基于云平台的电子书包构想

杨晓新

摘 要：随着数字信息化时代的到来，电子书包已被视为提高教学质量和促进教学改革的重要手段与途径，也成为深入推进教育信息化建设的重要渠道。本文基于对电子书包的反思与重新定位，试图构建云平台上的电子书包系统，以消解电子书包对终端设备的天然依赖，增强其开放性与自主性。

关键词：云平台；电子书包；教育数字资源；第三方服务商

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）21-0024-04

一、引言

自1999年新加坡政府在德明中学一年级学生中首批试行163个电子书包，“电子书包”的概念便渐入眼帘。或许在当时，这种纯粹的便携式电子阅读器还只是一个概念炒作，如今，随着个人数字终端设备的飞速发展，笔记本电脑、平板电脑、智能手机等小巧灵活的便携设备日益普及，电子书包的相关研制与试点也再度兴起并备受关注，在全球范围内掀起电子书包热。法国、美国、日本、韩国、马来西亚等国家的电子书包研发应用都受到政府部门及相关企业的高度重视，有着不同程度的发展。在我国，电子书包同样以不可估量的发展潜力深深吸引着教育行政部门、科研机构、出版经销商和软件开发公司等相关单位组织。2010年，全国信标委电子书标准工作组联合教育部教育信息化标委会专门成立了“电子课本与电子书包”标准专题组，进行电子书包的研发。然而，电子书包作为在新媒体环境下应运而生的新生儿尚未成熟，甚至人们在对其概念的理解上尚存一定的分歧。诚如中国科学院院士何积丰所言，我国的“电子书包”目前还处在实验阶段。为此，本文试图构建基于云平台的电子书包系统，并思考电子书包产业的良性发展，真正推动我国教育资源的数字化进程。

二、早期电子书包的发展状况及困境

根据书包在《现代汉语词典》中的释义：“布或皮革等制成的袋子，主要供学生上学时装书籍、文具用。”从字面上理解电子书包便是能够加载电子课本或各种帮助学习工具的电子教育产品。[1]对于其内涵定义，学界、产业界版本甚多，早期代表有：香港教育统筹局将电子书包称为一个存储学习资源的电子工具；台湾国立中央大学陈德怀教授认为是一种个人可以随身携带，具有电脑运算、储存和传送数位资料、无线通讯等功能，并支援使用者在不同场地进行各种有效学习的工具。[2]

可见，电子书包是头顶轻巧便携、海量存储的光环登场的。据相关资料表明，自2000年教育部下发了《关于在中小学实施“校校通”工程的通知》后，电子书包就作为学生学习的应用终端被提出。由此带来的全新电子化教材应用模式给传统教育出版业的挑战是极大的。然而由于版权保护、电子教材格式等问题，出版行业并没有迅速进行独立的数字化转型，而是采取与一些软件公司合作开发的模式，如2001年中国人民教育出版社与香港文化传信集团有限公司合资成立“人文电子教科书科技有限公司”，研发了仅203克重的“手持式电子教科书”，厚度和大小与百余页普通课本相当，可用5号电池续航2个月。然而该产品先后在多所中学试点后最终不了了之。同年，北京伯通科技有限公司研发生产了“绿色电子书包”，通过教育部认证并在北京、上海等4个城市试行推广，这个产品几乎具有笔记本电脑的全部功能，能存储大量文件，其课本包括从小学到初中的全部教科书内容。同时通过内置modem，可以完成下载资料、收发邮件等多项应用功能。可是，如此多功能的产品却同样难逃高调进场低调消匿的命运。个中原因复杂多样，而最基本的一点归结为电子书包产品的定位偏失，单纯将电子书包理解为书包的电子化显然是行不通的。

本文将这一时期称为电子书包发展的初级阶段。在此期间，电子书包产品被视为具有超大容量的便携式数字资源存储器。回溯这段探索历程，以下四个方面的发展困境清晰可见。

第一，以硬件和集成教育软件为主导的研发方向弊端显现。电子书包诞生的原因或许很简单，即减轻学生书包重量，把书包里的课本、学习工具等电子化。这与早期对电子书包的概念认知基本一致。如上文提及的两个产品以及2009年汉王科技与英特尔公司联合推出的专供学生使用的“汉王电子书包”，都提供当时较高的硬件处理模块和相关的电子教材、学习软件等。但是电子产品具有一定的使用寿命，系统软件与应用软件也有生命周期，所以用户并不可一劳永逸。从长远来看，以硬件和软件为主导方向的电子书包反而会加大用户的投入成本。此外，集成教学软件虽可满足大众化学习需求，却缺乏个性化设计，教师根据软件内容授课，会受限其中而不能因材施教，这与经典教育理念相悖。此亦为早期电子书包实验失败的主要原因之一。

第二，教育数字资源数目庞杂标准不一。2001年国务院通过《基础教育课程改革纲要（试行）》之后，我国长期占主导地位的“一纲一本”的局面被彻底打破，多家出版社开发的新课标教科书通过教育部审定进入实验区。然而，正如一个硬币的两面，教材多样化的确能够满足不同地域、不同层次用户的需求，但对生产开发商来说，研发与之一一匹配的教育数字资源实属不易。因而“绿色电子书包”、“汉王电子书包”等类似的标准化产品无法实现面面俱到，适用区域非常有限。

第三，缺乏资源共享机制。因为电子书包具有承担资源载体功能的必然性，而不同的电子书包搭配不同的教育数字资源，由于缺乏统一的技术标准，各种资源难以共享，形成了一个个“信息孤岛”。如果教师觉得A电子书包的某些资源较好，但他用的是B电子书包，那么就必须再购买A电子书包。因而捆绑于硬件的资源信息的非共享性会造成更大的资源浪费，产品开发商与教学资源提供者也达不到双赢的最佳状态。

第四， 缺乏用户目标群体参与。电子书包的核心是教育数字资源，其最终服务对象是教师和学生，然而许多生产商为降低开发成本，谋取利益最大化，仅仅采取将课本电子化、收集网上资源，抑或闭门造车的方式，这样制造出来的数字教育资源并不能满足教师、学生的实际需要。教师、学生的想法、意愿不被作为产品开发的主要出发点，其使用评价更不被作为产品升级完善的重要依据。这种用户目标群体在整个产品生产过程中完全缺位的状况，必然导致上文列举的实验结果。endprint

三、电子书包的重新定位

随着对电子书包理解与应用的深入，国内外研究者重新审视电子书包在当今教育中的作用和影响。G.Chabert等认为“电子书包是一个数字化的学习空间，它以网络环境为基础，支持学生、教师、家长的同步或异步的各种活动”。[3]王斌等提出可将电子书包“视为一种以网络、移动设备为基础，促进学生有意义学习的软件为架构，动态开放教学资源为灵魂，支持移动学习甚至终身学习的数字化学习空间”。[4]祝智庭教授的观点是：“从硬件设备角度上讲，电子书包就是一种个人便携式学习终端”，从教育教学的系统功能架构来看，“电子书包是学生的个人学习环境”，个性化、移动性、按需服务是新一代电子书包的关键特性。[5]而台湾学者也开发了一套理论上与此相似的电子书包系统，可支持学生用户对电子书和教学资料的访问与互动。[6]

鉴于以上观点，本文认为电子书包虽然是对学生电子学习终端的形象化描述，采用了传统书包的隐喻，但在功能上远远超越了实体书包的本真含义，是一种个性化的学习生态环境，不仅拥有自己的数字资源，还可以实现用户之间的资源共享、同步和异步的交流合作，协商解决各种问题。换言之，电子书包是建立在云端，可随时随地通过个人终端访问、管理、运用自己学习资源的数字平台，其表现形式是“平台+资源+终端”。

目前，国内外已有相关公司采取此类模式进行探索。由松下和索尼研发的Pinchange电子书包，终端嵌入“T-Engine”系统，学生可以通过服务平台定制个人学习资源，包括学习环境以及相关教材。国内的人教网联合广东省出版集团数字出版公司和金蟾公司共同开发“人教电子书包”，资源方面由前二者提供各自拥有的人教版、粤版系列教材配套的教学辅助读物、电子图书文档、多媒体素材、课件、教案等；终端方面由金蟾公司提供性价比较高、适合学生课内外使用的个人移动学习设备；平台方面以“人教网”、“广东新课程网”等基础教育资源网站为后台支撑，实现数字化教学和移动阅读、练习、测评，以及师生互动、家校沟通等功能。当然这类电子书包还只处于起步阶段，功能尚不完善，缺乏扩展性，资源不够丰富。但是这种全新认知定位之上的实践探索对本文的电子书包系统构想给予了充分的支援性背景，在此基础上，本文进一步提出，这种以“平台+资源+终端”的电子书包产品可以引入第三方服务商的参与来搭建基于云平台的数字服务系统，从而实现功能的扩展、资源的丰富、服务的多样化。

需要强调的是，电子书包最基本的功能依然是为用户提供学习服务，这种用户活动可以分为个人学习和协作学习两个部分。（见图1）

从个人学习方面看，电子书包作为具有私密性的个人学习空间，用户登录后便可拥有个性化服务。其核心是电子课本，主要内容本文借鉴顾小清教授的观点：“从应用的情境中主要涉及个人阅读、课堂学习、测试、工具支持的实践和操作练习，从教育资源的形式考虑，主要有知识单元、习题、测试、家庭作业、反馈、模拟实验等。”[7]其余的还包括学习日志、作业提交、电子信箱、留言提问以及对购买电子课本等学习资源所进行的交易服务和信用评价等功能。

从协作学习方面来看，电子书包用户一方面可以在班集体中或是更大的社交网络中进行咨询讨论问题，另一方面可以自主创建兴趣小组，围绕某一主题开展辩论、合作、设计和角色扮演等活动，通过交流协作共同解决问题。这种虚拟平台上的协作学习有利于增加学生自信、打破人际沟通障碍，提高对学生个体之间差异的包容力以及合作能力，生生、师生的平等协商、对话、讨论更有利于他们形成良好的认知结构并加深对认知内容的理解。

四、基于云平台的电子书包系统架构及优点

云平台、云端是对云计算的形象指代。云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备，并将各种各样的基础设施资源、应用系统和软件平台等以服务的方式通过网络交付给用户。其主要特征有按需服务、随时随地访问、多人共享资源、减少用户终端处理负担等。[8]

根据上文分析，本文试图构建的电子书包系统是云端上由第三方服务商提供的以基本用户服务功能为核心的信息化综合服务系统。

整体系统构架如图2所示，大致包括以下六个模块。

（1）电子书包客户群。通常指教师、学生、家长、教育软件公司、出版经销商等。其中，教师和学生是电子书包的实际应用者，处于主导地位，电子书包是否方便，能否对学习起到帮助作用，他们最有发言权；家长起监督作用，对电子书包使用的实际效果进行跟踪观察，并反馈信息；教育软件公司是教育资源的生产商，提供优质专业的学习资源；出版经销商是电子教材或辅助学习资源的生产商，提供国家标准的电子课本或相关学习材料。

（2）电子书包前端应用。包括个人交易店铺、大型交易商城、互动社区等。个人交易店铺店主主要是教师及个体研究者，他们制作的课程学习资源包括课件、积件、教案、资料、软件等更适合一线教师和学生应用；大型交易商城店主主要是教育软件公司或出版经销商，他们可以制作提供大到学科、小到课程的数字化学习资源，也可以开发第三方的教育应用软件；互动社区主要提供学习交流平台，用户可以发帖讨论相关的学习、生活等问题，企业可以了解用户的需求，发布相关的产品信息或者可以帮助用户解决相关问题。通过这个平台拉近用户与用户之间、企业与用户之间的距离，增加彼此的信任感。

（3）电子书包师生客户端应用。具体包括：

用户中心——提供所有与用户信息相关的读写服务，如基本信息、扩展信息、学习情况、资源情况、权威等级等。

电子资源中心——提供所有教育信息资源的读写服务，如发布、修改、删除资源，前后台读取资源相关信息等。

课程学习中心——这是电子书包平台的核心应用区域。提供教师、学习者课程学习的各种资源，如电子课本、作业系统、考试系统等。根据不同学科对课程学习的不同需求，如文科侧重图片、视频等方面，理科侧重数据分析、设计等方面，提供相应的平台接口，兼容由教育软件公司、教师等开发的各类软件，如数字图书馆、虚拟物理实验室等。endprint

交易中心——提供从创建交易到确认收货的正向交易流程服务，以及从申请退款到退款完成的反向交易流程服务。

评价中心——提供相关教育资源评价信息的读写服务。

（4）数据共享系统。具体包括：

分布式缓存方案——当多个用户同时访问电子书包平台时，就必须要解决数据服务器和web服务器数据流量的瓶颈问题。用分布式缓存方案可以产生一种高效率无接缝式的缓存，使用时多台缓存服务器形同一台，且不会造成数据重复存放的情况。

分布式文件存储方案——电子书包的用户在访问平台时，处理的文件可能是图片、文字、HTML页面等静态资源，文件格式小但数量大，此时可采用分布式文件存储方案处理这种海量的非结构化数据。

数据管理中心——提供统一的数据读写操作。

（5）数据库系统。整个平台需要大规模的数据处理，一般使用mysql或者oracle大型数据库。

（6）搜索引擎系统。为用户提供搜索服务，可以是实时搜索，也可以是由第三方开发的搜索引擎工具，可根据用户的需求来进行配置。

这种电子书包系统主要具有以下四方面优点：

第一，分离硬件与软件的销售。

以往的电子书包产品采用封闭式平台，不允许用户安装自己需要的软件。而如果市场上出现非常好的教育资源，让厂商安装会产生很高的成本，可操作性极小。基于云平台的电子书包系统将革新原有的电子书包运营模式。因为建立于云端，用户只要有笔记本、平板电脑、智能手机等终端设备连接互联网便可获得自己的平台；而且可以自行选用个性化的教育资源，由第三方服务商为其提供多样化的服务。

第二，有针对性地为目标群体服务。

由于数字资源使用对象及应用系统的不同，有必要开发出不同文件格式、内容排版、适应不同终端系统的版本。这在早期的电子书包产品中是无法实现且无需实现的。（因为硬软件的捆绑）在基于云平台的电子书包中，这个问题显然已不成问题。数字资源由于不受页面印刷、实物运输等环节的制约，内容形式极为丰富且成本低廉。因此可以有针对性地为用户提供个性化需求服务。

第三，提供第三方电子支付平台。

第三方电子支付平台是指不参与具体交易活动的第三方服务中介机构，基于法人信誉保证，与各大银行支付结算系统对接，为商户和消费者提供第三方担保的网络支付平台。因为基于云平台的电子书包系统通过网络来实现交易，所以在虚拟的网络环境下存在着交易双方的博弈，通过第三方电子支付平台可以规避一定的交易风险。用户在系统里选中教育数字资源后，把货款先存放在第三方电子支付平台中，等收到数字资源确认无误后，告知第三方电子支付平台放款给教育资源生产商；如果遇到数字资源有问题，可以向第三方电子支付平台申请退款，第三方电子支付平台核实后再将货款退还给用户。因此第三方电子支付平台的出现为网上支付提供了极大的便利，充当了教育数字资源生产商与用户之间的信用纽带，而且第三方电子支付平台记录下双方的交易信息，可以保障交易双方的利益，提高网上交易的安全性。

第四，提供交易评价中心。

为了降低教育数字资源使用中的信息不对称水平，电子书包系统设计了交易评价模块来提供信用评价服务。麻省理工大学史隆管理学院的Dellarocas曾指出：在线反馈机制通过使一个交易者的行为公开于其他交易者，并对未来交易者的行为产生影响的模式，激励陌生人之间的合作行为，形成网络信任的信誉管理机制。[9]交易评价中心便可视为这样一种在线反馈机制。随着交易次数的增加，评价分值会发生变化，交易双方都会得到不同的信用等级，从而对同一用户的再次消费或新用户的选择产生影响。交易评价服务可以让教育数字资源生产商重视用户并积极与之沟通，不断地向用户展示其能力、诚信和善意，建立良好的用户关系，形成自己的用户网络，有针对性地制作出用户所需要的优秀的教育数字资源产品。

参考文献：

[1]现代汉语词典[M].北京：商务印书馆，1979：1054.

[2]陈德怀，林玉珮.启动学习革命——全球第一个网络教育城市亚卓市[M].台北：远流出版社，2002：195-208.

[3]G. Chabert·J.Ch. Marty·B. Caron· T. Caron， L. Vignollet ·C. Ferraris. The Electronic Schoolbag： A CSCW Workspace. Presentation and Evaluation[J].AI & Soc，2006（20）：403-419.

[4]王斌，朱守业，刘苗苗.电子书包发展中相关问题的探讨[J].电化教育研究，2011（9）：88-94.

[5]祝智庭，郁晓华.电子书包系统及其功能建模[J].电化教育研究，2011（4）：24-25.

[6]C.Y. Chang， J.P. Sheu & T.W. Chan. Concept and Design of Ad Hoc and Mobile Classrooms[J].Journal of Computer Assisted Learning，2003（19）：336-346.

[7]顾小清，傅伟，齐贵超.连接阅读与学习：电子课本的信息模型设计[J].华东师范大学学报（自然科学版），2012（2）：84.

[8]云计算[EB/OL].http：//zh.wikipedia.org/wiki/雲端運算.

[9]Dellarocas， C. the Digitization of Word of Mouth： Promise and Challenges of Online Feedback Mechanisms[J].Management Science，2003，49（10）：1407-1424.

（编辑：王天鹏）endprint