1 信息化与教育信息化
《2006-2020年国家信息化发展战略》指出,信息化是充分利用信息技术,开发利用信息资源,促进息交流和知识共享,提高经济增长质量,推动经济社会发展转型的历史进程[1]。而当前,信息技术已经渗透到了经济发展和社会生活的各个方面,人们的生产、生活以及学习放上都在发生着深刻的变化。信息技术已经成为科学事业的第三支柱。
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供高国民素质和增强国家创新能力方面的重要作用。最新发布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确强调,信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视[3]。纲要还从技术设施建设、资源开发与利用和管理信息系统建设等三个方面,明确了加快教育信息化进程的总体部署和发展任务。
最近发布的《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》认为,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,是加快从教育大国向教育强国迈进的重大战略抉择[4]。规划从总体战略、发展任务、行动计划和保障措施等四个方面全面落实纲要对教育信息化建设的总体部署和发展任务,坚持育人为本,以教育理念创新为先导,以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础,以学习方式和教育模式创新为核心,以体制机制和队伍建设为保障,在构建学习型社会和建设人力资源强国进程中充分发挥教育信息化支撑发展与引领创新的重要作用。
规划尤其认为,高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径,是教育信息化发展的创新前沿,要推动信息技术与高等教育的深度融合,创新人才培养、科研组织和社会服务模式,推动文化传承创新,促进高等教育质量全面提高。
2高等教育信息化的使命与任务
胡锦涛总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上指出,全面提高高等教育质量,必须大力提升人才培养水平、必须大力增强科学研究能力、必须大力服务经济社会发展、必须大力推进文化传承创新。纲要也强调,要在提高人才培养质量、提升科学研究水平、增强社会服务能力、推进文化传承创新等方面重点着力,不断提升高等教育的国际竞争力。
在当前信息技术发展突飞猛进的形势下,高等教育信息化需要充分整合现有资源,采用创新前沿的云计算技术,形成资源配置和服务的集约化发展途径,构建一系列稳定可靠、低成本的高等教育云平台,建计算技术,形成资源配置和服务的集约化发展途径,构建一系列稳定可靠、低成本的高等教育云平台,建 设形成高等教育云环境。以此,服务于大学的人才培养、科学研究、社会服务和文化传承创新等四大职能,发挥其支撑发展和引领创新的重要作用,促进高等教育质量的全面提高。具体的,有如下四个部分:
(1)信息化支撑大力提升人才培养水平。构建高等教育的云基础平台,打造可持续发展的学习环境,培养广大师生的自主和自由的学习能力;构建高等教育云资源平台,让广大师生能够自由的获取优质的教育资源;构建高等教育云服务平台,提高管理效率和决策水平,大力提升人才培养水平。
(2)信息化支撑大力增强科学研究能力。构建高等教育的云基础平台,打造高可用的科学计算环境,促进广大师生的科学研究创新;构建高等教育云资源平台,让广大师生能够自由的获取优质的科研资源;构建高等教育云服务平台,提升学校服务广大师生科学研究的能力和水平。
(3)信息化支撑大力服务经济社会发展。构建高等教育云服务平台,提供高可用的教育管理服务和社会交互服务,促进教育思维方式转变和管理机制创新,保障广大师生的科学研究创新,并促进科学研究创新成果转化,服务经济社会发展。
(4)信息化支撑大力推进文化传承创新。构造高等教育云基础平台,为文化传承提供高可用的云存储环境;构建高等教育云资源平台,共享优秀的文化资源;构建高等教育云服务平台,提供高可用的教育管理服务和社会交互服务,保障和丰富广大师生的社会文化交流,并促进文化传承的创新。
3高等教育信息化的云平台
高等教育信息化作为教育信息化发展的创新前沿,在当前信息技术发展突飞猛进的形势下,需要充分整合各类信息基础设施,建设分布合理、开放开源的基础云环境,形成云基础平台、云资源平台和云服务平台的层级架构。
3.1高等教育云基础平台构建高等教育云基础平台,需要整合各类信息 基础设施,打造一个可持续发展的学习环境,帮助广大师生可以自由和自主的学习。首先,为了保障广大师生可以随时随地的自由学习,需要部署高可用的无线网络环境。其次,为了保障广大师生可以自主的学习,需要建设一个高可用的网络教学平台。除此之外,还需要培养老师们的信息化教学能力和学生们的信息化学习能力。同时,为了适应这种信息化教学能力的增长,高等教育云基础平台还应当向广大师生提供各类信息化基础资源,包括网络资源、存储资源和软件资源等等,让广大师生可以自由自主的学习,真正打造一个可持续发展的学习环境。
构建高等教育云基础平台,需要打造一个高可用的科学计算环境,服务于广大师生的科学研究创新。《计算科学:确保美国竞争力》报告中指出二十一世纪最伟大的科学突破将是大型计算科学所获得的成就,计算科学可以解决以前难以处理的或不能想象的问题。高可用的科学计算环境不仅要重视计算系统软件、硬件、数据采集和存储、可视化以及网络,而且要重视科学、工程以及人文学科算法和应用软件,以期形成一个计算科学的“生态系统”,大力服务广大师生的科学研究创新。
具体的,随着信息化技术的不断发展,信息化应用的范围越来越广泛,信息化应用的层次也越来越有深度,这一切都对信息化基础资源的性能和效率提出了挑战。因此,构建高等教育云基础平台,应当充分应用各种自动化和虚拟化技术,整合已有各类基础资源,包括存储资源、CPU资源和网络资源等,实现资源自动的按需分配,提升资源服务的性能,提高服务的效率。
目前,虚拟化技术已经在北京大学的基础资源管理中广泛应用,整个电子校务环境中有大约250台虚拟机提供服务,约占所有服务器数的40%以上。接下来,北京大学计算中心还将进一步应用各项自动化和虚拟化技术,实现虚拟机的自动生成和资源的自动分配,推进云基础平台的建设。
3.2高等教育云资源平台
构建高等教育云资源平台,首先要开发整合各类优质的教育教学资源,建立高等教育资源共建共享机制,推进高等教育精品课程、图书文献共享等;整合各类优质的科学研究资源,实验科研资源共享;搜集和保存各类有价值的文化资源,实现文化资源共享。
在高等教育信息化的历史进程中,已经建设了各类资源平台,这些优质的信息化资产应当被充分利用,而不是无意义的重复建设。因此,需要建设资源交换平台,突破已有资源平台之间的技术壁垒,实现各类优质资源之间的交换、整合和共享。
结构化数据资源的交换主要有两种形式:数据库级和业务服务级。数据库级的资源交换主要是应用触发器、数据库复制等数据库技术和相关中间件技术,实现不同数据库之间的实时数据交换,这类交换方式效率高,但是有一定的技术局限,受数据库产品类型和版本的限制。业务服务级的资源交换则具有更广泛的应用意义,主要是遵循一定的交换协议,如教育管理信息系统互操作框架,学校信息互操作规范和教育数据交换协议等,按照通用的数据格式,设计和实现数据交换服务。
非结构化数据资源的共享访问是主要目的,交换则不一定是必须步骤。因此,需要建设统一的资源内容管理平台,按照统一的标准定义和定位各类非结构化资源,并且提供统一的内容访问服务和访问控制管理,最终实现非结构化数据的共享访问。
另外,构建高等教育云资源平台,还需要建设开发云资源服务。提供人性化和优质体验的云服务,帮助广大师生方便快捷的获取各类优质的教学资源、科研资源和文化资源,感受云环境下的优质服务,促进广大师生的自主学习、科研创新和文化传承创新。
3.3高等教育云服务平台
首先,需要建设云环境下的教育管理服务平台。推进电子校务平台建设,加强教学质量监控,推动学校教育管理规范化和校务公开,支持学校服务与管理流程的优化与再造,提高管理效率和决策水平,提升学校服务师生的能力和水平。
教育管理的云服务平台,应当整合和开发各类教育管理服务,在管理流程优化以及规范的基础上,综合和统一各类教育管理服务,实现教育管理数据共享和协同工作。教育管理的云服务平台,还应该在综合各类教育管理数据的基础上,实现各类教育管理模型的数据统计与信息挖掘,以提升管理效率和决策水平。
其次,需要建设云环境下的科学计算服务平台,提供高可用、高性能和高效率的云计算环境。按照报告[2]的建议,科学计算需要重视科学、工程以及人文学科算法和应用软件。因此,科学计算的云服务平台需要收集、建设并且提供丰富的算法服务和应用软件服务,以服务广大师生,增强高校科研创新的能力。
还需要打造一个高可用的人性化的交互服务平台,整合交互服务和社会服务功能,帮助广大师生建立一个社会性网络。实现广大师生可以毫无障碍的随时随地交流学习经验和科研经验,以促进广大师生的自主学习和科研创新。同时,也促进科研成果转化,服务经济社会发展;丰富社会文化交流,促进文化传承创新。
云服务平台的建设应当坚持“以用户为中心,以服务为导向”的原则,建设并且集成各种用户体验良好的服务。所谓用户体验良好,指的是内容关注突出、交互简单方便、界面友好亲切,即有用、易用和具有视觉吸引力。坚持这样的原则,能够保障用户在轻松友好的氛围中畅享云环境下的信息化服务,最终支撑高校整体各项能力和水平的提升。
3.4统一标准和统一运维
统一标准和统一运维在云平台建设中具有至关重要的作用。
其中,统一标准是云资源平台建设的前提,必须统一标准,才能实现资源的交换和共享。统一标准同样也是云服务平台建设的必要条件,只有在统一标准下建设的云服务,才能得到更广泛的应用,才能真正实现其服务的价值。
再者,云基础平台的建设主要是为了提高基础资源的性能和效率,同时也是为了提高运维服务的效率;云资源平台和云服务平台的稳定运行同样需要统一运维的运行监控服务。总之,云平台的建设目的之一为了提供统一运维的效率,而统一运维的服务则保障了云平台的稳定可靠运行。
4小结
综上所述,高等教育信息化作为教育信息化发展的创新前沿,在新的形势下,需要创新机制,综合应用各项创新前沿的云计算技术,建设并形成云基础平台、云资源平台和云服务平台的层级架构,按照胡锦涛总书记“四个必须”的要求,大力支撑和服务大学的人才培养、科学研究、社会服务和文化传承创新等职能,发挥其支撑发展和引领创新的重要作用,促进高等教育质量的全面提高。