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關(guān)鍵詞:Zigbee;web;校園無線網(wǎng)絡(luò);智慧校園
中圖分類號:TP212.9;TN929.5
隨著“數(shù)字化校園”建設(shè)進(jìn)展的推進(jìn),各個高校都已經(jīng)基本建設(shè)成了基于光纖為主干線路的校園有線網(wǎng)。基于物聯(lián)網(wǎng)的無線智慧校園網(wǎng)的建設(shè)就是在校園已有的有線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)框架上,進(jìn)一步部署校園無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng),從而實現(xiàn)校園教學(xué)樓、辦公樓、學(xué)生宿舍、教職工宿舍和其他公共場所的無線全覆蓋。無線智慧校園=校園+物聯(lián)網(wǎng)+云計算+智慧化設(shè)備,它通過物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)更加合理和人性化的服務(wù)和管理。智慧校園通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)人與人之間、人與物之間、物與物之間、人與信息資源之間以及信息資源與信息資源之間的通信。它的最高階段就是校園服務(wù)和管理各部分都是由物與物之間智慧化地完成,無需人工干預(yù),從而達(dá)到“智慧”狀態(tài),向廣大師生提供更加人性化的服務(wù)。
近幾年來,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動通信技術(shù)的不斷深入發(fā)展促使了新一代信息通信技術(shù)――物聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用,利用物聯(lián)網(wǎng)可以解決傳統(tǒng)意義上互聯(lián)網(wǎng)沒有考慮的與物件互接的問題。就此,這將有力地推動校園信息化向下一個階段――“無線智慧校園”的發(fā)展,為高校數(shù)字化資源與信息化系統(tǒng)的高效整合提供更有利的條件,更好地為廣大師生的工作、學(xué)習(xí)和日常生活服務(wù)。Zigbee技術(shù)是其中很重要的一種。
Zigbee技術(shù)作為一種新興的遠(yuǎn)距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸率、可愈的雙向無線通信技術(shù)完全適用于無線校園系統(tǒng),成為連接各個傳感器單元的絡(luò)技術(shù),其層次化的結(jié)構(gòu)和多樣化的功能能夠很好地解決物聯(lián)網(wǎng)中無線傳感器節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)連接的問題,因此,zigbee技術(shù)能夠很好地應(yīng)用于智慧校園網(wǎng)的建設(shè)當(dāng)中,成為連接各個傳感器節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
1 關(guān)鍵技術(shù)――Zigbee
1.1 概念及特點
Zigbee技術(shù)是由Zigbee聯(lián)盟提出的一種基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的短距離、低速率、低功耗的無線通信技術(shù)[1]。
由于其層次化的結(jié)構(gòu)和多樣化的功能能夠很好地解決物聯(lián)網(wǎng)中無線傳感器節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)連接的問題,因此,Zigbee技術(shù)能夠很好地應(yīng)用于智慧校園網(wǎng)的建設(shè)當(dāng)中,成為連接各個傳感器節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其主要具有以下特點[2]:(1)低功耗,可用電池供電;(2)低但可靠的數(shù)據(jù)傳輸率;(3)可同時支持多節(jié)點的連接;(4)支持動態(tài)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò);(5)支持自組織性網(wǎng)絡(luò);(6)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大。
1.2 體系結(jié)構(gòu)
Zigbee網(wǎng)絡(luò)自上而下分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、媒體訪問控制層和物理層,其體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示[3]。(1)應(yīng)用層:該層由應(yīng)用框架、Zigbee設(shè)備對象和應(yīng)用支持子層組成,其主要負(fù)責(zé)各個應(yīng)用對象的運行。(2)網(wǎng)絡(luò)層:該層主要提供網(wǎng)絡(luò)管理、路由管理、網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)安全管理等功能,從而形成自組網(wǎng)機制。(3)媒體訪問控制層:該層主要為高層提供數(shù)據(jù)編址、CSMA/CA訪問機制、信標(biāo)等功能支持。(4)物理層:該層主要負(fù)責(zé)WPAN設(shè)備通訊頻段的分配,從而避免干擾的產(chǎn)生。
圖1 Zigbee網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)圖
1.3 網(wǎng)狀Zigbee網(wǎng)絡(luò)
該Zigbee網(wǎng)的組建方式與樹型Zigbee網(wǎng)類似,不同的是其各層路由器之間也進(jìn)行了連接[4],其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
圖2 網(wǎng)狀Zigbee網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖
該網(wǎng)狀Zigbee網(wǎng)是基于樹型Zigbee網(wǎng)改進(jìn)的,其具有網(wǎng)絡(luò)自組織功能,即源節(jié)點與終節(jié)點之間的通信路徑并不唯一,當(dāng)其中某臺路由器發(fā)生故障時,該網(wǎng)狀Zigbee網(wǎng)絡(luò)能夠啟用網(wǎng)絡(luò)自組織功能尋找另一條替代通信路徑[5]。本文采用的技術(shù)就是網(wǎng)狀Zigbee網(wǎng)。
2 具體設(shè)計
基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園網(wǎng)主要有以下三種網(wǎng)絡(luò)組建而成:
(1)校園有線網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)是指目前各個高校已經(jīng)建成的校園主干網(wǎng),在整個智慧校園網(wǎng)內(nèi),該網(wǎng)絡(luò)主要作為校園主干線路網(wǎng)絡(luò),承擔(dān)校園主干線路的大數(shù)據(jù)量通信。目前主流的高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有ATM技術(shù)、光纖分布式接口(FDDI)、千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet)和快速以太網(wǎng)[6]。鑒于快速以太網(wǎng)技術(shù)能夠有效地支持3、4、5類雙絞線和光纖的連接,以及有效地利用各個高?,F(xiàn)有的設(shè)備,本基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園設(shè)計方案網(wǎng)仍選用快速以太網(wǎng)作為校園主干網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
(2)校園無線傳感器網(wǎng)(WSN)。在整個智慧校園網(wǎng)內(nèi),該網(wǎng)絡(luò)主要作為校園各個局部區(qū)域(例如:宿舍樓、辦公樓、圖書館、教學(xué)樓、實驗樓等)的網(wǎng)絡(luò),承擔(dān)著該局部區(qū)域無線傳感器之間的通信。鑒于zigbee技術(shù)是一種新興的短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸率、高可靠性、可愈的雙向無線通信技術(shù)和其層次化的結(jié)構(gòu)和多樣化的功能能夠很好地解決物聯(lián)網(wǎng)中無線傳感器節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)連接的問題,因此,本基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園網(wǎng)設(shè)計選用其作為校園無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心支撐技術(shù)[7~9]。
(3)移動通信網(wǎng)。在整個智慧校園網(wǎng)內(nèi),該網(wǎng)絡(luò)主要承擔(dān)校園手機短信息的收發(fā)。該網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作主要由智慧校園合作方――移動通信服務(wù)提供商負(fù)責(zé)。
2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇
(1)整個無線智慧校園網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇
由于各個校園的規(guī)模和建筑物地理分布的不同,其校園網(wǎng)具體搭建方式也各不相同,但其整個校園網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計可大致相同。
本基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園網(wǎng)采用“物理上總線型,邏輯上星型”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如圖3所示。
圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧校園網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖
(2)基于Zigbee的校園無線傳感器網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇
由上一小節(jié)的論述可知,Zigbee支持星型、樹型和網(wǎng)狀三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中,星型Zigbee網(wǎng)可看作為簡化版的樹型Zigbee網(wǎng),兩者都具有邏輯層次鮮明的優(yōu)點,但同時也存在“整個網(wǎng)絡(luò)的性能受協(xié)調(diào)中心的制約、通信路徑唯一、通信不可靠”的缺點;網(wǎng)狀Zigbee網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)自組織能力,具有靈活、通信可靠的優(yōu)點。
因此,我們在進(jìn)行智慧校園無線傳感器網(wǎng)建設(shè)時,可依據(jù)各局部區(qū)域的實際情況(所需布置傳感器節(jié)點數(shù)、覆蓋范圍、數(shù)據(jù)通信量、數(shù)據(jù)傳輸速率等)部署不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
下面舉一個利用基于Zigbee校園無線傳感器網(wǎng)實現(xiàn)學(xué)生上課考勤統(tǒng)計的應(yīng)用事例。圖4為該教室設(shè)備分布示意圖。
圖4 教室設(shè)備分布示意圖
其中,Zigbee協(xié)調(diào)中心布置于教室中心,每一個攜帶配置RFID-SIM卡手機的學(xué)生作為Zigbee終端設(shè)備??紤]到教室組網(wǎng)這個特殊的環(huán)境,包括每一個課堂的學(xué)生和教師人數(shù)較多,使得Zigbee終端分布密集。因此,在此種情況如果部設(shè)樹型Zigbee網(wǎng)的話,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸性能會受到一定的影響,所以這里最好部設(shè)網(wǎng)狀zigbee網(wǎng)。
通過上面的學(xué)生上課考勤統(tǒng)計應(yīng)用例子,我們可以發(fā)現(xiàn),在終端節(jié)點較多的情況下,網(wǎng)狀Zigbee網(wǎng)不僅比樹型Zigbee網(wǎng)和星型Zigbee網(wǎng)更為靈活和可靠,而且在網(wǎng)絡(luò)傳輸更為高效。因此,基于校園終端設(shè)備數(shù)量較多這一實際情況出發(fā),我們在進(jìn)行校園無線傳感器網(wǎng)組網(wǎng)時,如果不是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較簡單,或?qū)K端的數(shù)據(jù)傳輸有嚴(yán)格的中繼和管理要求時,我們應(yīng)優(yōu)先考慮網(wǎng)狀拓?fù)洹?/p>
2.2 三網(wǎng)融合設(shè)計
本智慧校園網(wǎng)采用如圖5所示的方案進(jìn)行校園有線網(wǎng)、基于Zigbee的校園無線傳感器網(wǎng)和移動通信網(wǎng)的融合,即通過Zigbee網(wǎng)關(guān)設(shè)備的使用實現(xiàn)三者的融合。
圖5 三網(wǎng)融合示意圖
其中,通過Zigbee網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)總線內(nèi)置GSM模塊來實現(xiàn)與移動通信網(wǎng)的連接;通過提供以太網(wǎng)接口以有線的方式或內(nèi)置無線上網(wǎng)卡(支持IEEE802.11 a/b/g①)以建立WLAN②的方式來實現(xiàn)與校園有線網(wǎng)的連接。另外,校園有線網(wǎng)通過總的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)與Internet的連接。
3 結(jié)束語
本文在研究Zigbee技術(shù)和無線智慧校園國內(nèi)外建設(shè)情況的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國無線智慧校園實際應(yīng)用需求,提出了一套基于Zigbee的無線智慧校園解決方案,旨在解決目前數(shù)字校園所存在的校內(nèi)信息資源整合與共享、自動身份識別、信息化保障機制和安全保障體系的搭建、信息資源及時采集與更新和校內(nèi)各信息系統(tǒng)集成等難題,為即將實施或正在實施無線智慧校園建設(shè)的各大院校提供參考和借鑒。
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注:
①802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中,用戶與用戶終端的無線接入,業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取,速率最高只能達(dá)到2Mbps。
②無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks;WLAN)是一種便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),它是利用射頻(Radio Frequency;RF)的技術(shù)取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)。
關(guān)鍵詞:無線校園網(wǎng);可擴(kuò)展性;可管理型;安全性
中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)29-0036-02
智慧校園作為目前高校信息化發(fā)展的目標(biāo)借助了互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù),將教學(xué)、科研、管理、生活學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行深度融合,讓管理者、教師、學(xué)生能以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理學(xué)習(xí)工作和生活的狀態(tài),最終提升管理、教學(xué)、科研、服務(wù)質(zhì)量。因此如何設(shè)計建設(shè)一個穩(wěn)定、高性能、安全的無線校園網(wǎng)則顯得尤為重要。
1無線方案需求分析
1.1無線覆蓋需求
無線信號應(yīng)該在覆蓋范圍內(nèi)無處不在,但是更多的覆蓋范圍,需要更多的設(shè)備和投資,因此覆蓋范圍和覆蓋程度和實際需求相關(guān),同時也和無線AP的部署方式相關(guān)。不同場所建筑由于用途不同,結(jié)構(gòu)千差萬別,采用合適的AP部署方式將可以得到最優(yōu)的信號覆蓋。
1.2穩(wěn)定可靠的需求
無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式和原理導(dǎo)致其穩(wěn)定性和可靠性有天生不足,電磁波非常容易受到各種障礙物、其他同頻率電磁波、相鄰AP甚至天氣的影響,正是如此無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計重點要考慮如何保障無線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠。
1.3無線性能及容量的需求
無線網(wǎng)絡(luò)性能包括了AP吞吐量和用戶的吞吐量兩個方面的因素,AP吞吐量與AP、K端支持的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和空間流數(shù)量有關(guān),而用戶吞吐量還和AP接人用戶數(shù)量有關(guān),設(shè)計無線校園網(wǎng)時不能僅僅考慮信號覆蓋,還要考慮如何保證無線用戶的應(yīng)用能夠流暢運行,無線網(wǎng)絡(luò)不成為性能瓶頸,特別高密度用戶環(huán)境中能夠確保所有并發(fā)用戶的無線性能。
1.4無縫漫游需求
無線用戶通常都會在移動過程中使用網(wǎng)絡(luò),當(dāng)終端從一個位置移動到另外一個位置,為了提升用戶的上網(wǎng)體驗,漫游過程中信號不能中斷、網(wǎng)絡(luò)不能中斷。達(dá)到無縫漫游、無感知漫游的目的。
1.5易管理需求
無線網(wǎng)絡(luò)的管理除具備有線網(wǎng)絡(luò)管理的部分特征外,還有自己的管理需求,如終端定位需求,怎樣直觀的查看無線信號覆蓋效果進(jìn)行無線規(guī)劃也成為無線網(wǎng)絡(luò)管理的必備需求。
2無線校園網(wǎng)設(shè)計原則
2.1穩(wěn)定可靠原則
無線網(wǎng)絡(luò)相比有線網(wǎng)絡(luò)在可靠性方面有先天不足,電磁波傳輸更容易受到各種干擾導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的不可靠,而隨著移動應(yīng)用的發(fā)展,無線網(wǎng)絡(luò)對用戶的重要性越來越高,因此無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠更為重要。在設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)時首要考慮盡量減少無線干擾、信號補償、關(guān)鍵部件冗余等措施。
2.2安全性原則
無線網(wǎng)絡(luò)的便利性也導(dǎo)致了其安全風(fēng)險更高,而移動應(yīng)用和智能終端的普及,用戶越來越依賴于無線網(wǎng)絡(luò),無線網(wǎng)絡(luò)上可以傳輸普通的數(shù)據(jù),也有用戶的身份信息神州銀行等隱秘性要求很高的數(shù)據(jù),因此無需網(wǎng)絡(luò)必須具有良好的安全防范措施和密碼保護(hù)技術(shù),靈活方便的權(quán)限設(shè)定和控制機制,使系統(tǒng)具有多種有效手段,防范各種形式對網(wǎng)絡(luò)的非法入侵和內(nèi)部攻擊,以保證網(wǎng)絡(luò)的實體安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全和信息安全,有效地保障正常的業(yè)務(wù)活動和防止內(nèi)部信息數(shù)據(jù)不被非法竊取、篡改或泄漏。
2.3高性能原則
無線網(wǎng)絡(luò)是一個競爭性的共享網(wǎng)絡(luò),用戶數(shù)量越多,單用戶性能越低,而移動應(yīng)用的普及帶來了無線帶寬性能需求的提升,網(wǎng)絡(luò)鏈路和設(shè)備具備足夠高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力,保證各種信息的高質(zhì)量無阻塞傳輸;交換系統(tǒng)具有很高的交換容量與多服務(wù)支持的能力,保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量。
2.4可擴(kuò)展性原則
在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷發(fā)展的情況下,無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足在不改變主體架構(gòu)與大部分設(shè)備的前提下,平滑實現(xiàn)升級和擴(kuò)充,降低原有網(wǎng)絡(luò)的硬件投資,并保證擴(kuò)展后的系統(tǒng)可用性與穩(wěn)定性。預(yù)留AC、AP可升級的能力,為未來無線校園網(wǎng)擴(kuò)容提供基礎(chǔ)。
3整體方案設(shè)計拓?fù)?/p>
在校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心部署1臺或多臺AC無線控制器,對全校所有無線AP進(jìn)行統(tǒng)一管理控制,多臺無線控制器可以實現(xiàn)1+1或N+I冗余。在網(wǎng)絡(luò)中心部署有線無線網(wǎng)管系統(tǒng)(現(xiàn)有DCLM網(wǎng)管系統(tǒng))對全網(wǎng)有線無線設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。部署統(tǒng)一認(rèn)證網(wǎng)關(guān)(現(xiàn)有CS16809核心交換機和城市熱點認(rèn)證計費網(wǎng)關(guān))來實現(xiàn)有線無線接人用戶統(tǒng)一認(rèn)證計費與運營管理。所有AP接入到POE交換機或通過POE模塊接入到接入交換機,實現(xiàn)POE遠(yuǎn)程供電。在高性能、高密度區(qū)域選擇支持802.11ac協(xié)議的AP產(chǎn)品,可以得到更高的帶寬。
我院校園網(wǎng)采用了經(jīng)典的三層架構(gòu),即核心層、匯聚層和接入層。校園不同區(qū)域劃分了不同的VLAN和子網(wǎng)。這種架構(gòu)的校園網(wǎng),AC部署在網(wǎng)絡(luò)中心,各AP在不同區(qū)域有不同的管理地址和用戶地址段,屬于不同的VLAN。AC與AP之間三層連接。這種架構(gòu)有線用戶和無線用戶按同樣的區(qū)域來劃分不同的VLAN和子網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)中心部署DHCP服務(wù)器和AC控制器為AP和無線用戶分配IP地址,為了實現(xiàn)準(zhǔn)入控制,利用AC實現(xiàn)BAS功能,配合DCN DCSM或其他RAIDUS實現(xiàn)POR-TAL認(rèn)證。
【關(guān)鍵詞】 智慧校園 信息化運行支撐平臺 設(shè)計研究
智慧校園的提出與信息技術(shù)的快速發(fā)展是密不可分的,可以說智慧校園建設(shè)是以信息化運行支撐平臺為基礎(chǔ)的。隨著我國信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn),信息服務(wù)在校園教學(xué)和管理中的應(yīng)用也越來越廣泛,面對這樣一個發(fā)展契機,人們對智慧校園的建設(shè)也有了更多的關(guān)注。
一、智慧校園
1.1智慧校園的概念
信息技術(shù)的發(fā)展讓智慧校園的實現(xiàn)成為可能,智慧校園的建設(shè)以信息化運行支撐平臺為載體,利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段,努力構(gòu)建教學(xué)、管理、校園生活為一體的新型智慧化環(huán)境系統(tǒng)。智慧校園的提出同時也是信息技術(shù)在教育事業(yè)應(yīng)用上的重大進(jìn)步,促進(jìn)了教育觀念和模式的革新。
1.2智慧校園的特點
智慧校園作為教育領(lǐng)域一種新的革新,總的來說有以下幾個特點:(1)智能化的設(shè)備監(jiān)控與管理。智慧校園的建設(shè)一般以物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)支撐平臺,設(shè)備監(jiān)控更具智能化,每一個設(shè)備就如同感知器,將所接受到的各項數(shù)據(jù)信息及時反饋給監(jiān)控管理終端,讓校園內(nèi)部涵蓋的所有數(shù)據(jù)信息置于嚴(yán)密的監(jiān)控之下。(2)數(shù)據(jù)統(tǒng)計更具靈活性。校園數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建是一項巨大的工程,這一系統(tǒng)內(nèi)包含著大量統(tǒng)計數(shù)據(jù),因此構(gòu)建一個高效數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)對于智慧校園的建設(shè)來說是十分重要的。它能夠有效地獲取數(shù)據(jù)分析的結(jié)果輔導(dǎo)決策。(3)信息服務(wù)無盲區(qū)。智慧校園是在一個全面、靈活的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境基礎(chǔ)上建設(shè)而成的,它能為學(xué)生和老師提供更可靠、更高性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),并且校園內(nèi)的每個角落也都置于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之下,便于師生隨時隨地使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作和學(xué)習(xí)。(4)信息的主動服務(wù)。新興智慧校園的信息服務(wù)具有主動服務(wù)的特點,智慧應(yīng)用能夠根據(jù)人的需求提供個性化服務(wù),包括內(nèi)容、方式、界面等多方面進(jìn)行信息的主動推送,提供主動服務(wù)。
二、智慧校園信息化運行支撐平臺的設(shè)計
2.1校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境
網(wǎng)絡(luò)信息的進(jìn)步使得網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于校園教學(xué)、管理和生活的各個環(huán)節(jié),將校園置于整個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之中。目前我國部分校園網(wǎng)絡(luò)主要依靠移動、聯(lián)通、電信等供應(yīng)商,提供全面、高效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),并采用WLAN無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行補充,將校園網(wǎng)延伸到校園內(nèi)的公共區(qū)域,從而擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的覆蓋范圍,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共建共享。
2.2數(shù)據(jù)基礎(chǔ)
(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。智慧校園的建設(shè)是以統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為支撐的,教師、學(xué)生的信息都儲存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中,在信息查詢時就能做到更加便捷,更高效地為師生提供個性化的信息服務(wù)。(2)資源與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。智慧校園的建設(shè)與教務(wù)管理、科研管理和生活管理等應(yīng)用系統(tǒng)是統(tǒng)一的,這類運行系統(tǒng)傳送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不僅是一個記錄結(jié)果,同時記錄了業(yè)務(wù)辦理流程。校園資源數(shù)據(jù)庫含量是不斷增加的,包括教學(xué)案例及各類科研成就等,是校園建設(shè)的重要共享資源之一。(3)數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)倉庫積累著大量的數(shù)據(jù)信息,這些信息并不是雜亂的、無規(guī)律的,數(shù)據(jù)倉庫中的信息都按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整合,比如可采用ETL技術(shù)對信息進(jìn)行初步的提取,再對信息進(jìn)行格式編碼,最后將整合過的信息載入數(shù)據(jù)倉庫中,提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
2.3以服務(wù)總線為核心的服務(wù)支撐平臺
統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證信息管理是統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)的前提,目前統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)是以LDAP為基礎(chǔ)的,并利用分布式目錄信息樹結(jié)構(gòu)有效地進(jìn)行管理。LDAP具有安全、保密的特點,對身份認(rèn)證的安全要求是極為有利的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智慧校園的建設(shè)提供了技術(shù)支撐平臺,廣泛地應(yīng)用于數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控服務(wù)之中,特別是校園的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)傳感器能夠?qū)A(chǔ)設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測,并將信息傳送到智慧應(yīng)用平臺之上,以便于統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)。
2.4存儲虛擬化平臺
利用虛擬化手段可以最大限度的對廢棄資源進(jìn)行整合,改善IT設(shè)備的資源浪費現(xiàn)象,這同時也是智慧校園建設(shè)的重要組成部分。每一主機服務(wù)器都有自己的虛擬交換機,通過交換機與外部網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接管理,能夠真正發(fā)揮虛擬化平臺在資源整合和共享方面的重要作用。
三、結(jié)語
智慧校園的建設(shè)始終是以信息化運行平臺為支撐的,智慧應(yīng)用與服務(wù)也是目前推進(jìn)教育現(xiàn)代化的具體要求。本文對智慧校園的建設(shè)問題進(jìn)行了一些探討,希望對現(xiàn)代學(xué)校的智慧校園建設(shè)提供借鑒意義。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 冀翠萍.智慧校園信息化運行支撐平臺的建設(shè)[J].現(xiàn)代教育技術(shù).2012(1):49-53
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和“感知中國”、“智慧地球”等概念的提出,在我國的高校之中又掀起了一陣“智慧校園”的浪潮,也就是在我們現(xiàn)有的校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上,結(jié)合新的科技技術(shù),創(chuàng)造出可以更有效的實現(xiàn)資源的管理和共享,使之更好的服務(wù)于學(xué)生。
1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景
來自于美國麻省理工學(xué)院AutoID中心的Ashton教授于1999年提出來物聯(lián)網(wǎng)的概念,其基本含義指的是:通過使用射頻技術(shù)(RFID)等信息傳感設(shè)備將全部的物體都與互聯(lián)網(wǎng)鏈接起來,并通過客戶端的控制實現(xiàn)對物品的智能化辨別、管理和操作。通過這種技術(shù)可以將人、物、信息相互連通交流,實現(xiàn)它們?nèi)叩闹悄苓B接。
自物聯(lián)網(wǎng)誕生之時,就受到了世界各國的寵愛,它也成為了新一代技術(shù)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。2005年,國際電信聯(lián)盟(ITU)首次對物聯(lián)網(wǎng)的具體概念進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。美國政府在2009年提出了“智慧地球”的先進(jìn)理念,并且將物聯(lián)網(wǎng)提升為國家戰(zhàn)略。此外,日本與韓國在2004年都分別提出了U-Japan和U-Korea計劃,都希望通過構(gòu)建世界先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的手段,將自身建成全球ICT最先進(jìn)的國家,打造成未來廣播通信融合領(lǐng)域一流水平的強國。
物聯(lián)網(wǎng)就其本身來說,代表了下一代信息發(fā)展技術(shù),但是就它的某些應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用方式來說,中國公眾也不算太生疏。我們國家政府也高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,總理在2009年視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時,也針對物聯(lián)網(wǎng)在我國的發(fā)展和應(yīng)用提出了一些看法和要求,并且還提出了“感知中國”的概念。同年11月,國家傳感信息中心成立,且物聯(lián)網(wǎng)正式被列入我國國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,物聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展受到了其他國家不可比擬的極大關(guān)注度。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析
2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)就是指“通過物體相連的互聯(lián)網(wǎng)”,英文名為Internet of Things。它源自于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展,是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行的業(yè)務(wù)和應(yīng)用。這有兩層的意思:首先,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)核心仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在其基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸與擴(kuò)展得到的網(wǎng)絡(luò)技術(shù);其次,物聯(lián)網(wǎng)的用戶端延伸擴(kuò)展到了任意物品以及物品之間的信息交換與通訊。繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)的浪潮之后,物聯(lián)網(wǎng)成為世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。
各種感知技術(shù)也廣泛地應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)的試劑應(yīng)用中,也就是在所有需要進(jìn)行識別的物體上面裝置EPC電子產(chǎn)品編碼、大量的多種類型的傳感器等等,之后利用射頻識別的技術(shù)進(jìn)行掃描或者利用長按技術(shù)進(jìn)行掃描物體,捕獲到物體的信息,并且將獲得的信息,通過各種有線或者無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行融合處理,之后再將獲取的信息傳遞及時準(zhǔn)確地傳遞出去,并在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行信息共享、信息交互或信息智能處理,然后將已處理的的信息通過物聯(lián)網(wǎng)傳播,實現(xiàn)對受感應(yīng)物體實施智能控制。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)的層次模型
目前,物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個廣泛認(rèn)同的體系結(jié)構(gòu),但是根據(jù)現(xiàn)在已有的研究中我們可以簡單歸納出來一個基本的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。
2.2.1 智能物體層
也即是感知層,這部分是指通過傳感器收集和捕獲受感知物體的相關(guān)數(shù)據(jù),從而感知試劑存在的物理世界。由于這個過程存在局部的互動性,因此要求系統(tǒng)必須具有一定的數(shù)據(jù)儲存和計算能力。
2.2.2 數(shù)據(jù)傳輸層
使用有線或者無線方式介入獲得的數(shù)據(jù),并提供編碼、認(rèn)知等服務(wù),并且實施這些服務(wù)。
2.2.3 信息關(guān)聯(lián)層
即網(wǎng)絡(luò)層,這個層面就是通過云計算存儲、管理數(shù)據(jù),并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及整合,在不同網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)中受感知物體信息的傳輸,因此這個層面是連接應(yīng)用層和感知層的紐帶,形成一個對應(yīng)真實世界的虛擬世界。
2.2.4 應(yīng)用服務(wù)層
也稱應(yīng)用層,基于物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)各種面對用戶的應(yīng)用程序和軟件,用戶通過這些程序和軟件對物聯(lián)網(wǎng)中的物體下達(dá)指令,管理和控制這些物體,從虛擬世界中獲取信息,提供豐富的服務(wù)于用戶的應(yīng)用,從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能管理與控制。
2.3 關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要依賴于四個關(guān)鍵技術(shù):射頻識別技術(shù)、智能技術(shù)、傳感技術(shù)和納米技術(shù)。射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù),而智能技術(shù)則是對物體的自動識別智能操作,具有非常重要的作用。傳感技術(shù)是探知受感知物體的狀態(tài)和特征,并將生成的有效數(shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)上納米技術(shù)的應(yīng)用主要是感應(yīng)設(shè)備的微縮化和可嵌入功能。
3 智慧校園導(dǎo)航系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)研究
校園導(dǎo)航系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)的理論基礎(chǔ),使用谷歌地圖的在線地圖作為系統(tǒng)載體,另外通過富客戶端開發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),設(shè)計實現(xiàn)了智慧校園導(dǎo)航系統(tǒng)的理念。校園導(dǎo)航系統(tǒng),實現(xiàn)了路徑導(dǎo)航、信息查詢、辦事指南、地圖與數(shù)據(jù)輸入編輯、數(shù)據(jù)輸出、用戶管理及三維虛擬校園導(dǎo)航等功能,并提供了與現(xiàn)有校園系統(tǒng)集成的接口。系統(tǒng)有效的提升校園數(shù)字化進(jìn)程,為學(xué)校日后的更加全面、智能的校園網(wǎng)絡(luò)平臺打下基礎(chǔ)。
3.1 智慧校園的概念
智慧校園就是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),對老師和學(xué)生在與學(xué)校內(nèi)中的各種資源和學(xué)校管理系統(tǒng)進(jìn)行智能互動的一種應(yīng)用。目前,在我們校園中廣泛應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有智能消費管理系統(tǒng)、智能教學(xué)管理系統(tǒng)、智能安防管理系統(tǒng)等。
3.2 智慧校園導(dǎo)航系統(tǒng)
數(shù)字化校園系統(tǒng)就是在校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對信息的數(shù)字化、管理的自動化、服務(wù)的智能化、校園的虛擬化以及資源利用的最大化。數(shù)字化校園系統(tǒng)建設(shè)的一項最基本內(nèi)容就是設(shè)計一款數(shù)字地圖。具有數(shù)字地圖功能的數(shù)字校園系統(tǒng)可以起到導(dǎo)航與分析的作用。智慧校園導(dǎo)航系統(tǒng)是采用富客戶端的開發(fā)技術(shù),通過調(diào)用Maps API所提供的相關(guān)支持,構(gòu)建一個可以于校園查詢網(wǎng)絡(luò)平臺的全方位、生動、圖文并茂地展示校園信息的平臺。校園地理信息展示平臺中,實現(xiàn)了GIS技術(shù)、富客戶端開發(fā)技術(shù)、API技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的完美融合,極大地促進(jìn)了校園的數(shù)字化水平與信息化水平,為在校的師生與社會各界想要更加全面了解認(rèn)識學(xué)校的人們搭建了一個很好的大學(xué)虛擬平臺。
3.2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
校園導(dǎo)航系統(tǒng)地圖的數(shù)據(jù)庫主要分為實體數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫兩部分。
導(dǎo)航系統(tǒng)中的實體數(shù)據(jù)庫包括校內(nèi)的地點表與校內(nèi)名稱表。校內(nèi)地點表就是校園地點的基本信息,主要包括對校園內(nèi)地點的名詞,類別,唯一性標(biāo)識等;校內(nèi)名稱表就是指學(xué)校地點的名稱,主要是地點的標(biāo)準(zhǔn)名稱和常用名稱等。
屬性數(shù)據(jù)庫主要包括兩大類:與空間數(shù)據(jù)相對應(yīng)的實體屬性和在教學(xué)過程中所生成的報表或者臨時數(shù)據(jù)以及教師學(xué)生的基本信息等等。對于前者,它對應(yīng)的是設(shè)計各個圖層的結(jié)構(gòu)以及完成數(shù)據(jù)庫表格。而后者則是主要涉及的是將教職工、學(xué)生、科研、專注信息表及論文和文件索引表等的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單獨設(shè)計出來,之后再將它們存儲在數(shù)據(jù)庫中。設(shè)計數(shù)據(jù)的分類存儲,可以方便技術(shù)人員或者領(lǐng)導(dǎo)的查詢和檢索,同時也比較方便管理,使信息存儲更趨于規(guī)范化、查詢檢索更加方便。數(shù)據(jù)的更新更具有實時性,數(shù)據(jù)應(yīng)用于輸出也更加的科學(xué)與智能化。
3.2.2 SVG成圖
出于實現(xiàn)跨平臺交流,低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,構(gòu)建具有強交互性的校園電子地圖導(dǎo)航網(wǎng)站的設(shè)計目的,SVG校園電子地圖導(dǎo)航使用戶可以更快,更便捷的查詢到需要的信息。但是隨著數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的不斷運行,僅僅以位圖作為校園導(dǎo)航系統(tǒng)的電子地圖不單單會使得網(wǎng)絡(luò)輸入的負(fù)荷急劇地增大,而且也會由于網(wǎng)絡(luò)輸入的負(fù)載過大問題,導(dǎo)致客戶端導(dǎo)航圖加載時間過長,影響用戶的使用流暢程度。而網(wǎng)絡(luò)矢量圖即SVG正是可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時代要求的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)傳播數(shù)據(jù)量大而引起的問題可以通過這種成圖方式得到很好的解決。
在進(jìn)行SVG導(dǎo)航圖的成圖過程中,最常用的就是在支持SVG格式的畫圖軟件之中重新做一幅圖像,然后將其保存為SVG格式。
3.2.3 地圖查詢
在這個功能之中,我們采用的是對整個地圖進(jìn)行分區(qū)查詢的方式,就是首先對整個學(xué)校的地點進(jìn)行職能劃分,這種方式可以實現(xiàn)對一個分區(qū)中的地點進(jìn)行集體查詢。學(xué)校地點按照職能可以分為“學(xué)生公寓區(qū)”、“運動休閑區(qū)”、“教研教學(xué)區(qū)”、“公共服務(wù)區(qū)”、“教室辦公區(qū)”和“科學(xué)研究區(qū)”等六個分區(qū)。用戶可以在導(dǎo)航系統(tǒng)界面中選擇需要查詢的分區(qū),之后便可以在地圖上顯示出這個地點的所在位置,即相應(yīng)位置顏色會閃爍。
同時出于人性化的考慮,我們還會增加地圖模糊查詢的功能,其主要是為了避免用戶所輸入的名稱與查詢地點在地圖中的標(biāo)準(zhǔn)名稱不一致,因此我們設(shè)計了這個人性化的功能。例如一般情況下,我們把“南五宿舍樓”簡稱為“南五”,而且我們輸入的查詢地點名稱可能會有“五號樓”、“鴛鴦樓”、“研究生宿舍樓”等多種樣式,地圖模糊查詢的功能正是解決一個地點多種名稱查詢的問題的最佳選擇。
4 小結(jié)
日前,高校的管理日趨自動化、信息化、科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,將物聯(lián)網(wǎng)用用于校園導(dǎo)航系統(tǒng)中正符合了這一潮流趨勢。計算機軟硬件的迅猛發(fā)展,都使得校園導(dǎo)航系統(tǒng)與校園網(wǎng)結(jié)合這條路不僅僅是可行的,更是十分有必要的。不同的用戶可以根據(jù)自己不一樣的需求,非常直接地從系統(tǒng)中獲得自己所需要的信息,之后再通過導(dǎo)航系統(tǒng)的查詢檢索功能與其強大的空間分析功能,可以綜合地展示校園各個方面的內(nèi)容,這樣不僅僅可以在領(lǐng)導(dǎo)對校園的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃時提供一個決策工具和更加符合現(xiàn)代化潮流的管理手段,更可以提高學(xué)校的知名度,為學(xué)校創(chuàng)造一個良好的社會效應(yīng)。
參考文獻(xiàn)
[1]武廣臣,劉艷.基于ArcGIS Engine的數(shù)字校園導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報,2009,11(1):12-13.
關(guān)鍵詞:教育信息化;數(shù)字化校園;校園網(wǎng);軟件管理
中圖分類號:G436 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-8454(2017)01-0036-04
引言
結(jié)合二十幾年教育行業(yè)工作經(jīng)驗,筆者認(rèn)為, 智慧校園應(yīng)以互聯(lián)網(wǎng)云計算為核心,突顯校園信息的智能化采集與傳輸,智能化處理與控制,智能化顯示與推送。使全校各部門、各子系統(tǒng)信息融合、互聯(lián)互通,有效解決了校園管理中的信息更新滯后、人力資源不足、信息孤島和重復(fù)投入造成的設(shè)備冗余等問題,達(dá)到了校園管理中綠色節(jié)能、科學(xué)決策、及時管控、服務(wù)便捷的管理目標(biāo)。
一、數(shù)字化校園建設(shè)現(xiàn)狀分析
隨著人類社會的發(fā)展,人們心中普遍出現(xiàn)了一個共同的愿景――“智慧的地球”,伴隨著各項新技術(shù)的發(fā)展,“智慧城市”、“數(shù)字社會”等發(fā)展理念更是深入人心。而這些美好愿望實現(xiàn)的基礎(chǔ),離不開教育,因此讓教育充滿“智慧”的力量,便成為教育領(lǐng)域一個新的追求,“數(shù)字化校園”便是這一追求的具體體現(xiàn)。建設(shè)中存在的問題主要如下。
1.重視技術(shù)應(yīng)用,忽視教育理念轉(zhuǎn)變
數(shù)字化校園的建設(shè),從物質(zhì)層面上看是網(wǎng)絡(luò)及設(shè)施的建設(shè),但實際上應(yīng)是信息化教育的具體體現(xiàn)。而在目前數(shù)字化校園的建設(shè)過程中,還存在著只重視技術(shù)應(yīng)用,忽視教育理念轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。這主要表現(xiàn)在數(shù)字化校園的建設(shè)過程中,更多的是考慮技術(shù)層面的因素,而較少從如何通過數(shù)字化校園來轉(zhuǎn)變教育理念、教學(xué)觀念的角度出發(fā)進(jìn)行思考,造成的結(jié)果是所建成的數(shù)字化校園不能完全滿足信息化教育的要求。
2.重視硬件設(shè)施建設(shè),忽視軟件建設(shè)及應(yīng)用
在目前數(shù)字化校園的建設(shè)中,存在著重建設(shè)、輕軟件建設(shè)及應(yīng)用的傾向。這主要表現(xiàn)在兩方面:首先,投入大,收效小。很多部門配備的計算機檔次很高,但利用效率不高,這其中很重要的一個原因就是使用者信息素質(zhì)的相對缺乏。其次,各種硬件設(shè)施完善,但與之配套的軟件和資源則顯得相對貧乏,存在有路無車,有車無貨的情況。在軟件的建設(shè)方面,許多教學(xué)軟件相對缺乏,在資源建設(shè)方面,數(shù)字化校園需要大量數(shù)字化教育資源內(nèi)容的支撐,學(xué)校對教育資源庫產(chǎn)品的需求也不斷增大。
3.重視校內(nèi)的信息化建設(shè),忽視校外的資源利用
計算機網(wǎng)絡(luò)的最大特點就是能實現(xiàn)資源共享。特別是現(xiàn)在各種網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展都十分迅速,可供利用的資源也層出不窮,如何利用好各種網(wǎng)絡(luò)的資源,應(yīng)該是數(shù)字化校園的管理者和使用者所關(guān)注的。但有很多學(xué)校在數(shù)字化校園的建設(shè)過程中,比較重視校內(nèi)的信息化建設(shè),缺乏對校外的資源進(jìn)行收集和整理。這就使得教師或?qū)W生在資源的查找中,要多花很多氣力,多走許多彎路。
從目前國外應(yīng)用來看,自20世紀(jì)90年代中期以來,加拿大全國各地對信息技術(shù)與課程整合的實驗不斷增加,并取得良好效果。如1998年2月溫哥華學(xué)區(qū)的“信息技術(shù)報告”指出:“信息技術(shù)可以創(chuàng)設(shè)一個以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)并與廣泛的社區(qū)相聯(lián)系的學(xué)習(xí)環(huán)境?!霸搱蟾嬲J(rèn)為信息技術(shù)與課程的整合可有效地改進(jìn)對課程的教學(xué),即能實現(xiàn)下述目標(biāo):(1)增強學(xué)生的批判性思維、合作技能和解決問題的能力;(2)使信息技術(shù)的運用成為學(xué)習(xí)過程的有機組成部分,從而便于學(xué)生掌握信息的收集、檢索、分析、評價、轉(zhuǎn)發(fā)和利用的技能;(3)不僅促進(jìn)了班級內(nèi)學(xué)生的合作交流,而且還促進(jìn)了本校學(xué)生與全球性學(xué)習(xí)社區(qū)的合作交流,從而開闊了學(xué)生的視野。
二、數(shù)字化校園網(wǎng)建設(shè)模式初探暨整體實施目標(biāo)
數(shù)字化校園的整體實施目標(biāo)是實現(xiàn)校園的事務(wù)處理自動化、數(shù)據(jù)處理自動化、信息管理自動化、業(yè)務(wù)流程規(guī)范化、績效考核數(shù)字化、知識文檔有序穩(wěn)定并安全存儲。校務(wù)辦公自動化系統(tǒng)的建設(shè)是數(shù)字化校園建設(shè)的關(guān)鍵,校務(wù)管理的對象包含了黨務(wù)、行政、人事、財務(wù)、科研、教務(wù)、教學(xué)、學(xué)生事務(wù)、資產(chǎn)、后勤等方面,如果不能有效地f調(diào)這些職能活動,將會成為高校進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸,所以建立統(tǒng)一的校務(wù)管理系統(tǒng),實施校務(wù)信息化,使校園內(nèi)所有的人、財、物的信息處理融為一體,將極大地推進(jìn)數(shù)字校園的進(jìn)程,全面提升學(xué)校的綜合實力,同時可以通過信息門戶網(wǎng)站系統(tǒng)來達(dá)到學(xué)校內(nèi)外的信息互聯(lián)互通,真正達(dá)到智能化校園、數(shù)字化校園、未來現(xiàn)代化校園的標(biāo)準(zhǔn)。智慧校園示意如圖所示。
1.智慧校園以校園信息智能化為核心目標(biāo),圍繞信息采集智能化、信息處理智能化、信息顯示與推送智能化全面展開
信息采集智能化是智慧校園的關(guān)鍵技術(shù),是有別于數(shù)字校園的顯著特征,智慧校園中的信息采集智能化設(shè)備具有自組網(wǎng)、自診斷、自修復(fù)、不間斷運行高穩(wěn)定性和高可靠性特點,能夠進(jìn)行校園中的信息自動采集,減少信息采集中的人力投入,提高采集的準(zhǔn)確信和可靠性。
信息處理智能化依靠云計算的強大處理能力,對信息進(jìn)行分析、處理,為決策提供有力的數(shù)據(jù)保障。
信息顯示與推送智能化,利用計算機、平板、手機等多種平臺,實現(xiàn)跨平臺、多途徑,將有用的信息及時、準(zhǔn)確地推送到需要的信息管理者手中,實現(xiàn)信息的有效利用。
2.數(shù)字化校園與傳統(tǒng)校園比較
(1)空間拓展:教室的概念不再局限于傳統(tǒng)意義上的教室,而是指網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中同時處于學(xué)習(xí)狀態(tài)的學(xué)習(xí)者群體所處的網(wǎng)絡(luò)空間、信息空間和虛擬空間,體現(xiàn)空間的開放性。
(2)時間拓展:學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需要自主安排學(xué)習(xí)時間,打破了學(xué)制、年齡、身份等限制,體現(xiàn)教育終身制。
(3)教育對象拓展:除了學(xué)校內(nèi)的在冊學(xué)生外,可以向全社會開放教學(xué)資源,提供接受教育的機會,體現(xiàn)教育全民化。
(4)教學(xué)方式和內(nèi)容拓展:不再是以教師講授為主,而是以學(xué)習(xí)者自主式、交互式、個性化學(xué)習(xí)為主。教師的概念虛擬化,教學(xué)內(nèi)容不再局限于傳統(tǒng)的書本知識,而是擴(kuò)展到整個Internet和信息空間,體現(xiàn)學(xué)習(xí)的自主性和教學(xué)內(nèi)容的廣泛性。
(5)教育理念和管理體制變化:體現(xiàn)建構(gòu)主義的信息化教育理念,改革傳統(tǒng)的人才觀、知識觀,打破過去對教學(xué)管理和評估的教條做法,適應(yīng)信息化教學(xué)的要求。
3.數(shù)字化校園的模式
數(shù)字化校園的模式可以從概念、空間、功能三個層次進(jìn)行探討。
概念模式的通常描述是:數(shù)字化校園包含理念層、信息層、應(yīng)用層和物理層四個層次。物理層是指網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化設(shè)施以及具備這些設(shè)施的實體,構(gòu)成數(shù)字化校園的基礎(chǔ)平臺。應(yīng)用層是指運行在物理層之上的數(shù)字化信息資源和以教學(xué)、管理為核心的應(yīng)用系統(tǒng)。主要包括:管理信息系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)以及知識庫、信息庫等等。信息層主要包括信息技能、信息意識和信息學(xué)習(xí)。其中,信息技能是指信息獲取、信息檢索、信息表達(dá)、信息交流、信息處理等技能。信息意識是指人的信息敏感程度,是對信息的價值和作用的一種正確認(rèn)識、合理評價和有效管理。信息學(xué)習(xí)是指對信息的歸納、抽象,將紛雜無序的信息轉(zhuǎn)化成為有序的知識,獨立學(xué)習(xí),形成自己的知識結(jié)構(gòu)。理念層是指教育理念重構(gòu)。包括教育理念、人才培養(yǎng)、知識創(chuàng)新和生產(chǎn)、教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)管理等觀念,以及規(guī)則、方法和行為的總和。物理層是實現(xiàn)數(shù)字化校園的前提和保證。應(yīng)用層構(gòu)成數(shù)字化校園的“軟環(huán)境”。信息層體現(xiàn)數(shù)字化校園中“人”的狀態(tài)。人是數(shù)字化校園的主體,人如何來使用和操縱物理層和應(yīng)用層,如何從所提供的網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)中有效學(xué)習(xí),是數(shù)字化校園中不可忽視的內(nèi)容。信息層體現(xiàn)數(shù)字化校園物理層和應(yīng)用層的效果、內(nèi)容、形式和運行方法,決定了資源的組織利用,推動理念層的形成。理念層代表數(shù)字化校園的目標(biāo),實現(xiàn)教育理念的重構(gòu),決定了其下各個層次的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。
空間模式包括物理空間、網(wǎng)絡(luò)空間、信息空間、虛擬空間四個空間層次,體現(xiàn)“數(shù)字化空間提升”、“教育空間虛擬”的特點。物理空間主要是指現(xiàn)實校園中實際存在的實體部分,如:人、基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用系統(tǒng)等,是數(shù)字化校園的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)空間是通過網(wǎng)絡(luò)建立的交互和連接空間,它可以非常廣闊,但仍是有限的、可見的空間。信息空間是指信息經(jīng)“數(shù)字化處理”,就是使信息管理方式、溝通傳播方式、存儲處理方式等的數(shù)字化。它代表著實際的信息和資源,也反映人對信息的處理、意識、學(xué)習(xí)、利用等智力活動,因此它是半可見的,介于虛和實之間。虛擬空間是由物理空間、網(wǎng)絡(luò)空間和數(shù)字信息空間升華出的無限的、不可見的教育空間,是完全的“虛”的空間。它體現(xiàn)數(shù)字化校園對教育、對社會、對人類乃至對整個宇宙的輻射和影響。
功能模式主要是探討通過信息技術(shù)來實現(xiàn)的功能,分為網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、信息服務(wù)三大功能層次,是數(shù)字化校園建設(shè)實踐的宏觀模式。網(wǎng)絡(luò)層功能很單一,主要是指是網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施和數(shù)字化設(shè)施所提供的網(wǎng)絡(luò)基本功能和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù),包括網(wǎng)絡(luò)接入、電子郵件、文件傳輸、域名服務(wù)等,是數(shù)字信息流動的平臺和渠道。應(yīng)用層的功能很豐富,主要包括兩大部分:一是軟件支撐環(huán)境所提供的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等功能;二是所建立的各種應(yīng)用功能,包括辦公自動化、數(shù)字圖書館、管理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、信息資源管理以及電子商務(wù)等。信息服務(wù)層的功能是將條理化的信息按照用戶的需求提供給用戶,包括信息查詢、信息處理、個性化門戶以及決策支持等功能。
三、校園網(wǎng)建設(shè)的重要意義和數(shù)字化整體解決方案
校園網(wǎng)是校園內(nèi)計算機及附屬設(shè)備互聯(lián)運行的網(wǎng)絡(luò),它是由計算機、網(wǎng)路設(shè)備和軟件組成的為學(xué)校教育教學(xué)和管理服務(wù)的集成應(yīng)用系統(tǒng),通過廣域網(wǎng)的互聯(lián)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離信息交流和資源共享。校園網(wǎng)是滿足信息化教學(xué)環(huán)境的一項基礎(chǔ)設(shè)施,是教育信息化建設(shè)的重要組成部分,是師生順利接受遠(yuǎn)程教育的依托網(wǎng)絡(luò),是全面實現(xiàn)素質(zhì)教育的重要手段,是教育技術(shù)裝備現(xiàn)代化的主要體現(xiàn),也是教育現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。校園網(wǎng)在教學(xué)過程中的合理應(yīng)用,不僅改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段,而且將促進(jìn)教育觀念、教育思想的大轉(zhuǎn)變。他不僅可以大大拓展教師和學(xué)生的視野,而且還有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,提高學(xué)生獲取信息、分析信息、處理信息的能力和適應(yīng)現(xiàn)代社會的能力。
底只校園網(wǎng)超越了傳統(tǒng)多媒體校園網(wǎng)功能,不但擁有雙向電視教學(xué)、多媒體課件點播、視音頻點播、Internet瀏覽、示范教學(xué)等功能,而且解決了網(wǎng)絡(luò)進(jìn)教室、計算機進(jìn)教室、多媒體校園網(wǎng)圖像顯示質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)教學(xué)等一系列問題。
1.數(shù)字化校園網(wǎng)應(yīng)具備的功能
數(shù)字化校園網(wǎng)除了具備Internet的所有功能外,還必須具備下列功能:
(1)應(yīng)具備閉路電視雙向教學(xué)功能
即在教室內(nèi)可操作主控室內(nèi)各種播放設(shè)備如VCD、DVD、錄像機等;顯示播放各種課件、軟件、點播VOD服務(wù)器中的視音頻信息、點播教師自己機器內(nèi)的課件;登錄互聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程教學(xué)網(wǎng),并在網(wǎng)上瀏覽、收發(fā)電子郵件;教師可將課堂內(nèi)容實時錄像,刻成光盤或數(shù)字硬盤存貯,以便進(jìn)行教學(xué)的自我評估,也可以供學(xué)生進(jìn)行課外復(fù)習(xí)使用。教室內(nèi)可以收看新聞、電視節(jié)目、錄像節(jié)目,也可以對校內(nèi)其他班級的會議、校長講話、文室中控制主控室的放音設(shè)備,如卡座、碟機、放像機等,也可以點播MP3,wav,midi等數(shù)字形式的文件。主控中心可以控制各智能中心的電視機、投影機的開關(guān)機,在教學(xué)過程中,教室和主控中心、校長和各教學(xué)點相關(guān)人員可以方便地進(jìn)行雙向?qū)χv。
(2)應(yīng)具備教學(xué)評估、觀摩聽課的功能
學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)及教學(xué)管理部門在主控室可以選擇任意班級聽課,并進(jìn)行數(shù)字錄像,紀(jì)錄某班的課堂內(nèi)容,通過評估軟件進(jìn)行綜合打分。校長室可以控制聽課班級的攝像機,選擇最佳角度、最佳距離及場景進(jìn)行教學(xué)觀摩。院領(lǐng)導(dǎo)在校長室的講話可以進(jìn)行電視直播、轉(zhuǎn)播。校長室還可以與教室進(jìn)行雙向?qū)χv。
(3)應(yīng)具備智能定向廣播功能
校園網(wǎng)的主控系統(tǒng)可以按照不同要求和對象群體進(jìn)行編組,實現(xiàn)廣播節(jié)目的數(shù)字化、定向分組、定時自動播放;具有點對點、點對多點的廣播功能,即可將廣播素材如聽力教材按照預(yù)定的節(jié)目表進(jìn)行智能化自動播放。
(4)應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)管理功能
可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理、檢測、調(diào)度以及教師終端狀態(tài)的檢查;保留有線電視接口,便于節(jié)目選取及電節(jié)目轉(zhuǎn)播;預(yù)留遠(yuǎn)程教學(xué)接口及控制接口,方便以后遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的接入與連接;可以實現(xiàn)對任意教室的雙向通話,進(jìn)行設(shè)備調(diào)度或輔導(dǎo)設(shè)備使用;建立設(shè)備維護(hù)資料數(shù)據(jù)庫及遠(yuǎn)程維護(hù)工作站,便于進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù);設(shè)有電子考場,對所有考試考場都可進(jìn)行實時監(jiān)看,并可以進(jìn)行數(shù)字錄像。
2.建立適應(yīng)自己學(xué)校特色的知識資源庫
知識資源庫的建設(shè)是數(shù)字化校園網(wǎng)建設(shè)中不可缺少的重要組成部分。現(xiàn)今社會對人才的要求已從記憶知識向如何發(fā)現(xiàn)知識和處理知識以及合作的方向轉(zhuǎn)變。知識資源庫的建立為實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變提供了物質(zhì)基礎(chǔ),一個沒有任何資源和資源貧乏的校園網(wǎng)絡(luò),不可能充分發(fā)揮其功效。為此建立具有院校特色的資源庫,是營造信息化校園的重要項目。首先,資源庫顯現(xiàn)出學(xué)校教育的主導(dǎo)思想,每個學(xué)校都有自己的校訓(xùn),圍繞這個主題進(jìn)行網(wǎng)站的建設(shè)和制作,形成自己的風(fēng)格和潮流。瀏覽時能讓學(xué)生和老師深感親切,登上我們的網(wǎng)站,有一種回到母校的感覺。其次,網(wǎng)站的建設(shè)需要投入大量的人力和時間。學(xué)校要有組織有計劃地進(jìn)行,組織人員構(gòu)建本校的網(wǎng)站和網(wǎng)頁;建立本工作部門的網(wǎng)頁和網(wǎng)站;也可以調(diào)動學(xué)生制作自己本班的網(wǎng)站和網(wǎng)頁。組成以網(wǎng)頁和網(wǎng)站為基礎(chǔ)的教學(xué)資源庫。及時更新網(wǎng)頁和充實資源庫,要有一批專業(yè)的專職人員每隔一段時間對網(wǎng)頁進(jìn)行更新,只有不斷更新內(nèi)容,才能留住網(wǎng)民,同時只有豐富的信息資源庫,才能吸引人上網(wǎng)瀏覽和查尋。關(guān)于校園網(wǎng)軟管理平臺的建設(shè),主要有以下幾個重要的研究內(nèi)容。
(1)軟件管理平臺各種功能需求的探討和研究。
主要是根據(jù)擁有較完善硬件環(huán)境的校園網(wǎng),卻缺乏相應(yīng)完善軟管理系統(tǒng)的需求,展開調(diào)查和研究,探索所需的各種管理功能,開發(fā)和實現(xiàn)一個具有高實用性、安全性、健壯性和擴(kuò)充性為一體的學(xué)校信息管理集成系統(tǒng)。
(2)根據(jù)前面的功能需求,使用NET平臺+sqlserver2000數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)一個管理平臺。
以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺的模式管理校園網(wǎng)內(nèi)的各種信息資源、教學(xué)信息和決策管理。促進(jìn)學(xué)校的“數(shù)字化”校園的深化發(fā)展和完善。實現(xiàn)基于“集中控制,分散管理”的通告管理系統(tǒng)和信息傳遞系統(tǒng),實現(xiàn)硬件和軟件資源共享等各種子功能系統(tǒng)。在校園網(wǎng)內(nèi)依靠該管理系統(tǒng)初步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無紙化辦公,教學(xué)管理信息化。
(3)軟管理平臺主要具有以下各種特性。
1)實用性
實用性就是能有效的管理各種校園網(wǎng)的硬件資源,同時能確實有效的為信息資源管理、教學(xué)信息傳遞和教學(xué)管理提供各種服務(wù)。一個具有強實用性的管理軟件是十分有必要的,也是管理軟件能得到推廣和廣泛使用的前提條件。
2)易用性
就是校園網(wǎng)用戶能夠簡單快速地掌握整個軟管理平臺的使用,從而具體的發(fā)揮它的各種設(shè)計功能。校園網(wǎng)軟管理平臺的多個子功能系統(tǒng)集成于一個總管理系統(tǒng)中,實現(xiàn)一個統(tǒng)一入口,統(tǒng)一操作,使得校園網(wǎng)用戶操作的簡單化,促使他們主動參與“數(shù)字化”校園建設(shè)。
3)可持續(xù)性
實現(xiàn)子功能系統(tǒng)自由添加和不斷完善。校園網(wǎng)的軟管理平臺作為一個軟件系統(tǒng),軟件的長期維護(hù)升級和根據(jù)需求不斷完善功能是必需的。
數(shù)字化校園是基礎(chǔ)教育現(xiàn)代化建設(shè)的最重要的基礎(chǔ)設(shè)施,是衡量一個學(xué)校是否具備現(xiàn)代型教育的必要條件。面對當(dāng)今信息時代的挑戰(zhàn)和“信息高速公路”的出現(xiàn),中小學(xué)只有建立起自己的數(shù)字化校園,才能適應(yīng)時展的需要,才能進(jìn)行廣泛的信息交流,獲取及時、準(zhǔn)確的各類信息,達(dá)到完全的資源共享,才能從根本上改變學(xué)校教學(xué)、科研和管理手段,才能滿足培養(yǎng)跨世紀(jì)高質(zhì)量人才的需要,促進(jìn)我國教育、科研事業(yè)的發(fā)展。
總之,數(shù)字化校園應(yīng)該包括了硬環(huán)境、軟管理環(huán)境、軟信息資源三個主要的環(huán)境條件,以及師生教與學(xué)的信息化。實現(xiàn)一個適合中小學(xué)校園網(wǎng)的軟管理平臺,優(yōu)化各種硬件資源,建立一個信息資源存儲、管理、共享和傳遞平臺,為實現(xiàn)數(shù)字化校園鋪設(shè)一個健壯、安全、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展的軟管理平臺。這就要發(fā)動師生積極收集與教學(xué)任務(wù)有關(guān)知識信息充實校園網(wǎng),使網(wǎng)絡(luò)成為“知識的海洋”。
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摘要: 本文作者根據(jù)自己一年多來對集體備課的親身體會,結(jié)合所在學(xué)校的教學(xué)實際,對校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高中集體備課如何進(jìn)行轉(zhuǎn)型進(jìn)行了討論。
關(guān)鍵詞:校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、高中、集體備課、影響
一、靜寧一中集體備課的現(xiàn)狀
2008年我校在后半學(xué)期分年級分學(xué)科進(jìn)行集體備課,每周同課頭的教師聚在一起,共同討論近期的教學(xué)工作安排和教學(xué)工作的協(xié)調(diào),如今已經(jīng)堅持進(jìn)行了一年多。筆者認(rèn)為,在學(xué)校將集體備課制度化以后,在實施過程中無論是集體備課形成的教案、學(xué)案等都需要進(jìn)行整理和修改。結(jié)合當(dāng)前我校校園網(wǎng)絡(luò)健全,各位教師的計算機終端和教室的計算機終端相連的實際,我校的集體備課如果能利用好校園網(wǎng)絡(luò),就會取得更好的效果,將集體的智慧更好地發(fā)揮出來。
集體備課是當(dāng)前基礎(chǔ)教育中提高教師群體素質(zhì),提高課堂教學(xué)效率的有效途徑。進(jìn)入21世紀(jì)以來,計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速普及極大地帶動了高中教學(xué)的方式,也在一定程度上改變了教師集體備課的方式。絕大多數(shù)學(xué)校制定了相應(yīng)的集體備課制度,但主要是以傳統(tǒng)會議形式的集體備課,而涉及校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教師集體備課的內(nèi)容較少。網(wǎng)絡(luò)必然要走進(jìn)課堂,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教師集體備課將面臨什么樣的問題呢?與傳統(tǒng)集體備課相比,它在形式、內(nèi)容上有什么樣的區(qū)別?
傳統(tǒng)意義上的集體備課是指學(xué)校內(nèi)同年級同學(xué)科教師有計劃、有組織地共同制定教學(xué)計劃,分析教材重點、難點,并確定突破方法,撰寫教案的過程。
集體備課有利于發(fā)揮集體的智慧,彌補教師個人備課過程中的不足,取長補短,提高教學(xué)的整體水平;可以將集體的智慧與個人的特長有機地結(jié)合起來,共同提高;有助于教師在整體上把握課標(biāo)、教材、重難點,設(shè)計好教案。
當(dāng)前大部分中學(xué)有自己的校園網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,并通過服務(wù)器接入互聯(lián)網(wǎng),建立了電子備課室,配備了多媒體教室,基本滿足公開課等特定目的的教學(xué)要求。大部分中學(xué)有自己的網(wǎng)站,有的還擁有自己的校園網(wǎng)絡(luò)中心和WEB服務(wù)器、FTP服務(wù)器,這些都為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的集體備課提供了硬件環(huán)境。但由于各種原因,教師集體備課大部分情況還處于對教案、學(xué)案的討論和研究的基礎(chǔ)上,并沒有引入多媒體輔助教學(xué)(CAI)的相關(guān)探討,關(guān)于多媒體課件的內(nèi)容確定、制作、使用則在集體備課過程中很少涉及。因此集體備課還沒有發(fā)揮其在新時代所應(yīng)起到的作用。
目前,各個中學(xué)的集體備課大部分都有自己固定的形式、時間、地點,并制定出了比較完善的集體備課制度,從集體備課的整體目的和要求等作出相應(yīng)的要求,并與教師的福利待遇掛鉤。
2002年,我校順利通過省驗收,晉升為省級示范性高級中學(xué),并于2005年11月建成校園網(wǎng)絡(luò),先后為教學(xué)樓每個教室、實驗室配備一套海捷多媒體中控系統(tǒng),各學(xué)科科任教師每人配備一臺清華同方電腦,并連接到校園網(wǎng)終端,同年開通了校園網(wǎng)和校園FTP;2006年我校對校園網(wǎng)進(jìn)行了改版,主要增加了“教學(xué)之窗”欄目;2007年我校通過教導(dǎo)處和多家網(wǎng)站合作,先后為教師開通了“天星教育網(wǎng)”、“北京四中網(wǎng)?!薄ⅰ案呖假Y源網(wǎng)”、“三學(xué)苑”等有較好資源的網(wǎng)站賬號,供各位教師從網(wǎng)上下載教育教學(xué)資源;2008年我校為每位專業(yè)教學(xué)人員開通了校園網(wǎng)賬號,教師可以把自己教育教學(xué)工作中的心得體會、教學(xué)心得發(fā)表在校園網(wǎng)上供大家學(xué)習(xí)討論。
在教學(xué)管理上我校實行年級組管理體制,在集體備課室建成后倡導(dǎo)集體備課,雙周周四晚上召開教研組會議,并在教研組會議后以年級學(xué)科備課組為單位,由年級學(xué)科教研組長牽頭對未來兩周的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度等進(jìn)行集體備課,在形成較為全面的系統(tǒng)后,各教師根據(jù)自己的實際情況和學(xué)生的學(xué)情具體實施,在具體的實施過程中遇到問題教師可以通過校園網(wǎng)或者直接與同科其他教師商討解決。
二、校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對靜寧一中集體備課的影響
(一)積極影響
1.隨著校園網(wǎng)絡(luò)的開通和FTP站點的建立,教師可以在學(xué)科帳戶內(nèi)建立、刪除相關(guān)文件,并可將在辦公室電腦上做好的課件上傳到校園FTP服務(wù)器,在和同科教師共享教學(xué)資源的同時能及時反饋存在的問題和修改意見。到教室后教師可以直接將課件從校園網(wǎng)拷貝到電腦,通過中控系統(tǒng)隨時應(yīng)用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué),在特定的學(xué)科能收到較好的教學(xué)效果。
結(jié)束日期:2017-11-25
會展地點:中國國際展覽中心(三元橋館)
承辦單位:北京合眾會展有限公司
主辦單位:中國同源有限公司
會展類型:教育/培訓(xùn)/藝術(shù)
國家/城市:北京
參展范圍
3D打印機、三維掃描儀、3D打印筆、3D打印實驗室建設(shè)、3D打印課程、3D打印教育解決方案、3D打印服務(wù)平臺、教育機器人、機器人教育課程、AR\VR教育解決方案、STEM教育教育解決方案、各類創(chuàng)客教育內(nèi)容提供商解決方案等;
基礎(chǔ)教育、高等教育及職業(yè)教育技術(shù)裝備:教學(xué)儀器及成套設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)設(shè)備及實驗室、三維動作捕捉系統(tǒng)及虛擬仿真系統(tǒng)、無線感應(yīng)技術(shù)及設(shè)備、智能教具、印刷及復(fù)印設(shè)備、實訓(xùn)設(shè)備;職業(yè)學(xué)校自制教具、教學(xué)方案及成果等
互動教學(xué)及智慧教育:三通兩平臺、家校通、智慧教育相關(guān)解決方案、云教室、云桌面、錄播系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)課堂、電子白板、液晶白板、電子書包、LED大屏幕、觸摸一體機、高拍儀、視頻展臺、高清電視、實物提示機、多媒體課件、多媒體講臺、音頻收錄機、一體化切換臺、教育電子產(chǎn)品、音視頻解決方案等其他現(xiàn)代化教育技術(shù)、產(chǎn)品及解決方案;
在線教育應(yīng)用及服務(wù):在線教育機構(gòu)及平臺、移動教育APP、K12教育平臺、教育資源平臺建設(shè)、教育錄播及直播系統(tǒng)、在線互動平臺、在線培訓(xùn)系統(tǒng)、在線考試及智能閱卷系統(tǒng)、在線支付技術(shù)服務(wù)商、多媒體計算機、視頻會議系統(tǒng)、視/音頻處理、中控系統(tǒng)、教育云技術(shù)及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用、大數(shù)據(jù)應(yīng)用及服務(wù)、課程軟件光盤、計算機會議系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)電視、語音識別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理終端、各類編程開發(fā)及應(yīng)用軟件、內(nèi)容提供商(課件資源、流媒體、閱讀、動漫、游戲、音樂)等;
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)安全,防護(hù)技術(shù)
引言
近年來,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們?nèi)粘^k公學(xué)習(xí)最重要的平臺和載體。作為處于信息化技術(shù)應(yīng)用前沿的高校,越來越多的行政、教學(xué)、科研資源都被放置在校園網(wǎng)絡(luò)中,而依托于校園網(wǎng)絡(luò)的智慧校園概念的出現(xiàn)和推廣,使得高校的校園網(wǎng)絡(luò)所承載的信息資源越發(fā)的龐雜。如今,校園網(wǎng)絡(luò)已不再是單純的科研人員、教師、學(xué)生用以獲取知識、傳遞信息、學(xué)習(xí)交流的渠道,還成為了大量信息數(shù)據(jù)采集、整理、挖掘的傳播通道。隨著校園網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù)量的急劇增多,對校園網(wǎng)絡(luò)安全的保護(hù)已經(jīng)成為高校管理的重中之重,越發(fā)引起各高校的重視。
1、高校網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀
網(wǎng)絡(luò)安全通常是指計算機網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)及系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息受到的安全防護(hù),防止因為偶發(fā)事件或惡意行為而遭受到破壞、篡改、泄漏,并能保證網(wǎng)絡(luò)所承載的系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行。網(wǎng)絡(luò)安全主要特性包括授權(quán)使用資源的保密性、存儲傳輸數(shù)據(jù)的完整性、按需實時訪問服務(wù)的可用性、對信息傳遞過程的可控性和安全問題發(fā)生后的可追溯性。
目前,各高校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對硬件的投入更迭比較的及時,且由于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的傳輸設(shè)備往往具有較長的穩(wěn)定使用周期。因此網(wǎng)絡(luò)安全的問題往往很少出現(xiàn)在硬件設(shè)備上,更多的頻發(fā)風(fēng)險發(fā)生在軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息傳輸過程中。綜合來看,高校的網(wǎng)絡(luò)安全威脅主要有以下幾個方面:
(1)病毒攻擊與木馬傳播
現(xiàn)今的計算機病毒種類繁多,木馬的數(shù)量也日漸增加,由于校園網(wǎng)絡(luò)的帶寬通常較高,病毒和木馬的傳播速度也非常的快,受染的計算機設(shè)備往往會對網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備發(fā)起攻擊,占用帶寬,消耗資源,嚴(yán)重的情況可能會癱瘓局部網(wǎng)絡(luò),出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)丟失、泄漏的問題。
(2)系統(tǒng)及協(xié)議漏洞
高校校園網(wǎng)絡(luò)中常見的操作系統(tǒng)因為系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)、管理配置不正確等因素充滿著漏洞,這讓很多別有用心的人有機可乘。另外,由于高校校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所依據(jù)的TCP/IP協(xié)議本身在設(shè)計之初只考慮到了網(wǎng)絡(luò)的開放和簡便性,未考慮到安全問題,因此網(wǎng)絡(luò)信息在傳遞的中很容易被竊聽、偽造和修改。
(3)網(wǎng)絡(luò)帶寬濫用及不良信息傳播
有調(diào)查表明,高校校園網(wǎng)內(nèi),很大部分的帶寬被用來觀看在線視頻、下載數(shù)據(jù)量較大的軟件,同時,一些不良信息也很容易在校園網(wǎng)絡(luò)中擴(kuò)散。這些行為不加以管理控制,很容易擠占其他資源及服務(wù),同時也不利于凈化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,對校園網(wǎng)絡(luò)的正常使用、校園文化建設(shè)產(chǎn)生影響。
(4)非授嘈形和惡意攻擊
高校網(wǎng)絡(luò)資源內(nèi)容比較豐富,而高校的師生的網(wǎng)絡(luò)安全意識又比較的薄弱,因此容易成為被攻擊目標(biāo),不論是非授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)訪問還是很黑客的惡意攻擊,都對網(wǎng)絡(luò)安全運行造成一定的影響,嚴(yán)重的甚至將有損學(xué)校的整體形象。
2、高校網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)
針對高校網(wǎng)絡(luò)安全的現(xiàn)狀,目前比較好的防護(hù)技術(shù)有以下幾種
(1)病毒防控技術(shù)
相較于傳統(tǒng)的病毒庫比對的防控病毒的手段,當(dāng)前的病毒防控技術(shù)更加的智能化,市場上主流的病毒防控系統(tǒng)都具有根據(jù)代碼執(zhí)行的行為進(jìn)行判斷,從而有效的識別未知病毒和變種,起到阻止病毒傳播的作用。
(2)防火墻技術(shù)
防火墻通常分為包過濾型和型,根據(jù)放置在網(wǎng)絡(luò)的不同位置,形成對數(shù)據(jù)進(jìn)行控制的一個通道。目前新一代的硬件防火墻在傳統(tǒng)的對數(shù)據(jù)包內(nèi)容進(jìn)行審核過濾及授權(quán)服務(wù)的基礎(chǔ)上加強了對從數(shù)據(jù)鏈路層直至應(yīng)用層的一體化安全防御體系,并結(jié)合時下流行的云技術(shù),具備網(wǎng)站黑鏈檢測、webshell腳本檢測等功能??梢愿鶕?jù)部署的場景不同,有效的防止和可入侵、病毒擴(kuò)散、信息泄露等問題。
(3)入侵檢測技術(shù)
入侵檢測技術(shù)屬于主動安全防護(hù)措施,主要是對網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行即時監(jiān)控,在發(fā)現(xiàn)可疑傳輸時發(fā)出報警或采取主動反應(yīng)措施。目前主流入侵檢測系統(tǒng)在原有對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行漏洞掃描的基礎(chǔ)上,多采用機器學(xué)習(xí)的技術(shù)對于異常流量進(jìn)行檢測,并通過虛擬環(huán)境構(gòu)造對惡意代碼進(jìn)行沙箱測試,全方面的保證網(wǎng)絡(luò)傳遞信息的安全性。
(4)上網(wǎng)行為管理技術(shù)
上網(wǎng)行為管理技術(shù)通常包含對網(wǎng)絡(luò)使用者的行為管理、流量控制、信息管控、行為分析等功能,可以有效的防止網(wǎng)絡(luò)使用者進(jìn)行非授權(quán)行為,提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率,避免內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)泄露,保證網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵業(yè)務(wù)正常穩(wěn)定運行。近些年來隨著無線接入技術(shù)的完善,高校校園網(wǎng)絡(luò)的無線接入方式越發(fā)的普遍,因此上網(wǎng)行為管理系統(tǒng)通常也具備對無線接入設(shè)備的管控功能,可以有效的避免非法無線設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)造成的安全風(fēng)險。
(5)VPN技術(shù)
VPN技術(shù)通過為外網(wǎng)的訪問者提供了一條安全的虛擬專用通道,可以在通過授權(quán)的情況下訪問校園網(wǎng)絡(luò)資源?;贗PSec和SSL的VPN技術(shù)可以通過賬號密碼、usb key等多種手段進(jìn)行身份安全認(rèn)證,傳輸數(shù)據(jù)過程中進(jìn)行AES、DES、MD5等多種算法的加密,并針對不同用戶設(shè)置不同的使用權(quán)限和訪問時間,必要的情況下還可以在訪問結(jié)束后對客戶端cookies、臨時文件進(jìn)行清理,保證上網(wǎng)信息安全。
3、結(jié)語
隨著高校信息化水平的提升,校園網(wǎng)絡(luò)所承載和發(fā)揮的作用越來越重要,因此保證網(wǎng)絡(luò)安全尤為重要。網(wǎng)絡(luò)安全工作從來不能一蹴而就,需要管理者采用多種安全防控技術(shù)和手段,結(jié)合必要的網(wǎng)絡(luò)管理措施,逐步提高校園網(wǎng)絡(luò)安全的水平,為高校師生提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)技術(shù);校園網(wǎng);設(shè)計;建設(shè)
作者簡介:張俞玲(1982-),女,白族,云南大理,碩士,講師,研究方向:計算機網(wǎng)絡(luò)及計算機教學(xué)
校園網(wǎng)是為校園管理、教學(xué)、學(xué)習(xí)、科研進(jìn)行服務(wù)的內(nèi)部局域網(wǎng),它是在各項網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用下誕生的。在現(xiàn)代教育技術(shù)支持的背景下,校園網(wǎng)建設(shè)越來越趨向于專業(yè)化、技術(shù)化,并且具備相當(dāng)?shù)那罢靶?。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐下的校園網(wǎng)建設(shè),有利于學(xué)校提高管理的效率,為教師教學(xué)帶來更多便利,也拓寬了學(xué)生學(xué)習(xí)的途徑,促進(jìn)了教育的現(xiàn)代化和信息化。所以,如何充分的利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)打造智慧、科技校園成為了一項重要的議題。
1校園網(wǎng)建設(shè)的需求分析
校園網(wǎng)是為了學(xué)校各項建設(shè)而服務(wù)的,屬于學(xué)校管理的必不可少的一部分,它的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)校園網(wǎng)為學(xué)校打開了一項交流的大門。通過校園網(wǎng)的建設(shè),能夠讓學(xué)校外界更好的認(rèn)識學(xué)校、了解學(xué)校,學(xué)校也可以更多的攝取外界信息,彼此間相互合作和交流;
(2)校園網(wǎng)為學(xué)校管理提供了更加便捷的途徑。在應(yīng)用了校園網(wǎng)以后,學(xué)校的管理人員能夠方便的操作各項信息,更有效率的做出決策;
(3)校園網(wǎng)為教師教學(xué)提供了海量的信息資源,多媒體教學(xué)的應(yīng)用為教師教學(xué)的良好輔助工具。教師在校園網(wǎng)的應(yīng)用過程中提升了自身的教學(xué)水平,也發(fā)展了自己的專業(yè)水準(zhǔn);
(4)校園網(wǎng)為學(xué)生提供了更好的學(xué)習(xí)平臺,也拓展了學(xué)生的知識水平,為學(xué)生營造了一個完美的學(xué)習(xí)環(huán)境。
2校園網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計
2.1校園網(wǎng)建設(shè)所需的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)
2.1.1文件服務(wù)
校園網(wǎng)是一種基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)條件下的內(nèi)部局域網(wǎng)。在一般情況下,校園網(wǎng)為了實現(xiàn)文件和資源共享都會需要文件服務(wù)器。主要方式是指定一臺計算機(即文件服務(wù)器)作為主要的傳輸計算機,將所需要共享的資料傳輸進(jìn)去,從而再傳輸?shù)叫枰钠渌嬎銠C上去。
2.1.2數(shù)據(jù)庫服務(wù)
學(xué)校的一項非常重要的工作便是管理,它包含著需要數(shù)據(jù)庫支持的管理系統(tǒng),因此學(xué)校必須經(jīng)常對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行升級和維護(hù)。
2.1.3郵件服務(wù)
通過調(diào)查顯示,郵件服務(wù)是使用最為頻繁的一項服務(wù),它在校園網(wǎng)中的作用非常之大,因此成為了必不可少的一部分。與傳統(tǒng)的電子路由器不同的是,郵件服務(wù)能夠為用戶儲存數(shù)據(jù)。
2.2構(gòu)建主千網(wǎng)
構(gòu)建學(xué)校的主千網(wǎng)可以采用最具前瞻性的千兆以太網(wǎng)技術(shù),主要的設(shè)計思路如下:(1)網(wǎng)絡(luò)中心千兆以太網(wǎng)交換機,提供雙路1000M通訊帶寬的千兆以太網(wǎng)技術(shù)。(2)通過10/100/1000M以太網(wǎng)技術(shù)的無縫連接,靈活提供1000M,100M,10M等多種帶寬的網(wǎng)絡(luò)接入,并完全實現(xiàn)了10/100M交換到桌面的高速連接。(3)運用TCP/IP“慢啟動”機制自動識別延遲技術(shù)。該項技術(shù)能夠針對校內(nèi)網(wǎng)較弱的敏感性,改善帶寬和延遲問題,為許多應(yīng)用提供最基礎(chǔ)的保障服務(wù)。(4)主干交換機具備多層路由能力和高速第三層交換能力,能夠優(yōu)先控制流量和深層包過濾,確保達(dá)到高效率的服務(wù)水準(zhǔn)。
2.3校園網(wǎng)安全防護(hù)體系
校園網(wǎng)主要的用戶是教師和學(xué)生,且在網(wǎng)上的時間非常之多,因此利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全顯得至關(guān)重要。校園網(wǎng)安全防護(hù)體系可以從技術(shù)層面、管理層面和服務(wù)層面進(jìn)行防范,利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員做好安全咨詢和技術(shù)支撐,建設(shè)防火墻進(jìn)行入侵檢測和入侵防御,極大的保障了校園安全。
3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用條件下的校園網(wǎng)總體設(shè)計
在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐下,校園網(wǎng)建設(shè)速度越來越快,也出現(xiàn)了越快越多的問題,如系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計粗糙、后期BUG不斷增多、頻繁死機、病毒入侵等問題也困擾了諸多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員。因此,在進(jìn)行校園網(wǎng)總體設(shè)計時應(yīng)當(dāng)全面思考,千兆以太網(wǎng)是目前最為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將其良好的運用到設(shè)計中是非常關(guān)鍵的。我們可以把整個校園網(wǎng)絡(luò)分為三個層次,這些層次包括核心層、匯聚層和接入層,在建設(shè)的過程中要盡量作為規(guī)范整體、結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的簡單拓?fù)?,避免過于復(fù)雜而引發(fā)的服務(wù)器承載過量。我們必須注意的是,全硬件支持IPv4和IPv6協(xié)議對于校園網(wǎng)三個層次的建設(shè)而言是至關(guān)重要的,它能夠促進(jìn)校園網(wǎng)在快捷的運行下保持性能穩(wěn)定和安全。
4結(jié)語
在步入到信息時代以來,不同高校之間都開展了廣泛的競爭,在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持之下建設(shè)校園網(wǎng)有利于更好的開展教學(xué)和科研,幫助學(xué)生獲得更多的學(xué)習(xí)體驗。校園網(wǎng)建設(shè)所需的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)主要有文件服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、郵件服務(wù)和DNS服務(wù),在此基礎(chǔ)上構(gòu)建主千網(wǎng)和校園安全系統(tǒng),將有利于校園網(wǎng)更加持久的運行,保障網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定,從而設(shè)計完善的校園網(wǎng)絡(luò)體系。
參考文獻(xiàn):
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