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开放互联教育服务平台的框架设计与实现

2015-05-30袁书宏厉晓华

科技创新导报 2015年18期
关键词:分层设计

袁书宏 厉晓华

摘 要:该文以移动泛在的互联网络建设、基于教育云的共享资源整合、开放互动的教育支撑平台构建及课程教学与管理服务的应用示范为核心,提出了基于人才培养模式创新的开放互联教育服务平台的框架设计,为教师教学的及时有效反馈、学生学习的研讨交流和资源获取、师生的课内外互动和管理者的教学评估提供环境和手段。

关键词:教育服务平台 开放互联 分层设计

中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0061-02

高校信息化经过十余年的建设和发展,已基本融入学校教育教学、科学研究、日常管理和社会服务等各个方面。不断提高高等教育质量是我国高校面临的主要任务,创新技术模式支撑教育教学是高校信息化下一阶段的发展潮流。近年来,随着云计算、移动互联、物联网等信息化前沿技术的发展,建设服务模式的不断创新,我们迫切需要顺应高等教育教学的发展规律,构建面向人才培养模式创新的信息化支撑体系。该文以移动泛在的互联网络建设、基于教育云的共享资源整合、开放互动的教育支持平台构建及课程教学与管理服务的应用示范为核心,提出了基于人才培养模式创新的开放互联教育服务平台的框架设计,为教师教学的及时有效反馈、学生学习的研讨交流和资源获取、师生的课内外互动和管理者的教学评估等提供环境和手段。

1 核心框架

开放互联教育服务平台是整个信息化支撑体系的核心。以公共基础层、教学资源层、应用支撑层、应用示范层等四层架构来支撑教学与管理的创新活动,核心技术框架如图1所示。

(1)公共基础层:建立包括教学专网、无线网、移动网为一体的泛在网络;集成IDC机房环境、主机集群、存储系统为核心的信息化基础设施共享云平台。

(2)教学资源层:建立课程资源共享库、教务信息库、学生综合信息库、国内外优质教材库、国内外优秀教学资源库等基础教育资源库,并通过逻辑整合建立统一的教学资源中心库。

(3)应用支撑层:建立支持跨网络、跨平台、跨终端的开放互动教育支撑平台;提供课堂交互、协作学习工具、作业发布系统、试题库系统、学业跟踪评价、协作式课程内容制作、移动学习工具等共享应用软件。

(4)应用示范层:在公共基础、教学资源、应用支撑的基础上,试点建立若干智慧教室,并开展包括精品视频公开课、精品资源共享课、核心课程的试点课程示范,实施以电子学档、学生一站式服务、课程互通选课为主要内容的管理与服务示范。

(5)以四层架构和云服务管理与标准体系建设为核心,遵循云服务标准体系,以信息安全及推进机制为保障,开展以开放教学、移动教学和交互学习等为特色的教学与管理创新活动。

2 建设内容

2.1 公共基础层

2.1.1 泛在的网络环境建设

依托IPv6网络环境,实现校园有线网、无线网、移动网、物联网的泛在融合,为学生提供高速、安全、便捷的校园网络接入服务;构建专用的教学、实验应用专网,满足不同应用服务的网络带宽、服务性能和开放接入的要求,为网上课堂、虚拟实验、互动讨论和协作学习提供网络基础设施保障。

2.1.2 基础设施共享云平台建设

集成服务器、存储、SAN网络、备份软件等基础设施组成云服务,实现基础设施资源的有效共享。构建面向云架构的软件与开发平台,支撑开展教学资源云存储、教学过程云服务、基于云端的学习。

2.2 教育资源层

课程资源共享库:依照相关国内外资源建设标准,构建多媒体教学资源数据库,实现对所有课程资源的统一入库、维护、管理,提供统一的按知识点、关键词、学科大类、课程等分类查询和检索服务,基于RSS和Podcast的个性化订阅服务,资源目录服务。

教务信息库:通过同现有教务支撑数据库的数据交换,建成涵盖学生学籍、教学计划、选课、成绩、毕业论文、教学质量评价、毕业情况等信息的数据库,支撑管理与服务示范-电子学档等应用服务建设。

学生综合信息库:通过同学生信息系统的数据交换,建立涵盖科研训练、奖惩情况、资助补助等基本信息及生源跟踪分析、课程成绩分析、就业分析等分析信息的数据库,支撑管理与服务示范-电子学档、一站式服务、课程互通选课等应用。

国内外优质教材库:以学校“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材的31种教材以及学校出版社精品教材为基础,整合国内外优质教材,面向iPad、Android等移动终端,研发基于IOS、Android的数字教材App产品与工具,满足学校在线课程教学与移动课程教学的需要。

教学资源中心库:建立教学资源开放存取标准,以基础教学资源库为基础,按主题整合汇集教育资源,建成可共享的逻辑数据库,支撑一站式检索、按主题定制、主动推动等服务。

2.3 应用支撑层

课堂交互:提供多终端的课堂实时反馈教学工具,包括视频实时授课、视频教学互动、视频答疑、视频会议、电子白板、课堂点名、实时教学效果统计等。

协作学习工具:构建协作学习环境,支持以学生为中心的教学模式,主要提供的工具包括:Wiki、博客、基于SNS内容推送工具、讨论区、通知发布、视频点播、日历等。

作业发布系统:实现基于课程的在线作业发布、递交、批改与反馈功能,支持多种文件与媒体格式。

试题库系统:构建支持课程基础题型的通用试题库,实现的功能主要包括试题的维护和管理;按学科、知识点和课程分类检索;试题的录入;在线自测;在线组卷等。

学业跟踪系统:通过在线调查、资源访问统计、学习活动记录、协作与交互过程记录、作业与成绩等信息的自动记录与分析,从而实现对资源使用情况、教学效果和学习效果的自动评价。

协作式课程内容制作:构建协作式课程内容建设环境,提供协作式的在线课程内容建设工具,包括课程内容在线编辑工具,支持断点续传的本地文件自动识别上传工具,基于模板的课程内容发布工具,课程内容协作建设人员管理、任务分配工具,学校资源中心库资源查找引用工具。

移动应用开发:构建学校统一的移动学习门户,主要包括移动信息发布工具;学校基本信息查询工具(包括课程信息查询、个人学习成绩查询、学生选课结果查询、教学日历查询、课表查询、考试地点查询、教室使用状态查询、校内移动位置地图和导航服务等);在线课程资源分类查询、检索、阅读、下载和点播服务工具;移动教学互动工具(包括答疑、消息推送、微博、分组讨论、在线评价、在线调查等)。

支撑平台:基于各类底层资源库和相关教学信息化应用,构建开放、共享、协作的网络学习环境,通过整合以上各类创新应用工具,支持泛在学习、研究性学习、协作学习等教学模式的创新;开发Web Service数据交换接口,可以方便未来教学相关工具、平台和硬件设备的正常接入,共享平台所有应用工具和学习资源。

2.4 应用示范层

2.4.1 智慧教室。

改造多媒体教室,基于移动互联网和教育资源云建设教学支撑系统和管理支撑系统。

(1)教学支撑系统。

集成开发支持手持设备教学交互系统,支持师生互动、生生互动过程中实时的信息传递。应用基于网真技术的情境体验系统,为随时随地地沟通交流创造了一个独特的面对面体验。部署远程协作系统,实现智慧课堂内的学习者与异国异地课堂内的学习者的学习互动。

(2)管理支撑系统。

在现有国家教育考试标准化考点建设基础上,建设身份识别系统、手机信号屏蔽系统、GPS统一授时系统,保障教育考试的顺利进行。建成基于互联和物联的智慧教室设备管理系统。

2.4.2 试点课程示范

主要包括精品资源共享课建设、精品视频公开课建设、通识专业核心课建设。

(1)精品资源共享课建设。从学校通识课、大类课和专业课中选择基础课程作为首批移动教学示范课程。建设包括课程介绍、教学大纲、教学日历、教案或演示文稿、重点难点指导、作业、参考资料目录和课程全程教学录像等反映教学活动必需的资源,符合国家级精品资源共享课建设技术要求。

(2)精品视频公开课建设。继续选择学校优势学科的教学资源,以大学生为服务主体,同时面向社会大众建设50个左右网络视频课程与学术讲座。实行严格的课程内容审查制度,把好课程政治关、学术关和质量关。视频课制作、传播标准和规范符合《精品视频公开课拍摄制作技术标准(修订版)》。

(3)通识专业核心课。选择20门左右的通识核心和专业核心课程,在智慧教室平台基础上应用探究式、情境式和远程协作式教学手段,探索信息化条件下教育教学模式的创新。

示范课程应用建设包括:①数字教材、音频、视频、课件、参考文献、试题库等教学资源的发布与管理;②个人学习资料的云端存储和跨平台同步;③具备共享、交流和沟通的社交化学习,实现学习笔记分享;③支持书签、笔记、搜索等丰富的个人学习功能;⑤支持课程教学管理功能。示范课程不仅立足本校,还满足与国外高校、国内高校的互选互认,为中学提供预科课程学习,为社会学习者提供优质教学资源。

2.4.3 管理与服务示范

围绕学生成长,进一步集成学生信息加强综合分析和服务优化,围绕培养模式创新集成现有应用支持教学改革的实施。主要包括:学生电子学档、学生一站式服务、课程互通选课建设。

(1)学生电子学档。基于教务信息库和学生综合信息库,建立学生的电子学档,提供学生学习信息的综合统计和决策分析。跟踪学生从入学到毕业整个学习与成长过程,采集与记录包括学习、奖惩、实践、评价、就业在内的多方面数据,形成全面、完整、准确、有效的学生个人电子学档。开展基于学生电子学档信息的综合统计及决策分析。为学校管理人员、教师、学生、家长和企业提供多层面信息服务、辅助决策。

(2)学生一站式服务。围绕学生学习过程的各个环节,建立一站式、个性化的服务门户,方便学生学习和办事。整合教育教学和管理过程的信息化应用服务,构建学生网上服务大厅,建成基于身份可定制的校园信息门户,为学生提供个人信息空间与交流协作环境。

(3)课程互通选课。实现本科生、研究生的本硕一贯培养,为学有余力的本科生提早进入研究生专业课程的学习、同等学力或跨专业的研究生补修相应本科专业课程实现选课互通、课程成绩互认。

参考文献

[1] 蒋东兴,付小龙,刘启新,等.高校数字校园建设指南[M].北京:高等教育出版社,2008.

[2] 蒋义军.远程教育服务平台的总线架构设计[J].中国教育信息化:高教职教,2011(12):60-62.

[3] 蒋侃,张开宇,林玉峰.基于SaaS的高校创业教育服务平台设计[C].中国教育技术装备,2011(24):87-88.

[4] 王杨,严远庭.基于P2P技术的云计算教育服务平台设计与实现[J].计算机教育,2011(16):147-150.

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