数字教育服务实用13篇

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数字教育服务

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宏观建设上,需要相关出版、教学、技术、科研部门建立协同平台,资源共享,合力开发,探索共同受益的可持续发展模式,实现教育资源的数字化整合。通过专业化编辑部门提供内容和方案支持、教学部门提供人力和组织保障、技术和营销部门提供网络运营、科研部门保障持续发展,建设出版、培训、数字化相结合的互主体化外语教育服务综合体,是教育服务发展的必然趋势。当前至少应该注意以下几点:一是规模化。互主体化外语数字教育服务综合体的建设,尤其是外语教学数字资源的开发只有集中人力、物力、财力,走具有一定规模用户和产品的发展之路,才能避免出现各自为战、重复开发、效益低下的局面,提高软件开发的效益,确保软件的质量。二是系统化。互主体化外语数字教育服务综合体是系统工程,要注重内容资源网络、外语学习者人际网络、物流网络的配套建设。这三个网络的互联互动与协同运行,会创造巨大的价值增量空间。这个服务综合体各部分的系统性很强,如外语教育信息资源的设计、开发应作为一个系统,需统一规划,统一组织力量,逐步形成规范化开发、试用、修改、评审、、推广的工作体系。实现教学信息资源的线上线下一体化,保障跨媒体、跨平台的网络化协同运作。三是规范化。互主体化外语数字教育服务综合体的建设,需要根据外语教育的实际需求,制订针对性强、目的明确的科学规范,建立权威的教学软件评审机构,尤其应该把好网络学习软件的质量关。四是集约化。采用以系统为中心的开发模式,组织由学科内容专家、实际使用者、协同平台的组织者、软件的制作者等多方面组成的小组共同设计、开发。五是基地化。依托现有信息技术设施,建设一批网络学习软件资源开发基地。积极争取国家教育部门在资金和设备上予以重点支持,发展外语教育网络信息资源基地。与此同时,还应加强基地内部和基地与外部的交流与合作,从而提高用户自助互动机会,提高数字化教育服务的效益。笔者认为,不是说采用了数字技术,运用了互联网模式,就能解决一切问题。为了建构互主体化外语数字教育服务模式,从微观层次来看,构建教学与技术深度融合的教学模式,即在教学操作层面的模式构建上,仍有许多方面值得注意。例如:一是互主体化。这实际上是本文第一部分所论述内容的具体实现。互联网技术提供的是一种互主体化的人际交往和情感交流模式。因此,没有明确的互主体化教学法理念,数字教材开发、教学软件设计等资源建设的质量就很难得到保证,只会产生无意识的互动活动,容易流于形式。有意识贯彻互主体化教学法理念,教材开发、软件设计等信息资源建设就会上一个档次,所开展的教学活动就会有效提高教学质量。在互主体化网络教学模式之中,富媒体网络技术替代不了教师。先进的教学操作模式,应以“互主体发展”为基本思想,这是数字化课程环境下教与学的基本操作理念。教学活动应一改教师一统天下的格局,依据高度发展的互主体性在教学活动中形成师生之间平等而民主的对话、交流、商谈关系。教师在整个教学过程中的角色,与其说是学习的指导者、帮助者,不如说是学习伙伴、民主交流的对象。

教学内容和教学模式的设计及其模型化和数字化体现互主体性,是提高教育质量的关键因素。在这个意义上,无论是PPT式微课程、讲课式微课程、情景剧式微课程,还是提分微课程、微课堂,甚至智能微课程都未能实现真正的互主体化教学。探索并创建数字化条件下的先进教学操作模式,就是充分利用信息教育的网络媒介提供的教学活动的集成性和非线性、教学方式的可控性和交互性、教学资源的数字化和智能化,建构师生互主体化的教学过程与互联网技术深度融合的教学结构。从目前来看,这个教学操作模式至少包括师生协商讨论共设学习情景、合作应用和创新、协同研究探索,学习者自主意义建构、自主搜寻信息、小组合作学习等构件。二是全方位化。先进的教学操作模式,把教学看作一个整体过程,从测评教学活动的参与者到制定合适的教学内容、策略、方法、步骤等,从监控活动过程的各个方面到适时评估并反馈评估内容和合理的改进教学方式,从教学参与者的视听活动到不同方式的讨论乃至教学参与者之间的有效交流,不仅做到互动,而且做到全方位地为教学活动服务。三是多元化。积极探索互主体化外语数字教育服务模式之中先进的外语教学服务模式,不必拘泥于某个或一两个教学操作模式。学习活动的目标要有具体性,目标不同,数字化操作模式实现各异。教学第一线广大教师创造性劳动成果的科学总结是构建多元化教学操作模式的孵化器。四是自助化。建构适合不同教学目标的操作模式,其本质在于互主体化教学方法的创新,与各类教与学经验模式的积极总结,并付之信息技术程序化和网络化的实现分不开。先进的外语教学服务模式最终要实现在教学内容、教学时间、教学方法、教学步骤甚至指导教师等选项上提供多元化丰富多彩的个性化协作式教学服务,全方位提供网络自助化互主体教学服务。使用信息技术把各种教学模式程序化是前提,网络自助化是结果,服务教学是目的。唯有如此,才能极大提高教学效益,有利于培养在言语能力等交际技能和社会交往能力等才干上都得到共同提高的外语人才。

2.提高技能、增长智慧的互主体化外语数字教育服务模式

互主体化教学法的应用、数字化外语教育资源建设的最终落脚点是能够提高技能、增长智慧的数字化教育体系———互主体化外语数字教育服务模式。先进的多元化外语人才培养模式,无论是工具型,还是复合型,抑或是创新思维型,都要求教育活动的互主体———学习者和教师的智力付出,都旨在通过各种类型的实际训练提高学习活动参与者的技能,增长其智慧。无论是语言表达能力、言语交际技能乃至社会交往能力,还是包括这些能力在内的整个主体能力构造,以及包括应变能力、协作能力、创新能力等在内的实际解决各种复杂问题的智力和非智力素质,都将产生一个质的飞跃。因此,先进的互主体化外语数字教育服务模式应该是一个有利于提高技能、增长智慧的人才培养体系。先进的互主体化外语数字教育服务模式,应该保障每一个教学活动参与者通过能动地感知和认知、理解和探索,把在共同活动中的所得和所悟内化进自身的主体结构。内化主要包括同化和调适两个过程。同化,能够调整和转换的只是主体的所得和所悟,可使其与当前的主体结构相匹配,从而直接将其纳入现有的主体结构,活动参与者获得增量的知识和思想、情感和体验;调适,能够通过调节自身主体结构与共同活动中的所得和所悟相适应,使主体结构发生质的变化,从而跃上一个新的水平。同化与调适的关系是相互联系、相互依存。因此,需要创新信息化产品和服务形态,运用信息技术手段模拟教学活动参与者在同化和调适过程中把所得和所悟内化的路径,运用全媒体手段强化参与者把所得和所悟内化进自身主体结构的期望值,借助相关心理学软件产品把学习者的心理变化状况模型化,在各类网络实战训练活动中培养和提高技能,增长智慧。

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教育理论刊物分会理事长、辽宁师范大学教育科学学院院长、《教育科学》杂志主编傅维利教授在主题发言中指出,改革将成为中国未来十年教育的主题。这就意味着教育科学研究将会被提升到前所未有的高度和地位上。教育改革涉及到数量、结构和质量三个维度的变化。从当下中国教育现状来看,“增数量”的目标达成是顺畅的,但“调结构”、“提质量”将会面临巨大的挑战。面对这些挑战,一方面,需要寄希望于国家要继续加大对教育的投入,特别是提高公用教育经费所占市、省和中央财政的比例。另一方面,也是更重要的方面,需要运用“改革”的思维方式,从根本上解决我国教育存在的现实问题以及在教育改革过程中产生的新问题。“改革”虽然已经成为中国教育运行发展的主题,是实现“结构调整”和“质量提高”的惟一出路,但是改革不是盲目的试验甚至“乱冲乱撞”,改革的成功必须建立在严谨的教育科学研究的基础上。以往教育发展的历程告诉我们,没有教育科学研究为基础的改革,其成功概率是很低的,而给教育发展带来的损伤概率却很高。因此,作为教育研究成果发表主阵地的教育理论刊物必须牢牢抓住这一历史机遇期,勇于承担使命、担当责任,积极引领教育科学研究方向,主动引导作者关注重大教育改革问题,促成和推动相关研究,并及时研究成果,为建设教育强国与人力资源强国做出贡献。

与会代表还就今后一段时间内教育科学研究热点问题各抒己见。概括起来主要有:学前教育普及问题;义务教育均衡发展问题、减轻中小学生负担问题;普通高中多样化发展问题;高等教育质量提升问题、债务负担问题;职业教育强化问题;素质教育改革问题;终身教育体系建设问题;创新人才培养问题;考试招生制度尤其是高考改革问题;现代学校制度建立问题;深化办学体制改革问题;教师队伍建设问题;教育投入保障机制问题等。分会倡议,教育理论刊物应当积极主动地发挥自身优势,通过设立专栏、编辑专刊等形式,为推动中国教育事业科学健康发展承担起使命,担当起责任。

二、应对数字出版:教育理论刊物的责任之二

十余年来,数字出版迅猛发展,迅速完成了由小到大、由弱到强的高速扩张。当下,各种学术期刊网以其特有的优势逐渐发展成为强势媒体,不仅直接影响了传统纸质教育理论期刊的发行,而且逐渐危及教育理论刊物的生存与发展。与会代表针对如下问题展开了充分讨论:

问题之一:是机遇还是挑战?

有的代表认为,数字化时代的到来是时代的必然,数字出版是大势所趋,网络阅读已经深入人心。伴随着科学技术的迅猛发展,网络技术的日益成熟,数字出版已经成为必然。从这个视角分析,数字出版是教育理论刊物发展的机遇。同时,伴随着数字出版这一“朝阳产品”逐渐走向强势,来自数字出版的挑战愈益彰显。其表现有:一是要求编辑部与其签订独家入网协议:即只能加入我的期刊网,不能再加入其它期刊网。二是要求编辑部加入数字化优先出版系统:即在纸质版刊物尚未印刷出来前,就已经在期刊网上率先出版了。因此,教育理论刊物必须迎接这一挑战。

问题之二:数字出版的利与弊?

与会代表就数字出版的利与弊展开了充分讨论。有的代表认为,数字出版之所以迅猛发展,是因为其固有的长处:检索便捷、浏览方便、瞬间下载、库容庞大、资料丰富、省时省力。加之,有的学术期刊网为了吸引更多的期刊加盟,采取了整体产品策略,不断扩大延伸服务的范围。一是为查寻影响因子、下载量、转引率等提供便利。二是通过免费提供编辑部采编系统、学术论文不端检测系统等,部分满足了编辑部的需要。其弊在于:一是数字出版尤其是学术期刊网只是搭建了一个平台,没有自己的作者队伍,只能依靠各刊物提供资源。没有各家刊物提供源头活水,期刊网就成了死水一滩。在某种程度上可以说,期刊网有点“不劳而获”。二是上网下载费用相对高昂,没有实现免费化。目前,每页下载费用从几角钱至1元钱不等,下载10页左右,就等同于买一本刊物的价钱。

问题之三:是消极适应还是积极应对?

与会代表就如何应对数字出版的挑战各抒己见。绝大多数代表赞成积极应对。概括起来其应对策略有:一是增强法律意识。一方面,积极学习《中华人民共和国著作权法》、《国家知识产权战略纲要》等重要文件。另一方面,聘请期刊法律顾问,加强知识产权保护意识,完善刊物的守护职责。

二是教育理论刊物一方面可以在出版发行纸质版的同时,重视出版发行电子版,并以低廉的价格抢占市场。另一方面,可以以分会为平台,联合建立教育学术论文数据库、期刊网,利用行业优势及各期刊编辑人员良好的专业素养,建立更有利于教育理论研究人员浏览、检索和发表的数字平台。

三是联合起来保护知识产权。有的代表指出,在当前的形势下,教育理论刊物只有联合起来,才能使双方处于平等的对话位置。学术期刊网之所以可以在短时间内形成强大的数据库,就在于其采取各个击破策略,在学术期刊没有意识到知识产权保护的前提下,签署了合作协议。如今,任何一个刊物都不可能以不合作来争取自己的话语权。教育理论刊物必须借助分会这一平台,形成合作联盟,才有可能在分成方式、合作方式上与学术期刊网展开谈判,争取刊物应有的权益。

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1数字化图书馆是高校成人教育强有力的后盾

1.1成人教育是高等学校的办学基本内容之一。

国家教委指出:“函授生按照教学计划的要求,在校集中学习期间,学校应统筹安排其使用教室、实验室、阅览室、图书馆、学生宿舍以及其他教学、生活设施”。国家教委又指出:“要深化教育体制改革,提高成人教育的质量”。在现阶段,人们科学技术知识需求不断提高的形式下,成人教育再教育质量的提高,刻不容缓。培养出高素质高质量的人才,图书馆信息资源的开发利用很重要,而高校数字化图书馆为成人教育服务同样责无旁贷。

传统图书馆丰富的馆藏;针对教学和科研的需要,对相关的教学参考书、学术期刊作数字化技术处理;对社会上已数字化的信息资源进行收集、整合和利用;在此基础上建立全方位搜索引擎,是高校数字化图书馆的资源基础,同时也为成人教育创造了优越的学习条件。就我校而言,图书馆建筑面积近9000平方米,馆藏中外文纸质图书71万余册;中外文杂志520余种;中外文报纸110余种;各种音像资料2000余种;数字资源有:CNKI《中国学术期刊全文数据库》、CNKI《中国优秀硕士学位论文全文数据库》、CNKI《中国博士学位论文全文数据库》、CNKI《中国草要会议论文全文数据库》、《北大方正Apabi电子图书》、爱迪科森《网上报告厅》;另外我院与韩国培材大学达成协议,我校师生可以远程访问该校的电子图书馆,实现资源共享。对文献采访、编目、流通、检索等实行统一的计算机自动化管理,配有服务器,磁盘陈列,与校园网互联实现全院跨时限馆藏信息资源的检索、查询和利用。这些基本条件保证了数字化图书馆有能力直接为成人教育服务。

1.2从成人教育自身的特点来看,其也非常需要数字化图书馆。

成教学生绝大多数为在职人员,有一定经济能力,首先能满足可互操作性的自身硬件条件。其次,学习目的较明确,能从本职工作出发,通过交互式平台汲取自身所需要的知识,从而提高理论和实践素质修养。成人高等教育与普通高等教育不同,学生在校时间较短,以自学为主,面授为辅。在要求成教学生在短时间内高效率完成学习任务,数字化图书馆强大的资源信息能最大限度地发挥其作用。

2把握成人教育的规律,充分拓展数字化图书馆的服务功能

成教学生因工作、生活上的局限性,增加了传统图书馆服务的工作难度,具体表现为成教学生在校时间短,不能随时按需进入图书馆,不能及时地借还阅览图书;从传统图书馆方面来说,又不能正常有秩序地开展服务工作,这些矛盾导致了成教学生的教育质量无法充分提高。数字化图书馆面对这些问题,则能轻易将传统图书馆的被动服务升格为主动服务:它可以通过网络随时和传播各种文献资源的信息,而成教学生则能随时“进入”图书馆进行学习。

2.1高校主管领导应充分认识到数字化图书馆为成人教育服务的重大意义,把为成人教育提供资源当成图书馆的份内工作,图书馆经费要保证专项拨款,并根据成人教育的发展而适当增加经费。

2.2图书馆管理部门应在高校的支持和协助下建立起数字化图书馆的操作程序,开设交互式网络培训等讲座、咨询活动,这在一定程度上能使学员提高自学能力。针对成教学生年龄、知识结构层次不齐,针对部分学生无法熟练使用计算机实现远程访问数字化图书馆的实际情况,数字化图书馆应配备专职工作人员对其进行操作指导,学生在检索书目过程中遇到问题的,可通过数字化图书馆的网络平台与工作人员联系解决。

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为了满足“互联网+”时代教育的专业资源库系统、课程资源共享,我们必须要运用互联网、云计算、大数据等现代信息技术,依托云计算平台,搭建网络课程、视频在线、资源库、在线学习、教育教学管理等多样化云学习平台。主要面向学校师生的相关知识的学习和教学管理以及相关行业企业开展企业员工和行业从业人员的技能以及新技术、新知识培训;面向企业开展服务、共享教育资源;面向社会人员相关技术的职业技能鉴定提供培训和考试任务。同时,当前的教育教学改革要求我们根据职业岗位群和专业技术领域要求,实现实践教学内容结构化,教学资源多元化,教学方式、学习方式多样化,培训考核标准化,社会共享、服务平台化,探索基于云平台的“混合式”实践教学模式成为当前教育特别是职业教育的迫切需要。而在云计算环境下,数字化教育资源的共享无疑是它非常重要的功能,云计算以其卓越的服务能力,极大地促进了数字化教育资源共享。

我们可以按照云计算的服务类型分成三类:IaaS(将基础设施即服务)、PaaS(将平台作为服务)以及(SaaS)将软件作为服务。

对于数字化教学资源指经过数字化处理,可以在多媒体计算机及网络环境下运行的为教学的而专门设计的或者能被用于为教育目的服务的各种教育环境与信息资源。主要包招:各门课程课件,各种媒体素材,各类主题学习网站,教学视频,模拟演示动画等等。包括大、中、小学当前掀起的大规模的制作微课、慕课等资源。课堂实录,远程协同教学教研,虚拟社区专题在线辅导、测试。此外还包括各类工具如画图、文本编写,信息搜索工具,动画制作等实用工具。各类教育教学管理软件如教务管理系统、招考系统、教育科研统计、规划课题管理、虚拟课堂,教学研究系统,远程学习平台视屏点播、家校通等各类教育应用软件及APP。根据云计算的服务层次,我们大致得出了云计算环境下数字化教育资源服务模式对照图,如下所示:

由图可以看出,在云计算环境下我们的各类教育资源通过云计算的服务层次,得到了很好的应用。通过云计算的服务共享机制,使得资源得到了充分的应用,节约了大量的人力物力。借助于云计算平台,也给学生营造了一种及时学习,终生学习的良好环境。

云计算服务的部署模式主要分为:公有云、私有云、混合云。

因此,我们数字化教学资源的部署可以采用混合云得部署方式。建设基于私有云的校内资源和服务应用,服务学校内部师生,保证一些资源的隐私性。打破传统的学校实训资源平台建设模式,深化校际和校企合作,将数字化教育资源部署到公有云服务端,以免费或低收费租用的方式为其他学校或企业提供访问接口,更好地实现数字化教育资源的开放共享与社会服务功能。

建设基于公有云的开放式各类平台,面向区域内行业企业开放共享,通过预约管理系统申请,可为区域内的学校提供与校内一致的学习、教学、实训、科研等服务。也可为区域内行业企业的科研活动或大数据商业数据分析等提供服务,并收取合理的服务费用。区域内的学校都可通过互联网远程方式访问云服务端。如果有些院校短时间内还缺乏相应师资力量,还可以通过虚拟现实(VR)等体验真实的上课场景,从而实现师资的开放共享。

关于数字化教学资源应用创新研究:

当前,云计算平台下,数据进入到大数据时代,同时也极大地促进了数字化教学资源的共享和发展。根据珠海市人民政府《关于印发珠海市深化教育综合改革 提升基础教育发展水平三年行动计划(2015-2018)的通知》、珠海市教育局《关于推进全市“智慧校园”建设的通知》文件精神,从2015年11月份起开始大规模启动智慧校园建设,到2016年6月初,全市已完成111所学校智慧校园建设工作,月均活跃率达70%以上,使用情况良好。智慧校园是运用云计算和大数据技术,为学校特色管理、家校互联、评测提供服务的互联网+教育信息化综合应用平台,目的是让教育更可视化和数据化,驱动教育实现真正的个性化和均衡化。由此可以看出,珠海市有关云计算的应用应该是走在前列,相信云计算技术的应用,也会给珠海的数字化教学资源的共享和应用带来极大的改变,给珠海的教育事业注入新的活力。对于后面有关云平台应用的创新,以下为本人的一些粗浅的想法。

1)当前的一些云学习平台仅仅局限于学校之间、学校联合体的一些数字化教学资源的共享和服务,比如广东省的“粤教云”以及各市的比如上文中提到的珠海市的“智慧校园”。虽然这些平台也利用云平台的优势,实现资源共享,但还可以形成与各行业协会以及各大企业以及广大市民之间的大规模资源共享。当前,各项技术飞速发展,企业也有新知识、新技术方面的培训需求,同时各大高校、职业学校都在推行的“行校企联动,工学交替,项目导向”的人才培养模式,该人才培养模式的前提是行校企联动,核心是工学交替,目标是培养创新型人才。所以,我们可以通过云平台共享各项资源,由学校提供学习资源,给企业员工继续学习提供便利,企业也提供给我们各种实践资源,实践项目,同时为创新创业提供平台。总之,通过云计算这样一个平台,我们可以极大的推动“行校企”联合,同时为广大学习新知识的市民提供资源共享,促进教育特别是职业教育的发展。

2)数字化教学资源的推送服务。目前各大电子商务平台都有基于商业数据分析的推送服务,我们的学习平台以及资源服务平台也应当有这样的推送服务,及时把握同学或老师的需求,及时推送。

3)手机应用APP开发及微信平台应用开发。当前手机学习知识也已经成为主流,校园WIFI全覆盖已成为发展的必然,课堂即使要求学生不能使用手机似乎也早就无济于事。因此,开发基于手机的APP已成为必然。当前已有多家公司推出了一系列的手机APP的产品,比如云班课。在这个APP上老师可以手机点名,可以设计一些问题由学生手机作答,也可以相互讨论,回答问题。老师可以查看学生的答题情况。同时,基于微信平台开发也是一种不错的选择,通过微信平台,推送资料,回答问题,讨论问题等。

4)同时当前虚拟现实(VR)为当前技术热点,在云计算环境下,也使得虚拟课堂进一步发展,学生在宿舍,在家里即可以进行网上学习,感受更逼真的网上课堂,同时也可以更好的实现同步课堂。数字虚拟现实(VR)正在电子商务领域带来巨大的变革,可以说数字化技术也正在掀起教育领域的一场革命。虚拟课堂的同时,我们可以加入如点名,提问问答,答题情况分析等内容。通过这种教育信息化得改革,能够让老师能更好地管理班级和学生,也能让老师更好地了解学生的学习情况,极大的提高教学的效率。

5)云计算大数据环境下,数字化教学资源的大量应用可以更好的处理高并发数,因为同时有可能会有成千上万用户进行访问和操作。在云计算环境下,我们可以通过部署大量数据库来支撑,同时通过合理设计在这些数据库之间进行负载均衡和分片,解决这些问题。

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引言

数字教育(E-learning)的快速发展,使在线资源迅速增加并呈现出分布、异构、海量等特征。由于技术的复杂性、教育的多样性以及资源开发过程的非标准性,各类教育资源系统底层结构和功能接口不一致,数字化教育资源之间难以进行有效的交流与融合。SOA(Service OrientedArchitecture,面向服务的体系架构)具有松散耦合、平台无关、互操作和开放性等特性,为分布式异构教育资源之间的共享与集成创新提供了新的服务模式。

为构建开放共享的数字教育公共服务支撑平台,国家支持实施了“数字化学习港与终身学习社会的建设与示范”、“数字教育公共服务示范工程”等多项重大项目,目前已经初步建立了“奥鹏”、“弘成”和“知金”三个覆盖全国的网络教育公共服务体系。在面向服务的数字教育资源安全整合过程中,资源之间频繁的互操作跨越了自治权限的边界,安全需求广泛。设计一个全局的安全架构来屏蔽异构平台差异,构建动态协作的安全环境以支持优质教育资源增值共享,是SOA环境下教育资源建设迫切需要解决的问题,也是难点问题。

本文提出了一种面向服务的数字教育资源安全整合框架(Service Oriented E-learning Resource Secure CompositionHierarchical Framework,SERSHF)模型,分析了数字教育服务资源整合的安全需求,对SERSHF模型每个层的功能进行了详细论述,并给出了SERSHF在数字教育应用中的系统实现。

一 数字教育服务资源整合的安全需求

(1)多粒度定制

数字教育服务资源安全整合在开放松散耦合环境下实现,用户依照业务流程BPEL所设定的教学逻辑按序访问每个资源。该过程不仅涉及分布式教育服务资源拥有者的权益保障,也涉及资源合成整体的访问规范授权。如何实现单域的访问控制和多域动态授权之间的协调,这种多粒度定制的特点必须反映于数字教育服务资源安全整合框架之中。

(2)自治资源安全机制独立

自治资源安全机制独立保障用户对教育服务资源内容的合理使用,平衡教育资源创作者和社会共享之间的利益均衡。每一个被整合资源的提供者都是自治的实体,他们对自己的资源必须具有自主管理权。资源整合框架需要确保资源内容只能被授权用户使用,用户对服务资源内容的访问只在许可的范围内进行。在跨域的协同应用中,整合资源的安全访问不能以牺牲资源提供者自治控制权为代价。

(3)跨系统的一致性集成

不同的提供者对教育资源的控制程度存在差异,在数字教育资源协同会话的整个生命周期内,即使对每个被整合资源系统的访问策略都加以正确地规定,访问策略之间的交互作用仍可能导致冲突,引起不一致的系统行为。安全整合框架必须适应服务资源集成的动态特性,实现跨系统的一致性集成,保证资源整合系统的健壮性和可靠性。

(4)框架可伸缩

数字教育资源服务安全整合框架不仅要支持现有的应用,将各种已有的分布式教育服务资源聚合在一起时,其解决方案和体系结构也必须是可扩展的,以兼容新的安全技术和规范。当有新技术需要部署或者增加时,不需要对现有安全框架进行大量修改,实现可伸缩的访问和整合。

二 数字教育服务资源安全整合框架

1 SERSHF模型的层级与功能

在前面数字教育服务资源整合的安全需求分析的基础上,依据教育资源系统开发理论,本文提出基于SOA的数字教育服务资源安全整合层次框架(Service Oriented E-learningResource Secure Composition Hierarchical Framework,SERSHF)模型,如图1所示。SERSHF采用分层结构实现教育服务资源的有序组织和资源安全整合的知识建构,从下至上分为资源管理层、资源整合层、安全管理层和应用层。

(1)资源管理层

网络资源建设是我国教育信息化战略的核心组成部分,国家投入了大量的人力、物力和财力。经过多年发展,已经建立起了网络媒体素材、网络题库、网络课件、网上教学案例、网络课程等多种类型在线资源。

在SERSHF中,资源管理层利用Web服务技术把现有的异构网络教育资源封装为服务,通过WSDL语言对外规范化描述资源服务接口,具有高度可集成性。无论是CORBA、DCOM还是EJB系统都可以通过标准的Web服务协议进行互操作。具体实现方式是借助SOAP消息与特定协议绑定来完成,如HTTP、SMTP以及对JMS封装等。安全策略通过XML细粒度定义资源访问约束,实现自治安全机制描述和执行机制相分离,便于资源安全存取的快速响应。安全服务Agent处理服务资源整合的绑定请求,同时通过WS-Seeurity规范保证教育资源SOAP消息通信过程中的数据机密性、完整性以及不可否认性。

(2)资源整合层

资源整合层通过应用业务流程BPEL的并行、顺序、选择和循环控制活动,依据教学步骤及教学设计策略,编排和规划被整合教育服务资源的调用顺序,形象地将各教学知识点之间的联系表现在整合资源之中。

BPEL业务流程引擎解释资源整合流程设计,根据教学设计逻辑有序绑定分布式资源,进行资源访问导航,并对教育服务资源协同共享的整个生命周期进行管理和维护。质量控制模块从多维度监测系统满足学习者需求的能力,如扩展性、并发处理、响应时间、吞吐量、准确性等,使资源整合应用能获得QoS保障的运行环境。消息管理模块监控资源之间数据的安全传递和路由,完成系统基于SOAP消息的知识架构。为方便用户对整合资源的一站式访问,消息管理模块基于SAML令牌在多个资源提供者之间实现用户身份和安全信息的传递。事务管理模块实现资源服务的自适应协调,在用户可接受的代价范围内进行事务回滚或继续操作,确保资源整合应用的完整性和可靠性。流程管理模块则用于优化资源整合应用,实现目标流程实例的匹配、执行、协调和更新。

(3)安全管理层

安全管理层承上启下,是SERSHF模型的核心。它对上实现用户访问整合教育资源的一站式授权管理,对下实现自治服务资源授权策略的一致性协同,达到从整合资源安全消费到自治资源整合的多粒度定制,从而形成了“安全驱动业务、业务驱动资源”的分布式资源协同安全服务格局。

策略的协同管理从自治服务资源角度出发,解决多安全机制的有效协同问题。通过整合资源访问控制策略一致检测,SERSHF在数字教育资源协同应用的整个生命周期内,进行自治资源安全访问规则的完整性约束检查和冲突发现。当被整合资源的访问控制策略之间出现冲突时,通过访问控制策略可信推导,模型提取影响资源整合的访问控制策略非一致的规则并进行消解,实现策略之间冲突的解决,保障资源跨安全域应用的一致性集成。

业务流程授权管理从整合服务资源角度出发,解决学习用户对整合资源访问的合法性授权问题。业务流程授权约束把所整合的教育资源看作一个整体,从集成整体的角度定义用户对整合资源访问的授权范围和安全等级的高低。流程授权建模对整合资源业务流程活动之间基于分工性、依赖性和交互性授权的协同及其有序约束关系进行描述。流程信任会话在授权描述和建模模块的支持下,确保整合的教育服务资源只被合法授权用户按规定权限访问。

(4)应用层

应用层是用户消费基于服务的安全整合教育资源的桥梁,它响应界面层的用户请求,为资源用户实现友好的知识服务界面和系统安全管理接口,提供交互应用、资源展示、平台接入、资源新闻、知识宣传等多项功能。

应用层建立了知识服务与用户消费之间的联系,以集成的方式提供广泛的知识资源和多种多样的个性化服务,方便用户的“一站式”知识获取和交流。学习者可以通过应用层信息门户进入学习环境,按照自身的个性化需求选择合适的集成学习资源,以完成由多个分布式优质安全资源依据教学设计思想整合而形成的系列课程学习。

2 SERSHF模型的特点

(1)提供了教育服务资源安全集成的全景视图。针对面向服务的数字教育资源安全整合问题,分层结构使资源开发人员可根据不同的应用需求选择不同安全功能模块,从而更加专注于资源整合的实现。SERSHF模型简化了资源安全部署和开发的过程,提高了安全开发的复用性、灵活性和系统开发效率,有助于发挥SOA技术在数字教育资源应用中的整体效应,为资源不同层次的安全协同共享和集成应用奠定了体系结构基础。

(2)兼顾多方面安全需求。教育服务资源的增值安全融合是多个分布式优质资源的集成,也是每个资源创作者经验的积累和心血的凝聚。SERSHF模型在保障自治资源安全机制独立的前提下,从全局角度对资源之间的安全协作进行细粒度管理。通过业务流程授权管理,SERSHF模型将解决融合BPEL流程活动执行的动态访问控制,使用户对分布式数字教育资源的访问能够规范、非破坏性地进行。在保证资源质量的前提下尽可能发挥优质资源的社会价值,从结构上保障优质资源的共建共享和持续创新。

(3)具有良好的可伸缩性。SERSHF模型从技术方面给出面向服务架构环境下,一种更高层次的可共享、可重构、可扩充、可定制的数字教育资源安全整合结构。新的安全技术和规范可以很方便地融入该模型,便于数字教育资源安全整合开发人员在数字教育服务资源的安全整合规划中兼顾目前需求和未来发展。

三 SERSHF模型的实现

依托湖北省教育科学“十二五”规划课题“激励调制视域下分布式数字教育服务资源安全共享机制研究”,SERSHF模型已在实践应用环境中成功实施。模型实现的框架系统如图2所示。系统由以下几个核心部分组成:身份认证服务器、安全执行模块、安全管理模块(包括策略协同管理和流程授权管理两个子模块)、BPEL引擎、教育服务资源安全策略库和BPEL流程活动状态信息库等。

下面对系统的执行过程进行介绍。

(1)在访问整合教育服务资源之前,用户首先向身份认证服务器证实自己的身份。获得认证信息之后,向安全执行模块发送资源访问请求。

(2)安全执行模块利用数字签名对用户身份进行合法性验证,若用户合法,安全执行模块将用户访问请求传递给安全管理模块。

(3)在教育服务资源安全策略库的支持下,策略协同管理模块对自治资源的安全策略进行一致性判断;在BPEL流程活动状态信息库的支持下,流程授权管理模块对业务流程活动访问授权的合理性进行判断。如果策略协同管理模块和流程授权管理模块中至少一个可访问判断为“否”,则拒绝用户访问请求,并将请求信息返回给用户:若策略协同管理模块和流程授权管理模块可访问判断都为“是”,系统将授权安全执行模块根据用户请求启动BPEL引擎执行资源整合服务。

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对现今的高职教育,不再是单纯的依靠书本、教师授课的形式。数字媒体技术的引入,弥补了传统教学所不能达到的许多方面。虚拟现实技术与动画技术结合,可以使教学不再受时间和空间的限制,可以把抽象的事物具体化,也可以从具体中提炼出抽象,可以把过去的各种历史事件活灵活现于课堂,也可以把事物未来的发展模拟展现于课堂;在表现一些空间立体化的知识,如原子结构、机械运动、工业操作等,三维的展现形式必然使学习过程更加形象,学生更容易接受和掌握;其交互功能,可以使学生在实际的动手操作中得到更深的体会。各种虚拟实验室、仿真教学系统的使用,在降低教学成本与风险的同时,以形象逼真的画面拓展理论信息,更加生动、直观,表现力和感染力更强,使学生在实际动手操作的过程中形象真实地感知抽象单调的理论,更快、更大容量、更准确、更牢固地接受知识和信息。相对于传统教学手段,数字媒体技术所展现出的色彩鲜艳、音色悦耳、画面活泼的效果,无疑更能调动他们的主动性、积极性,它所创设情境的真实性、形象性、趣味性也是其他媒体无法媲美的。

2 动员学生全部感官参加学习,而不单用一种或几种感官

数字媒体技术可以产生优良的视听效果,可以让枯燥的知识有声有色、情境交融,将信息强烈而鲜明地传递给学生,直观形象、生动活泼,能使学生在兴味盎然的情境下接受知识,更容易引起学生的兴趣,触发学生的想象,更能调动学生的主动性、积极性,有利于学生积极探索、主动学习。同时,数字媒体技术所特有的优势对学生产生一定强度的刺激,引起学生的注意,在逼真的学习活动环境中调动学生多种感官的协调活动,眼到、耳到、口到、手到、心到。这是一种立体化的学习,学生会感知深刻,注意力易于集中,记忆力也会提高,教学活动自然事半功倍。

3 大容量、快节奏,节省时间,提高教学效率

教学要提高质量,就要大面积、大容量、高效率地使学生掌握更多的知识,从而发展智力、形成能力。单位时间内采用数字媒体技术的教学展示的知识容量是传统教学无法相比的。通过声音、图像、动画、视频、仿真演示等数字媒体技术的引用,增多了课堂信息传递的通道,提高了单位时间内传递信息的容量,增加了课堂的密度,又能够充分体现教学内容,突出重点,突破难点,让学生在最大程度上拓展自己的知识面,丰富自己的知识仓库,使学生在充满活力的学习气氛中加速知识传递的速度,能够极大地节省教学时间,提高教育、教学的质量,降低教育成本,提高教学效率。

4 拓展教学空间,扩大教学规模,迅速准确地反馈信息

近年来,各种基于云服务的网络课程、教学资源库、数字图书馆、智慧校园、微课、慕课等在我国高职院校被广泛推广,多种形式地将云服务下的数字媒体技术应用于日常教学和学习工作中,极大地拓展了教学空间,学生可以使用手机、笔记本、平板电脑等随时随地学习。而教育云平台上数以亿计的数字媒体教学资源则最大程度补充丰富课堂知识,轻松辅助教学。数字媒体技术中流媒体、Web3D、动态HTML、Flash动画等技术与云服务的紧密结合,使远程教育更轻松、更流畅,成为教育技术发展的一个飞跃。它突破传统校园的围墙,营造了一个方便的自主学习环境,让学生按需学习、自主学习、个性化学习,更加有利于学生的成长和发展,使各种在线课程如亲临现场般生动,师生交流如面对面般方便,极大地体现了现代教育的特征,极大扩展学习手段与范围,构建师生积极互动的教育新模式,从以教为中心向以学为中心转变、从知识传授为主向能力培养为主转变、从课堂学习为主向多种学习方式转变,通过构建教育云服务体系,拓展教学空间,加强优质资源共享,扩大教学规模,促进教育公平,拓展教育时空,使传统的阶段教育向现代终身教育发展成为可能。

这种新的教学手段还有信息反馈迅速准确的特点。教师可以利用云平台的网络课程所提供的各种交互沟通功能及时管理指导课堂教学过程,也可以通过数字媒体技术中的交互功能,及时准确地反映教学过程和教学效果,及时了解学习情况,及时调控教学的进度和难度。

5 评价方式、考核方式多元化,推进教学评价改革

在云计算辅助教学平台的支撑下,各类网络课程、微课等都为教学双方提供了便利的沟通及评价考核系统,对课程评价、考核多元化、实时化、自由化,使评价过程更加真实、及时,使评价的结果能更全面、更真实地反映学生的文化素养和职业技能。教学方可以轻松实现教学过程考核,也可以使用网络环境引入自我评价、小组互评,更可以引入第三方评价机制,建立用人单位、行业协会、学生及其家长、研究机构等利益相关方共同参与的第三方人才培养质量评价制度,突出体现高职教育的职业素质教育。

6 冲击传统教育结构,引起教学行为变化

以多媒体技术为基础的各种实训管理软件、电子教室系统等在高职院校广泛使用。它们可以轻松实 现电脑教学、语音教学、学科教学、娱乐教学、点对点实时指导、学生演示、学生窗口监看、电子作业收发的功能,大  部分电子教室系统还包括了考试系统、USB锁定、应用程序和网络访问控制等高级功能,通过它们可以更加方便地进行教学。这些技术的使用引起高职教育内部的深刻变革,冲击传统的教育结构,把传统的教师—学生教学系统发展为教师—教学机器—学生的新型教学系统,发展了教育内容的表现形式,增强教育、教学的吸引力,同时也改变了传统教科书的概念。

综上,数字媒体技术是现代化职业教学的必然发展趋势,也是科学发展的必然结果,必将在高职教育中更为深入广泛地应用。为此,在今后的高职教育中应加强对于数字媒体技术的应用、完善与创新,提升高职教学质量与教学效率,推动我国职业教育发展。

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北京数字学校门户网站(),建立一套统一身份认证系统,将用户账号与学生学籍卡绑定。学生只要输入自己的学籍号和密码,就可以访问名师同步课程资源,可以按照兴趣和需要学习不同年级、不同学科的名师同步课程,在虚拟课堂中与其他同学交流、讨论和共享资源。

通过整合北京市分布建设的各类应用,北京数字学校利用先进的互联网相关技术,搭建一个安全、便捷、高效、易用的移动数字学校集成与应用平台,支持各类移动智能终端的接入,为首都教师、学生、家长提供一项随时随地、按需获取的资源与教学应用服务,使得数字学校的应用和服务更加高效、人性,更加贴近应用、贴近师生、贴近服务,与用户如影随形。

资源中心

北京数字学校的资源中心,是一个不断丰富的学习仓库,为全市中小学的教师提供数字化课程资源、交流、讨论、共享的平台。资源中心里庞大的数字图示资源和音视频课程资源,全面覆盖义务教育阶段的所有学科,涉及北京市100余万中小学生和教师,16个区县,1600所学校,35000间教室。

作为资源型门户,整体栏目设置紧紧围绕资源上传和分享学习,充分活用各级优秀学校及教师的优质资源,共有精品推荐、视频中心、课件中心、专题中心和试题中心五大栏目。同时,在每个栏目里再根据小学教育、初中教育和高中教育进行分类和汇总,实现点播和直播观看功能。通过快捷的搜索功能,用户可以轻松地找到所需的学习资源,并与其他用户分享学习体会,交流学习心得。

学习中心

北京数字学校的学习中心,集成网络“教”、“学”、“资源”于一体,为教师、学生提供强大的施教和学习的网上虚拟环境,架设师生沟通的桥梁。通过学习中心的课程点播,九个年级根据课程表统一安排滚动播出。学生可以根据年级、学科、知识点或网络点评分数选择课程,也可以根据每周的课程表安排选择课程学习,有效提升教学质量,节省教师工作量和时间,帮助学生自主学习,为教育均衡和教育公平奠定良好的基础。

通过互动英语同步学习平台,中小学生可以在家庭环境下进行英语学科朗读、听力、口语训练辅导及评测。通过朗读训练、课本对话、单词游戏、听说测试、学习记录与汇总等形式,使学生摆脱沉重、枯燥的作业任务,让家长更科学地指导和帮助孩子学习,让任课教师更科学、轻松地完成课程设计的改进工作。在上线初期,每个年级提供一本教材供体验试用。

校园生活

北京数字学校是一个真实的沟通社区,通过丰富的校园应用,为全市师生及家长在传统校园的基础上构建一个数字空间,充分拓展了现实校园的时间维度和空间维度。

通过立体关系模型的搭建,将全部用户分门别类,精确地管理和统计,支持多重身份、复合账号,使用用户名、手机号、邮箱地址等多种方式均可登录。在这个虚拟的校园环境中,师生及家长可以迅速了解校园内外发生的新鲜事、即将举办的各类活动及比赛,用户之间可以发送日志,展开评论,进行充分的交流、共享,使信息技术真正服务于用户的每分每秒。

移动应用

北京数字学校为用户提供随时随地的教学资源移动点播与推送服务,从小学到高中,涵盖各个学科。教师与学生不再受时间和地点的限制,无论使用手机、笔记本还是个人电脑,都可以迅速连入北京数字学校,观看课程的视频资源,将校园课堂延伸到随时随地。

通过智能抽取教育部、北京市教委、网易、新浪等教育门户资讯和学习资源,为教师、学生、家长提供全方位的教育教学资讯服务和个性化的资讯订阅服务,包括:政策解读、专家答疑、中考招考、高考招考、新浪公开课、网易公开课等,并通过学习社区进行互动。

虚拟教研

平台上提供的即时通讯组件,允许师生两人或多人基于网络即时地传递文字、音视频等多类信息,开展虚拟化教学及在线辅导,用户之间可以通过留言或站内短信等功能,跨越时空,取得无时不在的联系,感受彼此真实的存在,从而提高了数字校园平台用户的活跃度、访问时间和用户黏度,提供全新的互动学习体验。

基于歌华有线的北京数字学校家庭应用服务介绍

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我国教育在信息化发展的时代背景下也获得了自身的快速发展,特别是信息技术的应用,为我国教育带来了极大的变革,使教育逐步转入数字化模式中,并不断发挥出强大的教育效果,有效提高了我国教育水平。数字化教学体系中的信息资源是各项教学活动开展的基础,也是实现各种数字化教学服务的基本前提,为了更好的明确当前我国数字化教学的发展任务,对基本的信息资源建设现状、发展与服务展开研究成为必然。

1 数字化教学信息资源建设现状

我国教育改革不断推进的过程中,对现代化的数字教学体系提出了更高的要求,教育中的创新、改革需求日益突出。数字化教学体系所需的信息资源是支撑整个教学体系有效运行的基础,因此关乎国家教育改革的时代任务[1]。虽然目前我国数字化教学中的信息资源建设已经取得了一些可观成果,但与教育改革和发展需求相比,其问题仍然是比较突出的。

1.1 资源更新和共享不足

信息化背景下的最大特点是资源的丰富性,随着时代不断发展,信息技术飞速进步,教学资源的更新速度也极为迅速,而作为数字化教学主要基础建设项目的信息资源建设,更新速度明显不足[2]。例如一些学术界的新的研究成果,往往没有真正进入到信息资源体系中,而仅仅是以公告或通知的形式予以信息传达,具体的更新内容未在数字化教学体系中体现。资源更新速度的不足,极大地制约着数字化教学的发展。

另外,当前信息资源建设中资源共享不足,依然是制约数字化教学效果提升的重要因素。例如一些重要的教学资源对其访问权限有很大限制,只有拥有浏览权限的账号登录之后方可查看,这就使一些重要的资源无法被及时获取,使教学效果受到直接影响。

1.2 信息资源建设中的优质资源短缺

在数字化教学体系中,优质的信息资源建设方能为教学提供有力支持,也只有??质信息资源可以将数字化教学所需的各项信息服务准确地提供出来。然而目前我国数字化教学体系中的信息资源建设往往缺少优质的教学资源,特别在资源质量上存在明显不足,使最基本的教学需求无法得到满足,这就使数字化教学质量下降,进而影响现代教育的发展[3]。

1.3 信息资源国际化交流欠缺

信息资源的建设应当能够对某一学界课题有最深入、最全面、最新的成果信息,这样才能将课题的研究全面、准确、有效的学习和运用,而如果信息资源体系在某课题中存在全面性不足的问题时,就必然会为这一课题的学习与研究带来一定的阻碍,增加研究成本,扩大学习任务[4]。目前我国信息资源体系中的国际化交流欠缺,使一些先进的国际学术研究成果,无法在教学中发挥效用,无疑制约着现代教学水平的提升,阻碍着我国现代教育的发展。

1.4 信息资源建设经费不足

信息资源建设需要大量的资金支持,作为数字化教学体系中建设成本较高的项目,如果经费不足,势必直接影响着信息资源建设的成效。而一些存在于信息资源建设中的其他问题,都与其建设经费不足密切相关。根据2015年我国高校教育投入的调查数据,在各项教育经费中,各种硬件的投入占据了所有教育经费投入的83%以上,而资源建设的经费投入比例仅为9%,另外4%的经费用于人力资源培训及其他方面的教育建设中。虽然信息资源建设离不开强大的硬件支持,但硬件建设毕竟是信息资源建设的一个基本条件,信息资源的建设才是数字化教学体系的基础与核心。这种经费分配方式无疑成为当前信息资源建设与发展的重要问题。

2 数字化教学信息资源建设指导思想和原则

2.1 指导思想

在数字化教学体系中,实施信息资源建设应当明确其核心指导思想,为了更好地将信息资源建设在数字化教学体系中的功能得到最大化发挥,必然需要明确数字化教学中的信息资源建设指导思想,以确保各项信息资源建设任务得以有效实现。在当前我国教育改革背景下,对数字化教学提出的最基本任务就是通过资源整合,充分利用教学信息资源打造特点教学,满足学生的个性化学习和发展需求。因此实施信息资源建设也应当遵循以下指导思想:以发挥各项信息资源优势为基本目标,通过对各学科专业知识的整合,进行教学资源库的建设,将各项专业的、特色的教学资源有效整合在一起,发挥其数字化教学功能。

2.2 信息资源建设原则

我国教育对数字化教学模式的应用已经在各级教育阶段均有涉及,虽然在信息资源建设任务上有着各自不同的需求与要求,但其建设的基本原则是相同的,即保证信息资源建设的实用性、系统性、发展性、创新性,这样才能使各个教育阶段的教学需求得到基本满足[5]。

实用性原则是指各项信息资源应当能够与本阶段的教学需求相同步,即使数字化教学模式依然要以基本的教学需求及要求为前提。

系统性原则是指各项信息资源需要整理成为一个合理的、整体的资源系统,这样各种不同类型的资源才能被更加高效的利用,使资源建设的目标得以实现。

发展性原则是指信息资源建设应当能够及时吸收新的资源,并尽快与现有资源体系融合在一起,以使其功能得到不断地完善及有效发挥。

创新性原则是指在信息资源的类型、系统规划等方面实施创新,使新的资源能够更加有效的发挥其新的功能,对数字化教学进行有力的推进和促进。

3 数字化教学信息资源建设关键问题

3.1 资源质量

资源质量在当前的数字化教学体系中是一个非常重要的问题,为了更好的保证信息资源建设中的资源质量,使其实现不断优化,就应当将资源质量作为关键问题对待,在信息资源建设过程中,确定资源质量问题的关键地位,确保信息资源质量的标准得以实现。数字化教学资源有着极其丰富的资源量,各种不同质量水平的资源融合在一起,要对其质量进行有效的区分非常困难,也极为关键。

3.2 技术水平

?底只?教学体系无论对教师还是资源管理人员都有着较高的技术要求,如果没有较高的技术水平,在信息资源的使用或信息软件的应用中,就会出现各种影响资源有效性的问题,直接导致教学过程受到影响,教学效果出现偏差。对于数字化教学体系而言,信息资源使用依赖于资源体系的建设与软件使用的支持,在资源体系建设上,技术水平关系着信息资源的质量,更关系着信息资源在教学中的功能发挥,因此对资源建设的技术水平加以严格控制是非常关键的问题之一。软件的使用也是信息资源建设的主要任务,实现数字化教学服务就必然要依赖于软件支持,因此在实施数字化教学资源建设时,对相应的软件技术水平的关注也非常重要。

4 数字化教学资源服务

4.1信息检索服务

信息检索服务是最基本的资源服务内容,通过对已有的资源实施细致的分类,使使用者能够方便、迅速的寻找到满足使用需求的资源。这项服务通过信息检索平台或软件实现。

4.2 远程共享服务

信息资源建设是一项成本较高的资源建设任务,提高资源共享水平能够使各项资源的价值更大的发挥,同时也使建设成本相对降低。作为一个在市场化经济背景下发展建设的信息化资源体系,其经济价值的最大化要求是非常关键的。远程共享服务就是满足资源价值最大化与成本最小化要求的资源服务类型。一般远程共享服务的实现通过网络、阅读设备等实现。

4.3 数字信息咨询服务

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【论文编号】1671-7384(2013)05-0021-03

苏州工业园区政府长期以来致力于完善政务数据平台,构建以人口库、法人库、地理信息库为基础的“园区三库”。园区政务数据资源既是战略性、全局性的信息资源共享库,又是政府各部门业务应用系统构建的基础库。

教育部关于建设“三通两平台”的发展战略中,对建设教育资源和管理两大公共服务平台的阐述也明确了应按照“两级建设、五级应用”的模式来推进。基于此背景,苏州工业园区教育信息中心借鉴新加坡“智慧教育”的成熟经验,提出了“复用政务数据资源,架构区域性教育基础数据平台”的发展思路,以此为教育行政管理决策提供高效、准确的基础数据,为园区教育软件平台枢纽提供底层支撑,满足教育参与者对教育资源的使用需求,这一创新理念解决了信息沟通壁垒问题,实现了政教双赢。

云模式下的整合需求

2012年开始,苏州工业园区教育局已逐步实现园区直属学校全面接入园区教育城域网。基于复用政务云资源的创新链路模式,实现了网络资源与带宽共融、集约管理,教育城域网将拥有20G的主干交换,并实现了千兆光纤到校,园区区域整体推进数字化建设取得了初步成效。然而,在基础线路搭建完成后,基于城域网的区域性应用系统的开发与完善若不及时规划和实施,区域性教育管理与教育应用信息化绩效受到影响,仍然会造成各中小学应用平台的重复投资、资源浪费。园区教育系统专门为此申请立项了《园区教育信息枢纽平台的可行性研究》课题,对此进行了深入调研。

苏州工业园区提倡的“智慧教育云”工程打破了传统的教育信息化边界,推出了全新的教育信息化概念,集教学、管理、学习、交流于一体。教育部门、学校、教师、学生、家长及其他教育参与者,可以在同一个平台上,根据权限去完成不同的工作。

教育信息枢纽平台应是以教育管理的各类数据和教学应用的诸多资源等为基础,按照统一的数据接口规范,定制开发的满足各种教育管理与应用需要的平台的集合体,涵盖了面向管理人员的教育管理,如学籍、成绩、教务、校产、办公等内容;涵盖了面向教师的资源库和备课、授课、教研、师资培训等应用平台;涵盖了面向学生的学习资源和方式,如自主学习、协作学习、探究学习;以及面向家长的家校互联等应用子系统,可以满足教育管理、教育教学、家校联系等多功能、多途径、高效快捷的云计算服务。

区域教育基础数据库是教育信息枢纽平台的底层支撑,园区教育城域网上所有应用均由本数据平台提供统一身份认证。涵盖教育单位、教师、学生三大基础数据库,每个数据库具备可扩充性,并及时更新完善数据,对接各大应用平台,所有用户可按不同权限检索、交换想要的数据,减少重复录入和重复统计,极大地提高了教育行政管理效率。

政教互联的创新理念

目前,园区人口库能基本满足园区政府各部门对涉及人口信息的一般性查询和统计的需求,并为园区社区、医疗、教育平台提供了基础的信息服务,人口信息资源利用初显成效。法人库入库企业数据累计约3万家,其中就包括教育系统内部的法人、经营、年检、证照等相关信息,初步形成了较为统一、规范、丰富的信息库。并提供跨部门查询、横向资源比对和数据统计分析等业务功能。地理信息库,在电脑中真实展现土地、规划、房产以及地下管线等信息,实现了土地、规划、房产、市政等相关部门的高效运作与长效管理。

苏州工业园区政务数据资源既是战略性、全局性的信息资源共享库,又起到政府各部门业务应用系统构建的基础纽带作用。作为园区推行的“三库九枢纽”的信息化建设架构中的重要一环,“智慧教育”必须与整个政务云融通,共享数据。为此园区专门成立了政务数据(园区三库)推进工作组,研究如何将各机关局办的数据壁垒打通。

园区教育局在制定信息化发展战略时,清楚地认识到构建符合标准规范的基础数据库的重要作用,积极与政府进行深入沟通磋商,了解园区信息化建设进展并提出自己的数据共享请求。初期已经将人事管理、财务申报、校园地理等信息与政务相容互通。未来还将在督导评估、师生成长档案、校园安全、终生学习生态系统等领域全面实现无边界融合。

共享扩展的数据架构

根据国家、省、市的数据结构标准和《教育信息化建设指南》指导思想,经过不断的研究论证,园区区域教育基础数据库将分为学校、教师和学生三个基础表。学校(含教育机构、社区教育中心)库表里包含学校名称、建制、建筑面积、法人、班级、师生规模、财务、地理、联系方式等相关信息;教师库表里包含姓名、年龄、性别、学历、专业、工作经历、荣誉奖惩等相关信息;学生库表里包含姓名、年龄、性别、学习经历、荣誉奖惩、家庭、社区等相关信息。

图3 区域教育基础数据是园区教育云库的底层支撑

在建设初期,很多数据在园区政府数据中已经存在,如法人库已经包括联系人、经营、年检、证照等相关信息,人口已经包含了园区籍学生的信息,地理信息库中已经可以检索查询学校的位置、规模、施教区域等信息。我们只需向园区政务数据资源发起请求,经过审核通过后,便可检索并共享到教育数据库内,不需要另外再收集汇总和整理,节省了大量的采集时间和人力。

与此同时,其他兄弟局办也会向教育基础数据平台请求数据资源共享,如医疗卫生机构会定期收集适龄儿童的疫苗接种情况,社会事业局会在学年度开始时收集各类办学机构的审批、登记注册等信息。公积金中心也会检索在编教师的信息做适时调整。

这些信息都会随着时间的推移不断产生更新,也会因为上级的平台需求增设更多的数据字段,信息中心为此制定了《园区教育信息化建设管理意见》来制度化地规范,确保数据的规范性、准确性和及时性。

问题与困惑

在数据库架构的同时,要涉及外部数据的请求和同步,牵涉很多单一数据始料未及的问题及困惑。这些问题得不到彻底解决,会严重影响整个“智慧教育”的推进。

1. 数据库缺乏统一标准

目前全国、省、市各级机构对于教育信息化平台的建设还处于试验阶段,各级平台的数据库建设情况不一,数据标准各异,教育系统本身还缺乏一套完整的、有实际操作价值的教育管理信息数据标准。各平台采集数据的字段也是想到什么收集什么,缺乏长期规划和扩展性。上级主管部门应考虑尽快建立统一的教育数据库标准,并可与其他外部数据库实现无缝对接。

2. 更新缺乏长效机制

园区政务云的数据建设需要20余个局办通力合作,将基础信息资源共享与整合。异步数据请求往往带来这样的情况:我们请求的数据可能是前一年的过期数据,而新的数据还没有来得及更新;或者因为许多单位信息共享的决定权取决于管理机制、保密条例、法律法规等外部制约,具体工作支持乏力。

如何开发针对政务云数据的应用服务支撑体系,如何确认外部数据的真实性和实效性;如何建立安全、长效的运营维护机制,这些都是我们在实践中产生的困惑。

3. 数据共享途径要权衡

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引言

近年来,由于高职教育发展迅速,办学数量和规模不断扩大,教育资源有效利用与技能性人才培养之间的矛盾越来越突出。在国家和社会投入高职教育经费有限的情况下,对现有高职教育资源通过调整、组合、优化,以高职教育资源的有效整合提高资源的配置效率,进一步提升高职教育的整体办学水平,成为高职教育发展的重要研究课题。

本文针对高职教育资源整合和优化利用方面的需求,利用元数据和Alchemi网格中间件管理高职教育资源,让使用者通过访问入口透明地访问原始系统的数据资源。本文提出的解决方案既保持了数据资源的一致性,又提供了良好的可扩展性,极大地提高了教育资源的利用效率,降低了资源的投入成本。

一、相关技术分析

1.高职教育资源

高职教育资源是一个具有特定内涵的范畴,是高职教育机构所拥有的使用于高职教育事业,提高受教育者人力资本或价值的各种资源的综合。按资源的存在形式,高职教育资源既包括人力、财力、物力等显性资源(或有形资源),也包括教育思想、办学理念、管理制度、校园文化等隐性资源(或无形资源)。按资源的性质,高职教育资源包括硬件资源、软件资源、潜在资源。硬件资源指实物形态存在的各种设备、工具、场所等。软件资源指以信息、知识、数据为主要内容的教育资源。潜在资源指对教育的实施具有潜在影响的因素与条件,包括人、经费、社会环境等。随着教育信息技术的发展,高职教育资源越来越多地表现为数字化,而且覆盖众多媒介形式,通过计算机系统和网络应用,它们可以根据不同需要,以多层次、多角度和多种技术方法相互链接和重组。因此,本文研究的高职教育资源主要指以信息、知识、数据为主要内容的资源形式。

对教育资源的描述涉及资源内容、资源使用对象、资源使用的教学方法要求、资源使用的技术与过程要求。利用元数据对教育资源进行计算机可识别的描述,屏蔽各种教育资源的复杂性,方便资源使用者通过智能搜寻、利用、选择和集成教育信息资源,有效实现对各种分布式教育资源的整合,最终实现教育资源的共享,提高教育资源的利用效率。

2.元数据及教育资源元数据标准

元数据是关于“数据的数据”或“信息的信息”。形象地说,它描述的是一种结构化的摘要形式的信息。元数据描述教育资源(数据对象)的数据特征和属性。元数据是将教育资源的内容、适用对象、获取路径和使用目的等相关属性特征抽取出来形成的数据,同时提供对象的数据描述框架,形成统一的体系结构和模型,从而在不需要浏览资源的情况下,就能了解资源的内容和用途。使用元数据的目的是为了识别资源、评价资源、追踪资源在使用过程中的变化,实现教育资源的智能发现、有效查找、一体化组织和高效管理。元数据是有效描述教育资源,实现资源发现、交流和共享的基础。

描述教育资源的元数据标准有IEEE LOM(学习对象元数据)、DCED(都柏林核心教育元数据)、IMS(教学管理系统元数据)和ADL/SCORM(高级分布式学习/可共享内容对象参考模型)等。各国又以相关元数据标准为基础扩充或修改,建立具有本国特色的元数据标准,如美国教育资源网关、加拿大核心学习资源元数据等。我国从2001年开始启动教育信息化技术标准研究项目,并根据我国教育的实际情况进行修订与创建,形成了“中国教育信息化技术标准体系(CELTS)”。 CELTS基于LOM(学习对象元数据)开发,是专业的教育资源描述工具,对资源属性的描述详尽、细致,便于实现资源目录的简化设计和操作,容易掌握和使用。该规范具有很好的可扩展性,能满足不同需求。便于与其他基于LOM或CELTS开发的平台实现互操作,在国内应用广泛。

3.高职教育资源元数据规范

通过分析以上几种教育资源元数据标准,结合高职教育资源的特点,以CELTS为基础制定高职教育资源元数据规范,规范对CELTS做了进一步细化,并加入了一些与资源属性相关的扩展元素,以操作简便化、应用广泛化和最大限度满足不同需求为目标,实现资源属性结构的一致性,确保资源开发、资源检索的规范性与开放性,并对资源目录信息统一存放、集中检索,为分布式教育资源整合提供元数据来源。

设计具体的教育资源元数据包括Title(资源名称)、Creator

(资源作者)、Publisher(开关资源的唯一标志)、Category(资源类别)、Format(资源格式)、Size(资源文件存储容量大小)、Keywords(资源的关键字)、SourceAddress(资源服务的实际地址URL)、Status(资源状态)等必需的数据元素。另外,Education(教育信息,包含讲授、作业、讨论、实验、评价、课外扩展、管理等)、Coverage(覆盖范围)、Language(资源的语言类型)、Right(资源的使用权限)、Cost(资源的使用费用)、Description(资源的描述)、Review(资源的评价)为非必需的数据元素。

课程多媒体资源用XML语言描述如下:

网格计算

李**

李**

计算机

课堂讲授

PPT

8MB

OGSA,Grid

219.230.159.230

中文

适用于高年级本科生和研究生

4.元数据与教育资源数据关系

对原数据进行抽样、整理,丢弃一些不必要的数据,保留一些必要数据,使在原数据基础上衍生的数据在人们的处理能力范围内,这种衍生出的数据称为元数据。在衍生过程中,采取元数据功能单一化的方法,使元数据在功能上分离,同一数据衍生出许多不同的功能单一的元数据,元数据的组成和结构服务于单一功能。由于元数据功能的单一化,元数据内部包含的基本数据元素、数据的结构关系和数据的表达形式变得简

单。一条元数据记录由一组属性或元素组成,这些属性或元素对于所描述的教育资源是必需的。元数据有助于查找和描述教育资源,促进和改善对教育资源的检索、管理和利用。这样,把对数据的操作转化为对元数据的操作,又通过数据与元数据的联系,影响对数据的操作,从而提高数据操作的效率。使用元数据对教育资源数据进行抽象和概括,有利于高职教育资源的整合与传播。

高职教育资源可以抽象为多个数据集。数据集是具有相同主题的数据(信息)的集合,它可以是一个主题鲜明的数据库,或是某个数据库中的几张表,或是几个数据库的集合等。把数据集作为描述高职教育资源的基本单位,每个数据集可以向外部提供针对数据集的访问和维护方式。

元数据描述了高职教育资源的一切信息。考虑到高职教育资源的多样性和系统的分布性,元数据能够为资源整合提供一个实际的同构的资源环境。元数据服务主要是起到数据库的作用,在这个数据库中,教育资源传播和其元数据描述内容。元数据能够有效地管理和利用教育资源。元数据通过开放链接技术(OpenURL),在不同教育资源之间建立元数据级的链接,方便了教育资源的使用者。其层次结构如图1所示。

5.Alehemi网格中间件

Alchemi是著名的网格计算和分布式系统实验室研发的Gridbus项目的一部分,是一种开源免费软件。Alchemi网格中.间件基于NET Framework开发,是一个WINDOWS平台的网格计算框架。Alchemi网格中间件和Globus Toolkit的共同组件的网格计算分层体系结构如图2所示。

Gridbus网格服务(GSB)不仅可以使用Globus控制网络资源,还可以使用Alchemi的跨平台服务接口控制网络资源。使用.NET支持的语言编写的Alchemi面向对象的网格线程模型,客户端程序运行在Alchemi节点上,而使用网格任务模型编写的应用程序则可以被部署在Globus节点上。

Gridbus网格服务的目标是建立统一的资源调度服务,将基于异构网格中间件的各类异构网络资源进行统一管理与调度。用户可以利用网格服务提交、调度、监控、运行网格中的各项任务。由于一部分网格基于Globus,而另一部分网格基于Alchemic等其他网格中间件,在没有统一的网格服务调度的情况下,要对批量任务进行处理,会非常繁琐甚至不可能完成。而Gridbus网格服务符合各类网格中间件要求,能够协调用户与不同资源的直接通信连接,用户无需管理所有的通信,只需要向Gridbus网格服务提交自身的需求,剩余的问题由Gridbus网格服务处理。也就是说,用户通过连接Gridbus网格服务就能够获取各类异构资源的属性信息,而其他繁琐的操作对用户完全透明。

二、元数据服务模型

根据教育资源数据和元数据的层次结构,设计具有三层结构的元数据服务模型,结构如图3所示。

资源层将数据分为结构化数据、半结构化数据、非结构化数据。结构化数据是经过严格的标引后的数据,一般以二维表的形式存在,如关系数据库中表/元组和对象数据库中的类型/对象;半结构化数据表现为数据结构不规则或不完整,如HTML、XML、电子邮件等;非结构化数据是没有经过人为处理的不规则的信息,例如扫描图像、传真、照片、字处理文档、电子表格、演示文稿、语音和视频片段等。这些资源在服务层利用元数据服务进行管理。

服务层的主要任务是完成对规范化、统一的元数据和命令的接收、执行、转换和发送,同时还以服务的方式管理资源。用Web Service将应用系统所有数据集和元数据的访问功能封装起来,通过元数据获取接口和实体数据获取接口,提供外部系统调用,实现元数据和实体数据的集中访问。Web Service接口规范规定查询条件的输入格式、查询结果的输出格式、查询结果的元数据描述、查询结果的显示转换规则。服务层包括通信接口、用户身份认证模块、资源管理模块、元数据管理模块、元数据获取接口和实体数据获取接口。

通信接口模块接收用户的资源访问请求、资源库传来的资源请求或资源数据、资源库发送的命令,对这些请求、数据和命令进行分解,调用其它模块完成相应功能;将资源库的请求、数据转换成规范的命令和数据并通过网络发送给用户。用户认证模块按照一定的安全策略和用户权限管理机制,对登录、操作和请求资源访问的用户进行身份认证,保证授权用户的访问和操作。资源管理模块监控资源库的数据添加、删除、修改等变化,调用元数据管理模块进行资源数据编目、提取元数据,将元数据存放到元数据库中。元数据管理模块监控元数据库的添加、删除、修改等变化,并获取变化后的元数据,向资源库发出请求,更新本地资源库变化后的元数据;调用各资源系统的元数据获取接口获得元数据信息,并向外部提供元数据的查询服务。各资源系统只需将元数据的变化通过Web Service元数据获取接口反馈给元数据管理模块。

访问层以的角色接受用户的请求,通过中间件技术把查询请求转换成资源系统的查询语言和检索方法,分别对各资源系统发出检索请求,然后将各资源系统返回的结果经过处理后呈现给用户。

三、模型应用

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1、“信息咨询服务”和“读者信息素养教育”的概念

“信息咨询服务”,又称“参考咨询工作”。是图书馆对读者利用文献寻求知识情报提供帮助的活动。1876年美国伍斯特公共图书馆馆长塞缪?斯威特?格林在强调对寻求知识信息的读者提供个别帮助的重要性———《图书馆员与读者的个人关系》一文中,最早提出“参考咨询工作”的概念,时至今日已有一百多年的历史,格林先生当年所提出的参考咨询服务有4大职能,它们是:指导用户如何使用图书馆;答复用户请求;帮助用户选择资源;提升图书馆在社区的地位。就其本意而言,它的中心任务就应该是读者的信息素养教育。只是随着时代变迁,发展变化成为今天所熟知的读者咨询服务。

信息素养(Information Literacy)是一种基本能力。信息素养是一种对信息社会的适应能力。美国教育技术CEO论坛2001年第4季度报告提出21世纪的能力素质,包括基本学习技能(指读、写、算)、信息素养、创新思维能力、人际交往与合作精神、实践能力。信息素养是其中一个方面,它涉及信息的意识、信息的能力和信息的应用。

2、“信息咨询服务”和“读者信息素养教育”二者的关系

从两者的概念内涵来看,自然可以看出“信息咨询服务”为读者提供的是信息结果,是“授之鱼”。而“读者信息素养教育”教给读者的是技能,是“授之以渔”。“信息咨询服务”由于受用户以及参考咨询馆员(又称“学科馆员”)等的语言表达能力、理解力、学科知识的了解程度的限制会损耗信息产品的信息容量,使提供的信息出现偏差,造成信息的不准确。而“读者信息素养教育”教给读者的是索取、查找信息的技能,使读者具有自己能够寻找信息,利用信息,从而使信息功能最大化。由此可见,“读者信息素养教育”更有利于信息的传播,可以降低信息的成本,符合利益最大化的经济原则,应该成为图书馆读者服务工作的一个重点。而我们强调“读者信息素养教育”的重要,并不是完全否定“信息咨询服务”,它可以作为补充,因为有需要就会有市场,当用户工作繁忙而无暇查询时,仍需要有人或机构为其提供他所需的现成的信息。

3、当前在高校图书馆界存在的两种认识上的误区

3.1强调“信息咨询服务”而轻视“读者信息素养教育”。当今的“信息咨询服务”多是有偿服务,受利益驱使,使有的人热衷于“信息咨询服务”而轻视“读者信息素养教育”,信息用户如果过分依赖于“信息咨询服务”的结果,终有一天会降低其科研能力。因为其决策依据赖于“信息咨询服务”人员为其提供的信息,换而言之,是将决策权交到“信息咨询服务”人员手中。

3.2在“读者信息素养教育”中只注重数字化信息素养教育,而忽略了对纸质文献的信息素养教育。现在,一提到“读者信息素养教育”,有的人就大谈特谈计算机的利用、数据库的检索……,似乎不沾上计算机,不沾上网络,就不够现代化。其实,近年来,我国的网络虽然有令世人瞩目的发展,但我们现在毕竟还是社会主义初级阶段,电脑的普及在一定时期内还无法做到象发达国家那样。所以在一定时期内纸质文献的利用仍占主导地位,故用户特别是高校图书馆的用户(学生、教师等)还是迫切希望我们教会他们如何利用纸质文献即我们平常所说的印刷型文献,查找自己所需的信息方法。因此,做为“读者信息素养教育”中最基础的一项——新生入馆教育就十分必要了。

4、高校图书馆读者信息素养教育”培养的方法与途径

信息素养不是一种先天生成的能力,而是一种可以通过教育和学习在后天得到培养和提高的素质。高校图书馆作为培养21世纪复合创新型人才基地,在信息素养教育中起着举足轻重而又责无旁贷的作用,应该充分发挥图书馆在大学生信息素养教育中的作用。要充分利用高校图书馆的资源优势和人才优势,让图书馆在信息素养教育中发挥出应有的作用。同时,图书馆信息数字化,也为信息素养教育提供了一个宽广便利的平台。我们可以通过图书馆新生教育课,文献检索课,定期的专题讲座,网络资源知识的宣传与教育培训,让读者了解现代图书馆。为此,我们应该:

1)领导要更新观念,重视开展大学生信息素质教育。增强信息用户全面的信息接收、分析、综合应用能力,是与当前国家深化教育改革的精神相吻合的,也是我国教育改革的必然趋势,所以领导要更新观念,要把信息素质的培养和专业素质的培养等量齐观,不能厚此薄非。

2)高校图书馆应做“读者信息素养教育”主要实施者。第一、培养读者自我学习信念,提高自控能力。自我学习的时候,自我教育者会觉得这种方式很新鲜、有趣,有很大的热情。但是随着时间的推移,容易因厌倦而迷恋网络游戏或聊天等。所以自我学习者一定要培养良好的自控能力,强化自控学习信念,对信息保持长久的注意力,使对信息的积极态度形成习惯。第二、培养读者对信息的敏感程度和判断能力,使之能够从大量信息中找到自己感兴趣的信息,实现这些信息的价值。读者在享用互联网信息的同时,尽量避开垃圾信息的干扰。能够从大量的信息中,快速鉴别出信息是否具有价值,是否准确。

3)“读者信息素养教育”的方式方法创设浓郁的信息文化氛围,培养学生对信息技术的意识和兴趣;实践自主探究式或协作式学习,促进学生信息素养的养成;开展研究性学习都是培养学生信息素养的重要教育方法。具体的:

(1)开展读者利用图书馆教育。对刚走进大学校门的大学生进行图书馆入门的指导教育、进行信息知识的宣传和信息利用的基本教育。这是最基础,也是最重要的教育方法,通过每年的新生入馆教育,使大学生一入学就能了解图书馆,教会他们掌握利用图书馆、获取文献信息的基本方法。例如,介绍自己图书馆主页,帮助学生熟悉和利用学校图书馆的现有文献资料和电子读物;对学生进行图书信息教育,主要是教会学生中图分类法的基本知识,使他们掌握利用索书号、书名、分类、著者等不同角度去查找资料的文献检索的技能;有意识地进行图书馆专业理论知识的教育,为今后的学习打好基础,引导其养成终身利用图书馆的习惯。

(2)开好文献检索课,进行信息利用、摘编的能力教育。文献检索课是教育部规定大学生必修的一门方法、技能课,学校开设的信息基础理论课不能取代文献检索课。图书馆要主动承担为学生开设文献检索课的任务,通过这门课的学习,使大学生能够掌握信息检索的方法并运用到专业课程的学习过程和实习过程,把理论与实践、科研相结合,激发信息需求,增强信息意识,提高信息能力。

(3)组织学生参与图书馆信息服务工作。让大学生参与到图书馆的信息服务工作中来,可以充分发挥图书馆的职能,提高学生的信息能力。

(4)创设浓郁的信息文化氛围,培养学生对信息技术的意识和兴趣,开展定期的专题讲座,进行宣传,扩大培养面。图书馆应注重对学生进行信息意识的教育,包括信息主体意识、信息传播意识、信息保密意识、信息守法意识、信息更新意识等,以培养学生在信息活动中信息行为的自主性和独立性。鼓励他们养成进入学校图书馆寻找文献信息资料的习惯。

总之,“读者信息素养教育”是非常重要的,值得我们下大功夫,化大力气去做。

参考文献

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1.远程教育在线参考咨询的必要性

高校、教师与学生之间在时间和空间上的相对分离是远程教育最主要、最本质的特征,学生成为了学习的主体。学生的主动在线需求是教师进行实时教导的前提和关键,只有了解学生在哪些方面需要在线服务,才能发挥教师的指导作用,选择服务的途径与方式,帮助学生完成学业,达到远程教育的目的

1.1实时咨询的交互。传统咨询服务既有电子邮件咨询和电话咨询的动态交互,又有FAQ、学科导航的静态知识资源供学生浏览或检索,但时效性差,面对复杂咨询易丢失和错意重要信息,因此学生更需要的是与教师近距离的相互感知和交谈,使其更清晰的理解和解答自身的需求,克服在信息和情感等方面的孤独感。

1.2学习资源的提供。学习资源是学生求知的物质基础,除了最基础的网络教学课程,全文文献也是学习资源的关键和核心,是影响远程教育的重要因素。根据Athabasca 大学图书馆调查的结果,远程学生最需要的是远程可获得全文资源服务,解决远程状态下的阅读问题。

1.3信息素质的培养。网络资源庞大而复杂,学生所需信息的集中性和专业性也比较强。如何敏锐地觉察信息需求,掌握有效而快捷的获取信息的方法,完善信息生存和发展的手段来增加在信息社会中竞争的能力是他们收获信息的保障。再者,用户在咨询实践中,需要用恰当的语言清晰表达自己的信息需求,提问一个有质量的问题,这样才能提高咨询人员查找信息的效率性和结果的正确性。这些能力的培养需要在线信息素质教育。

2.高校图书馆在线参考咨询对远程教育服务的支持

2.1实时咨询系统的建设。为满足学生对实时咨询的需求,完善远程教育的进程,图书馆积极建设实时咨询系统:

(1)Chat(文本交谈)实时咨询系统。最初开创实时服务先河并成为图书馆应用主流的是chat(文本交谈)实时咨询。它是通过文本交谈完成参考咨询的整个问答过程,同时提供同步浏览、页面推送和远程控制,帮助远程学生直观感受参考馆员的实时服务流程。学生只需要简单的打字便可进行咨询,交谈的文本也可保存便于馆员了解学生的普遍需求和问题,用于自我培训和提高。但由于这种专业咨询软件成本过高且受交谈时间和网上速度的限制,Chat(文本交谈)实时咨询系统面临阻碍。

(2)IM(Instant Messaging)咨询系统。为弥补Chat(文本交谈)实时咨询系统的缺陷,高校图书馆又积极探索,开始利用便捷、成本低廉的IM(Instant Messaging)咨询系统。如北京大学图书馆于2009年4月正式推出IM咨询服务(MSN 和QQ) [2]。随之流行的还有可嵌入桌面或Web页面的小工具Widget和IM Widget。学生只需要一个账号,便可开始和咨询馆员进行交流。

(3)LibraryH3lp。它是针对IM咨询软件的不足,并集排队、轮班、登录和报表功能于一身的实时咨询系统。与免费的IM相比,它的特色在于可以允许多个咨询馆员同时在线,并可在多个部门之间转发,不影响用户的咨询进程,并实现了与短信服务的集成。这个系统的研究给学生带来的将会是更方便更安全的使用。

2.2 助学咨询馆员的设置。具有图书情报工作“专才”的助学咨询馆员既充当咨询答疑者的角色,又扮演学习支持服务者的教师角色。作为咨询答疑者,助学咨询馆员熟悉和了解馆藏和网络资源的分布状况和提取途径,能提供高质量的远程教育专业数据库,使其具有适用性、时效性和新颖性,完成全文传递的工作,而且服务意识较高,有较强的语言表达能力和指导培训学生的能力。作为学习支持服务者的角色,助学咨询馆员掌握学科动态,能协助教师一起设计多媒体课件、开发网站和课程主页,建设好文检课的计算机辅助教学系统(CAI),创造出一套集网络文化和专业课程教学于一身的新型教学模式,完善教学资源,调动学生的积极性。另外,助学咨询馆员制的完善,人才培养机制的长期建立,科学管理程序的实施都将有助于提升远程教育的服务水平和学术水平。

2.3 在线信息素质教育的重视。图书馆的在线咨询服务尽可能采用一切手段,随时随地对远程用户进行在线信息素质的教育。

(1)充分利用现代远程协助技术。现代远程协助技术可允许助学咨询馆员远程操作用户的鼠标解决共同浏览问题,操作过程实时显示在用户的界面上,一边聊天一边演示,如同馆员在现场亲自示范,采用页面推送技术可将动态网页、PDF等格式的文件推送到用户的浏览器界面上。助学咨询馆员还能在用户询问的过程中鼓励用户进行自我求知和探索,助其突破思维定势。

(2)建立网站或借助图书馆主页。高校图书馆建立的专门的教学网站设置了文献信息资源检索与利用、计算机信息检索和网络课程、数字信息资源使用培训等培训内容供用户在线浏览和课件下载,数字图书馆主页的在线指南和FAQ也可以让用户进行查找。

(3) 发挥Blog和BBS的作用。Blog和BBS具有知识共享和交流的特点,咨询馆员通过整理和相关专业信息,设置学习交流园地、虚拟课堂等栏目,传播检索经验和技巧,将自发的、无序的个人行为有意识的转化为一种有组织、具有合作精神的群体行为,潜移默化地实现信息素质教育的目标。

2.4 图书馆自身在线参考咨询服务功能的强化。

(1)在线参考咨询服务的合作化。信息资源量在不断增加和变化,远程学生的需求和咨询量也在急剧增加,学科交叉、地域差异、文化背景等的复杂性也带来了信息需求的复杂和多样性,单个图书馆很难做到24/7咨询服务,为强化在线参考咨询服务的功能,更好的发挥在远处教育中作用,高校图书馆采取了合作化的形式。图书馆进行联盟,建设一体化的在线参考咨询服务系统,甚至是跨国界的联合发展。图书馆与远程教育机构的合作,服务项目如根据远程教育机构的需要为当地学生建立保存本书库;提供多媒体学习环境等。通过这种合作,高校图书馆可以获得合作方的资金援助,强化自身参考咨询服务的功能,同时提高了图书馆在教育界的地位。

(2)在线参考咨询服务质量评价的研究。实时咨询系统功能的好坏,各项工作和技术的到位都会影响服务的水平和质量。因此教师和馆员应利用在线参考咨询服务质量评价体系及时对服务的运行进行调控并作定期的评价以此保持原有状态使其不发生偏离,减少消极因素对服务质量的影响,达到某种预期的新状态,从而保持咨询工作和远程教育的稳定性。如中国科学院研究并设计的“分布式数字参考咨询系统服务评价指标体系”就包括系统使用指标、服务水平指标、咨询队伍指标、用户满意指标4个二级指标,8个三级指标和30个四级指标。在评价指标建立后,对每个具体的指标设置加权系数进行最终的评价。或者将每个指标按“优、良、中、差”分成四个等级,每个等级按质量要求给出评价标准,并赋予相应分值使之量化,再根据指标权值和等级标准分值计算出数字参考咨询各项工作程序的质量得分,最后作出质量总评价。

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Key words: resin exchange;contamination of resin;recovery of resin

阳离子交换树脂在水处理系统中主要用来除去天然水中的阳离子。由于阳离子交换树脂在处理系统中的位置相对靠前,它所受到的污染有别于阴离子交换树脂,受到污染的阳离子交换树脂通常会发生周期制水量减少,工作交换容量下降,出水水质恶化等现象,而且会对后续的阴离子交换树脂的制水过程产生不利的影响。对被污染的树脂进行及时的诊断和有效的复苏对水处理系统的经济运行具有很重要的意义。

1 污染机理简介

树脂为多孔网状立体结构,多孔网眼是离子在树脂内部扩散进出的通道,通道内壁具有众多的功能基团,是离子交换反应的活性点,一旦此活性点被覆盖,离子交换过程就无法进行。在离子交换过程中,交换势能较高、附着力强的离子或大分子之类的物质,容易被交换或吸附到树脂±,而在再生时却难以洗脱下来,从而阻碍了离交换反应的讲行或是在离子交换反应过程中生成难溶的沉积物,并沉积在树脂内部,阻塞了离子交换的通道。

2 阳离子交换树脂的不同污染形式及解决方法

2.1 混凝剂过量引起的污染

为了解决水中悬浮物的问题,预处理中通常要投加混凝剂,一旦混凝剂投加的量不合适就会对后面的阳离子交换树脂产生污染。据报道[1],在使用epi—DMA(二甲胺—环氧卤丙烷)和poly—DADMAC(二烯丙基二甲胺氯的均聚物)作为混凝剂时,若出水中含有1 mg/L的上述混凝剂时就会导致阳离子交换树脂的严重污染,而且发现具有线性结构的混凝剂更容易污染树脂,并能够进入树脂颗粒内部。

当树脂发生上述污染时,如果污染程度不是很严重可以采用如加大反洗流速、延长反洗时间或通人压缩空气等手段予以复苏。如果污染程度较严重时,可以采用加入表面活性剂和分散剂的方法。其中表面活性剂可以增加树脂表面的亲水蛀;而分散剂则可以保证从树脂上脱离下来的颗粒可以被分散到水溶液中去。据报道,罗门哈斯公司的非离子表面活性剂TritonCF-54和分散剂Orotan 731[2]对解决这一问题有较好的效果。Nalco公司[3]采用了在受到污染的树脂层反洗过程中加入由表面活性剂和分散剂等药剂复配的复苏剂对树脂进行复苏也取得了良好的效果。若阳离子型聚电解质污染了阳离子交换树脂也可以采用4%的氢氧化钠溶液处理以溶解聚电解质达到复苏树脂的目的。

2.2 铁离子的污染

阳离子交换树脂易受到铁离子的污染,尤其是在以井水作为水源的水处理系统中更为严重。铁离子对树脂的污染有三种不同的情况。

①如果铁离子以胶态悬浮体出现的话,它会从过滤器中漏过而污染阳离子交换树脂。

②铁以二价铁离子的形式交换到树脂上,随后拿被氧化成三价铁离子,从而在树脂颗粒上形成凝胶状的不溶于水的铁的氢氧化物[4]。

③可能交换到树脂上的二价铁离子在树脂的交换基团上直接转化为三价铁离子,但在再生过程中不能被完全除去而残留在树脂中。

如果发生了第一种情况,可以采用反洗的方法将树脂层中累积的胶态悬浮体除去。如果在整个树脂层中发生了铁离子的累积,那么可以采用亚硫酸钠或亚硫酸氢钠处理树脂,这样就可以将三价铁离子还原成更易溶解的二价铁离子,而后者对树脂的亲合力要小于前者。

通过灼烧树脂[5]或分析湿树脂的铁含量可判树脂受铁和其它离子污染的程度。具体见表1、表2。

表1  树脂灼烧灰分中元素的质量比与树脂污染程度的关系 组分 不同污染等级时各元素占树脂的质量比/% 很低 低 中等 严重 很严重 极严重 钙 7 镁 2.0 铝 1.5 铁 1.5 钡 1.5 全部灰的质量 13.5

还可采用下面的方法判断树脂是否受到铁离子的污染:

表2  铁污染程度划分 铁离子质量比/% 污染程度 7.5 极严重 注:表中铁离子质量比指每克树脂中铁离子的质量(毫克)。以湿树脂为分析基准。

将受到污染的树脂用除盐水清洗干净,在10%的食盐溶液中浸泡30min,倒去盐水,再用除盐水清洗干净,从中取出约十分之一的树脂样品防入试管中,随后加入2倍树脂体积的6mol/L的盐酸溶液,密闭振荡15min后,取出酸液注入另一支洗净的试管中,加入一滴饱和的硫氰化胺,从生成的普鲁士蓝颜色深浅(由浅蓝色至不透明的棕黑色),可以判断树脂受到铁污染的严重程度。

有一点值得注意的是水中的铁离子会和有机物或硅形成复杂的络合物,而且这种络合物是带负电荷的,它可以通过阳离子交换树脂而污染后面的阴树脂。

2.3 有机物的污染与复苏

苏联的学者曾经对有机物污染阳离子交换树脂进行了研究。研究认为,水中的溶解性有机物主要是依靠范德华力吸附在阳离子交换树脂上。此时所吸附的基本上是酸性基团的有机物,而这些有机物在水中的溶解性有机物中占主要成分。目前,对于一级除盐系统中的阳离子交换树脂受到有机物污染的研究报道还不多,但是在凝结水处理系统中已经有关于阳离子交换树脂受到有机物污染的报道,Harries[6]曾经对凝结水处理系统混床中的阳离子交换树脂受到有机物污染的情况进行了研究,发现阳离子交换树脂交换能力的下降与阴离子交换树脂在运行中所释放出来的低分子量聚合物有关,正是这些低分子量的聚合物污染了阳离子交换树脂,并测量了混床中不同形态的阴离子交换树脂对于阳离子交换树脂传质系数的影响,具体情况见表3。

为了证明是否是由阴树脂中残留的含氮的低相对分子质量的聚合物污染了阳树脂,Harries等人曾经使用了X射线光电子能谱[7-8]对新、旧树脂进行了分析测试。结果表明这些低分子聚合物确实污染了阳树脂。对于被有机物污染的树脂可以使用氧化型药剂如H2O2和Na2O2等将树脂上吸附的有机物分解成易溶于水的物质而从树脂上剥离下来。

表3  混床再生后阴树脂对阳树脂交换能力的影响 阳树脂 阴树脂(起始形态) 阳树脂传质系数/(10-4m·s-1) 钠型阳树脂 胺型阳树脂 单个阳床 1.8 2.1 混床(1:1) 大孔型树脂(Cl-) 1.6 1.9 混床(1:1) 大孔型树脂(OH-) 1.5 1.8 混床(1:1) 凝胶型树脂(Cl-)

判断树脂受到有机物污染的程度可以采用如下的方法:

在试管中加人受到污染的树脂,树脂的体积约为试管体积的三分之一,然后在试管中加入约五分之四试管体积的10%的食盐水,振荡试管5min,将盐水倾去,重复这一过程3至4次,在将最后一次的盐水倾去后,再加入约五分之四试管体积的10%的食盐水,保持树脂和此食盐水接触5-10min,期间要不断地振荡试管。通过观察食盐水颜色的深浅来判断树脂受到有机物污染的程度,具体参见表4。

表4  树脂受有机物污染的判断 浸泡后食盐水的颜色 树脂被污染程度 无色 没有污染 淡黄色 轻度污染 琥珀色 中度污染 棕色 严重污染 深棕色或黑色 极严重污染

2.4 油脂类物质的污染

由于阳离子交换树脂在水处理系统的位置而使其容易受到油类的污染。油类可由离子交换器的进水带人也可由顶压空气或泵的密封泄漏处带人。油类在树脂表面会形成一层膜,严重阻碍树脂的交换能力。受到油类物质污染的树脂颜色变为棕色,严重时会变成黑色,而且这些污染物会造成树脂抱团的现象,破坏正常的水流情况,造成“沟流”现象,使树脂提前失效。油污染物附着到树脂上会增加树脂的浮力,在反洗时容易造成树脂的流失。采用基于非离子表面潜性荆的碱牲清洗剂是解决这一问题的有效手段。阳离手交换树脂可以采用将阳床从系统中解列后再进行复苏的办法,也可以采用在反洗水中加入清洗剂的方法复办。需要注意的是如果阳离子交换树脂是以氢型运行时,复苏前必须要通过氯化钠溶液使之失效,这样可以避免在复苏过程中从氢型树脂中交换下来的酸溶液对碱性清洗剂的副作用。

判断阳树脂受到油类污染的方法是:将少量树脂放人试管内,加入除盐水,振荡1 min,如果在水面上出现了类似“彩虹”颜色的油膜就可以判断树脂受到了油类物质的污染。

3 结论

阳离子交换树脂在使用中会受到各种污染,及时对污染情况进行分析,找出污染的原因并有效地复苏树脂是保证树脂安全经济运行的有力措施。但是,树脂污染后进行复苏只是一种补救措施,生产中应该重视水的预处理工作,及时消除隐患,才能够有力地保证后续水处理系统的安全运行。

转贴于 参考文献

[1]  L M May,W M Carlsin.Effect8 of coagulant overdose in claritiers on downstream ion exchange process[C].Western Pennsylvania,Pittsburgh,USA:Engineers,Soc OfWestern Pennsylvania,Pittsbhurgh,PA,USA Engineers,SN OfWestern Penosylvania,1985.

[2]  C M Tilsley.Clean—up of fouled ion exchange resin beds[J] EffluentandWaterTreatmentJournal,1975,15(11):560-563.

[3]  L R GESS,L M May,A  W Oberhofer.Prevention of iron,organic,and microbiological resin fouling via a new concept in ion exchange maintenance[C].Westerm  Pennsylvania,Pittsburgh,USA:Engineers‘Soc of Western Pennsylvania,Pittsburgh,PA,USA Engineers,SocofWesternPennsylvania,1983.

[4]  Leonard J Lefevre.Ion exchange:problems and troubleshooting [J].Chemical Engineering,1986,93(13):73—75.

[5]  V K Puri,S T Costa.Treat resins properly to drive full benefitsof ion  exchange[J].Power,1986,130(9):43-47.