高校校園網(wǎng)絡教育技術探討

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

關鍵詞：網(wǎng)絡教育 數(shù)據(jù)庫技術 網(wǎng)絡課件 網(wǎng)絡管理

隨著計算機多媒體技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)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(wǎng)絡這種技術應用于教育將會極大地促進教育的發(fā)展，將會帶來教育思想、教育內(nèi)容、教育方法、教育手段、教育模式、教育過程的深刻變革，傳統(tǒng)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(tǒng)的教育教學方法、教育觀念、教育思想產(chǎn)生一種沖擊，形成一種新的模式。與傳統(tǒng)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?？梢钥吹竭@是現(xiàn)代科學技術和社會信息化對教育的挑戰(zhàn)，也是教育改革與發(fā)展的大趨勢。

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

1 數(shù)據(jù)庫技術

數(shù)據(jù)庫技術是一種計算機輔助管理數(shù)據(jù)的方法，它的主要任務是指對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)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(shù)據(jù)的標準方法。當用戶請求一張網(wǎng)頁（例如，點擊加亮的詞或者輸入一個網(wǎng)站的地址）時，服務器將返回所請求的頁面。然而，當用戶在網(wǎng)頁上填寫萬一張表單并將其發(fā)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(fā)給一個小應用程序，由它處理數(shù)據(jù)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(wǎng)關接口（CGI）。它是互聯(lián)網(wǎng)上的超文本傳輸協(xié)議（HTTP）的一部分。CGL作為最早的數(shù)據(jù)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(zhí)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(zhí)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(shù)據(jù)庫的技術。它包括JDBC API，JDBC Driver API和各種JDBC驅動程序，為數(shù)據(jù)庫開發(fā)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(shù)據(jù)庫存取架構，在各種各樣的數(shù)據(jù)庫連接模塊上提供統(tǒng)一的界面?？蛻舳送ㄟ^瀏覽器向Web服務器發(fā)出請求，并將數(shù)據(jù)請求交納數(shù)據(jù)庫服務器處理。web服務器與數(shù)據(jù)庫服務器保持連接，作為數(shù)據(jù)庫請求處理。JDBC是目前比較有發(fā)展的前途的方式之一。

2 網(wǎng)絡課件制作技術

網(wǎng)絡課件是在網(wǎng)絡環(huán)境下讓不同地域、不同年齡、不同階層的人通過網(wǎng)絡途徑在任何時段獲取教學內(nèi)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(wǎng)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(shù)據(jù)存儲等技術。

從目前網(wǎng)絡課件技術實現(xiàn)的形式和方法來看，大致可分為三種：—種是通過網(wǎng)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(nèi)容均實現(xiàn)“教科書上網(wǎng)”，即“電子課本”，其特點在于充分利用電腦網(wǎng)絡的多媒體呈現(xiàn)與超文本鏈接性質，提供較傳統(tǒng)平面教材更具彈性的視、聽方式。第二種是除了在網(wǎng)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(wǎng)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(xié)同模式)，分布在不問地方的教師和學生通過網(wǎng)上交談室、電話會議、視頻會議或MUDs(MOOs)系統(tǒng)同時在—個“虛擬教室”中進行同步雙向交流，模擬傳統(tǒng)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(xié)作式學習和辯論式學習的能力。我國的網(wǎng)絡課件大部分屬于第二種，有—些屬于第一種，只有極少數(shù)高校網(wǎng)絡學院采用視頻會議系統(tǒng)，如北京郵電大學、浙江大學、湖南大學、清華大學等。

3 網(wǎng)絡通訊技術

校園網(wǎng)絡教育離不開先進的通訊網(wǎng)絡技術，也是教育網(wǎng)絡化的前提。校園網(wǎng)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(wǎng)絡。其覆蓋范圍包括校園內(nèi)的教學樓、行政辦公樓、實驗樓、圖書館等設施。校園計算機網(wǎng)絡平臺是校園網(wǎng)應用系統(tǒng)的基礎，必須建立計算機網(wǎng)絡中心，承擔網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換、提供為全校信息系統(tǒng)服務的服務器，保證網(wǎng)絡應用管理系統(tǒng)的正常運轉。校園光纖骨干網(wǎng)一般采用星型拓撲結構的快速以太交換網(wǎng)或ATM網(wǎng)絡技術，構建100M/1000M光纖交換網(wǎng)，使校內(nèi)信息子網(wǎng)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(wǎng)絡帶寬的要求。其次是網(wǎng)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(tǒng)和其他信息處理系統(tǒng)并同時具備特定的信息轉發(fā)和處理功能的網(wǎng)絡設備。為使不同計算機或網(wǎng)絡上的用戶能彼此通信以實現(xiàn)更大范圍的資源共享，從而將網(wǎng)絡與網(wǎng)絡通過網(wǎng)絡互連設備進行互連。網(wǎng)絡層的互聯(lián)設備主要包括網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)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(wǎng)主干網(wǎng)一般都采用先進成熟的交換技術，即主干網(wǎng)協(xié)議采用TCP/IP。而樓內(nèi)局域網(wǎng)一般采用快速以太網(wǎng)，如100BASE—T、FDDI、TCNS（Thomas—Conrad Networking System）以及100VG—Any LAN和ATM等。

4 校園網(wǎng)絡的管理技術

互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)等多種規(guī)模的網(wǎng)絡得到迅速發(fā)展，各種網(wǎng)絡問題及其管理問題也隨之而來，對網(wǎng)絡管理員的挑戰(zhàn)也越來越大。

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

4.1 網(wǎng)絡的安全管理技術

在軟件管理方面，首先要保證校園網(wǎng)絡的安全性。由于網(wǎng)絡與Internet廣泛使用，數(shù)據(jù)在存儲和傳輸中可能被盜用、暴露或篡改，網(wǎng)絡軟件也可能遭受惡意程序的攻擊而使網(wǎng)絡癱瘓，因此，計算機網(wǎng)絡安全的內(nèi)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(xié)議。

（3） 對接入網(wǎng)絡的權限加以控制，防止什么人都可以訪問網(wǎng)絡。

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

4.2 網(wǎng)絡管理協(xié)議技術

為了保證校園網(wǎng)絡的安全性，有效發(fā)揮校園網(wǎng)絡的教育功能，必須對聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)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(nèi)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(lián)網(wǎng)PC或工作站的管理問題。對于管理聯(lián)網(wǎng)的個人計算機和工作站網(wǎng)絡管理協(xié)議是代理和網(wǎng)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(wǎng)絡管理協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議簇中的一個應用層協(xié)議。SNMP是專門設計用于在IP網(wǎng)絡管理網(wǎng)絡節(jié)點（服務器、工作站、路由器、交換機及HUBS等）的一種標準協(xié)議，它是一種應用層協(xié)議。SNMP使網(wǎng)絡管理員能夠管理網(wǎng)絡效能，發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡問題以及規(guī)劃網(wǎng)絡增長。通過SNMP接收隨機消息（及事件報告）網(wǎng)絡管理系統(tǒng)獲知網(wǎng)絡出現(xiàn)問題。

SNMP管理的網(wǎng)絡有三個主要組成部分：管理的設備、代理和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。管理設備是一個網(wǎng)絡節(jié)點，包含ANMP代理并處在管理網(wǎng)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(wǎng)絡單元，可能指路由器、訪問服務器，交換機和網(wǎng)橋、HUBS、主機或打印機。SNMP代理是被管理設備上的一個網(wǎng)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(xiàn)監(jiān)控被管理設備。此外，NMS還為網(wǎng)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(wǎng)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(jiān)控，它是關于通信量管理的標準化規(guī)定，其目的就是要測定，收集網(wǎng)絡的性能，為網(wǎng)絡管理員提供復雜的網(wǎng)絡錯誤診斷和性能調(diào)整信息。遠程監(jiān)控（RMON）是一個標準監(jiān)控規(guī)范，它可以使各種網(wǎng)絡監(jiān)控器和控制臺系統(tǒng)之間交換網(wǎng)絡監(jiān)控數(shù)據(jù)。RMON為網(wǎng)絡管理員選擇符合特殊網(wǎng)絡需求的控制臺和網(wǎng)絡監(jiān)控探測器提供了更多的自由。RMON規(guī)范是由SNMP MIB擴展而來。在RMON中，包含了一組網(wǎng)絡統(tǒng)計數(shù)據(jù)和性能指標，它們在不同的監(jiān)視器（或稱探測器）和控制臺系統(tǒng)之間相互交換。其監(jiān)控結果數(shù)據(jù)可用來監(jiān)控網(wǎng)絡效用，因而為網(wǎng)絡規(guī)則及運行提供調(diào)控依據(jù)，同時協(xié)助網(wǎng)絡錯誤診斷。

綜上所述，校園網(wǎng)絡教育采用了許多先進的計算機技術，不僅包括數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡課件制作技術、網(wǎng)絡通訊技術，還包括網(wǎng)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(wǎng)絡在現(xiàn)代教育中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著計算機技術的不斷進步，校園網(wǎng)絡技術也必須與時俱進。只有這樣，才能更好地發(fā)揮網(wǎng)絡教育的功能，為學生提供優(yōu)質的網(wǎng)絡學習環(huán)境。

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