国基础教育信息化得到了稳步推进，在信息化基础设施建设、基础教育资源库建设、中小学信息技术课程建设等多个方面都取得了显著成就，有效地推动了我国基础教育的改革和教学质量的提升。然而我国基础教育信息化目前还存在一些问题，比如观念陈旧、师资短缺、发展不均衡、整合困难、应用效益低下、资源匮乏等，这些问题往往导致教育信息化的投资效益受到影响，制约了基础教育信息化的持续、健康发展。在此形势下，基础教育信息化建设模式的改革就成为一个值得探讨的话题。

长期以来，我国教育信息化都是以学校为单位进行建设和推进的，但从教育信息化工作者不断的研究和实践来看，以学校为单位封闭、孤立地进行教育信息化建设的体制，已经成为基础教育信息化建设发展中越来越严重的桎梏。基础教育信息化立足点由学校向区域的提升，成为一种新的建设思路，区域性教育信息化建设模式的提出，将有效地改善教育信息化中的基础设施和人力资源配置，促进区域共享，缩小数字鸿沟，从而全面提升教育信息化的建设效益。

在现阶段，基础教育立足点由学校向区域提升，重点内容应是软件建设而非硬件建设，因为长期以来，以学校为单位的建设往往都走了“先硬后软”或“重硬轻软”的建设模式，硬件建设基本能够满足区域教育信息化发展的要求，特别是近两年来我国面向基础教育的信息化项目投入巨大，而这些投入主要是在硬件和网络基础设施建设上，相对于此，区域教育信息化所需的软件、平台和资源建设却处于滞后状态。因此，本文从教育信息化软件建设的角度，提出构建面向基础教育的区域性教育综合应用平台建设这一设想，并就其设计原则、功能模型与关键技术的实现与运作模式进行探讨。

二、平台的设计理念

面向基础教育的区域性教育综合应用平台，着眼于区域范围内教育应用的整合，既不同于常规的数字化校园应用平台，也不同于互联网教育产业运作平台，因此在设计上考虑到这种新型的教育应用平台的特殊性，特别是其区域性特色，我们提出了四项设计理念。

1. 区域内教育力量的全面互动

区域性教育系统的参与人员相对于校园内的角色更为广泛，除了学生、教师、学校管理人员以外，还包括地方教育主管部门、教研人员、学生家长、社会性教育服务机构等等，充分调动了各方面教育力量的全面互动，体现了区域性教育信息化的优势，通过整合创造更高的效益。

2. 业务功能的组织以用户为核心

本平台可以整合区域内各种形式的教育应用，但是并不是所有用户都有必要使用全部的功能，用户只需要使用自己权限范围内所需要的功能即可，这样既减少了投资，又提高了平台的使用绩效。我们针对该平台的主要用户设立了五个专属频道：学生频道、教师频道、家长频道、教研频道和厂商频道，通过用户类型的智能判断，平台为用户展现的是以个人为核心的教育应用，用户进入其它类型用户的专属频道时，可以看到该频道对外发布的内容。

3.内部OA和外网网站的有机整合

由于资金和规划方面的问题，早期的学校和教育行政部门在实施教育信息化时往往采取分业务、分步骤的办法，软件独立实施的情况比较普遍，特别是教育内部OA和外网网站系统相互独立，造成了信息孤岛和数字鸿沟。本平台内部OA和外网网站是有机整合的，可共享数据或同步数据。

4.依据相关教育信息化标准进行建设

平台的标准化，一方面可以提高整个平台的教育科学性和与其它平台的交互性，另一方面也可以借助成熟的标准化业务模型和数据规范来提高开发效率。本平台主要参考的标准有我国颁布的教育管理互操作框架EMIF和教育资源库建设规范CELTS-41以及相关的教育管理信息化标准。

三、平台的功能模型

综合性教育应用平台涉及的系统比较多，按基础教育信息化业务的分类，将平台分为信息化教学、教育管理信息、教育产业服务和通用业务四个体系，每个体系都按照基础教育的特色组织了相应的应用系统。由于每个业务体系中的各系统都可能有多种角色参与，也可能都涉及内部OA和外部网站，也可能间接使用通用模块中的功能（比如考试系统利用通用系统中的短信系统来发送考试通知），这样在功能的组织上应该反映这种多元化和多维度，由此，本文提出了一种立体化功能模型，如图1所示。

该模型是一个功能立体，X轴是以用户为核心的功能组织，将平台划分为五个频道和一个管理员功能区；Y轴是基于教育信息化业务的功能组织，包含信息化教学、教育信息管理、教育产业服务三个体系；Z轴是平台的通用业务体系的各功能系统，本平台之所以将它独立为一个坐标维度来表示，是因为每个体系、每个频道都可能调用通用业务体系的功能。这三个坐标维度的功能相互交叉，就可以挖掘出每个用户在各系统中的功能点。以下从教育业务体系划分的角度详细阐述。

1.信息化教学体系

该体系为中小学实施信息化教学提供有效支撑，按照信息化教学模式组织相应的功能系统，包括网络课程、考试评价、教学资源库、学科专题网站、教研专题、名师讲堂等几个系统。各种类型的用户都可能参与到这些系统中，信息化教学体系详细的功能模型如图2所示。

图2所示的功能模型反映了本文提出的立体化功能模型的特点，模型中，信息化教学体系中的功能系统维度，和以用户为核心的功能组织维度进行交叉，我们就挖掘出了教师、学生、家长、教研人员、厂商和管理员在信息化教学体系中的网络课程、考试评价、教学资源库等系统中的功能点；同时每个功能点又可以使用到通用业务体系中的功能模块；注意不同的用户在同一系统中的功能点有可能相同，但是其使用目的、权限范围可能是不同的。

2.教育管理信息体系

该体系主要提供中小学的各类教育信息的管理，包括师生档案管理、考试与成绩管理、考勤管理、学校资产管理等几个系统，这些系统在基础教育中的应用相对于其它体系中的系统已经较为成熟，但在本平台中，需要考虑两点，一是需要依据EMIF数据规范和相关教育管理信息标准设计相应的功能；二是各种教育信息的处理需要从早期的面向学校扩展为面向区域，功能上有所增强，比如考试与成绩管理系统中，需要提供区域统考安排、学校间的成绩对比分析等功能。

3.教育产业服务体系

该体系最能体现区域教育信息化的特色，因为它充分调动了区域内外的教育服务产业在平台上运作，主要包括的系统有：教育行业资讯、教育培训市场、教育电子商城、教辅书店等，这些系统侧重于展示区域本地的教育资讯和行业信息，并提供在线教育产品和服务交易平台，通过与电子商务的整合，改进传统教育信息化应用平台的运作模式，促进区域教育产业链的良性发展，为教育用户提供全方位的服务，从而提升教育信息化的应用绩效。

4.通用业务体系

该体系提供从各项教育业务中抽取出来的具有一定通用性的模块，这些模块可以独立使用，也可以与其它业务模块配合使用，包括新闻公告（外网网站和内部通知）、个人信息管理、功能定制与设置等通用系统，即时通讯、博客系统、虚拟社区、短信系统、邮件系统等互动类系统，以及休闲驿站等与教育业务无直接关系的辅助类系统。

四、关键技术实现

1.平台软件体系结构

面向基础教育的区域性教育综合应用平台涉及的用户群大，地区范围广，大多数业务都需要基于网络来完成，因此整个平台采用B/S（浏览器/服务器）架构，使网络数据的传输更为方便，并减轻客户端部署上的负担。由于业务上相对复杂，需要采用多层体系结构，将数据存储、业务逻辑处理和用户表现完全分开，以适应大型网络分布式计算应用环境，可以采用基于WEB的三层结构模型，即表现层（GUI，Graphic User Interface）、业务逻辑层（BLL，Business Logic Layer）、数据访问层（DAL，Data Access Layer）。平台的三层软件体系结构如图3所示。

图3中，表现层负责以图形化的方式处理信息显示和用户交互；业务逻辑层负责处理业务逻辑并与表现层和数据层进行通信；数据访问层专注于向数据库进行数据存取，同时向业务逻辑层提供数据。每一层采用什么技术，需要由具体技术平台来决定。

2.以用户为中心的动态模块加载机制

面向基础教育的区域性教育综合应用平台以用户为中心来组织功能模块，需要模块加载机制满足两种需求：一是不同权限的用户加载的功能不同；二是用户可以对权限范围内的功能模块作一定的定制和重组。因此我们构建了以用户为中心的动态模块加载机制，如图4所示。

图4中，动态模块加载机制涉及三个组件：用户权限控制中心，模块加载引擎和模块管理中心。用户权限控制中心是系统的基础核心业务之一，负责管理用户信息、权限信息（角色分组信息），并处理登录注销等一切有关用户状态管理的事务；模块加载引擎是在模块加载中起主控作用的组件；而模块管理中心负责管理功能模块信息，包括用户权限和模块之间的对应关系。在模块加载的流程中，模块加载引擎驱动整个流程，包括向其它组件请求所需的信息，组织模块列表，加载并缓存模块等；用户权限控制中心将向模块加载引擎返回用户权限信息和用户对系统的定制与配置信息；模块管理中心则根据用户权限和模块定制参数返回相应的模块列表。可以看到，以用户为中心的动态模块加载机制使得功能的人性化组织得以实现，并使平台的模块管理更高效也更具扩展性。

3.内部OA与外网网站的智能化集成方式

面向基础教育的区域性教育综合应用平台由内部OA和外网网站两个部分构成，前者是用户登录某系统后进入的个人事务处理功能区，后者是用户在未登录状态下看到的平台对外发布的信息，显示为一个公众网站，这两个部分应该是共享数据、有机集成的。本平台采用的是一种基于登录状态和用户权限的智能化判断方式，当用户在未登录状态访问内部OA系统时，系统根据登录状态和用户权限，判断是否应该显示内部OA功能，如果符合显示条件，则返回内部OA功能页面，否则，将自动调用外网新闻系统显示所请求系统有关的外网数据。当然用户也可以直接从外网网站访问该系统的外部页面。以用户请求网络课程系统为例，请求流程如图5所示。

图5中，用户请求网络课程系统的流程由用户权限控制中心、网络课程系统和外网新闻系统和数据库配合执行，决定最终返回的功能界面，其中，网络课程系统每次判断是否显示内部页面时，都要使用从用户权限控制中心返回的用户状态数据和权限数据。通过这种智能化的判断机制，内部OA和外网网站得到了高效整合，从而打破了以前的信息孤岛。

4.文档库和数据库采用分布式物理架构

由于面向基础教育的区域性教育综合应用平台数据量比较大，数据库和文档库采用“中心级+学校级”的两级模式进行分布式处理，这样一方面与分布式应用设计结合，解决了校园网与城域网（或广域网）资源不能很好互通的问题，另一方面也解决了数据过于集中造成平台中心数据服务器负荷过大的问题。这种分布式的文档库和数据库结构如图6所示。

而构建分布式数据库和文档库的关键在于数据同步的实现。根据数据同步的不同实现层次，我们采用了数据层同步和代码层同步两种方式，对于精确度、实时性和安全性要求较高的场合，我们采用代码层同步，即在平台中用代码去控制文档库和数据库同步；而在一般情况下，我们采用数据层同步方式，利用分布式数据库的内置同步功能进行数据库同步，而文档库则采用FTP方式同步关键文件。

五、平台的运作模式探讨

为了发挥面向基础教育的区域性教育综合应用平台的最大功效，广泛调动区域内教育力量的参与，平台可以走“教育部门行政推广使用+互联网运作”的运作模式。教育部门行政推广可以保证平台的基本功能使用得以规范有效地进行，而互联网运作模式可以更广泛地调动教育行业服务力量、学生、家长等潜在的教育用户参与平台的使用。另外，互联网运作可以实现灵活的盈利模式来支撑平台运营，如在外网平台上放置广告，为教育行业提供服务平台，提供付费教学资源，提供收费增值服务等。这两种方式的结合可以使面向基础教育的区域性教育综合应用平台保持长期的活力，提高教育信息化的运作效益。

而在具体的部署方式上，我们提供两种方案：学校可以选择零安装方式，直接使用平台中心服务器提供的应用，这样简单高效并且投资最低；也可以选择在校内独立部署Web服务器、数据库服务器和文档服务器，并与平台中心进行数据同步，这样可以具有更好的性能和安全性，但也增大了投资和管理负担。学校可以依据资金预算和应用需求等情况自行决定选择哪种部署方案。

六、结束语

面向基础教育的区域性教育综合应用平台概念的提出，是顺应教育信息化深入发展，由学校为基点提升到以区域为基点的一种必然，这对于实现基础教育的跨越式发展有着重大意义。目前，面向基础教育的区域性教育综合应用平台已经在部分发达地区进行了实验性应用，但其中的设计理念、系统规划以及运作模式尚不完善。本文对这种平台理论和技术上的阐述，应该说是抛砖引玉，关于平台的更多设计理念和技术细节需要广大教育信息化工作者进一步探索。

参考文献：

[1]刘学军.关于吉林省教育信息化建设若干问题的思考 教育信息化理论研究与实践探索[M].长春：吉林人民出版社,2007:55-66.

[2]桑新民,郑文勉,钟浩梁.区域教育信息化的战略思考[J].电化教育研究,2005,(3):8-11.

[3]Sc.Zhong.Research on Update Service in Learning Resources Management System[J].Lecture Notes in Computer Science 5093,

2008,(6).

[4]钟绍春.关于教育信息化一些关键问题的思考[J].电化教育研究,2005,(10):3-10.

[5]LIU Xuejun,AOKI Yoshinao. Development of Ubiquitous Computing Board and its application design[J].Journal of Information & Computational Science(ISSN 1548-7741),2004,(3):181-185.

[6]祝智庭.中国基础教育信息化进展报告[J].中国电化教育,2003,(9):7-11.