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出版日期:2004-4-19  总期号:564 本年期号:14

本期导读
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中国教育信息化 
大胆创新 稳步实施
东城区教育城域网的建设与应用
《中国电脑教育报》

  北京市东城教育城域网作为东城区教育单位网络和信息汇聚的骨干基础设施,其建设基于自身的实际需求、资金的到位情况、技术力量的配备,充分考虑了功能、性能、稳定性、安全性和可管理性五个方面,并根据东城教育城域网当前及未来一段时期内应用的实际出发,对信息管理系统的基础设施——网络系统进行规划设计,从而建成了一个先进、高效、可靠、实用和便于维护、扩展性较强的网络,为东城区的教育教学单位的管理和应用提供功能强大的信息网络平台。


  建设创新

  环形组网和门户网站


  东城区教育城域网是以自铺光纤为主、基于高速IP城域网技术的教育专网,是北京教育网区域骨干网之一。目前东城区所有中小学、职业技术学校、幼儿园以及教委所属其他教育单位均接入教育城域网,其中,30所学校通过百兆光纤接入,其余学校通过ISDN、ADSL专线接入。

  1. 环形组网模式

  东城教育城域网采用的环形组网模式是一种成熟的城域网组网模式,被广泛应用在很多教育城域网建设中。环形网的最大特点是可拥有3个以上的骨干节点,每个节点之间可以通过千兆互连,或者通过2.5G POS相连,甚至可以通过10G接口互连,组成一个环网。环形核心层相比星型组网增加了汇聚点的接入能力,更提高了网络的容错性。对于汇聚层设备可以通过冗余链路上行的模式接入不同骨干节点,从而为网络的稳定性增加了砝码。

  根据东城教育城域网实际情况及节点重要性,城域网核心层环形结构配置4个中心节点,中心节点之间通过千兆光纤互连。城域网汇接层星形结构配置若干骨干节点,骨干节点通过千兆光纤接入中心节点,城域网上教育单位接入骨干节点或中心节点上。本地网络上的网络分支或网络节点,可接入环形结构上的任何节点,重要的网络节点可同时接入到几个中心节点,以增加冗余线路,保护重要节点的网络连通性及稳定性。

  通过环形线路上的各个中心节点均可与外部其他网络连接,即使某个中心节点出现故障,其他中心节点仍可继续工作并保持与外部其他网络的联通性(即具有故障自愈性)。另外,环形结构传输控制机制灵活,可根据需要进行负载均衡处理,保证了整个网络运行的稳定性及可靠性(如图1)。

  2. 城域网建设步骤

  在具体的实施过程中遵循“统一规划、分步实施”,主要分为以下几个阶段。

  (1)建立城域网网络中心,同时网络中心通过光纤接入北京教育信息网。东城教育城域网网络中心选用高性能三层交换机作为核心交换机,选择思科Cisco4006三层交换机作为本地局域网和服务器群的接入。将原Cisco 4006上的北京教育网出口迁到新的核心交换机上,通过OSPF动态路由协议与北京教育网进行网络互连,配置千兆防火墙,以保证本地网络的安全控制。

  (2)在一部分学校已建好校园网的基础上,利用北京市中小学“校校通”工程建设的契机,2004年底实现东城区全部中小学普及校园网。

  (3)部分学校及教育机构局域网通过光纤接入城域网网络中心(目前已有30所学校接入)。

  (4)确定并建设其他中心节点、骨干节点,校园网接入相应节点。

  (5)随着网络技术的发展,根据应用需要不断升级网络。

  3. 应用平台(门户网站)建设


  图1 东城区教育城域网拓扑图

  教育城域网门户网站,是东城教育信息网的基础软件平台,是东城区对内、对外提供教育资源、信息和各种应用服务的门户。它为区内教学、科研、教育管理、办公自动化等应用提供统一的用户管理和用户入口;实现网站集群及信息发布功能,包括区信息中心门户网站、教委机关网站、教委直属单位、学校/个人网站等的信息发布(如图2)。

  门户网站软件系统包括:

  * 教委机关和直属单位、各中小学校建立独立的网站信息发布系统。

  * 教委机关和直属单位、各中小学校的信息发布系统(可以在东城教育网门户网站建立同步系统,实现信息同步更新)。

  * 教委机关和直属单位、各中小学校的信息在发送到本地网站上的同时可以发送到东城教育网门户网站上。

  全区所有中小学都已在城域网门户网站上建立起自己的网站系统。利用信息发布系统,各单位可方便、快捷地建立其网站系统。包括各学科的教科研网站、东城区考试中心网站、东城区中小学保健所网站、东城教育信息网络中心网站、特级教师工作室、优秀教师管理网、人才网、德育网,以及东城区教委相关科室的网站等等。随着网络应用的进一步发展,相关项目会越来越多,东城区教育城域网也将成为一个集应用、管理于一体的多方位的城域网络系统。


   应用创新

   管理机制和教育模式


  东城教育网(www.dcjy.net)的开通是东城教育信息化建设的里程碑,它标志着全区教育信息化应用工程,以实现管理信息化为突破口而全面展开。管理信息化初期的主要目标就是实现全区的网上办公,让学校的管理者从接触信息化,认识信息化,到感悟信息化,规划学校的信息化。


  图2 教育城域网门户网站结构示意图

  1.管理信息化

  (1)网络办公:以“非典”期间为例,东城教育网共发新闻170条、通知和公告1740条,准确及时地保证了教委政令指挥系统的畅通无阻。现在,全区所有学校已经建立起每日两次查阅东城教育网办公专栏信息的专项制度。同时,办公网极大方便了学校与教委间的信息传递,过去学校通讯员每日往来教委数次,传送公文与信息,现在只要轻点鼠标就可完成。办公效率提高了,人员工作强度降低了,办公费节省了。自从开通东城教育网,上网已成校长每日的常规工作,校长们通过接触信息化、认识信息化,逐步实现了现代教育观念的转变(如图3)。

  (2)学校管理信息系统(CMIS):如果说办公网让学校管理者乘上了信息化快车,那么,学校管理信息化系统(CMIS)则又将学校全体教职工带进了信息化轨道。系统涉及教务、人事、资产、校办、党务、团委、校医、班主任、任课等各方面教师。两套系统相互依托,相互促进,完整地建构起东城教育管理信息化的框架体系。

  目前,学校管理信息化系统(如图4)工作主要涉及学籍管理、教务管理两部分。在学籍管理中可以查询到学生基本信息 、学生流入、流出信息、学习成绩统计等。在教务管理中可以完成新生入学、年级、班级安排、课程设置、考试安排、升级(毕业)等相关功能。学生学籍管理的内容包括学生家庭、学籍、简历 、政治面貌、操行评定、成绩、奖惩、考勤、体检等信息。

  (3)区级管理系统(EBI):是在学校管理系统(CMIS)的元数据结构基础上,通过教育城域网面向区县教委领导、教委各科室应用的综合管理系统。利用后台数据库和报表查询分析系统,将学校管理系统数据汇总到区信息中心数据库,并可动态实时更新。实现以学校管理系统(CMIS)的元数据为基础,进行任意组合查询、统计,做到及时、准确地统计全区学生数据信息。目前已完成全区所有中小学生基本信息的输入工作,2003年7月实现了全区学校与区管理系统(EBI)的连通;同年9月实现小学升初中学生数据在区管理系统(EBI)的提取。2004年完成中考系统、学生健康系统与学生管理(CMIS)系统的数据转换实验。从学生个人品质形成、智力发展过程以及身体健康发育三方面,全面记录学生的成长过程,为全面实现学生形成性评价改革创造了条件。

  在教师管理上,发挥网络的公开性与公正性特点,建立东城区骨干教师业务管理平台。压缩管理层次,实现管理模式扁平化。几年来,在教育管理信息化应用上,形成了新的教育管理工作平台,共享教委科室、教研室、信息中心、教育学院等多方管理力量,形成合力,抓住手段信息化、机制信息化和评价信息化三个要素,不断深入探索先进生产力对教育理念、管理模式及实施方法的影响,努力推进基础教育的改革与实践。


  图3 网上办公系统界面

  2.德育信息化

  (1)背景、目标:伴随着数字化大潮对教育领域的冲击,学校工作的方方面面都将在数字化的平台上获得新的发展。特别是随着东城区教育城域网建设的日趋完善以及应用水平的不断提高,全方位的信息化网络教育已成为基础教育改革和发展的重要内容。

  如何将先进的信息技术手段与教育工作深度整合,如何将网络的优势转化为教育的优势,特别是新形势下学校德育工作如何突破瓶颈,体现德育内化和学生自育的过程,求得新的发展空间,从而增强德育的实效性,是数字德育工作的突破口。在东城教育网上搭设了四个平台:

  育人活动的平台——以学生的操作为根本,在不同性质、不同类型的活动中体现德育目标。

  评价与反馈平台——设计可行性评价体系,为家庭、社区等提供便捷、真实、有效的反馈途径。

  家校联系的平台——为指导家庭教育提供相应服务。

  宣传教育的平台——突出德育特有的育人功能。

  上述四个平台营造了全新的网络环境,创设出学生成长的“自育”空间,达到了较高层次的环境育人。利用网络技术与功能优势,实现在德育教育上的尊重、服务、展示,利用控制论、系统论整体引导“培养与控制的过程育人”理念。

  (2)网上德育活动


  图4 学校管理信息系统界面

  按照实践育人的要求,以体验教育为基本途径,区分不同层次未成年人的特点,精心组织开展内容鲜活、形式新颖、吸引力强的道德实践活动。创设一个虚拟的德育环境——www.dcjy.net/dcdy(如图5),使之成为学生、老师、家长之间交流的平台。网站设有校园、家庭、社会三大版块。


  图5 网上德育环境

   校园版块 反映学生在校生活,加强校际间信息交流。

   社会版块 学生可以得到理论政策引导,可以进行角色扮演,加大、丰富成长的“自育”空间。

   家庭版块 家长从中了解孩子的所思所想,并获得先进的家庭教育思想;同时可对学校工作提出建议。

  在这个虚拟的环境里,老师可以了解到学生在家庭中的各方面表现,可以组织网上讨论、网上班会、可以顺畅地听到家长、学生的反馈意见,有的放矢地调整自己的教育教学工作。虚拟班级不受时间、空间的限制,德育活动得无处不有、无时不在地延伸到网络上;同时,也有利于学生在开放的环境之中体验道德是非、体验高尚、体验成功。

  在这个虚拟的环境里,利用设定的工具建立动态评价机制(学生评教师、家长评学校、社区评教育),达到信息共享,形成良性互动,

  网上虚拟班级是对原有实体班级的补充,是班级在网络上的延伸。它充分利用了网络的开放性和自主性,使得不同时间空间的人都可以网络为平台,进行平等的交流,使得班级活动拥有一个新的平台,拥有更多的教育方式(如图6)。


  图6 网上班级

  以微观的校园班级网络为起点,创设真正的网络环境和网络氛围,实现德育目标。即:不仅培养学生具备宽厚的基础知识、系统的专业知识、灵活的思维方式和较强的动手能力,更培养学生高度的责任感、合作精神、沟通能力及是非对错等道德判断能力。为学生走向社会、服务社会和终身发展奠定基础。

  3.开放式资源、选择性学习

  开放性与选择性是网络时代的特征,同时也是未来教育的特点,因此在资源的建设中要充分体现开放性与选择性。东城教育城域网现有国之源教育教学资源库、翰林汇教育教学资源库、育典教育教学资源平台、视频点播系统、电子图书系统、网络出卷系统、优秀教师课堂资源、特级教师工作室、中小学信息技术教研网、东城优秀班主任展示、东城区骨干教师管理网、东城数字德育网、东城区快乐英语报,资源总量达1TB以上(如图7)。


  图7 东城教育网资源互动

  从2003年11月开始,东城区教委依托东城教育城域宽带光纤网络,整合区域优秀教育资源和师资资源,启动了北京市东城区中小学网络课程资源建设工程。力争在两年内全面建成科目齐全、内容全面、质量优秀的东城教育网上同步课堂辅助学习系统。此项资源建设工程目的是:

  充分发挥区域优秀教育资源和师资资源的优势,有效整合、高效率组织调配,实现优秀教育资源共享,使每一位优秀教师真正成为区域内全体学生的教师。

  打破以往“教育选择学生”的框架,在网上虚拟教学环境中为学生提供多种可供选择的教育、教学资源,满足学生选择教育、选择教师的需求,使教育真正成为一种面向全体学生,同时又能满足个体需求的开放教育。

  在区域基础教育均衡发展的建设过程中,以现代信息技术等高科技手段,依托东城教育宽带城域网络、学校校园网络,实现区域范围内的优秀教师资源的均衡发展和突破。

  现由东城区特级、高级教师完成初三、高三的辅导课程资源100节,所有课程均免费面向全体师生开放(如图8)。


  图8 东城区中小学网络课程

  2004年3月,该课程陆续提供给北京延庆县和北京昌平区,实现了资源的交流和大网共享。东城教育网2003年成为北京市教育网教育资源库骨干站点,为北京市基础教育均衡发展做出了重要贡献。