OSS_项目方案20120208.ppt

oss 项目课题研究方案 oss项目简介 noss(on-line school station),即在线网络学校的英文缩写，该项目是中央 电教馆“十一五”重点课题项目基于arm架构的在线导学研究与开发（教 电管研086111783号）的科研成果。 项目特点： n一、全数字化校园概念 n二、教育信息技术上的突破 n三、均衡教育发展新模式 n四、教学策略及教学设计研究的新发展思路 n五、快速提高学生学习质量的良好途径 n六、互动及自主学习的优良环境 oss项目简介 项目构成： noss项目前期主要开发oss项目平台，后期重点研究oss平台的应用。 项目研发的内容： n研发具有远程教育功能的教学设计平台，即ies软件系统。主要包括 多平台支持的教师备课系统、即时通讯平台、智能组卷及阅卷系统自 动评价及阅卷系统。 n研发课室智能管理系统，包括学生管理、屏幕广播、电子白板及电子 黑板的运用等。 n研发学生端电脑终端及配套软件。 n学生端电脑特点： n具有笔记本、课本、文具盒功能 n具有好用、安全、用得起特点 oss项目简介 oss教室构成拓扑图： oss项目简介 名称 品名 型号 配置及功能 学生电脑 detbook arm架构oss上网 本 cpu/主频600-800hz。内存/256m-512m。存储 /2g-4g。屏幕、7寸-10.2寸。 触摸屏/电阻屏。wifi/54m无线wifi。 端口：2个usb接口，1个sd接口 智能路由器 tp-link tl-er5110 1000m宽带路由器 智能无线ap 108mbps传输速率 多功能储存柜mppb 充电、排序、保护、保存、散热 路由器存放柜 保护、保存、散热 续航模块cvm 2600ma3000ma聚合物电池 教师智能教学编辑系统ies 教案生成、课件生成、sw编辑器模块的即时通 功能、windows xp系统下运行 教室智能管理系统icms 电子点名、教师广播、学生模范、电子标注、 电子黑板、远程控制、windows xp系统下运行 学生电脑编辑系统desw 文具盒、作业完成、windows ce系统下运行 项目硬件设备信息及软件信息： oss项目课题建设方案 n一、项目概述 n二、项目规划 n三、系统软件 一、项目概述（1） n 教育现代化是我国的一项基本国策,改革开放几十年中,国家投入大量人力物 力和资金,在全体教育界人士的共同努力下，我国教育现代化进程不断加快，取 得令人瞩目的成绩。教育现代化的标志是教育信息化，而教育信息化的特点是教 育网络化，因此，建设符合我国国情的教育网络是我们研究的课题之一。互联网 的出现将古今中外全人类的智慧汇聚到覆盖全球的巨型网络系统之中，创造了一 个每时每刻都在急剧发展的全人类的“大脑”。在这个全新的环境中，拥有信息 时代学习与创新能力的人就拥有充满机遇和希望的新世纪。现代教育技术如何研 究信息化、网络化的社会文化环境，如何驾驭新的教育环境和教育模式，培养受 教育者具有适应新时代的学习与创造能力，不仅成为衡量教育现代化水平的标志 ，而且将成为个体乃至整个民族跨入新世纪的“通行证”。可见，建设校园网络 是基础教育信息化的根本途径，丰富多彩、健康清新的校园网络文化将成为学校 培养学生思维方式、道德品质、创造能力的新环境，成为面向全体学生，培养全 面发展的高素质人才的崭新平台。 n 信息技术在多方面日益广泛运用，尤其是网络技术的发展，推动了学生自主 学习环境的构建，转变了传统课堂教学单一的灌输模式，在教学过程中采用网络 技术、多媒体技术，利用网络上丰富的教学资源，激发学生的学习兴趣和潜能， 提高教学质量。基于互联网条件下的各种学习模式具有开放性、灵活性、学习终 身性和资源共享性等特点，但是，在实践中，大多数学习者在开展学习时，会碰 到不同方面的问题，为我们教育工作者提出了新的研究课题。 一、项目概述（2） n1基于互联网学习模式存在的问题： n（1）受环境制约 n 基于互联网环境下的学习模式要求学习者必须具备接入互联网的条件，学习 者在不具备接入条件的地方无法开展网络学习，尤其是无宽带接入条件的地方， 网络资源、信息的传递速度大打折扣，目前校园网络信息点由于多种原因不能覆 盖到学生桌面上，导致互联网学习模式难以完全在普通教室开展教与学的活动。 n（2）成本高 n 基于互联网的学习模式要求必须具备入网条件和电脑终端设备，每月网络费 用支出和电脑终端设备的较高要求配置，使这类学习模式的成本较高，加重学习 者的经济负担。事实上不能支持教育现代化的要求。 n（3）不易普及 n 基于互联网的学习模式受到环境条件的要求较高，比如许多教学活动只能 在特定的网络多媒体教室进行，对环境的适应性、灵活性不足，不易普及，影响 教学效率。 n2多种平台支持的在线导学方式能给学习者提供多种选择，oss(on- line school station在线网络学校)的建设与应用可以较好的解决上述 问题。 一、项目概述（3） n教育信息化的特征： n 教育信息化是计算机教育到信息化教育的过程。以信息化眼光进行教育策略 研究，以信息化理论进行教学设计，以信息化手段进行教学实践，以信息化平台 进行知识学习，这是教育信息化必将涉及的研究内容。以技术论、机器论的观点 来认识教育信息化，来理解教育信息化的目的，必将使教育信息化走向歧途。以 技术论、机器论开发的教育软件、教育系统受到了广大教师、广大学生的批评和 抵制。这些软件、系统教师不用，学生也反对。以这样的软件上课，学生批评是 除了老师灌以外，还用机器灌、电灌，机器灌、电灌比老师灌更利害。这样的教 育信息化不可能培养跨世纪的创新人才。这样的教育信息化是穿信息化的新鞋， 走应试教育的老路。 n 教育信息化的目的是培养跨世纪的创新人才，是实现教育的现代化。教育信 息化应以新的教育思想、教育观念指导信息技术在教育的各个部门、各个领域广 泛应用，应根据创新人才培养的要求，利用信息技术，探索新的教育模式，促进 教育现代化。 n 教育信息化的过程是教育思想、教育观念转变的过程，是以信息的观点对教 育系统进行分析的认识的过程。只有在这样的基础上指导信息技术的教育应用， 才是我们所需要的教育信息化。 一、项目概述（4） n教育信息化的作用： n 信息技术在学校中的广泛应用，将对学校产生十分深刻的变革。学校教育中，教师、 学生、教学设施是其基本的构成要素，教育信息化的深入展开，使教师的作用，学生的能 力，教育设施的性能都有着深刻的变化。 n1教师的作用 n传统的教育中，教师的基本作用是向学生传递一定学科的专业知识。信息技术的广泛应用 ，学生可以自主地通过各种途径，以各种方式进行学习。在这种情况下，教师的作用为： n1）从知识的传递者转变为学习的组织者和协调者。 n对于给定的学科内容，学生可以通过多种途径，不仅通过老师，还可以通过英特网、通过 光盘学习，也可以通过小组讨论、调查访问等多种途径学习。 n教师不再只是讲授，而应对学生的多种学习活动进行指导、计划，对各种学习活动进行组 织、协调。 n2）促进学习网络的形成 n为了对学习活动进行有效的指导和计划、组织和协调，教师必须把握对应于各种学习课题 的学习途径、学习资源。为此，教师应广泛地收集各种分散的学习资源、学习信息，注意 加强不同学校，不同教育部门的联系与交流，并逐渐形成一种支援学生学习的网络系统。 n3）对学生信息能力的培养 n学生在利用多种途径进行自主地学习中，信息能力是十分重要的。教师应注重学生信息能 力的培养。 一、项目概述（5） n2对学生的要求 n 以知识的传递、知识的理解为中心的接受学习中，学生是被动地接受知识，对学生的 要求是理解知识，掌握知识。信息技术的广泛应用，要求学生不仅是被动地接受知识，更 重要的是主动地获取知识。在这种情况下，要求学生更注重学习方法、思维方法和讨论方 法的掌握，要求学生具备一定的自我学习能力。 n 在教育信息化的环境中，学生实现知识的探索，实现发现学习、实现问题解决学习， 实现创新能力的培养。在这个过程中，学生对信息的获取、处理、创造、表现的能力，即 信息能力是十分重要的。在教育信息化的学习环境中，需要学生具有很好的信息能力。 n3对教育设施的要求 n信息技术在学校中的广泛应用，使学校中教育设施的性能有了很大的变化，这种变化主要 是： n1）学习资源的通信功能 n各种教学设施中的学习资源应能力为其它教学设施所利用，为此，各种教育设施间应具备 一定的通信功能。利用这种通信功能，各教学设施间的学习资源可相互检索，共同利用， 使学习资源的使用超越地域的限制，实现学习资源共享。 n2）教学设施的网络化 n为了满足学习者的多种学习需求，教学设施间应以通信网络进行连接，实现网络化，并由 此对学习进行有效地支援。教学设施网络化是实现学习资源共享、教学设施共享的物质条 件。它使多种学习资源、教学设施充分的发挥作用，取得更好的使用效益。 n3）多媒体学习环境的完备 n教育信息化使学校的信息环境，特别是学习的信息环境得到很好的改善和完备。用于学习 的多媒体环境主要是多媒体通信系统，它包括： lan系统和基于光纤通信和wifi的校园网 。 二、项目规划（1） n项目总体需求： n 本次 “在线网络学校（oss）”系统信息化建设目标：利用现有网络技术建设基于普 通教室的教学信息平台，并在此基础上实现教和学都在信息化平台上进行，建立开放、灵 活的在线导学模式。 n问题的提出： n 信息技术在多方面日益广泛运用，尤其是网络技术的发展，推动了学生自主学习环境 的构建，转变了传统课堂教学单一的灌输模式，在教学过程中采用网络技术、多媒体技术 ，利用网络上丰富的教学资源，激发学生的学习兴趣和潜能，提高教学质量。基于互联网 条件下的各种学习模式具有开放性、灵活性、学习终身性和资源共享性等特点。 n 在进入无线网络时代的今天，通过无线网络技术来推进、改善基于互联网的教学方式 ，是时代发展的必然趋势。其无线网络及多种平台提供的支持，为在线导学方式的实现提 供了可能性；非实时的、动态的、互动的在线学习方式，打破互联网络、电脑终端设备等 条件限制，真正突破时、空界限，为教学提供更加灵活的、个性化的多种选择。 n 但是，以往的教育信息化的工作重点只是侧重于教的方面，学生仍然在传统模式下接 受现代化的学习，显然教和学是不平衡的因此，基于普通教学环境，如何让教和学都在 信息化平台上进行，探索建立开放、灵活的在线导学模式是目前教育信息化的工作重点 二、项目规划（2） n项目内容： n本次构建的系统作为基于普通教室的无线计算机网络，主要提供以下服务： n智能wifi教室： noss学生学习终端是专门为学生开发的学习电脑，并嵌入学习专用软件包， 这台终端应该具备课本、练习本和文具盒功能，并具有安全、好用和价格低廉的 特点。 noss教师终端主要内容为适应wifi教学而开发的智能教学软件包 nwifi环境网络教室 nwifi网络教室管理软件包 二、项目规划（3） 项目技术指标： n 1、arm架构的学生电脑终端： n硬件指标使用cpu型号：arm系列， cpu主频： 600m以上； 256mb以上内存 2g以上nand flash；2个以上host usb.口，支持usb键盘鼠标u盘等通用usb 设备；7-10吋tft lcd彩屏；支持sd插卡的读写； n触摸电阻屏 n具备rj45网络接口和无线网络卡（802.11b）；使用tcp/ip协议； n连续工作时间大于2小时,外加电源包连续使用时间大于10小时 n软件包指标 n运行 wince 6.0 net中文系统；在线导学系统软件；包括desw ce软件、 office办公软件,即时通平台等 n、教师智能教学软件包指标 n教师智能教学软件包含电子教案生成、课件生成、具有desw编辑器模块的即时通 等软件,该软件包运行在windows xp操作系统上 二、项目规划（4） 项目技术指标: n、教室智能管理软件包指标 n在wifi条件下实现以下管理功能： n电子标注功能：教师能在自己屏幕上对内容进行标注（电子白板功能），也可 进行电子标注广播、电子标注保存 n电子学生登陆、电子学生点名 n教师屏幕向学生同步广播 n模范演示；教师可以将学生屏幕调出，并向其他学生屏幕广播 n学生键盘和屏幕管理；为组织教学需要，教师可锁定和释放对学生电脑的键盘 或屏幕 n、教室wifi设备及附件： n含无线路由器、电源和其他附件等，不需对环境进行大的改动，装上无线路由设 备即可直接在教室组网，其支持的信息点不少于接点 二、项目规划（5） n项目建设的目标： n 本项目拟建构“自主导学互动”在线导学模式利用wifi技术，在不破 坏普通教室现有条件下建立新型信息化网络平台，解决以往“信息化教”对“传 统学”这一不对称的教学局面本项目基于windows操作系统和desw编辑软件环 境及ieee802.11n协议,建立智能无线网络教室为建立oss(on-line school station在线网络学校)打好基础.采用现代最新的和成熟的计算机网络技术， 建设一个高效的无线网络教室系统，实现网络资源的综合利用和高度共享。 n 系统的设计充分利用现今最先进的计算机硬件、软件、通信及数据资源，系 统的建设方面上，采用当今先进的网络技术，实现网络数据高速有序流通，最大 限度保护系统的安全、稳定、高速性。系统充分利用新技术，建设成为一个技术 先进、性能可靠、功能齐全的系统，系统内的设备在各自权限内，在各自站点上 进行相应的工作。系统应满足以下要求： n1、完全实现需求中的功能要求 n2、易于使用，用户界面统一、标准，表现力强 n3、易于安装和维护 n4、开放性好，便于移植、扩展与推广 n5、规模适当，充分保护现有投资 n6、几年内技术上保持领先 n7、分布透明性好，处理速度快 n8、数据可靠，确保完整一致 n9、系统容错性能好，抗损能力强 n10、系统安全可靠，符合保密要求， 二、项目规划（6） n项目软件需求概述： noss项目软件应该由wifi课堂管理软件包、学生终端软件包和教师智能教学设计软件包组成 。 n课堂wifi网络管理系统包括： n1）电子标注： n教师能在自己屏幕上对内容进行标注（电子白板功能），也可进行电子标注广播 、电子标注保存 n2）电子学生登陆、电子学生点名。 n学生设备管理：教师可以对学生设备的运行状态进行一些控制和管理，有助于学 生专注老师的教学。 n3）简洁的人机操作接口： n程序的主要功能和常用功能教师可以设置自己方便的快捷键进行操作，程序还提 供精简的最上层显示控制条。这些方便灵活的软件使用方式，可以使教师更多精 力专注于教学工作。 n4）模范演示； n教师可以将学生屏幕调出，并向其他学生屏幕广播 二、项目规划（7） n学生终端软件平台： n学生终端软件平台应该有两种，一是操作系统，二是图文编辑器。 n 基于arm芯片的上网本在目前非常成熟。应该完全满足教学需求，其windows 操作系统也兼容office软件，将来新的谷歌操作系统chrome os可以在arm电脑上 工作。这两种操作系统都满足oss项目的需求。只是chrome os推出时间还不长， 应用范围有限，当前还应该采用windows操作系统。 n 学生在学习时会经常用到图文编辑器软件。应该具备混排功能，应该提供中 小学常用的字符和作图工具库。应该方便学生完成各种练习。为此这种软件应该 是有教育权威机构参与研制的专为中小学开发的教学软件。desw ce版的编辑软 件能在arm上网本上运行，具有良好的教学和学习功能，是oss首选的编辑软件。 二、项目规划（8） n学生终端操作系统： n 新的谷歌操作系统chrome os可以在arm电脑上工作， chrome将不需要系统 引导，可以自动升级，以确保及时更新保证安全性。从固件到内核的安全性都将 由加密签名确保，这样可以做到安全的启动。一旦恶意软件被探测到，系统可以 自动修复。google支持wifi网卡等等。相信在不久的将来，采用谷歌操作系统 chrome os将会更好的为oss项目服务。有了这些新技术的支持，不久的将来， arm电脑一定会在中小学教育信息化上发挥巨大的作用。 n 目前arm上网本一般使用windows ce操作系统，windows ce5.0即可满足需求 ，也兼容office软件，当然也可用6.0版本，该操作系统能够满足项目课题研究 需求，所以我们采用windows ce6.0以上版本作为学生终端的操作系统。 二、项目规划（9） n学生终端编辑软件： n 学生学习用的编辑排版软件应该是专为我国教育教学开发的软件。目前电脑 使用的编辑软件普遍是微软公司的world和金山公司的wps等，但由于这些软件在 进行符号的处理要用到好多高级函数命令，操作比较复杂，并不适合中小学生使 用。学习时要经常使用几何和物理及化学图形的处理，需要在文字编辑时混排插 入，这方面world和wps都不确适应教学的需要。目前有两种混排编辑软件很好的 解决了以上问题，一是science world，由北京星火燎原公司开发，另一个是北 京洲洋伟业公司的“易用”（eduoffice）软件。这两个软件在我国教育部门使 用比较普遍，各有优势。science world软件专为我公司oss项目开发了ce版 science world的软件desw，完全适应“基于arm架构的在线导学的研究与开发” 课题研究的需要，这是我们选择science world软件作为学习编辑工具的原因。 n教学设计软件平台： n教师端教学设计软件平台是本项目又一重点工程。首先教师教学设计平 台应该提供向下与学生终端兼容的操作系统和编辑软件，应该具备友好 的电子备课环境、多媒体制作环境，其次该平台应该提供教学及教学反 馈必需的智能组卷系统，能配合服务器中的自动阅卷系统和自动评价系 统进行教学评价。同时该平台也应该有web条件下的点对点或点对多的在 线教学及辅导。所以该平台应该是基于windows操作系统和desw编辑器来 工作的，还应该具备即时通功能。 二、项目规划（10） 智能组卷系统： n教师在进行教案制作时，需要有形成性练习配套，通过的形成性练习完 成情况来检查学生对所教授的知识点的掌握水平，教师也经常组织包括 期中期末考试或单元测练。因此需要一个适合教师自己使用的智能组卷 系统，应该具有对象设定、权重设定、章节设定等初始化条件设定；除 文字编辑器外还应该有卷面编辑器菜单，包括图形编辑、公式编辑和符 号编辑等菜单；系统对试题的生成，提供系统与手工两种方式。系统方 式根据生成策略来实现组卷，生成策略包括：课程科目、章节、知识点 、题型、课程系数、使用频率等参数。 n手工组卷，根据程科目、章节、知识点为条件在习题库人工选择来进行 。手工组卷并不要求一次性操作完成，可随时要根据需要进行确认保存 生成试题编号，以后根据试题编号进行编辑修改，直到试题的状态被改 为“审核”。 n 跨科目组卷可以通过系统组卷来实现。系统组卷的操作方式前两步与手 工一样，但必须选择系统组卷。 二、项目规划（11） 标准答案系统： n题库是系统中最重要的基础。题库是系统约定的公有资源，即任何人在系统中增 加试题都自动转化为公有资源。 n系统中习题（或试题）与系统中的其它资源一样，也是以科目、章节为线索来组 织。 n所有习题（或试题）都必须区分科目，章节或知识点可以不指定，系统以desw， word等编辑工具作为试题编辑工具，提供一般数学、物理、化学等公式、图形编 辑。 n系统提供多种题型：填空，单选，多选，判断，问答，判断说明，解析，其它。 系统会根据不同的题型提供相应的标准答案界面。标准答案应该由教师提供,根 据需要可以对每一步解题提供标准答案，标准答案库可以扩充，从而适应一题多 解状况。 三、项目系统软件（1） nicms系统： n 课堂智能管理系统icms（intelligent class management system）2.1软件是在wifi 条件下，教师依靠icms实现对网络教室的管理功能. n1）班级管理： n 支持班级管理，注册到该班级的学生客户端才能参与该班级的教学活动。同时支持多 班级，教学软件可以供一个老师对多个班级进行分时教学