中小型县域性教育数字应用平台的实践与研究

叶 森

2012年以来，浙江云和县逐渐开始数字化校园的探索与建设，目前城区7所学校已经有3所申报了省市级数字化校园示范建设校，基本完成了数字化校园硬件部分的建设，数字化校园应用平台也有了一定的雏形，尤其在资源整合、校务管理等方面取得了很大的突破。然而，在取得成绩的同时，存在的问题更多。主要有以下五个方面：整体设计存在缺陷、存在重复设计的问题、始终没有建立统一的多用户管理平台、安全性无法得到保障、缺少推广和应用价值。

针对上述问题，笔者认为有必要建立县级层面的区域性教育数字平台，包括以统一的多用户管理为核心，拥有一定数量的、可共享使用的、跨平台操作的教学管理应用模块。

当然，在讨论如何架构之前，笔者还想指出，这里所说的区域性教育数字平台，与以往所提及的以数字云或大数据为背景的大型综合性数字应用平台有本质区别。我们都知道，目前随着云技术的不断成熟，许多地区都在开展教育云的建设，不可否认，教育云极大地改善了优质教育资源的使用效率，促进整个地区的教育均衡发展，但是，这种区域性的教育云也存在其局限性，就云和县目前实际状况来说，也不适合建立教育云。首先，其需要投入巨大的资金用作架构云框架以及后期的设备维护，但云和县每年财政对县级教育装备的全部投入为200万元左右，资金缺口巨大。其次，技术难度要求高，需要专门的技术团队来管理整个云的建设和运行。目前，在这方面的技术人员严重不足。再次，后期维护服务难以跟进，云技术发展很快，后期的服务项目需要有独立开发和管理的能力。正因为如此，笔者觉得通过教育云的方式来建设区域性教育数字应用平台，在像云和这样的小县开展并不合适。那么平台的硬件部分该如何去架构呢？

目前，云和县人口13万，因此区域性的教育规模偏小，通过相关的统计，笔者发现城域网终端在网络高峰时段也只有2000个左右，而对于一些城域网络应用的访问量，如教育网、研训平台、数字图书馆，每天平均在300～600人次，因此服务器的数据流量对网络核心设备负载能力的需求不高，简单的服务器群加数据存储的方式便可用作数据应用平台的硬件支撑体系。

硬件平台

根据以上分析，首先架构起两台高性能应用数据服务器，主要用作搭建数字应用平台主体部分，如统一用户管理、网站群集等以及对重要数据的存储管理，将它们设置成主从关系，并通过相关软件完成双机热备。使两台服务器的数据实现相互备份以及访问的负载均衡，服务器的磁盘阵列可以设置为RAID1或RAID5，然后架构一台以存储为主的虚拟化服务器，通过一核一应用的设置，建立各类模块化的辅助平台，如数字图书馆、资源中心等，以及对大型数据，如视频、电子图书等数据的管理。这种架构的特点，一方面，在于管理高效、方便，可以针对特定的功能模块进行独立建设，又不影响整体使用，切换过程对应用程序无影响，无须重新启动或登录，做到无人值守。另一方面，在于数据管理的安全性较高，尤其是重点数据不仅在服务器内部可以实现硬盘间备份，服务器之间也可以完成实时更新对接，当遇到访问激增或受到泛数据攻击时，主从服务器的相互配合可以起到一定的缓冲作用。

软件平台

对于应用平台的软件部分，笔者根据相关功能模块的重要程度又将其分为三大部分，即基础数据库、站群服务平台、校园公共服务平台，来分步实施。具体架构方式如下。

基础数据库。为什么要把数据库作为建设的重中之重，这是由数字校园基本内涵来决定的，数字校园是以计算机和网络技术为基础，建立起来的对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输和应用，使数字资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。从定义中我们可以看出，这些应用平台的建设都是围绕数字化的信息资源展开的，而这些信息资源一部分存在于网络中，另一部分就存储在我们的数据库中。就拿我们一直在强调的统一用户管理平台来说，抛开桌面化的设计，其主要部分就是数据库建设。

对于数据库的架构，笔者认为可以从三个方面开展建设。首先，是稳定性。可以通过采用Window server2008+SQL server 2005以上的版本来建立基础数据库，主要是由于两者共同使用的案例较多，而且设置便捷、技术成熟，网上对这种数据库架构方式的介绍资源很多且已经过不少实践测试，非常适合云和县这种中小型数据库的开发使用。其次，是兼容性。必须建立起两大基本数据库：一是建立以教师培训平台为基础的教师用户管理数据库；二是建立无缝对接浙江省中小学学生电子学籍系统的学生用户数据库。这两大数据库建立后，后期的其他模块开发，都将以这两大数据库为基础，进行优化配置，尤其是针对全县教育系统内的统一用户管理平台，便是建立在这两大基础数据库之上。最后，是安全性。即通过数据库内部及服务器间的热备设置好数据的备份管理。

站群服务平台。这个部分是整个项目的核心。主要采用面向对象组件化设计，采用B/S 模式架构起“主站+分站”，具体功能及组织形式如下：

首先，建立起以云和教育网为中心的主站，以中小学校园网站为依托的分站。城区大型学校的每个分站点都可以启用独立的域名、独立的数据库、独立的空间。而农村学校，可以在主站平台下以二级域名的形式，建立起具有各自学校特色的校园网站。

其次，建立以主站数据库为基础的统一用户管理体系，实现统一用户身份认证和权限控制体系，对用户身份信息和系统控制信息进行有效组织管理，提供高效安全的目录访问，为各应用系统提供身份管理平台和权限控制的支持，确保用户的跨平台操作，如实现在主站后台便可直接管理所有分站，也可以通过在主站的登录，直接跳转至其他功能平台。

再次，完成独立分站与主站数据库在相关应用数据方面的对接，实现站点间互通数据、数据共享，主站可以群发通知给所有分站，分站也可推送新闻信息给主站，帮助实现学校细致的信息化布局，降低建设维护成本。

最后，为其他辅助平台，提供好数据接口，确保整个系统平台的统一管理。

校园公共服务平台。主要是指以云和教育为核心的，以研训综合平台、教育技术管理平台、远程教育直播平台为依托，包括办公协同系统、教学质量评价系统、数字图书（馆）管理系统、网上阅卷系统、教师博客系统的数字化网络架构，即云和县十二五信息化规划中的重点项目，一网三平台五系统。目前，除研训综合平台、教学质量评价系统还在建设当中，其他数字化应用模块均已建成，并投入使用。

这些面向全县学校，资源共享、数据互联的综合应用平台建立，主要用于解决好在全县教育信息化推进过程中出现的使用盲点、重复建设等问题，为实现真正的优质网络资源共享，服务全体师生架构体验平台。这些模块在可视化界面中，是相互独立的，而在底层数据结构却又相互联系。比如，以研训平台与教育技术管理平台为例，两者是针对不同教学应用及管理而定制开发的服务平台，虽然安装在一起，但经过服务器虚拟化后有各自不同的域名或物理地址，而它们底层的数据是互通的，首先，用户不仅可以从各自平台登录，也可以直接到教育网的首页登录；其次，是数据方面相互的调用，如我们可以利用办公协同系统来对学校的教师进行绩效考核，这时就有可能利用研训平台中质量评价系统中的相关数据，不需要再进行重复的登记录入，极大地提高了办公效率。

通过以上的相关步骤，我们基本架构起了完整统一、覆盖全面、应用深入、安全可靠的综合平台，即区域性数字应用平台，消除信息孤岛和应用孤岛，实现部门间、校园间畅通的无纸办公，对各项服务管理工作提供了无处不在的一站式服务。

这一平台建设主要是针对像云和县这种教育用户数量不多、教学资源相对落后、信息化建设资金相对短缺的区域，其推广的价值主要在于两个方面，一是帮助本区域的城区大型学校建立起初步的数字化校园管理体系，并引导其在此基础上建设带有各自学校特色的应用平台，二是让中小型学校，尤其是偏远地区的农村学校也能感受到信息化建设所带来的数字体验，能在数字化的环境中共享教育资源，实现教育的均衡发展。

(作者单位：浙江云和县教育装备和勤工俭学办公室)