中小学数字校园信息化平台建设方案的研究
第37卷第2期 唐山师范学院学报 2015年3月 Vol.37 No.2 Journal of Tangshan Normal University Mar. 2015
中小学数字校园信息化平台建设方案的研究
商艳红，卢立蕾，姬 婧
（唐山师范学院 计算机科学系，河北 唐山 063000）
摘 要：在调查了北京、河北、内蒙古三地中小学信息化平台建设的基础上，对目前校园信息化的现状进行了分析，并给出了建设符合我国国情的中小学信息化平台的要点，结合新技术创新设计了一种全能信息化平台建设方案，为促进教育信息化做了大胆尝试。
关键词：中小学；数字校园；信息化平台；建设方案 中图分类号：TP393.18
A 文献标识码：
文章编号：1009-9115(2015)02-0065-04
DOI：10.3969/j.issn.1009-9115.2015.02.020
Study on Construction Scheme of Digital Campus Informatization
Platform in Primary and Middle Schools
SHANG Yan-hong, LU Li-lei, JI Jing
(Computer Science Department, Tangshan Normal University, Tangshan 063000, China)
Abstract: Based on the investigation of the informatization platform construction in primary and middle schools in Beijing, Hebei, Inner Mongolia this paper analyzes the situation of current campus informatization and illustrates the key points of informa- tization platform construction in primary and middle schools in line with China’s national conditions. A universal informatization platform construction scheme design combined with the new technology innovation, made a bold attempt in order to promote education informatization.
Key Words: primary and middle schools; digital campus; informatization platform; construction scheme
随着2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》的发布，全国各省市陆续提出“大力加强基础教育信息化建设，推进中小学数字校园建设，完善数字化教育服务体系，创新信息化教育与管理方式”。在全社会教育信息化大环境的推动下，为了将校园内的各种信息数字化，增进社会、家庭和学校的交流，全国各省市部分中小学在数字化校园建设方面开展了一定工作，取得了一定成果，但整体水平仍然较低，同当前整个社会信息化应用水平和最新网络信息技术发展水平不协调。普遍存在“信息化水平低、发展不平衡、需求很大、技术不专业、管理难、效果差”等现状，这已引起国家及各级政府高度重视，寻求适合中国国情的中小学数字校园信息化平台建设方案亟待解决。
1 中小学数字校园信息化的现状分析
1.1 整体落后，重硬轻软
无论是首都北京，还是地方省区，在已开始所谓实施信息化的单位，重硬轻软现象一直是之前阶段教育信息化建设中存在的问题，在我国教育信息化发展中，不同层次、不同程度地存在着重硬件发展、轻软件建设、忽视应用和内容建设及培训等问题。其作用的发挥十分有限。因此，软件信息化建设的匮乏成为教育信息化快速提升的瓶颈，从而导致整体教育信息化应用处于一个低水平。这已成为教育信息化建设的误区。
1.2 发展不平衡
主要表现在地区之间、城乡之间、学校之间的不平衡。由于各地教育投入能力、教育人员素质不同，尽管各级教育机构都开始重视教育信息化建设，采用多种投
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基金项目：唐山师范学院科学研究基金项目（2013E04） 收稿日期：2014-09-01
作者简介：商艳红（1979-），女，河北乐亭人，硕士，讲师，研究方向为信息安全、密码学。 -65-
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资模式、吸引多渠道资金来推进教育信息化，但由于各地中小学基数大、分布广，往往采取“以点带面”的思想，先将有限的资金投入到少量的学校进行信息化建设试点，再逐步扩展到所有的学校。所以各地只有极少部分学校实现了初步的信息化建设。此外，这种不平衡因与经济发展不平衡直接关系，经济条件好的地区，整体受益的中小学校可能就会多一些，整体水平也会好一些。其他绝大部分学校，尤其是许多小城镇、农村、偏远山区的中小学校，信息化建设基本还处于零起点。
1.3 学校多，投入大，效果差
我国人口多的基本国情决定了全国中小学基数大、分布广，据调研：河北省一个地市的中小学校超过1 600所。而近几年来各地信息化投入逐步增多，但是平均到具体学校，仍难以满足需求。在以往的情况下，多年的投入一方面大多用在了电脑购置、硬件网络建设；另一方面传统信息化模式下，单个学校根本无力支撑需要较大投入的信息化建设，所以仅停留在网站的层面，出现整体投入不少，效果不好，整个学校信息化水平仍没有提高。
1.4 技术力量薄弱，信息化水平低，管理能力不足
从调查的结果来看，95%以上的中小学校没有专门的技术人员。比如在内蒙古的一所高中，信息化人员由学校计算机老师兼任，主要工作是电脑硬件的维护、网络开通等。老师的技术能力有限，不具备信息化实施和管理的技术能力。在一些小城镇、偏远地区，教师操作计算机的能力有限，更不用讲进行信息化管理和维护。即便在北京，众多学校的资源利用率低，即便是介绍学校的网页也长期得不到更新维护等，这远远满足不了教育信息化的基本需要。
1.5 信息化服务水平低，人员培训不够、可兼容可扩展能力差
在当前只注重信息化硬件平台建设的现状下，软件资源配套不全、人员培训不足，已有初步信息化建设的单位，有硬件没软件、有平台没内容、有需求没有人员、对信息化的内容建设、管理、信息的采集、加工等都不重视，其结果是现有信息化建设的投入没有得到充分利用，达不到服务师生、促进教学改革、提高教学质量的目的。
同时，在近年来近乎混乱的无指导思想、无组织管理的信息化建设中，形成了不同机构开发的、基于不同平台、不同架构的相互独立的功能系统，成为一个个业务山头，业务系统间无法兼容，业务间无法关联，造成了信息孤岛和业务屏障，整体信息化水平扩展能力差、越投入越混乱，管理难度也越大。
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为了解决这些问题，符合国家教育改革和信息化发展需要，客观上需要依赖创新模式、领先技术来寻找一种可行的、经济的、高效的、可持续发展的方式，走一条适合中国教育现状和发展需要的特色基础教育信息化发展道路。
2 中小学数字校园信息化平台实施原则
在校园信息化的建设中，首先要确定中小学学校的主要指导思想应该是经济实用，即：信息化平台的功能应根据中小学的具体需求设置，保证信息处理和传递的及时、可靠、安全；同时，中小学办学经费有限，应尽量做到效益最大化。具体实施时还应努力贯彻如下原则：
先进原则：尽量采用先进的技术、方法、设备等，使信息化平台既成熟、可靠，又能反映当今应用水平并具有发展潜力。
开放原则：整个信息化平台具有开放性，符合响应的国际标准和协议。具有开放的网络接口和数据接口。
扩充原则：平台应在容量、能力等方面易于升级和功能扩充。
可靠原则：平台应能够保证无故障运行，并具有容错能力、和冗余备份功能等。
安全原则：信息化平台应能通过分级保护、控制数据存取等具有高度的安全性和保密性，防止非法入侵。
可操作原则：能够提供友好的中文界面，操作简单，易于管理和维护。
可维护原则：具有有效的网管和监控、调试、诊断技术，保证系统维护简单、方便、有效。
3 中小学数字校园信息化平台的建设方案
据我们调研结果发现：一般中小学数字校园信息化平台的需求目标是教学管理网络化、日常办公自动化、信息资源共享，基本的功能需求如下：
管理类：教学OA、学籍管理、教务管理、考勤管理、平安校园、校园一卡通；
互动类：校园门户、学校社区、家校互联、名师在线；
教与学类：在线远程教学、在线学习、学习问答系统、在线考试、知识点能力检查系统；
资源类：用户认证库、教育资源共享平台、课程视频中心、课件资源中心、名校共享题库；
支撑类：音视频通讯服务、故障应急处理系统、校园总机系统等。
为了实现以上功能，需要创新构建新一代适合国情需要的中小学数字校园云平台及信息化业务功能系统群。为此，我们与中科育科技有限公司一起，基于Linux + Java开源开发体系，集成SaaS、SSO、SOA架构及无
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线通讯、web集群、高可用数据库等技术，通过研发“纵向+横向+跨时空”的三维一体的SaaS模式数字校园云架构平台，在数字校园云端部署基于松耦合机制的“积木组
件式”业务系统，以开放的三层云服务体系及在线教育合作社模式，最终实现面向终端学校业务需要的信息化
系统群——一个中小学数字校园的信息化全能平台。
图1 中小学数字校园信息化平台建设方案
3.1 数字校园云平台架构方面
其核心架构是设计一个集成SaaS模式和松耦合架构及多种最新技术的数字校园云架构平台。数字校园云平台是基于一个整体用户群、三个业务维度进行架构的创新设计：面向一个市、县或区全部学校对象群整体，搭建纵向、横向和时空三维一体的分布式网络信息化区域云。
现三层次的云服务体系：一是网络硬件的云资源服务；二是平台软件的云开发服务；三是业务功能云应用服务；建立以区域教育信息化中心为区域信息化云，每个区域云作为本区域建设、运营和管理中心，所需要的所有网络基础设施及软件、硬件支撑平台，业务应用软件系统；并负责所有前期的实施、后期的维护等一系列服务；实现统一开发实施、统一数据中心、统一运营管理、统一平台维护，整合统一提供，同时各学校又无需投入、独立应用。
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3.2 在面向业务对象群的横向维度方面
在横向维度，面向区域内所有学校对象用户群，实
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区域内各学校基于三层云端服务，实现上下资源共享对接，校间资源共享和对接。单一学校用户无需购买软硬件、建设机房、无需招聘IT人员，无需单独设计、开发和管理维护。整个区域内的所有学校既可以个性化定制，还可共享区域内系统和资源；通过整体一次性的投入，以SaaS模式实现区域内全体学校的覆盖，达到信息化水平整体提升的效果。
在区域云之上，全市或全省范围内各个区域云又可有机互联，形成更大区域云联盟、甚至是全国范围内的教育信息化云。
3.3 在面向业务功能的纵向维度方面
在纵向维度，中小学数字校园信息化业务系统比较多，基于纵向的各业务系统之间关系特性，建设SSO统一认证和安全管理体系，搭建面向SOA业务系统松耦合架构，把系统群建立在由一些松耦合和具有统一接口定义的组件组合之上，通过系统底层灵活的体系架构完成统一数据处理、统一通讯交互；业务流程相对隔离，实现业务的独立运行和快速响应。
通过松耦合体系设计，实现不同业务系统间的有效关联、可兼容、可扩展；协同作业、灵活依赖。各终端学校可以方便的选用来自区域云端统一提供的“积木组件式”业务系统，实现系统有机组合和独立应用。
3.4 在融合无线网平台的跨时空维度方面
数字校园云基于互联网并融合无线网及移动通讯，依托专门无线网和通讯服务中心，其底层支撑所有相关业务，各系统无缝对接短信、彩信、WAP和手机客户端等，实现随时随地的
在当前以3G、WLAN为代表的高速无线网和iPhone为代表的智能手机快速发展的背景下，可以建设融合互联网和手机无线网双平台的数字校园系统，“超前部署”教育信息网络。
3.5 中小学数字校园信息化平台建设方案的层次设计
在对一些比较完善的“信息化平台”中存在的问题进行归纳和分析之后，考虑中小学数字校园信息化云架构平台和松耦合机制的信息化系统群为核心，并在核心体系下部署六个应用层，从下往上依次为基础平台层、数据资源层、业务支撑层、功能支撑层、应用系统层和用户层。其中在用户层，根据平台的受众大致分为家长/学生、学校校长/教师、教育机构、社会公众及其他关联机构，这样基本把信息化平台的用户都囊括在内。这里我们设计成一个可定制的个性化用户平台，可以方便、灵活地为各类用户包括各课题组、各部门建立
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各具特色的信息窗口，真正做到将适当的信息传递给适当的人，并且各取所需。
可以看出，在此信息化平台方案中，能够提供统一的用户管理，数据管理和消息协作等功能。在各个层次中进行扩展也很容易，易于升级和维护。其中为平台的安全专门设置了故障应急处理系统，这部分在基础平台层将建设成一个多层次全方位的信息安全管理系统，防止网上各种攻击行为及病毒等恶意软件对应用系统的危害，保证数字校园信息化平台正常、健康、稳定地运转，真正发挥其应有的效益。
4 结论
在现阶段，我们认为，我国中小学数字校园信息化平台建设应该遵循“整体布局、分步实施、重点问题、集中解决”的思路，从“整体规划”做起，采取“分步实施”的策略，按照“重点问题、集中解决”的原则，建设相应的信息系统。尽量采用一些成熟的商用产品，降低开发成本，规避开发风险。商用产品不能提供的功能采取定制开发加以完善。完成信息平台下全方位应用，拓展校园的时间和空间维度，扩展传统校园功能，构建一个具有自己学校特色的数字化空间。
本课题设计的中小学数字校园信息化平台建设方案，已经由北京中科育科技有限公司在相关的数字校园项目中进行了实施，并取得了良好的效果。因此，本课题的研究将为唐山市中小学的数字校园建设提供很好的参考作用和实施依据。
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（责任编辑、校对：田敬军）