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建训享融合:教育信创在中小学的应用与实践
摘要:信创,即信息技术应用创新。在当前科技自立自强成为国家发展战略的大背景下,发展信创是实现核心技术突破的必由之路,也是国家信息技术领域实现从“跟跑”到“领跑”跨越式发展的根本道路。近年来,全国各地积极探索信创在教育领域的应用。作为全国信创教育试点的浙江省金华市,自2020年开始,依托本地资源,以龙芯CPU为核心架构,选取龙芯CPU+统信操作系统和麒麟操作系统为技术路线,已经实现整机硬件、基础操作系统软件、教学管理软件、办公软件、编程教学软件的国产自主,从而满足中小学信息技术基础教学的需求。 在实践过程中,开创了“三建·三训·三享”的教育信创区域模式,从“配建信创机房,搭建应用平台,完善保障平台”三方着手,确定一批试点学校,优先配备国产计算机及相应软硬件设施,积累以验,从以点带面到区域铺开,通过三级研训,破解技术难题,实现从“要用”到“会用”最终走向“能用”的转变。同时,通过“试点辐射,赛事推进,加强适配”等方式,享资源互通,大力推进信创在中小学教育领域的深入应用,进而实现教育信创的蓬勃发展。
关键词:教育信创 中小学 数字教育 国产化 信创替代
Abstract: Information innovation is also known as information technology application innovation. It is a necessary path for achieving core technology breakthroughs in the current context where technological self-reliance and self-improvement has become a national development strategy. It is also the fundamental path for realizing a leapfrog development from "following" to "leading" in the field of national information technology. In recent years, various regions across the country have actively explored the application of Information Innovation in education. As one of the national information innovation education pilot areas, Jinhua City in Zhejiang Province has relied on local resources since 2020, with the Longxin CPU as the core architecture, and selected the Longxin CPU+ communications operating system and Qilin operating system as the technical route, to achieve the domestic self-reliance of the whole machine hardware, basic operating system software, teaching management software, office software, and programming teaching software, thus meeting the needs of primary and secondary school information technology basic education. In the process of practice, a new regional model of educational information innovation "three founding, three training, three sharing" was created, starting from the three aspects of "building information innovation computer rooms, building application platforms, and building support platforms," determining a group of pilot schools, prioritizing the procurement of domestic computers and corresponding hardware and software facilities, accumulating experience, and expanding from point to face to the entire region. Through the three-level training and research, technical problems were solved, and the transformation from "wanting to use" to "being able to use" ultimately led to "being good at using" was achieved. At the same time, through "pilot radiation, event promotion, and enhanced compatibility," resources were shared and the in-depth application of information innovation in primary and secondary schools was vigorously promoted, thereby achieving the vigorous development of educational information innovation.
Keywords: educational information innovation, primary and secondary schools, digital education, domestication, information innovation substitution
当前,国际竞争局势变幻,我国在信息技术软硬件领域的某些关键技术受制于人,科技发展、信息安全的风险问题亟待解决。为摆脱“卡脖子”窘境,在新时期政治形势下,国家推动关键技术国产化,大力扶持信创产业发展,实现核心技术自主可控,构建国家信息安全护城墙,具有重要的战略意义。
教育行业,在信创产业起着非常独特的作用,主要表现为:中小学校等教育部门本身也是信创用户,教育机构的数字化建设也是信创的应用阵地。以云计算、大数据、移动互联网、物联网等为代表的新一代信息技术,带来新的架构模式和技术体系。教育信创需要基于新的架构模式和技术体系的顶层设计,建立起符合“信创”要求的技术底座和技术体系,推动教育机构建立基于信创体系的智慧教学、智慧科研、智慧校园与智慧管理,并培养符合未来产业需要的信创人才。为此,我们在中小学校开展教育信创的应用与实践,意义重大。
一、“三建·三训·三享”信创模式架构
信息技术应用创新发展,是目前一项国家战略,是解决当前我国信息技术“卡脖子”问题的重要国家战略,同时也是未来我国数字经济可持续发展的重要内容。教育信创主要指教育领域的信息技术应用创新,在教育共富理念下,让信创更好地为中小学教育教学服务,走出特色的信息技术应用的教育之路。
我们从本地区的教育实际出发,试图通过区域信创工作的实践与研究,推动信创在中小学教育领域的应用,探索可行的做法,由点到面,全面铺开,构建良好的信创生态,提高师生信息素养,让教育领域全面国产化替代成为现实,更大程度地发挥教育技术为学校教与学、管理与决策服务,促进国产化替代形成自主可控,并逐步成为最优解决方案,为教育信创的发展提供理论和实践支撑,并为其他地区的应用提供参考和借鉴。下图为信创实践与研究的顶层架构。
二、“建”三级平台,促信创落地
根据教育信创顶层设计,我们积极搭建三级平台,确定一批试点学校,优先配备国产计算机及相应软硬件设施,明确教育信创工作详细目标,组织编制实施方案,结合实际制定工作规划方案。从软硬件方面提供支持与保障,进而推动区域教育信创的蓬勃发展。
(一)配建信创机房,高举国产大旗
金华市在教育信创上以龙芯CPU为核心架构,选取龙芯CPU+统信操作系统和麒麟操作系统为技术路线,从党政领域龙芯3A4000开始,再到教育系统龙芯3A5000,全面列装用了2年时间。列装期间,通过教育局和信创厂商的共同努力,基本实现整机硬件、基础操作系统软件、教学管理软件、办公软件、编程教学软件的国产自主化,能够满足中小学信息技术基础教学的需求。
截至2024年9月,共计完成14864套信创终端的部署使用,覆盖学校369所(约占全市学校数的21%)。在此之前,提早谋划与准备,在浙江省信创适配实验室(No.002号)和教育信创培训和推广中心内开展了206个教育软件产品的适配、验证和测试工作,完成适配并通过测试验证的教育软件产品共187个。采用“1+1”模式研发了信创环境下的教育运维平台和信创交流论坛,同步接入了八婺智教平台,用以保障支撑学校工作的开展和技术交流。同时,以市持续运维保障分中心为核心,开展现场运维保障、现场调研、现场座谈和技术讲解等服务工作保证了真替真用效果。
(二)搭建应用平台,满足教育需求
截至2024年9月我们适配了近187余款中小学教学过程中需要的应用软件和平台,形成了多套可用于中小学信息技术课程教学的基于龙芯架构的信创组合套餐,重点满足信创机房在同传还原、一键开关机、课堂教学互动、编程教学、智能开发应用等需求,基本满足日常中小学信息技术教学需求。
整个项目从底层芯片、整机硬件到基础操作系统软件、教学管理软件、办公软件、编程教学软件全部实现国产自主化,并且能够满足中小学信息技术基础教学空间中的实际使用需求。在中小学教育领域推进信创技术,改变中小学信息技术课程“微软培训班”的现状具有长期战略意义。
(三)完善保障平台,提供服务保障
为更好地服务学校教师,及时响应教师在使用国产终端遇到的服务需求,在市教育技术和信息中心建议下,神州信息专门建设了教育国产化运维平台和论坛。平台分网页版和手机版,统一接入教育专网,与八婺智教平台对接。论坛提供了统一的交流平台,集成了信创知识库,将软硬件相关各类常见问题及使用方法与技巧汇总其中,方便教师随时查阅与交流。
截至2024年9月,已处理教育类运维工单197起,解决硬件问题74个,软件问题43个,形成知识库41个。
三、“训”三批队伍,解技术难题
有了设备,如何运用是关键。为了让更多的学校、老师了解信创的战略意义,坚定信心,积极参与的愿望,也为了让更多的老师掌握信创技术,具备参与到信创深化工作的能力。我们研训结合,分三批进行实施。
(一)领导先培,坚定“要用”的决心
第一层次培训面向全市所有中小学(幼儿园)分管副校长和信息化部门负责人开展。他们是学校信息化的决策人群,信创教育试点工作首先需要他们从观念上接受,让他们认识到使用和支持国产信息技术的重要性和必要性。因此,在培训中以提高学员思想认识为主,学习电脑技术为辅,培训把当前国际国内政治经济形势讲深讲透,把信息技术自主创新的重要性和必要性讲深讲透,让学员了解实现信息技术自主创新是中华民族伟大复兴道路上必须迈过的一个坎;充分认识信息技术自主创新教育试点的重要性和必要性。同时通过培训了解我们自主的信息技术的最新发展成果,明白国产信息技术在教育上的应用已经够用好用,跟国外软硬件相比,各有优势,从某些方面来说,国产技术更贴近我们中国人的实际需求。从而全面提升学校决策层对信创试点工作的接受程度, 清除信创教育工作的思想障碍。
(二)骨干研训,掌握“会用”的技术
二级培训目标人群是金华市中小学信息技术教师和设备维护管理人员,他们是信创电脑在中小学教育中推广应用的排头兵,是面对各种问题的一线人员。对于这类人员,我们在让他们认识到使用和支持国产电脑的重要性和必要性的同时,培训的重点是掌握必备的软硬件知识和解决问题的能力。虽然参训学员大多数为电脑专业人员,但大多数人是第一次接触信创电脑,因此,培训首先让大家了解当前国际国内形势,了解信息技术自主创新的重要性和必要性,全面提升信息技术专业人员对信创试点工作的接受程度。 解决信创试点的思想障碍,然后通过实际操作和讲课相结合的方式,让信息技术专业人员掌握信创电脑软硬件操作技能和常见故障解决方法,解决信创试点的行动障碍。在培训过程中,我们还安排了考核发证环节,进一步提高培训效果。
(三)学科培训,打开“能用”的局面
随着信创教育试点的全面铺开,各学科老师在使用信创电脑的时候,肯定会碰到各学科应用软件的使用问题,例如数学老师经常使用的几何画板软件,因为在国产环境下无法适配,需要用同类软件替代,各学科都存在一些需要替代或者版本更替、功能不同的软件。因此,我们的三级培训面向各学科教师,按学科及专业分层次开展培训,培训的目的是让各学科教师能够熟练运用信创环境下的专业教学软件开展学科教学。
为进一步推动信创产业与教育领域融合,形成以信创产业发展提升信息化教学水平,以教学应用实践促进信创产业发展的局面。在2022年3月我市成立教育领域信创应用专家库覆盖全市中小学专业技术教师266人。为了让信创专家更好了解信创领域相关政策标准、技术发展趋势,掌握了解国家最新发布的相关政策和技术标准要求,着力解决信创技术“不好用”、“不会用”、“不想用”的问题,我们也进行了专门的教育领域信创专家培训。
四、“享”互通适配,助整体推进
众所周知,信创发展过程中,最难的是软硬件生态的建设。本市引进信创企业以龙芯技术路线为基础在生态建设上持续发力,适配实验室积极参与提供资源和技术能力,基于纯国产指令集龙芯loongarch生态的适配工作得以持续推进。通过各厂商的支持,结合龙芯二进制翻译技术,截至2024年9月,完成了两个操作系统版本共计187款桌面应用和平台系统的适配,为教育信创的发展铺平了道路。为此,我们通过“试点辐射,赛事推进,加强适配”三条举措,达到互通共享、区域推进的目的。
(一)试点辐射,共享经验
推进过程中,我们主要通过试点学校的先行先试,积累经验,以点带面,以星火燎原的方式展开。2021年我市教育局首取了8所学校进行了信创探索试点,派发部署了500多套信创终端。我们通过试点学校的示范和引领向广大师生群体进行宣传推广信创,认识了解信创。当时,最先遇到的拦路虎就是同传还原和机房管理这两个软件,在一线教师提出机房运维管理需求后,统信软件用了30天时间,几十个研发以最快的速度开发了稳定性、易用性都得到认可的统信同传还原系统,实现信创领域同传还原类产品的从无到有的突破,顺利跨出了从零到一的一步。解决了信创环境下的同传还原软件和机房管理软件的适配,为此信创电脑机房已经可以满足中小学信息技术基础教学的需求,并在2021年10月,完成了整体验收工作。
2022年7月份我市又开展了小规模的信创推广替代,选取了15所市、区范围内的中小学各学段学校建设信创电脑机房,涉及终端1334套,组建团队,通过多次的实地走访、学校调研,组织专家、老师召开研讨会,教育信创回归教育本源,依托高考课程改革,从课程配套教材着手深入剖析师生在教育教学领域,信创软硬件的核心需求,在统信技术工程师和学校任课老师的齐心合作下,克服各类疑难问题,最终探索出了一条基于信创技术路线的python教学模式,圆满完成高中关于python的教学内容,同时还解决各个学校老师反馈的需求和问题近200个。
2022年12月在7月完美试点的基础上,再次发力,全市教育系统部署终端9448台,2022年总计部署终端10782台。到这里我们已经做到了全市教育系统的全面铺开,覆盖了从幼儿到高中的各层次教育体系。目前,金义小学“未来科创学院”和金东区第二实验小学“信创爱国主义教育基地”,金华六中、金华外国语实验学校等多个试点信创教育开展得扎实有效。
为了更有效地利用2022年部署的一万余套终端,2023年我们并未进行大规模的全新部署,而是将工作重心放在了服务的落实与优化上。2024年度,我们计划再部署超过1500套终端,并计划将服务范围扩展至新增的16所学校。
(二)赛事推进,互通应用
我们通过举办各类赛事,激发广大学校及师生的参与积极性,吸引和丰富生态圈,提供交流平台,推进创信的深入应用。虽说经过前期的适配,信创产品“不好用”的问题已经得到极大改观,有些方面甚至已经优于国外产品。然而,信创产品“不想用”和“不会用”的问题,还是需要我们大家继续努力,多管齐下从态度上得到根本改变才能缓解。为此我市主办了本市教师信创技术应用创新大赛,旨在培养提高教师理论研究与实践创造相结合的能力,激励教师深入研究信息技术在教学中的应用为目的,进一步推动信息技术应用创新产业发展和人才培养,驱动本市信息技术产业健康高质发展。
我们的大赛以教育技术“多媒体制作”应用场景为切入点,赛事全程围绕使用信创电脑、国产操作系统、办公软件、图像编程等项目展开。通过多轮次比赛,开创了以少数教师的“会用”带动广大教师的“想用”的良好局面。通过几年实践,我市各中小学校正逐步将教育信创融入教育技术的常态教学和管理工作中。
(三)多方合作,共享适配
在推进过程中,我们针对发现的新需求,积极协调技术部门与厂家能力合作,全力做好软件适配,促进信创工作向纵深发展。自2021年10月份开始,在市教育局的领导下,由市教育技术和信息中心具体指导各厂商陆续在使用纯国产指令集(Loongarch)上适配和完善教育信创生态,并在不同整机和操作系统上进行单变量测试,最终完成在龙芯3A5000上的80款桌面应用和平台系统的适配和测试,其中包含了不同的整机品牌(同方、联想、浪潮)、不同的操作系统(统信UOS、麒麟OS)、极域电子教室软件、极坐标电子教室软件、极域同传还原软件、统信同传还原软件等机房必备软件。截至2022年3月份准备新一批信创终端下发前,基于龙芯CPU和两个操作系统的教育信创已经涵盖了118个桌面应用和平台系统;并在不同整机和不同操作系统上经由权威适配和认证机构测试通过了多个不同的软硬件套餐组合。
在2022年夏季(第二期1367套实际下发后),在市教育局(市教育技术和信息中心)指导下,组织生态厂商进到各个学校进行了长达五轮的反复现场测试和教学场景试运行,初步验证了基于纯国产技术路线的教育信创生态已经达到了能用、且可以持续推广的水平;也为接下来全市范围学校机房的国产化替代打好了扎实的技术基础。
经过前期调研我们发现,在教育领域推进信创技术,小学和初中部分教材中涉及的一些基于WiNDOWS的软件,需要用国产操作系统下对应功能的软件替代,因此如果仅仅使用目前的信息技术教材开展教学,会碰到不少困难,必须有一套合适的教学资料作为开展信创教育的补充材料。由此我们组建了中小学信息技术信创教学辅助资料编写组,初编出一套既体现素质教育的基本精神,又具有鲜明本地特色的基于信创技术的中小学信息技术教学辅助材料。图书所涉及的软硬件均在信创环境下测试通过。在保持浙江省统编教材正常使用情况下作为信创技术教学的补充材料使用。
2024年政府工作报告提出,大力发展数字教育。在十四届全国人大二次会议记者会上,教育部部长怀进鹏表示:通过数字化来改变、改善、提高教育质量,促进教育公平,发展数字教育不是“选修课”而是“必修课”。3月28日,《教育行业数字化自主创新飞腾生态解决方案白皮书》正式发布,这是教育行业首个信创生态解决方案白皮书。可见,在政府和相关部门的关注下,教育信创已经迎来一个新的春天。我们坚信,教育信创在全国范围铺开已在路上,希望我们的研究能为我国教育信创的发展添砖加瓦!
参考文献:
〔1〕浙江省数字教育高质量发展行动计划(2024-2027年)
〔2〕中国智慧教育白皮书——基于信创体系的智慧教育(2022)
〔3〕黄荣怀.加快教育数字化转型 推动学校高质量发展[J].人民教育,2020(Z3):28-32
〔4〕王小铭.高校信创教育及教育信创化的建设探究[G].《中国信息化》 2023年第11期 P56-58
〈本文系浙江省2024年度教育信息化研究专项课题“ 三建·三训·三享:教育信创在中小学的应用与实践”(2024ETC031)研究成果〉



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