淺析數(shù)字校園與教學(xué)時空變革

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論文關(guān)鍵詞:無線局域網(wǎng)絡(luò)無線校園網(wǎng)數(shù)字校園教學(xué)資源

論文摘要:數(shù)字校園是高校教育信息化在數(shù)字時代的必然目標，對中國高校教育改革起到積極的推動作用。但高校資源緊張，為使教學(xué)資源得到充分優(yōu)化利用，有效的方法是建設(shè)無線校園網(wǎng)，創(chuàng)建數(shù)字化校園，實現(xiàn)超時空虛擬大學(xué)。

1引言

人類全面進人信息化社會，世界發(fā)達國家高度重視信息技術(shù)對教育的影響和作用，高等教育必須適應(yīng)信息化社會對教育的需求。但隨著高校擴招的推進，各高校在校學(xué)生人數(shù)激增，教學(xué)資源緊張日趨嚴重，為使教學(xué)資源得到充分優(yōu)化利用，有效的方法是建設(shè)無線校園網(wǎng)，營造數(shù)字化校園已是大勢所趨、人心所向，創(chuàng)建數(shù)字化校園，實現(xiàn)超時空虛擬大學(xué)。

2數(shù)字校園

2.1數(shù)字化校園內(nèi)涵

數(shù)字化校園是以數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，以計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為依托，支持學(xué)校教學(xué)和管理信息流，實現(xiàn)教育、教學(xué)、科研、管理、技術(shù)服務(wù)等校園信息的收集、處理、整合、存儲、傳輸、應(yīng)用，使教學(xué)資源得到充分優(yōu)化利用的一種虛擬教育環(huán)境。

2.2數(shù)字化校園是傳統(tǒng)校園的時空拓展

(1)空間拓展。傳統(tǒng)意義上的教室不復(fù)存在，將校園的功能突破圍墻的限制，成為一個可以覆蓋網(wǎng)絡(luò)可達范圍的無疆域的大學(xué)。

(2)時間拓展。人們可以根據(jù)自己的需要自主安排學(xué)習(xí)時間，突破了傳統(tǒng)上定時定點集中上課的束縛，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)任何角落，只要有一臺筆記本電腦，便可以隨意上網(wǎng)接受教育。這種不受時間和地點限制、不受電纜和網(wǎng)絡(luò)線、布線限制的網(wǎng)絡(luò)訪問模式，就是無線上網(wǎng)。現(xiàn)在無線局域網(wǎng)絡(luò)(WirelessLocalAreaNet-work,WLAN)在全球各地的數(shù)字化校園建設(shè)中已悄然興起，成為教育網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要潮流。

3無線局域網(wǎng)

移動設(shè)備的發(fā)展催生了無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。在此以前桌面機和服務(wù)器以及各種連接的電纜線還統(tǒng)治著市場，網(wǎng)絡(luò)線，電話線們構(gòu)筑起整個有線世界。隨著Internet的飛速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)還是被推上了日程。作為無線網(wǎng)絡(luò)之一的WLAN，滿足了人們實現(xiàn)移動辦公的夢想。WLAN是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能，能夠使用戶真正實現(xiàn)隨時、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接人。WLAN可應(yīng)用于辦公、醫(yī)院、校園、社區(qū)、廠房、監(jiān)控、會議等，是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個主要潮流。

3.1WLAN網(wǎng)絡(luò)配置

在WLAN環(huán)境中要配置兩種設(shè)備。一種是用來專門進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送被稱作無線訪問節(jié)點AP(AccessPoint)的設(shè)備見圖1。一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接上百個無線用戶。另一種就是提供給終端用戶使用的無線網(wǎng)卡(WLANCard)，通過無線網(wǎng)卡才能訪問整個網(wǎng)絡(luò)。

3.2WLAN特性

WLAN具有易安裝、易擴展、易管理、易維護、高移動性、保密性強、抗干擾等特性。剛開始是作為有線局域網(wǎng)絡(luò)地延伸而存在的，各單位廣泛采用WLAN技術(shù)來構(gòu)建其辦公網(wǎng)絡(luò)。但隨著應(yīng)用的進一步拓展，WLAN已發(fā)展成為公共WLAN，成為Internet寬帶接人手段。

3.3WLAN應(yīng)用范疇

WLAN應(yīng)用包括:①休閑旅游。應(yīng)用在生活社區(qū)、游樂園、旅館、機場車站等游玩區(qū)域;②移動辦公。應(yīng)用在政府辦公大樓、校園、企事業(yè)單位、醫(yī)療、金融證券等。③變化區(qū)域。難于布線及頻繁變化的環(huán)境，臨時需要的寬帶接人，流動工作站等，建立WLAN是理想的選擇。

3.4WLAN網(wǎng)絡(luò)安全

用有線網(wǎng)絡(luò)的安全措施可以滿足其安全性需求，但對于安全性要求特高的用戶，仍然存在著安全隱患，需要在無線接人點AP上加密即可達到安全要求。

4創(chuàng)建無線校園網(wǎng)絡(luò)

隨著高等學(xué)校大量擴招，教室、公共機房、電子閱覽室、實驗室等都無法滿足教學(xué)的需要，教學(xué)資源相當(dāng)緊張，造成這種困境的根本原因是教學(xué)受地點和時間的限制。改變這種局面的有效方法是建設(shè)無線校園網(wǎng)，人們可以根據(jù)自己的需要隨時隨地自主安排學(xué)習(xí)，實現(xiàn)教學(xué)不再受地點和時間的限制。

4.1安裝、維護簡單易行

無線校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可有效解決上述場所物理布線困難等難題，是目前局域網(wǎng)用戶升級、改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)最佳途徑。既可用于物理布線困難的地方，調(diào)試也相對簡單，更能節(jié)省大量的維護費用。其特點是有良好的先進性、開放性、可靠性、擴充性、管理性、實用性。

4.2實現(xiàn)動態(tài)管理

運用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，筆記本電腦和服務(wù)器之間無需物理連接，通過AP實現(xiàn)與現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)的連接，多人可同時上網(wǎng);同時支持動態(tài)接人，在有效范圍內(nèi)，傳輸信號可以穿透墻壁等固體物質(zhì)。

4.3教學(xué)資源利用充分

學(xué)校不必再投人大量的資金來建設(shè)許多公共機房;有筆記本學(xué)生用其筆記本上網(wǎng)，無筆記本的學(xué)生用現(xiàn)有PC上網(wǎng)，無需作更多的投資就能真正實現(xiàn)數(shù)字化校園的功能。教學(xué)不再受地點和時間的限制，緩解教學(xué)資源緊張的矛盾。

4.4節(jié)約經(jīng)費

網(wǎng)絡(luò)所需的基礎(chǔ)設(shè)施不需再埋在地下或隱藏在墻里，節(jié)省大量的布線成本。而筆記本的價格正變得越來越平易近人，在筆記本上搭載無線連接技術(shù)也成了一塊新興的市場。教師和學(xué)生都使用筆記本電腦辦公，學(xué)校就無需購置專用的教學(xué)PC，僅需購置無線網(wǎng)卡即可。

4.5易管理

無線校園網(wǎng)在安全維護上并不需要特殊的投資，在管理上則完全按照有線網(wǎng)絡(luò)來管理。即通過服務(wù)器來給不同的用戶設(shè)置權(quán)限，這樣不同的用戶只能訪問特定的資源，即使是外來用戶進人無線校園網(wǎng)的輻射區(qū)域，只能訪問公開的信息。

5存在問題

5.1無線校園網(wǎng)未普及

全國雖然已經(jīng)有很多高校建起了校園局域網(wǎng)，但使用無線校園網(wǎng)絡(luò)的高校卻不很多。因此，真正實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化校園，還是任重道遠。

5.2信息共享欠缺

校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全防范與信息過濾欠缺，各個應(yīng)用系統(tǒng)之間難以保證信息的一致和及時的數(shù)據(jù)交換，形成了很多“信息孤島”，沒有資源共享的平臺，造成大量可用資源無法得到充分的使用。

5.3加密防火墻

對于無線網(wǎng)絡(luò)來說，除存在有線網(wǎng)絡(luò)存在的網(wǎng)絡(luò)間黑客攻擊和病毒侵襲以外，最大的問題是加密密碼被泄露或破解問題，因此需安裝二道防火墻，以確保關(guān)鍵系統(tǒng)不被人侵。

5.4信號接收不穩(wěn)

無線網(wǎng)絡(luò)雖然免去了布線的煩惱，但是它同樣也給用戶出了一個難題，AP放置地點、位置、無線網(wǎng)卡質(zhì)量好壞、用戶上網(wǎng)的地點、位置、方向、天氣等都影響信號的接收以及信號的穩(wěn)定。

6國內(nèi)外高校應(yīng)用實例

創(chuàng)建無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化校園在國內(nèi)外很多大學(xué)中已經(jīng)啟動，如斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院(MIT)、加州大學(xué)伯克利分校、紐約州立大學(xué)、德國亞深大學(xué)、北京大學(xué)、香港城市大學(xué)、香港中文大學(xué)、新加坡南洋理工學(xué)院等著名高等院校。

6.1北京大學(xué)

北京大學(xué)是中國率先進行校園無線局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的大學(xué)，而校園無線網(wǎng)絡(luò)項目的投人使用，無疑使北大的教育網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在國內(nèi)院校中率先走向了國際化。北京大學(xué)無線校園網(wǎng)共設(shè)計有250個節(jié)點，分布在辦公區(qū)、教學(xué)區(qū)、學(xué)生宿舍區(qū)、圖書館、大講堂、場、靜園、勺園、朗潤園、未名湖畔等處，覆蓋了整個主校區(qū)。北大師生只要通過移動PC和無線網(wǎng)卡就可以在校園的任何地方上校園局域網(wǎng)或聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)，上網(wǎng)訪問、查閱資料。無線網(wǎng)絡(luò)的實施標志著北京大學(xué)將成為中國首家擁有校園WLAN的高校，也標志著中國高等院校教育網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在與國際接軌的道路上又邁出了重要一步。

6.2德國亞深大學(xué)

亞深大學(xué)(RWTHAachen)是德國最負盛名的理工科大學(xué)之一，目前學(xué)校共有學(xué)生2.8萬余人，研究所260多個。亞深工業(yè)大學(xué)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面非常有成效，目前采用WLAN，建成無線網(wǎng)絡(luò)MOPS(MobilePro-fessorandStudent)。這是2002底德國科技部和教育部投資2500萬歐元資助的12個MOPS無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的一個，其目的是要實現(xiàn)Notebook-University計劃—筆記本式大學(xué)，即在未來德國大學(xué)里，可以隨時隨地不受網(wǎng)線限制用筆記本電腦獲取相關(guān)的學(xué)習(xí)資料。亞深大學(xué)是第一所首先實現(xiàn)MOPS的，并且免費使用。這種無線網(wǎng)絡(luò)有450個無線接人點AP,覆蓋任何學(xué)生、教師、市民和各國訪問學(xué)者都可以免費使用，但要申請注冊，只要向網(wǎng)管申報一下筆記本電腦的MAC碼即可，一般訪問者一次使用期為3個月，期滿在申請延長。本人2004年在德國亞深大學(xué)進行學(xué)術(shù)訪問，經(jīng)常在校園、辦公室、公寓等地方無線上網(wǎng)，查閱國內(nèi)信息、各種資料、接收電子郵件、用MSN視頻和語音聊天等，總體效果還可以，由于網(wǎng)絡(luò)處在試運行階段，在本人的使用過程中遇到下列問題:建筑物對AP有一定的影響;天氣情況對AP有一定的影響，陰雨天信號明顯不好;筆記本電腦在同一位置不同方向上所接收的信號強度不同，在上網(wǎng)時要調(diào)整電腦的擺放位置。Aachen大學(xué)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域如圖2所示。

隨著人們對網(wǎng)絡(luò)移動性能需求的日益增長，相信在不久的將來中國將實現(xiàn)超時空虛擬筆記本式大學(xué)。