校園數(shù)字化教育教學(xué)平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用研究

王 強(qiáng)

（遼寧省本溪市第一中學(xué),本溪117000）

1 引言

數(shù)字化校園就是建立在傳統(tǒng)校園網(wǎng)基礎(chǔ)上的，用當(dāng)前主流的軟件編程技術(shù)，將原來的有紙辦公轉(zhuǎn)化為各種管理軟件辦公，即所謂的數(shù)字化辦公。數(shù)字校園是為了支持學(xué)生更好的用現(xiàn)代化的手段學(xué)習(xí)，以面向服務(wù)為基本理念，依托信息技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字學(xué)校系統(tǒng)。數(shù)字校園的宗旨是拓展學(xué)校的校園時(shí)空維度；優(yōu)化教學(xué)、教研、管理和服務(wù)等過程。校園數(shù)學(xué)化使傳統(tǒng)的校園在時(shí)間和空間上得以延伸。它是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，從環(huán)境（校內(nèi)、校外、設(shè)備、教室等）、資源（人力、設(shè)備、圖書、講義、課件等）到活動(dòng)（教、學(xué)、管理、服務(wù)、辦公等）的全部信息化[1]。在數(shù)字化校園里，可以通過信息數(shù)字化的手段，實(shí)現(xiàn)學(xué)校的常態(tài)化教學(xué)管理、學(xué)生信息管理、學(xué)校資源共享等，從而提高教學(xué)質(zhì)量、科研水平、管理水平[2]。

2 以數(shù)字化校園建設(shè)為契機(jī)推進(jìn)學(xué)校電化教育的發(fā)展

傳統(tǒng)的教育方式是教師在黑板上寫提綱講授，學(xué)生記筆記聽課，然而目前對(duì)高中教師來說，面臨著信息化教學(xué)改革帶來的危機(jī)[3]。因此廣大教師應(yīng)懂得如何利用信息技術(shù)也就是數(shù)字化教學(xué)，來提高教學(xué)水平，從而改變學(xué)生學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)方式，改變教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，促進(jìn)教育教學(xué)的發(fā)展。此研究旨在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)如何以最簡(jiǎn)單化，最實(shí)用化為目的來建設(shè)數(shù)字化校園。

數(shù)字化校園建設(shè)是切實(shí)推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在教學(xué)手段和方法改革的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)教育信息化的基礎(chǔ)。學(xué)校的數(shù)字化教育，其教學(xué)過程與傳統(tǒng)教學(xué)模式下的教學(xué)過程有很大不同，它打破了傳統(tǒng)教育在時(shí)間和空間上的限制[3]。數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)不僅需要有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持，而且也需要有豐富充實(shí)的課程資源。這些課程資源為學(xué)生提供完善的學(xué)習(xí)服務(wù)。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是一種趨勢(shì)。因此建設(shè)具有較高水平的多媒體教學(xué)資源，是穩(wěn)定教學(xué)秩序、深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)效率的重要保證[4]。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的多媒體教學(xué)資源建設(shè)，關(guān)系學(xué)校教育信息化和教育現(xiàn)代化建設(shè)的順利發(fā)展，是實(shí)施數(shù)字化教育教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)[5]。

3 以校園網(wǎng)為基礎(chǔ)搭建數(shù)字化校園網(wǎng)平臺(tái)

以校園網(wǎng)為平臺(tái)搭建了適合學(xué)校教學(xué)情況的校園網(wǎng)教育管理平臺(tái)。目前該平臺(tái)正在測(cè)試階段，根據(jù)教師在教學(xué)實(shí)踐中的反饋，實(shí)際應(yīng)用效果良好，能在很大程度上提高教育教學(xué)效果。該平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)教室錄播放功能。在應(yīng)用過程中，面臨著如何提高教師的數(shù)字化教學(xué)水平、如何豐富教學(xué)內(nèi)容、如何統(tǒng)一各類信息與資源等實(shí)際問題，這些問題的解決將直接影響數(shù)字化校園建設(shè)進(jìn)程。

3.1 校園網(wǎng)平臺(tái)的搭建

網(wǎng)站平臺(tái)的搭建，采用的是開源的JAVAEE規(guī)范，具體如下，業(yè)務(wù)邏輯層采用EJB3.0(Enterprise JavaBean)；顯示層采用 JSP(Java Server Page)技術(shù)；Web框架采用Struts1；這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是充分實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層和顯示層的分離，最大限度的降低層之間的耦合性，提高系統(tǒng)后期的可維護(hù)性。

在網(wǎng)站的后臺(tái)服務(wù)器方面，采用的應(yīng)用服務(wù)器是JBoss5.1GA；其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是SQL Server 2000，這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：JBoss5.1GA版較4.x版而言，對(duì)Web應(yīng)用及EJB3.0的支持度更好。實(shí)驗(yàn)表明，Jboss5.1GA版完全能夠滿足系統(tǒng)建設(shè)及后期的擴(kuò)展需求；SQL Server2000簡(jiǎn)單易用、操作方便，版本穩(wěn)定等特點(diǎn)，非常適合校園網(wǎng)的建設(shè)?？蛻舳瞬捎脴?biāo)準(zhǔn)瀏覽器，用戶無需升級(jí)維護(hù)。

3.2 數(shù)字校園的構(gòu)成要素

在學(xué)校網(wǎng)站上集成學(xué)校的數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)和數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)包含下述三個(gè)基本組成部分：

第一是數(shù)字化的學(xué)校教學(xué)環(huán)境。這方面主要體現(xiàn)在學(xué)校里的微格教室的應(yīng)用，微格教室里面有三個(gè)攝像頭，分別對(duì)教師和學(xué)生上課進(jìn)行自動(dòng)跟蹤和切換。攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，聽課的教師可以去微格教室現(xiàn)場(chǎng)聽課，也可以通過我們建立的數(shù)字化系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)觀看，即所謂的現(xiàn)場(chǎng)直播。當(dāng)然系統(tǒng)平臺(tái)也建立了8T的海量存儲(chǔ)系統(tǒng)，把我校的精品課程都放在校內(nèi)共享平臺(tái)，以備教師和學(xué)生復(fù)習(xí)使用。

第二是數(shù)字化的學(xué)校教學(xué)資源庫和云資源平臺(tái)，也就是我校系統(tǒng)的共享平臺(tái)。這個(gè)部分已經(jīng)將我校教師的課件資源，視頻資源、音頻、文本素材、圖書、題庫等集中起來建立了一個(gè)校內(nèi)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)資源平臺(tái)，以備將來教師快捷的查看相關(guān)資源，提高數(shù)字化的備課效率。云資源平臺(tái)是集教學(xué)的各個(gè)學(xué)科各種資源的匯總平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)提高了教師的備課效率，集備課、上課、習(xí)題等資源為一體。

第三是數(shù)字化的學(xué)校教育活動(dòng)。數(shù)字化的教育活動(dòng)也就是數(shù)字化的學(xué)校運(yùn)作模式，主要從以下幾方面來構(gòu)建這種模式：課程的組織方式和教學(xué)方式、教學(xué)的管理方式、教師的備課方式和學(xué)生的作業(yè)方式等。這些過程都需要數(shù)字化資源支持，當(dāng)然更加需要教師和學(xué)生對(duì)電化教育的不斷熟練和運(yùn)用。

3.3 數(shù)字化校園的主要功能

數(shù)字化校園的功能是不斷進(jìn)行更新和擴(kuò)充的，就目前而言數(shù)字化校園的功能如圖1所示。

圖1 數(shù)字化校園功能圖

下面對(duì)每部分都做簡(jiǎn)要的介紹：

(1)辦公室系統(tǒng)

辦公室系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)校園網(wǎng)內(nèi)各種教育教學(xué)信息、通知等的發(fā)布。

(2)學(xué)生自學(xué)系統(tǒng)

學(xué)生可以通過校園網(wǎng)登陸學(xué)校的教學(xué)資源系統(tǒng)，教學(xué)資源系統(tǒng)中有全校教師在微格教室上課的錄像，學(xué)生可以在課下自由選擇課節(jié)和教師進(jìn)行復(fù)習(xí)、自學(xué)和預(yù)習(xí)，并對(duì)教師的課進(jìn)行提問及評(píng)價(jià)等。

(3)遠(yuǎn)程教學(xué)

由于高中教育是全日制教育，關(guān)于遠(yuǎn)程教學(xué)方面，我們主要是通過網(wǎng)絡(luò)讓學(xué)生在假期時(shí)對(duì)學(xué)校的教學(xué)資源進(jìn)行訪問。

(4)數(shù)字化圖書館

學(xué)校建立了專門的數(shù)字化圖書館，為學(xué)生提供各種資料查詢。

(5)教務(wù)管理系統(tǒng)

教務(wù)處的管理工作是非常繁重的工作，課務(wù)管理和考務(wù)管理影響著全校的教學(xué)秩序。數(shù)字化的教務(wù)管理系統(tǒng)可以進(jìn)行網(wǎng)上選課、網(wǎng)上成績查詢、網(wǎng)上閱卷等功能。

(6)校園一卡通

一卡通就是指在學(xué)校內(nèi)，凡有現(xiàn)金、票證等需要識(shí)別身份的地方都統(tǒng)一采用一個(gè)卡來管理。我校目前餐廳、超市實(shí)行的一卡通服務(wù)系統(tǒng)。

(7)多媒體教學(xué)管理系統(tǒng)

在校內(nèi)的任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦都可以登錄http://172.16.4.2進(jìn)行教學(xué)資源的瀏覽、評(píng)價(jià)。當(dāng)然該系統(tǒng)設(shè)置了不同的用戶角色使用不同的權(quán)限。

(8)總務(wù)辦公系統(tǒng)

總務(wù)處是學(xué)校工作中最繁重繁瑣的地方，數(shù)字化校園中嵌入總務(wù)辦公系統(tǒng)，根據(jù)不同的權(quán)限進(jìn)行該系統(tǒng)的訪問和管理等。

4 身份認(rèn)證平臺(tái)

身份認(rèn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)的基本思想是：平臺(tái)將各個(gè)部門、用戶進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一授權(quán)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到規(guī)范應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)證方式，提高整個(gè)系統(tǒng)的集成性、可管理性和安全性[6]。其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 身份認(rèn)證平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

從圖2我們可以看到身份認(rèn)證平臺(tái)所具有的功能有：

(1)目錄結(jié)構(gòu)服務(wù)

目錄結(jié)構(gòu)服務(wù)是指將校內(nèi)的用戶，按照一定的層次結(jié)構(gòu)，以樹型目錄邏輯的方式加以收集和儲(chǔ)存，對(duì)用戶信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。當(dāng)然我們的教學(xué)視頻管理平臺(tái)的課程管理也是采用目錄進(jìn)行管理的。目錄服務(wù)完成了對(duì)用戶信息進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，保證了信息的完整性和統(tǒng)一性。

(2)用戶身份認(rèn)證服務(wù)

用戶身份認(rèn)證服務(wù)是允許系統(tǒng)管理員方便地對(duì)各類用戶進(jìn)行授權(quán)或取消授權(quán)，并且系統(tǒng)管理員可以查看用戶的相關(guān)登陸信息，身份認(rèn)證技術(shù)提供三個(gè)方面的功能[7]：第一，提供多種身份認(rèn)證方式，支持用戶名/口令認(rèn)證、數(shù)字證書認(rèn)證、卡認(rèn)證。第二，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行訪問控制，系統(tǒng)根據(jù)用戶的類別不同，允許使用某些服務(wù)或者服務(wù)中的一部門，也就是角色分配。第三，單點(diǎn)登錄功能，實(shí)現(xiàn)用戶登錄一次，就可以訪問所有集成的應(yīng)用和服務(wù)。

5 共享數(shù)據(jù)平臺(tái)

共享數(shù)據(jù)平臺(tái)的目標(biāo)就是為整個(gè)數(shù)字化校園系統(tǒng)提供一個(gè)安全、穩(wěn)定、集成、可靠、快速的數(shù)據(jù)環(huán)境[8]。構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，建立跨部門的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，使學(xué)校各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)具有合理的數(shù)據(jù)分布并滿足各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換需求，滿足為全校教工、學(xué)生提供全方位信息服務(wù)的需求，滿足學(xué)校決策的信息支持需求，如跨部門的綜合信息統(tǒng)計(jì)、分析和評(píng)價(jià)。

NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)只是數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的一小部分，要完成數(shù)據(jù)的集中，需要一個(gè)完整全面的數(shù)據(jù)中心和一套規(guī)范的信息編碼標(biāo)準(zhǔn)，保證整個(gè)新系統(tǒng)中各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以充分集成并保持一致。通過預(yù)先設(shè)計(jì)好的共享數(shù)據(jù)平臺(tái)將各個(gè)不同時(shí)期建立的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)集成，實(shí)現(xiàn)整個(gè)校園管理的規(guī)范化、整體化、統(tǒng)一化。

共享數(shù)據(jù)平臺(tái)依靠數(shù)據(jù)抽取整合工具從各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中抽取出數(shù)據(jù)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則后，形成標(biāo)準(zhǔn)的信息編碼，存入核心數(shù)據(jù)庫中。其他應(yīng)用系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，訪問核心數(shù)據(jù)庫，按照定義的權(quán)限使用共享數(shù)據(jù)平臺(tái)中的各種數(shù)據(jù)資源。共享數(shù)據(jù)平臺(tái)具有如下的功能有：

(1)提供全面完整的數(shù)據(jù)源

共享數(shù)據(jù)平臺(tái)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，無論在橫向的校園范圍內(nèi)，還是縱向的時(shí)間積累上，都是最全面和完整的。因此這些數(shù)據(jù)可以作為面向教職工、學(xué)生需求的信息服務(wù)集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，為其他應(yīng)用系統(tǒng)和門戶平臺(tái)開發(fā)各種共享數(shù)據(jù)利用提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支持。

(2)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

通過共享數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)校園共享信息的實(shí)施共享，使系統(tǒng)間的共享數(shù)據(jù)的使用不再是業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的調(diào)用，避免業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)相互依賴，改變了各個(gè)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的依賴和人對(duì)人的依賴。

6 結(jié)束語

數(shù)字化校園是一個(gè)長期的發(fā)展課題，在信息技術(shù)的推動(dòng)下，校園數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)成為基礎(chǔ)教育學(xué)校發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。以校園網(wǎng)為基礎(chǔ)，與教育專網(wǎng)連接，使學(xué)校各項(xiàng)工作都具有“數(shù)字”屬性和功能。包括資源、教學(xué)、學(xué)習(xí)、管理、觀念、文化等。

本文從實(shí)踐出發(fā)提出了數(shù)字化校園不僅僅要從“數(shù)字”上呈現(xiàn)，而且還要注重資源的內(nèi)容建設(shè)，從而體現(xiàn)數(shù)字化校園的常態(tài)化，簡(jiǎn)潔化。數(shù)字化校園應(yīng)該最大化的體現(xiàn)著教育價(jià)值。讓傳統(tǒng)校園在數(shù)字化空間里無限延伸，數(shù)字化校園以現(xiàn)實(shí)校園為根基，從中吸取經(jīng)驗(yàn)和營養(yǎng)，讓虛擬和現(xiàn)實(shí)協(xié)調(diào)一致發(fā)展，真正的朝著虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展。

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