校園數字化教育教學平臺建設與應用研究

王 強

（遼寧省本溪市第一中學,本溪117000）

1 引言

數字化校園就是建立在傳統校園網基礎上的，用當前主流的軟件編程技術，將原來的有紙辦公轉化為各種管理軟件辦公，即所謂的數字化辦公。數字校園是為了支持學生更好的用現代化的手段學習，以面向服務為基本理念，依托信息技術構建的數字學校系統。數字校園的宗旨是拓展學校的校園時空維度；優化教學、教研、管理和服務等過程。校園數學化使傳統的校園在時間和空間上得以延伸。它是以網絡為基礎，從環境（校內、校外、設備、教室等）、資源（人力、設備、圖書、講義、課件等）到活動（教、學、管理、服務、辦公等）的全部信息化[1]。在數字化校園里，可以通過信息數字化的手段，實現學校的常態化教學管理、學生信息管理、學校資源共享等，從而提高教學質量、科研水平、管理水平[2]。

2 以數字化校園建設為契機推進學校電化教育的發展

傳統的教育方式是教師在黑板上寫提綱講授，學生記筆記聽課，然而目前對高中教師來說，面臨著信息化教學改革帶來的危機[3]。因此廣大教師應懂得如何利用信息技術也就是數字化教學，來提高教學水平，從而改變學生學習的傳統方式，改變教學內容的呈現方式，促進教育教學的發展。此研究旨在實現數字化教學如何以最簡單化，最實用化為目的來建設數字化校園。

數字化校園建設是切實推進和實現現在教學手段和方法改革的關鍵，是實現教育信息化的基礎。學校的數字化教育，其教學過程與傳統教學模式下的教學過程有很大不同，它打破了傳統教育在時間和空間上的限制[3]。數字化校園網絡不僅需要有先進的計算機網絡技術支持，而且也需要有豐富充實的課程資源。這些課程資源為學生提供完善的學習服務。

隨著信息技術的發展，網絡教學是一種趨勢。因此建設具有較高水平的多媒體教學資源，是穩定教學秩序、深化教學改革、提高教學質量和辦學效率的重要保證[4]。進行網絡教學的多媒體教學資源建設，關系學校教育信息化和教育現代化建設的順利發展，是實施數字化教育教學的網絡基礎[5]。

3 以校園網為基礎搭建數字化校園網平臺

以校園網為平臺搭建了適合學校教學情況的校園網教育管理平臺。目前該平臺正在測試階段，根據教師在教學實踐中的反饋，實際應用效果良好，能在很大程度上提高教育教學效果。該平臺主要實現教室錄播放功能。在應用過程中，面臨著如何提高教師的數字化教學水平、如何豐富教學內容、如何統一各類信息與資源等實際問題，這些問題的解決將直接影響數字化校園建設進程。

3.1 校園網平臺的搭建

網站平臺的搭建，采用的是開源的JAVAEE規范，具體如下，業務邏輯層采用EJB3.0(Enterprise JavaBean)；顯示層采用 JSP(Java Server Page)技術；Web框架采用Struts1；這種設計的優點是充分實現業務邏輯層和顯示層的分離，最大限度的降低層之間的耦合性，提高系統后期的可維護性。

在網站的后臺服務器方面，采用的應用服務器是JBoss5.1GA；其中數據庫服務器是SQL Server 2000，這種設計的優點是：JBoss5.1GA版較4.x版而言，對Web應用及EJB3.0的支持度更好。實驗表明，Jboss5.1GA版完全能夠滿足系統建設及后期的擴展需求；SQL Server2000簡單易用、操作方便，版本穩定等特點，非常適合校園網的建設。客戶端采用標準瀏覽器，用戶無需升級維護。

3.2 數字校園的構成要素

在學校網站上集成學校的數字化教學平臺和數據共享平臺，數字化教學平臺包含下述三個基本組成部分：

第一是數字化的學校教學環境。這方面主要體現在學校里的微格教室的應用，微格教室里面有三個攝像頭，分別對教師和學生上課進行自動跟蹤和切換。攝像頭進行實時錄像，聽課的教師可以去微格教室現場聽課，也可以通過我們建立的數字化系統平臺進行在線實時觀看，即所謂的現場直播。當然系統平臺也建立了8T的海量存儲系統，把我校的精品課程都放在校內共享平臺，以備教師和學生復習使用。

第二是數字化的學校教學資源庫和云資源平臺，也就是我校系統的共享平臺。這個部分已經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校內經驗總結資源平臺，以備將來教師快捷的查看相關資源，提高數字化的備課效率。云資源平臺是集教學的各個學科各種資源的匯總平臺，這個平臺提高了教師的備課效率，集備課、上課、習題等資源為一體。

第三是數字化的學校教育活動。數字化的教育活動也就是數字化的學校運作模式，主要從以下幾方面來構建這種模式：課程的組織方式和教學方式、教學的管理方式、教師的備課方式和學生的作業方式等。這些過程都需要數字化資源支持，當然更加需要教師和學生對電化教育的不斷熟練和運用。

3.3 數字化校園的主要功能

數字化校園的功能是不斷進行更新和擴充的，就目前而言數字化校園的功能如圖1所示。

圖1 數字化校園功能圖

下面對每部分都做簡要的介紹：

(1)辦公室系統

辦公室系統主要負責校園網內各種教育教學信息、通知等的發布。

(2)學生自學系統

學生可以通過校園網登陸學校的教學資源系統，教學資源系統中有全校教師在微格教室上課的錄像，學生可以在課下自由選擇課節和教師進行復習、自學和預習，并對教師的課進行提問及評價等。

(3)遠程教學

由于高中教育是全日制教育，關于遠程教學方面，我們主要是通過網絡讓學生在假期時對學校的教學資源進行訪問。

(4)數字化圖書館

學校建立了專門的數字化圖書館，為學生提供各種資料查詢。

(5)教務管理系統

教務處的管理工作是非常繁重的工作，課務管理和考務管理影響著全校的教學秩序。數字化的教務管理系統可以進行網上選課、網上成績查詢、網上閱卷等功能。

(6)校園一卡通

一卡通就是指在學校內，凡有現金、票證等需要識別身份的地方都統一采用一個卡來管理。我校目前餐廳、超市實行的一卡通服務系統。

(7)多媒體教學管理系統

在校內的任何一臺聯網的電腦都可以登錄http://172.16.4.2進行教學資源的瀏覽、評價。當然該系統設置了不同的用戶角色使用不同的權限。

(8)總務辦公系統

總務處是學校工作中最繁重繁瑣的地方，數字化校園中嵌入總務辦公系統，根據不同的權限進行該系統的訪問和管理等。

4 身份認證平臺

身份認證平臺設計的基本思想是：平臺將各個部門、用戶進行統一的存儲管理，對應用系統統一授權，統一標準，從而達到規范應用系統的認證方式，提高整個系統的集成性、可管理性和安全性[6]。其結構圖如圖2所示。

圖2 身份認證平臺結構圖

從圖2我們可以看到身份認證平臺所具有的功能有：

(1)目錄結構服務

目錄結構服務是指將校內的用戶，按照一定的層次結構，以樹型目錄邏輯的方式加以收集和儲存，對用戶信息進行統一管理。當然我們的教學視頻管理平臺的課程管理也是采用目錄進行管理的。目錄服務完成了對用戶信息進行集中統一管理，保證了信息的完整性和統一性。

(2)用戶身份認證服務

用戶身份認證服務是允許系統管理員方便地對各類用戶進行授權或取消授權，并且系統管理員可以查看用戶的相關登陸信息，身份認證技術提供三個方面的功能[7]：第一，提供多種身份認證方式，支持用戶名/口令認證、數字證書認證、卡認證。第二，對應用系統進行訪問控制，系統根據用戶的類別不同，允許使用某些服務或者服務中的一部門，也就是角色分配。第三，單點登錄功能，實現用戶登錄一次，就可以訪問所有集成的應用和服務。

5 共享數據平臺

共享數據平臺的目標就是為整個數字化校園系統提供一個安全、穩定、集成、可靠、快速的數據環境[8]。構建合理的數據存儲模式，建立跨部門的數據交換平臺，使學校各個應用系統具有合理的數據分布并滿足各個應用系統之間的數據交換需求，滿足為全校教工、學生提供全方位信息服務的需求，滿足學校決策的信息支持需求，如跨部門的綜合信息統計、分析和評價。

NAS存儲系統只是數據共享平臺的一小部分，要完成數據的集中，需要一個完整全面的數據中心和一套規范的信息編碼標準，保證整個新系統中各個業務系統可以充分集成并保持一致。通過預先設計好的共享數據平臺將各個不同時期建立的業務子系統進行有機集成，實現整個校園管理的規范化、整體化、統一化。

共享數據平臺依靠數據抽取整合工具從各個業務系統中抽取出數據，再經過數據轉換規則后，形成標準的信息編碼，存入核心數據庫中。其他應用系統通過數據訪問服務，訪問核心數據庫，按照定義的權限使用共享數據平臺中的各種數據資源。共享數據平臺具有如下的功能有：

(1)提供全面完整的數據源

共享數據平臺中儲存的數據，無論在橫向的校園范圍內，還是縱向的時間積累上，都是最全面和完整的。因此這些數據可以作為面向教職工、學生需求的信息服務集的基礎數據源，為其他應用系統和門戶平臺開發各種共享數據利用提供了強大的數據基礎支持。

(2)實現數據共享

通過共享數據平臺，實現校園共享信息的實施共享，使系統間的共享數據的使用不再是業務系統之間的調用，避免業務系統之間的數據相互依賴，改變了各個系統對系統的依賴和人對人的依賴。

6 結束語

數字化校園是一個長期的發展課題，在信息技術的推動下，校園數字化建設已經成為基礎教育學校發展的一個趨勢。以校園網為基礎，與教育專網連接，使學校各項工作都具有“數字”屬性和功能。包括資源、教學、學習、管理、觀念、文化等。

本文從實踐出發提出了數字化校園不僅僅要從“數字”上呈現，而且還要注重資源的內容建設，從而體現數字化校園的常態化，簡潔化。數字化校園應該最大化的體現著教育價值。讓傳統校園在數字化空間里無限延伸，數字化校園以現實校園為根基，從中吸取經驗和營養，讓虛擬和現實協調一致發展，真正的朝著虛擬現實發展。

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[7]陳峰巨.基于校園網的教育資源庫構建[J].中國教育信息化,2006(15):47-48.CHEN Fengju.Construction of education resource library based on campus network[J].China Education Info,2006(15):47-48.

[8]柯和平.高校數字化教學資源系統的建設與管理[J].遠程教育雜志,2006(4):39-42.KE Heping.Construction and management of digital teaching resourcessysteminuniversities[J].DistanceEducationJournal,2006(4).