今年教育信息化应用回顾与展望_理论探讨
内容摘要：本文对今年典型的教育信息化应用做了全面的介绍和回顾，包括城域教育网络、分布式资源网、信息技术技能自动测评系统、学科群网站、教育管理基础数据库、教育化技术标准、应用服务指导、课堂互动的技术、在线教育游戏、移动应用、知识管理等，这些应用代表化的最高成果，昭示了未来的发展趋势。
关键词：教育化、城域网络、综述、回顾
自我国今年发布《教育信息化十五发展纲要》以及全面实施“校校通”工程以来，全国上下掀起了一轮波澜壮阔的教育信息化建设浪潮，在经费投入、建设规模、软硬件平台、应用推进等各个方面，都取得了实质性的进步，尤其是即将过去的今年，出现了一大批具有启示性的教育化应用模式，昭示了未来化的发展趋势。
一、城域网络掀起热潮
在过去的一年中，全国各地都掀起建设城域教育网的热潮，比如北京、上海、深圳、广东佛山、广东东莞、广州市荔湾区等，城域教育网的建设对整体推动区域性的化起着明显的作用。
城域教育网是通过宽带骨干网连接教育局内部网和校园网的城市内数据传输网络，它以宽带数据通讯网络为依托，以教育软件和资源为基础，以实现现代化教育和管理为目的，为区域教育提供全方位应用服务的化环境，它是整体推进区域性现代化的最佳途径。
城域教育网络建设是一个大型综合性的教育化工程，它要做到四个方面的服务，一是为教育管理人员服务，使他们能够充分利用网络化办公环境，快速便捷地处理大量的信息，提高工作效率，减轻工作强度；二是为教学人员服务，不仅为他们提供与外界沟通的通信环境，而且为他们提供一个网络授课的平台、资源共享的平台，使他们在更大范围内共享思想与资源，从而提高教学质量与教学水平；三是为广义范围内的学生服务，使他们在网络支持下，以全新的学习方式与学习手段来学习教师精心准备的教学材料，从而全面提高自身素质与能力；四是为家长服务，通过网络，架设起学校和家庭之间的沟通桥梁，便于家长及时了解在学校里的表现，学校及时从处得到反馈。
城域教育网络建设应采用以教学与管理应用为核心、软硬件并重的建设模式，主要建设内容有：一是建设区域性的教育信息网络中心，要使它成为五个中心：网络管理中心、管理信息中心、教育资源中心、教育技术培训中心、远程教育中心；二是部署地区性教育局/教育局和其直属学校的基础教育管理数据库，实施全程现代化管理；三是部署基于校园网络的教学支撑平台，推进网络教学，简化实施网络教学的过程，提高网络教学的绩效，培养创新人材；四是建设中小学各学科的教学资源及相应的资源管理系统，建设丰富的教育资源内容，为各级各类学校提供教育资源服务；五是通过对广大中小学教师和管理人员进行多种不同层次的培训，建设一支能适应教育化要求的高素质教师队伍和管理队伍；六是管理制度与运营机制的建设，使城域教育网能够良性运转、长期稳定地为区域现代化服务。
从网络结构上来看，城域教育网由五个部分有机组成，其主体是教育信息网络中心，它是城域教育网的核心和灵魂，是教育信息服务的中心；基本结点是校园网络，它们通过公众宽带数据通信网络接入到教育信息网络中心，并通过它接入到互联网络；城域教育网还有两个外围层次，一是家庭上网，它是城域教育网服务的外延，是通过网络实施终生教育与继续教育的基础；另外一个是社会资源服务机构，他们可通过互联网络或卫星数字广播定期向教育网络中心更新教育资源及其它相关服务，这是城域网的活力之源。
城域教育网应用系统采用asp（应用服务提供）的体系结构，也就是在中心运行集中式的服务系统，为全地区学校提供个性化的、可定制的教学和管理服务，系统部署集中、数据集中、维护管理集中，而不是一个个学校安装独立的系统，它具有如下特点：（1）统一认证：提供基于角色和权限的唯一的用户登录口和所有应用的单一入口；（2）集中存储：所有相关应用数据和用户数据集中存储在数据中心；（3）集中服务：集中为整个系统及相关单位提供网络应用服务；（4）分布使用：在业务集中的前提下，用户的逻辑界面是分离的，用户只会看到与他相关的数据，管理他有权管理的数据，软件界面是个性化的，就象是在使用一个独立的系统一样。
二、分布式资源网初露面纱
教育资源是信息化教学中最为关键的要素之一，也是教育化重点建设的内容，通过城域教育网整合一个地区的教育资源，为整个地区提供一个量大、质优的教育资源服务系统，是大势所趋。目前广东省电教馆建设的教育资源网系统，如何整合一个区域内的资源提供了一个全新的思路。该资源网的核心思路为：
资源分布存储：资源网是由多个资源站点组成，资源网内每一个提供资源信息服务的站点都是资源网中的一个节点，存储实际的资源，资源节点之间可以进行资源互访和共享，资源的描述定期向目录中心提交。
资源网目录集中：为用户提供一个覆盖本地区所有教育资源站点的最新资源目录，实现本地区不同资源站点的系统互访和资源共享。通过资源中心维护一个资源目录系统来实现对本区域内不同资源站点资源目录的同步更新管理，并提供一个强大的检索系统，检索系统通过对本目录库进行检索，就可以实现对不同资源站点上资源的快速查询，达到共享资源的目的。当用户需要打开某个资源时，目录系统提供重定向的功能。
异构数据互换：对已经购买的不同厂家的教育资源库进行统一管理，目前很多厂家都有自己的资源库管理系统，其中收集整理了不少有价值的教育教学资源。但不同的资源库采用不同的系统管理，将使用户无所适从，通过异构资源互换功能，可以将以前开发的资源库管理平台中的数据快速导入到资源网系统中，实现资源的快速征集，另外导入到本系统中的资源可以通过系统强大检索功能供更多的用户使用。
高速资源缓存：从学校所在的区、市等上一级资源站点通过初始化设置，缓存一部分资源到本地，以后根据资源访问概率对缓存的资源数据进行不同层次的优化调整，达到在本地保存访问率高的资源数据。
资源的动态采集：动态跟踪、自动采集internet上丰富的教育资源，因特网教育资源雷达搜索代理实现对internet上广泛存在的资源的自动发现与采集整理。
基于以上思路广东省电教馆建立了一个全省的教育资源目录索引中心，采用分布式技术，将下属各市区的教育资源的描述集中，资源则分布在各地存储，在各地资源库内容更新的同时，同步更新省资源中心的索引目录，目录索引中心以及各地市的资源库系统，通过宽带网络无缝连接成了一个覆盖全省的教育资源网，从而最终实现全省范围内资源的分布式存储、分布式管理和提供基于共享资源教育增值服务体系。这既可以保证广东省的学校能够检索到全省的资源，但又可以避免大量资源集中存储单点拥塞以及单点过故障的问题。
三、技术技能自动测评系统显身手
随着中小学信息技术课程的开设，人们迫切需要找到一种办法来对学生的信息技术技能进行测试。我们知道，信息技术是一门操作性很强的课程，书面考试不足以测试学生的实际水平，学生的知识还应该包含计算机操作方面的知识，但考察学生的操作却是一个难题，因为，如果要考察学生的操作，那么必须在的操作过程中，始终要有人在旁边进行评判，这需要大量的人力，而且不能做到完全客观评定。今年得到广泛应用的信息技术课程智能测评系统，则可以有效地解决这些问题。信息技术课程技能测评系统可以减轻考试部署的时间和管理与阅卷的工作量，提高阅卷的准确性和性，满足学校和各级信息技术技能评测机构的需要。目前在天津、江西的萍乡市、深圳市福田区、广东的南海市等地，都已经大规模的开展了技术技能自动测评的应用，并取得了良好的效果。
技术课程中一般有两类题型，一类是考察基本知识与基本技能的试题，大多数以客观题的方式呈献，这类试题利用计算机判卷十分方便，也比较简单。另外一类是考察基本技能的操作题，这类均需要上机实际操作，所涉及的面也较广（windows2000操作、word 数据录入与排版、excel数据录入与分析、powerpoint演示制作、网页制作、internet连接、配置、使用等等），信息技术自动测评系统最大的突破是实现了《信息技术基础》课程操作题计算机自动评测，在评测时，不仅是根据学生答题的结果，而且可以跟踪答题的过程，实现多级评分。为实现这个功能，需要综合运用activex、操作环境和模拟、windows消息截获等技术。
基于计算机网络的信息技术自动测评系统可让学生在联网的计算机上答题，包括客观题和操作题，学生试卷可以相同、也可以分a、b卷、也可以是各不相同（这由教师指定），答完试卷后，系统通过网络自动提交答卷，再通过网络服务器统一判卷。对于操作题判卷，可以跟踪到每一个考点，并将学生的答题结果和标准答案全部打印，便于复查自己的成绩。通过命题系统与测试系统、成绩分析系统的有机结合，大大方便了教师出题、考试和成绩分析。为了保证考试安全，系统还具有断电恢复和容错功能，考试不会意外丢失，考试管理系统则能实现如考生报名、发卷、收卷、判卷、考生管理、考生成绩公布与打印等功能。
四、学科网站——资源管理的新思路
目前各类教育资源中心对教育资源的管理大多采取了数据库存储方式，有的将资源文件以二进制数据形式存储在关系型数据库中，对教育资源的管理都是基于对数据库的操作；有的将资源以文件的方式存储，但索引信息存在数据库中。基于数据库的资源管理系统最大的优势是可以存储和大容量数据，便于资源的快速检索和定位，但其最大的局限是采用以数据记录为核心的界面视图过于生硬，不符合人们的习惯性认知思维，尤其对于一些非计算机专业的学科教师；而且，各学科的资源混杂在一起，良莠不齐，干扰太多，对一线教师教学应用支持不直接，功能不强，界面不友好。目前在广东佛山、珠海等地采用学科网站的方式做资源库的用户前端界面，后台采用数据库对资源存储管理的思路，得到了广大一线教师的认同，为资源管理提供了一个新思路。
学科群网站旨在使资源的使用更符合教师和的思维和使用习惯，以学科资源为核心，建设一个集资源共建共享、在线开发、联机、学科信息发布、交互交流等功能于一体的各学科，多层次的学科网站群。它是一个方便实用的学科资源互动式园地，同时也是教师和将技术融入到学科教与学的桥梁。这类教育资源管理的模式最大的特点就是每个学科资源网站只给用户某一学科的资源，与其它学科资源分离，教育资源按照学科结构以及教师使用习惯设定不同的栏目及资源内容，使资源系统更加专业化，不同学科网站适合不同学科教师的需要。学科分类是资源内容划分最基本的依据，因而这种模式最大的优势是便于组织和管理，可将每个学科进一步细化到知识单元和知识点，并在遵循一致规范的前提下，根据学科自身的特色采用多种表现形式和管理方式。
学科群网站系统采用三层架构：第一层是学科群网站管理系统，是整个系统的管理中心，主要完成整个网站群各子学科网站的生成、配置和维护；第二层是各学科群子网站系统，主要是本学科的信息发布和资源共享中心，以超文本的方式，按照学科的结构以及教师使用习惯链接和呈现各个学科的资源信息，并提供动态发布、通讯交流、电子等辅助功能；第三层是资源管理系统，是学科资源后台管理的中心，存储和管理所有资源，各子学科网站群的资源都在此建立资源索引，从而达到资源的最大程度共享。
学科网站与后台资源管理系统之间是无缝连接的，平时用户只需要登录到网站，浏览并使用与他所教学科课程相配套的资料，直观明了，操作简单；如需要检索全部资源，只需要通过在学科网站上的链接的接口切换到数据库检索视图即可。每个学科资料的更新，都会自动存储在后台数据库中，学科网站管理人员也可随时将后台资源链接显示在学科网站上。
五、管理基础数据库任重道远
教育管理的现代化，数据是关键。教育行政系统日常工作中会产生大量的基本数据，如学校基本信息、基建房产信息、基本信息、教师基本信息、学籍信息、成绩统计信息等等。这些数据经常需要进行整理、保存、统计、上报等处理。我们把这些基本称为教育管理基
础数据，把维护这些数据以及产生报表的过程称为基础数据管理。真正的教育管理现代化需要建立一个相对完备和稳定、面向管理的基本数据库，它管理现代化发展的必由之路。基础数据管理由以下一些部分组成：
（1）数据录入，对于不同的数据信息，由相关部门输入，部门包括科室和下级单位，凡是属于同一内容的，只要而且只能输入一次即可。
（2）数据查询，负责某类数据的用户可以授权别人来查询该类数据，别的用户被授权后，就可以查询自己权限范围内的数据。
（3）数据统计，基础库系统应该包括一个功能灵活的报表生成工具，只要统计的内容在基础数据库中，就可以自动生成需要的报表，报表可自定义数据格式、自定义统计流程，从而解决管理大量报表费时费力的问题。
（4）业务支持系统：对于某些更加复杂业务科室的应用，还需要在基础数据库的系统上专门设置支持各部门具体业务逻辑的应用模块，实现各科室日常管理工作的化。
目前，各类教育信息网络建设项目中，都把信息管理列为必建内容之一，但真正能够用起来、用得良好的几乎没有，究其原因在于只注重软硬件系统的建设，而忽视了教育基础数据的数字化、数据维护与更新制度建设、数据管理模式的建设，尤其是忽视了数据管理模式。目前各地教育信息系统建设，基本上是以学校为单位来组织，各自为政，信息不能相互沟通和交流，形成一个个信息“孤岛”，对区域性的教育管理现代化起着严重的阻碍作用。对于一个基层教育行政区域来说，教育管理是统一的，教育信息管理应该自上而下推进，统一数据标准，将教育局人、财、物基本信息数据集中存储管理，采用easp（教育应用服务提供）的建设模式，通过数据中心的一套教育管理基础数据库系统，为基层不同的学校提供个性化的服务，同时在数据集中的基础上，针对不同的科室提供不同逻辑的业务支持系统，可以使得教育行政人员对这些进行增加、删除、修改、查询、统计和分析，及时和准确地进行数据统计，简单便捷地查询当前或某些特定时间、特定条件的数据，满足随时进行统计分析、提供辅助决策的需要，从而推动行政现代化的进程。
教育管理基础数据库是教育管理现代化的基础性工程，它的出现和普及应用是教育管理发展到一定阶段的必然产物，是未来的发展趋势，但它的推进与实施，不是突变的，而是需要一个渐进的过程。目前广东的佛山市、东莞市等地区正在逐步推进管理基础库建设，已做了一些有益的尝试，但仍然任重道远。管理现代化，不仅仅是技术手段与支持环境的现代化，更重要的是管理制度、管理模式、管理思想的现代化，离开了这几个方面的互动，将难以取得显著的进展。
六、化技术标准指路
由于我国目前还没有制定和强制实施关于教育信息化相关的技术标准，各教育信息系统的资源自成体系，无法实现有效交流和共享，造成大量低水平的重复性开发工作，不但带来人力物力的浪费，也无法与国际上的教育技术体系相沟通，随着化的深入发展，这些深层次矛盾也逐步显露、逐步尖锐起来。
教育部对教育信息化技术标准化建设工作极为重视。2000年11月，组织国内8所重点高校的有关专家开展教育信息化技术标准研制工作，并成立了教育部教育信息化技术标准委员会，简称celtsc (chinese e-learning technology standardization committee)。该委员会同时也是国家技术标准化技术委员会的专业委员会以及国际标准组织iso jtc1/sc36和ieee ltcs的团体会员。该委员会以研究、制订、推广与化相关的技术标准为使命。
我国的教育信息化技术标准研制工作以国际国内现代远程教育以及教育信息技术的大发展与大竞争为背景，以促进我国教育化的发展为出发点，以实现资源共享、系统互操作性、保障远程教育服务质量为目标，通过跟踪国际标准研究工作和引进相关国际标准，根据我国教育实际情况修订与创建各项标准，最终形成一个具有中国特色的化技术标准体系。
目前教育化技术标准体系目前包含27项子标准，分为总标准、教学资源相关标准、学习者相关标准、教学环境相关标准、服务质量相关标准五大类。此外，还设立了四个跟踪研究项目。这些标准内容的形式化描述称之为规范，作为标准草案的规范经论证后可作为试用标准，试用标准经过国家技术标准化委员会批准后将成为国家标准。每一子标准研究产生的结果由三部分组成：
（1）规范正文：以简洁的语言对相应的标准做形式化描述，包括标准的目的、作用范畴、术语定义、系统要素和相互关系、元数据定义、数据交换格式等。
（2）实践指南：包含对规范要点的详细解释，并提供如何应用标准的实践范例。
（3）测试规范：描述对用户开发的标准化产品进行测试验证的程序和方法。
由于规范正文是以技术性语言描述的，对于普通用户来说缺乏通俗性，因此在阅读规范正文时可多加参考相应的实践指南，因为实践指南中包含大量针对标准要点的语义解释和相关应用范例。
教育信息化技术标准委员会的专家们经过一年的努力工作，提出了一个比较完整的中国教育信息化技术标准体系结构，颁布了十几项相关标准与规范，比如《学习对象元数据规范》、《教育资源建设技术规范》、《教育管理系统数据规范》等，化产业以及应用推进产生巨大的影响。