xx科学院“十一五”教育信息化规划e-training系统实施方案

xx科学院“十一五”教育信息化规划e-training系统实施方案内容摘要：

单位建约 50 个网络教室 相应的情景式教学支撑系统（电子白板、文字或视频交互支持等） 、地理分布的学生可以通过网络参与正在进行的情景式教学，并与实际教室中的老师与同学进行文字或视频交互 对应网络教室的、可互动的虚拟教室 、根据需要，能自动对网络教室中的某一堂课生成课件 实时课件生成工具 、网络教室中的师生能通过统一的资源访问界面，访问相关的教育 资源 内嵌的教育资源库访问界面 、对学生通过网络参与课堂的情况，提供可伸缩的流化视频传输服务，使用户能在有限的带宽下获得最好的效果（例如课堂的基本背景不会变化，只需要编码和传输变化的视频内容） 视频可伸缩编码和 P2P传输系统 10 （扩展）、系统能根据学生的典型行为、常见问题等向教师提供智能的咨询建议，例如学生可以随时对老师的当前内容进行评价或反馈，而老师则根据评价的结果即使改进教学方式 实时智能教学分析工具 交互式 网络教学支持 、需要实现对研究生招生、注册、学籍、档案、教务、培养、学位、派遣等全过程管理，以及对教师与教学的计划、评估管理，提供教育管理决策支持，提高决策水平 导入 TRP的面向全日制研究生的教学管理功能 自开发面向在职研究生的教学管理功能 、分布式师资结构要求能够以灵活多样的信息手段支持异地、实时、非实时等多种需求下的教学 虚拟课堂（可与网络课堂结合，也可支持完全虚拟协作学习） 、学生需要通过网络进行选修来自不同授课单位的、其它相关领域及交叉学科的课程。 网络多媒体课件点播系统 、 XX 科学院 研究生的培养、创新文化氛围的建设，开放的、 国际化的国际教育与学术交流氛围的形成，需要大量的、优秀的教师讲座、大师讲座及时的共享 虚拟学习社群支持，包括在线兴趣小组、学习 Blog群组、虚拟学术报告厅等 、研究生院的研究生‚两段式培养‛模式要求研究生基础课程、专业课程的学习与科研实践充分衔接，一方面学生在第一段的培养过程中需要与未来导师的交流，另一方面，在第二段培养过程中学生需要进一步的知识培养与全面素质教育。 个性化学习服务系统 （个性学习计划定制、个性化资源和课程定购、个性化群体活动推荐、等） 、‚两段式‛的培养模式客观上要求任 课教师在具有科研优势的基础上，积极开展教学研究，更加注重提高学生实际能力的知识传授；论文指导教师对教学环节需要及时了解，在指导科研实践和论文工作的同时，进行教学信息反馈。 科研式学习支持工具 （包括期刊或会议征文通知与提醒、在线论文写作支持等） 、对某些课程或实验，要求能让学生感受到真实的、近似现场观摩的效果，并在实验过程中可交互、可以记录实验过程并做出评价。 （导入或自开发）虚拟实验系统 (或课件 ) 、学生能找到在学习过程中一些常见的疑难问题的回答或解决方案 增量构建式智能答疑系统 、远程教育与继续教育的需要 : 科技人员与管理人员在职在岗的特点，客观上要求有效解决传统培训中工作和学习的时间冲突矛盾，使培训学习成为人们随时随地持续获取知识、进行交流的渠道。 个性化资源和课程定购 移动学习支持系统 、能向学生提供在线的单元测试与评价，以便学生能及时掌握个人学习进展，从而定制不同的学习计划 （增量构建式）在线试题库系统 11 、在职的研究生或其他用户能通过系统支付必要的教学费用或资源访问费用 访问计费系统 支付网关（可采用教育费用卡方式或与其他电子支付网关 如首信 易支付 协作） 、需要有完善的用户管理和安全机制，能对系统中的敏感数据，如用户数据、试题库数据、费用数据等进行有效的管理和保护，有效防止非法访问、黑客攻击与病毒传播。 （内嵌或院信息化专项中）防火墙等安全系统（或接口） 、对网络教育中的教学效果、教学过程等进行动态的评估，以便教学和管理部门及时改进教学方案与管理措施 网络教育反馈与评估工具 三、目标与任务概述 建设目标 长期目标是：服务于 XX 科学院 创新人才的培养，服务于创新能力的提高，以满足教育重点需求的、分布式的标准化 教育资源库为基础，以交互、多媒体及网络存储手段的教学基础设施为支持，实现 XX 科学院 教育的有效管理，建立起面向教学、以课程为主的网络教学环境和面向导师与学生的自主、协同、交互的学习环境。 ‚十一五‛期间的目标是：以重点学科为龙头，以优秀讲座为基础，带动标准化教育资源库的系统建设，建成具有 XX 科学院 特色的分布式教学资源库，按照 “精品、实用 ”的原则，重点建设著名科学家课程库、优秀公共课程库等课件；根据需求建设重点教室的交互环境建设，实现基于网络的多点、实时、同步的情景式教学环境；初步建成以自主学习、协同学习为特征 的网络互动教育平台，它包括分布式教育资源管理平台和 交互 式 网络教学支撑系统，从而逐步建成覆盖 XX科学院 的 “教育资源网格 ”，实现自主学习和教学互动的网络环境。 更详细的建设目标请参见《 XX 科学院 ‚十一五‛教育信息化规划》。 总体框架 下面我们分别从系统功能框架、网络拓扑、功能集成模型与数据流模型四个方面来阐述 XX 科学院 eTraining 系统的总体框架结构。 12 、 功能 框架 XX 科学院 eTraining 系统的整体框架（如图 2 所示）由 教育资源库、 分布式教育资源管理平台、情景式教学环境和 交互式 网络 教学支撑系统 四 个主要部分组成，同时还包括 三 类访问接口：访问 eScience 系统中的科学数据库、数字图书馆、虚拟实验室等科研资源的内容网关或访问接口，由 TRP 系统提供的 XX 科学院 研究生院教学管理和教务管理服务接口，以及由电子银行或其他电子支付系统提供的网络教育结算与支付服务接口等。 高速互联网络是 eTraining 系统与其他关联系统的公用基础设施，同时 eTraining 系统也考虑利用 XX 科学院 研究生院远程教育系统中现有的卫星网络以及无线通信网络来提供可靠、高质量的服务。 图 2： XX 科学院 eTraining 系统框架图 分布式教育资源管理平台是 eTraining 系统中的基础设施，其目标是对 XX 科学院分布的教育资源进行有效的组织、管理以实现全院范围内教育科研资源的有效整合与共享。 分布式教育资源管理平台的核心功能包括资源的标准化、资源分布存储、资源库查询管理、异构数据互换、高速资源缓存、资源的注册与发现等，同时也支持教育资源的数字版权管理、资源访问控制和计费、资源定购服务等高级服务，还可以通过内容网关或访问接口访问 XX 科学院 eScience 系 统中的科学数据库、数字图书馆等科研资源。 覆盖 XX 科学院 的交互式网络教室，与科学院视频会议系统紧密结合，并集成相关软件，形成网络环境下具有交互手段的情景式教学环境，使其能支持强大的教学多媒体交互特性，具有方便的教学协同功能和可扩展的实时授课控制机制。 与传统远程教育中的空中课堂不同，用户也可以通过与之相对应的虚拟课堂来在网络上实时接受eTraining系统整体框架 高速宽带网络 卫星网络 无线接入网络 eScience 视频 会议 数字 图书馆 虚拟 实验室 内内 容容 网网 关关 /接接 口口 分布式教育资源管理平台 服服 务务 接接 口口 交互式 网络 教学 支撑系统 管管 理理 接接 口口 TRP 情景式教学环境 数数 据据 交交 换换 /共共 享享 ARP 13 网络课堂中的授课，并参与多种模式的交互和信息共享。 交互式网络教学支撑系统 是一套以自主学习、协同学习为特征的网络教育支持工具，向学生提供网上学习的一切必要的环节，包括网络课堂学习 、利用网络进行课件点播、网上讨论、答疑、资料查询、作业递交、考试，同时教师也可以利用网络进行授课、答疑、作业分发、作业批阅等，此外该系统还应该支持研究性学习、协作学习、网上课程计划、教学评估与质量跟踪等。 随着移动网络的进一步普及和虚拟现实技术的发展，它也可以向学生、科研人员或其他在职学生提供移动学习和虚拟试验等高级功能。 XX 科学院 eTraining 系统作为 XX 科学院 ‚十一五‛信息化建设的一个组成部分，也将共用其他 XX 科学院 信息化建设的成果，包括高速互联网、 eScience 系统、TRP 系统、信息 安全保障设施等。 同时，也将利用到电子银行或其他电子支付系统等国家信息化设施。 eTraining 系统需要开发与这些系统的接口或内容网关，以便与它们进行有效的集成。 、 功能集成模型 根据 XX 科学院 eTraining 系统的功能框架，其详细的逻辑功能集成模型如图 3所示。 安 全认 证收 费支 付在 线社 区统 计分 析用 户管 理管 理反 馈评 价安 全认 证收 费支 付考 试答 疑网 络 课件 点 播其 它工 具统 计分 析用 户管 理教 学管 理作 业课 件制 作虚 拟 课 堂数 据 层 工 具/本 地 存 储 管 理 层分 布 管 理 工 具资 源注 册计费访 问 控 制检索功 能 / 服 务 平 台个 性 化 学 习 服 务 工 具教 学 门 户 网 站资 源 管 理 层分 布 管 理 层资 源 管 理 层分 布 管 理 层局 部 存 储 管 理 层移 动 学 习 支 持 工 具资 源定 购内 容 网 关移 动 学 习 门 户 网 站虚 拟 实 验工 具 / 接 口网 络 教 室实 时 课件 生 成电 子白 板实 时交 互实 时 教学 分 析( 扩 展 )资 源 访 问 接 口资 源 对 象 层描 述转 换版 权 保 护情 景 式 教 学 环 境交 互 式 网 络 教 学 支 撑 系 统分 布 式 网 络 教 育 资 源 管 理 系 统教 育 资 源 库网 络 教 室网 络 教 室网 络 教 室T R P接 口协 作学 习 图 3： XX 科学院 eTraining 系统功能集成参考模型 14 教育资源库包含了分布在 XX 科学院 不同资源中心的教育资源 ，包括讲座库、公共课程库、专业课程库、培训课程库、实验型 课程库等。 在分布式教育资源管理平台方面，系统包含了 三 个功能层次：局部存储管理层实现对本地教育资源的存储管理；分布管理层实现对分布在全科学院范围内的教育和科研资源进行有效的索引和管理；而资源管理层则在此基础上实现各种资源管理功能，包括检索、描述、格式转换、访问控制、计费、版权保护、资源注册、资源定购等。 交互式网络教学支撑系统 是由网络教育门户、功能 /服务平台以及若干支撑子系统 /工具构成，向学生提供网上学习的一切必要的环节，向教师提供网络教学方面的支持。 情景式教学环境由网络教室与编码传输、电子白板、实时视频 /文字交互、实时课件生成、实时教学分析和资源访问接口等方面相关支持软件构成。 除强大的情景式教学和实时交互功能之外，情景式教学环境还支持学生通过在线的虚拟教室实时参与网络课堂的授课、通过网络访问教育资源以及实时教学分析等功能。 XX 科学院 eTraining 系统的 四 个部分通过数据接口和服务接口有效地集成起来，构成一个统一的整体。 、 网络拓扑 根据 eTraining 系统功能上的体系结构，其物理实现结构图如图 4 所示。 在物理网络拓扑上， XX 科学院 研究生院 的 教育 资源 中心处于整个 XX 科学院eTraining 系统的中心，它包括 交互式 网络教学支撑机群系统和教育资源管理中心机群系统，并在防火墙等安全设施的保障下通过宽带互联网络向全科学院提供网络教育管理、教育资源管理和服务等功能。 XX 科学院 研究生教育 资源 分中心的机房位于 XX 科学院 各教育基地 ，主要负责本地的网络教育管理、服务功能，并和位于 XX 科学院 研究生院教育 资源 中心的教育资源管理系统进行资源的注册、共享和备份。 网络教室位于 XX 科学院 研究生 各培养单位 ， 它 能通过宽带互联网、卫星网络来和 XX 科学院 研究生院教育 资源 中心、其他网络教室之间进行有效的通信。 网络教室也可以 位于 XX 科学院 研究生院的中关村、玉泉路、怀柔等教学园区内，并通过宽带互联网来与 XX 科学院 研究生院教育 资源 中心进行通信。 XX 科学院 eTraining 系统支持宽带网络和无线移动网络两种网络接入条件下的用户访问。 15 图 4： XX 科学院 eTraining 系统网络拓扑图 、 数据流模型 XX 科学院 eTraining 系统 中的数据流主要包括 如下几类 ：  用户认证信息  控制和 I/O 数据  资源信息  费用与支付信息  其他用户访问信息 下面，我们描述 XX 科学院 eTra。