第七章 教学环境 第一节校园网络系统 第二节多媒体综合教学系系统 第三节语言实验室 第四节微格教学系统 第五节教学信息资源环境 口冈国因阿
第 七 章 教学环境 第一节 校园网络系统 第二节 多媒体综合教学系系统 第三节 语言实验室 第四节 微格教学系统 第五节 教学信息资源环境
第七章 教学环境 现代教育技术环境是指在教与学的实践活动中，所涉及的系统 化的信息技术设施与条件。即实现教学信息呈现与教学资源共享、 有利于学生主动参与和协作讨论、有利于信息反馈和教师调控的现 代化教学环境。随着多媒体技术和网络技术的发展以及校园网络的 逐渐普及，学校的现代教育技术环境大为改善，为教师运用现代教 育理论、教学模式和教学方法提供了优良的支持平台，这都是学校 现代化的重要标志，这必将十分有利于高素质、创造性人才的培育 与成长。本章在介绍校园网络基本结构与应用的基础上，讨论多媒 体教室、网络机房、语言实验室、微格教学系统、教学信息资源环 境的基本组成与实施。 口冈国☑
现代教育技术环境是指在教与学的实践活动中，所涉及的系统 化的信息技术设施与条件。即实现教学信息呈现与教学资源共享、 有利于学生主动参与和协作讨论、有利于信息反馈和教师调控的现 代化教学环境。随着多媒体技术和网络技术的发展以及校园网络的 逐渐普及，学校的现代教育技术环境大为改善，为教师运用现代教 育理论、教学模式和教学方法提供了优良的支持平台，这都是学校 现代化的重要标志，这必将十分有利于高素质、创造性人才的培育 与成长。本章在介绍校园网络基本结构与应用的基础上，讨论多媒 体教室、网络机房、语言实验室、微格教学系统、教学信息资源环 境的基本组成与实施。 第 七 章 教学环境
第一节校园网络系统 -、Intranet 进入20世纪90年代以来，计算机网络已成为全球信息产业的基础。1994年 前后，一个新名词一一Intranet在国内外各种计算机媒体上频频出现，成为最 热门的话题之一。 所谓Intranet,就是一类基于Internet技术的企业内部网络，它通过防 火墙与Internet接。在Intranet中，除了能够完成传统局域网的所有操作外， 还可以实现Web浏 TP文件传输、E-mail收发、BBS讨论和聊天等原本在 Internet.上才能实现 图为Intranet的结构示意图。 二、校尸一出 W6FTP服务器 校园网络 路由器 网络设备、 通讯媒质和相 数据Mail/VOD服务器 将校园 内计算机和各 Internet irewall) 主干交换机 与外部的Inter 资源共享 和远程教育等 在学校中 的一个典型应
一、Intranet 进入20世纪90年代以来，计算机网络已成为全球信息产业的基础。1994年 前后，一个新名词——Intranet在国内外各种计算机媒体上频频出现，成为最 热门的话题之一。 所谓Intranet，就是一类基于Internet技术的企业内部网络，它通过防 火墙与Internet连接。在Intranet中，除了能够完成传统局域网的所有操作外， 还可以实现Web浏览、FTP文件传输、E-mail收发、BBS讨论和聊天等原本在 Internet上才能实现的功能。图为Intranet的结构示意图。 第一节 校园网络系统 二、校园网络概念 校园网络(Campus Network)是一个发展的概念，通常是指利用网络设备、 通讯媒质和相应的协议(例如TCP/IP协议等)以及各类系统管理软件，将校园 内计算机和各种终端设备有机地集成在一起，同时又通过防火墙(Firewall) 与外部的Internet网络连接，以用于教学、科研、学校管理、信息资源共享 和远程教育等方面工作的局域网。可见，校园网络是Internet技术在学校中 的一个典型应用，换言之，校园网络就是一个特殊的Intranet
第一节校园网络系统 校园网络一般采用“主干加分支”的结构，利用高速网络技术构建整个校园主 干网，其中包含一个或多个的出口连接外部Internet,学校各部门的局域网或计算机 终端则作为校园网的分支通过交换设备或集中设备连接到学校的主干网上。 三、校园网络的硬件组成 校园网的硬件通常有服务器、工作站、网间互联设备、传输媒质等部分组成。 1.服务器 服务器(Server)是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机。 由于服务器是针对具体的网络应用而特别制定的，所以在处理能力、稳定性、可靠性、 安全性、可扩展性、可管理性等方面比普通计算机要强。 2.工作站 在校园网中，工作站(Workstation)是一台客户机，即网络服务的一个用户。但 有时也将工作站当作一台特殊应用的服务器使用，如打印机或备份磁带机的专用工作 站。工作站一般通过网卡连接网络，并需安装相关的程序与协议才可以访问网络资源。 3.网络互联设备 (1)集线器(HUB)：集线器是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接 设备。 口冈☑因☒
校园网络一般采用“主干加分支”的结构，利用高速网络技术构建整个校园主 干网，其中包含一个或多个的出口连接外部Internet，学校各部门的局域网或计算机 终端则作为校园网的分支通过交换设备或集中设备连接到学校的主干网上。 三、校园网络的硬件组成 校园网的硬件通常有服务器、工作站、网间互联设备、传输媒质等部分组成。 1． 服务器 服务器（Server）是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机。 由于服务器是针对具体的网络应用而特别制定的，所以在处理能力、稳定性、可靠性、 安全性、可扩展性、可管理性等方面比普通计算机要强。 2． 工作站 在校园网中，工作站（Workstation）是一台客户机，即网络服务的一个用户。但 有时也将工作站当作一台特殊应用的服务器使用，如打印机或备份磁带机的专用工作 站。工作站一般通过网卡连接网络，并需安装相关的程序与协议才可以访问网络资源。 3． 网络互联设备 （1） 集线器（HUB）：集线器是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接 设备。 第一节 校园网络系统
第一节校园网络系统 (2)交换机(Switch)：交换机的外形与集线器很接近，也是一个多端口的连接设 备。 交换机的数据传送速率通常要比集线器快很多。此外，学校网络中心的核心交换机往 往还具有路由功能。 (3)路由器(Router)：路由器是连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网 络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而 构成一个更大的网络。通常路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能，数据 通道功能一般由硬件来完成，控制功能一般用软件来实现。 (4)网关(Gateway):网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的 功能，而且能对两个网络段中使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换，从而使不 同的网络之间能进行互联。网关一般是一台专用的计算机，该机器上配置有实现网关功 能的软件，这些软件具有网络协议转换、数据格式转换等功能。 (5)防火墙(Firewall):是指一种将内部网和公众访问网（如Internet)分开的硬 件或软件技术。防火墙对流经它的网络通信进行扫描，这样能够过滤掉一些攻击，以免 其在目标计算机上被执行
（2） 交换机（Switch）：交换机的外形与集线器很接近，也是一个多端口的连接设 备。 交换机的数据传送速率通常要比集线器快很多。此外，学校网络中心的核心交换机往 往还具有路由功能。 （3） 路由器（Router）：路由器是连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网 络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而 构成一个更大的网络。通常路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能，数据 通道功能一般由硬件来完成，控制功能一般用软件来实现。 （4） 网关（Gateway）：网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的 功能，而且能对两个网络段中使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换，从而使不 同的网络之间能进行互联。网关一般是一台专用的计算机，该机器上配置有实现网关功 能的软件，这些软件具有网络协议转换、数据格式转换等功能。 （5） 防火墙（Firewall）：是指一种将内部网和公众访问网(如Internet)分开的硬 件或软件技术。防火墙对流经它的网络通信进行扫描，这样能够过滤掉一些攻击，以免 其在目标计算机上被执行。 第一节 校园网络系统
第一节校园网络系统 四、校园网络的功能 校园网络最初的概念是以硬件集成为主，即只是一个硬件平台，到第二阶段又提 出以教学应用软件集成为主的软件建网的校园网概念，这也是当今大多数校园网所采用 的模式。现在，越来越多的人发现，硬件加软件的模式还远不能发挥出校园网的优势， 校园网应该建构在全新的教育模式上，而不应依附于传统的教学模式，所以诞生了“硬 件+软件+现代教育”模式的新一代校园网概念。因此建设校园网的真正目的在于为学校 师生提供教学、科研和综合信息服务的高速多媒体网。 (一)信息发布 学校的Wb主页犹如学校的一个窗口，学校可以通过这扇窗口向世界各地的人们 充分展示学校的形象。一般说来，学校主页的主要内容应包括：学校历史、院系、部门 介绍、专业设置、招生与分配信息、教学与科研信息等等。学校主页上可以发布学校的 各种重大事件，会议通知和安排，也可以发布各种公文，这样既节省了时间和费用，又 增强了公示的效果。 口☑☑☒
四、校园网络的功能 校园网络最初的概念是以硬件集成为主，即只是一个硬件平台，到第二阶段又提 出以教学应用软件集成为主的软件建网的校园网概念，这也是当今大多数校园网所采用 的模式。现在，越来越多的人发现，硬件加软件的模式还远不能发挥出校园网的优势， 校园网应该建构在全新的教育模式上，而不应依附于传统的教学模式，所以诞生了“硬 件+软件+现代教育”模式的新一代校园网概念。因此建设校园网的真正目的在于为学校 师生提供教学、科研和综合信息服务的高速多媒体网络。 （一）信息发布 学校的Web主页犹如学校的一个窗口，学校可以通过这扇窗口向世界各地的人们 充分展示学校的形象。一般说来，学校主页的主要内容应包括：学校历史、院系、部门 介绍、专业设置、招生与分配信息、教学与科研信息等等。学校主页上可以发布学校的 各种重大事件，会议通知和安排，也可以发布各种公文，这样既节省了时间和费用，又 增强了公示的效果。 第一节 校园网络系统
第一节校园网络系统 (二)教学应用 校园网的主要功能就是教学应用，它可以由网络教学平台提供支持，以网络教学信 息资源库作为信息来源，运用多种网络工具完成网络教学任务。 (1)网络教学支持平台：网络教学支持平台是学校开展网络教学活动的支撑系统， 它可以包括网络备课、网络授课、网上课程学习、网上练习、在线考试、虚拟实验室、 网络教学评价、作业递交与批改、课程辅导答疑、师生交流、教学管理等模块。因此一 个完整的网络教学平台应具备以下功能： 具备支持教师备课、授课、提问答疑与讨论、作业布置与批改、题库维护、组织考 试与活动、试卷分析等功能。 具备支持学生选课、学习、递交作业、提问、讨论、实验、资料查阅、考试等功能。 具备支持基于流媒体的网络实时与非实时授课系统。 具备支持教务人员进行学生管理、课程管理、资料管理、教学质量分析等功能。 具备支持教师通过各种网络工具，相互之间或与外校的教师之间进行教学方法、教 学艺术的交流与探讨。 具备支持连接Internet,实现远程教育。利用远程教学方式，使得那些受客观条件 限制的学校的学生学习别的学校的课程成为可能。 (2)教学信息资源库：教学信息资源库是学校进行网络教学的重要组成部分，它包 括多媒体素材库、教案库、课件库、试题库、学科资料库等等。同时资源库还应师生提 供全文检索、属性检索，提供资源的增减与归类，还可以提供压缩打包下载等功能
（ 二）教学应用 校园网的主要功能就是教学应用，它可以由网络教学平台提供支持，以网络教学信 息资源库作为信息来源，运用多种网络工具完成网络教学任务。 （1） 网络教学支持平台：网络教学支持平台是学校开展网络教学活动的支撑系统， 它可以包括网络备课、网络授课、网上课程学习、网上练习、在线考试、虚拟实验室、 网络教学评价、作业递交与批改、课程辅导答疑、师生交流、教学管理等模块。因此一 个完整的网络教学平台应具备以下功能： 具备支持教师备课、授课、提问答疑与讨论、作业布置与批改、题库维护、组织考 试与活动、试卷分析等功能。 具备支持学生选课、学习、递交作业、提问、讨论、实验、资料查阅、考试等功能。 具备支持基于流媒体的网络实时与非实时授课系统。 具备支持教务人员进行学生管理、课程管理、资料管理、教学质量分析等功能。 具备支持教师通过各种网络工具，相互之间或与外校的教师之间进行教学方法、教 学艺术的交流与探讨。 具备支持连接Internet，实现远程教育。利用远程教学方式，使得那些受客观条件 限制的学校的学生学习别的学校的课程成为可能。 （2） 教学信息资源库：教学信息资源库是学校进行网络教学的重要组成部分，它包 括多媒体素材库、教案库、课件库、试题库、学科资料库等等。同时资源库还应师生提 供全文检索、属性检索，提供资源的增减与归类，还可以提供压缩打包下载等功能。 第一节 校园网络系统
第一节校园网络系统 (三)管理应用 基于校园网络的计算机管理信息系统，在功能上具有以下一些特点： (1)共享数据库资源。可以避免同样的数据在多处重复存贮的浪费现象，如全校 学生、教职工的基本信息就可以为校内各个管理部门所共享。 (2)共享软硬件资源。可以在本系统设有相应资源或本系统负载已满时，将新任 务交给其它系统处理，并且避免了某些软件研制上的重复劳动。 (3)提高系统可靠性。当某个计算机系统因故障停止工作时，可由别处的计算机 系统代为处理。 (4)提高办公效率。校园网络还给学校建立办公自动化提供了技术基础，可以通 过校园网络迅速地传递、复制或保存各类信息，将大大节约人力、时间、纸张印刷或交 通差旅费用。 (四)科研应用 校园网络可以使用户共享各类计算机软、硬件资源及学术信息资源，从而提高科研 的效率。 (五)数字化图书馆 数字图书馆是以数字化格式存储海量的多媒体信息并能对这些信息资源进行高效的 操作，它的资源数字化、联系网络化、获取自主化等优点是传统图书馆无法比拟的。读 者可以访问图书馆的联机数据库，可以在自己家中和办公室里通过校园网络阅读报刊或 检索资料。 ☐☒☑因☒
(三)管理应用 基于校园网络的计算机管理信息系统,在功能上具有以下一些特点： （1） 共享数据库资源。可以避免同样的数据在多处重复存贮的浪费现象，如全校 学生、教职工的基本信息就可以为校内各个管理部门所共享。 （2） 共享软硬件资源。可以在本系统设有相应资源或本系统负载已满时，将新任 务交给其它系统处理，并且避免了某些软件研制上的重复劳动。 （3） 提高系统可靠性。当某个计算机系统因故障停止工作时，可由别处的计算机 系统代为处理。 （4） 提高办公效率。校园网络还给学校建立办公自动化提供了技术基础，可以通 过校园网络迅速地传递、复制或保存各类信息，将大大节约人力、时间、纸张印刷或交 通差旅费用。 (四)科研应用 校园网络可以使用户共享各类计算机软、硬件资源及学术信息资源，从而提高科研 的效率。 (五)数字化图书馆 数字图书馆是以数字化格式存储海量的多媒体信息并能对这些信息资源进行高效的 操作，它的资源数字化、联系网络化、获取自主化等优点是传统图书馆无法比拟的。读 者可以访问图书馆的联机数据库，可以在自己家中和办公室里通过校园网络阅读报刊或 检索资料。 第一节 校园网络系统
第一节校园网络系统 五、校园网络实例 中小学校园网络作为校校通的信息平台基础工程，它的建设不同于高等院校的校园网 络，它的结构相对简单，在功能上主要用于：文件的共享和传输、数据共享、对内对外的 电子邮件服务、WWW服务、多媒体音视频点播、教育教学资源库共享、学校综合行政管理 (含：教务、学籍、人事、财务、后勤、设备、图书等的管理)，以及建立学校的电子政 务、电子教学的综合管理平台。中学校园网络的主干网结构如下图所示。 内部DNS VOD:资源库 Web Mail 代理服务器 路由器 Internet Cisco 2621 D-Lk·3624i交换机 网管工作站 LRS-6706交换机 到鱼 办公室A办公室B D-Link 3624i交换机 D-Link 3624i交换机 教学楼C 到名 10001·光揽 100M UTP 数研室 阅览室 教室 多媒体教室 DDN专线 教学楼A 教学楼B
五、校园网络实例 中小学校园网络作为校校通的信息平台基础工程，它的建设不同于高等院校的校园网 络，它的结构相对简单，在功能上主要用于：文件的共享和传输、数据共享、对内对外的 电子邮件服务、WWW服务、多媒体音视频点播、教育教学资源库共享、学校综合行政管理 （含：教务、学籍、人事、财务、后勤、设备、图书等的管理），以及建立学校的电子政 务、电子教学的综合管理平台。 中学校园网络的主干网结构如下图所示。 第一节 校园网络系统
第一节校园网络系统 网络化教学环境是指利用视听技术、通信控制技术、多媒体技术和计算 机网络技术，将分散的媒体化教学环境按一定的教学功能要求进行物理连接， 以构成一种全新的网络化教学环境。目前，学校建设的网络化环境有多媒体 演播型教室、多媒体网络型教室、校园计算机教学网络和校园广播电视网络 等。随着教育信息化的普及，网络化教学环境的建设将日益显示其作为学校 现代化教学环境建设的重要意义和应用价值。 六、校园广播网 广播是各类学校，特别是中小学教育、管理工作中不可缺少的设备，是 一种非常廉价而有效的教育媒体，它能及时地传递信息，翻译信息，发现和 利用信息，适用于学习、教育和培训。它在对学生进行思想品德教育和开展 文娱体育活动等方面，都起着重要的作用。近几年来，尽管视频技术、计算 机技术和网络技术在飞速发展，但广播系统仍以它的实用性、经济性、便捷 性被各类学校所应用。 口冈国☑
网络化教学环境是指利用视听技术、通信控制技术、多媒体技术和计算 机网络技术，将分散的媒体化教学环境按一定的教学功能要求进行物理连接， 以构成一种全新的网络化教学环境。目前，学校建设的网络化环境有多媒体 演播型教室、多媒体网络型教室、校园计算机教学网络和校园广播电视网络 等。随着教育信息化的普及，网络化教学环境的建设将日益显示其作为学校 现代化教学环境建设的重要意义和应用价值。 六、校园广播网 广播是各类学校，特别是中小学教育、管理工作中不可缺少的设备，是 一种非常廉价而有效的教育媒体，它能及时地传递信息，翻译信息，发现和 利用信息，适用于学习、教育和培训。它在对学生进行思想品德教育和开展 文娱体育活动等方面，都起着重要的作用。近几年来，尽管视频技术、计算 机技术和网络技术在飞速发展，但广播系统仍以它的实用性、经济性、便捷 性被各类学校所应用。 第一节 校园网络系统