信息技術教育裝備的可用性分析

趙錦紅 朱小明 胡又農

1 北京師范大學信息科學與技術學院 北京 100875 2 首都師范大學教育技術系 北京 100048

信息技術教育裝備的可用性分析

趙錦紅1朱小明1胡又農2

1 北京師范大學信息科學與技術學院 北京 100875 2 首都師范大學教育技術系 北京 100048

從信息技術教育的特點入手，分析信息技術教育裝備與信息技術教育之間的關系，并介紹信息技術教育裝備的評估方法——效能評估。信息技術教育具有專業性、層次性、對教育裝備的依賴性強等特點，這就決定了信息技術教育裝備在信息教育過程中的重要性——教育裝備的狀態直接影響信息技術教育的質量，而裝備的效能分析是正確評價信息教育裝備的手段之一。對信息技術教育裝備的可用性指標進行分析，給出在裝備全壽命期間的不同階段所使用的不同的可用性分析模型。

信息技術教育裝備；裝備效能；裝備可用性

1 信息技術教育的特點

信息技術（Information Technology）是指與信息相關的技術。不同的人和不同的書對此有不同的解釋。信息技術主要包括傳感技術、通信技術和計算機技術，分別承擔獲取信息、傳遞信息和處理信息的功能。隨著社會的發展，信息技術從一個獨立的行業逐步擴展到多個行業，當前，信息技術的應用已經滲透到各個領域，從飛船、衛星等高新技術行業到銀行、超市、醫院等日常生活領域，人們對信息技術的依賴程度越來越高。正如人們常說的那樣，信息時代來臨了，人們生活在信息化社會中。所謂信息化就是用信息技術來改造其他產業與行業，從而提高效益。在這個過程中，信息技術是一種工具，一種用于改進生產技術、改變工作方式、改善生活水平的得力工具。

行業是需要人來做的。人的培訓是通過教育完成的。隨著各個行業對信息技術需求的增長，社會對掌握信息技術的人的需求也在同步增長。信息技術教育已經成為從基礎教育到高等教育不可缺少的教育門類。信息技術教育具有專業性、層次性、對教育裝備的依賴性等特點。專業性是指信息技術同數學、物理學一樣，是一個專門的學科，有自己的學科體系。這個體系很龐大，不是幾門課程可以覆蓋的。層次性是指信息技術也有從高深到淺顯的各個層次，不同的行業對信息技術的需求程度是不同的。從事信息技術專業研究需要高深的信息技術知識，而有的行業可能只需要入門的信息技術知識，因此，信息技術教育要根據需求設置不同的層次。對教育裝備的依賴性是指信息技術教育必須在具備一定的教育裝備的條件下才能實現，如果沒有適當的教育裝備，那么信息技術教育將難以完成。

2 教育裝備在信息技術教育中的作用

信息技術屬于應用科學，與基礎科學相比，信息技術更偏重于應用。對大部分人而言，學習信息技術是為了掌握一種工具，學會一種技能。而技能的培養與單純的理論學習相比，更需要實際的操作演練。因此，信息技術教育對教育裝備的依賴性非常強。

這種依賴性還體現在兩個方面。1）無論哪個層次的信息技術教育，都離不開教育裝備。即使是中小學中開設的初級信息技術課程，雖然只教授部分信息處理的基本知識，也要配備基本的信息技術裝備，如計算機、投影機、網絡服務器等，并開設專門的實驗室。高校中信息技術學院的教育裝備就更加專業，除了用于計算機應用教學的公共實驗室外，還有各類專業實驗室，分別用于從信息獲取、傳遞到信息處理等各方面的專業課程。2）信息技術教育中實驗課程的比例越來越大。首先來看初級信息技術教育的情況：在北京市一些有條件的中小學，信息技術課中超過80%的課時在實驗室進行，讓學生在實際操作中學習。再看高等信息技術教育的狀況：以北京市某高校信息技術學院計算機系的教學計劃為例，見表1。

表1 某高校信息學院計算機系教學計劃

從表1可以看出，在基礎課教學中，實驗課時的比例逐年增加。在專業教學中，由于2003年度進行了專業調整，專業課程設置發生變化，所以2003年前后的課程沒有可比性；2003年后，專業課程中實驗課時的比例保持不變。總的來說，實驗課時的比例是逐年增加的。

3 信息教育裝備的效能分析

正是由于信息技術教育對教育裝備的依賴性，所以教育裝備的狀態對信息技術教育的結果有至關重要的影響。教育裝備的狀態有很多方面，如工作性能、使用效率、環境條件等，可以用一個參數來綜合衡量教育裝備的各個方面，這就是效能。

3.1 效能分析的目的

目前，開展信息技術教育的單位越來越多，生產信息教育裝備的廠家越來越多，信息教育產品越來越多，什么樣的裝備適合自己的信息技術教育？現有的裝備能否滿足需求？這類問題不是拍拍腦袋就能隨口說出答案來的，需要進行科學的分析和評估。而分析和評估的方法就是開展信息技術教育裝備的效能分析。所以說，效能分析的目的有兩個，一個是評估當前裝備的使用狀態，另一個是為未來決策提供可靠的信息。

3.2 教育裝備效能指標的選取原則

效能的一般定義是這樣的：效能是一個系統滿足一組特定任務要求程度的能力，或者說是系統在規定條件下達到規定使用目標的能力。這里的“規定條件”指的是環境條件、時間、人員、使用方法等；“規定使用目標”指的是所要達到的目的，“能力”指的是達到目標的程度。

教育裝備的效能是指，在特定條件下，教育裝備被用來完成規定任務時，所能達到預期目標的程度。教育裝備的效能可以用概率或其他物理量來表示。信息技術教育的層次不同，功能不同，內容偏重不同，衡量其信息教育裝備效能的指標也不盡相同。正是由于信息技術教育的廣泛性，單個效能指標只能表示裝備某方面的性能，若要正確描述信息教育裝備的整體效能，需要選擇一組效能指標，進行綜合評價。

選取教育裝備的效能指標時，應遵循下面一些原則。

1）系統性：效能指標應能反映教育裝備的綜合情況、整體情況。

2）完備性：所選取的指標集（組）應包含影響教育裝備效能的所有指標，指標集具有廣泛性和通用性。

3）客觀性：盡量選取含義明確的效能指標，避免主觀因素為主的指標。

4）可測性：這是定量指標的要求，指標應能夠通過測試設備、實驗統計或公式推導的方式獲得，具備實際的采集渠道，具有可操作性。

5）時效性：信息技術的發展日新月異，描述信息教育裝備效能的指標也應不斷隨之調整，避免因效能指標的落伍而不能正確評價信息教育裝備。

6）獨立性：效能指標間應不具相關性，避免互相包含，減少交叉。

7）一致性：效能指標間應不相互矛盾；

8）簡明性：在基本滿足對裝備的評估要求和為決策提供信息的前提下，盡量減少效能指標的數量，以簡化教育裝備的效能分析工作。

3.3 信息教育裝備的效能指標分析

信息技術教育裝備的效能指標不是單獨的一個，而是一組，筆者選取其中的一個指標進行分析，即裝備可用性。指標含義：信息技術教育裝備在給定條件下使用時，能夠根據信息教育的需要投入運行的可能性。也可以表示為裝備在給定條件下隨時使用時正常工作的概率。可用性的概率度量稱為可用度。

信息技術教育裝備的全壽命周期包括論證、實施、使用和退役4個階段。可用性描述的是裝備在使用階段的狀態。裝備使用階段的時間劃分如圖1所示。

圖1 信息技術教育裝備使用階段時間構成示意圖

信息教育裝備通常處于長期連續工作的狀態，采用瞬時可用度不能正確反映其工作狀態，因此選用平均可用度來表示在[0,t]時間段內裝備的可用度：。當該式收斂時，表示裝備在整個使用期間的穩態可用度A：

裝備可用度既可以用于對現有信息教育裝備的統計評估，也可以用于對未來信息教育裝備的論證。

1）論證階段。由于裝備還未投入使用，不能知道裝備實際的可工作時間和不可工作時間，因此，可以估算裝備的固有穩態可用度Ai。Ai=MTBF/(MTBF+MTTR)，MTBF表示裝備的平均故障間隔時間，MTTR表示裝備的平均維修時間。固有可用度只取決于裝備自身的性能，這些數據是可以從裝備生產廠家得到的，很容易估算。

其中，TO表示工作時間，TS表示待命時間，TCM表示修復性維修時間，TPM表示預防性維修時間，TAD表示管理延誤時間，TLD表示保障延誤時間。

例如，某計算機實驗室本學期承擔3門課程，每門課48學時；學生人數是實驗室計算機數量的4倍；每次上課前提前半小時開機；每天殺毒時間半小時；每周清潔實驗室1次，4小時；每周計算機維護、軟件升級1次，8小時；開學時計算機檢測、安裝軟件1次，16小時；本學期計算機的平均維修時間30小時。實驗室每周開放7天，每天開放10小時，本學期時間為18周。計算實驗室中計算機在本學期的可用度。

工作時間TO＝48×3×4＝576(h)，修復性維修時間TCM＝30(h)，預防性維修時間TPM＝0.5×7×18＋4×18＝135(h)，管理延誤時間TAD＝4×18＝72(h)，保障延誤時間TLD＝16(h)，計算機總使用時間TT＝10×7×18＝1 280(h)，待命時間TS＝1 280-(576＋30＋135＋72＋16)＝451(h)。本學期計算機的可用度

對比上述兩個例子，可以看到同樣的信息教育裝備，其固有可用度和使用可用度的數值相差很遠。所以，在進行信息教育裝備的分析評估時，要按照裝備的不同階段，采用不同的效能指標進行評價。

4 結論

信息技術教育裝備的質量關系到信息技術教育的質量，要從裝備的效能出發，對信息技術教育裝備進行科學的分析，才能得到科學的結論。裝備的效能指標是一個集合，它可以綜合反映信息技術教育裝備的質量和狀態，而本文只是從中選取“裝備的可用性”這樣一個指標進行分析。裝備的效能分析貫穿于信息技術教育裝備從方案論證到退役的全壽命期間，是對裝備進行科學評估的有效方法。

[1]郭齊勝,郅志剛,等.裝備效能評估概論[M].北京∶國防工業出版社,2005∶48-50

[2]胡又農,趙錦紅.教育裝備管理中的全系統全壽命全費用研究[J].中國教育技術裝備,2005(7)∶1-3

[3]本科教學計劃[EB/OL].[2007-2].http∶//www.elec.bnu.edu.cn

Information Technology Equipment Usability Analysis

Zhao Jinhong, Zhu Xiaoming, Hu Younong

This paper introduced about the usable analysis model for the equipment of information technology education. The effect analysis is one of the methods to evaluate the equipment of information technology education correctly, the status of the educational equipment has direct influence on the quality for information technology education, because the information technology education is professional, more-level, and dependent on the equipment strongly.

information technology equipment; equipment benefit life; equipment usability

2 Capital Normal University, Beijing, China 100048

G40-057

A

1671-489X(2011)03-0003-03

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.03.003

Author’s address

1 Beijing Normal University, Beijing, China 100875