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广州市财政投资信息化项目建设方案

中小学学科学习诊断系统平台建设与应用项目

实施方案

天河区教育局教研室

2006.9

一、概述

（一）项目名称：

中小学学科学习诊断系统平台建设与应用

（二）项目性质：

新建、升级改造

（三）项目承担单位及负责人

广州市天河区教育局教研室张伟春。

天河区教育局教研室成立于1986年，为天河区教育局直属单位，目前在编人员33人，在经历了1986-1989年的初创阶段、1989-1998年的正轨阶段后，1998年开始步入教研、科研和信息技术整合的发展阶段。

18年的发展，教研室明确了中小学学科教研的指导思想、目标定位，确立了课程建设、课程实施、课程评价、专题研究和成果推广等主要业务领域，形成了学科教研思路，建立了学科教研和成果推广的途径。

（四）项目建设方案编制依据

现有的知识管理工具包括知识获取工具、知识开发工具、知识锁定工具、知识共享工具、知识利用工具和知识评价工具等。

数据挖掘是从大量数据中提取出可信、新颖、有效并能被人理解的模式的高级处理过程，它的目标是从数据库中发现隐含的、有意义的知识。

通过数据挖掘工具，可以在凌乱的数据中找到有用的知识。

数据挖掘和知识管理在教育领域的结合应用将大幅提高教育群体中的个人或组织的学习绩效。

（五）项目建设目标、规模、周期

本项目是在中小学各学科学生错题收集的基础上，形成基于知识点的学生典型错误开放采集系统及数据库，随之进行数据分析和挖掘、改进策略或学习行为训练策略的制定，实现课前认知准备、有效教学策略的经验共享，进而形成中小学学科学习诊断系统。

使资源在使用中实现动态优化，切实提高教学质量，最终服务于社会（详见学习诊断系统平台示意图）。

本项目涵盖中小学语文、数学、英语、物理、化学、政治、生物、地理、历史等学科的错题收集、分析、策略制定等内容的系统项目，是支持教师的教与学生的学的基础项目，是提高区域性教育教学质量的重要保证。

以三年为周期。

（六）项目建设内容一览表（中小学学科学习诊断系统平台建设与应用项目）

小学

初中

高中模块（系列）

必修

选修

语文

★

☆

★

☆

2☆

3★

☆

★

数学

☆

3☆

2★

☆

★

英语

★

☆

★

☆

2☆

3★

2☆

3★

政治

★

☆

2☆

2★

☆

★

物理

☆

★

☆

★

化学

☆

★

☆

★

生物

2☆

★

2☆

★

历史

2☆

★

2☆

★

地理

☆

2★

☆

2★

注：

高中必修模块32个，选修模块24个，义务教育阶段33个

☆2006学年建设项目★2007学年建设项目

（七）总投资及来源

总投资需226.8万元。

资金投入以政府投入为主，在每年的天河区科研经费预算中安排一定数目（约50%）的专项经费；广州市教育局拨付信息化建设专项经费资助，实现中小学学科学习诊断系统平台建设与应用工作的可持续发展。

（八）经济及社会效益

1、发掘组织学科信息资源，实现优秀学科资源共享，避免“信息孤岛”的出现。

2、建成一个基于BLOG技术的中小学学科学习诊断系统平台，形成一条联结广州教育群体的“高速公路”，服务于社会的绿色通道。

3、立足天河为全市服务，由相关科研机构牵头，以上述模式向全市各区县教研室辐射，共同攻关，实现相关区域教育教学资源的整合、共享。

4、为一线教师的课堂教学提供最直接的支持。

通过建立基于知识点的学生典型错误开放采集系统及数据库，形成系统化的学困生和优秀生的个性化学习指导系统，即学习诊断系统，从而为更多的学生诊断和辅导服务，其目的明确，实用性强，操作具体化。

二、现状、必要性和需求分析

（一）现状及存在的问题

1、目前信息化建设的情况

本单位信息技术硬件与软件资源存量一览表

硬件品种

硬件数量

系统软件

应用系列

数据库

联想台式电脑

Windows

短信平台管理系统

部分学科资源数据库

实达台式电脑

Windows

DELL手提电脑

Windows

ASUS手提电脑

Windows

中小学网上阅卷系统

学生学习与检测数据库

IBM手提电脑

Windows

苹果手提电脑

Macosx

掌上电脑

Windows

现有单位内局域网通过光纤连接到广州市教育城域网，已架设了区域教研平台——天河部落。

在此网络平台上开展的业务有：

各学科进行网络教研每月一次；教研活动通知发布、考勤反馈均通过网络实现；教研活动绩效通过短信平台反馈；区部分统考通过网上阅卷系统提高批改效率及分析精度；区属立项资助课题大都建立了网上电子档案或研究日志,已基本实现网上管理监控；教研员的教研综述、校本研训、区域集备等情况通过天河部落交流、互动。

2、存在的问题及解决途径

由于Tags（分类分众标签）、“相关文章链接”、博客圈等功能，以及用户权限分级管理、trackbackping、各种数据统计汇总、站内各维度的信息检索等还没有实现，未能较自然地、明显地扩大教师的专业交往半径，动力会慢慢减弱，这需要将系统升级，随之需要资金投入；对地域性的Blog群而言，面对每天增加的大量信息，随着时间的推移，需要建立有效的符合规范的数据库进行管理。

（二）项目建设的必要性

“天河部落”从个人博客、团队博客的建立，已从蹒跚学步到今天群组、校园博客的建立，步伐越来越矫健，它已融入到教师的日常生活、学习和工作中，从时间的累积维度上不断促进教师的反思，最终导致教师自身教学行为的改变。

目前已在国内的教育界具有一定影响。

除此之外，随着“天河部落”的使用已纳入到广州市“教育E时代”应用推广培训教材，越来越多的教师将学会Blog的使用，并用B1og来促进自身的专业发展。

由此基于天河部落开展的中小学学习诊断平台的建设将提高学科资源建设使用率，将会给广州的教师带来更多的便利。

（三）需求分析

1、基本业务流程（图1）

图1教学工作流程图

说明：

业务1：

中心组建设、核心组建设

业务2：

集中调研，科组长培训

业务3：

集中调研，青年教师基本功大赛，学科教师培训

业务4：

教研室牵头组建学术性组织，教育学会、学科教研会

业务5：

优秀生培养

业务6：

教研活动、教学专题研讨活动

业务7：

学科竞赛

业务8：

学术研讨会，论文年会

业务9：

各类辅导班，教育咨询

业务10：

科组活动，以校为本的教学研究和教师培训

业务11：

课堂教学

2、基本业务相关因素分析

图2基本业务相关因素分析图

从理论基础、政策支持、运作机制、经费投入、技术平台、队伍建设六个因素思考提高11项基本业务质量以及加强教研室自身建设的途径。

图2中★为2004-2007年需要完成的主要工作，包括中心组运作机制的探索、专项经费的设立、技术平台的建设，发展性评价理论和信息技术对学科教研活动的支持，提高学校科组活动有效性的研究。

对于教研室的自身建设而言，教研室工作定位的研究、内部管理制度的探索、经费投入方向的确定、内部交流平台的建设以及教研员队伍的发展是重点工作。

3、基本业务效应分析（图3）

图3基本业务效应分析图

4、本项目实施流程分析（图4、图5）

图4学科学习诊断系统平台建设与应用示意图

图5中小学学科学子诊断系统平台示意图

本项目信息传输依托互联网，存储量预测在300GB左右。

该项目首先满足教研室本身的业务研究需求。

区教研室的业务研究包括内容研究、制度研究和形式研究三个方面。

制度与形式为内容服务，形式是制度的具体实现。

内容研究包括三个方面，即：

课堂教学设计研究、课堂教学设计的实施研究以及学生的学习研究。

课堂教学设计与实施研究是依据先进的教学理念，根据教学内容的变化，改进教学方法，提高教学效率，开展基于完成教学目标全面、具体的研究，包括分析教学需求、确定教学目标、设计教学策略、选择教学形式和方法、整合教学资源、根据设计方案进行实践、反思、调整、再实施及积羽沉舟等环节。

学生学习的研究是依据认知理论，开展学生学的环节与教师教的环节互动的研究，学科学生学习团队的建设研究以及学生学习诊断与咨询研究。

制度研究包括集体备课制度、科组建设制度、校际合作制度、行政支持制度、培训制度、组织建设制度、经费保障制度等的研究。

形式研究是教研室、学校及教师开展内容研究和制度研究，实现研究目标所采取的行动方式和策略的研究。

自我反思、同伴互助、专业引领是开展形式研究的三个角度。

依靠教师的独立钻研、集体备课及校际合作开展教学研究。

本项目最终将形成基于知识点的学生典型错误开放采集系统及数据库；形成学困生和优秀生的个性化学习指导系统；形成与院校合作研究的机制。

而与此相关的数据库与个性化学习指导系统就是本项目的功能需求。

多用户、允许5000个用户同时访问，为该项目的系统性能需求。

其次，本项目将满足个性化学习与辅导的社会需求。

学习主体学习需求的多元化、多样化、多层次化，以及对于学习时空的特殊要求；经济的发展，人才需求的增长，传统的学校教育已远不能满足家长们的丰富需求。

本项目将紧密贴合教材与教学进度，满足个性化学习与辅导的社会需求。

三、可行性分析

政策基础：

本着《教育部关于进一步加强和改进基础教育教学研究工作的意见》、《教育部关于进一步推进义务教育均衡发展的若干意见》文件精神，天河区区委、区政府高度重视教育，区教育局、教研室确立了“以提高质量为核心，不断提高服务的能力与水平，为办人民满意的教育而努力”的教育方针。

专业基础：

1992年开始面向全国大量招聘人才，重点院校毕业生占教师总数的10%，并拥有一批富有教学经验的高级、特级等专家型教师，形成了一支结构合理、南北交融、优势互补的教师队伍。

本项目单位具备新课程学习主题资源建设的经验，如：

在教育信息化及学科资源建设方面，积累了宝贵的经验。

2005年8月，由我区教研室主编的《高中新课程教学设计与实施》由中央民族大学出版社出版发行。

在国家基础教育课程与教材发展中心组织下，本项目单位参与了由上海市教科院现代教育实验室、深圳市罗湖区教育局以及互盈教育软件公司联合开展区域性的《基础教育教学资源元数据规范》应用试验项目，试验的主题是应用BERMS实现基础教育教学资源的结构标准化与网上共享。

根据《基础教育教学资源元数据规范》学科分类词汇表开发的web格式的新课程学习主题资源目录索引已初步完成，这一目录索引按学习领域、课程、课程内容和学习主题四级分类，应用内容搜索方式，收集了4000余条网上学习资源，能给予新课程实施以信息支持。

《新课程学习主题资源目录索引》已由上海科技教育出版社正式出版。

网络平台基础：

2005年2月，我区构建了由BLOG技术支持的教学研究平台——“天河部落”。

它关注教师学习方式、工作方式、研究方式的变革，关注教研活动的有效性与针对性，意在构建新型的教研制度，形成民主、开放的教研氛围。

它既是教师个人研究学习的工具，也成为区域教研的理想载体，还是教研室、教师、学生和家庭联系的绿色通道。

由于BLOG技术操作的简易性、内容的个性化，将课程实施的“话语权”还给每一位教师，一方面有利于营造教研氛围，在交流对话、沟通协调、互助合作中，实现共同进步，共同发展；另一方面有利于教师的教育教学实践与教育政策、教育理论的互动，为区域教研提供广阔的发展空间。

到2006年3月底，网页累积访问量已突破1500万。

目前注册人数突破1万人，各类文章突破5.66万篇。

日均页面访问量约4万，其中广东省访问量接近60%。

四、项目建设目标与任务

（一）建设目标与思路

1、总体目标及分期目标

总体目标：

通过建立基于知识点的学生典型错误开放采集系统及数据库，形成系统化的学困生和优秀生的个性化学习指导系统，即学习诊断系统，从而为更多的学生诊断和辅导服务。

分期目标：

项目

小学

（个）

初中

（个）

高中必修模块

（个）

高中选修系列

（个）

2006学年

2007学年

2、项目建设思路：

条块结合、资源整合、信息共享、业务协同。

3、系统建设与其他系统之间的关系。

本项目建设目标是教育E时代的系统工程之一，也是本单位的信息化总体目标，并已写进本单位的发展规划之中。

（二）项目建设主要任务

1、项目建设任务、范围和规模

天河区的中小学学科学习诊断系统平台建设与应用项目主要包括错题采集、数据分析诊断、配套训练（策略）编制、平台建设等子项目。

（1）新课程学科学习错题采集项目

2006学年，完成实施中的新课程学科学习错题采集工作，涵盖中小学所有的9个学科，45项（详见P3）。

到2008年，完成所有年级、科目的新课程学科学习错题采集工作，含高中必修模块32个，高中选修系列24个，义务教育阶段33项。

错题收集源为：

区内一线教师选择的被试学生采集口、面向社会的开放型错题采集口以及我区中小学学业质量检测体系数据源。

（2）数据分析诊断项目

对三个错题采集口的数据，按照学科、年级、章节内容、知识点（教学目标）等内容进行分类，对其学习症状进行诊断，并及时呈现在天河部落上。

高中阶段侧重在优秀生（或临界生）的学习诊断与指导研究，义务教育阶段（小学、初中）侧重在学困生的学习诊断与指导。

对学生进行个性化的学习研究将有利于教育均衡发展落到实处，学困生的研究将是本项目的重点内容。

（3）配套训练（策略）编制项目

针对分析数据，对具有普遍性的错题或知识结构缺陷征集配套训练题；对具有普遍性的学习行为缺陷、元认知能力缺陷征集相应的学习行为训练策略。

（4）学习诊断平台建设项目

建设以支持学校课堂有效教学、在线辅导为特色，以新型运作机制为保障，面向教师、学生，联结学校-家庭-社会的共建、共享与沟通的平台——天河部落，更好地服务于教育教学。

整个平台应用XX专业搜索引擎，进行深度数据挖掘；应用tag（标签）将自由分类法引入该平台，发挥大众参与的作用；通过统一的知识点编码达到规范标引和检索的目的，以实现站内快速检索。

同时与公司合作开发学科知识点架构下的前后台实现（如菜单式等方式），努力实现平台内数据的结构化组织和呈现。

五、项目本期的建设原则和技术路线

（一）本项目遵循统筹规划、互联互通、资源共享和安全保密的原则，充分利用现有的信息基础设施，避免重复建设。

建设原则

技术路线

系统建设遵循的依据和参考规范

先进性

Web2.0模式；

数据层+应用层+表现层的三层结构；

总站+子站+个人的三层结构的应用层次；

ASP.NETCACHE

HTTPURLMAPPING

《基础教育教学资源元数据规范CELTS－42》

《新课程标准》

B/S架构

参照W3C组织制定的HTTP，XML标准

参照MICROSOFT制定的C#，ASP.NET标准

《国家信息化领导小组关于我国电子政务建设指导意见》（中办发[2002]17号）、

《电子政务工程技术指南》（国信办[2003]2号）、

《电子政务标准化指南.总则》（国标委高新[2002]42号）

实用性

基于浏览器的操作界面，无需客户端软件的操作方式。

标准化

使用统一的编码规范和数据库设计规范

RSS功能提供数据接口

开放性

系统基于.NET开发，可进行二次开发；

RSS功能提供数据接口；

提供模版自定义功能，用户可以方便的更改模版

兼容性

可以在WINDOWSSERVER上运行，后台可以搭配多种关系型数据库使用，并与WINDOWS环境下的软件兼容

整体性

子站与总站保持整体一致性，总站可以统一管理；

功能新增可一次性运用到所有子站。

共享性

RSS功能提供数据接口，数据资源可与其它系统共享；

标准化数据库可与其它系统共享。

安全性

SQL防注入功能；

COOKIE加密功能，防止恶意攻击；

数据库敏感字段内容加密；

经过专业的安全测试；

服务器配备防火墙；

保密性

完全独立研制，核心程序未使用开源代码；核心代码保密；数据库加密，未经许可不可获取数据库信息。

可靠性

系统运行稳定，代码经高强度访问需求进行测试。

数据定期增量备份。

实时性

经济性

基于已有平台，利用已有资源进行开发建设。

可扩展性

支持第三方插件同平台使用，支持新功能的简易添加

可维护性

有详细的调试跟踪信息记录，便于维护操作

WEB2.0技术和子站系统结构，支持权限受控下放，易于维护管理

（二）整个项目的技术实现方法和路线

本项目试图运用知识管理与数据挖掘的思想，采取有效的激励机制，将优秀教师的教学思想、方法和策略数字化，将其隐性知识转变为显性知识，运用BLOG处理存储其知识和智慧，并通过网络使其得以传播和共享，提高整个区域的教学水平。

学生也可利用个人知识管理技术，更好地获取、组织、利用、存储知识，并进行知识创新。

整个研究过程将多次尝试、反复修正研究行为策略。

六、六-----十一项为可选项目，暂略

七、六-----十一项为可选项目，暂略

八、六-----十一项为可选项目，暂略

九、六-----十一项为可选项目，暂略

十、六-----十一项为可选项目，暂略

十一、六-----十一项为可选项目，暂略

十二、项目本期的投资概算

（一）投资概算的有关说明以区立项课题为推进方式，每课题2万元。

数据采集、分析诊断、配套练习以3：

3：

4的比例分配资金。

（二）总投资概算：

226.8万元

（三）总投资及投资计划（单位：

万元）

新课程学科学习错题采集

数据分析诊断

配套训练（策略）编制

学习诊断平台

总

计

义务教育

高中

2006学年

17项ⅹ0.6

必修

16项ⅹ0.6

选修

12项ⅹ0.6

17项ⅹ0.6

16项ⅹ0.6

12项ⅹ0.6

17项ⅹ0.8

16项ⅹ0.8

12项ⅹ0.8

1.维护费

0.2ⅹ12月=2.4

2.建设费20

112.4

2007学年

16项ⅹ0.6

必修

16项ⅹ0.6

选修

12项ⅹ0.6

16项ⅹ0.6

12项ⅹ0.6

16项ⅹ0.8

12项ⅹ0.8

1.维护费

0.2ⅹ12月=2.4

2.建设费20

110.4

项目管理与培训资金概算4万元

合计：

226.8万元

2006学年的投资计划

项目1．新课程学科学习错题采集。

组织学校教师收集、整理实施中的新课程学科错题集，共计投资27万元。

主要建设内容包括：

小学3个学科8项，初中6个学科9项，高中必修模块16个，选修12系列12个，共计45项。

项目2．数据分析诊断，依据项目1采集的数据进行分析诊断，共计投资27万元。

项目3.配套训练（策略）编制，依据项目2的数据分析诊断结果，编制具有针对性的配套训练题或学习行为训练策略，共计投资36万元。

主要建设内容包括9个学科，45项。

（四）系统软件与应用系统开发资金概算20万元

（五）项目管理与培训资金概算4万元

（六）系统运行维护资金概算0.2ⅹ12月=2.4万元

（七）项目建成后本单位信息技术硬件与软件资源存量一览表

因本项目是基于网路应用的，同时服务器资源依托广州市科研处，因此硬件存量基本不变；系统平台将继续丰富，开发与学习诊断平台相关的新功能，数据量将达到300GB。

（八）资金来源与落实

2005年天河区教育局科研经费配套资金17万元。

2006年天河区教育局科研经费配套资金45.74万元。

十三、项目本期的建设及运行管理

（1）项目建设管理组织机构

本项目受天河区教育科研规划管理领导小组和天河区教育局教研室领导，由天河区教育科研规划管理领导小组办公室具体负责实施。

面向学校科组实施科研课题招标，以错题采集、分析与诊断为基本研究内容。

（2）项目关联的业务主体

广州市教育局、天河区教育局属学校、时代财富科技公司、华师大认知与技术研究所。

（3）项目运行维护机构

天河区教育局教研室

（4）技术力量和人员配置

专家组由相关科研机构研究人员及一线特级教师组成。

实施本项目的专业技术人员包括国务院特殊津贴享受者、特级教师、高级教师、教研室专职教研员及学校的专任教师、教学骨干等多人。

已建立与华南师大信息技术学院、认知与技术研究所、省教科所、华南理工大学计算机学院等院校的合作关系，将对本项目的实施给予有力的支持。

（5）项目建设的实施策略

本项目采用的平台技术难度低，便于教师驾驭。

建立专家组、区教研室、科研办、项目负责人的每月例会制度。

建立动态评价制度。

形成与院校合作研究的机制。

学习诊断平台建设与业务工作高度统一，按照各个学科和年级进行划分，专门为一线教师提供服务，顺应一线教师便利教学的需求，也符合研究、管理部门多方交流、互动、有效教研的需求。

为更好地落实本项目的各项任务，确保项目总体目标的实现，保证项目研究工作的质量，提高经费使用效率，依据《中华人民共和国招标投标法》和科技部颁布实施的《科技项目招标投标管理暂行办法》，由区教研室对本项目中的子项目进行公开招标。

十四、项目本期的建设进度

（一）项目建设工期一个学年

（二）项目实施计划一览表

项目

小学

（个）

初中

（个）

高中必修模块

（个）

高中选修系列

（个）

2006学年

详见项目建设内容一览表（中小学学科学习诊断系统平台建设与应用项目）

（三）项目成功的关键因素分析

在建设层面：

要有便于操作的低技术难度的网络平台

考虑到使用者为广大的教育工作者，平台的使用要尽可能地简单易用，同时考虑到广大教师的使用习惯。

现有的教师博客平台已经被广大的教师所接受，可以充分利用该平台的资源基础。

在应用层面：

要有便于检索查找的数据库

数据库留有可扩展性接口，便于各种方式的数据查找、调用与整合。

提供不同的数据使用平台，让用户可以最方便的方式找到数据。

十五、项目本期的培训计划

（一）业务人员培训计划：

每学年进行两次大型的培训活动，主要内容有：

团队建设、学科素养、平台升级相关操作等。

每次为期两天。

（二）技术人员培训计划：

每年进行3次针对系统管理人员的培训。

主要内容有：

WindowsServer、SqlServer、防火墙的使用方法，数据备份、管理员职责、应用系统安装、调试、升级及日常管理等。

十六、社会与经济效益分析

（一）项目的社会效益

1、本项目通过学科资源的建设、应用及评价，运用BLOG技术，探索基础教育资源建设共建共享之路，包括如何建设低技术要求、高度参与互动的教育科研网；如何建立有效的资源评价机制；如何建立政府资助的学科资源建设可持续发展机制；如何以项目带动教师的专业发展；如何扩大与高等院校、科研机构的合作；如何通过加强新一代信息技

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