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1、Xx科学院“十一五”教育信息化规划e-Training系统实施方案（草稿）XX科学院研究生院“十一五”信息化规划小组二零零六年四月目 录一、引言41.1编写目的41.2背景41.3定义51.4参考资料6二、系统需求概述7三、目标与任务概述113.1建设目标113.2总体框架113.2.1、功能框架123.2.2、功能集成模型133.2.3、网络拓扑143.2.4、数据流模型153.3实施原则203.4系统特色与预期的创新之处21四、关键技术研究214.1网络教育模式研究214.2教育资源网格技术224.3教学视频的语义分割与摘要技术234.4教育资源数字版权保护技术234.5智能答疑技术254
2、.6移动学习技术25五、技术方案265.1教育资源库建设265.2情景式教学环境建设275.2.1、网络教室建设285.2.2、情景式教学支持系统建设285.3分布式教育资源管理平台建设295.3.1、教育资源的标准化描述295.3.2、基于标准的课件制作工具和教育资源封装工具305.3.3、教育资源的DRM管理工具315.3.4、本地资源库管理子系统325.3.5、资源注册与发现子系统335.3.6、分布式资源镜像、存储、备份与索引子系统345.3.7、视频的语义分割与摘要工具345.3.8、教育资源的统一访问Web Service和客户端工具355.4交互式网络教学支撑系统建设355.4.
3、1、网络教学和教务管理子系统355.4.2、虚拟课堂355.4.3、网络多媒体课件点播子系统365.4.4、增量式智能答疑子系统365.4.5、作业与考试子系统365.4.6、在线网络教育社区365.4.7、教学行为分析和质量评估工具375.4.8、用户认证和电子结算子系统375.4.9、个性化学习服务子系统385.4.10、移动学习支持子系统385.5系统接口385.5.1、TRP接口385.5.2、内容网关385.5.3、虚拟实验室访问接口39六、实施方式396.1、关键技术研究的技术路线396.2、系统实现40七、项目计划与里程碑42八、经费预算438.1、关键技术研究的经费预算438.
4、2、系统实现的经费预算44一、引言1.1编写目的此实施方案是对XX科学院十一五”信息化发展规划中的“XX科学院十一五教育信息化”的教学活动信息化（e-Training）系统的解决方案、功能需求、模块划分、系统的总体结构和接口设计、安全设计及运行设计等方面作了全面的、概括性的说明，为该软件系统的详细设计和实施建设奠定基础。1.2背景XX科学院信息化发展的战略目标是：从现在起到2020年，通过科学院科研活动的信息化(e-Science）和科研管理的信息化（ARP），建立新型科研与运行管理环境，全面实现XX科学院的信息化（即Digital CAS），推动科研资源优化配置和有效整合利用，促进科技自主创
5、新能力的提升。因此，在“十一五”期间，XX科学院信息化最主要的任务是推动科研活动的信息化、提高科研活动的信息化水平，大幅度提高我院科技创新能力和国际竞争力。面向XX科学院研究生培养和职工再教育的教育资源管理（TRP）和教学活动信息化（e-Training）组成教育信息化系统，是ARP的必要的有机的补充，TRP和e-Training也要实现和ARP有机对接。因此，在XX科学院“十一五”信息化发展规划中，对XX科学院“十一五”教育信息化设定的建设目标是：改进完善已有的TRP系统，实现教育资源的全面整合，建设统一的TRP门户，开发与ARP系统的数据接口，实现与ARP系统的对接。建成具有XX科学院特色
6、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，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。建立教育信息化的组织保障体系，制定相关政策、建立健全管理制度；加强培训，开展应用效果评估，形成长效机制。教学活动信息化（e-Training）系统是XX科学院教育信息化系统的两个组成部分之一。其主要目的是服务于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，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
7、、交互的学习环境。e-Training系统与XX科学院“十一五”信息化中其他系统之间的关系如下图所示。图1：XX科学院“十一五”信息化框架图1.3定义1e-Training系统：用于实现XX科学院教学活动信息化的系统，从功能上分教育资源库、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等几部分。2TRP系统：是XX科学院研究生教育管理信息化的具体实现，通过信息化手段实现对研究生招生、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。e-Training系统需要与TRP系统紧密集成，利用TRP系统来完成网络
8、教育中的教学和教务管理功能。3 ARP系统：XX科学院资源规划系统（ARP）是科研管理信息化的具体实现。ARP系统从院所二级治理结构出发，以科研计划及其执行管理为核心，综合运用创新的管理理念和先进的信息技术，对全院人力、资金、科研基础条件等资源进行有效的管理、整合与优化，规范管理流程，形成院所两级资源规划与流转调配信息体系和发展态势监测体系。TRP和e-Training组成的教育信息化系统是ARP的必要的有机的补充。4e-Science：是一种新的科学研究环境，在这种新的研究环境中研究人员能够通过高性能的网络进行先进计算、协同工作、实现数据获取和管理的服务。2002年，江绵恒副院长曾经系统地阐
9、述过e-Science的内涵，他指出：“科学研究的信息化是信息时代中科学研究环境和科学研究活动的典型体现。它不仅包括采用最新的信息技术建设起来的新一代的信息化基础设施，更有在这种基础设施和相关支撑技术构成的平台上开发的科学研究的应用，以及科学家们在这样一个前所未有的环境中进行的科学研究活动。e-Science的实现将为科学家们提供一个信息化的科学研究环境，改变他们从事科学研究活动的方法和手段，甚至直接影响到一些学科的发展。” XX科学院“十一五”信息化建设将以 e-Science 为主线。5 教育资源: 面向教育应用的数字对象，包括对象内容和元数据，根据情况还有打包信息。这三部分数据作为一个整
10、体存在。在本文件范围内，教育资源对象应符合CELTSC标准。6分布式教育资源管理平台: e-Training系统中的一个部分，主要实现对分布在全院范围内的教育资源库的管理，其核心应包括资源的标准化、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。7网络教室: 具有基于高速互联网进行双向音视频交互功能和情景教学交互手段的（实体）教室。其基本功能包括：音频、视频和共享数据的实时编码和传输，支持多种交互模式和信息共享的电子白板工具，适应多种网络接入环境的教学工具，支持大规模用户参与的网上课堂。8情景式教学环境: 基于多个交互式网络教室，集成了交互式情景教学软件，形成网络
11、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。9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，同时教师也可以利用网络完成教学活动，此外该系统还支持研究性学习、移动学习、教学评估与质量跟踪等。1.4参考资料1XX科学院十一五”信息化发展规划，XX科学院信息化领导小组办公室，2006年3月。2XX科学院“十一五”教育信息化规划，XX科学院研究生院“十一五”信息化规划小组，2006年3月。二、系统需求概述有关XX科学院“十一五”教育信息化的详细需求，请参见X
12、X科学院“十一五”教育信息化规划。本部分从教育资源库建设、资源库管理、情景式教学、网络交互教学支持等方面来讨论XX科学院e-Training系统的功能需求。模块需求相应的功能支持1、教育资源库建设1.1、学生不仅需要单一领域的课程，而是其它相关领域及交叉学科的课程。如夏季学期的课程越来越多的受到欢迎，学生要求能够通过网络进行选修，获得更为丰富的知识。多学科课件库建设特色课件库建设1.2、需要高质量的硕士研究生和博士研究生公共课程(如英语、法语、数学、政治等)，有利于提高科学院研究生公共课程教学水平。优秀公共课程库建设1.3、科学院学科、专业众多，各领域水平也居于全国最前列（如信息学科、光学、生
13、物等），因此需要建设各种学科的网络课程库，有利于研究生获得最前沿、最权威的课程指导，也可以为科学院的其它专业研究生和科研人员的跨学科研究提供帮助。优秀专业课程库建设1.4、科学院有众多的院士和著名科学家，而对大多数学生来说能直接听他们授课的机会很小。把院士和著名科学家的课程制作成网络多媒体课件，留存珍贵的教育资源供全院师生共享。著名科学家课程库建设1.5、国家大科学工程中积累的实验型课程，由院所与研究生院合作开发、制作成系列的网络课程，实现实验过程的再现与互动，实景过程的观摩，在全院共享的基础上逐步推向院外，与高校共享互换。实验型课程库建设1.6、根据科学院建设学习型组织的要求，建设符合科学院
14、职工实际需求的系列培训课程，如XX科学院管理干部EMBA培训课程，所级领导、研究生导师上岗培训课程、职业技能培训课程等系列课程库，提高培训效率和效果。在职职工培训课程库建设2、资源库管理2.1、研究生培养单位的地域分布及学科分布，以及研究生教育的两阶段培养模式，形成丰富的教育资源积累，由此带来的资源整合与共享问题分布式资源管理体系2.2、不同单位制作的、积累的课件或其他教育资源格式不一，媒体形式多样，造成管理和交换的困难教育资源的标准化描述教育资源的标准化封装工具2.3、某些已有课件没有足够的描述信息，而手工进行课件标注的工作量太大课件描述信息自动抽取工具2.4、各分院、研究所自身制作或积累了
15、大量的课件资源，这些资源需要有效的存储和管理本地教育资源库管理系统2.5、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。 同一资源可能存放在不同的本地资源管理系统中，系统需要对用户的访问请求根据带宽、距离等进行自动查询指派和资源定位，并对频繁访问的异地资源进行自动复制。资源目录、注册与发现系统资源访问的处理与重定位技术频繁访问资源的自动复制2.6、庞大的分布式资源库需要为各种用户提供基于元数据和内容的检索服务，使其能快速准确地找到所需要的资源基于元数据的检索工具基于内容的检索工具2.7、庞大的分布式资源库也需要为各种用户提供不同的资源浏览服务，使用户可以根据不同的主题找到其所需要的资源，或根据资源间的相关性进行资源浏览基于主题的资源浏览系统可视化资源相关性分析工具2.8、在XX科学院研究生院的京外主要教学基地建立23个教育资源的镜像存储系
