“关联应用”让数字教育“活”了
特约记者 吕森林/文
图1 教育信息化中的“关联应用”简图
数字教育为何缺乏“活”性？
当前各行各业都在搞“信息化”，教育行业也不例外。“数字教育”、“E-education”、“数字校园”……相关术语接连不断，令人眼花缭乱；描绘教育信息化美妙前景的文章比比皆是。
然而，当我们以理性的目光审视教育信息化的现状时，不由得心生疑问: 数字教育远远没有人们描绘得那么美好。其中固然有硬件、软件、师资、制度方面的问题，然而即使在硬件装备精良的数字校园里，教育信息化水平仍然不能令人满意。
以著名学府中国人民大学的附属中学为例，人大附中的信息化装备可谓“精良”: 每个教师配备一台笔记本电脑，宽带光纤接入每间教室和办公室；每间教室都配备了一台大屏幕多媒体仪，教师可以随时使用多媒体教学。然而如此精良的装备对教师而言并没有带来传说中的革命性变革，教育信息化对多数教师而言只是做做课件、查查资料而已。人大附中的一名数学教师坦言:
尽管装备精良、条件充足，我还是更多地在黑板上教学。黑板是我驰骋的天地，而电脑屏幕却使我捉襟见肘。拿公式推导来说，黑板可以清晰再现思维的每个步骤，而使用电脑却很难做到这一点。这位数学教师的观点不无道理。人大附中的教育信息化水平也仅处于课件演示、检索资料这一层次上。
既然硬件到位了，软件配备了，师资水平达标了，为什么教育信息化却一直缺乏应有的“活”性？这个问题值得深思。
联想提出“关联应用”理念
“关联应用”是国内知名IT企业联想在2002年底提出的概念。“关联应用”的理念是:
以主动的方式、无缝地整合网络资源，为用户提供高效、贴切的服务，充分释放网络能量。
“关联应用”听起来似乎玄而又玄，我们来看看它的一个例子: 在关联应用的时代里，当你匆匆赶往机场，忽然想起存在办公室电脑上的一份重要文件尚未处理，而客户应在一小时后收到处理建议的回复，怎么办？这时你用手机打开办公室里的电脑，找到那份文件，同时在征得司机同意的情况下，将出租车上的GPRS系统的显示屏设定为临时显示装置，并用手机键盘进行相关的文件编辑、邮件发送，此时此刻，你用身边可用的资源组建了一个临时的计算机系统。
这些听起来像007电影里的场景，但是在联想2002全球IT技术创新大会上已经显示了类似的应用手机键盘和电视的连接，手机和电脑的连接完全是智能的，不需要繁复的参数设置，这些设备间的存储、计算资源可以互为使用，同时以往只有整机间才能实现的连接，在关联时代，可以演变成终端部件间的组合，终端设备间的关联将使人们的信息应用极大的丰富，从而改变我们的世界。
“关联应用”强调信息终端设备之间的智能互联、资源共享、协同服务三大特征，这对教育信息化有非常高的参考价值。
教育信息化的“关联应用”
如果运用联想“关联应用”思想，教育信息化中的“关联应用”会是什么样子呢？很难用几句话描述清楚，我们先描述一下凭借现有技术能够实现的一些关联应用的例子。
你早上上班，打开电脑之后，教师助理程序会自动打开，向你报告今天学生出勤情况，学生迟到、到校时间一目了然。这些信息来源于学校门口设置的自动考勤机，当学生走进学校大门的时候，学生佩戴的胸卡内置射频卡被考勤机检测到，就自动产生考勤记录，并发送至校园网信息平台的数据库中形成学生考勤记录。当你打开电脑时，教师助理程序会自动向校园网信息平台查询学生考勤数据，并形成考勤报告呈现给你。学生的考勤记录同时也以手机短信的形式发送到家长的手机里，家长接收以后就知道学生是按时到校还是迟到甚至旷课了。
然而这并不是“关联应用”的全部。你也可以查看每个学生每天的出勤记录。出勤记录按出勤率从高到低排列，出勤率低于你设定的百分比的学生名字会自动变成醒目的颜色。于是，你对每个学生的出勤情况了如指掌。
通过分析，你发现你的学生李明最近几天总是迟到，你觉得有必要找他谈话了。你没有象往常一样到教室找他，也没有指派另一个学生去找他。你在电脑上李明的名字上点击，会弹出一个菜单，询问你想对李明做什么。你在菜单中选择“发送信息”，会弹出一个窗口，你在常用语模板内选择“请马上到我的办公室来”，点击“发送”按钮，信息就会通过无线网络发送到李明的“学生信息终端”了。“学生信息终端”是一个类似寻呼机的小盒子，但是功能远远强于寻呼机。李明的学生信息终端震动了，他打开一看，是老师叫他去的信息，于是他马上赶到了老师的办公室……
你上课的时间快到了，教师助理程序会提前十分钟提醒你该给高一2班上语文课了。这并不需要你提前把课程表输入到电脑里，而是教师助理程序自动从教务处制定的课程表中提取相关信息。十分钟后，你到教室去上课。这一节课是新授课，你向学生演示提前做好的课件。
讲完之后你想检验一下学生掌握的程度，给学生出了几道选择题作为练习。学生边做边把答案输入到“学生信息终端”去，做完之后按“发送”按钮，学生的答案结果立该通过无线网络传送到你的电脑里。教师电脑的成绩分析系统立刻会分析每道练习题的正确率，还有各个选项的百分率，而且分析了问题所在的几种可能。你马上知道了学生的掌握程度，然后立刻重点讲述了学生错的知识点，这一堂课终于取得了理想的教学效果。
回到办公室，你用电脑分析一下从“学生信息终端”、光电阅卷机获取的学生成绩记录。你可以观察每个学生的成绩曲线，并可以查看学生的历次练习、测验成绩。
期中考试考完了，你决定向学生家长报告一下学生近期状况，于是打开“学生评语”功能，系统会自动根据学生的成绩状况，智能化地形成对每个学生的评价信息，比如:
“您的孩子李明在期中考试的成绩是: 物理89分、化学75分、历史56分、数学82分、语文65分、英语72分，总分439分，班级第15名（共45人），年级第108名（共319名）。他最近成绩上升幅度较大，值得表扬！”，你查看以后修改部分语句，然后点击“发送”，全班学生评价信息就分别发送到家长的手机里了，你不必再特别费心给每个学生写评语了。
四项基本特性
教育信息化中的“关联应用”可以用以下这个简图来简单描述一下。
它呈现出以下四项特征:
1、运用信息技术解决用户关键业务应用
“关联应用”充分体现“科技以人为本”的理念。具体一点来说，从教育行政机构的领导、工作人员到学校的领导、教师、学生，均能体验到信息技术“关联应用”带来的方便与快捷，从而引发教育领域深刻的变革。
比如上面的例子就是“关联应用”的教师例子，使信息技术为教师的“关键业务”教育和教学所用，而不是教师为信息技术所累。通过电子考勤卡、学生信息终端、光电阅卷机等边缘信息技术与主流信息技术（计算机、网络技术）的有机整合，教师可以不必手工录入大量的信息，却能与学生、家长、学校产生方便、高效的信息交互，使教师的教学产生深刻的变革。比如，教师能立刻知道每个学生对知识的掌握程度，从而能当堂因材施教，这在以前的教学中是不可能的做到的。
“关键业务应用”不仅适合教师，也适合学生、学校、教育管理人员。举一个真实的例子: 广州天河中学正在使用“学生电子考勤”系统，学生在上学和放学的时候在考勤机上打一下卡，就生成了考勤记录，通过电脑可以很容易地检索学生迟到、早退信息并打印出来。天河中学教导主任欣喜地说:
“通过这套系统，我们检查学生考勤情况的工作量减少了许多，给我们节省了许多时间。”天河中学正准备开通面向家长的学生考勤手机短信服务，使得家长通过短信就知道学生进校、离校时间。以前经常有家长询问学生是否到校或离校的电话，教导处应接不暇。有了它，教导处接听的这类电话数量已大大减少。对于天河中学教导处的工作人员来说，信息技术正是解决了他们的“关键业务应用”！
2、运用“边缘信息技术”突破数据采集瓶颈
虽然对教育信息化美妙前景的描绘比比皆是，但是我们却不得不尴尬地面对这样的现实: 既然是教育信息化，教育中的信息从何而来？“摩尔定律”表明，每18个月处理器芯片的集成度会翻一番，经过几十年的发展，微处理器的工作频率由以MHz为单位发展到现在以GHz为单位，处理器运算速度由原来的每秒几十万次发展为每秒上百亿次。
然而计算机的数据采集和录入技术却一直以标准的打字机键盘为主。一名能够熟练操作电脑的用户，中文录入的速度约在每分钟50个左右，一个小时也只不过录入3000个汉字而已，这同计算机能够处理的海量信息相比，简直就是沧海一粟。在一台电脑面前，人类信息处理的能力显得太渺小了！如果只靠人工录入数据，教育信息化恐怕是“等到花儿也谢了”。因此若要体现信息技术高速、高效的优势，就必须突破数据录入、采集的瓶颈！
“边缘信息技术”，如光电阅卷机、学生信息终端、IC卡等，这些技术的出现和应用，则突破了这一瓶颈。通过这些“边缘信息技术”能采集到大量的对教育教学有用的数据，如学生考勤数据、答题数据、消费数据、借阅数据等，这些数据生成了实时的、巨大的、不需人工录入的“原始数据库”，为教育信息化平台的运转制造了新鲜的“血液”。这些“血液”与“核心信息技术”——计算机和网络技术相整合，便产生了前所未有的“关联应用”。
这些“边缘信息技术”具有各自的特点。光电阅卷技术是通过纸质媒介将信息高效转换成数字化信息，并由计算机加以判断的技术；学生信息终端是将无线电信号转换成数字化信息的技术；IC卡技术是通过光技术、磁技术转换为数字化信息的技术。“龙生九子，各有不同”，这些技术在技术特性上迥乎不同，然而却具有转换生成数字化信息的共同特征，从而能够为“关联应用”所用。
“边缘信息技术”并不限于以上几种信息技术，随着技术的发展，将会出现越来越多、功能越来越强劲的信息技术，比如成熟的自然语音识别技术、面部识别技术等。
3、将“原始数据库”转换成“关联应用信息库”
“原始数据库”储存的是用户活动的基础数据，提供这些数据对于“关联应用”来说，只是很基础的功能，而且这些数据对用户而言未必有太大意义。比如就电子考勤来说，对教师而言，只知道学生几点到校，显然只是一个非常基础的应用。如果能够向教师提供某个学生的某段时间的出勤率以及出勤率的排名，这个信息就非常有用，教师可以凭此作为该生学习态度的一个指标。
另以学生答题即时反馈为例，教师只知道某个学生选择某个答案是没有意义的。然而从这些原始数据可以推断大量有用的信息:
比如教师从某题的正确率可以推断班级学生对该题涉及知识点的掌握程度，从某题某选项选择的百分比可以推断学生错误的原因所在，而这些信息是教师当堂可以获取的，这在以往的教学中是超乎想象的。教师也可以从某个学生历次答题的历史中发现该生在某一学科的学习曲线，并可以判断该生在该学科哪些知识点掌握得不好，从而为因材施教提供科学、准确的依据，这样的功能在以前也是闻所未闻。
像以上对传统教学产生冲击的例子在“关联应用”中数不胜数。教师、学生、学校行政管理人员、家长都可以在“关联应用”中使用前所未有的、带来极大方便的功能。这些功能则都是使用所谓的“数据挖掘”（Data
Mining）技术从“原始数据库”中“挖掘”出来的，结果生成实际存在的或虚拟的“关联应用信息库”。与“原始数据库”不同，它储存的信息是经过智能处理的有意义的信息。
4、运用多样化的信息技术终端呈现关联应用信息
“关联应用信息库”形成之后，必须要将信息通过一定途径呈现给用户，才能打通“关联应用”的最后环节。常见的信息技术呈现途径很少，只限于电脑显示装置（CRT显示器、LCD显示器、多媒体投影仪）。而具备这种信息呈现方式的用户则非常少。据2003年初发布的《基础教育信息化进展情况介绍》，截至2002年底，全国中小学拥有计算机584万台，平均每35名学生拥有1台。单凭这一数据，只通过电脑显示装置来呈现极具个性化特性的关联应用信息显然是不可行的。
因此必须要实现信息呈现的多样化，才能最终在终端上实现“关联应用”。在“关联应用”中，手机、BP机、学生信息终端等均成为呈现关联应用信息的终端装置。中国现在已经建成全世界最大的GSM通信网络，将来必定也是世界最大的3G通信网络，手机用户已经达3亿之多。手机短信已经是目前最受欢迎的非语音移动通信方式之一。受目前通信技术的局限，手机短信通信的单条信息容量有限，但是尚能基本满足信息发布的需要。
“关联应用”并不是一个遥远的未来，而是实实在在的应用。本文设想的各种关联应用的例子，都可以运用现在的技术实现，已经出现关联应用的雏型。
“关联应用”体现的“智能互联、资源共享、协同服务”理念应该在教育信息化建设中得到广泛应用，使数字教育能够因为“关联”而真正“活”起来。
中国远程教育杂志（资讯版）--2003年第22期
