数字化教学解决方案

第一部分

项目总体规划

人类社会进入二十一世纪,信息技术已渗透到经济发展与社会生活的各个方面,人们的生产方式、生活方式以及学习方式正在发生深刻的变化,全民教育、优质教育、个性化学习与终身学习已成为信息时代教育发展的重要特征。面对日趋激烈的国力竞争,世界各国普遍关注教育信息化在提高国民素质与增强国家创新能力方面的重要作用。《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)》(以下简称《教育规划纲要》)明确指出:“信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视”。

1、项目建设背景

我国教育改革与发展正面临着前所未有的机遇与挑战。以教育信息化带动教育现代化,破解制约我国教育发展的难题,促进教育的创新与变革,就是加快从教育大国向教育强国迈进的重大战略抉择。教育信息化充分发挥现代信息技术优势,注重信息技术与教育的全面深度融合,在促进教育公平与实现优质教育资源广泛共享、提高教育质量与建设学习型社会、推动教育理念变革与培养具有国际竞争力的创新人才等方面具有独特的重要作用,就是实现我国教育现代化宏伟目标不可或缺的动力与支撑。

2、项目建设目标

充分利用现代信息技术,以“课程教学”为核心,针对课程教学过程的需求构建基于校园网或城域网上的“数字化教学系统”,满足随时、随地、个性化教与学的需求。“数字化教学系统”建设内容包括一个教学服务支撑平台(即学校或区域教育云)、两个基于教育云的教学应用客户端(即教师工作台与学生电子书包)与每个教室的无线网覆盖。

2、1 构建学校或区域教育云

教育云就是基于网络与云计算技术构建的网络教学应用服务平台,为实施数字化教学、网络协同教研与课程同步辅导的需要提供包括资源与应用在内的一体化教学支撑系统。教育云建设内容包括服务器平台、网络平台、教学资源平台与数字化网络教学服务平台等软硬件系统的建设。教育云必须支持面向教师的教学、学生的学习辅导以及支持师生互动与生生互动。

2、2 配置教师工作台

包括教师笔记本与教学应用软件系统,将课程资源与教师的教学要求紧密结合,支持教师对资源、资源管理、教学备课与互动授课等应用的需求满足。

2、3 配置学生电子书包

包括学生学习终端及支持学生进行课程学习需求的学习应用软件系统。

3、项目应用目标

3、1 推进信息技术与学科教学的融合

应用智能化教学环境,提供优质数字教育资源与软件工具,利用信息技术开展启发式、探究式、讨论式、参与式教学,鼓励发展性评价,探索建立以学习者为中心的教学新模式,倡导网络校际协作学习,提高信息化教学水平。逐步普及专家引领的网络教研,提高教师网络学习的针对性与有效性,促进教师专业化发展。

3、2 培养学生信息化环境下的学习能力

适应信息化与国际化的要求,完善信息技术教育,开展多种方式的信息技术应用活动,创设绿色、安全、文明的应用环境。鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习、合作学习;培养学生利用信息技术学习的良好习惯,发展兴趣特长,提高学习质量;增强学生在网络环境下提出问题、分析问题与解决问题的能力。

3、3 开展数字化教学实践探索创新的教学模式

“数字化教学”的实践就是实现课堂教学中高效的人机交互、师生交互、生生交互与生

本交互,充分调动学生的学习主动性与学习兴趣,为每个学生提供适合的个性化特色教育,为学生的终身发展奠定基础。通过本项目的实践,教师可以开展以下教学方式的创新,推动信息技术与学科教学的整合,实施数字化智能教学环境下的教学创新应用。

(1)学案导学创新教学

基于网络教学互动平台为核心构建的信息化教学环境,教师通过学案为学生设计学习任务、提供学习资源、引导学习过程,学生在网络学案的引导下进行自主学习、小组讨论与交流、全班互动展示,实现交互式思维课堂的随时互动、深度互动、全面互动。

(2)基于虚拟课堂的个性化班级教学

针对传统课堂教学的不足,在网络教学平台上建立虚拟班级,通过整合虚拟课堂与现实课堂的优势,实施对学生自主学习、小组合作学习的有效引导:利用虚拟课堂解决学生个性问题,侧重发展学生的个体;利用现实课堂解决共性问题。

(3)基于虚拟课堂的校本课程个性化选修

针对“选修资源”不足、“走班教室”不够,指导教师力量短缺及选修课程的管理等问题,在网络上建立“虚拟课堂”,实现学生跨班级、跨年级选修课程,建立优质教育资源共享机制,为每一个学生都可以自由、平等地进入选修课程的学习提供可能性。

3、4 高水平教师队伍建设

在教育部“十二五”重点课题项目的指导下,通过开展网络教研、远程培训、课题研究等活动,培养一批教育理念先进、专业基础扎实、熟练掌握信息技术的高水平骨干教师队伍。第二部分数字化教学系统

1、系统总体设计

1、1系统设计原则

(1)开放性原则

首先,系统设计要采用开放标准,选用的技术产品要符合开放标准。其次,在此系统之上搭建的各业务子系统又要保持一定的相互独立,业务子系统可根据用户方未来业务的需求而灵活的改变,满足业务系统今后进一步扩展的需要。

(2)安全性原则

安全体系应该就是一个多层次、多方面的结构,在系统的设计中要充分从业务需求、运行环境、系统用户等诸多方面考虑安全性要求。目前常见的网络安全隐患主要来自以下方面:

①网络级攻击:窃听报文,IP地址欺骗、源路由攻击、端口扫描、拒绝服务攻击。

②应用层攻击:有多种形式,包括探测应用软件的漏洞、"特洛伊木马"等;

③系统级攻击:不法分子利用操作系统的安全漏洞对内部网构成安全威胁。

另外,网络本身的可靠性与线路安全也就是值得关注的问题。

所以,本系统建成后应具有良好的安全性。能够对使用者进行验证、授权、审核,以保障系统的安全性。同时提供灵活的用户接入控制策略及分布式控制与集中式控制。

(3)稳定性原则

要保证系统运行的稳定性,使系统运行风险降至最低。无论就是方案的设计还就是技术的实现,应充分保证整个平台统可靠稳定地运行。包括完善的安全保障措施与故障恢复能力,在系统架构设计时,要充分考虑系统的稳定性,消除单点故障。

(4)兼容性原则

本系统与涉及用户面广,系统要必须紧密衔接,构成一个整体,所以在方案设计中应对已有系统与用户的进行全面考虑,做到与现有业务与数据的兼容。

(5)先进性原则

本设计方案立足先进技术,在信息技术、软硬件产品及应用功能的构造上考虑到本系统近期及未来几年内的发展趋势,使建设后的系统具有较长的生命周期。