城域教育网整体方案设计的探讨---不同视野中的教育信息技术

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城域教育网整体方案设计的探讨---不同视野中的教育信息技术
摘要：城域教育网的建设成为“校校通”工程的重点，同时，城域教育网也成为实现远程教学、多媒体教学及教学资源共享的关键。本文应用网络系统集成技术，对教育城域网系统的结构、系统集成、功能特点进行全面系统的分析和设计，对网络教学平台、网络信息平台、网络管理平台三个平台的应用体系结构、产品体系结构、应用系统组成、实现途径等方面进行了解析，提出符合地市、县市教育信息化发展需求的教育城域网解决方案。
关键词：城域教育网；整体方案；设计
俗话说，无论你望的有多远仍然有无限的空间在外边。所以我们所谈的只是自己对教育信息化的一点认识。
我们认为，教育信息化建设进程中应做好以下几方面的工作：教育资源库的建设、网络教学平台的建设、网络信息平台的建设、网络管理平台的建设。以下重点探讨三个平台的建设。
㈠城域教育网教学平台解决方案
1.城域教育网教学应用体系结构分析
网络教学不仅需要海量的教育资源作为教学基础，同时需要教师和学生的参与，科学地利用教学资源、相关的教学支持软件和平台进行个性化教学和自主式、研究探索式的学习。另外，作为教学的城域网，它具有Internet的广泛传播性，必须对其应用进行规范化管理，才能有序的实施教学活动。
研究城域教育网教学应用的特点，应该具有四层结构的支持，即教学基础层、教学支持层、教学应用层和系统服务层构成完整的网络教学体系结构。如图1所示：

⑴教学基础层
城域教育网建设的目的是在教育资源库的基础上构建学习中心，最终构建现代教育和管理模式。因此，教学基础层的核心是教育资源库的建设和应用。
⑵教学支持层
教学支持层的主要任务是辅助教学活动。网络教学的开展需要教师的参与、协助和辅导，教师根据学生的实际情况，通过系列教学支持工具，制作针对网络教学使用的课件、教案、网络课程和试题试卷，设计网络教学模式，对网络教学过程进行辅导，对教学结果进行评估等系列网络教学活动。
⑶教学应用层
教学应用层是城域教育网应用体系结构中的核心部分，是对网络教学开展情况的直接检验。在教学应用层上，要求网络提供教学、学习实现的环境，包括网络的同步教学、异步教学、个性化教学以及学生自主学习等环境。
⑷系统服务层
由于网络具有广泛的传播性，因此城域教育网要求对用户身份进行注册、认证、计费、网站内容过滤等服务。
2.城域教育网教学应用解决方案产品体系结构

教学应用解决方案的目标是提供给用户一个具有协作性、交互性和适应性的网络教学环境。解决方案充分考虑城域教育网中的教学需求，全面考虑了网络教学中不同层面需求的特点，从教学基础层、教学支持层到教学应用层和系统服务层，都提供了相应的应用产品和完整的解决方案，构成完善的教学应用体系结构。如图2所示。
3.城域教育网教学平台解决方案系统组成
⑴应用系统组成
教学应用解决方案应用系统全部采用B/S（浏览器服务器）结构开发，客户端界面统一、友好，操作简单，交互性强，安装、维护方便。应用系统组成包括：
 在线学习中心
 Web VOD点播/直播系统
 电子阅览室
 网络课程制作平台
 在线考试评估系统
 宽带视频点播系统
 教育资源库及资源中心用管理平台
 电子图书馆
 离线浏览系统
⑵应用系统功能特点介绍

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a.在线学习中心
        在教学资源库的基础上，以学生自主式学习为主，按照学习过程从“我的课程”、“我的作业”、“在线测试”、“交流园地”、“答疑室”和“资料中心”六个方面提供完善的学习服务；
        个性化服务形式，提供“我的学习历史情况”、“我的资料夹”、“我的最新成绩”、“我的班级”和“专家建议”等个性化的服务；
        以积分、等级的方式促进学生主动学习。
b.Web VOD点播/直播系统
        Web VOD点播/直播系统采用流媒体和视频数据压缩技术，充分利用服务器和网络资源，为用户提供数字音、视频节目等多种多媒体节目的点播/直播平台；
        视频点播：实现对流媒体和传统视频的播放、控制功能；
        基于普通PC机的直播视频采集和视频格式的转换，以流媒体方式进行直播；
        提供个性化查询，列出最新十个视频和热门十个视频；
        提供视频书签、网络影评等功能和直播/点播管理功能；
        为用户提供透明的费用查询，为管理员提供方便的费用管理。
c.电子阅览室
        电子阅览室是基于先进的信息技术，拥有海量的知识资源、强大的资源管理和个性化阅读管理的网络电子图书馆；
        完善强大的图书管理功能，个性化书签书评和独创的新书邮件提醒功能；
        提供全文检索、分类检索、综合条件检索三种方法快速、便捷地查询图书；
        提供浏览点击率最高的资源信息；提供Internet上的优秀电子图书链接；
        个性化的信息服务功能，用户可方便地维护个人书签和书评内容。
d.在线考试评估系统
        基于互联网技术而设计的智能化网络在线考试、试卷生成、题库管理和测试评估系统。它以高质量的试题库、试卷库资源为基础，以知识点掌握情况为依据，通过智能组卷、无纸化考试和智能评估系统，实现学生自主学习；
        试卷生成：依据知识点、难度、区分度等数据智能组卷或手工组卷；
        在线考试：统一考试或自主考试，提供考场监测，考试结束自动阅卷，并统计成绩和积分；
        统计评估：针对学生、班级等分析对象，提供包括知识点掌握情况在内的多种分析图表和方便的成绩查询方式；
        题库维护：通过内嵌可视化的符号和图文编辑器，完成试题或试卷的录入、编辑、打印和维护等功能。
e.宽带视频点播系统
        点播、广播支持MPEG1、MPEG2、VCD、DVD、AVI、MP3、WAV、MOV等格式，可同时直播4路~8路的AV视频信号，节目即加即点，无需转换；
        支持QOS服务质量保证，点播流畅，不会因带宽变化而中断；支持UDP Multicast视频流广播技术，大大节省网络带宽；最大限度地利用网络带宽；100兆交换网络支持60~80路VCD或MPEG1并发流/15~20路的DVD或MPEG2并发流/支持1000路的MP3并发流；
        支持节目播放的快进、后退、暂停等定位操作；支持所有视频格式的软解码，节省成本、方便升级和维护；点播支持左右声道；点播延迟时间短和定位响应时间短；完全基于WEB方式的点播、管理、监视操作界面。

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客户端无需安装，打开网页即可点播；
        包括点播、广播、直播；节目采编、用户管理、节目管理、系统监视、日志维护、节目分类检索、计费管理和节目预制功能。
f.教育资源库及资源中心用管理平台
        提供教学素材库、课件库、教案库、试卷库、电子图书库、学件库、软件库和教研论文库等八大库大容量、高质量的教育、教学资源，资源分类的原则遵循《现代远程教育资源建设技术规范》白皮书标准，实现资源的统一分类、管理和资源交换标准；
        以知识框架为资源库建设的参考，结合教育资源中心用管理平台对资源库进行重新分类整理，用户可根据自身需求增加、修改、删除资源库的结构和内容；
        教育资源库提供资源搜索引擎、资源交流中心、外部资源链接、资源使用情况统计和个人资源管理中心等功能；
        分布式动态管理教育资源信息。资源分布式动态管理主要针对以下三种情况的需求：海量资源的存储；资源的变动要求资源数据的一致性和节省存储空间；资源分布式建设要求其具有分布式特点；
        引进电子商务模式实现资源使用价值及良性循环；
        功能强大的、基于B/S结构的资源维护和管理。包括：采用类似Windows资源管理器模式的管理工具管理资源数据；资源的分类管理采用动态目录树的形式，保证后台数据管理与前端数据显示同步更新；提供资源审核发布的流程管理；提供资源保密和共享管理；提供资源的等级管理和资源计费管理功能；提供资源网站各资源库首页的发布、自动更新功能；提供搜索引擎，实现资源属性的便捷定位搜索；提供资源使用用户和权限管理；
        资源的分类采用动态管理形式，用户可根据实际需求定义、修改和维护分类方式。此特点满足通用资源管理平台的需求，适应不同层次的用户要求。另外，对资源和平台的移植、扩展具有较好的兼容性；
        提供个人资源管理平台，管理上传下载的资源；提供资源导入、导出功能；
        用户登录认证和身份、权限管理功能；资源数据的备份与恢复。
g.电子图书馆
h.离线浏览系统
全真Internet环境，虚拟上网、虚拟E-Mail、虚拟聊天室、虚拟网页制作与发布，整站下载功能，在学校与互联网之间建立了一个过滤器，有效地隔离不良信息，同时为学校有效节省上网费用。
㈡管理平台应用解决方案
网络信息时代，教学的信息化必然要求传统管理的信息化，即教育管理人员的办公、决策和管理工作将全面实现管理形式信息化和管理内容信息化。
管理形式信息化要求办公自动化，最终实现无纸化办公的环境；管理内容信息化要求将传统的学校管理、教委管理网络化，最终实现网络环境下的在线动态管理。
管理平台中心应用解决方案依托网络技术，在城域教育网有关管理应用系统上实施对区域教育进行合理规划设计，使区域教育资源得到优化配置，教育质量和水平得到有效调控，提供教委、学校无纸化办公和在线动态管理的全面解决方案，目标是推进区域教育管理跨越式发展。城域教育网管理平台应用解决方案功能结构如图3所示。
1.管理平台应用解决方案功能结构
2.管理中心应用解决方案特点
城域教育网“管理中心”应用解决方案在实现管理形式信息化和管理内容信息化方面具有以下特点：
⑴数据信息传递更及时
教育管理信息、数据的收集和传递以城域教育网为平台，借助网络的高速快捷，直接进行端对端的沟通，实现学校 —— 教委管理信息数据的更新快速及时；
⑵管理数据处理更准确
由于传统管理本身信息的混杂造成的随意性和模糊性，导致管理过程的复杂性和不准确性。管理平台针对传统管理中的业务点和业务流进行科学的规划和设计，使网上在线动态管理通过处理大量有针对性的信息，为决策的准确性提供了保证；
⑶管理业务分布更全面
在获得大量管理信息资料的基础上，分析、预测和控制更多的变化因素，从而使管理更加全面有效；
⑷管理手段方法更创新
通过对管理对象各因素相关信息的检索和处理，可以全面、准确地把握各因素的性质和变化规律，借助网络实施科学决策，使管理手段得到优化和创新。

3.应用解决方案实现管理中心的途径
管理信息化的目标是管理形式信息化和管理内容信息化，即为教育管理人员提供无纸化办公环境和实现在线动态管理的功能。
“管理中心”如何通？实现管理中心主要有三种途径，如图4所示。

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途径一：FTP、E-Mail方式实现“管理中心”
学校1可以用电话拨号上网的方式，通过电子邮件或FTP等方式把学校管理系统数据库的信息发送到基本数据服务器，教委利用接收功能把数据接收到教委数据库中。
学校2是指已经同教委联网的学校，他们可以通过远程访问服务的方式将数据发送到基本数据服务器。
途径二：利用软盘/光盘拷贝的方式实现“管理中心”
学校3没有互联网络环境，但也可以利用导出功能先把该学校数据库中的信息备份到软盘上，送到教委通过管理员把信息导入到教委的基本数据服务器上。
途径三：直接数据传输方式实现“管理中心”
学校4作为某一地区的中心学校，先利用管理平台将学校5、学校6的数据统一汇总之后，再把数据传送到教委的数据库中。
管理员把数据库服务器上各个学校传送来的信息经过确认之后，导入到教委基本数据服务器中，各种报表、统计信息由教委管理系统服务器组提供。从安全角度、实用角度实现了教委--学校网络管理应用的全过程。
㈢信息中心应用解决方案
教委信息网是教委的门户网站，是区域教委、学校集中的对外宣传窗口，同时也是城域教育网信息服务的基础网络软件框架平台；教育行政部门、学校、教师、家长和社会群体通过这个信息平台相互交流，共同参与教育，促进教育事业的发展。
城域教育网“信息中心”应用解决方案通过构建教委信息网站和学校信息网站，为教委和学校提供区域内教育信息的传递、共享和交流，展现本地教育特色、传播有关教育方针政策、发布本地教育新闻信息、教委文件或公告，使教委信息网真正成为当地教育的“门户网站”。
1.信息中心应用解决方案特点
⑴为教育部门构建教育门户网站
“信息中心”解决方案的目标是：将信息网站建成学生学习交流、心灵交流、生活娱乐、心理咨询的中心网站；家长、学校、社会和教育行政部门进行沟通、交流，家长教育、家庭教育的中心网站；教育行政部门传播有关教育方针政策、教育信息、招生就业，传播教育风采的中心站点；
⑵创建以教委为中心的虚拟社区环境
集成BBS论坛、聊天室、在线寻呼、留言本、贺卡制作、网上交友、娱乐空间、个人空间（包括主页空间、网络硬盘等）、邮件等一体的虚拟社区环境，为教委和学校创建一个功能全面的综合信息服务网站；
⑶提供个性展示空间
引入网络个性化助理（IPDA，Internet Personal Digital Assistant），以教育网站使用主体 —— 学生、教师和管理人员为核心，实现个性化定制和服务，包括学生之家、教师天地、个人日记、通讯录、日程安排、读书笔记、我的相册、我的主页、我的书房、我的信使、我的书签、我的教室、我的校园等全方位的个性化服务。
2.信息中心应用解决方案实现途径
信息中心解决方案充分考虑网站维护的易用性和智能化，采用功能积件库 + 页面模板库 + 信息发布系统的后台管理模式，自动生成网站的前端主页面，并可及时更新网页，大大减少了网站的维护工作。如图5所示。
系统引进积件式开发思想，将Web上的通用功能（如BBS、聊天室等）和教育特点相结合，将其封装成独立、成熟、稳定的功能模块，即积件，提供给用户。用户可根据自身的应用需求，进行选择使用。采用积件式思想有以下优点：
⑴系统的生成类似搭积木的方式，用户可随意组合，并具有创新意识和成就感；
⑵由于积件功能相对独立，需求应用比较普及，功能业务比较明确，因此它更具有成熟性和稳定性；
⑶采用积件库管理，系统更容易扩充、维护和升级。
系统提供大量的页面模板，用户可根据自己的需求，进行选择使用。
功能强大的信息发布系统是一个网站生成器，主要完成网站主页的生成、信息内容的维护、网站频道/栏目的定义和设置、页面模板的管理、功能积件库的维护等功能。
网站前端页面的形成途径：用户定制；积件库 + 模板库 + 信息发布系统自动生成。

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3.信息中心解决方案层次结构
信息中心解决方案以教委信息网为核心，通过城域教育网络设施或Internet与学校信息网实现互联互通。对于个人用户，可通过拨号上网的方式连接到教委信息网或学校信息网，实现信息的交流和共享。信息中心解决方案层次结构如图6所示。

4.信息中心解决方案功能结构


    信息中心解决方案功能结构如图7、图8所示。
5.信息中心解决方案应用系统组成
⑴应用系统组成
信息中心应用解决方案应用系统全部采用B/S（浏览器服务器）结构开发，客户端界面统一、友好，操作简单，交互性强，安装、维护方便。应用系统组成包括：
        教委信息网
        学校信息网
⑵应用系统功能特点介绍
a.功能强大的信息发布系统
        信息发布系统帮助各级教委(教办)轻松构建功能强大的动态网站系统。 通过该系统，能够实现新闻、通知、公告、广告等网站页面的自动生成、发布和信息的动态更新和维护,并具很强的扩展功能，主页生成后，各模块内容可动态更新，方便学校、教委在网上进行信息发布和传播。
        信息发布管理系统是新闻、通知、公告、广告等模块内容管理的后台发布系统；信息发布一般流程如下：信息收集——信息录入——信息审核——信息发布——用户浏览反馈；
        信息发布系统结合功能积件库和页面模板库，可实现用户的网站功能定制、个性化设置、内容的维护。
b.功能完善的信息交流系统
        信息交流系统为城域网教育系统人群之间以及与外界人群之间信息沟通牵线搭桥，它提供快捷灵活、突破时空限制的交流工具和信息载体，是学习、工作、娱乐必不可少的助手；本系统为教师提供了一个教学、学习交流的空间，在这里，教师可以就教学、工作等方面的经验、问题、优秀成果与其他教师进行相互间的交流。也可以就某些热点问题进行讨论。学生可以与其他同学就学习、生活中的问题进行探讨，同时也可以向教师专家请教；
        信息交流系统提供网络虚拟社区环境，实现网上实时交流、异步交流，网上娱乐、交友，留言，在线寻呼等功能。
c.功能全面的信息服务系统
        为用户提供包括搜索引擎、下载中心、信息/心理咨询中心、家教/家政/就业中心、电子商务中心、主页管理、流量统计、计数等全方位的信息服务功能。
d.个性化的网上助理
        为用户提供展示自我、个性的空间，包括学生之家、教师天地、个人日记、通讯录、日程安排、读书笔记、我的相册、我的主页、我的书房、我的信使、我的书签、我的教室、我的校园等全面的个性化服务。
e.内部、外部邮件系统
        内部、外部邮件系统为教育系统内的老师学生提供一个安全，方便的通信平台。为教育系统内部的领导、教师、学生或者部门提供固定的，安全可靠的电子信箱，便于管理和交流；使得教育系统内各类人群都被纳入信息化的城域教育系统内，建立一个完整、有序的非实时交流系统；
        它是教育系统内部人群异地快速传递文件、数据等资料的有利助手，同时它还为教学及管理过程中一系列活动提供了手段，例如，作业练习、家教辅导、教学反馈、通知公告等；
        城域教育网电子邮件系统是一套非常强大的外部电子邮件系统，集 SMTP、MTA、POP3和Webmail功能于一身，可以为用户提供方便快捷的电子邮件服务，满足日益增长的电子邮件通讯的需要，是城域教育网的理想选择。稳定、有效使管理者不必为服务质量而担心，安全性可使系统免受外部非法攻击，快速的邮件收发机制可使系统负担减至最轻，兼容性强使用户不必为不同系统间的邮件阅读而烦恼，用户随时随地可收发电子邮件而不必掌握各种邮件软件的设置方法。系统提供的各种服务都是按照最新国际标准所设计，保证最大限度的与其他服务器端、客户端系统的兼容性。