论文部分内容阅读
21世纪以来，以云计算、物联网、大数据以及人工智能为代表的新兴技术改变了人们的生活方式，更推动了教育信息化的种种变革，催生了教育教学等各业务系统的开发与使用，也为教师和学生提供了方便的线上学习交流互动的空间，提供了丰富的教育教学资源。这使得教育教学管理工作上的重复性劳动减少，提高了管理工作的效率，同时也为区域教育发展决策提供了有效的数据支持。
区域教育信息资源现状及需求调查
现代信息技术从出现到现在，其更新迭代速度远远快于教育的发展与变革，信息技术在不同发展阶段为教育信息化留下了阶段性的“烙印”。许多学校在不同时间先后投入大量资金建设各种应用系统，建立自己的资源库，没有全面考虑后期发展，导致目前各种应用系统数据与资源无法共享。同时，新信息系统对老旧信息系统的非兼容导致已有的数据往往被闲置或弃用，造成人财物的大量浪费。
截至2019年9月，北京市东城区内各学段学校共有120所左右，区域内可对教师与学生开放使用的信息系统（含区、校两级）约50个，数据量共计约50T左右，但存在数据资源分布不均、新旧系统教学不能共享等问题。如在校級资源中，资源优质校数据量大、教学资源丰富，但薄弱校数据相对匮乏，发展不均衡。针对区级教育教学管理各业务应用系统，由于各系统当初设计开发时的技术限制，没有很好的方式将这些系统整合，只能保持各自独立运行的工作方式，系统内的用户信息不能从原有系统中同步导出，需要手工导出、导入。学生的线上学习空间类系统在更新后，并不能继承原有系统中的学生学习数据，对学生学习成果的积累不太方便。
对东城区学科教师及管理人员通过网络问卷形式就现有区、校两级应用系统使用中的问题进行调查，返回有效问卷1580余份。从统计结果数据看，主要存在以下问题：对目前本校教育资源库的资源数及资源质量满意度仅为60.66%;希望提供区级教学资源库，便于使用优质教育资源共享及查找的教师占93.51%;希望增加多应用系统间统一认证系统，便于在各系统间身份漫游，提高线上访问便捷性的教师占95.85%;学校管理人员希望学校原有人员信息等数据库方便对接新系统或区级系统减少重复劳动的占98.8%。
这些需求及问题在一定程度上都是由于资源无法共享、数据交换不畅所导致的，因此需要一个区级层面建设的教育信息资源共享平台将其打通，实现数据互联共享。
教育信息资源应用支撑平台设计
针对亟待解决的资源共享问题，东城区确定以整合原有区级系统及引入优质校的优秀资源为切入点，进行平台的功能设计及开发。东城区通过梳理区、校两级现有各应用系统及待开发平台，采用开发成本较低、技术相对成熟的SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务的体系结构）软件结构设计理念，建立相对完善的软件对接平台，解决新旧系统整合等问题，即通过区域教育信息资源应用支撑平台的建设完成各软件系统的对接，将原有运行的优秀业务系统与新建系统整合，实现各应用系统（模块）的数据共享。
1.平台的技术设计
教育信息资源应用支撑平台的设计以数据交换平台（DEP，Data Exchange Platform）为基础，由一个数据交换服务器（DEP Server）与若干个应用软件的数据交换应用代理（DEP Agent）构成，数据交换中的各应用软件以应用代理作为接口，通过交换服务器实现信息交换。交换服务包括消息服务、交换数据上传/下载服务、交换数据权限服务、交换数据订阅服务等。
如图1所示，根据“教育管理信息系统互操作框架（简称EMIF）”的技术要求，设计开发教育信息资源应用支撑平台的数据交换模型。通过制定区级数据分类标准、提供多种模式的数据交换接口、构建区级交换数据库等工作实现应用系统（模块）间的数据交换。
制定区级数据分类标准。通过区级数据分类标准对各系统数据进行加工，便于各级学校或教育管理部门对数据进行查找、评估、获取和使用。根据现有系统的软、硬件环境及设备的实际情况，进行分块存储与管理的规划和方案设计，同时在开发新应用系统的过程中，充分考虑数据标准的统一规范，保证各应用系统之间较高程度数据共享和互操作性。
建立区级交换数据库，将原应用系统自有数据库进行梳理，按应用系统整体设计需求，在交换数据库建立对应数据表，通过应用支撑平台对相应提取数据进行数据类型转换（如XML）存入交换数据库，提供给系统内其他应用系统（模块）调取使用。其中，原应用系统内数据认定为权威数据，通过数据同步机制（如定时数据交换更新）将需要的数据更新到交换数据库中，满足各系统间的数据准确性。如教师人事信息系统内的人员基本信息（权威数据），通过同步机制交换（只提取需要的、可公开的）到系统中，供其他应用系统使用。
提供多种模式的数据交换接口，对于原有应用系统做最小化的程序调整，将自身系统内的数据输出给应用代理，通过应用代理（如Web Service方式）将数据转换为平台系统内类型统一的数据进行区级交换。
2. 平台的功能实现
教育信息资源应用支撑平台的建设将原有应用系统整合，打通区、校两级数据资源，将校级优质资源引入区级资源库中，完成原有“孤岛”应用系统的数据级别或功能级别的整合，同时升级改造后的应用系统与新应用系统在平台上达到数据共享。
（1）系统整合减少重复劳动。教育信息资源应用支撑平台可顾及到区域内各级学校原有的应用系统的数据利用，也可保证这些系统在新的应用系统中与新的功能模块间的数据共享。如学生与教师的人员基本信息通过教育信息资源应用支撑平台的接口直接从学生学籍与教师人事系统同步到应用系统的用户中心，针对用户进行不同功能模块的权限设定即可。对原有应用系统的用户数据和资源数据的有效再利用，通过功能级别整合的应用系统，资源数据得到有效利用的同时，系统功能重新封装，让使用者在相同使用习惯的情况下，有更好的操作体验。做到统一门户、统一用户中心及统一认证，教师或学生在系统中一次登录便可在各功能模块间漫游。
（2）提供便捷、高质量教育资源服务。教育信息资源应用支撑平台也可对教育教学资源的共享、共用起到桥梁作用。整合原有资源库且引入校级优质资源，丰富了教学资源内容，提高了教学资源质量。现在教育信息资源库内资源数量达100T左右，可同时为全区各学校提供服务。教师与学生可以开展丰富多彩的网上教学活动，教师的信息技术水平得到了提高，同时，内容丰富的资源库为教师教育教学提供了方便。
新的平台系统上线一个学期，通过网络调查问卷形式收集1320名学科教师及管理人员反馈，区级整合后的教育资源服务满意度达到85.2%，有84.85%的教师认为资源库内的教学资料比较丰富，资源质量基本可以满足教学需要;不满意比例较之前39.34%下降了24.19%，仅为15.15%，有85.7%的教师会经常在区级平台中搜索媒体素材和课件以丰富课堂教学。从数据上看，通过打通区域与区域、学校与学校和区域与学校之间的信息通道，系统整合后能够得到教师和学生的广泛认可。
目前区域云平台的搭建上线，使硬件环境得到了升级改善，教育信息资源应用支撑平台程序可较好地兼容新的硬件环境，对新开发的应用系统也可完成系统的对接，整体稳定性很好。
新的教育信息资源应用支撑平台功能可满足线上教育教学要求，大大提高了教师的信息技术水平的同时，进一步促进了教师跨校间的经验交流，也降低了各所学校自建系统的重复投资，为区域教育均衡化发展做出了贡献。
参考文献
余浩东. J2EE应用框架设计与项目开发[M]. 北京： 清华大学出版社，2008.
全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会. 教育管理信息系统互操作框架[S]. 北京： 全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会，2007.
区域教育信息资源现状及需求调查
现代信息技术从出现到现在，其更新迭代速度远远快于教育的发展与变革，信息技术在不同发展阶段为教育信息化留下了阶段性的“烙印”。许多学校在不同时间先后投入大量资金建设各种应用系统，建立自己的资源库，没有全面考虑后期发展，导致目前各种应用系统数据与资源无法共享。同时，新信息系统对老旧信息系统的非兼容导致已有的数据往往被闲置或弃用，造成人财物的大量浪费。
截至2019年9月，北京市东城区内各学段学校共有120所左右，区域内可对教师与学生开放使用的信息系统（含区、校两级）约50个，数据量共计约50T左右，但存在数据资源分布不均、新旧系统教学不能共享等问题。如在校級资源中，资源优质校数据量大、教学资源丰富，但薄弱校数据相对匮乏，发展不均衡。针对区级教育教学管理各业务应用系统，由于各系统当初设计开发时的技术限制，没有很好的方式将这些系统整合，只能保持各自独立运行的工作方式，系统内的用户信息不能从原有系统中同步导出，需要手工导出、导入。学生的线上学习空间类系统在更新后，并不能继承原有系统中的学生学习数据，对学生学习成果的积累不太方便。
对东城区学科教师及管理人员通过网络问卷形式就现有区、校两级应用系统使用中的问题进行调查，返回有效问卷1580余份。从统计结果数据看，主要存在以下问题：对目前本校教育资源库的资源数及资源质量满意度仅为60.66%;希望提供区级教学资源库，便于使用优质教育资源共享及查找的教师占93.51%;希望增加多应用系统间统一认证系统，便于在各系统间身份漫游，提高线上访问便捷性的教师占95.85%;学校管理人员希望学校原有人员信息等数据库方便对接新系统或区级系统减少重复劳动的占98.8%。
这些需求及问题在一定程度上都是由于资源无法共享、数据交换不畅所导致的，因此需要一个区级层面建设的教育信息资源共享平台将其打通，实现数据互联共享。
教育信息资源应用支撑平台设计
针对亟待解决的资源共享问题，东城区确定以整合原有区级系统及引入优质校的优秀资源为切入点，进行平台的功能设计及开发。东城区通过梳理区、校两级现有各应用系统及待开发平台，采用开发成本较低、技术相对成熟的SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务的体系结构）软件结构设计理念，建立相对完善的软件对接平台，解决新旧系统整合等问题，即通过区域教育信息资源应用支撑平台的建设完成各软件系统的对接，将原有运行的优秀业务系统与新建系统整合，实现各应用系统（模块）的数据共享。
1.平台的技术设计
教育信息资源应用支撑平台的设计以数据交换平台（DEP，Data Exchange Platform）为基础，由一个数据交换服务器（DEP Server）与若干个应用软件的数据交换应用代理（DEP Agent）构成，数据交换中的各应用软件以应用代理作为接口，通过交换服务器实现信息交换。交换服务包括消息服务、交换数据上传/下载服务、交换数据权限服务、交换数据订阅服务等。
如图1所示，根据“教育管理信息系统互操作框架（简称EMIF）”的技术要求，设计开发教育信息资源应用支撑平台的数据交换模型。通过制定区级数据分类标准、提供多种模式的数据交换接口、构建区级交换数据库等工作实现应用系统（模块）间的数据交换。
制定区级数据分类标准。通过区级数据分类标准对各系统数据进行加工，便于各级学校或教育管理部门对数据进行查找、评估、获取和使用。根据现有系统的软、硬件环境及设备的实际情况，进行分块存储与管理的规划和方案设计，同时在开发新应用系统的过程中，充分考虑数据标准的统一规范，保证各应用系统之间较高程度数据共享和互操作性。
建立区级交换数据库，将原应用系统自有数据库进行梳理，按应用系统整体设计需求，在交换数据库建立对应数据表，通过应用支撑平台对相应提取数据进行数据类型转换（如XML）存入交换数据库，提供给系统内其他应用系统（模块）调取使用。其中，原应用系统内数据认定为权威数据，通过数据同步机制（如定时数据交换更新）将需要的数据更新到交换数据库中，满足各系统间的数据准确性。如教师人事信息系统内的人员基本信息（权威数据），通过同步机制交换（只提取需要的、可公开的）到系统中，供其他应用系统使用。
提供多种模式的数据交换接口，对于原有应用系统做最小化的程序调整，将自身系统内的数据输出给应用代理，通过应用代理（如Web Service方式）将数据转换为平台系统内类型统一的数据进行区级交换。
2. 平台的功能实现
教育信息资源应用支撑平台的建设将原有应用系统整合，打通区、校两级数据资源，将校级优质资源引入区级资源库中，完成原有“孤岛”应用系统的数据级别或功能级别的整合，同时升级改造后的应用系统与新应用系统在平台上达到数据共享。
（1）系统整合减少重复劳动。教育信息资源应用支撑平台可顾及到区域内各级学校原有的应用系统的数据利用，也可保证这些系统在新的应用系统中与新的功能模块间的数据共享。如学生与教师的人员基本信息通过教育信息资源应用支撑平台的接口直接从学生学籍与教师人事系统同步到应用系统的用户中心，针对用户进行不同功能模块的权限设定即可。对原有应用系统的用户数据和资源数据的有效再利用，通过功能级别整合的应用系统，资源数据得到有效利用的同时，系统功能重新封装，让使用者在相同使用习惯的情况下，有更好的操作体验。做到统一门户、统一用户中心及统一认证，教师或学生在系统中一次登录便可在各功能模块间漫游。
（2）提供便捷、高质量教育资源服务。教育信息资源应用支撑平台也可对教育教学资源的共享、共用起到桥梁作用。整合原有资源库且引入校级优质资源，丰富了教学资源内容，提高了教学资源质量。现在教育信息资源库内资源数量达100T左右，可同时为全区各学校提供服务。教师与学生可以开展丰富多彩的网上教学活动，教师的信息技术水平得到了提高，同时，内容丰富的资源库为教师教育教学提供了方便。
新的平台系统上线一个学期，通过网络调查问卷形式收集1320名学科教师及管理人员反馈，区级整合后的教育资源服务满意度达到85.2%，有84.85%的教师认为资源库内的教学资料比较丰富，资源质量基本可以满足教学需要;不满意比例较之前39.34%下降了24.19%，仅为15.15%，有85.7%的教师会经常在区级平台中搜索媒体素材和课件以丰富课堂教学。从数据上看，通过打通区域与区域、学校与学校和区域与学校之间的信息通道，系统整合后能够得到教师和学生的广泛认可。
目前区域云平台的搭建上线，使硬件环境得到了升级改善，教育信息资源应用支撑平台程序可较好地兼容新的硬件环境，对新开发的应用系统也可完成系统的对接，整体稳定性很好。
新的教育信息资源应用支撑平台功能可满足线上教育教学要求，大大提高了教师的信息技术水平的同时，进一步促进了教师跨校间的经验交流，也降低了各所学校自建系统的重复投资，为区域教育均衡化发展做出了贡献。
参考文献
余浩东. J2EE应用框架设计与项目开发[M]. 北京： 清华大学出版社，2008.
全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会. 教育管理信息系统互操作框架[S]. 北京： 全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会，2007.