从班班通到教育云

我国基础教育信息化新发展：

从“班班通”到“教育云”

摘 要：我国信息教育化在十年建设的基础上，当前各地开始兴起“班班通”建设，

今后的教育信息化建设又将如何发展，这是值得关注的议题。文章系管珏琪根据祝智庭教授于5月30日在杭州召开的GCCCE2011大会上的特邀报告整理而成。首先回顾我国基础教育信息化发展历程，随即从“班班通”出发，提出基于大装备的“教育云”发展思路，最后将近来备受关注的电子书包作为云端个人学习环境，让“教育云”触手可及。透过“班班通”、教育云、电子书包论述我国基础教育信息化的前瞻发展。

关键词：基础教育信息化；班班通；教育云；电子书包

一、我国基础教育信息化建设

1.我国基础教育信息化概览

一般认为，教育信息化是在上世纪90年代伴随着信息高速公路的兴建而提出的。十余年的发展，教育信息化的相关概念已获得认可，笔者将教育信息化视为在教育领域广泛而深入应用现代信息技术，促进教育变革与发展的过程。总体而言，我国教育信息化经历了以下发展轨迹：“九五“期间多媒体教学发展期和网络教育启蒙期，“十五”期间多媒体应用期和网络建设发展期，“十一五”网络持续建设和应用普及期。

基础教育是各类教育中涉及面最广、人数最多的教育体系，发展基础教育信息化对促进我国基础教育发展和增强国家竞争力有重要意义。纵观我国基础教育信息化的蓬勃发展，在以“教育信息化带动教育现代化”基本理念的指导下，通过全面启动“校校通”计划，全面实施全国中小学普及信息技术教育计划；开展农村中小学现代远程教育工程、国家基础教育资源建设项目、中小学教师教育技术能力建设项目，取得了有目共睹的成绩。根据教育部课题“教育信息化建设与应用研究”调研结果，截至2008年，我国基础教育学校平均拥有计算机37.2台，联网率达53.4%，生机率比例为19:1，师机比为3:1；8%的学校建立了网络教学或辅助教学平台，有71.8%的学校拥有数字教学资源；67.5%的学校开设了信息技术课程；此外，信息技术用于学科教学后，87%的学校表示信息技术的应用对

改进教学效果有“较大帮助”。

继“校校通”计划及农远工程的实施，2008年教育部明确提出要“积极开展中小学现代远程教育，努力推进“班班通，堂堂用”；与此同时，云计算在教育领域的应用也初见端倪，以“班班通”工程建设、教育云服务平台构建为代表的新一轮信息化建设将我国基础教育信息化推向新的发展阶段。

2．基础教育信息化建设与应用的关键所在

教育信息化的开展以支撑教育普及、公平、优质及创新为发展目标。在政策机制支撑下，环境装备建设、课程资源建设、教师队伍建设通常被作为学校发展的三大支柱，教育信息化建设属于环境装备建设范畴，而信息化教育的有效应用与课程资源建设、教师队伍建设密切相关，并且需要良好的政策机制做保障。以上要素相辅相成，在不同阶段的信息化建设中表现出不同的工作重心。其中环境装备建设是基础工程，对当代教育改革与发展具有巨大的支撑作用。

知识经济时代，以培养创新人才为目标，发展学生会学习的能力尤为重要。教育信息化要围绕学生学习能力的培养，在为学生创设学习环境上下功夫。从“校校通”到“班班通”，从校园信息化环境建设，反映了教育信息化由表及里，由浅到深推进教育教学应用的趋势。未来创新性人才的培养需要创设个人学习环境，提供满足每一个学生需要的个性化学习体验，更多地亲身感受信息化技术在人类生活中的作用与影响。当前基于“个人学习环境”这一视角开展的环境装备建设还相对较少。本文从“班班通”谈起，简述基于打装备的教育云的建设思路，最后将近年来备受关注的电子书包作为云端个人学习环境，让“教育云”触手可及。这样，沿着班班通——教育云——电子书包的视角，我们可以触及我国基础教育信息化的新愿景。

二、 “班班通”在行动

继“校校通”工程和“农村现代远程教育工程”，当前的“班班通”建设在许多省市如火如荼的进行着。“班班通”是我国基础教育信息化发展到一定程度，信息技术融入教育后形成的产物，其实施是一项包括硬件环境建设、教育资源建设及教师应用能力培养的系统工程。

1．“班班通”的建设模式

根据硬件设施配置不同，“班班通”的建设可以分为常规教室建设和专用教室建设（见图1），其中常规教室建设依据复杂程度不同，可设有简易多媒体教室、多媒体教室、网络多媒体教室和移动网络多媒体教室。以上对常规教室的划分，各类型并不截然分离，而是蕴含着一种逐步递进的关系。通过硬件设备的添加和完善，即可实现教室的改造升级。各类的建设模式结合配套的教学资源将支持开展不同类型的教学活动，面向不同教学条件和教学需求的课堂。专用教室根据应用目的的不同，则可细分为语音教室，科学实验室、电子图书馆及对“班班通”提供不同形式的支持与服务的远程教室（主控等）、教师备课室等。

2．“通”的内涵

当前对“班班通”建设模式的讨论，多围绕硬件配置展开，未考虑配套的资源建设及教师应用能力的培养。对“通”的理解也是流于表面，没有将“通”与“用”有效结合起来。参考中医学概念上的“通”，主要指经络，人体通过经络使各部位的功能活动得以保持协调和相对平衡。对于班班通，如何有效促进课堂教育应用并保证一定的应用效果，也应在“通”字上下功夫，我们认为“通”的内涵包括网络连通、资源流通、学做融通、人际沟通及教师精通，只有如此，才可“经络畅通，应用自如”。

其中网络连通，及每个班级需配备一定的网络设备和硬件设施。不同的硬件、网络和软件配置将构成不同类型的“班班通”，供不同需求和教学条件的学校选择。资源流通，及在硬件基础上需配备与之相应的信息化教学资源。硬件、网络设施的建设目的就是为教学资源的流通提供通道。资源是学习内容的数字化表征，对信息化教学的开展至关重要。学做融通，即利用信息化设备和学习资源开展知识学习、动手实践等教学活动，要特别重视将虚拟仿真实验合到“班班通”环境中。人际沟通，即信息通讯和人际互动问题，通过“班班通”构建的教学环境在支持教学相关信息传送的同时为学生提供互动交流平台。教师精通，即教师教育技术能力发展问题，唯有使用者善用、巧用，才可深入推进平“班班通”的课堂应用。

3.“班班通”综合解决方案

当前各地实施的“班班通”装备形态各异，但缺乏综合性的解决方案。某公司称联合知名高校专业研究机构、教育装备协会、中央电教馆等推出的班班通综

合解决方案——“绿色班班通”，该方案优选节能电脑、超短距投影仪、交互式电子白板等硬件设备，配以具有自主知识产权的教学互动软件平台和数字化学习资源（面向学科教学的同步学习资源、名师辅导视频资源、仿真虚拟实验资源、微型精品学习资源及以幼儿教育为主题的学习资源），再为教师远程进修服务，具有全方位的综合效应。

通过硬件设备的整合、学习资源及教学互动软件的结合，“绿色班班通”能够支持多向互动的开放式课堂，基于协同学习套具可实现“班内同”，开展课堂协同教学；基于可视化远程协同教学平台可实现“班际通”；基于自主开发的教育服务网站可实现“班外通”，有效拓展学生的课外学习空间。

当前“绿色班班通”解决方案已在我国多个省市不同学校开展应用，深受好评，着实助推基础教育信息化的发展。在各类新兴技术涌现之时，“班班通”未来如何发展，值得深思。

三、“云教育”呼之欲出

1.云服务对教育信息化高原期的解惑

教育信息化在经过一轮大规模的硬件投入之后，当前进入高原期，我们不得不反思构建新一轮信息化环境采用怎样的技术架构？如何消除信息孤岛，实现系统互联、资源共享、应用互通？如何培养专业队伍，保证信息系统有效运行？如何降低消耗，实现可持续发展？云计算对此带来了希望。

云计算的思维最早可追溯到20世纪60年代，当时麦卡锡（JDONE McCarthy）提出“计算迟早有一天会变成一种公用基础设施”，即“计算能力作为一种像水和电一样的公用事业提供给用户”。居世界经济论坛与埃森哲公司2009年发布云计算调查报告显示，云计算在行业中的潜在应用设计教育、研究、医疗、制造业。事实上从2009年起，云计算在教育领域中的应用就初见端倪，出现了“云计算辅助教学”、“基于云计算的教育”等概念，在教育的各领域中都可充分利用云计算平台来辅助教学活动，。近期颁布的《上海中长期教育改革和发展纲要（2010-2020年）》提出“推动‘电子书包’和‘云计算’辅助教学的发展，促进学生运用信息技术丰富课内外学习和研究”；2010年8月发布的《上海推进云计算产业发展行动方案（2010-2012年）》提到，在云计算行业应用方面，“鼓励金融、文化、教育、医疗、交通等信息化较高的行业，率先应用云计算技术”。

种种迹象表明，云计算在教育领域的应用蓄势待发，呼之欲出。

将云计算应用于教育领域，首先云计算的虚拟技术框架为信息化环境建设提供新的技术架构；其次云计算的数据存储能力，将为用户提供最为安全可靠的数据存储中心，一方面将促成云计算环境下学习资源库的构建，促进各类学习资源的共建共享，实现资源的规范存储，另一方面使得用户的各类数据统一存储，解决不同系统数据交换问题；再次通过方便快捷的云服务，用户可方便地使用云计算提供的各类服务，无需安装和升级电脑上的各类应用软件，有效降低了技术应用的难度，进一步推动Web服务发展的广度和深度；此外，云计算对用户端的设备要求比较低，将减少硬件设备的购买和维护成本。

2．构建基于大装备的教育云

云计算在教育领域有广阔的应用前景，教育云有呼之欲出之态势。但目前的云计算尚不成熟，还未出现构建教育云的完整方案或示例。教育云的构建是个系统化工程，为抢占技术先机，将云计算应用于教育领域，我们建议采取一种基于大装备的教育云的发展思路，即承继“班班通”建设，通过信息化教室形成数字化校云，继而拓展至市(县)教育云，最终建立公共教育资源和数据的云服务中心，实现公共教育云的构建。这种建设思路好比是以大规模教育装备为基础形成了高山，然后产生云朵围绕山岚的美丽景象，而不是在沙漠上空凭空飘来的一个云朵。

（1） 数字化校云

承继“班班通”建设，在配备有电子白板、短焦投影、音响设备、电脑等设备基础上，结合思科的“教育云接入盒”（CAP）构成信息化教室。其中，CAP是思科公司为构建教育云专利打造的接入设备。通过CAP的丰富互联功能，可搭建互联互通的校园网络环境，不同的信息化教室将支持校内跨班教学、同步广播、课程录像点播等功能。同时统一数据的存储与管理，实现校内不同系统间数据的互操作；建立学校层面的教学资源库，实现校内资源的统一管理和共建共享。

此外，数字化校云也可充分利用虚拟技术的优势，提供虚拟实验室、虚拟图书馆等云服务。这里，我们区分三类数字化实验环境，即智能实验设备（如传感器的整合应用），将支持“湿实验”；虚拟仿真软件将支持“干实验”；网络化协同实验平台将实现“干湿实验”结合，提供创新性的虚拟实验模式。

（2）市（县）教育云

在构建数字化校云基础上，以区域、学校间信息共享、资源共建为目标，进一步建立区域级教育云，实现区域教育信息、教学资源的统一管理及异地远程教学。此时通过区域级教育服务器或国家级教育服务器承载教学资源和各类用户数据，通过城域网或因特网传输媒体资料，学生在家或学校都可接入云平台。

（3）公共教育云

公共教育云是对各市县教育云的统整，将建立公共教育资源与数据的云服务中心，与各市县教育云的数据实现对接。公共教育资源的共建共享、公共教育数据的互联互通、逐步丰富完善的公共服务体系，将促使教学薄弱地区的学校、教师、学生分享优秀资源、共同互通交流、共享远程同步课堂，有效促成九年义务教育均衡化。

3．教育云的综合服务模式

结合云计算服务的技术本质，教育云的综合服务包括IaaS(基础设施)、PaaS（平台服务），Epaas(教育云平台)、SaaS(教育应用软件)和 DaaS（教育数据）。其中IaaS 提供各类计算资源，将通过虚拟化技术提高计算资源的利用率；PaaS和 Epaas提供教育云平台； SaaS教育应用将为数字化学习提供各种服务；而 DaaS面向各市教育资源、第三方合作单位应用等。在教育云具体实施过程中，以上各层提供的服务将呈现倒三角的增值空间，见图2。可见云计算技术在教育领域的应用越往上层，涉及的利益相关者更为复杂，有更大增值空间。

（Epaas）教育云平台门户、搜索、社区（SNS）、CDN、移动/互联网用户接入、安全、支付、运营、内容上传、同步、分发、教学视频分享多级多权限管理体系、安全认证、企业管理、工作总线管理、内容管理、数据挖掘、统计分析服务器、网络宽带、存储、数据中心、班级多媒体、校园网络设施、城域网络设施(DaaS)教育数据服务）各市教育资源、各出版社资源、各培训机构、第三方合作单位应用、行业云平台应用等、开放云平台服务（SaaS）教育应用软件服务虚拟备课系统、教学知识库、虚拟班级、虚拟课堂、视频点播、虚拟教具、虚拟学具\\数字实验室、数字图书馆、家校通、教务通 （IaaS）基础设施（PaaS）平台服务层

图2综合教育服务模式

四、“电子书包”让云触手可及

1．电子书包系统功能框架

电子书包发展已有十年，早期对电子书包的认识停留在对“实”的硬件层面，未开展深入的教育应用。近年来随着社会数字化进程的加快及相关技术不断成熟，电子书包再度备受关注，并转换到关注“虚”的应用服务层面，突出电子书包教育教学的系统功能框架。

参考“移动终端+教育内容+服务平台”的整体模式构建电子书包系统，我们从学习终端和应用服务层面考察电子书包的功能，其中终端层面我们引入“虚拟学具”的概念，重在加强用户对学具软件的个性化配置和使用，且支持第三方学具的接入；应用服务层面强调本机提供的学习服务及第三方接入的服务。对于学具和服务，按照核心、可选、拓展三层分级定义，电子书包将根据不同的配置和升级面向不同个体需求。同时从e-Publishing和e-Learning领域借鉴相关研究成果，考虑数字内容建设（电子课本、电子式、泛资源及相关应用）及不同层面的学习应用（个人学习、班级学习、社会学习）。电子书包系统功能框架整体思路见图3.

以上构建的电子书包系统功能框架可视不同的教学条件和需求配置不同层次的学具服务，设置不同粒度的关联推送，一方面可为个体灵活创设适宜的个性化学习环境，另一方面也有助于电子书包功能从低技术向高技术逐步完善。

2.电子书包作为云端个人学习环境

教与学的终端是基础教育信息化的最终承载主体。作为一种学习工具，电子书包越来越被看作是实现教育网络信息化“校校通”、“班班通”工程深层次发展的必备终端产品之一。教育云的构建，用户需通过特定终端的接入来获取各项云服务，电子书包即可作为该终端，为每一个用户在云端搭建个人学习环境。同时基于图3所示功能框架构建的电子书包已考虑到第三方学习服务的接入，将为教

育云各项服务提供应用空间。从这个意义上讲，“电子书包”这个俗称实在无法反映其功能特性，人们只是把它作为一种方便的喻称而已。

根据教育云构建的分布发展思路，当前电子书包可作为信息化教室的组成部分，替代原有学生电脑，作用于教育云构建初期；未来随着教育云的建成及电子书包系统功能的完善，将被作为云端个人学习环境，实现“随身通，人人用”。

个人学习环境是“一种工具、服务、人和资源的松散集合体，是利用网络力量的一种新方式”。电子书包作为云端个人学习环境，重在实现学生对资源、工具和服务的个性化订阅；实现资源工具和服务向学生的推送。基于以上视角构建的电子书包系统构架见图4。个性化订阅层面即允许学生根据个人学习需求，订阅云端资源、学具及各类应用服务，学生的此类订阅行为将被记录。推送层面要解决“推什么”、“如何推”及“推给谁”的问题。“推什么”即确定推送的内容，这里涉及学习资源、学具和服务三种类型；“如何推”即明确推送的方式，一般可通过E-mail、RSS、短信息等方式实现；“推给谁”即确定推送的对象。电子书包系统可根据教学内容（预置）或教师设置，向学生强制推送相关学习资源、学具及服务，此类方式多用于正式学习中；也可根据不同个体的特定需求提供主动服务，实现个性化推送。其中个性化推送的实现需建立学生模型和关联机制，通过学生的个性化信息（学习兴趣、学习风格等特质）分析及使用资源、学具及服务的历史数据的挖掘分析，为个性化推送提供决策依据。

通过上述关联机制、订阅机制及推送机制，电子书包作用于云端将有效支持课堂互动学习、小组协同探究学习及个人按需学习，适用于各类学习情景。

结束语

从“班班通”到“教育云”，再到电子书包作为云端个人学习环境的发展思路，展现了我国基础教育信息化建设的新蓝图。教育的变革要“通过一定的方式使教育系统成为一个学习型组织，使变革成为一种生活方式”。基础教育信息化下一步发展急需在深入应用的同时促进技术与教育系统的融合，使学生将使用技术开展学习成为一种“素养习惯(Literacy Habits)”，电子书包作为云端个性化学习环境的应用正不断培养学生的此类素养。未来技术与教育的逐步融合将不断触发教育变革引擎，促进我国基础教育信息化的持续发展。

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