中国人民大学附属中学（简称“人大附中”）一直十分重视学校的信息化工作，并组建了自己的研发团队，负责自有软件的开发和维护工作。2002年至2005年，人大附中作为惟一一所中学参与了“十五”国家重大科技攻关课题“网络教育关键技术及示范校工程”的研究应用，并独立承担了其中的子课题“中学教育示范工程”。在此基础上，2005年10月开始，人大附中又承担了国家新课题“基于IPv6的国家基础教育网格应用示范”的开发研究。人大附中是项目的主承担单位，清华大学、北京理工大学、国家图书馆、长沙一中等是项目的合作单位。

　　本课题属于“CNGI示范工程2005年研究开发、产业化及应用试验项目”。课题旨在通过国家基础教育网格这样一个应用网格，实现对全国各地的优质基础教育资源的集成和共享，为远程协同教学提供基础支撑。

　　缘起
　　目前，教育信息化已经在各方面有了不同程度的发展，但其使用效率、应用效果及投资效益与人们的预期相比仍存在着较大的差距。

　　从硬件环境上看，目前互联网无法负担起大流量的数据流，难以实现大规模的远程协同教学。基于IPv4难以实现大规模的教育资源高速端对端的应用，数据传输速度有限，从而限制了教育资源共享和远程协同教学的效率。IP地址不够，也限制了端对端（校对校）的互动交流。

　　再从应用层面上看，仅就我们一直关注的资源建设与共享方面，资源数量上虽得到极大的丰富，资源缺乏的状况虽得到一些缓解， 但仍存在以下急待解决的问题:

　　第一，校本资源收集难、整理难，缺少积累。
　　第二，共享难，缺乏标准化、规范化和兼容性，形成一个个“资源孤岛”、“信息孤岛”。
　　第三，校际互动难。

　　针对这些问题，我们的解决思路是，积极推动技术创新和机制创新，探索资源共享的新模式。

　　技术创新，即在现有资源建设模式的基础上，充分利用已有的基础设施，积极参与新一代互联网和网格的建设，强化资源整合，构建教育信息化公共服务体系，建设硬件、软件共享的网络教育公共服务平台。

　　机制创新，即解决基础教育信息资源的公益性开发利用的机制问题。在政府的引导扶持下，充分发挥名校的示范作用，调动优秀的中小学校投身基础教育信息资源的公益性开发建设的积极性；通过整合，实现优质教育信息资源的倍增效应，在学校之间横向地架起资源共享、互动教学的桥梁，形成多层次、多功能、交互式的基础教育资源服务体系。

　　“基于IPv6的国家基础教育网格应用示范”这一项目，完美体现了技术创新和机制创新的要求，并将带来以下现实应用：
　　1. 分布在各个地区的基础教育资源得以透明共享；
　　2. 优质教育资源通过网格传递给教育水平不发达地区的用户；
　　3. 建成后将成为用户群空前大、覆盖面空前广的应用网格；
　　4. 大范围大规模地验证现存IPv6技术的可用性、可靠性和实用性；
　　5. 为全国数亿师生和家长提供了一个基础的教育信息资源共享的平台。

　　开发目标

　　本项目的开发目标包括如下方面：
　　1. 基于IPv6的基础教育网格基础设施建设；
　　2. 开发基础教育网格的应用网格中间件支撑系统和示范系统；
　　3. 开发适应于当前中国基础教育现状的基础教育网格的数字教育资源和数字内容。这些数字教育资源和数字内容以如下三种形式加以开发：媒体库形式，知识库形式，网格虚拟存储形式。

　　上述目标可形象地表述为以下几句话：校校有节点；班班有群组；人人有空间；资源能共享；宏观有管理。

　　校校有节点
　　具有一定硬件和软件基础（有校园网，至少有一台运行Linux的服务器，拥有足够的带宽，有自己学校的独立IP地址等）的加盟学校可以直接部署节点。对于没有自己独立IP地址的学校，如果学校所在的城域网已部署为网格的骨干节点，则该学校可连接到此城域网节点上。
　　此外，课题组还可以为不具备上述硬件条件的加盟学校部署虚拟节点。学校将资源放在中心节点或所在城域网服务器上，成为网格系统的一个虚拟节点，并且拥有对自己资源的管理权限，一旦学校的条件成熟，可随时将节点迁回本校。需要强调的是，这两种方式在使用界面上是完全一样的，资源提供方始终拥有对自己资源的管理权限。

　　基于网格技术，实现分布式管理，将有力地调动上下两级的积极性，特别是基层学校的积极性。然而，目前许多欠发达地区及农村学校，连基本的硬件设施都十分匮乏，目前就无法部署节点。但课题组准备通过汇聚网格内部优秀资源，配合农村中小学远程教育工程的三种模式，向这些学校提供服务。

　　班班有群组
　　学校节点建立之后，将师生的信息导入到用户管理系统。系统通过初始设置，为各年级、班级建立群组，用于扶助教学。师生都可以发起新的群组，如教研组、学科群、社团群等。师生自助管理所建的群组，可以在群内讨论问题、共享资源。

　　人人有空间
　　网格的个人空间，在界面上类似于大家熟悉的博客。在个人空间里，师生可以直接向本节点上传资源。资源上传者可以选择共享范围：班级群、自建的群组、本校、本域、全网格。在这里，师生可以通过写教学或者成长日志，上传各类照片，创建或参加兴趣群组，多角度的展示自我。

　　资源能共享
　　把零散的、不易查找的资源，汇集整理成有序的、方便查找使用的资源，提高资源的使用效益。不仅校内可以共享，部署骨干节点的城域网辖区内的学校也可以实现域内的共建共享，还可以与全国各地的学校进行横向交流，相互借鉴，共享全网格的资源。

　　宏观有管理
　　本项目将为远程协同教学提供基础支撑。教育主管部门和基层学校都可以在这个新平台下大显身手。特别对教育行政主管部门来说，这个平台更加有利于发挥宏观管理调控职能。在这个平台下，全域的资源建设情况就更加透明了，这样就可以有针对性的协调各校分别侧重相应学科、相应年级，有针对性地加工资源，最终形成全域整体上的资源优势；可以有针对性地下达任务指标，举行相应的评比、表彰活动，选定并扶持示范学校、学科带头人做好示范；方便主管部门牵线搭桥，在本域或全网格范围内，建立部分手拉手学校和手拉手班级。

　　部署情况
　　基础教育网格是一个应用网格，它通过网格计算技术，实现对全国各地的优质基础教育资源的集成和共享，提供放的远程协同教学的基础支撑，为中小学的学生、家长、教师提供高质量的网格服务。为各加盟学校提供一个资源共建共享的软件平台。

　　该项目的合作单位有清华大学计算机系、北京理工大学软件学院、国家图书馆、长沙一中等。其开发基于IPV6的基础教育网格系统，实现资源的共建共享；整合5T以上的教育资源，2000小时的在线精品课程；整合5～10万个知识点的网格知识库；可容纳10万用户，支持1～5万用户同时在线访问网格；具有高性能的IPv4/IPv6协议转换能力，以保证高性能的端到端数据传输。

　　该系统采用了以下网格基础核心技术：
　　网格用户管理 —— 一方面将网格用户映射为资源物理主机上的用户，为任务的最终执行提供一个物理主机上的身份；另一方面为网格应用层次提供分区域的用户管理和映射功能；

　　数据管理 ——负责各类存储资源和数据资源的管理，提供数据传输和访问服务，实现统一的全局数据视图；

　　信息中心 ——负责各类资源信息的管理，实现统一的目录/元数据视图；

　　网格监控 ——对各类资源进行实时的性能监测，为系统管理提供依据；

　　网格安全 —— 主要负责网格用户认证和授权等事项，为其他诸如单点登录等特色功能提供底层支持。

　　目前，人大附中提供了涉及7000多个知识点的资源，国图已经提供了涉及6万多知识点的公共资源，预计在长沙一中和上海师大附二中等学校的校本资源提供进来之后，很快就能超过形成10万个知识点的网格知识库。

　　系统中采用的知识分类标准是根据国家标准CELTS系列文档“基础教育教学资源元数据应用规范（CELTS-42）”、“学习对象元数据:信息模型规范”、“教育资源建设技术规范——信息模型（CELTS-41.1）”等规范来做的，能够在全网格范围内建立统一的知识分类法和知识库。

　　在应用学校节点的部署中，每个网格节点在线用户数最大可达到1000，并发数最大可达到100，响应时间为3～10秒，按照并发数与CPU个数的简单正比关系，我们可以在加大CPU个数和内存数量的情况下，使中心节点在线用户数最大达到3000～5000。按照联盟加盟学校100所进行计算，每个学校部署一个普通网格节点，其CPU和内存支持节点在线用户数为500以上。由于采用的是网格松散耦合的方式，各个网格节点之间不会有明显的性能影响，所以系统可以支持1～5万以上的在线用户，可以支持10万以上的注册用户。目前该系统已经部署了20多个网格节点，并导入了13万以上的用户，并有70所学校正在准备服务器，申请部署网格节点。

　　本项目已在人大附中建立IPv6试验网格的骨干节点，在长沙一中、国家图书馆建立了应用示范节点；对于其他使用 IPv4的学校，采用双协议栈的形式进行组网，在接入IPv6链路之后，采用双协议栈给网格节点主机配置IPv6地址，同时联盟学校内部网络采用双协议栈形式组网，使老师和学生可以通过双协议栈访问联盟IPv6或IPv4链路的资源。

　　对加盟学校的建议

　　项目成败的关键在于最终能否应用起来，为此对加盟的学校我们有如下建议：

　　1. 收集汇总本校原有的教育信息资源。把零散的、不易查找的资源，汇集整理成有序的、方便查找使用的资源，提高资源的使用效益；
　　2. 按规范标准编著元数据。只有基于标准建设，才能保证畅通应用；
　　3. 新生成的资源，按新的模式和流程，存放在本校的网格节点上；
　　4. 加强应用，加大信息技术与课程整合的力度，用好“班级群”，实现教学模式的创新；
　　5. 鼓励教师在“做中学”、在“用中学”，在内部定期进行课例、课件、教学设计方案、主题资源及信息技术教学应用等比赛，参加联盟及各地举办的各种课件大赛，给教师以展现自我的机会等；
　　6. 建立激励机制，表彰先进，典型引路，带动更多的教师深入学习掌握运用教育信息技术。