葉森

2012年以來(lái)，浙江云和縣逐漸開(kāi)始數(shù)字化校園的探索與建設(shè)，目前城區(qū)7所學(xué)校已經(jīng)有3所申報(bào)了省市級(jí)數(shù)字化校園示范建設(shè)校，基本完成了數(shù)字化校園硬件部分的建設(shè)，數(shù)字化校園應(yīng)用平臺(tái)也有了一定的雛形，尤其在資源整合、校務(wù)管理等方面取得了很大的突破。然而，在取得成績(jī)的同時(shí)，存在的問(wèn)題更多。主要有以下五個(gè)方面：整體設(shè)計(jì)存在缺陷、存在重復(fù)設(shè)計(jì)的問(wèn)題、始終沒(méi)有建立統(tǒng)一的多用戶管理平臺(tái)、安全性無(wú)法得到保障、缺少推廣和應(yīng)用價(jià)值。

針對(duì)上述問(wèn)題，筆者認(rèn)為有必要建立縣級(jí)層面的區(qū)域性教育數(shù)字平臺(tái)，包括以統(tǒng)一的多用戶管理為核心，擁有一定數(shù)量的、可共享使用的、跨平臺(tái)操作的教學(xué)管理應(yīng)用模塊。

當(dāng)然，在討論如何架構(gòu)之前，筆者還想指出，這里所說(shuō)的區(qū)域性教育數(shù)字平臺(tái)，與以往所提及的以數(shù)字云或大數(shù)據(jù)為背景的大型綜合性數(shù)字應(yīng)用平臺(tái)有本質(zhì)區(qū)別。我們都知道，目前隨著云技術(shù)的不斷成熟，許多地區(qū)都在開(kāi)展教育云的建設(shè)，不可否認(rèn)，教育云極大地改善了優(yōu)質(zhì)教育資源的使用效率，促進(jìn)整個(gè)地區(qū)的教育均衡發(fā)展，但是，這種區(qū)域性的教育云也存在其局限性，就云和縣目前實(shí)際狀況來(lái)說(shuō)，也不適合建立教育云。首先，其需要投入巨大的資金用作架構(gòu)云框架以及后期的設(shè)備維護(hù)，但云和縣每年財(cái)政對(duì)縣級(jí)教育裝備的全部投入為200萬(wàn)元左右，資金缺口巨大。其次，技術(shù)難度要求高，需要專門(mén)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來(lái)管理整個(gè)云的建設(shè)和運(yùn)行。目前，在這方面的技術(shù)人員嚴(yán)重不足。再次，后期維護(hù)服務(wù)難以跟進(jìn)，云技術(shù)發(fā)展很快，后期的服務(wù)項(xiàng)目需要有獨(dú)立開(kāi)發(fā)和管理的能力。正因?yàn)槿绱?，筆者覺(jué)得通過(guò)教育云的方式來(lái)建設(shè)區(qū)域性教育數(shù)字應(yīng)用平臺(tái)，在像云和這樣的小縣開(kāi)展并不合適。那么平臺(tái)的硬件部分該如何去架構(gòu)呢？

目前，云和縣人口13萬(wàn)，因此區(qū)域性的教育規(guī)模偏小，通過(guò)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，筆者發(fā)現(xiàn)城域網(wǎng)終端在網(wǎng)絡(luò)高峰時(shí)段也只有2000個(gè)左右，而對(duì)于一些城域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的訪問(wèn)量，如教育網(wǎng)、研訓(xùn)平臺(tái)、數(shù)字圖書(shū)館，每天平均在300～600人次，因此服務(wù)器的數(shù)據(jù)流量對(duì)網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備負(fù)載能力的需求不高，簡(jiǎn)單的服務(wù)器群加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式便可用作數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)的硬件支撐體系。

硬件平臺(tái)

根據(jù)以上分析，首先架構(gòu)起兩臺(tái)高性能應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)器，主要用作搭建數(shù)字應(yīng)用平臺(tái)主體部分，如統(tǒng)一用戶管理、網(wǎng)站群集等以及對(duì)重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，將它們?cè)O(shè)置成主從關(guān)系，并通過(guò)相關(guān)軟件完成雙機(jī)熱備。使兩臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)相互備份以及訪問(wèn)的負(fù)載均衡，服務(wù)器的磁盤(pán)陣列可以設(shè)置為RAID1或RAID5，然后架構(gòu)一臺(tái)以存儲(chǔ)為主的虛擬化服務(wù)器，通過(guò)一核一應(yīng)用的設(shè)置，建立各類模塊化的輔助平臺(tái)，如數(shù)字圖書(shū)館、資源中心等，以及對(duì)大型數(shù)據(jù)，如視頻、電子圖書(shū)等數(shù)據(jù)的管理。這種架構(gòu)的特點(diǎn)，一方面，在于管理高效、方便，可以針對(duì)特定的功能模塊進(jìn)行獨(dú)立建設(shè)，又不影響整體使用，切換過(guò)程對(duì)應(yīng)用程序無(wú)影響，無(wú)須重新啟動(dòng)或登錄，做到無(wú)人值守。另一方面，在于數(shù)據(jù)管理的安全性較高，尤其是重點(diǎn)數(shù)據(jù)不僅在服務(wù)器內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)硬盤(pán)間備份，服務(wù)器之間也可以完成實(shí)時(shí)更新對(duì)接，當(dāng)遇到訪問(wèn)激增或受到泛數(shù)據(jù)攻擊時(shí)，主從服務(wù)器的相互配合可以起到一定的緩沖作用。

軟件平臺(tái)

對(duì)于應(yīng)用平臺(tái)的軟件部分，筆者根據(jù)相關(guān)功能模塊的重要程度又將其分為三大部分，即基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、站群服務(wù)平臺(tái)、校園公共服務(wù)平臺(tái)，來(lái)分步實(shí)施。具體架構(gòu)方式如下。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。為什么要把數(shù)據(jù)庫(kù)作為建設(shè)的重中之重，這是由數(shù)字校園基本內(nèi)涵來(lái)決定的，數(shù)字校園是以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立起來(lái)的對(duì)教學(xué)、科研、管理、技術(shù)服務(wù)、生活服務(wù)等校園信息的收集、處理、整合、存儲(chǔ)、傳輸和應(yīng)用，使數(shù)字資源得到充分優(yōu)化利用的一種虛擬教育環(huán)境。從定義中我們可以看出，這些應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)都是圍繞數(shù)字化的信息資源展開(kāi)的，而這些信息資源一部分存在于網(wǎng)絡(luò)中，另一部分就存儲(chǔ)在我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中。就拿我們一直在強(qiáng)調(diào)的統(tǒng)一用戶管理平臺(tái)來(lái)說(shuō)，拋開(kāi)桌面化的設(shè)計(jì)，其主要部分就是數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。

對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的架構(gòu)，筆者認(rèn)為可以從三個(gè)方面開(kāi)展建設(shè)。首先，是穩(wěn)定性?？梢酝ㄟ^(guò)采用Window server 2008+SQL server 2005以上的版本來(lái)建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要是由于兩者共同使用的案例較多，而且設(shè)置便捷、技術(shù)成熟，網(wǎng)上對(duì)這種數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)方式的介紹資源很多且已經(jīng)過(guò)不少實(shí)踐測(cè)試，非常適合云和縣這種中小型數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)使用。其次，是兼容性。必須建立起兩大基本數(shù)據(jù)庫(kù)：一是建立以教師培訓(xùn)平臺(tái)為基礎(chǔ)的教師用戶管理數(shù)據(jù)庫(kù)；二是建立無(wú)縫對(duì)接浙江省中小學(xué)學(xué)生電子學(xué)籍系統(tǒng)的學(xué)生用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。這兩大數(shù)據(jù)庫(kù)建立后，后期的其他模塊開(kāi)發(fā)，都將以這兩大數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行優(yōu)化配置，尤其是針對(duì)全縣教育系統(tǒng)內(nèi)的統(tǒng)一用戶管理平臺(tái)，便是建立在這兩大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)之上。最后，是安全性。即通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部及服務(wù)器間的熱備設(shè)置好數(shù)據(jù)的備份管理。

站群服務(wù)平臺(tái)。這個(gè)部分是整個(gè)項(xiàng)目的核心。主要采用面向?qū)ο蠼M件化設(shè)計(jì)，采用B/S 模式架構(gòu)起“主站+分站”，具體功能及組織形式如下：

首先，建立起以云和教育網(wǎng)為中心的主站，以中小學(xué)校園網(wǎng)站為依托的分站。城區(qū)大型學(xué)校的每個(gè)分站點(diǎn)都可以啟用獨(dú)立的域名、獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)、獨(dú)立的空間。而農(nóng)村學(xué)校，可以在主站平臺(tái)下以二級(jí)域名的形式，建立起具有各自學(xué)校特色的校園網(wǎng)站。

其次，建立以主站數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一用戶管理體系，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證和權(quán)限控制體系，對(duì)用戶身份信息和系統(tǒng)控制信息進(jìn)行有效組織管理，提供高效安全的目錄訪問(wèn)，為各應(yīng)用系統(tǒng)提供身份管理平臺(tái)和權(quán)限控制的支持，確保用戶的跨平臺(tái)操作，如實(shí)現(xiàn)在主站后臺(tái)便可直接管理所有分站，也可以通過(guò)在主站的登錄，直接跳轉(zhuǎn)至其他功能平臺(tái)。

再次，完成獨(dú)立分站與主站數(shù)據(jù)庫(kù)在相關(guān)應(yīng)用數(shù)據(jù)方面的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)間互通數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)共享，主站可以群發(fā)通知給所有分站，分站也可推送新聞信息給主站，幫助實(shí)現(xiàn)學(xué)校細(xì)致的信息化布局，降低建設(shè)維護(hù)成本。

最后，為其他輔助平臺(tái)，提供好數(shù)據(jù)接口，確保整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的統(tǒng)一管理。

校園公共服務(wù)平臺(tái)。主要是指以云和教育為核心的，以研訓(xùn)綜合平臺(tái)、教育技術(shù)管理平臺(tái)、遠(yuǎn)程教育直播平臺(tái)為依托，包括辦公協(xié)同系統(tǒng)、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)、數(shù)字圖書(shū)（館）管理系統(tǒng)、網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)、教師博客系統(tǒng)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即云和縣十二五信息化規(guī)劃中的重點(diǎn)項(xiàng)目，一網(wǎng)三平臺(tái)五系統(tǒng)。目前，除研訓(xùn)綜合平臺(tái)、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)還在建設(shè)當(dāng)中，其他數(shù)字化應(yīng)用模塊均已建成，并投入使用。

這些面向全縣學(xué)校，資源共享、數(shù)據(jù)互聯(lián)的綜合應(yīng)用平臺(tái)建立，主要用于解決好在全縣教育信息化推進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的使用盲點(diǎn)、重復(fù)建設(shè)等問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)真正的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源共享，服務(wù)全體師生架構(gòu)體驗(yàn)平臺(tái)。這些模塊在可視化界面中，是相互獨(dú)立的，而在底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)卻又相互聯(lián)系。比如，以研訓(xùn)平臺(tái)與教育技術(shù)管理平臺(tái)為例，兩者是針對(duì)不同教學(xué)應(yīng)用及管理而定制開(kāi)發(fā)的服務(wù)平臺(tái)，雖然安裝在一起，但經(jīng)過(guò)服務(wù)器虛擬化后有各自不同的域名或物理地址，而它們底層的數(shù)據(jù)是互通的，首先，用戶不僅可以從各自平臺(tái)登錄，也可以直接到教育網(wǎng)的首頁(yè)登錄；其次，是數(shù)據(jù)方面相互的調(diào)用，如我們可以利用辦公協(xié)同系統(tǒng)來(lái)對(duì)學(xué)校的教師進(jìn)行績(jī)效考核，這時(shí)就有可能利用研訓(xùn)平臺(tái)中質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，不需要再進(jìn)行重復(fù)的登記錄入，極大地提高了辦公效率。

通過(guò)以上的相關(guān)步驟，我們基本架構(gòu)起了完整統(tǒng)一、覆蓋全面、應(yīng)用深入、安全可靠的綜合平臺(tái)，即區(qū)域性數(shù)字應(yīng)用平臺(tái)，消除信息孤島和應(yīng)用孤島，實(shí)現(xiàn)部門(mén)間、校園間暢通的無(wú)紙辦公，對(duì)各項(xiàng)服務(wù)管理工作提供了無(wú)處不在的一站式服務(wù)。

這一平臺(tái)建設(shè)主要是針對(duì)像云和縣這種教育用戶數(shù)量不多、教學(xué)資源相對(duì)落后、信息化建設(shè)資金相對(duì)短缺的區(qū)域，其推廣的價(jià)值主要在于兩個(gè)方面，一是幫助本區(qū)域的城區(qū)大型學(xué)校建立起初步的數(shù)字化校園管理體系，并引導(dǎo)其在此基礎(chǔ)上建設(shè)帶有各自學(xué)校特色的應(yīng)用平臺(tái)，二是讓中小型學(xué)校，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)村學(xué)校也能感受到信息化建設(shè)所帶來(lái)的數(shù)字體驗(yàn)，能在數(shù)字化的環(huán)境中共享教育資源，實(shí)現(xiàn)教育的均衡發(fā)展。

（作者單位：浙江云和縣教育裝備和勤工儉學(xué)辦公室）