- 相關推薦
優(yōu)化計算機網(wǎng)絡媒體，促進現(xiàn)代教育科學試驗研究
<內(nèi)容提要> 在教學改革的大潮沖擊下，全國各地積極地開展現(xiàn)代教育科學研究。因此，配備先進的計算機網(wǎng)絡，優(yōu)化教學設備，提高教學效率已是當務之急。本文主要論述如何采用最佳的方案，實現(xiàn)校園網(wǎng)絡化，達到促進教學改革實驗的目的。
近幾年來，我校開展了多項以計算機技術包括計算機漢字編碼技術、多媒體技術、網(wǎng)絡技術和人工智能技術等為手段，把各科教育與計算機教育融為一體的現(xiàn)代教育改革試驗研究。提倡教師開展積極開展以教師為主導、學生為主體的學習教學模式研究。也就是說，既強調(diào)學習者的認知主體作用，又不忽視教師的主導作用。教師由傳統(tǒng)的講解者轉變?yōu)榻虒W活動的組織者、指導者，學生由被動地學習轉變?yōu)橹鲃拥貐⑴c學習。這種教學實踐活動，對教學資源的需求是極其迫切的，作為教師傳授知識的手段、方法的教學媒體，已經(jīng)要求用來作為學生創(chuàng)設情境、進行協(xié)作學習和會話交流的主動學習、協(xié)作式探索的認知工具。
因此，學生所使用的計算機必須能滿足學生根據(jù)學習需要，進行瀏覽有關多媒體視頻、音頻資源，自由閱讀服務器上的多媒體光盤軟件，達到學生與學生，學生與教師之間能夠進行互動操作的目的要求。
我校早在1994年就已經(jīng)擁有兩個電腦網(wǎng)絡室共90多臺電腦，并利用當時先進的網(wǎng)絡系統(tǒng)進行有關學科等的教學改革實驗，在全國、省、市各級取得過優(yōu)異的成績。然而，這套系統(tǒng)對于多媒體信息僅僅局限于教師的單向控制，學生要觀看多媒體軟件資料，都必須在老師的統(tǒng)一控制下集體或個體輪流進行，學生的學習歸根到底始終還是掌握在老師的控制之下，學生無法自由進行無法進行真正的自主探究、互相交流，難以體現(xiàn)學習者的主體作用，也就無法跟上發(fā)展的需要。
因此，如何進一步優(yōu)化計算機媒體資源，建設先進的寬帶高速多媒體互動型校園網(wǎng)絡系統(tǒng)，就成為了我校開展現(xiàn)代教育科學研究試驗，促進課堂教學改革的關鍵基礎所在。
校園網(wǎng)絡系統(tǒng)的配置。
1、校園網(wǎng)絡建設的難題
1995年國際電氣電工協(xié)會IEEE正式頒布802.u快速以太網(wǎng)技術標準，加上主要網(wǎng)絡廠商3COM、BAY、CABLETRON、CISCO、IBM和INTEL的支持和推動，100兆快速以太網(wǎng)迅速流行，成為了目前高速局域網(wǎng)的主流技術。
100兆的快速以太網(wǎng)對于在區(qū)域網(wǎng)絡上的一般應用，例如瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件、傳送檔案、網(wǎng)絡打印等僅需要相當有限的網(wǎng)絡帶寬的情況下，是足以應付自如的，造價也非常適合目前學校所能承受的能力。
然而，要是需要滿足我校建設多媒體高速互動型網(wǎng)絡，開展新型教學模式的研究這樣的要求，選用100兆快速以太網(wǎng)就可能成為日后網(wǎng)絡應用的瓶頸，無法適合日后教學的實際需要。我們不妨作個簡單的分析：
當在網(wǎng)絡上播放視頻時，如果每一個視頻節(jié)目帶寬要求為2Mbps，那么以45個電腦終端計算，假若同時播放不同視頻，帶寬要求則為：
2Mbps*45=90Mbps
這樣的帶寬，100M快速以太網(wǎng)根本不勝負荷。因為實際上在快速以太網(wǎng)可用的帶寬約為：
100Mbps*40%=40Mbps
2、解決方案
要設計這樣一個網(wǎng)絡系統(tǒng)，要么考慮改用目前我們難以承受的昂貴造價的1000Mbps以太網(wǎng)（千兆網(wǎng)），要么就是有限地使用網(wǎng)絡上VOD視頻點播功能，犧牲各終端對網(wǎng)絡上視頻資源的自由點播使用。然而，這些都無法切合我們學校的實際情況和需求。
經(jīng)過細致研究論證，我們從解決視頻傳輸?shù)膸捜胧郑捎孟冗M的軟硬件技術，有效地解決了上述視頻點播的技術難題。校園網(wǎng)最后還是選擇了100兆快速網(wǎng)作為校園網(wǎng)骨干、10兆以太網(wǎng)接入教室、辦公室終端的建設方案，實現(xiàn)了高效低成本的升級改造。
A、硬件技術：
（1）配置高性能服務器：作為提供軟件和硬件服務的結合體，在為整個網(wǎng)絡服務時，它的工作量是普通工作站的幾倍到幾十倍，特別是工作站從服務器讀取多媒體軟件數(shù)據(jù)時，承擔了相當大的工作負荷。因此，我們采用了IBM Netfinity專用服務器，配置256M內(nèi)存、36GB SCSI硬盤、32速SCSI光驅(qū)。并采用了以往在大型機上才實現(xiàn)的磁盤陣列技術，安裝Windows NT server 4.0 服務器操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)具備了支持高頻度訪問的能力。
（2）升級學生工作站：考慮到學生使用各種多媒體軟件和應用軟件的需要，將工作站學生機器配置升級為Pentium Celeron300A電腦，增配大容量硬盤、64M內(nèi)存，安裝Windows95 操作系統(tǒng)。
（3）選擇高質(zhì)量的網(wǎng)絡電纜：快速以太網(wǎng)100Base-T 和10Base-T幾乎完全兼容，同樣可采用3類、5類雙絞線，單�；蚨嗄９饫w作傳輸介質(zhì)，為了達到100M的傳輸速率和消除串擾，并考慮到學校內(nèi)部傳輸距離較短，我們采用了超5類線進行布線。
（4）采用交換機堆疊技術，有效克服網(wǎng)絡瓶頸：以往我們在使用傳統(tǒng)的以太網(wǎng)絡時，為了改善集線器的不足，往往將原來共享同一網(wǎng)段的各個用戶分成幾個組，各組利用服務器內(nèi)部橋獨立擁有10Mb/s的吞吐量。現(xiàn)在，我們更采用了先進的交換機（Switch） 設備，把工作站分別連接在五個做成堆疊的交換機上，大大保證了網(wǎng)絡的帶寬。
（5）安裝目前世界上技術先進、成熟的多媒體互動網(wǎng)絡系統(tǒng)Winschool。實現(xiàn)了網(wǎng)絡的多媒體廣播、監(jiān)視監(jiān)聽、單獨對講、討論發(fā)言、遙控輔導、答題示范、轉播示范、同步教學、電子舉手、實時檢查、鎖定鍵盤、遠端復位、電子白板等一系列功能。滿足了教師進行多媒體網(wǎng)絡環(huán)境下互動教學的需要。
B、軟件技術：
網(wǎng)絡軟件平臺
以基于Internet應用和基于網(wǎng)絡視頻應用的Windows NT服務組成，實現(xiàn)多媒體WEB網(wǎng)頁來瀏覽、電子郵件、視頻點播等應用。
應用軟件平臺和應用軟件
以Internet Explorer 來瀏覽多媒體WEB網(wǎng)頁，Media player來進行視頻播放，另外，在各終端安裝虛擬光驅(qū)軟件以播放多媒體光盤軟件
C、關鍵技術：
（1）我們采用目前世界最先進的技術，高效地對電視節(jié)目、錄像帶、VCD等視頻源進行捕捉、壓縮轉換成最新格式的網(wǎng)絡流式數(shù)碼文件，并可按網(wǎng)絡實際帶寬來定制壓縮，使圖像保持VCD質(zhì)量的同時，保持壓縮比為3M~4M/分鐘，約為VCD格式（Mpeg1格式）的1/3。由于采用了高壓縮比率的流文件，大大降低了網(wǎng)絡的帶寬要求。
以上述例子計算，當在45個終端在網(wǎng)絡上播放視頻時，假若同時播放不同視頻，原帶寬要求為：2Mbps*45=90Mbps，采用關鍵的軟件技術后，實際帶寬則降至：90M*1/3=30Mbps，小于100M快速以太網(wǎng)實際可用的帶寬： 100Mbps*40%=40Mbps。
不僅僅如此，由于流文件無須像普通的AVI文件或MPG文件那樣需要在網(wǎng)絡完全下載后播放，而僅僅稍需讀完一小段緩沖即可開始邊播放邊下載，使視頻播放更為流暢。
（2）建立媒體播放服務器。
采用NetShow Server技術，建立先進的媒體播放服務器，避免把服務器當成簡單的文件服務器使用，利用先進的服務器軟件技術，克服網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存取、傳輸中出現(xiàn)的碰撞沖突等問題。
實驗表明，因此，我校校園100兆快速以太網(wǎng)已經(jīng)有效地克服了網(wǎng)絡瓶頸，使學生工作站能順利地讀取服務器上的多媒體文件數(shù)據(jù)。該網(wǎng)絡能完全滿足24個教學班、電腦室30個學生工作站同時流暢地播放服務器上讀取不同的視頻文件。達到了我們預先設計的速度目標，滿足了新型模式的課堂教學實驗的需要。
D、特色技術：建立虛擬光盤庫。
在日常的教學工作中，我們有許多常用的多媒體教學軟件光盤，如我們學校參與研制開發(fā)的國家“九五”重點科技攻關項目成果“小學語文擴展閱讀”光盤軟件等。為了方便教師們對各種軟件的使用，我們采用了臺灣研制的虛擬光碟軟件VD2E，把有關的多媒體光盤教學軟件壓成文件保存在服務器中，建成光盤庫。當VD2E啟動后， 該光盤庫上的各個文件即虛擬成一個個相應的光盤，并可通過軟件進行仿真操作，不僅僅操作簡便，更解決了光盤軟件管理、校園網(wǎng)絡資源共享的問題。尤其值得一提的是，我們利用VD2E虛擬光碟能有效地對光盤的容量進行壓縮轉換保存，節(jié)省了大量的磁盤空間，并解決了部分光盤軟件只能直接利用CDROM，而不能拷貝在硬盤上使用的技術難題。
E、防病毒技術
我們的校園網(wǎng)絡站點多，且都可以通過代理服務器連通外部網(wǎng)絡系統(tǒng)，因此，我們的計算機網(wǎng)絡遭受從硬盤或軟盤中傳播、通過網(wǎng)絡，甚至經(jīng)由 Internet 傳輸而來的日益猖獗的病毒侵襲的可能性極大。一旦不幸遭遇這樣的事情，將會給學校帶來重大的損失。
然而，要是采用普通的查殺毒軟件定期檢查機器，也能造成的不幸事情往往是：先染毒后殺毒，部分曾遭受病毒感染的電腦文件往往可能已經(jīng)遭受破壞，無法恢復，造成工作繁復且極為被動；至于限制師生的網(wǎng)絡瀏覽、軟件交流的做法，則難免是因噎廢食。
針對上述種種問題，我們建網(wǎng)后采取了目前最為先進的技術，在每一臺服務器和工作站上都安裝了國際著名的防殺病毒產(chǎn)品-- Norton AntiVirus，使整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的都處于嚴密的后臺監(jiān)控狀態(tài)之中，實現(xiàn)病毒的自動防護。此外，還設定每臺電腦逢星期五晚上進行病毒代碼的自動網(wǎng)上更新（目前系統(tǒng)包含有共4萬多種病毒的最新定義檔案），保持電腦網(wǎng)絡系統(tǒng)能抵抗最新型病毒的侵襲。
新型多媒體校園網(wǎng)絡的使用效應
目前，我們已經(jīng)把大量的多媒體光盤軟件、相當一部分的課堂教學錄像壓縮轉換成電腦數(shù)碼文件，在媒體播放服務器上建立了“錄像庫”和“光盤庫”。以供教師進行課堂教學演示、學生進行自主探究學習之用，滿足了課堂教學改革實驗的需求。
由于媒體資源得到了優(yōu)化，我校師生更加積極地開展現(xiàn)代教育技術實驗研究，使我們學校的各個課題實驗工作迅速走上了正軌，在建構主義理論指導下的新型教學模式正在我們的課堂教學中進行著初步的探索，并初見成效。
例如：三年級1班的一節(jié)語文作文課《荔枝》，老師就讓學生在電腦上直接用認知碼輸入漢字進行無紙寫作，教師就通過多媒體教學網(wǎng)絡，把畫面廣播到每臺電腦的屏幕上，提出寫作的要求，然后老師在教師機上對每臺學生機進行監(jiān)看，當學生碰到疑難時，可通過電子舉手方式告訴給老師，老師就在教師機上與學生進行遠距離監(jiān)視、對話和控制，及時給予輔導。而當學生忘記了描寫的情景時，也可以通過網(wǎng)絡，隨時查看《荔枝》的影片資料、圖像資料，并且隨時查看老師剛才提出的寫作要求，查看軟件提供的寫作幫助（包括可能用到的優(yōu)美詞語等等）。最后，教師還可以利用網(wǎng)絡的廣播功能對學生的習作進行集體講評，學生與學生之間除了小組可以協(xié)商外，也可通過網(wǎng)絡直接調(diào)用其他任何一位同學的習作進行學習參考。這種多媒體網(wǎng)絡系統(tǒng)，大大提高了學生的學習興趣，提高了課堂教學的效率。
【優(yōu)化計算機網(wǎng)絡媒體，促進現(xiàn)代教育科學試驗研究】相關文章：
引導+自主+協(xié)作促進計算機課堂教學的優(yōu)化08-17
運用現(xiàn)代教育技術，優(yōu)化古詩教學08-17
優(yōu)化游戲環(huán)境，促進幼兒主動發(fā)展08-15
運用現(xiàn)代教育技術，優(yōu)化美術教學過程08-17
運用現(xiàn)代教育技術，優(yōu)化古詩教學在作文教學08-17
現(xiàn)代教育技術的運用，優(yōu)化語文課堂的教學08-17
利用現(xiàn)代教育技術優(yōu)化化學課堂教學08-17
運用現(xiàn)代教育技術 優(yōu)化語文課堂教學08-17