云及物聯(lián)技術(shù)背景下教育三主體自適應(yīng)的信息資源管理研

1、“云”和“物聯(lián)”技術(shù)背景下教育三主體信息資源管理研究以高校信息管理類學(xué)生卓越工程師培養(yǎng)為例魏忠葉銘陳致杰宋慶飛 徐立利 劉冬華淑芹學(xué)習(xí)行為和"云”和"物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)所帶來技術(shù)可能的變革，研究對(duì)比 以教育信息資源和新技術(shù)所提供的教育數(shù)據(jù)為中心和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以“教學(xué)”信息資摘要:MOODLE、SAKA、針對(duì)90后社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)階段 了各種教育及教育信息理論的適應(yīng)性， 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法為分析方法，研究基于高等教育多主體（教務(wù)、教師、學(xué)生）角色特性的 源管理；以WEBQUES教育思想為指導(dǎo)，整合實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、網(wǎng)絡(luò)支架、任務(wù)探究、互動(dòng)教學(xué)、資源協(xié)作等教 育資源管理問題，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，SOA臺(tái)

2、理架構(gòu)與云計(jì)算方式，集成和定制開源軟件（LAMS）,實(shí)現(xiàn)高等教育教務(wù)、教師與學(xué)生“三主”體按需獲取“教學(xué)”資源的目標(biāo)，最后，通過某211大學(xué)研究生400門課程布置所提供的海量教育行為數(shù)據(jù)為樣本，建立教務(wù)、教師和學(xué)生三主體信息獲取行為系 統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，為教育管理科學(xué)化提供依據(jù)。1 .問題的提出“加快教育信息化進(jìn)程”、“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響”、“加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”“加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)與應(yīng)用，構(gòu)建國家教育管理信息系統(tǒng)” 是目前教育管理的重要趨勢(shì)國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要第十九章中。隨著互聯(lián)網(wǎng)和WEB2.0的普及，新時(shí)代的學(xué)生教育由于信息化所帶來的新情況，教育本身對(duì)于學(xué)生、

3、教師和教育責(zé)任 部門面臨巨大的挑戰(zhàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)資源的及時(shí)性和豐富性使得教育邁入社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)階段，這個(gè)階段知識(shí)與教育分離、90后大學(xué)學(xué)習(xí)行為發(fā)生巨大變革 浙江大學(xué)教授論文;互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展和信息化社會(huì)到來正改變著傳統(tǒng)的教與學(xué)；伴隨互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)成長起來的大學(xué)生希望與時(shí)代相適應(yīng)的精彩的數(shù)字化學(xué)習(xí)生活。教育改革必須適應(yīng)從單一文字向綜合 多種感官參與轉(zhuǎn)移，從線性知識(shí)編排到網(wǎng)狀非線性編排，從靜態(tài)、單維向動(dòng)態(tài)、多維轉(zhuǎn)變，從關(guān)注學(xué)生外 在行為向關(guān)注學(xué)生內(nèi)心體驗(yàn)和學(xué)習(xí)策略培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?！敖逃壬?”、“教育為了適、“以學(xué)生為中心”、“以信息資當(dāng)代中國高等教育教育呈現(xiàn)應(yīng)用多元需求和建構(gòu)本源探索的巨大矛盾； 應(yīng)社會(huì)”

4、、“教師不是桶也不是水是支架 建構(gòu)主義理論”、“教師的任務(wù)是建立學(xué)生的建構(gòu)” 源為中心甚至無中心分布式學(xué)習(xí)理論”，從信息傳遞的角度來看，SEMINAR實(shí)用主義、建構(gòu)主義、以教師為中心、WEBQUEST 混合學(xué)習(xí)等，都可以認(rèn)為是適合某種信息傳遞方式、時(shí)代、限制的適應(yīng)性理論；信息接收變革與基于和教 育責(zé)任主體的角色滿意和角色自組織的教育趨勢(shì)與任務(wù)研究是高等教育不能回避的問題；解決教育的抓手只能是從教育責(zé)任主體的角色特性入手，不是“站在教育外面研究教育”伯恩斯坦教育話語理論;單純以學(xué)生為中心的教育理念在實(shí)踐上難以實(shí)施、在理論上不符合目前的教育權(quán)利結(jié)構(gòu)，如何利用信息網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)構(gòu) 建角色個(gè)性的新教育是高校

5、的一個(gè)難題，也是信息技術(shù)的一個(gè)機(jī)會(huì)；教學(xué)資源建設(shè)模式轉(zhuǎn)變、教師教學(xué)方 法模式轉(zhuǎn)變、學(xué)生學(xué)習(xí)方法模式轉(zhuǎn)變、教學(xué)教務(wù)管理模式轉(zhuǎn)變；目前的教育責(zé)任主體分為教學(xué)管理部門、教師、學(xué)生，解決以上責(zé)任主體的積極性方面有關(guān)學(xué)者做了大量研究，也形成了“拼盤”現(xiàn)象，在教育信息資源方面保持著相當(dāng)鮮明的分離痕跡。對(duì)于“拼盤”現(xiàn)象的出現(xiàn)原因，一般認(rèn)為是由圍繞學(xué)生為中心整合和強(qiáng)調(diào)程度不夠所造成的。但是根據(jù)以上伯恩斯坦對(duì)于 課程類型和教育知識(shí)編碼的分析，這種拼盤現(xiàn)象的出現(xiàn)原因，并非因?yàn)檎铣潭炔粔颍且驗(yàn)楦鹘逃?zé) 任主體對(duì)整合實(shí)質(zhì)的理解有誤區(qū)。要做到整合，需要通過改變教育責(zé)任主體之間關(guān)系才能達(dá)到的整合。我 們需要做的是如

6、何降低教育責(zé)任主體之間的離隔強(qiáng)度或分類強(qiáng)度，使教務(wù)、教師、學(xué)生之間的界限變得十 分模糊，基于云”和“物聯(lián)”技術(shù)給教育信息資源有了“同源性”提供可能的解決方案。使得教育管理部門的成就感、學(xué)生認(rèn)可的外在表現(xiàn) (external performa nee)，教師認(rèn)可的學(xué)生的內(nèi)在能力(in ternal com pete nee)達(dá)成一致的“認(rèn)同感”。網(wǎng)絡(luò)教育的云和物聯(lián)技術(shù)發(fā)展，給出了利用教育數(shù)據(jù)進(jìn)行行為科學(xué)、實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘進(jìn)而走向?qū)嵶C科學(xué)的可能；也給出了分布式學(xué)習(xí)、 即插即用學(xué)習(xí)、知識(shí)與技能分離學(xué)習(xí)、 角色個(gè)性自適應(yīng)的可能性; 能否基于最大限度的教育信息資源共享，將已有的各種理論模式和實(shí)踐和行

7、政形成的教育資源整合起來， 以角色個(gè)性化來展現(xiàn)高教多主體的的信息資源管理，是本研究的重點(diǎn)。2. 信息管理的框架和教育理論基礎(chǔ)1.1目標(biāo)和任務(wù)：目標(biāo)：構(gòu)建一個(gè)以信息資源獲取為中心的泛在感知的即插即用的快樂學(xué)習(xí)”的 云”；教育的三個(gè)主體在物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)情況下的目標(biāo)：實(shí)體系統(tǒng)、任務(wù)聚焦、泛在感知、支架教學(xué)、協(xié)作互動(dòng)、自主探究、數(shù)據(jù)留存、按需獲?。灰鉀Q的關(guān)鍵應(yīng)用問題：課程教育向“剝離知識(shí)，貼近應(yīng)用”靠近一步；實(shí)驗(yàn)教育向“知其所以然”教師向“以教育為本，快樂培育”回歸一提升一步；學(xué)生向“以我為中心、協(xié)作學(xué)習(xí)”深入一步；步；監(jiān)督過程控制結(jié)果圖1.云教學(xué)流程1.2模型框架:WEBQLESTI實(shí)體系統(tǒng)IrI

8、在線支架Ir物連系統(tǒng)I任務(wù)系統(tǒng)丄I課程互動(dòng)II資源系統(tǒng)I圖2.項(xiàng)目前期搭建的實(shí)驗(yàn)體系圖1.3相關(guān)教育學(xué)理論基礎(chǔ)2.1.1實(shí)用主義教育理論與新技術(shù)視野下場(chǎng)景實(shí)踐教學(xué)整合；高等教育網(wǎng)上和網(wǎng)下最大的區(qū)別也許除了專業(yè)的教學(xué)機(jī)構(gòu)和師資外，就是實(shí)驗(yàn)環(huán)境和器材了。古今高等教育均采用的昂貴的實(shí)驗(yàn)器材在網(wǎng)絡(luò)虛擬世界中一樣無法取代是具有一定理論基礎(chǔ)的，信息技術(shù)的發(fā)展 不是取代而是強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)，因此盡可能整合和提升實(shí)驗(yàn)器材的使用是高等學(xué)歷教育重要內(nèi)容。這 是因?yàn)檎J(rèn)知的本性是分布式的7,認(rèn)知現(xiàn)象不僅包括個(gè)人頭腦中所發(fā)生的認(rèn)知活動(dòng)，還涉及人與人之間以及人與技術(shù)工具之間通過交互實(shí)現(xiàn)某一活動(dòng)（比如飛行教育的飛行過程）

9、的過程。教育的中心應(yīng)從教師和教科書轉(zhuǎn)到學(xué)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)與任務(wù)或問題相結(jié)合，以探索問題來引導(dǎo)和維持學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng) 機(jī)；創(chuàng)建真實(shí)的教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生帶著真實(shí)的任務(wù)去學(xué)習(xí)，在這個(gè)過程中，學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，教師 能動(dòng)地引導(dǎo)和激勵(lì)，使學(xué)生真正掌握所學(xué)內(nèi)容，并通過任務(wù)舉一反三；實(shí)用主義教育家杜威 離不開環(huán)境。有了環(huán)境這個(gè)概念，把心理活動(dòng)看作是孤立存在于真空中的個(gè)體活動(dòng)是不可能的。 話就蘊(yùn)含著對(duì)心理活動(dòng)研究的個(gè)體分析單元（不管是外顯行為還是內(nèi)部符號(hào)處理機(jī)制）的質(zhì)疑。8認(rèn)為,在對(duì)心理“機(jī)體8 這句學(xué)研究困境的反思中，對(duì)于維果茨基的心理學(xué)成果，人們也給予了特別關(guān)注：“那么，如何擺脫目前心理9維果茨基

10、根據(jù)馬克10“意識(shí)不是與世學(xué)的危機(jī)呢？在反思中，人們意識(shí)到維果茨基的成果中蘊(yùn)藏著許多有價(jià)值的思想。” 思主義的實(shí)踐觀，指出“心理不僅通過人的活動(dòng)表現(xiàn)出來，而且是在活動(dòng)中形成的”；11隔絕、脫離活動(dòng)的內(nèi)部封閉系統(tǒng)，而是以活動(dòng)作為它的客觀表現(xiàn)的”。2.1.2混合學(xué)習(xí)理論與基于物聯(lián)技術(shù)的在線教育支架的融合研究；除了實(shí)驗(yàn)和課本之外，信息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)為強(qiáng)化感知做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，禾U用多種媒體多種教學(xué)方法 進(jìn)行教學(xué)，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開展輔助性教與學(xué)活動(dòng)9；本研究開發(fā)出基于物聯(lián)的“云實(shí)驗(yàn)”平臺(tái)，搭建一個(gè)分布式在線實(shí)驗(yàn)支架?！胺植际綄W(xué)習(xí)并不是一個(gè)替換遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的新名詞.它來自于分布式資源的?概念。分布式學(xué)習(xí)是一

11、種教學(xué)模式，它允許指導(dǎo)者、學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容分布于不同的非中心的位置，使教 與學(xué)可以獨(dú)立于時(shí)空而發(fā)生。分布式學(xué)習(xí)模式可以結(jié)合傳統(tǒng)的基于課堂的課程使用，也可以結(jié)合遠(yuǎn)程學(xué)習(xí) 課程.或者可以用來創(chuàng)建完全虛擬的教室。” 10分布式學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)程教育的建構(gòu)主義.網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的遠(yuǎn)程教育采用建構(gòu)主義的LED思想.將傳統(tǒng)的以教師為中心改變?yōu)橐詫W(xué)習(xí)者為主體.著重于情景、建構(gòu)、合作與交 流，著重于為學(xué)習(xí)者提供豐富的資源建立自己的認(rèn)識(shí)和理解。2.1.3建構(gòu)主義理論與“云”環(huán)境下互動(dòng)教學(xué)的研究；建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下，獲取知識(shí) 的過程，在這個(gè)過程中，需要借助其他人（包括教

12、師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意 義建構(gòu)的方式而獲得?！笆谌艘贼~步入授人以漁”，教育的目的是完成新一輪意義架構(gòu)。MOODLE以課程為中心、SAKAI以資源為中心均采用 SCORM標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了一個(gè)互動(dòng)學(xué)習(xí)的平臺(tái)。T創(chuàng)設(shè)憎境卜q T總?cè)蝿?wù)定義 *任務(wù)細(xì)分I登錄平臺(tái)卜T資源上傳1T評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制定卜T鼓勵(lì)意義建構(gòu)I*1瀏覽課程環(huán)境按渡程完成最絡(luò)意丈建構(gòu)圖3.按照建構(gòu)主義進(jìn)行設(shè)計(jì)的信息課程角色7 Hutchins分布認(rèn)知理論8杜威提出“教育即生活”、“學(xué)校即社會(huì)”、“做中學(xué)”等主要觀點(diǎn)，追求創(chuàng)新思維、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、加強(qiáng)教育的統(tǒng)一性.9混合學(xué)習(xí)理論；101995 年 Steven Saltz

13、be等在Distuted kaming on the World WideWeb分布式學(xué)習(xí)理論2.1.4 WEBQUEST莫式11與網(wǎng)絡(luò)探究教學(xué)的研究；教學(xué)平臺(tái)使用信息化技術(shù)，通過將達(dá)到某一學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)路線細(xì)分為課程，將課程細(xì)分為可執(zhí)行的 webquest活動(dòng)，使學(xué)生通過這種學(xué)習(xí)模式掌握課程知識(shí)，最終完成專業(yè)學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中，教師通過教 學(xué)指導(dǎo)和資源組織來幫助學(xué)生，學(xué)生通過自主地資源獲取和學(xué)習(xí)、同學(xué)互助以及向教師求助來最終完成 webquest的任務(wù)目標(biāo)。在此過程中通過對(duì)學(xué)生活動(dòng)的跟蹤，學(xué)習(xí)成果的考核和評(píng)價(jià)，客觀地呈現(xiàn)學(xué)生地學(xué) 習(xí)生涯，并可通過對(duì)此進(jìn)行分析反饋以修正學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和方向。&

14、#39;底衍學(xué)訂丨7:廠：TN+ - - -r；/'-J西賀盡粽氐加忙純實(shí)驗(yàn)梅餐k盛簡畫抵ri怙芝比麻曲?冒I ni l； 1710?-工'':占心靑- ,5:i軟J1. ?1圖4.綜合布線工程實(shí)驗(yàn) WEBQUEST網(wǎng)絡(luò)探究采用支架式、 拋錨式、隨機(jī)進(jìn)入、啟發(fā)式教學(xué)，形成一整套針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)空間的任務(wù)教學(xué)體系。 任務(wù)體系通過對(duì)比性探究，培養(yǎng)思維的比較性；通過互補(bǔ)性探究，培養(yǎng)思維的嚴(yán)密性；通過矛盾性探究， 培養(yǎng)思維的批判性；通過聯(lián)系性探究，培養(yǎng)思維的靈活性；通過擴(kuò)展性探究，培養(yǎng)思維的廣闊性；6、資源依賴?yán)碚撆c新技術(shù)視野下教育信息資源管理模式的研究；按照伯恩斯坦的教學(xué)話語理論，

15、話語實(shí)際是一種規(guī)則，比如教學(xué)性話語又被稱為教學(xué)性規(guī)則，規(guī)約性 話語又被稱為規(guī)約性規(guī)則.所謂教育知識(shí)編碼指的是一種規(guī)則，這種規(guī)則可以對(duì)課程、教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)評(píng) 價(jià)實(shí)施總調(diào)控任何拋開教育行政和教師空談教育改革和“以學(xué)生為中心”是無力的和不可能成功的。作為組織高校及其行政組織行為最重要的是關(guān)心生存和發(fā)展；為了生存，高校需要資源，而學(xué)校恰恰 通常不能生產(chǎn)這些資源；學(xué)院和學(xué)校必須與它所依賴的環(huán)境中的技術(shù)、服務(wù)、資源因素互動(dòng)，通常包含服 務(wù)公司、產(chǎn)品、開源代碼、其它院校經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)；高校的生存建立在一個(gè)控制內(nèi)部與外部資源關(guān)系的能力 基礎(chǔ)之上12。教育責(zé)任主體是教育行政、教師和學(xué)生，僅僅依賴這些資源是教育資源管

16、理成功的必要條件；開源模 式是軟件的一個(gè)趨勢(shì)，更是教育軟件的優(yōu)勢(shì)；校企合作也是資源共享的一個(gè)方式。以上資源是新技術(shù)視野 下的教育信息資源管理的重要內(nèi)容。本研究的資源協(xié)作模式的具備的特點(diǎn)如下：FLUKE測(cè)試IT服務(wù)商提供?保姆式工程協(xié)作：依據(jù)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的工程化平臺(tái)，立足主流技術(shù)：例如網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的 儀、物聯(lián)網(wǎng)的德州儀器設(shè)備，均給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。例如在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中要求H3C1000頁網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；在目前的教育體制下，指望?分紅式校企協(xié)作：展開教育實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和科研原型的深度合作，Bernie.Dodge)和湯姆馬Webquest課程網(wǎng)頁，并在課堂教學(xué)中11 WebQuest課程是1995年由美國圣地亞哥

17、州立大學(xué)教育技術(shù)系伯尼道格( 奇(Tom.March)創(chuàng)立，目前全球已有數(shù)以千計(jì)的教師建立了自己的 廣泛開展了實(shí)踐。12杰弗里普費(fèi)弗&薩蘭奇克資源依賴?yán)碚摻處熑プ錾钊牍こ袒膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容開發(fā)非常困難，然而探索通過企業(yè)合作，將內(nèi)容外包，可以實(shí)驗(yàn) 校際資源市場(chǎng)化高效運(yùn)行。OEM合?組件式支架協(xié)作：物聯(lián)技術(shù)牽涉到非常寬泛的技術(shù)類別，依靠各類接口的緊密開發(fā) 作伙伴，實(shí)現(xiàn)教學(xué)支架物聯(lián)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)；采用成熟的套 著重在制高點(diǎn)上整合資源搜索搜索、版本管理、流?服務(wù)式開源協(xié)作：盡可能使用在某一領(lǐng)域已經(jīng)占絕對(duì)統(tǒng)治地位的開源體系; 件產(chǎn)品配合；注重技術(shù)的穿透能力和服務(wù)； 程管理功能；定制開發(fā)具有核心競(jìng)爭能力和專

18、業(yè)特色的教育內(nèi)容部分；3. 角色自適應(yīng)教育信息管理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)門戶層SOA架構(gòu)云架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)教室門戶學(xué)習(xí)門戶廣適應(yīng)管理LJ1r服務(wù)接口服務(wù)注冊(cè)3 服務(wù)查找）服務(wù)訪問f服務(wù)流程f服務(wù)管理1J用戶 管理資源平臺(tái)實(shí)驗(yàn)平臺(tái):計(jì)算資源池J （存儲(chǔ)資源池（網(wǎng)絡(luò)資源池） 數(shù)據(jù)資源池計(jì)算機(jī)）（存儲(chǔ)（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)庫rL-1-I感知1控制教學(xué)設(shè)施環(huán)境設(shè)施實(shí)驗(yàn)儀器映像管理資源管理圖5.基于角色自適應(yīng)的教育平臺(tái)設(shè)計(jì)3.1實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景系統(tǒng)的技術(shù)布置實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景系統(tǒng)是整合高校特有的、具有巨大投資額度的實(shí)驗(yàn)室資源，通過物聯(lián)技術(shù)將“現(xiàn)實(shí)的虛擬增 強(qiáng)”和”虛擬的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)”,盡可能地還原真實(shí)工程的環(huán)境特點(diǎn)和感受。調(diào)查表明，90%的真實(shí)工程問

19、題，模擬系統(tǒng)無法在線，強(qiáng)調(diào)真實(shí)工程環(huán)境并通過物聯(lián)技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)環(huán)境增強(qiáng)而不是“替代”是實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景 系統(tǒng)的關(guān)鍵。例入網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建立真實(shí)工程的網(wǎng)絡(luò)（交換、防火墻、路由器等）并輔助以異步串口的教學(xué) 后臺(tái)配置系統(tǒng)；弱電實(shí)驗(yàn)室以真實(shí)的從光纖接入到機(jī)架、水晶頭制作的工程實(shí)驗(yàn)室，配備以演示客戶端視 頻發(fā)布和動(dòng)作系統(tǒng)；物流實(shí)驗(yàn)室建立真實(shí)感知的物流現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)并輔助以電子化物流和虛擬仿真后臺(tái)系統(tǒng) 等。通過知識(shí)和技能的真實(shí)感知，完成師生“教育既社會(huì)”的信心體系和教務(wù)的實(shí)用認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)。管理類安全實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)基L本實(shí)驗(yàn)踰絡(luò)程序設(shè)計(jì)拓?fù)鋵W(xué)AT帖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)禺絡(luò)路宙交換TcjyiPig網(wǎng)絡(luò)怕諫分析無線邇訊原理與

20、應(yīng)用L信息和網(wǎng)絡(luò).g全實(shí)驗(yàn):業(yè)信息安全規(guī)劃與逹Q信息安全折惟與法律法規(guī) 信息安全工程與管理 FMef 0安全協(xié)議與標(biāo)灌:電手對(duì)抗導(dǎo)論計(jì)算機(jī)病垂涇苴防治 岡貉取擊與讓御技朮 數(shù)曙庫妥全 亡防衣墻技術(shù)操作殺軌原理數(shù)擴(kuò)庫理論容錯(cuò)與可靠性設(shè)計(jì)數(shù)推庫技術(shù)§程序設(shè)計(jì)第摒箱構(gòu)面向?qū)ο蠓终叟c設(shè)計(jì) Cff編程及相關(guān)語S 數(shù)據(jù)庫濡程密毀統(tǒng)r密碼學(xué)基礎(chǔ)數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用審碼學(xué)晝實(shí)踐圖6.信息安全實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景與知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)3.2基于物聯(lián)技術(shù)的在線實(shí)驗(yàn)支架24小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)困難極大，基于物聯(lián)技術(shù)的在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的花費(fèi)是巨大的，而教務(wù)管理上保證學(xué)生 實(shí)驗(yàn)支架為教育改革管理提供的技術(shù)職稱?？紤]到實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性，在線實(shí)驗(yàn)支架開發(fā)

21、以JAVA技術(shù)框架為基礎(chǔ)，利用 485、232、串口接口、現(xiàn)場(chǎng)總線、RFID WIFI、WSN等技術(shù)，整合視頻、IP信號(hào)、模擬信號(hào)，感受真實(shí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景系統(tǒng)的溫度、濕度、 位置、設(shè)備管理等信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教務(wù)管理的強(qiáng)電、弱電、遙控中控控制和“虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)”以及“現(xiàn)實(shí)的虛擬增強(qiáng)”。在線實(shí)驗(yàn)支架需要開發(fā)軟件產(chǎn)品平臺(tái)，開發(fā)整合網(wǎng)管技術(shù)、接入網(wǎng)關(guān)、全聯(lián)通網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能代理技 術(shù)、跨平臺(tái)、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫支持。在線實(shí)驗(yàn)支架采用課題組接入網(wǎng)關(guān)專利技術(shù)，該技術(shù)是嵌入式芯片設(shè)計(jì)，將控制層下移至接入層實(shí)現(xiàn) 控制中心全網(wǎng)管理，保證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和防止內(nèi)部攻擊。在線實(shí)驗(yàn)支架采用遠(yuǎn)程錄播和視頻來解決實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的補(bǔ)充問題，采用在線

22、實(shí)驗(yàn)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)組件實(shí)現(xiàn) 設(shè)備狀態(tài)管理，該組件實(shí)現(xiàn)以下功能：?(1)自動(dòng)物理拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)： ?(2)物理拓?fù)涫止ぐl(fā)現(xiàn)與位置調(diào)整： ?(3)物理拓?fù)涞恼故荆?(4)物理拓?fù)鋱D與各種信息關(guān)聯(lián)?(5)物理拓?fù)鋱D分級(jí)管理?(6)拓?fù)鋱D自動(dòng)布局?(7)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備拓?fù)涠ㄎ凰伎碱}I實(shí)驗(yàn)應(yīng)用情境實(shí)驗(yàn)原埋實(shí)驗(yàn)具體步驟說明I 基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)PPTN漏洞網(wǎng)站實(shí)驗(yàn)軟硬件環(huán)境|實(shí)驗(yàn)教程息安全實(shí)驗(yàn)霍教學(xué)平臺(tái)資源庫數(shù)據(jù)庫備份漏洞萬能密碼源碼獲取Webshell 獲取漏洞真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操 作過程教學(xué)與課后復(fù) 習(xí)雙重功能圖網(wǎng)絡(luò)信息*ISql注入II 弱口令Filepath 上傳|曰錄瀏覽7.信息安全課程在線實(shí)驗(yàn)支架的邏輯圖3.3基于WEBQ

23、UEST的情景訓(xùn)練系統(tǒng)場(chǎng)景訓(xùn)練系統(tǒng)是利用 WEBQUESTW景訓(xùn)練的幾種教學(xué)策略，采用建構(gòu)理論任務(wù)模式，一般由小組 SEMINAR分工完成，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境情景拋錨，完成新一輪知識(shí)螺旋上升建構(gòu)。例如，在網(wǎng)絡(luò)安全課程忠 布置具有13個(gè)網(wǎng)站漏洞的真實(shí)系統(tǒng)作為學(xué)期總作業(yè)來完成學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)；網(wǎng)絡(luò)工程課程忠以學(xué)生身邊 事件來實(shí)現(xiàn)拓?fù)鋱D、PROJEC圖、AUTOCAD圖、個(gè)人網(wǎng)站、最終完成一個(gè)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)小組投標(biāo)總作業(yè)。以 上情境訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，再輔助以后臺(tái)的實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)（例如信息安全課程輔助以具有100多個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的信息安全種子庫實(shí)驗(yàn)支架）。情景訓(xùn)練系統(tǒng)采用虛擬的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)、現(xiàn)實(shí)的虛擬增強(qiáng)、 的真實(shí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、

24、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的真實(shí)感知和布置。3D多媒體技術(shù)、仿真模擬技術(shù)，完成任務(wù)教學(xué)圖8.基于 WEBQUEST勺網(wǎng)絡(luò)工程標(biāo)書訓(xùn)練體系網(wǎng)絡(luò)工S類投標(biāo)書撰寫3.4基于“云”技術(shù)的教育互動(dòng)探究平臺(tái)“即插即用”、“及時(shí)感知”、“及時(shí)互動(dòng)”、“分布式知識(shí)體系”是使得互動(dòng)教育具有“云教育”的特征。 通過物聯(lián)網(wǎng)、云端技術(shù)整合實(shí)驗(yàn)資源、計(jì)算資源與教學(xué)資源，并通過網(wǎng)絡(luò)的方式提供服務(wù)。開源平臺(tái)的好 處在于成本低廉、用戶多和可定制強(qiáng)，本研究使用SCORM標(biāo)準(zhǔn)的MOODLE(PHP或 SAKAI開源平臺(tái)(MOODLE 平臺(tái)以課程為中心、SAKAI平臺(tái)以教育信息資源為中心，根據(jù)中國教育特點(diǎn)個(gè)性化設(shè)置視頻點(diǎn)播、文檔資 源庫，定制開

25、發(fā)教學(xué)管理、排課、門戶內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教務(wù)、教師、學(xué)生多中心的個(gè)性化角色設(shè)置，完成精品 課程、師生互動(dòng)、資源互動(dòng)，在線開始、作業(yè)、投票、報(bào)表工程等功能?；?dòng)教學(xué)平臺(tái)在上海海事大學(xué)、 東華大學(xué)、上海商學(xué)院、上海醫(yī)療高等?？茖W(xué)校等信息類、信息管理類學(xué)校得到使用，進(jìn)一步需增加基于 三種教育角色的自適應(yīng)界面系統(tǒng)。'在線測(cè)驗(yàn)'論壇作L彳金源協(xié)作*曇視頻點(diǎn)播、文檔液源業(yè)、投SP臺(tái)r（式丿庫，pri屏解錄僦撫扌卜圖4Visb 圖網(wǎng)絡(luò)苻號(hào)墮用交換機(jī)基礎(chǔ)配肯交換機(jī)、齬由器匱理投標(biāo)、線上線下互 動(dòng)，悔作路由器、交換機(jī)基本撞作WTP技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)路由交換實(shí)驗(yàn)lZ缶&憤/ r I課堂敦學(xué)刀防火墻透明配

26、苣安全奧驗(yàn)K火墻路由配直無竣二層網(wǎng)堵d藥kH存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)J*ft川D基礎(chǔ)配S.無線實(shí)驗(yàn)LI無線三層R絡(luò)配置>圖9.網(wǎng)絡(luò)工程課程探究示范3.5基于按需搭建13模型和SOA技術(shù)的松耦合教育信息資源管理在提供服務(wù)的后臺(tái)，SOA技術(shù)提供了良好的服務(wù)治理架構(gòu)，SOA不同于通常的lie而Server模型，它更強(qiáng)調(diào)的是軟件組件之間的松散禍合和使用分散的標(biāo)準(zhǔn)接口”。以服務(wù)為中心的SOA體系主要有下列四大基本特征：獨(dú)立的功能實(shí)體、大數(shù)據(jù)量低頻率訪問、基于文本的消息傳遞、可重用的服務(wù)及服務(wù)接口設(shè)計(jì)管理。根據(jù)本文的要求，教育信息資源管理模式可以分為以下三個(gè)層次:第一層為現(xiàn)有資源，包括資源管理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)、教

27、學(xué)互動(dòng)系統(tǒng);第二層為服務(wù)支持層，提供對(duì)服務(wù)的注冊(cè)、查找、訪問、接口定義、流程支持等集成環(huán)境，以及對(duì)服 務(wù)質(zhì)量以安全進(jìn)行管理。第三層為服務(wù)層，在這一層中通過不同的組件把底層系統(tǒng)的功能封裝起來，形成各類服務(wù):1公共服務(wù)，如成績查詢等。2、間接服務(wù)，如說帳戶信息等。3、技術(shù)，如日志服務(wù)以及安全服務(wù)等。中國電化教育，200913張世明，覃正，錢冬明，徐和祥，可按需搭建的網(wǎng)絡(luò)課件開發(fā)協(xié)同管理模式, 年7期4. 基于海量教育行為數(shù)據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析的三主體自適應(yīng)系統(tǒng)的建通過SAKA和 moodle的一年實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出一些基本的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為規(guī)律，比如：課件和考試題庫關(guān)聯(lián)、 日常成績和上網(wǎng)行為關(guān)聯(lián)、個(gè)性化排名提示

28、等，按照這些規(guī)律沒門課程以60人計(jì)算，平均學(xué)期點(diǎn)擊頁面數(shù)可以達(dá)到6萬條，如果實(shí)驗(yàn)一個(gè)系或者一個(gè)學(xué)院，就能達(dá)到海量數(shù)據(jù)。本課題組軟件平臺(tái)已經(jīng)在某211大學(xué)研究生400門課程進(jìn)行布置，將會(huì)提供一個(gè)非常巨大的海量樣本，根據(jù)這個(gè)樣本，可以進(jìn)行海量教育行為 數(shù)據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析以及網(wǎng)絡(luò)行為中教務(wù)、教師和學(xué)生的三主體自適應(yīng)模型的建立，以便為教育管理科學(xué) 化提供直接的依據(jù)?？梢猿橄蟪鲆恍┕餐脑?，如角色、活動(dòng)以及結(jié)果或數(shù)據(jù)等。課件的開發(fā)流程也可以表示為由一些 直接或間接關(guān)聯(lián)的活動(dòng)單元組成，每一個(gè)活動(dòng)單元都由一個(gè)或多個(gè)特定的角色在一定的環(huán)境中執(zhí)行.每個(gè) 活動(dòng)執(zhí)行完后都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果，也就是活動(dòng)的任務(wù)參考面向

29、對(duì)象的軟件工程思想.可以將流程中的活 動(dòng)單元抽象出以下概念模型圖：流程中的每個(gè)活動(dòng)單元由特定的角色執(zhí)行，一個(gè)活動(dòng)單元必須至少有一個(gè) 角色參與執(zhí)行。角色是教務(wù)、教師或者學(xué)生的抽象集合。I產(chǎn)出物I圖10.三主體角色活動(dòng)與環(huán)境圖將教育的三主體教務(wù)、教師、學(xué)生定義為角色，教育過程定義為活動(dòng)。角色和活動(dòng)可以進(jìn)行多種組合, 組合的產(chǎn)出物就是教育資源，而組合通過產(chǎn)出物構(gòu)成按需搭建松耦合開發(fā)工作的上下游關(guān)系，幾個(gè)組合構(gòu) 成一個(gè)組合系列對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)中的一個(gè)教育資源開發(fā)模式。角色活動(dòng)管理模型就是通過對(duì)角色和活動(dòng)的組合及 組合的產(chǎn)出物的管理來實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)教育資源開發(fā)的管理.在該模型中定義了最小的角色和活動(dòng).可以叫元 角色

30、和元活動(dòng)，通過對(duì)這些元角色和元活動(dòng)的按需組合可以實(shí)現(xiàn)各種課件開發(fā)模式的管理.按此模型開發(fā) 的平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)開發(fā)管理流程的按需搭建。活動(dòng)發(fā)生于所謂的“環(huán)境”當(dāng)中，環(huán)境是指資源和工具的整合，相當(dāng)于容器，比如課件腳本編寫者可 以把課件的制作腳本放在其中，課件制作者可引用環(huán)境當(dāng)中的資源在特定的工具平臺(tái)上進(jìn)行課件的開發(fā)。 流程由一系列的活動(dòng)相互關(guān)聯(lián)而組成。活動(dòng)被執(zhí)行后應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果，結(jié)果的形式可以有多樣.如課件腳本編寫活動(dòng)成功執(zhí)行之后會(huì)產(chǎn)生 課件的文字腳本或制作腳本，課件制作活動(dòng)執(zhí)行之后會(huì)產(chǎn)生課件的成品，等等?；顒?dòng)單元產(chǎn)生的結(jié)果亦是 環(huán)境的組成部分，整個(gè)流程是由若干個(gè)活動(dòng)單元組成的.一個(gè)活動(dòng)的結(jié)果組成其他

31、活動(dòng)所基于的環(huán)境，進(jìn) 而影響其他相關(guān)活動(dòng)的執(zhí)行，如課件制作活動(dòng)在一定的環(huán)境當(dāng)中執(zhí)行，該環(huán)境包括課件制作腳本等資源， 而課件制作腳本則是課件腳本編寫活動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果之一。所有的活動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果之和組成整個(gè)流程的目標(biāo) 結(jié)果。4.1基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的分析系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(system dynamics)始創(chuàng)于1956年，在50年代末成為一門獨(dú)立完整的學(xué)科，其創(chuàng)始人為美 國麻省理工學(xué)院福瑞斯特Jay - W.Forrester)教授。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是一門基于系統(tǒng)論，吸取反饋理論與信息論的精髓，并借助計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的交叉新學(xué)科，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)能定性與定量地分析研究系統(tǒng)，它采用模擬技術(shù),以結(jié)構(gòu)一功能模擬為其突出特點(diǎn)。不同于功

32、能模擬（也稱黑箱模擬）法，它是從系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)入手建模，構(gòu)造系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)而模擬與分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。以教學(xué)績效作為研究的指標(biāo)，進(jìn)行定性與定量的研究。m.min TSPr = rnm+ SCC)f砸mm 2（5©+咒4|冊(cè)人5.T< L （SCGhr < Bgt（SQhr <缶血比窈=仏3m）TSP: Total Service Performanee ;教學(xué)服務(wù)績效SG: Service Cost ;第i項(xiàng)教務(wù)服務(wù)成本SCG: Service Control Cost ;第i項(xiàng)教學(xué)服務(wù)項(xiàng)控制成本缶哉打：第i項(xiàng)教學(xué)服務(wù)項(xiàng)的最大成本Bgt:Budget 總預(yù)算m

33、:教學(xué)服務(wù)場(chǎng)景數(shù)建立系統(tǒng)的因果關(guān)系模型：進(jìn)一步深化各子系統(tǒng)的元素，建立相應(yīng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。進(jìn)行不同策略，不同教務(wù)控制模式的模 擬研究。圖12.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬研究4.2三主體自適應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)建目前，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對(duì)自適應(yīng)系統(tǒng)的研究與開發(fā)已開展了很多年，從不同角度對(duì)自適應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行了定義。自適應(yīng)系統(tǒng)具有一種特性，它可以根據(jù)操作環(huán)境的變化，改變自己的行為以應(yīng)對(duì)變化14。自適應(yīng)系統(tǒng)具有一種能夠根據(jù)外部的刺激做出修改系統(tǒng)內(nèi)部操作規(guī)則的能力15。自適應(yīng)系統(tǒng)具有高層感知性、適應(yīng)并在發(fā)生變化或錯(cuò)誤時(shí)修正和改進(jìn)自身，通常利用反饋一控制一系統(tǒng)行為的方式修改或者重組自身程序或 子系統(tǒng)。性與自動(dòng)性，能夠監(jiān)視自身狀態(tài)，并

34、在發(fā)生變化或錯(cuò)誤時(shí)修正和改進(jìn)自身，通常利用反饋一控制 系統(tǒng)行為的方式修改或者重組自身程序或子系統(tǒng)16。.J策略決策層動(dòng)態(tài)模型評(píng)估決策適應(yīng)層系統(tǒng)感知?jiǎng)討B(tài)配置軟件系統(tǒng)應(yīng)用層圖13.三主體自適應(yīng)信息管理系統(tǒng)圖三主體自適應(yīng)軟件系統(tǒng)通過在運(yùn)行過程中，實(shí)時(shí)收集系統(tǒng)行為信息和教務(wù)績效信息，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定 的策略，在必要時(shí)對(duì)軟件進(jìn)行自動(dòng)參數(shù)調(diào)整，以更好地適應(yīng)外部環(huán)境和需求的變化。軟件系統(tǒng)的自適應(yīng)性 可通過修改自身行為，如界面或改變自身結(jié)構(gòu)以滿足功能，如增加考試與測(cè)驗(yàn)等教學(xué)模式，滿足最終的技 校需求。創(chuàng)新點(diǎn)：1、“云”所帶來的即插即用和“物聯(lián)”所帶來的及時(shí)感知技術(shù)進(jìn)步，知識(shí)與技能獲得方式分離是 后學(xué)生的教育學(xué)習(xí)

35、方法的新問題；2、以信息在教育中的作用為出發(fā)點(diǎn)，以信息資源為中心、以教育行政分類（實(shí)驗(yàn)教育、課程教育、 實(shí)踐教育、技能教育、互動(dòng)教育）為抓手，以教育責(zé)任主體（學(xué)生、教務(wù)、教師）為落腳點(diǎn)，分析不同理 論中信息的作用和適用性，是新視角；9014Oreizy,P,M.Gorlick,R.Taylor,D.Heimbigner,G.Johnson,N.Medvidovic,et al.An Architecture-Based App roach to Self-Ada ptive Software.lEEE Intelligent Systems,1999:54-62.15Highsmith Iii

36、,J.A.Ada ptive Software Devel op ment:A Collaborative App roach to Managing Complex Systems.2000.New York,NY,USA.16Angeline,P,M. Palaniswami,Y.Attikiouzel.Ada ptive and Self-Ada ptive Evolutionary Comp utations.Co mp utational lntelligence,1995:152 -61.目標(biāo)約束3、以行為科學(xué)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究方法研究任務(wù)教學(xué)，是教育理論綜合創(chuàng)新新方法；4、建立在場(chǎng)

37、景感知基礎(chǔ)上螺旋上升的知識(shí)建構(gòu)，通過數(shù)據(jù)行為行為實(shí)驗(yàn)和調(diào)查與評(píng)價(jià)，得到卓越工 程師科學(xué)培養(yǎng)新目標(biāo)：教師成就感、學(xué)生、教務(wù)成就感； 研究的關(guān)鍵問題：SEMINAR理論、WEBQUEST1、以教育信息為視角的教育理論適用性研究：混合學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)理論、 理論、實(shí)用主義教育理論、分布式認(rèn)知、分布式學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、資源依賴?yán)碚摚?、信息技術(shù)進(jìn)步所帶來的培育行為方式變化的關(guān)聯(lián)研究，以數(shù)據(jù)挖掘、行為科學(xué)、實(shí)驗(yàn)科學(xué)，提出 教學(xué)資源建設(shè)模式轉(zhuǎn)變、 教師教學(xué)方法模式轉(zhuǎn)變、 學(xué)生學(xué)習(xí)方法模式轉(zhuǎn)變、 教學(xué)教務(wù)管理模式轉(zhuǎn)變的思路； 信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，促進(jìn)思維流、知識(shí)流、數(shù)據(jù)流、信息流的巨大交匯和應(yīng)用。SNS、3、

38、知識(shí)建構(gòu)與技能培養(yǎng)在教育信息強(qiáng)化方面的對(duì)比與融合培養(yǎng)研究，社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)階段（WEB2.0）與學(xué)習(xí)行為的關(guān)聯(lián)研究；4、異構(gòu)開源教育軟件和遠(yuǎn)程傳感集成使用方法的研究；1 3754周國梅、傅小蘭.分布式認(rèn)知一一一種新的認(rèn)知觀點(diǎn)J.心理科學(xué)進(jìn)展.2002,2 3214852任劍鋒，李克東.分布式認(rèn)知理論及其在CSCL系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用J.究.2004,42333 Cognition .(8).Edwin Hutch ins . DistributedCog ni tionDB/OL . lESBS/drwhite/Anthro179a/Distnbut

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