高校校園網絡教育技術探討

摘 要：隨著通信、網絡、多媒體以及虛擬現實等計算機新技術的出現與發展，校園網絡教育技術也日趨成熟，許多先進的計算機技術在校園網絡教育中得到了廣泛的應用。本文就校園網絡的數據庫技術、網絡課件制作技術、網絡通訊技術、校園網絡的管理技術進行了探討。

關鍵詞：網絡教育 數據庫技術 網絡課件 網絡管理

隨著計算機多媒體技術和網絡技術的發展，以計算機技術為核心的教育技術已引起廣泛的關注，人們開始認識到校園網絡這種技術應用于教育將會極大地促進教育的發展，將會帶來教育思想、教育內容、教育方法、教育手段、教育模式、教育過程的深刻變革，傳統的教學模式將會被打破。教育技術的應用，教育手段的更新必然會對傳統的教育教學方法、教育觀念、教育思想產生一種沖擊，形成一種新的模式。與傳統課堂教育方式相比，新教育方式最重要的特點在于它突破了時間和空間的限制，不再需要教師和學生面對面地教與學，而且也打破了實物與虛物的界限，讓學生沉浸在營造的真實情景中。可以看到這是現代科學技術和社會信息化對教育的挑戰，也是教育改革與發展的大趨勢。

網絡教育是基于Internet的教育模式，它的實現依賴于計算機以及通信網絡相關的技術。而這些技術的高速發展為網絡教育提供了強有力的保障。在網絡教育應用系統的設計和實現過程中有許多關鍵技術，如數據庫技術、多媒體技術、網絡通訊技術以及網絡管理技術等。

1 數據庫技術

數據庫技術是一種計算機輔助管理數據的方法，它的主要任務是指對數據的組織、編碼、分類、存儲、檢索和維護。它的技術核心是Web服務器與數據庫的連接，主要技術包括CGL、JDBC等。

1.1 CGI技術方式

CGI（common gateway interface）通用網關接口技術，是Web服務器將用戶請求提交給應用程序并從用戶處接收和返回數據的標準方法。當用戶請求一張網頁（例如，點擊加亮的詞或者輸入一個網站的地址）時，服務器將返回所請求的頁面。然而，當用戶在網頁上填寫萬一張表單并將其發送出去后，它通常需要被應用程序處理。Web服務器通常將表單中的信息轉發給一個小應用程序，由它處理數據并返回確認信息。這種在服務器和應用程序之間交換信息的接口被稱作通用網關接口（CGI）。它是互聯網上的超文本傳輸協議（HTTP）的一部分。CGL作為最早的數據庫與Web的連接方式以及極佳的跨平臺性能，得到了廣泛的應用，但用CGL方式執行效率低，有其局限性。

1.2 JDBC技術方式

JDBC（Java Database Connectivity）技術方式是由一組用Java語言編寫的類與接口組成，代表用來執行SQL語句的Java語言應用程序編程接口API，并代表JAVA程序訪問數據庫的技術。它包括JDBC API，JDBC Driver API和各種JDBC驅動程序，為數據庫開發應用提供了標準的應用程序編程接口。JDBC支持基本SQL功能，定義了通用的SQL數據庫存取架構，在各種各樣的數據庫連接模塊上提供統一的界面。客戶端通過瀏覽器向Web服務器發出請求，并將數據請求交納數據庫服務器處理。web服務器與數據庫服務器保持連接，作為數據庫請求處理。JDBC是目前比較有發展的前途的方式之一。

2 網絡課件制作技術

網絡課件是在網絡環境下讓不同地域、不同年齡、不同階層的人通過網絡途徑在任何時段獲取教學內容的教學工具，也是學生自主學習和獲取信息的一種手段，其學習的主體是學生，使用課件的主體也就是學生本人。因此，網絡課件對于教師是用來教學的課件，而對于學生來說更是一種“學件”。課件包括文字、圖像、音頻、視頻和動畫等。課件制作技術通常采用了多種多媒體技術，如聲音處理技術、圖形處理技術、圖像處理技術、計算機通信技術和數據存儲等技術。

從目前網絡課件技術實現的形式和方法來看，大致可分為三種：—種是通過網頁給學習者提供教學材料和相關資料，以及與其他的有關教育資源鏈接，這類課件從結構到內容均實現“教科書上網”，即“電子課本”，其特點在于充分利用電腦網絡的多媒體呈現與超文本鏈接性質，提供較傳統平面教材更具彈性的視、聽方式。第二種是除了在網上提供學習材料外，還要求學習者通過電子郵件、電子公告欄、網上練習和測量進行異步雙向交流；第三種是同步模式(或稱協同模式)，分布在不問地方的教師和學生通過網上交談室、電話會議、視頻會議或MUDs(MOOs)系統同時在—個“虛擬教室”中進行同步雙向交流，模擬傳統面對面教學的各種行為。在這種模式下，課件除了具有前兩種的功能外，還要具有充分支持開展交流和交互的多種教學形式，如自主式學習、探索式學習、協作式學習和辯論式學習的能力。我國的網絡課件大部分屬于第二種，有—些屬于第一種，只有極少數高校網絡學院采用視頻會議系統，如北京郵電大學、浙江大學、湖南大學、清華大學等。

3 網絡通訊技術

校園網絡教育離不開先進的通訊網絡技術，也是教育網絡化的前提。校園網的建設，首先是建立一個覆蓋全校范圍的校園計算機光纖骨干網絡。其覆蓋范圍包括校園內的教學樓、行政辦公樓、實驗樓、圖書館等設施。校園計算機網絡平臺是校園網應用系統的基礎，必須建立計算機網絡中心，承擔網絡系統的數據交換、提供為全校信息系統服務的服務器，保證網絡應用管理系統的正常運轉。校園光纖骨干網一般采用星型拓撲結構的快速以太交換網或ATM網絡技術，構建100M/1000M光纖交換網，使校內信息子網和各個信息點能夠進行高速信息交換，保證多媒體應用對網絡帶寬的要求。其次是網絡中硬件設備的互連。各種硬件是用來連接傳輸介質、計算機系統和其他信息處理系統并同時具備特定的信息轉發和處理功能的網絡設備。為使不同計算機或網絡上的用戶能彼此通信以實現更大范圍的資源共享，從而將網絡與網絡通過網絡互連設備進行互連。網絡層的互聯設備主要包括網卡、調制解調器、中繼器、集線器、交換機、路由器及服務器等。

目前高校的校園網主干網一般都采用先進成熟的交換技術，即主干網協議采用TCP/IP。而樓內局域網一般采用快速以太網，如100BASE—T、FDDI、TCNS（Thomas—Conrad Networking System）以及100VG—Any LAN和ATM等。

4 校園網絡的管理技術

互聯網、企業網、校園網等多種規模的網絡得到迅速發展，各種網絡問題及其管理問題也隨之而來，對網絡管理員的挑戰也越來越大。

校園網絡具有開放性、互連性和共享性等特征，使網上信息安全存在著先天不足，再加上系統軟件中的安全漏洞以及所欠缺的嚴格管理，致使網絡易受黑客、病毒的攻擊。要保證網絡的絕對安全是不可能的，必須根據網絡的現有狀況，對安全需求進行分析，采取必要的網絡安全策略，使網絡安全問題造成的影響降到最低。速度是網絡存在的最大優勢，危害網絡的最大隱患還有網絡阻塞。在網絡中，數據報大于信道或設備的承載能力時，網絡就會發生擁塞，嚴重時會使網絡癱瘓。因此，必須制定出合理的安全管理目標、選擇合適的產品，從技術手段、行政管理上采取多種防護措施，協同處理、相互加強，采取完善有效的安全策略，確保校園網絡的安全運行。校園網絡管理技術主要有網絡的安全管理技術、網絡管理協議技術。

4.1 網絡的安全管理技術

在軟件管理方面，首先要保證校園網絡的安全性。由于網絡與Internet廣泛使用，數據在存儲和傳輸中可能被盜用、暴露或篡改，網絡軟件也可能遭受惡意程序的攻擊而使網絡癱瘓，因此，計算機網絡安全的內容主要是：

（1） 為用戶提供可靠的保密通信。

（2） 設計安全的通信協議。

（3） 對接入網絡的權限加以控制，防止什么人都可以訪問網絡。

一般來說網絡安全包括防火墻、加密與論證、網絡安全掃描、網站監控與偵測、備份與恢復等多種技術。

4.2 網絡管理協議技術

為了保證校園網絡的安全性，有效發揮校園網絡的教育功能，必須對聯網的個人計算機和工作站進行有效的管理。一般情況下有兩種管理方法：一種方法是使用SNMP控制臺，它是在原設計的基礎上，增加了管理聯網工作站的設施，在管理任何設備之前，SNMP控制臺必須把該設備的MIB預編譯到它的內核中去。第二種方法是使用非集成的軟件實用程序來解決聯網PC或工作站的管理問題。對于管理聯網的個人計算機和工作站網絡管理協議是代理和網絡管理軟件交換信息的方式，它定義使用什么傳輸機制，代理上存在何種信息以及信息格式的編排方式。常用的有SNMP和RMON。

4.2.1 SNMP（Simple Network Management Protocol）

SNMP是簡單網絡管理協議，是TCP/IP協議簇中的一個應用層協議。SNMP是專門設計用于在IP網絡管理網絡節點（服務器、工作站、路由器、交換機及HUBS等）的一種標準協議，它是一種應用層協議。SNMP使網絡管理員能夠管理網絡效能，發現并解決網絡問題以及規劃網絡增長。通過SNMP接收隨機消息（及事件報告）網絡管理系統獲知網絡出現問題。

SNMP管理的網絡有三個主要組成部分：管理的設備、代理和網絡管理系統。管理設備是一個網絡節點，包含ANMP代理并處在管理網絡之中。被管理的設備用于收集并儲存管理信息。通過SNMP，NMS能得到這些信息。被管理設備，有時稱為網絡單元，可能指路由器、訪問服務器，交換機和網橋、HUBS、主機或打印機。SNMP代理是被管理設備上的一個網絡管理軟件模塊。SNMP代理擁有本地的相關管理信息，并將它們轉換成與SNMP兼容的格式。NMS運行應用程序以實現監控被管理設備。此外，NMS還為網絡管理提供了大量的處理程序及必須的儲存資源。任何受管理的網絡至少需要一個或多個NMS。

4.2.2 RMON(Remote Monitoring)

RMON的中文含義是遠程監控，它是關于通信量管理的標準化規定，其目的就是要測定，收集網絡的性能，為網絡管理員提供復雜的網絡錯誤診斷和性能調整信息。遠程監控（RMON）是一個標準監控規范，它可以使各種網絡監控器和控制臺系統之間交換網絡監控數據。RMON為網絡管理員選擇符合特殊網絡需求的控制臺和網絡監控探測器提供了更多的自由。RMON規范是由SNMP MIB擴展而來。在RMON中，包含了一組網絡統計數據和性能指標，它們在不同的監視器（或稱探測器）和控制臺系統之間相互交換。其監控結果數據可用來監控網絡效用，因而為網絡規則及運行提供調控依據，同時協助網絡錯誤診斷。

綜上所述，校園網絡教育采用了許多先進的計算機技術，不僅包括數據庫技術、網絡課件制作技術、網絡通訊技術，還包括網絡的各種管理技術。正因為使用了各種先進的信息技術，才使得校園網絡在現代教育中發揮著不可替代的作用。隨著計算機技術的不斷進步，校園網絡技術也必須與時俱進。只有這樣，才能更好地發揮網絡教育的功能，為學生提供優質的網絡學習環境。

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