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本文由《現(xiàn)代遠程教育研究》雜志授權(quán)轉(zhuǎn)載 作者：楊現(xiàn)民 摘要
關(guān)鍵詞：區(qū)域教育信息化；智慧教育；綜合服務平臺；建設思路；體系構(gòu)架；關(guān)鍵問題 一、研究背景 隨著智慧教育理念在全國的興起以及國家智慧城市建設步伐的加快，一些省、市、區(qū)縣已經(jīng)開始著手規(guī)劃區(qū)域智慧教育發(fā)展。2014年3月，北京市海淀區(qū)教委發(fā)布了《海淀區(qū)智慧教育中長期發(fā)展規(guī)劃（2014-2020年）》和《海淀區(qū)智慧教育建設項目管理辦法》，正式啟動智慧教育發(fā)展戰(zhàn)略，力爭到2020年建成全國領(lǐng)先的智慧教育示范區(qū)。（海淀區(qū)政府，2014）此外，深圳市南山區(qū)與羅湖區(qū)、寧波市鎮(zhèn)海區(qū)等信息化先行區(qū)域，也都在緊鑼密鼓地推動智慧教育發(fā)展規(guī)劃與建設方案的制定與實施。 區(qū)域智慧教育的健康、可持續(xù)發(fā)展需要構(gòu)建和諧的教育信息化生態(tài)系統(tǒng)，核心要素包括無縫整合的智慧教育基礎環(huán)境（智慧校園、智慧博物館、智慧社區(qū)等）、可進化的海量優(yōu)質(zhì)教學資源庫、智能化的教育云平臺、智慧型的教師與管理者隊伍、推動教育變革的創(chuàng)新體制與機制等。其中，智慧教育云平臺是整個教育生態(tài)系統(tǒng)有效運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，將為各種智慧教育業(yè)務的開展提供平臺支撐。目前，國家層面正在大力推進兩大教育云平臺建設，分別是國家教育管理信息系統(tǒng)和國家教育資源公共服務平臺。為了更好地推進區(qū)域教育綜合改革與跨越式發(fā)展，在國家教育云平臺的基礎上，部分地區(qū)開始規(guī)劃建設區(qū)域智慧教育綜合服務平臺，期望對現(xiàn)有區(qū)域教育信息化平臺進行實質(zhì)性的升級改造，以支撐和引領(lǐng)新一輪的區(qū)域教育改革與發(fā)展。 盡管目前國內(nèi)已有學者對智慧教育云服務體系（張進寶等，2012）和智慧教育云構(gòu)建方法與技術(shù)（葛虹，2012）等進行了初步探討，但是各地區(qū)在建設智慧教育綜合服務平臺的過程中仍面臨諸多現(xiàn)實和共性的問題，如智慧教育綜合服務平臺應采用何種架構(gòu)模式、如何提升平臺的智慧性、如何有序推進諸多應用系統(tǒng)的建設與完善、如何實現(xiàn)系統(tǒng)應用的可持續(xù)發(fā)展等?；诖?，本文將對區(qū)域智慧教育綜合服務平臺建設中的關(guān)鍵問題進行探討，以期能夠為各地區(qū)智慧教育平臺的建設提供借鑒與指導。 二、區(qū)域教育信息化應用系統(tǒng)現(xiàn)存問題 國家和地區(qū)對教育信息化政策的傾斜以及大量資金的投入，不少地區(qū)已基本形成了覆蓋全區(qū)的教育信息化綜合服務平臺（盡管實踐中的名稱多有不同，常見的有教育網(wǎng)、教育信息化網(wǎng)、教育公用服務平臺等）。服務平臺中的應用系統(tǒng)數(shù)量逐年增加，其所提供的教育服務種類也越來越多，這對于推動區(qū)域教育信息化發(fā)展、帶動區(qū)域教育邁向現(xiàn)代化起到了積極的作用。然而，隨著大數(shù)據(jù)和智慧時代的到來，當前各區(qū)域教育信息化綜合服務平臺無論在建設思路與功能架構(gòu)，還是在服務模式與應用體系上，都需要進行徹底的升級改造，以應對時代發(fā)展對教育提出的嚴峻挑戰(zhàn)。 2014年5月，筆者帶領(lǐng)研究團隊對深圳市某區(qū)的教育信息化系統(tǒng)建設與應用現(xiàn)狀進行了網(wǎng)絡調(diào)查和實地調(diào)研。該區(qū)是深圳的商貿(mào)、金融和信息中心，在全國區(qū)域教育信息化發(fā)展方面具有較強的代表性。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，區(qū)域教育信息化平臺建設與應用依舊存在一些“頑疾”，突出表現(xiàn)為如下６個方面： 1.缺乏頂層設計，“孤島現(xiàn)象”嚴重 不可否認，我國早期教育信息化的發(fā)展屬于“無序疊加模式”，即缺乏系統(tǒng)的、強執(zhí)行力的頂層設計與規(guī)劃，導致各區(qū)域在發(fā)展過程中盲目建設了大量的應用系統(tǒng)，而多數(shù)應用系統(tǒng)在建成后便處于“沉眠”狀態(tài)。由于缺乏信息化頂層設計和統(tǒng)籌規(guī)劃，因此難以形成具有區(qū)域特色的教育信息化發(fā)展模式，系統(tǒng)孤島問題依舊存在。區(qū)校各應用系統(tǒng)之間難以實現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)交換與共享，校際之間難以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學資源共建共享。沒有系統(tǒng)全局的應用推進機制，致使系統(tǒng)建設與應用脫節(jié)。產(chǎn)生孤島的原因也是多方面的，如區(qū)校在信息系統(tǒng)建設與應用方面職責不明確，系統(tǒng)建設技術(shù)標準滯后與不完善，市場上的資源與系統(tǒng)提供商對教學的實際需求不理解，行業(yè)約束機制不健全以及市場利益的驅(qū)動，等等。 2.應用系統(tǒng)操作繁瑣、使用率低、智能化程度不高 雖然區(qū)校部署了大批教育信息化應用系統(tǒng)，然而調(diào)研發(fā)現(xiàn)，“重建輕用”現(xiàn)象依舊嚴重。大多數(shù)系統(tǒng)的應用率很低，甚至有些系統(tǒng)自部署以來從未被使用過，而僅在一些報告中發(fā)揮了“充數(shù)”的作用。造成上述問題的原因大體有三方面：一是系統(tǒng)的功能設計不合理，不符合教育的實際需求；二是操作繁雜，出錯率高，用戶體驗不好；三是缺乏應用培訓和相關(guān)應用推進機制的保障。各應用系統(tǒng)除了能滿足基本的教育業(yè)務需求外，還需重視系統(tǒng)智能性的提升，即通過智能型的技術(shù)讓用戶花更少的時間去完成更多的工作。商業(yè)領(lǐng)域的“傻瓜相機”模式非常值得當前諸多教育應用系統(tǒng)提供商學習與借鑒。 3.教育數(shù)據(jù)共享困難，管理負擔重、效率低 近年來，學校部署的信息系統(tǒng)越來越多樣，在享受信息化便利的同時，也面臨諸多管理問題，帶來很多額外的工作負擔，包括設備維護、信息安全、數(shù)據(jù)管理等。其中，教育基礎數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計與管理是區(qū)校面臨的常規(guī)性工作。每年新生入學、學籍變動、教師流動、成績上報、人事考核、報表統(tǒng)計等都需要區(qū)校相關(guān)管理人員花費大量時間重復錄入各項教育數(shù)據(jù)，管理負擔重，而且效率低下。其主要原因是教育信息化管理系統(tǒng)無論在橫向（不同類別的系統(tǒng)，如教務、學籍、人事、財務等系統(tǒng)）還是縱向（不同級別的系統(tǒng)，如學校的學籍系統(tǒng)、區(qū)學籍系統(tǒng)、市學籍系統(tǒng)等）上都缺少標準化、統(tǒng)一的部署與管理，嚴重阻礙了區(qū)域教育信息化管理的深層次推進。 4.采集的教育數(shù)據(jù)有限，數(shù)據(jù)價值未能得到充分發(fā)揮 隨著大數(shù)據(jù)理念與技術(shù)的逐步推廣，教育數(shù)據(jù)資產(chǎn)的地位將逐步提升，教育數(shù)據(jù)思維也將逐步融入教育的全過程。然而，當前尚未建立起教育大數(shù)據(jù)采集、處理、分析與應用的規(guī)范化流程、制度以及成熟的應用模式。教育數(shù)據(jù)的采集僅限于一些常規(guī)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如成績、學籍、人事、資產(chǎn)等），應用也僅是單純的匯總統(tǒng)計和比較分析。實際上，很多應用系統(tǒng)（如互動教學系統(tǒng)、網(wǎng)絡教研系統(tǒng)、電子作業(yè)系統(tǒng)等）已經(jīng)存儲了大量的半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如帖子、提問、評論、教案、答題過程等），但是目前這些“體制外”的教育數(shù)據(jù)仍處于“沉睡”狀態(tài)，其價值遠未得到充分發(fā)揮。此外，調(diào)研還發(fā)現(xiàn)區(qū)級教育管理者尚未形成“數(shù)據(jù)決策意識”，亟待通過專題培訓來增強教育管理者的數(shù)據(jù)決策意識和決策能力。 5.各教學資源系統(tǒng)之間缺乏整合，資源散亂，質(zhì)量不佳 教學資源建設始終是區(qū)域教育信息化推進過程中的重點任務。各區(qū)在教育資源建設與共享方面投入了巨大的人力和財力，搭建了學科資源網(wǎng)、資源管理系統(tǒng)、博客網(wǎng)站群、微課制作系統(tǒng)等資源系統(tǒng)，購買了一系列的專題資源庫。然而，一線教師卻普遍反映，他們很難從資源系統(tǒng)中找到適合自己課堂教學需要的資源，備課往往需要花費大量時間來搜集和整理資源。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，不同的資源系統(tǒng)由于提供商不同而缺乏資源交換的標準接口，導致不同資源系統(tǒng)之間“各自為政”。教師往往需要從多個系統(tǒng)和資源庫中搜集和下載教學資源，或者登錄不同的系統(tǒng)創(chuàng)作和提交資源。為了便利教師建設與應用資源，從區(qū)級層面應當建立集中的教育資源管理平臺，通過標準化接口匯聚來自不同資源系統(tǒng)的資源，并通過統(tǒng)一的資源門戶系統(tǒng)為廣大師生提供一體化的資源服務。此外，資源系統(tǒng)還應強化其在動態(tài)資源聚合、智能過濾、自動分類、語義檢索等方面的功能，從而以更加智能化的方式為廣大師生服務。 6.尚未建立完善的信息化應用系統(tǒng)管理制度 目前，區(qū)級層面和校級層面都部署了若干套教育信息化應用系統(tǒng)，且很多系統(tǒng)功能和角色相互重疊，呈現(xiàn)出“零散、無序、重復”的特點。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，無論是區(qū)中心還是各學校，在硬件設備的管理上往往有較清晰的管理制度和流程，而在應用系統(tǒng)的管理、維護、升級等方面普遍缺乏完備的管理制度和辦法，導致應用系統(tǒng)部署混亂、維護不到位、故障率高、升級困難，直接影響了系統(tǒng)的應用效果?！叭旨夹g(shù)、七分管理”是信息化領(lǐng)域的共識。教育信息化應用系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展離不開科學的管理，各區(qū)在推進綜合服務平臺建設過程中，應逐步建立健全應用系統(tǒng)管理制度和機制，合理配置資源，實現(xiàn)建設、應用與管理三個環(huán)節(jié)的高效聯(lián)通。 三、智慧教育綜合服務平臺建設思路 1.智慧教育綜合服務平臺的特點分析 智慧教育是信息技術(shù)與教育發(fā)展高度融合而產(chǎn)生的新型教育模式，旨在綜合應用各種信息技術(shù)提升現(xiàn)有教育系統(tǒng)的智慧化水平，培養(yǎng)大批具備21世紀技能、擁有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的智慧型人才。（楊現(xiàn)民，2014）智慧教育綜合服務平臺是在智慧教育理念指導下，全面支撐區(qū)域智慧教育業(yè)務開展，采用一體化架構(gòu)的、可靈活擴展的信息化系統(tǒng)。與傳統(tǒng)教育信息化服務平臺相比，智慧教育綜合服務平臺呈現(xiàn)出如下特點： 高度的整合性。雖然當前區(qū)域教育信息化平臺大多已實現(xiàn)了單點登錄、統(tǒng)一身份認證、統(tǒng)一門戶管理等功能，但在數(shù)據(jù)流層面和業(yè)務功能層面并未實現(xiàn)真正意義上的無縫整合，導致應用系統(tǒng)的孤島問題仍然存在。而智慧教育綜合服務平臺中的各應用系統(tǒng)在物理上雖然是獨立的，但在邏輯上卻是高度集成的，即通過標準化的接口可以實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的無縫交換與共享，共性業(yè)務也可以通過WebService的方式實現(xiàn)靈活調(diào)用與共享。 高度的智能性。當前多數(shù)應用系統(tǒng)操作繁瑣，使用率低，智能化程度不高，給教育管理者和廣大師生等帶來諸多不便。智慧教育綜合服務平臺中的各應用系統(tǒng)在規(guī)劃設計時，需要充分考慮用戶的需求，提升用戶體驗度，靈活應用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無線通信、增強現(xiàn)實等先進的信息技術(shù)，大大增強系統(tǒng)的智能化水平，包括系統(tǒng)功能的智能化和系統(tǒng)運維的智能化。 高度的數(shù)據(jù)化。從“數(shù)字化”到“數(shù)據(jù)化”是人類社會步入大數(shù)據(jù)時代的一個顯著特征。如果說傳統(tǒng)的教育信息化實現(xiàn)了教育業(yè)務的“數(shù)字化”，那么智慧教育將實現(xiàn)教育業(yè)務的“數(shù)據(jù)化”。數(shù)字化帶來了數(shù)據(jù)化，數(shù)據(jù)化是對數(shù)字化的拓展與推進。（維克托·邁爾-舍恩伯格等，2013）智慧教育綜合服務平臺高度重視教育數(shù)據(jù)的規(guī)范化采集與深度挖掘，通過教育大數(shù)據(jù)中心，動態(tài)匯聚來自各業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并以數(shù)據(jù)為核心進行系統(tǒng)功能與流程建模。 高度的靈活性。當前各區(qū)域教育信息化服務平臺雖然也強調(diào)系統(tǒng)建設的靈活性，但由于在建設初期缺乏頂層架構(gòu)設計，導致擴展性和靈活性非常受限。智慧教育綜合服務平臺中每個系統(tǒng)的建設都嚴格遵循統(tǒng)一的技術(shù)標準，便于數(shù)據(jù)交換和功能模塊的靈活集成。對于運行效果不佳的系統(tǒng)可以進行即時淘汰，按需“插入”新的應用系統(tǒng)；各系統(tǒng)的功能模塊可以通過“開關(guān)”按需使用，而不會影響整個服務平臺的正常運行。 2.智慧教育綜合服務平臺的建設思路 智慧教育綜合服務平臺的建設是一項規(guī)模龐大、技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)復雜、涉及面廣、建設周期長的大型信息化系統(tǒng)工程，必須進行全局的統(tǒng)一規(guī)劃，才能夠使信息系統(tǒng)建設健康有序地運行，從而帶動區(qū)域教育信息化水平整體提升，滿足區(qū)域教育現(xiàn)代化發(fā)展的大局需要。 各區(qū)應立足本區(qū)教育發(fā)展的實際需求，全面貫徹“智慧教育”理念，依托區(qū)教育云基礎平臺，整合各類教育應用系統(tǒng)，促進應用系統(tǒng)貫通與集成，規(guī)劃建設基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境的集成化、智能化的區(qū)域智慧教育綜合服務平臺，著力解決當前區(qū)域教育信息化存在的條塊分隔、系統(tǒng)孤島、優(yōu)質(zhì)資源匱乏、管理效率低下等現(xiàn)實問題，進而推進信息技術(shù)與區(qū)域教育的深度融合，為各級教育管理者、教師、學生、家長和社會公眾提供最需要、最適合、最準確、最便捷的教育服務。區(qū)域智慧教育綜合服務平臺的建設思路如下： （1）統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施。 站在全區(qū)教育綜合改革與發(fā)展的高度，整體規(guī)劃新時期區(qū)域智慧教育綜合服務平臺的體系架構(gòu)、核心功能、建設任務、保障機制等，創(chuàng)設具有超前性、先導性和示范性的區(qū)域智慧教育信息化環(huán)境。同時，在統(tǒng)一規(guī)劃和總體設計的基礎上，堅持突出重點、合理配置、注重效益、逐步到位的工作方法，并能充分利用前一階段教育信息化發(fā)展所取得的成果，有效整合已有硬件、軟件資源，保護已有投資。新建的各種教育應用系統(tǒng)，均應遵循統(tǒng)一的數(shù)據(jù)及互操作標準，以促進系統(tǒng)的互聯(lián)互通。 （2）需求驅(qū)動，融合創(chuàng)新。 教育信息化的各項工作要始終圍繞實際應用需求來展開。區(qū)域智慧教育綜合服務平臺建設是一項大型系統(tǒng)工程，涉及到眾多應用系統(tǒng)的規(guī)劃建設。任何一個應用系統(tǒng)的規(guī)劃都應本著“需求驅(qū)動”的原則，以滿足實際教育需求為基本前提，結(jié)合先進信息技術(shù)的發(fā)展與新型教育理念進行創(chuàng)新設計。物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、語義網(wǎng)、移動通信等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，為解決當前諸多教育難題（如減負、公平、安全等）提供了條件?？萍歼M步與教育發(fā)展互為支撐，要堅持“科教融合”的基本思想，創(chuàng)新應用、整合各種適合的技術(shù)，解決當前區(qū)域教育發(fā)展面臨的重大現(xiàn)實問題，實現(xiàn)教育系統(tǒng)更順暢、更智慧化的運行和發(fā)展。 （3）遞進升級，逐步完善。 區(qū)域智慧教育綜合服務平臺需要不斷升級改造，以滿足教育業(yè)務發(fā)展的需要。其建設應遵循“遞進升級、逐步完善”的原則，將基礎設施、教育裝備、應用系統(tǒng)、教育資源等逐步升級和完善，以保持系統(tǒng)的先進性、靈活性和高效性。遞進升級的標準與要求，應在總體設計時進行詳細的調(diào)研和規(guī)定，盡量避免“推倒重來、全部更新”所帶來的資源浪費。遞進升級要有一定的前瞻性，瞄準未來3-5年的發(fā)展需求，逐步升級改造，推動區(qū)域智慧教育綜合服務平臺的可持續(xù)發(fā)展。是否升級和如何升級的問題無論在機制層面還是在技術(shù)層面，都要進行嚴格的審查，以確定其必要性和可行性。 （4）上下聯(lián)通，開放擴展。國家和各省市已 經(jīng)謀劃并實施了一系列的重大教育信息化工程，包括“三通兩平臺”、“校校通”、“班班通”等。區(qū)域智慧教育綜合服務平臺的建設應當充分考慮與上述工程的銜接，使其具備較強的開放性和可擴展性。優(yōu)先應用市級平臺提供的通用教育業(yè)務，著力打造區(qū)級教育云服務平臺。具有共性的系統(tǒng)，要采用國家、市、區(qū)等各級行政部門提供的公共服務平臺。區(qū)級平臺提供的業(yè)務要能夠涵蓋全區(qū)核心的教育業(yè)務，同時與市級相關(guān)系統(tǒng)之間要實現(xiàn)教育數(shù)據(jù)的無縫共享。此外，為滿足學校特色化發(fā)展的需求，應鼓勵學校將特色的信息化系統(tǒng)部署在區(qū)域私有的教育云上；對于運行效果良好、有推廣應用價值的系統(tǒng)，還可以無縫集成到區(qū)域智慧教育綜合服務平臺中。 四、智慧教育綜合服務平臺體系架構(gòu) 教育信息化工程建設具有一次性投資大、設備更新和維護費用高等特點，如何尋找出最優(yōu)化的經(jīng)費投入方案和應用模式已經(jīng)成為影響教育信息化能否順利推進的“焦點”問題之一。區(qū)域智慧教育綜合服務平臺建設應堅持“系統(tǒng)論”的觀點，充分考慮各級單位的實際情況，采用“肥中心、瘦學?！钡摹霸?端”架構(gòu)模式，把區(qū)域網(wǎng)絡應用、教學資源、信息服務等功能集中在信息中心，學校用“節(jié)點”的方式接入“中心”，按需獲得各種信息資源服務。 如何使各類應用系統(tǒng)更靈活且更快速地響應不斷改變的業(yè)務需求，如何使這些異構(gòu)系統(tǒng)和應用程序之間實現(xiàn)無縫通信，是平臺體系架構(gòu)設計應考慮的首要問題。面向服務的應用體系結(jié)構(gòu)（Service-OrientedArchitecture，SOA）是應用體系發(fā)展的最新階段，是一種代表目前和將來發(fā)展方向的主流系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)。（Hirschheimetal.，2010）因此，區(qū)域智慧教育綜合服務平臺的建設應遵循國家頒布的相關(guān)教育信息化標準，應用教育云基礎平臺，依據(jù)SOA架構(gòu)思想和技術(shù)進行系統(tǒng)架構(gòu)（見圖1）。 1.基礎層 云計算能夠?qū)⒎植荚诟鞯氐姆掌魅哼M行網(wǎng)聯(lián)，實現(xiàn)大規(guī)模計算、海量數(shù)據(jù)處理和信息服務等功能。（Armbrustetal.，2010）由于云計算技術(shù)在動態(tài)擴展、數(shù)據(jù)安全、資源共享等方面具有突出優(yōu)勢，智慧教育綜合服務平臺的底層架構(gòu)應采用云模式?？紤]到教育業(yè)務的實際需求，區(qū)域智慧教育綜合服務平臺宜采用混合云模式，即將兩個或更多云端系統(tǒng)（包括公有云和私有云）組成云端基礎設施。 區(qū)域智慧教育綜合服務平臺的基礎設施層融合了公有云和私有云，是數(shù)據(jù)計算、傳輸、存儲的公用通道。其中，公有云用于部署面向全區(qū)的共性化應用系統(tǒng)，如教學資源管理系統(tǒng)、教務管理系統(tǒng)等；私有云用于部署面向?qū)W校的各種特色化應用系統(tǒng)，以滿足學校的個性化發(fā)展需求。公有云和私有云并不是割裂的，而是可以協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)教育業(yè)務系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的按需遷移。此外，在云產(chǎn)品的選型上，要優(yōu)先選擇國內(nèi)成熟的、具備為教育系統(tǒng)定制研發(fā)能力的提供商，避免被云產(chǎn)品提供商以各種名義“綁架”。 2.數(shù)據(jù)層 云基礎平臺之上是數(shù)據(jù)層，用來保存綜合服務平臺產(chǎn)生的各種教育數(shù)據(jù)，同時提供基礎數(shù)據(jù)服務，包括教育數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理和交換等服務。教育大數(shù)據(jù)中心是綜合服務平臺數(shù)據(jù)化的核心模塊，是大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲和信息流通的中間節(jié)點，為系統(tǒng)集成和各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享提供平臺，保證數(shù)據(jù)的及時性、完整性和一致性。具體而言，大數(shù)據(jù)中心向下從數(shù)據(jù)源集成數(shù)據(jù)并保持同步更新，成為各個應用系統(tǒng)之間的共享數(shù)據(jù)通道；向上作為智能統(tǒng)計分析服務的數(shù)據(jù)源，提供從各個應用系統(tǒng)集成過來的共享數(shù)據(jù)。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。 教育大數(shù)據(jù)中心包括若干主題數(shù)據(jù)庫，如學校信息庫、教職工基礎信息庫、學籍庫、教師教學與成長信息庫、學生學習與成長信息庫、課程庫、試題試卷庫、成績庫、科研庫、資源庫、教材庫、公文庫、設備資產(chǎn)庫、財務庫等。各主題庫中又可以包括若干細分的子主題庫，主題庫中有若干數(shù)據(jù)表用來存儲來自不同應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)中心應該具備的基本功能包括：元數(shù)據(jù)管理、主題管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)抽取與同步、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)安全管理、角色與權(quán)限管理、日志管理以及系統(tǒng)設置。 3.公共服務層 數(shù)據(jù)層上方是公共服務層，主要為整個系統(tǒng)中的通用業(yè)務提供集中服務，包括統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一認證與權(quán)限管理、統(tǒng)一工作流管理、統(tǒng)一接口管理、多渠道移動應用統(tǒng)一發(fā)布管理等。公共服務層提供的服務屬于高頻調(diào)用的基礎性服務，因此需要具備極強的并發(fā)性、可靠性和安全性。 4.應用層 公共服務層上方是綜合服務平臺的各個應用系統(tǒng)，是具體業(yè)務的執(zhí)行單元，是實現(xiàn)教育業(yè)務流程數(shù)字化的重要載體。智慧教育綜合服務平臺將現(xiàn)有的應用系統(tǒng)和尚待建設的應用系統(tǒng)進行統(tǒng)一規(guī)劃建設，最終形成五套智慧教育應用系統(tǒng)，分別是智慧教學應用系統(tǒng)（iTeach）、智慧管理應用系統(tǒng)（iManagement）、智慧研訓應用系統(tǒng)（iResearch）、互動智慧社區(qū)系統(tǒng)（iCommunity）、智慧展現(xiàn)與分析系統(tǒng)（iAnalysis），以最大程度地發(fā)揮信息技術(shù)在學科教學、教育科研、師資培訓、教育管理等方面的作用。各子系統(tǒng)間松散耦合，可以方便地進行業(yè)務組合。 智慧教學應用系統(tǒng)：旨在實現(xiàn)信息技術(shù)與教學業(yè)務的深度融合，全面支持信息化環(huán)境下教與學活動的開展與高效管理。建設的子系統(tǒng)主要包括：智慧課堂學習系統(tǒng)、智能備課系統(tǒng)、網(wǎng)絡課堂系統(tǒng)、研究性學習系統(tǒng)、電子作業(yè)系統(tǒng)、智能考試系統(tǒng)、智能錄播直播系統(tǒng)、教學資源智能管理系統(tǒng)、數(shù)字圖書管理系統(tǒng)、微課創(chuàng)作與管理系統(tǒng)等。 智慧管理應用系統(tǒng)：旨在實現(xiàn)信息技術(shù)與教育管理業(yè)務的深度融合，全面支持各種教育管理業(yè)務的高效開展。建設的子系統(tǒng)主要包括：校園門戶網(wǎng)站群管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、智能教務管理系統(tǒng)、綜合素質(zhì)測評系統(tǒng)、學生成長檔案系統(tǒng)、教師成長檔案系統(tǒng)、智能監(jiān)控安防系統(tǒng)、學籍管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、財務管理系統(tǒng)、設備資產(chǎn)管理系統(tǒng)、心理健康檢測系統(tǒng)、健康體檢數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、學生德育管理系統(tǒng)、網(wǎng)上招生管理系統(tǒng)、績效考核管理系統(tǒng)、教育科研管理系統(tǒng)、校園一卡通管理系統(tǒng)、教育云網(wǎng)盤系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)等。 智慧研訓應用系統(tǒng)：旨在實現(xiàn)信息技術(shù)與教研及培訓業(yè)務的深度融合，全面支持教研員和教師高效開展教學研究及進修培訓。建設的子系統(tǒng)主要包括：網(wǎng)絡教研系統(tǒng)、教師培訓管理系統(tǒng)、教科研評比活動管理系統(tǒng)、學科教研資源網(wǎng)、學科教研博客群等。 互動智慧社區(qū)系統(tǒng)：旨在實現(xiàn)學校、家庭、社會之間的無縫溝通，實現(xiàn)教育相關(guān)用戶（學生、教師、家長、管理者、社會公眾等）之間的全方位交流互動，打造一體化智慧教育互動交流空間。建設的子系統(tǒng)主要包括：家校互動系統(tǒng)、綜合素質(zhì)教育系統(tǒng)、學困生輔導系統(tǒng)、即時通訊系統(tǒng)、校園生活文化系統(tǒng)等。 智慧展現(xiàn)與分析系統(tǒng)：旨在實現(xiàn)各類教育數(shù)據(jù)的可視化展現(xiàn)與智能分析，服務區(qū)域教育的科學管理與決策。建設的子系統(tǒng)主要包括：報表統(tǒng)計系統(tǒng)、教育質(zhì)量檢測系統(tǒng)、教育決策支持系統(tǒng)、教育現(xiàn)代化評估系統(tǒng)、教育信息化評估系統(tǒng)等。 5.門戶層 統(tǒng)一信息門戶是用戶訪問智慧教育綜合服務平臺的“入口”，需要重點建設兩大信息門戶體系，分別是對外服務門戶體系和對內(nèi)辦公門戶體系，二者部署在云基礎平臺的不同安全域中，分別服務于不同的用戶群體。門戶系統(tǒng)應具備較強的自定義功能，用戶可以根據(jù)自己的業(yè)務需要和個性偏好將服務進行個性化定制，包括服務內(nèi)容和主題界面風格。不同角色的用戶可通過個性化門戶系統(tǒng)實現(xiàn)單點登錄。 對外服務門戶體系：由多個門戶網(wǎng)站共同組成，并與區(qū)內(nèi)已有的各種信息服務網(wǎng)站進行整合，為學校教師、學生、家長以及社區(qū)人員提供統(tǒng)一的“入口點”，實現(xiàn)單點登錄。每個用戶將擁有自己的個人空間，能有效集成以用戶為中心的各種信息資源，一次登錄即可訪問所有已授權(quán)的智慧教育應用系統(tǒng)，享受“一站式”服務。 對內(nèi)辦公門戶體系：由多個子門戶共同組成，為教育局領(lǐng)導和工作人員提供“一站式”的日常辦公平臺。對內(nèi)辦公門戶與各種業(yè)務應用系統(tǒng)無縫整合，將成為未來教育局內(nèi)部辦公和管理系統(tǒng)的統(tǒng)一“入口點”。建設統(tǒng)一的面向教育網(wǎng)用戶的門戶平臺，可實現(xiàn)一個訪問地址、一套用戶賬號、一次登錄即可進入相關(guān)授權(quán)應用，并實現(xiàn)公共信息服務和應用整合。同時，對內(nèi)辦公門戶還為內(nèi)部協(xié)同工作及互動交流提供了網(wǎng)絡環(huán)境。 6.用戶層 用戶層是所有訪問用戶的集合，主要包括兩類用戶，分別是區(qū)域教育網(wǎng)內(nèi)部訪問用戶和外部訪問用戶。用戶角色主要包括教師、學生、家長、教研員、管理者以及社會公眾。用戶可以使用PC、智能手機、平板電腦等多種終端，通過多種渠道，隨時隨地登錄統(tǒng)一信息門戶，享受權(quán)限范圍內(nèi)的各種智慧教育服務。 五、服務平臺建設過程中的關(guān)鍵問題探討 1.如何實現(xiàn)應用系統(tǒng)無縫集成 智慧教育綜合服務平臺要對區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的應用系統(tǒng)和需要新開發(fā)的應用系統(tǒng)進行整合，以實現(xiàn)全區(qū)教育信息的無縫流轉(zhuǎn)與數(shù)據(jù)共享，大大提高教學、教研以及行政管理的效率和質(zhì)量。系統(tǒng)集成包括底層數(shù)據(jù)整合和前端應用服務整合兩部分。底層數(shù)據(jù)整合是系統(tǒng)集成的關(guān)鍵，可以通過建立數(shù)據(jù)流通共享的教育大數(shù)據(jù)中心來實現(xiàn)。前端應用服務整合是系統(tǒng)集成的重點，可以通過個性化的門戶系統(tǒng)來實現(xiàn)。 數(shù)據(jù)整合解決思路。為了實現(xiàn)教育信息在不同應用系統(tǒng)間的流通共享，需要建立一個數(shù)據(jù)存儲和中轉(zhuǎn)的節(jié)點，這個節(jié)點就是教育數(shù)據(jù)中心。教育數(shù)據(jù)中心作為全區(qū)教育基本數(shù)據(jù)的共享平臺，將各個業(yè)務部門的基本數(shù)據(jù)進行集中整理和統(tǒng)一管理，能保證數(shù)據(jù)的權(quán)威性和準確性，從而為各業(yè)務應用系統(tǒng)和各類服務系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。不同教育應用系統(tǒng)間底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的差異性導致教育信息在不同應用系統(tǒng)間的流通困難，因此教育數(shù)據(jù)中心的核心業(yè)務就是要根據(jù)需要不斷采集各個應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，將全區(qū)教育部門需要共享的數(shù)據(jù)進行集中存儲和管理，以方便不同業(yè)務部門共享和使用。需要說明的是，原有系統(tǒng)的建設由于沒有遵循相關(guān)的教育信息化標準，因此必須開發(fā)獨立的代理程序接口，才能實現(xiàn)與數(shù)據(jù)中心的標準數(shù)據(jù)進行交換。新建系統(tǒng)由于統(tǒng)一采用WebService技術(shù)且嚴格遵循教育信息化標準，因此在數(shù)據(jù)交換方面不需要進行格式轉(zhuǎn)換就可以將教育信息數(shù)據(jù)直接傳遞給數(shù)據(jù)中心。 服務整合解決思路。從用戶角度出發(fā)，智慧教育綜合服務平臺應該為每位用戶提供高度集成化和個性化的個人空間服務。每個應用系統(tǒng)都是一個服務對象，用戶可以根據(jù)自身角色和權(quán)限對服務對象進行自由組合，從而組建極具個性化的個人網(wǎng)絡空間。應用服務整合的原理如圖3所示： 個人空間由n個視窗（View）組成，每個視窗對應一個應用程序，負責呈現(xiàn)對應系統(tǒng)的最新信息。例如，View1是應用系統(tǒng)1的信息呈現(xiàn)窗口，當應用系統(tǒng)1發(fā)布最新信息時，系統(tǒng)會及時將更新信息“推”出。View1通過Ajax技術(shù)及時獲取應用系統(tǒng)1的最新信息，并將更新信息“拉”到前端界面。View層可以隨意拖拽，自由布局，布局的結(jié)果會自動保存到后臺數(shù)據(jù)庫。每個應用系統(tǒng)要想與View進行通訊，必須按照A2V（Application to View）規(guī)范定制A2V組件。所謂A2V規(guī)范就是一組按照特定格式定義的XML文件規(guī)范（其原理與RSS規(guī)范類似）。A2V組件與RSS種子類似，是一個符合A2V規(guī)范的XML文件，系統(tǒng)可以自動解析A2V并動態(tài)呈現(xiàn)對應的應用程序信息。智慧教育綜合服務平臺中每個獨立的應用系統(tǒng)都對應一個A2V，外部按照A2V規(guī)范定義的應用程序也可以導入A2V庫，并集成到個人空間中，從而滿足用戶定制其他個性化服務的需求。 2.如何提升綜合服務平臺的智慧性 物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡是支撐智慧教育“大廈”構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)是智慧教育系統(tǒng)建設的“智慧支柱”，泛在網(wǎng)絡和云計算技術(shù)是智慧教育系統(tǒng)建設的“智慧底座”。（楊現(xiàn)民等，2013）智慧教育系統(tǒng)的建設需要綜合應用多種信息技術(shù)，除了上述四種智慧技術(shù)外，增強現(xiàn)實、定位導航等先進技術(shù)的不斷發(fā)展，也將為智慧教育系統(tǒng)的構(gòu)建提供重要支撐。為提升綜合服務平臺的智慧性，需要創(chuàng)新設計和應用新一代信息技術(shù)。有關(guān)智慧型技術(shù)的創(chuàng)新應用思路筆者已在《信息時代智慧教育研究》著作中進行了專門闡述，這里主要從應用系統(tǒng)的功能設計和教育大數(shù)據(jù)的分析與應用兩個方面來闡述如何提升綜合服務平臺的智慧性。 應用系統(tǒng)的智能化設計。目前學界對智能與智慧的區(qū)別還未形成統(tǒng)一的認識。通常而言，智能化是指應用系統(tǒng)的自動化程度越來越高，處理事務的速度和準確性越來越高；以前需要很多人工參與的工作逐步由機器來完成，從而為用戶騰出更多時間去處理需要高級智慧完成的工作，最終啟發(fā)和發(fā)展人的智慧。智慧教育綜合服務平臺中的各類應用系統(tǒng)，根據(jù)各自支撐業(yè)務的不同，需要從不同方面進行系統(tǒng)功能的智能化設計。以教學類和管理類應用系統(tǒng)為例，筆者嘗試對其功能的智能化設計要點進行如下分析。對于教學類應用系統(tǒng)，智能化設計的要點包括：學習活動的實時監(jiān)控與預警、學習資源的個性化推薦與智能分類、基于語義的學習資源精準檢索、學習內(nèi)容在多終端上的適應性呈現(xiàn)、電子作業(yè)的（半）自動化批閱、個性化學習診斷與智能反饋、學科知識本體的動態(tài)構(gòu)建、交互課堂的智能管理（智能分組、智能簽到、屏幕切換等）、學習路徑的可視化展現(xiàn)與智能導航等。對于管理類應用系統(tǒng)，智能化設計的要點包括：教育管理數(shù)據(jù)的同步更新、教育統(tǒng)計報表的自動生成、教育數(shù)據(jù)的可視化分析、教育質(zhì)量智能診斷與預警、設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控與遠程維護、學生心理健康問題預警、基于檔案袋的師生發(fā)展性評價、校園安全的智能監(jiān)控、校園能耗的智能監(jiān)管等。 教育大數(shù)據(jù)的分析與應用。大數(shù)據(jù)是實現(xiàn)教育智慧化的靈魂所在，它不僅僅是一種技術(shù)，更是一種思維方式，即讓數(shù)據(jù)說話，讓數(shù)據(jù)成為人類行為的基本支撐點。隨著教育數(shù)據(jù)的開放程度不斷提升，非結(jié)構(gòu)化的教育數(shù)據(jù)不斷增加，教育數(shù)據(jù)挖掘的原材料越來越豐富，數(shù)據(jù)的價值也將越來越凸顯。為了提升智慧教育綜合服務平臺的智慧性，應高度重視教育大數(shù)據(jù)中心的建設，并將其視為整個服務平臺智慧性的“源泉”。教育數(shù)據(jù)的采集應遵循“全面化”的原則，通過傳感、定位、日志記錄等技術(shù)采集盡可能多的粒度更細的數(shù)據(jù)，如學生在什么時間、什么地點通過什么設備訪問了哪些學習資源，以及完成每道測試題所用的時間等。在教育數(shù)據(jù)的應用上，應遵循“價值最大化”的原則。數(shù)據(jù)挖掘和學習分析技術(shù)是連接教育大數(shù)據(jù)與智慧教育的橋梁。（柯清超，2013）此外，機器學習、可視化等技術(shù)在教育大數(shù)據(jù)的分析方面也大有用武之地。通過創(chuàng)新應用眾多的數(shù)據(jù)處理與展現(xiàn)技術(shù)，可以對紛繁復雜的教育數(shù)據(jù)進行多角度、多路徑的分析，從而充分挖掘教育數(shù)據(jù)背后隱藏的價值。分析的方法包括數(shù)據(jù)挖掘中常用的關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、回歸分析、決策樹分析、神經(jīng)網(wǎng)絡分析等。關(guān)于教育數(shù)據(jù)的展現(xiàn)，應遵循“可視化”的原則。數(shù)據(jù)挖掘與學習分析的結(jié)果往往是一串串變化的數(shù)字，為了輔助教育決策以及直觀識別教育的發(fā)展趨勢與存在的問題，必須對數(shù)據(jù)進行可視化展現(xiàn)。 3.如何有序推進應用系統(tǒng)建設 教育信息化建設是一個從低級向高級發(fā)展的過程，在可能預見的一段時期內(nèi)，區(qū)域智慧教育綜合服務平臺的建設大體可分為四個發(fā)展階段（見圖4）。這四個階段各有不同的特點，但又不是絕然分開，彼此之間是互相交叉和重疊的。各區(qū)可以根據(jù)區(qū)域教育發(fā)展的需求以及現(xiàn)有應用系統(tǒng)的建設現(xiàn)狀進行靈活調(diào)整。 第一階段：主要任務是全面啟動區(qū)域智慧教育綜合服務平臺建設工程，形成初步的綜合服務平臺系統(tǒng)框架。重點任務包括：制定完善的組織架構(gòu)、管理辦法和規(guī)章制度；制定應用系統(tǒng)建設技術(shù)規(guī)范和學習資源建設技術(shù)規(guī)范；詳細設計教育大數(shù)據(jù)中心建設方案；構(gòu)建統(tǒng)一信息門戶，實現(xiàn)統(tǒng)一用戶和統(tǒng)一門戶管理，支持多終端訪問；重點建設家校互動系統(tǒng)、多渠道移動應用發(fā)布系統(tǒng)、互動教學系統(tǒng)、網(wǎng)絡教研系統(tǒng)、智能教務管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)。 第二階段：主要任務是推進各類應用中核心業(yè)務系統(tǒng)的建設，形成較為完善的區(qū)域智慧教育綜合服務平臺。重點任務包括：著力建設智慧教學類應用系統(tǒng)，實現(xiàn)核心教學業(yè)務（互動教學、備課、作業(yè)、考試等）的信息化；著力建設智慧管理類應用系統(tǒng)，實現(xiàn)核心管理業(yè)務（校園門戶網(wǎng)站、辦公自動化、智能教務、一卡通、師生成長檔案、校園安防等）的信息化，有效集成現(xiàn)有上級或教育局部署的管理應用系統(tǒng)（如學籍、人事、資產(chǎn)等），實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通；著力建設智慧研訓類應用系統(tǒng)，實現(xiàn)核心研訓業(yè)務（教研、培訓等）的信息化；著力建設教育大數(shù)據(jù)中心，部署報表統(tǒng)計系統(tǒng)與教育質(zhì)量檢測系統(tǒng)等，實現(xiàn)基礎教育數(shù)據(jù)的智能展現(xiàn)與分析。 第三階段：主要任務是大力完善各類應用系統(tǒng)建設，形成功能強大、高度集成、靈活擴展的區(qū)域智慧教育綜合服務平臺。重點任務包括：有序建設其他各類信息化應用系統(tǒng)，實現(xiàn)教育業(yè)務的信息化全覆蓋；實現(xiàn)教育大數(shù)據(jù)中心與各應用系統(tǒng)之間基礎數(shù)據(jù)的動態(tài)、實時采集與更新；實現(xiàn)門戶系統(tǒng)與各應用系統(tǒng)全面融合，為用戶提供高度集成化、個性化的個人空間服務。 第四階段：主要任務是大力增強和發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)在教育管理、教育決策、教育評價方面的重要價值，提升區(qū)域智慧教育綜合服務平臺的智能性，實現(xiàn)區(qū)域教育管理與決策的科學化。重點任務包括：建設教育決策支持系統(tǒng)、教育現(xiàn)代化評估系統(tǒng)和教育信息化評估系統(tǒng)；根據(jù)各系統(tǒng)的實際運行情況進行動態(tài)調(diào)整，對試運行不合格的系統(tǒng)進行停頓改造或丟棄，保證區(qū)域智慧教育綜合服務平臺提供的都是精品化、高質(zhì)量的服務；根據(jù)教育發(fā)展實際需求，新增部署特色化的教育信息化應用系統(tǒng)。 4.如何保證平臺應用的可持續(xù)性 智慧教育綜合服務平臺建設是發(fā)展區(qū)域智慧教育的基礎，如何有效推進可持續(xù)的系統(tǒng)應用是區(qū)域智慧教育發(fā)展的關(guān)鍵。“高投入”卻沒有“高產(chǎn)出”，是我國乃至國際社會教育信息化發(fā)展面臨的共同難題，而很大一部分原因出在應用環(huán)節(jié)上。因此，為了大力推進區(qū)域智慧教育發(fā)展，實現(xiàn)教育創(chuàng)新與變革的總體目標，必須將智慧教育綜合服務平臺的可持續(xù)應用作為核心任務。 第一，加強教師、學生和教育行政人員的智慧教育綜合服務平臺應用能力培訓，不僅僅包括技術(shù)操作層面的培訓，還應對各系統(tǒng)在實際教育業(yè)務中的應用模式進行培訓，確保用戶能夠熟練掌握相關(guān)應用系統(tǒng)的使用。應用培訓中還應注重搜集用戶體驗與意見，并及時反饋給系統(tǒng)提供商，以不斷改進和完善應用系統(tǒng)。 第二，結(jié)合區(qū)域智慧教育發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃目標，設立若干應用創(chuàng)新研究項目，比如智慧型教師培養(yǎng)、智慧互動課堂的管理、基于情境感知的無縫學習、區(qū)域網(wǎng)絡研修、基于大數(shù)據(jù)的發(fā)展性評價等。通過項目驅(qū)動與引領(lǐng)的方式，讓廣大教師、教研員、管理者等都能以研究者和實踐者的雙重身份參與到區(qū)域智慧教育建設中，不斷探索綜合服務平臺應用的新思路和新方法。 第三，制定智慧教育綜合服務平臺的應用績效評價辦法。委托第三方對所有應用系統(tǒng)的運行狀況、使用頻度、用戶滿意度等定期開展評價，并給出相關(guān)處理建議，一方面督促應用系統(tǒng)提供商不斷提升產(chǎn)品品質(zhì)，另一方面及時發(fā)現(xiàn)用戶在系統(tǒng)應用過程中存在的問題，并通過面授與網(wǎng)絡培訓、研討會、專家講座等多種途徑及時解決。 第四，組建智慧型教師隊伍。選拔一批教師組成智慧教師種子隊伍，在專家指導下率先探索各種系統(tǒng)、媒體、工具與資源的創(chuàng)新應用，大膽開展多種模式的智慧教學，生成若干具有推廣價值的智慧教學案例，帶動全區(qū)教學模式的創(chuàng)新變革，實現(xiàn)教師個體與群體的專業(yè)發(fā)展。 第五，建立智慧教育示范校。區(qū)教育局在政策和資金上應給予大力支持，鼓勵區(qū)域內(nèi)各學校結(jié)合自身發(fā)展需要，靈活應用智慧教育綜合服務平臺提供的各項服務，在教學、管理、教研、服務、資源等方面做出特色，實現(xiàn)全區(qū)智慧教育的差異化均衡發(fā)展。 基金項目：“移動學習”教育部-中國移動聯(lián)合實驗室開放基金資（MLLAB-MOE-CMCC-BNUOFUND-2013-001）；江蘇省“青藍工程”；江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目。 作者簡介：楊現(xiàn)民，博士，副教授，江蘇師范大學教育研究院，江蘇省教育信息化工程技術(shù)研究中心（江蘇徐州221116）。
轉(zhuǎn)載自：《現(xiàn)代遠程教育研究》2015年1期／總133期 排版、插圖來自公眾號：MOOC（微信號：openonline） |
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