教育云促進城鄉義務教育均衡發展實施模式及發展策略

■徐朝龍 聶明富

作者：徐朝龍，中學高級教師；聶明富，重慶市璧山縣教育信息技術與裝備中心副主任。

教育是民族振興的基石，教育公平是社會公平的基礎。我國把義務教育均衡發展作為義務教育的重中之重，努力實現讓所有的適齡兒童少年都“上好學”。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》〔1〕明確提出，均衡發展是義務教育的戰略性任務，要建立健全義務教育均衡發展保障機制，推進義務教育學校標準化建設，均衡配置教師、設備、圖書、校舍等資源。目前，我國的城鄉義務教育普遍存在著教師、設備、圖書、校舍等資源失衡現象，如何消除城鄉、區域和校際間的教育差距,切實推進義務教育的均衡發展，是現階段一項關于教育科學發展的重要任務。

大力推進教育信息技術發展是促進城鄉教育均衡發展重要的有效手段之一。由于信息技術可以打破地域的界限，具備“知識傳播快、覆蓋面廣、資源共享”等優勢，教師可以將知識以更合理的方式呈現給學生，更利于學生接受和理解。通過實現教育信息化,讓偏僻農村的孩子和城里的孩子一樣享受優質教育資源，讓城鄉教師素質和學校管理水平同步提高，從而進一步提高義務教育學校教育教學質量。

1 現狀分析

璧山縣是一個農業經濟大縣，城鄉義務教育二元發展極為不平衡，從教育資源的分布到師資水平，從學校布局到學校辦學條件，城區學校比農村學校各方面都有著較大的優勢，從而導致該縣農村教育呈現出質量“短板”。但該縣信息技術有強勁發展基礎優勢。2010年，全縣鄉鎮中心小學以上學校擁有計算機4250臺，計算機網絡教室45間，多媒體教室126間。如何利用現有教育資源，加大教育信息化建設，促進城鄉教育均衡發展。2010年，璧山縣向重慶市教育委員會申請了《加快教育信息化建設 促進城鄉教育均衡發展》統籌城鄉教育綜合改革試點項目。通過近3年對該項目認真研究及實施，建立起了璧山縣區域“教育云”。從而縮小了城鄉二元之間、學校與學校之間在辦學條件、辦學水平、師資水平、辦學質量和辦學效益等方面的差距, 有效地促進城鄉義務教育均衡發展。

2 “教育云”概念界定

云計算在教育領域中的遷移稱之為“教育云”，是未來教育信息化的基礎架構，包括了教育信息化所必須的一切硬件計算資源，這些資源經虛擬后，可向教育機構、教育從業人員和學員提供一個良好的平臺，該平臺的作用就是為教育領域提供云服務。教育云包括“云計算輔助教學”(Cloud Computing Assisted Instructions，CCAI)和云計算輔助教育(Clouds Computing Based Education，CCBE)多種形式。

3 區域“教育云”促進城鄉義務教育均衡發展策略

3.1 建立“教育云”中心，實現城鄉義務教育信息一體化

2011年，璧山縣投入175萬元建設了璧山縣教育信息中心機房，配置了教育門戶網站WEB服務器、教育統計EXCEL服務器等13臺服務器，主要應用于全縣教育新聞信息發布、OA辦公，教育統計、學籍管理、數字校園管理、教學設備管理、VOD視頻點播、教學資源。為了建好璧山區域“教育云”，2012年又投入150多萬元，運用云計算技術，改造璧山教育信息中心機房，建成璧山教育云計算中心。新增高性能服務器、光存儲、交換機等設備，新增服務器虛擬化管理軟件、網管軟件、操作系統、數據庫軟件。存儲區域網絡采用光纖交換機、刀片服務器提供云平臺操作系統及教育業務系統運行環境，利用舊服務器與刀片服務器提供云平臺管理環境，利用存儲段提供云平臺虛擬主機文件的存儲及故障轉移。

1)基礎設施即服務(IaaS)。把基礎設施當作服務(IaaS)處于最低層級，而且是一種作為標準化服務在網上提供基本存儲和計算能力的手段。服務器、存儲系統、交換機、路由器和其他系統協作(例如，通過虛擬化技術)處理特定類型的工作負載。它以服務的形式提供虛擬硬件資源，如虛擬主機、存儲、網絡、安全等資源。學校無需購買服務器、網絡設備、存儲設備，只需通過互聯網租賃即可搭建自己的應用系統

2)平臺及服務支撐層(PaaS)。主要提供基礎的數據資源和信息資源，是支撐整個系統的基礎功能，為上層應用提供專業服務，以實現支撐層包含的功能與應用層各子系統的無縫集成。為系統提供整合管理支撐服務，包括統一身份認證管理、服務總線、工作流、訪問控制、報表及數據挖掘等應用支撐。

3)軟件及服務應用層(SaaS)。以支撐層提供服務為基礎，為重慶璧山縣各中小學校學生及教育人員提供多種業務服務。具體功能包括：電子政務(校務)系統建設、重慶市中小學數字圖書館、重慶市中小學教學裝備管理平臺、重慶市中小學學籍管理平臺、重慶市中小學教師培訓平臺、重慶市中小學教育科研平臺、重慶市中小學課堂教學互動平臺、重慶市中小學平安校園視頻監控報警平臺、國家農村中小學現代遠程教育資源平臺、重慶市中小學數字校園管理平臺、數字教育資源管理服務平臺等幾大應用系統。

4)客戶端層。展現了外部用戶通過互聯網訪問璧山縣教育云數據中心私有云服務的多種靈活和多變的方式。已有的門戶網站以應用層提供的功能為基礎，為不同類型的用戶提供專業門戶，可擴展包括：學員服務門戶、教育人員服務器門戶、平臺管理門戶、運行支持門戶、高校資源管理門戶等；基于現有的門戶網站及服務，學員及教育人員可以通過PC、系統中斷設備如移動手機或平板電腦，甚至可以通過TV的方式來對璧山縣教育云數據中心的服務進行瀏覽和交互。

圖1 璧山教育云計算中心總體邏輯框架

圖2 璧山教育云計算中心網絡拓撲圖

圖3 璧山教育云網絡拓撲圖

圖4 數字校園管理平臺

璧山教育云計算中心為全縣教育系統提供資源、數據、管理、教學應用等服務，實現教育系統信息整合，整體提升璧山教育信息化水平，促進城鄉義務教育均衡發展。

3.2 打造“天網”“地網”“校園網”三維一體的網絡體系，實現城鄉義務教育“信息高速公路”一體化

1)“天網”，2004年璧山縣成為國家農村中小學現代遠程教育試點示范項目縣，全縣義務教育階段中小學、高完中、進修校、特殊學校、職高共65所學校擁有78套衛星網絡接收系統，學校通過衛星網絡接收系統連接中國教育電視臺、中央電教館，能夠接收中國教育電視臺，接收衛星寬帶網傳輸的信息、同步課堂和優質教育教學資源等。

2)“地網”，即璧山教育城域網光纖專網，整個網絡分為核心層、匯聚層和接入層三個部分。核心層設在教委網絡信息中心，匯聚層設在網絡運營商匯聚點機房，接入層為各個學校。每個學校通過100 M光纖就近接入匯聚點，匯聚層以萬兆光纖接入到璧山教委網絡信息中心機房的核心交換機。核心交換機再通過路由器100M帶寬與運營商的互聯網、重慶市教委網絡相連。

3)“校園網”。全縣65所學校投入900多萬元建了校園網，校園網絡覆蓋了學校辦公、教學、生活等學校主要場所，絕大部分學校實現了網站對外發布。各學校網絡通過光纖電纜接入Internet網絡。

璧山縣教育系統將“天網”“地網”“校園網”有機整合為一體，實時接收農村中小學現代遠程教育優質資源，將資源保存到教育云中心資源庫，送到教室、辦公室、功能室等；實時通過璧山縣城域網對外連接，實現了城鄉義務教育學校“信息高速公路”一體化。

3.3 實施“四大工程”建設，實現城鄉義務教育硬環境“云終端”一體化

為了解決城鄉義務教育硬環境“云終端”均發展，全縣實施了“四大工程”建設。

1)計算機網絡教室工程建設。2010～2011年全縣共投入650多萬元為全縣65所學校統一配置了一間嶄新的計算機網絡教室。

2)多媒體教室工程建設。全縣投資近200多萬元，為全縣65所學校配置了一間多媒體教室。

3)“班班通”工程建設。2011～2012年全縣共投入近2000萬元，為全縣65所學校配置了1219個班的“班班通”教室，實現“班班通”覆蓋率100%。

4)教師辦公電腦工程建設。2010年縣政府投入100萬元，為教師辦公購置274臺計算機；學校自行投入300多萬元，為教師辦公購置850多臺計算機，實現了每間教師辦公室至少1臺電腦。多方籌措經費為教師購買了1000多臺筆記本電腦。

現代教育需要現代化的教學方式和手段，隨著璧山縣“四大工程”的實施，教師教學方式由單一的“粉筆+黑板”過渡到采用計算機多媒體輔助教育，實現城鄉義務教育硬環境“云終端”一體化。

3.4 搭建好學校“數字校園管理平臺”，實現城鄉義務教育現代化管理水平一體化

璧山縣教育云利用“重慶市中小學數字化校園綜合管理平臺” 搭建了學校“數字校園管理平臺”。此平臺是按照《教育管理信息化標準》的要求，結合眾多中小學在教育管理過程中的實際需求設計開發的一套教育管理軟件。系統以學生和教師兩個基礎庫為出發點，關注學生的成長和教師的專業成長，注重學生和教師的長遠發展。平臺通過學生的學籍、成績等信息建立學生的基礎庫，通過收集整理教師的基本信息、綜合教師日常教學、科研等各種方式，建立起教師的基礎信息庫。依托基礎庫數據，應用科學的分析統計方法和理念，準確分析出學生學習狀況，幫助學生及時發現學習的薄弱環節；掌握教師的教學、科研等情況，促進教師提高專業水平。此外，系統還提供了滿足學校排課、選課、考務等教務管理、備課管理、教師研修、資源管理、辦公事務管理、科研管理、德育管理、體育衛生管理、總務管理、流程管理、圖書管理、宿舍管理、實驗室管理等需要的功能強大的應用模塊，為學校建立一個覆蓋范圍廣、實用性強的教育管理平臺，為教育精細化管理提供了有效的評測依據。

“重慶市中小學數字化校園綜合管理平臺”讓全縣各級各類學校實現了電子政務自動化，縣教育行政部門、教育研究部門和學校利用電子政務(電子校務)系統可實現本系統各單位在公文流轉、網上辦公、文件收發、信息交換、信息上報、信息簡報和工作考核等方面的信息化應用，提高工作效率。實現了教學管理信息化，學校利用平臺教學管理系統可進行排課、學生分班、成績管理、學生評價等教務應用。教育行政部門和教育研究部門通過教學管理系統可實現對學校教學情況的統計、分析和查詢。實現了后勤服務管理信息化，縣、學校利用平臺后勤服務系統實現設備報損、維修、采購的信息化和師生學校消費的信息化管理。從而實現了城鄉義務教育現代化管理水平一體化。

3.5 建好五大教育優質資源庫，實現城鄉義務教育優質資源一體化

優質教學在很大程度上依賴于優質教學資源。為建立一個完善的教學資源信息庫，為全縣教育服務，根據實際，璧山縣打造了五大優質教育資源庫：一是購買網絡型優質教育教學資源庫。縣教委采取分期投入方式，共投入100多萬元購買擁有獨立知識產權，擁有高中、初中、小學、中小學仿真實驗教學等完善的網絡型教育教學資源庫，供全縣中小學教師使用。二是建設農村中小學現代遠程教育工程資源庫。由璧山縣教育信息技術與裝備中心購買一套農村中小學現代遠程教育衛星收視點設備，做好農村中小學現代遠程教育資源的接收和儲存工作，依托璧山縣教育城域網實現資源共享。三是整合免費基礎教育資源庫。依托教育云中心的高速網絡出口，通過縣級教育資源管理平臺，將國家基礎教育資源庫和市級基礎教育資源庫整合在一起，實現高速互聯互通。四是建設縣級教育教學資源庫。依托教育云中心的高性能服務器集群，通過縣級教育資源管理平臺收集和整理全縣各學校各學科的優秀教育資源，逐步建成集基礎素材、教學設計、試題庫、教學課件、教學工具軟件等為一體的，與課程改革配套的數字化教學核心資源庫，實現與全縣優質教育資源的交互與共享。五是建設校本資源庫。全縣各學校結合校園網建設項目，采取各種途徑，引導學校師生積極提供教育資源，通過校級教育資源平臺建設適用于本校教育教學活動的本地化教育教學資源庫，并依托璧山縣教育城域網實現資源共享。

全縣借助功能完善的現代教育網絡體系，搭建符合國家標準規范的資源管理平臺，致力實現各學校平臺統一、標準統一、用戶管理統一、以及資源的分布式儲存和檢索統一。做到縱與國家、市級基礎教育資源平臺互聯互通，橫與全縣各學校資源平臺互聯互通，克服“信息孤島”現象。加快教育教學資源整合步伐，實現信息技術與推進素質教育、課程改革的密切結合。消除區域內城鄉差異，有效地實現城鄉義務教育優質資源一體化。

3.6 搭建三種模式遠程教育網絡教師培訓平臺，實現城鄉義務教育師資培訓一體化

教師素質的高低直接影響著教育教學質量。目前，城鄉教育發展不均衡的其中一個重要原因就是教師素質參差不齊，發達地區的教師能夠獲得更多更好的教學資源，有更多的教育培訓和學習機會，從而能夠不斷提升業務水平，而對于偏遠地區學校的教師能夠獲得的教學資源非常有限，不僅沒有信息化資源，而且連基本的圖書館、資料室都不具備，在這樣的教學環境下，教師素質的提升非常有限。為促進偏遠地區教師素質提升，解決教育均衡發展中這一亟需解決的重要問題，璧山縣依托“教育云”，搭建了三種模式網絡培訓平臺，一是搭建中小學教師培訓平臺，鏈接重慶市中小學教師教育網(http://www.jsjy.cq.cn)；二是搭建中小學教育科研平臺，鏈接重慶市中小學教師研修網(http://www.cqteacher.cn/index.html)；三是搭建中小學教師自主學習培訓平臺。遠程網絡教師培訓平臺的建立，打破了時間限制和地域限制，為城鄉學校教師提供了接受相同培訓的平等機會，讓參訓教師在足不出戶的狀態下實現自身綜合素質的全面提升，從而實現了城鄉義務教育師資培訓一體化。目前，璧山縣正在利用遠程教育網絡實施“知行中國——中小學班主任教師培訓”等多種網絡培訓教師項目。

[1]教育部.國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)[DB/OL].www.china.com.cn.

[2]云計算在教育領域應用[DB/OL].http://wenku.baidu.com/view/00a33cd449649b6648d7472e.html#.