信息技术教育装备的可用性分析

赵锦红 朱小明 胡又农

1 北京师范大学信息科学与技术学院 北京 100875 2 首都师范大学教育技术系 北京 100048

信息技术教育装备的可用性分析

赵锦红1朱小明1胡又农2

1 北京师范大学信息科学与技术学院 北京 100875 2 首都师范大学教育技术系 北京 100048

从信息技术教育的特点入手，分析信息技术教育装备与信息技术教育之间的关系，并介绍信息技术教育装备的评估方法——效能评估。信息技术教育具有专业性、层次性、对教育装备的依赖性强等特点，这就决定了信息技术教育装备在信息教育过程中的重要性——教育装备的状态直接影响信息技术教育的质量，而装备的效能分析是正确评价信息教育装备的手段之一。对信息技术教育装备的可用性指标进行分析，给出在装备全寿命期间的不同阶段所使用的不同的可用性分析模型。

信息技术教育装备；装备效能；装备可用性

1 信息技术教育的特点

信息技术（Information Technology）是指与信息相关的技术。不同的人和不同的书对此有不同的解释。信息技术主要包括传感技术、通信技术和计算机技术，分别承担获取信息、传递信息和处理信息的功能。随着社会的发展，信息技术从一个独立的行业逐步扩展到多个行业，当前，信息技术的应用已经渗透到各个领域，从飞船、卫星等高新技术行业到银行、超市、医院等日常生活领域，人们对信息技术的依赖程度越来越高。正如人们常说的那样，信息时代来临了，人们生活在信息化社会中。所谓信息化就是用信息技术来改造其他产业与行业，从而提高效益。在这个过程中，信息技术是一种工具，一种用于改进生产技术、改变工作方式、改善生活水平的得力工具。

行业是需要人来做的。人的培训是通过教育完成的。随着各个行业对信息技术需求的增长，社会对掌握信息技术的人的需求也在同步增长。信息技术教育已经成为从基础教育到高等教育不可缺少的教育门类。信息技术教育具有专业性、层次性、对教育装备的依赖性等特点。专业性是指信息技术同数学、物理学一样，是一个专门的学科，有自己的学科体系。这个体系很庞大，不是几门课程可以覆盖的。层次性是指信息技术也有从高深到浅显的各个层次，不同的行业对信息技术的需求程度是不同的。从事信息技术专业研究需要高深的信息技术知识，而有的行业可能只需要入门的信息技术知识，因此，信息技术教育要根据需求设置不同的层次。对教育装备的依赖性是指信息技术教育必须在具备一定的教育装备的条件下才能实现，如果没有适当的教育装备，那么信息技术教育将难以完成。

2 教育装备在信息技术教育中的作用

信息技术属于应用科学，与基础科学相比，信息技术更偏重于应用。对大部分人而言，学习信息技术是为了掌握一种工具，学会一种技能。而技能的培养与单纯的理论学习相比，更需要实际的操作演练。因此，信息技术教育对教育装备的依赖性非常强。

这种依赖性还体现在两个方面。1）无论哪个层次的信息技术教育，都离不开教育装备。即使是中小学中开设的初级信息技术课程，虽然只教授部分信息处理的基本知识，也要配备基本的信息技术装备，如计算机、投影机、网络服务器等，并开设专门的实验室。高校中信息技术学院的教育装备就更加专业，除了用于计算机应用教学的公共实验室外，还有各类专业实验室，分别用于从信息获取、传递到信息处理等各方面的专业课程。2）信息技术教育中实验课程的比例越来越大。首先来看初级信息技术教育的情况：在北京市一些有条件的中小学，信息技术课中超过80%的课时在实验室进行，让学生在实际操作中学习。再看高等信息技术教育的状况：以北京市某高校信息技术学院计算机系的教学计划为例，见表1。

表1 某高校信息学院计算机系教学计划

从表1可以看出，在基础课教学中，实验课时的比例逐年增加。在专业教学中，由于2003年度进行了专业调整，专业课程设置发生变化，所以2003年前后的课程没有可比性；2003年后，专业课程中实验课时的比例保持不变。总的来说，实验课时的比例是逐年增加的。

3 信息教育装备的效能分析

正是由于信息技术教育对教育装备的依赖性，所以教育装备的状态对信息技术教育的结果有至关重要的影响。教育装备的状态有很多方面，如工作性能、使用效率、环境条件等，可以用一个参数来综合衡量教育装备的各个方面，这就是效能。

3.1 效能分析的目的

目前，开展信息技术教育的单位越来越多，生产信息教育装备的厂家越来越多，信息教育产品越来越多，什么样的装备适合自己的信息技术教育？现有的装备能否满足需求？这类问题不是拍拍脑袋就能随口说出答案来的，需要进行科学的分析和评估。而分析和评估的方法就是开展信息技术教育装备的效能分析。所以说，效能分析的目的有两个，一个是评估当前装备的使用状态，另一个是为未来决策提供可靠的信息。

3.2 教育装备效能指标的选取原则

效能的一般定义是这样的：效能是一个系统满足一组特定任务要求程度的能力，或者说是系统在规定条件下达到规定使用目标的能力。这里的“规定条件”指的是环境条件、时间、人员、使用方法等；“规定使用目标”指的是所要达到的目的，“能力”指的是达到目标的程度。

教育装备的效能是指，在特定条件下，教育装备被用来完成规定任务时，所能达到预期目标的程度。教育装备的效能可以用概率或其他物理量来表示。信息技术教育的层次不同，功能不同，内容偏重不同，衡量其信息教育装备效能的指标也不尽相同。正是由于信息技术教育的广泛性，单个效能指标只能表示装备某方面的性能，若要正确描述信息教育装备的整体效能，需要选择一组效能指标，进行综合评价。

选取教育装备的效能指标时，应遵循下面一些原则。

1）系统性：效能指标应能反映教育装备的综合情况、整体情况。

2）完备性：所选取的指标集（组）应包含影响教育装备效能的所有指标，指标集具有广泛性和通用性。

3）客观性：尽量选取含义明确的效能指标，避免主观因素为主的指标。

4）可测性：这是定量指标的要求，指标应能够通过测试设备、实验统计或公式推导的方式获得，具备实际的采集渠道，具有可操作性。

5）时效性：信息技术的发展日新月异，描述信息教育装备效能的指标也应不断随之调整，避免因效能指标的落伍而不能正确评价信息教育装备。

6）独立性：效能指标间应不具相关性，避免互相包含，减少交叉。

7）一致性：效能指标间应不相互矛盾；

8）简明性：在基本满足对装备的评估要求和为决策提供信息的前提下，尽量减少效能指标的数量，以简化教育装备的效能分析工作。

3.3 信息教育装备的效能指标分析

信息技术教育装备的效能指标不是单独的一个，而是一组，笔者选取其中的一个指标进行分析，即装备可用性。指标含义：信息技术教育装备在给定条件下使用时，能够根据信息教育的需要投入运行的可能性。也可以表示为装备在给定条件下随时使用时正常工作的概率。可用性的概率度量称为可用度。

信息技术教育装备的全寿命周期包括论证、实施、使用和退役4个阶段。可用性描述的是装备在使用阶段的状态。装备使用阶段的时间划分如图1所示。

图1 信息技术教育装备使用阶段时间构成示意图

信息教育装备通常处于长期连续工作的状态，采用瞬时可用度不能正确反映其工作状态，因此选用平均可用度来表示在[0,t]时间段内装备的可用度：。当该式收敛时，表示装备在整个使用期间的稳态可用度A：

装备可用度既可以用于对现有信息教育装备的统计评估，也可以用于对未来信息教育装备的论证。

1）论证阶段。由于装备还未投入使用，不能知道装备实际的可工作时间和不可工作时间，因此，可以估算装备的固有稳态可用度Ai。Ai=MTBF/(MTBF+MTTR)，MTBF表示装备的平均故障间隔时间，MTTR表示装备的平均维修时间。固有可用度只取决于装备自身的性能，这些数据是可以从装备生产厂家得到的，很容易估算。

其中，TO表示工作时间，TS表示待命时间，TCM表示修复性维修时间，TPM表示预防性维修时间，TAD表示管理延误时间，TLD表示保障延误时间。

例如，某计算机实验室本学期承担3门课程，每门课48学时；学生人数是实验室计算机数量的4倍；每次上课前提前半小时开机；每天杀毒时间半小时；每周清洁实验室1次，4小时；每周计算机维护、软件升级1次，8小时；开学时计算机检测、安装软件1次，16小时；本学期计算机的平均维修时间30小时。实验室每周开放7天，每天开放10小时，本学期时间为18周。计算实验室中计算机在本学期的可用度。

工作时间TO＝48×3×4＝576(h)，修复性维修时间TCM＝30(h)，预防性维修时间TPM＝0.5×7×18＋4×18＝135(h)，管理延误时间TAD＝4×18＝72(h)，保障延误时间TLD＝16(h)，计算机总使用时间TT＝10×7×18＝1 280(h)，待命时间TS＝1 280-(576＋30＋135＋72＋16)＝451(h)。本学期计算机的可用度

对比上述两个例子，可以看到同样的信息教育装备，其固有可用度和使用可用度的数值相差很远。所以，在进行信息教育装备的分析评估时，要按照装备的不同阶段，采用不同的效能指标进行评价。

4 结论

信息技术教育装备的质量关系到信息技术教育的质量，要从装备的效能出发，对信息技术教育装备进行科学的分析，才能得到科学的结论。装备的效能指标是一个集合，它可以综合反映信息技术教育装备的质量和状态，而本文只是从中选取“装备的可用性”这样一个指标进行分析。装备的效能分析贯穿于信息技术教育装备从方案论证到退役的全寿命期间，是对装备进行科学评估的有效方法。

[1]郭齐胜,郅志刚,等.装备效能评估概论[M].北京∶国防工业出版社,2005∶48-50

[2]胡又农,赵锦红.教育装备管理中的全系统全寿命全费用研究[J].中国教育技术装备,2005(7)∶1-3

[3]本科教学计划[EB/OL].[2007-2].http∶//www.elec.bnu.edu.cn

Information Technology Equipment Usability Analysis

Zhao Jinhong, Zhu Xiaoming, Hu Younong

This paper introduced about the usable analysis model for the equipment of information technology education. The effect analysis is one of the methods to evaluate the equipment of information technology education correctly, the status of the educational equipment has direct influence on the quality for information technology education, because the information technology education is professional, more-level, and dependent on the equipment strongly.

information technology equipment; equipment benefit life; equipment usability

2 Capital Normal University, Beijing, China 100048

G40-057

A

1671-489X(2011)03-0003-03

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.03.003

Author’s address

1 Beijing Normal University, Beijing, China 100875