中国教育信息化的云中漫步

[摘要]随着云计算技术的不断成熟，其在教育领域的应用也成为热点。目前，我国教育云建设的舆论接受度较高，但实际应用尚处于起步阶段，教育云的标准亟待研制，教育云环境下教育理念和教学模式的转变需要研究，教育云的运行管理机制尚需探讨。各类被教育云连接的教育主管部门、供应商、学校、学术研究团队以及教师和学习者必须在教育云热的大环境中保持理性并积极应对。才能促进教育云应用实践的良性发展。

[关键词]云计算；教育云；教育云生态环境；连接式教学；教师专业发展TPACK

[中图分类号]G434　[文献标识码]A　[文章编号]1672―0008(2012)01一0062―06

如果说最近两年，中国教育信息化的热词之一是“《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)其中明确指出“信息技术对教育发展、提高质量具有革命性影响”，将教育信息化的地位提升到了一个前所未有的层面。那么，“教育云”也无疑是热词之一，虽然云技术已经热了好几年，但在2011年，从教育部到各省市区教育主管部门，都明确将建设教育云作为当前和近期工作的重点之一；微软、谷歌、思科等各大公司都推出了各自的“教育云”技术解决方案：有的区域教育云已经进入试用阶段，部分师生开始尝试从云端获取各类教学支持。

每当一项新技术被引入教育实践，往往会被寄予巨大的期望，教育云也是如此。《剑桥多媒体学习手册》主编理查德，E・梅尔(Richard E，Mayer)指出，媒体／技术中心的研究思想导致20世纪教育技术的发展形成了一个从“被寄予对教育进行革命的巨大期望”到“在学校中大规模实施尖端技术”再到“数十年后被证明期望落空”的怪圈Ⅲ。桑新民教授也认为，“当代日新月异的信息技术在各个领域都引发了深刻的历史变革，但在学校、课堂、家庭装备了越来越多的信息技术设拖之后，教育领域的历史性变革并没有发生，传统教学方式在课堂中安然无恙，学校大量配置的数字化设备被用来使・黑板搬家“教科书搬家’，以‘人灌+机灌’的形式加剧了学习的异化和“非人化”。

此处引用这两段话，并非是要在教育云的孕育萌芽阶段就去否定其存在的价值；相反。笔者也一样希望教育云能够成为给教育带来真正变革的解决方案，只是同时希望各类被教育云连接的教育主管部门、供应商、学校、学术研究团队以及教师和学习者能够在教育云热的大环境中保持谨慎理性和更为积极的应对态度，促进教育云应用实践的良性发展，从而实现真正自如的“云中漫步”。

一、云计算及其在教育领域的潜在优势

(一)对云计算及其特征理解的复杂性

虽然学界对云计算(Cloud Computing)有过一些界定，不少人还都有自己的理解。但由于语境的不同，我们很难给出明确公认的定义。比如，维基百科对云计算的定义是：是一种基于互联网的计算方式，共享的软硬件资源和信息可以通过这种方式按需提供给计算机和其他设备：用户无需了解“云”中基础设施的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制；云计算提供了一种基于互联网的新的信息技术服务增加、使用和交付的商业模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。美国国家标准技术研究院(NIST)(NafionM Institute 0f Standards and Technolo，gy)的云计算定义是：云计算是一个模型。这个模式使得用户在任何地方都可以根据需求，方便地通过网络访问可配置的共享的计算资源库(包括网络、服务器、存储、应用和服务等)，而这些资源以最小化的管理和交互成本来快速供应和释放。

从2006年3月亚马逊(Amazon)推出弹性计算云(ElasticCompute Cloud；EC2)服务，到2006年8月谷歌(Google)首席执行官埃里克・施密特(Eric Schmidt)在搜索引擎大会(SESSan Jose 2006)首次提出“云计算”的概念至今，云计算在商业等领域得到了广泛的应用，其核心技术也得到不断发展和创新，并被认为是继大型计算机、个人计算机、互联网计算模式之后的信息技术发展的一种新的必然阶段。其实，云计算的一些核心技术(如分布式计算、网格技术等)在提出云计算的概念之前就已成熟，在云计算的概念被认可后又不断被发展并融入新的技术，被综合在云计算技术的范畴里。

因此，教育界应该明白，云计算不是横空出世，技术的发展是一个渐进的过程。而云计算的概念提出到其商业模式的成功推广，则是在很短时期内被包括教育界在内的各个领域所接受。对云计算的理解可以从纯粹计算机科技的角度，也可以从商业模式的角度，但目前往往大家在没有明确的界定下各自谈各自的云，更有很多商业炒作造成了很多“人云亦云”的现象。

(二)云计算的教育应用

云计算在教育领域的应用也是随着技术公司的推广方案而迅速展开。一方面，技术公司需要高校的人力资源为其提供云计算技术本身的前沿研究：另一方面，不少高校的高性能计算等为教学科研提供技术支持的应用，本身在云概念提出之前就已经建成。并初步具有云的形态，教师和学生可以直接通过自己的终端根据需要使用高性能计算，而不需关心高性能计算的硬件在哪里，资源如何分配，

埃森哲(Accenture)公司在2010年世界经济论坛上的“探究云计算的未来：驾驭技术驱动转型的下一次浪潮”调查报告(Explorlng the Future of Cloud Computing：Ring theNext Wave of Technology-Driven Transformation)显示，云计算在教育科研行业的潜在应用体现在三点：获取全球资源(Ac。tess to global isonrces)；低成本仿真(Low cost simulation)；高度交互／协作学习(Highly interactive／collaborative learning)”。纳比・苏丹(Nabfl Suhan)则认为，低成本是吸引教育机构使用云计算的重要原因。

美国新媒体联盟(The New Media Consortium)与EDU，CAUSE Leamin Initiative联合发表的2009年地平线报告(Horizon Repo)指出。云计算将在未来两年左右成为学校的主流技术，教师和学生可以通过安装基于浏览器的瘦客户端应用程序的计算机甚至移动终端进行开展各类学习活动。《美国2010年国家教育技术计划》(NETP)颁布了标题为“改革美国教育：技术支持的学习”(Transforming American Edu，cation：Learning Powered by Technology　National Educa―tional Technolo Plan 2010)，在报告中说明了学习经验所需的集成软件服务的综合性，并指出这种综合服务可以从云中

交付。

黎加厚教授提出了云计算在教育教学中的应用带来了“云计算辅助教学”的新概念。他认为，“云计算辅助教学”(Cloud Computing Assisted Instructions，简称CCAI)是指学校和教师利用“云计算”提供的服务，构建个性化教学的信息化环境，支持教师的教学和学生的学习，提高教学质量。“云计算辅助教学”作为一个新兴的学科研究领域，是信息化教育(教育技术)的新发展。“云计算辅助教学”属于计算机科学和教育科学的交叉领域，是在信息化环境下，研究云计算提供的服务在教育教学中的应用规律，它关注的是“软技术”，而非云计算的硬件技术，其核心是云计算服务支持的信息化教学设计。

黎加厚教授的定义沿用了教育技术学科计算机辅助教学(Computing Assisted Instructions，简称CAI)的定义模式，并对其进行了扩展，这个定义已被多篇论文引用。笔者认为，这个定义在传统CAI定义的基础上，引入了云计算的概念，明确了云计算环境有利于个性化学习，有利于提升教学质量，并将云计算在教育中应用的关注点设定在应用(如何用得好)而非技术本身，具有一定的前瞻性。但这个定义的范畴是相对狭义的，

目前，国内公众已经普遍接受教育云这个名词。教育云的表述更为简洁和生动，其囊括的内容也可更为广义，因此，笔者在本文中直接使用教育云，并且根据云计算的定义，尝试将教育云定义为通过云计算的模式根据用户需求提供教育应用的硬件、平台和软件服务。

二、均衡与提升一教育云建设的愿景

在《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)》中，教育信息化与教师队伍建设、经费投入和依法治教被作为四大保障措施，并被列入十个重大工程。教育部首位明确分管信息化的副部长杜占元指出，“教育信息化已经成为21世纪世界教育发展的鲜明时代特征，中国教育改革和发展所面临的许多关键问题，诸如优质教育资源共享和义务教育均衡发展、创新人才培养和教育质量的提高、全面教育和终身学习体系的构建，以及教育管理决策与服务水平的提升等问题，都离不开信息化的推动。旧

我国教育信息化五年行动计划中，将建设基础云服务平台、教育资源云和教育管理云作为主要内容。旨在采用云计算服务模式，形成资源配置与服务的集约化、效益化、优质化发展途径，构建稳定可靠、低成本的国家教育云服务平台。国家教育云基础平台是各级各类教育信息化应用的基础支撑平台，形成覆盖全国的分布式部署，面向教育提供公共存储、计算、共享带宽、安全认证及各种支撑工具等通用服务：云资源平台为各级各类教育资源共建共享提供支撑：教育管理云服务平台为各级各类教育管理和应用提供服务。这些云的服务层次，覆盖了IaaS、PaaS和SaaS三种形式，将为提供基于硬件、平台和软件的各种类型服务，基本勾勒了国家教育云的轮廓，

可见，在新一轮教育信息化建设中，教育云承载了教育均衡和提升教育质量的美好愿景。自上世纪90年代以来，尤其是通过“十一五”期间一批重点工程的实施，我国教育信息化取得了一定成绩，但与国外发达国家比，还存在显著差距。在这样的教育信息化基础之上，建设教育云，历史包袱较轻，可以有后发优势。新一轮教育信息化建设也为云计算的发展提供了良好的发展机遇。今后，很多教育资源甚至教育本身都将以服务的形式呈现，这与云计算以服务为导向的特性相契合，选择云计算作为新一轮教育信息化的技术架构显得非常自然。

综合目前已有的各类文献，我们认为，教育主管部门开始大力推进教育云建设，是基于教育云的以下主要潜在优势：

(1)教育云能够节省投资、提高硬件系统的利用率、降低管理和运维成本、节约能耗。通过教育云平台，可以整合各级各类教育机构和学校的硬件和软件资源，实现计算资源的集中，通过虚拟化技术实现硬件资源的动态共享，提高IT硬件设备的利用率，低碳环保且降低硬件成本旧。对于教育信息化相对薄弱的地区，建设区域教育云，可以获得最佳的总拥有成本(Total cost of ownership，简称TCO)。

(2)教育云可以提供集中的网络管理和运行维护服务。云平台一般由专业机构和专业人员建设和维护，具有更好的稳定性和安全性，用户无需安装软件或者只需安装少量客户端软件。我国的教育机构特别是基础教育机构，普遍缺乏专业的IT技术团队，学习者本身对于信息技术的应用水平也有限。教育云的建设，可以使得云端的学校和学习者无需为软硬件环境耗费大量精力，只要根据需要购买服务(由于教育云的公益属性，甚至可以是政府直接买单)，从而更多地关注教学和学习本身。

(3)教育云可以提供资源共享和教学科研协作。通过建设大规模共享教育资源库。构建数字图书馆，虚拟实验室，打造教学科研“云”环境地区等，能够实现优质的教育教学资源共建共享，实现教研跨区域协作，缩减不同区域、不同类型学校的差距，为学生学习和教师专业发展提供更加有效的支持，促进基础教育的均衡发展。在教育云上，资源的使用可以是开放的，同时资源建设过程也可以是协作和开放的，资源的提供者与使用者之间角色定位并不一定要界限分明――资源的使用者有时又能成为资源的提供者，通过协作平台教师和学习者都可以参与教育资源的建设，取长补短，不断补充更新优质资源库并保持其可持续发展。

三、风起云涌――我国教育云的建设现状分析

目前，尚无明确的统计数据说明我国已经规划或正在建设的教育云有多少朵，但是教育云的应用案例不胜枚举，随时随处可以感知我国教育云建设的风起云涌。

例如，教育部教育科技发展中心主办的“中国学术会议在线”使用云计算技术，提供学术会议的云服务，服务内容包括：存储服务(会议报告视频资源的存储)、传输服务(流媒体服务支撑，存储的数据可以实时分发、传输给用户)、检索服务f用户可通过多媒体智能搜索服务支持高效检索相关资源)、交流分享(各院校、师生等个人用户都可以建立自己的资源专栏、频道和门户)等。教育部基础教育课程教材发展中心在推进“基于网络的双课堂教学应用试点示范项目”时，以知好乐教育云作为公共服务平台。云端服务内容包括课程资源共建共享、“双课堂”创新教学应用、师资培训、教育管理和评价、家校互通等。广东省佛山市南海区教育云的建设目标为构建便捷高效的基于“云计算”技术的智能教育信息网络服务体系，重点探索云计算“泛在学习”体系建设，共建教育信息公共服务平台，推广“电子书包”等教育信息化创新应用项目等。

根据对目前各地各机构教育云方案的分析，我们认为，目前我国教育云建设的现状可以总结为：

1.概念上的高接受度和应用上的浅层次

由于云计算概念在全球范围内的炒作，教育云的概念已被普遍接受，并且对教育云赋予了较高的期待。但所有的应用，都有一个由浅入深的过程，应用的起点就是容易用，这本

身无可厚非。但是部分教育云的建设，所谓的IaaS只是使用了部分云计算的技术，云的规模也较小，而且缺少云计算的很多增值服务，特别是面向教师和学生的服务。大多数云计算应用实际上是一种传统的基于网络的远程应用。

2.教育云标准研制尚未先行

目前，各类教育云的建设都是各自为政。缺乏统一标准，缺乏全盘规划，如果不及时关注这些问题，教育云应用将成为新的片片“孤云”。因此，如何以国际云计算标准为基础。建立我国统一的教育云标准应该尽快提上议事日程。

3.教育云生态系统中的角色更加多元

教育云的模式构建了一个开放的教育信息化的生态系统架构，在这个系统中，参与者的身份比传统教育生态系统更加多元，我们认为，大致有供应商、教育主管部门(其中还包括电教馆系统、远程教育系统、教育装备采购系统等相互重叠的复杂生态)、学术研究团队、广大一线师生等。企业作为供应商。将教育云作为一种商业模式，期待从中获得市场份额，更关注新技术新产品的推介。教育主管部门作为政府的代表，关注宏观变革，期待新技术的引入能带来根本性的改变，同时也受任期等限制，制定的政策方案容易依靠项目，缺乏延续性。教育技术和课程教学专家作为研究者，关注教学理念范式的变化，但是缺乏认真、深入、持续的研究行动，而教育云的建设过程中将专家作咨询和诠释的场合多，给专家提供真正深入研究并指导教育云实践的机会少，尚未看到对教育云的基于科学方法的定量实证研究。

作为教育云的最终服务对象的一线教师和学生，教育云的按需提供服务的“需”其实最终应该是教师专业发展和学生个性化成长的“需”，而他们在这个系统中显得最为弱势，鲜少发表意见的机会，只能被动接受安排，事实上少了一线教师的积极支持和学生的主动参与，教育云的愿景只能是水中看月。图2描述了教育云生态系统中各角色的定位、需求

4.教育云治理新格局尚待确立

教育云的模式使得我国将逐渐形成以教育主管部门为主导、企业、研究机构、学校等共同参与的教育云治理新格局。教育主管部门应该承担公益性、基本的、普惠性的公共教育云服务的成本，同时在教育主管部门的有效监管下，各类社会组织可向社会提供多样的、可选择的教育云服务。教育云的模式也带来了信息化建设经费管理模式的变化，教育云使得教育服务可以按需购买。教育信息化早期的经费以购买硬件为主，后来软件所占的比例也逐步提升，在教育云环境下，信息化经费中购买服务所占的比例也将逐步增加。教育主管部门必须清晰界定资产和服务的关系，在制度层面规范购买教育云服务所需财政经费的合理和有效使用，才能引导学校积极购买云服务并从云中受益。

5.尚未形成教育云可持续发展机制

云计算不是新一轮的信息化建设，而应是信息化的升级。但是现在，当前不少云计算方案都是基于一种全新系统，就是新购置硬件、新购置软件，通过这些新购置的IT基础设施来实现云计算。如果是这样做的话，云计算应有的IT基础设施的节约作用就无从谈起。如何合理利用已有的资源，让现有的数据中心和分散的计算设备在云环境中发挥作用，如何通过对现有软件的改造减低教育云上的应用投入，如何在教育云上提供不断增值的服务等，在各类建设方案中较少体现。此外，中国教育信息化建设一直以工程和项目为主要形式，而工程和项目的管理模式使得信息化建设必须禁锢于项目拨款的周期，尚未形成循序渐进和持续改进的可持续性发展战略。

6.网络的互联互通成为发展瓶颈

教育云基本都建在教育网内，而由于中国几大网络间有限的互联带宽以及NAT、防火墙(Firewall)、多出口(Multi，homin~)等多种因素的影响，导致了网络的互联互通问题。用户在教育网外要获取教育云上的大量教育资源和扩展应用，体验会非常差，这将成为影响教育云用户体验的关键因素。因此，在推进中国教育云的建设过程中，如何实现教育网与其他不同网络间的高速互联。也是必须关注的问题。

7.数据安全问题不容忽视

教育云的应用，将逐步使得我国各类从宏观(各类教育管理信息)到微观(学生的个人信息等)的教育数据得以集中，数据安全的问题也必须关注。其中既涉及个人数据的保护问题，也涉及使用海量数据进行数据挖掘后产生的各类数据分析报告和发展预期的保密问题，什么样的教育数据可以托管给第三方，什么样的数据必须保存在教育机构内部，这些都是数据的安全管理层面必须解决的问题，

教育云建设中的值得关注和研究的问题非常多，上述也只是列举了其中一些。但不管以何种方式研究云的应用，不能回避的是教育云环境到底能怎样影响教学模式的变革和教师的专业发展。下面笔者将着重阐述教育云环境下教学模式的变化和教师的专业成长。

四、连接式教学一教育云环境中的教学模式改变

在教育云环境中，学习不是孤立的行动，各种与学习相关的人、资源和工具都通过网络被连接在一起。《美国2010年国家教育技术计划》(NETP)提出了一个新的“用技术支持的学习模型”――连接式教学模型(A Nodel of ConnectedTeachin)。

这个模型以学习者为中心，通过技术将与学习者学习活动相关的人(教师、父母、同伴、导师和教练)以及各种学习资源和工具连接起来，在教育云环境下的教学模式就是这样一种以学习者为中心，各种学习资源和工具通过云汇集并相互积极作用产生最佳学习效果的过程。研究者应该关注这种连接式教学模型下影响学习效果的各类积极因素和消极因素，并提出相应的可操作的解决策略，以真正指导教育云环境下的教学实践。

在连接式教学活动中，教师应该如何应对?《美国2010年国家教育技术计划》(NETP)专门有一章节描述“教学：准备和连接(Teaching：Prepare and Connect)，描绘了教师构建连接式教学所需的新的能力和专业知识。的教师所处的教学场景不再是传统教学活动中的一个人面对一群学生，教师自身也通过连接获得来自其他教师、家长、专家团队的集体支持，教师的教学活动不再是孤立的个人行动。教师可以任何时间、任何地点都获得专业成长，教学是一种团队活动而不再是个别教师的行为，偶发、低效的教师专业发展被协作、连贯、持续的教师专业学习所取代，可以说，教育云尚未创造出新的教与学的理论，目前来说，很多学习理论从技术角度看有可能变成现实。

五、TPACK――教育云环境中的教师专业成长

教育信息化的实效必须由应用效果来评估，应用应该成为推动教育云建设的内在驱动力，而教育云的最终应用，最大程度上依赖于教师和学生的应用。如果师生不在教学活动中使用教育云提供的各类资源和支持，教育云始终不能化云为雨”，取得实效。

一个理想运用技术进行教和学的模型应该是教育技术、学科知识、教学法三者良性整合的。全美教师教育学院协会(American Association oif Teacher Education，AACTE)创新

与技术委员会主编了《整合技术的学科教学知识：教育者手册》，书中指出“在决定技术进入课堂的时间、场合和方式，及‘是否、何时和如何’上，教师们的作用非常重要”，图5显示了TPCK框架及其知识要素。因此，在教育云的应用推广过程中(也包括其他新技术在教育的推广过程中和教师的入职前教育中)，我们必须让教师学会在教学活动中何处使用技术，使用何种技术以及如何使用这种技术去开展教学，也就是教师的整合技术的学科教学知识(Technological Pedagogical Content Knowledge，TPACK)，技术促进教学的理想状态应该就是TPACK的良性运行，教师培训项目应该改变只是让教师关注技术本身的窘境，要给教师传授多样的技术在每一个学科内容领域中的独特应用方式，从而促进从技术中心的视点转向真正的、针对每一个学科内容领域的技术整合。

六、结语――架构建设与教学研究并重才能建好教育云

在目前教育云的案例研究的介绍中，我们大量看到的是解决方案的架构介绍、教育主管宏伟思路的介绍、资源以行’政手段进行整合的介绍、个别公开课的介绍，几乎没看到基于统计和测量的实验研究的介绍。这也导致了目前教育云建设的几个怪圈。

一：一方面。可能把目前教育信息化所做的一切说成都是教育云，把云变成一个“筐”，什么都往里装，以至于大家都有云里雾里、不知所云的感觉；另一方面，我们确实还需要哪怕一个公认的在技术创新、教学改进上都典型的教育云案例。经常看到的是，我们的教育官员、教育技术学者、厂商很大部分(至少在公开场合)都在第一个方面进行概念宣传，而很少有人在第二个方面进行深度研究。比如，在云的四种部署模式(私有云、社区云、公有云和混合云)中，真正有影响力的教育云似乎都应该与公有云有关，但我们还没有看到真正的成功案例。

二：一方面，我们把大量的精力和财力用在装备采购和架构搭建上面，把云作为一种争取上级资源和财政投入的概念；另一方面，教学资源建设的整合和标准化问题则很突出，重复搭建的各种互相孤立的小云依然很多，在一些瓶颈很难解决的同时，展示甚至是炫耀装备的倾向往往盖过对实际绩效的追求。比如，带宽、网速等问题就不是教育主管部门和供应商能够完全左右的。

三：一方面，大家都号称云对教学第一线有重要作用，列举种种好处；另一方面，则缺乏一线应用的科学研究。以国际公认的科学方法，进行一个教育云在学校环境中的研究，应该至少进行一定样本的、持续跟踪的、定量与定性相结合的、测量与评估相结合的实验研究。以笔者的经验，启动到完成应该至少需要一年左右。

总之，虽然我们承认新兴技术的产生有一个从典型到普及的过程，也不反对各种展示听课活动。但我们所有人都要看到，技术支撑教与学最关键的是看如何让大部分教师在常态条件下用好技术，不是在典型课堂(一两节公开课、一两个高装备教室)、特定课程(一般局限在科学课、探究课、活动课)、个别教师上。

我们应该承认。教育云进入一线师生的常态教学还任重道远，而这个过程需要教育云生态系统中各个角色的主动参与和良性互动。只有承认这些。我们对教育云的信心和愿景才可能是理性的。

[参考文献]

[1]国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010-2020年)[EB／OL].[2011-12-10].