趙錦紅 朱小明 胡又農(nóng)

1 北京師范大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 北京 100875 2 首都師范大學(xué)教育技術(shù)系 北京 100048

信息技術(shù)教育裝備的可用性分析

趙錦紅1朱小明1胡又農(nóng)2

1 北京師范大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 北京 100875 2 首都師范大學(xué)教育技術(shù)系 北京 100048

從信息技術(shù)教育的特點(diǎn)入手，分析信息技術(shù)教育裝備與信息技術(shù)教育之間的關(guān)系，并介紹信息技術(shù)教育裝備的評(píng)估方法——效能評(píng)估。信息技術(shù)教育具有專(zhuān)業(yè)性、層次性、對(duì)教育裝備的依賴(lài)性強(qiáng)等特點(diǎn)，這就決定了信息技術(shù)教育裝備在信息教育過(guò)程中的重要性——教育裝備的狀態(tài)直接影響信息技術(shù)教育的質(zhì)量，而裝備的效能分析是正確評(píng)價(jià)信息教育裝備的手段之一。對(duì)信息技術(shù)教育裝備的可用性指標(biāo)進(jìn)行分析，給出在裝備全壽命期間的不同階段所使用的不同的可用性分析模型。

信息技術(shù)教育裝備；裝備效能；裝備可用性

1 信息技術(shù)教育的特點(diǎn)

信息技術(shù)（Information Technology）是指與信息相關(guān)的技術(shù)。不同的人和不同的書(shū)對(duì)此有不同的解釋。信息技術(shù)主要包括傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，分別承擔(dān)獲取信息、傳遞信息和處理信息的功能。隨著社會(huì)的發(fā)展，信息技術(shù)從一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)逐步擴(kuò)展到多個(gè)行業(yè)，當(dāng)前，信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，從飛船、衛(wèi)星等高新技術(shù)行業(yè)到銀行、超市、醫(yī)院等日常生活領(lǐng)域，人們對(duì)信息技術(shù)的依賴(lài)程度越來(lái)越高。正如人們常說(shuō)的那樣，信息時(shí)代來(lái)臨了，人們生活在信息化社會(huì)中。所謂信息化就是用信息技術(shù)來(lái)改造其他產(chǎn)業(yè)與行業(yè)，從而提高效益。在這個(gè)過(guò)程中，信息技術(shù)是一種工具，一種用于改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、改變工作方式、改善生活水平的得力工具。

行業(yè)是需要人來(lái)做的。人的培訓(xùn)是通過(guò)教育完成的。隨著各個(gè)行業(yè)對(duì)信息技術(shù)需求的增長(zhǎng)，社會(huì)對(duì)掌握信息技術(shù)的人的需求也在同步增長(zhǎng)。信息技術(shù)教育已經(jīng)成為從基礎(chǔ)教育到高等教育不可缺少的教育門(mén)類(lèi)。信息技術(shù)教育具有專(zhuān)業(yè)性、層次性、對(duì)教育裝備的依賴(lài)性等特點(diǎn)。專(zhuān)業(yè)性是指信息技術(shù)同數(shù)學(xué)、物理學(xué)一樣，是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的學(xué)科，有自己的學(xué)科體系。這個(gè)體系很龐大，不是幾門(mén)課程可以覆蓋的。層次性是指信息技術(shù)也有從高深到淺顯的各個(gè)層次，不同的行業(yè)對(duì)信息技術(shù)的需求程度是不同的。從事信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)研究需要高深的信息技術(shù)知識(shí)，而有的行業(yè)可能只需要入門(mén)的信息技術(shù)知識(shí)，因此，信息技術(shù)教育要根據(jù)需求設(shè)置不同的層次。對(duì)教育裝備的依賴(lài)性是指信息技術(shù)教育必須在具備一定的教育裝備的條件下才能實(shí)現(xiàn)，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)慕逃b備，那么信息技術(shù)教育將難以完成。

2 教育裝備在信息技術(shù)教育中的作用

信息技術(shù)屬于應(yīng)用科學(xué)，與基礎(chǔ)科學(xué)相比，信息技術(shù)更偏重于應(yīng)用。對(duì)大部分人而言，學(xué)習(xí)信息技術(shù)是為了掌握一種工具，學(xué)會(huì)一種技能。而技能的培養(yǎng)與單純的理論學(xué)習(xí)相比，更需要實(shí)際的操作演練。因此，信息技術(shù)教育對(duì)教育裝備的依賴(lài)性非常強(qiáng)。

這種依賴(lài)性還體現(xiàn)在兩個(gè)方面。1）無(wú)論哪個(gè)層次的信息技術(shù)教育，都離不開(kāi)教育裝備。即使是中小學(xué)中開(kāi)設(shè)的初級(jí)信息技術(shù)課程，雖然只教授部分信息處理的基本知識(shí)，也要配備基本的信息技術(shù)裝備，如計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等，并開(kāi)設(shè)專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室。高校中信息技術(shù)學(xué)院的教育裝備就更加專(zhuān)業(yè)，除了用于計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)的公共實(shí)驗(yàn)室外，還有各類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，分別用于從信息獲取、傳遞到信息處理等各方面的專(zhuān)業(yè)課程。2）信息技術(shù)教育中實(shí)驗(yàn)課程的比例越來(lái)越大。首先來(lái)看初級(jí)信息技術(shù)教育的情況：在北京市一些有條件的中小學(xué)，信息技術(shù)課中超過(guò)80%的課時(shí)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，讓學(xué)生在實(shí)際操作中學(xué)習(xí)。再看高等信息技術(shù)教育的狀況：以北京市某高校信息技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)系的教學(xué)計(jì)劃為例，見(jiàn)表1。

表1 某高校信息學(xué)院計(jì)算機(jī)系教學(xué)計(jì)劃

從表1可以看出，在基礎(chǔ)課教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課時(shí)的比例逐年增加。在專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，由于2003年度進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)調(diào)整，專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置發(fā)生變化，所以2003年前后的課程沒(méi)有可比性；2003年后，專(zhuān)業(yè)課程中實(shí)驗(yàn)課時(shí)的比例保持不變?？偟膩?lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)的比例是逐年增加的。

3 信息教育裝備的效能分析

正是由于信息技術(shù)教育對(duì)教育裝備的依賴(lài)性，所以教育裝備的狀態(tài)對(duì)信息技術(shù)教育的結(jié)果有至關(guān)重要的影響。教育裝備的狀態(tài)有很多方面，如工作性能、使用效率、環(huán)境條件等，可以用一個(gè)參數(shù)來(lái)綜合衡量教育裝備的各個(gè)方面，這就是效能。

3.1 效能分析的目的

目前，開(kāi)展信息技術(shù)教育的單位越來(lái)越多，生產(chǎn)信息教育裝備的廠家越來(lái)越多，信息教育產(chǎn)品越來(lái)越多，什么樣的裝備適合自己的信息技術(shù)教育？現(xiàn)有的裝備能否滿足需求？這類(lèi)問(wèn)題不是拍拍腦袋就能隨口說(shuō)出答案來(lái)的，需要進(jìn)行科學(xué)的分析和評(píng)估。而分析和評(píng)估的方法就是開(kāi)展信息技術(shù)教育裝備的效能分析。所以說(shuō)，效能分析的目的有兩個(gè)，一個(gè)是評(píng)估當(dāng)前裝備的使用狀態(tài)，另一個(gè)是為未來(lái)決策提供可靠的信息。

3.2 教育裝備效能指標(biāo)的選取原則

效能的一般定義是這樣的：效能是一個(gè)系統(tǒng)滿足一組特定任務(wù)要求程度的能力，或者說(shuō)是系統(tǒng)在規(guī)定條件下達(dá)到規(guī)定使用目標(biāo)的能力。這里的“規(guī)定條件”指的是環(huán)境條件、時(shí)間、人員、使用方法等；“規(guī)定使用目標(biāo)”指的是所要達(dá)到的目的，“能力”指的是達(dá)到目標(biāo)的程度。

教育裝備的效能是指，在特定條件下，教育裝備被用來(lái)完成規(guī)定任務(wù)時(shí)，所能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的程度。教育裝備的效能可以用概率或其他物理量來(lái)表示。信息技術(shù)教育的層次不同，功能不同，內(nèi)容偏重不同，衡量其信息教育裝備效能的指標(biāo)也不盡相同。正是由于信息技術(shù)教育的廣泛性，單個(gè)效能指標(biāo)只能表示裝備某方面的性能，若要正確描述信息教育裝備的整體效能，需要選擇一組效能指標(biāo)，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

選取教育裝備的效能指標(biāo)時(shí)，應(yīng)遵循下面一些原則。

1）系統(tǒng)性：效能指標(biāo)應(yīng)能反映教育裝備的綜合情況、整體情況。

2）完備性：所選取的指標(biāo)集（組）應(yīng)包含影響教育裝備效能的所有指標(biāo)，指標(biāo)集具有廣泛性和通用性。

3）客觀性：盡量選取含義明確的效能指標(biāo)，避免主觀因素為主的指標(biāo)。

4）可測(cè)性：這是定量指標(biāo)的要求，指標(biāo)應(yīng)能夠通過(guò)測(cè)試設(shè)備、實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)或公式推導(dǎo)的方式獲得，具備實(shí)際的采集渠道，具有可操作性。

5）時(shí)效性：信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，描述信息教育裝備效能的指標(biāo)也應(yīng)不斷隨之調(diào)整，避免因效能指標(biāo)的落伍而不能正確評(píng)價(jià)信息教育裝備。

6）獨(dú)立性：效能指標(biāo)間應(yīng)不具相關(guān)性，避免互相包含，減少交叉。

7）一致性：效能指標(biāo)間應(yīng)不相互矛盾；

8）簡(jiǎn)明性：在基本滿足對(duì)裝備的評(píng)估要求和為決策提供信息的前提下，盡量減少效能指標(biāo)的數(shù)量，以簡(jiǎn)化教育裝備的效能分析工作。

3.3 信息教育裝備的效能指標(biāo)分析

信息技術(shù)教育裝備的效能指標(biāo)不是單獨(dú)的一個(gè)，而是一組，筆者選取其中的一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，即裝備可用性。指標(biāo)含義：信息技術(shù)教育裝備在給定條件下使用時(shí)，能夠根據(jù)信息教育的需要投入運(yùn)行的可能性。也可以表示為裝備在給定條件下隨時(shí)使用時(shí)正常工作的概率?？捎眯缘母怕识攘糠Q(chēng)為可用度。

信息技術(shù)教育裝備的全壽命周期包括論證、實(shí)施、使用和退役4個(gè)階段?？捎眯悦枋龅氖茄b備在使用階段的狀態(tài)。裝備使用階段的時(shí)間劃分如圖1所示。

圖1 信息技術(shù)教育裝備使用階段時(shí)間構(gòu)成示意圖

信息教育裝備通常處于長(zhǎng)期連續(xù)工作的狀態(tài)，采用瞬時(shí)可用度不能正確反映其工作狀態(tài)，因此選用平均可用度來(lái)表示在[0,t]時(shí)間段內(nèi)裝備的可用度：。當(dāng)該式收斂時(shí)，表示裝備在整個(gè)使用期間的穩(wěn)態(tài)可用度A：

裝備可用度既可以用于對(duì)現(xiàn)有信息教育裝備的統(tǒng)計(jì)評(píng)估，也可以用于對(duì)未來(lái)信息教育裝備的論證。

1）論證階段。由于裝備還未投入使用，不能知道裝備實(shí)際的可工作時(shí)間和不可工作時(shí)間，因此，可以估算裝備的固有穩(wěn)態(tài)可用度Ai。Ai=MTBF/(MTBF+MTTR)，MTBF表示裝備的平均故障間隔時(shí)間，MTTR表示裝備的平均維修時(shí)間。固有可用度只取決于裝備自身的性能，這些數(shù)據(jù)是可以從裝備生產(chǎn)廠家得到的，很容易估算。

其中，TO表示工作時(shí)間，TS表示待命時(shí)間，TCM表示修復(fù)性維修時(shí)間，TPM表示預(yù)防性維修時(shí)間，TAD表示管理延誤時(shí)間，TLD表示保障延誤時(shí)間。

例如，某計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室本學(xué)期承擔(dān)3門(mén)課程，每門(mén)課48學(xué)時(shí)；學(xué)生人數(shù)是實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)數(shù)量的4倍；每次上課前提前半小時(shí)開(kāi)機(jī)；每天殺毒時(shí)間半小時(shí)；每周清潔實(shí)驗(yàn)室1次，4小時(shí)；每周計(jì)算機(jī)維護(hù)、軟件升級(jí)1次，8小時(shí)；開(kāi)學(xué)時(shí)計(jì)算機(jī)檢測(cè)、安裝軟件1次，16小時(shí)；本學(xué)期計(jì)算機(jī)的平均維修時(shí)間30小時(shí)。實(shí)驗(yàn)室每周開(kāi)放7天，每天開(kāi)放10小時(shí)，本學(xué)期時(shí)間為18周。計(jì)算實(shí)驗(yàn)室中計(jì)算機(jī)在本學(xué)期的可用度。

工作時(shí)間TO＝48×3×4＝576(h)，修復(fù)性維修時(shí)間TCM＝30(h)，預(yù)防性維修時(shí)間TPM＝0.5×7×18＋4×18＝135(h)，管理延誤時(shí)間TAD＝4×18＝72(h)，保障延誤時(shí)間TLD＝16(h)，計(jì)算機(jī)總使用時(shí)間TT＝10×7×18＝1 280(h)，待命時(shí)間TS＝1 280-(576＋30＋135＋72＋16)＝451(h)。本學(xué)期計(jì)算機(jī)的可用度

對(duì)比上述兩個(gè)例子，可以看到同樣的信息教育裝備，其固有可用度和使用可用度的數(shù)值相差很遠(yuǎn)。所以，在進(jìn)行信息教育裝備的分析評(píng)估時(shí)，要按照裝備的不同階段，采用不同的效能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

信息技術(shù)教育裝備的質(zhì)量關(guān)系到信息技術(shù)教育的質(zhì)量，要從裝備的效能出發(fā)，對(duì)信息技術(shù)教育裝備進(jìn)行科學(xué)的分析，才能得到科學(xué)的結(jié)論。裝備的效能指標(biāo)是一個(gè)集合，它可以綜合反映信息技術(shù)教育裝備的質(zhì)量和狀態(tài)，而本文只是從中選取“裝備的可用性”這樣一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析。裝備的效能分析貫穿于信息技術(shù)教育裝備從方案論證到退役的全壽命期間，是對(duì)裝備進(jìn)行科學(xué)評(píng)估的有效方法。

[1]郭齊勝,郅志剛,等.裝備效能評(píng)估概論[M].北京∶國(guó)防工業(yè)出版社,2005∶48-50

[2]胡又農(nóng),趙錦紅.教育裝備管理中的全系統(tǒng)全壽命全費(fèi)用研究[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2005(7)∶1-3

[3]本科教學(xué)計(jì)劃[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