需求为根应用为本——清华附中校园网建设实录

2019-11-04 20:27:54

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供稿：网友

　　信息化建设现状
　　
　　清华附中的校园网已初具规模，高中教学楼和教学实验楼以及初中楼已通过光缆和CerNET全国网络中心—清华大学相连，这是清华附中独特的优势。使用CerNET的中学之间，实时网络多媒体课堂的实施将最有可能，因为省去了大量的专线租用费、流量费、长途电话费等，经济上没有太大的负担。同时，宽带网络可以保证实时信号的质量。
　　
　　清华附中主干网带宽为100MB。目前共计有五个机房和十四个多媒体教室以及所有的教研组和办公室（约420台电脑）可以免费上网。网络中心装备有DNS、Web、Mail、资源数据库等十余台服务器和清华附中数字校园、春晖图书治理系统、中国期刊网的镜像站点、中国园丁网以及台湾英业达北京公司免费提供的“英语直通车”的镜像站点。网络中心同时具有4套网络版的资料库（CBE21、K12、中教育星教育资源库、清华同方素材库）。学生气房也是电子教室，配有TOP 2000系统，可作为计算机辅助教学理想的选择。教师机房也配有上述系统，为教师的培训提供了良好的条件。目前正在筹建电子多媒体阅览室和网上直播多媒体数字演播室。
　　
　　清华附中信息中心和洪恩公司合作承办的“园丁网”，为教师提供教育科研和教学服务，目前已开发了近600个网络课件。校园的局域网建设如期进行，影响力也在逐步扩大，和600多所学校建立了合作关系，其中大多数是中西部学校。未来希望能使清华附中成为中小学教师现代教育技术培训的中心。同时，与洪恩公司合作开发的“洪恩数字校园”，主要应用在附中的教务和教师备课系统方面，现正在全国推广，其中的“电子备课授课系统”更荣获了2001年CIETE全国多媒体教育软件大奖赛专业组二等奖。
　　
　　校园网建设全貌
　　
　　由于网络技术发展和普及的速度很快，校园网的方案也趋向成熟，但是如何挑选一个最经济、实用、稳定的方案，是清华附中网络建设中一直在研究的问题。经过近两年的努力，清华附中的校园网已基本建成，根据我校的实践经验，在此提出对中学校园网建设的一些看法，希望能对其他中学有所启迪。
　　
　　多媒体网络教学系统的整体设计
　　
　　1.总体规划
　　
　　根据清华附中校园网建设的经验，我认为应该充分考虑学校的现有条件（包括资金、教师和学生的计算机运用水平、实际的教学治理需求等）和长远的发展计划（新建教学楼、新建学生气房等），尽可能建设一个技术先进、扩展性强、遍布全校的校园主干网络。同时将局域网络和广域网相连，然后根据教学科研和学校治理工作的需要和现有的软、硬件条件提供网络信息服务。
　　
　　校园网的功能应能满足以下几点：
　　
　　◆ 为教育、教学、教研提供先进的技术环境。
　　
　　◆ 对教育教学进行信息化治理。
　　
　　◆ 为现代通信、远程教育、电子商务提供服务。
　　
　　总体方案应该在广泛的参观和调查，并比较各个专业公司的方案后确定。众所周知，IT技术发展十分迅速，软硬件更新也很快。假如使用者在短期内还不会应用这些产品和技术，可以先进行培训，等到时机成熟时再建。否则，当教师能熟练使用时，软硬件可能已经落后了。这就如同家庭买汽车一样，你需要先学会开车，然后才会在车价便宜的时候再买。
　　
　　２. 网络设计原则
　　
　　在考虑技术先进性时，一定要考虑技术的成熟性，假如技术不成熟，就要求网络维护人员具备很强的治理能力和技术实力，但事实上，他们通常是兼职的，很难满足上述要求。所以网络设计的总体原则是“先进实用、好用、够用”。假如是一个比较大的网络，还需要预先确定网络拓扑结构以及网络布线原则。然后根据需要考虑服务器和工作站、网络传输和连接设备的选择。目前一般的主干网设备都会选择千兆网设备，如路由器、交换机、服务器等。但从经验看，通常情况下百兆也能满足要求，而且百兆到桌面可以有效利用局域网资源。
　　
　　３.硬件环境
　　
　　学校一定要根据实际需求对包括网络设备、计算机和各种电教器材在内的设备进行选型。原则是经济、有效，避免资源浪费，同时要考虑未来的网络扩容。
　　
　　4.应用软件
　　
　　根据实际情况（软件的流行趋势，使用者的需求和水平）选择成熟的软件。学校的校园治理系统或称电子校园，是学校应用软件的核心。其他常用的应用软件包括Microsoft Office之类的办公软件和防病毒软件，多媒体播放和编辑软件，网页制作软件等。当然，还需要选择一些非凡的专用软件，如计费软件，多媒体电子教室，图书馆治理系统等。根据使用者的情况，这些软件力求简单易用即可。
　　
　　５.资源库
　　
　　资源库是教师最需要的内容，应该购买几套资源库，如中教育新资源库，清华同方教学素材库，CBE21资源库，K12资源库等，自己学校的优秀教学资源可以通过各种平台进行整理和收集。
　　需求为根应用为本——清华附中校园网建设实录

　　清华附中校园网拓扑图
　　
　　多媒体网络教学系统
　　
　　1.以实用、好用、够用原则选择硬件。
　　
　　以清华附中为例，需要确定以下设计目标: 学生的计算机教室要满足基础教学所需，如计算机教学；多媒体教室用于教学演示之用；学生气房能够满足学生课余时间的使用; 教师机房可以满足教师备课和培训的需要。
　　
　　2.系统构成
　　
　　多媒体网络教学系统是一种基于计算机局域网，使用专用设备进行互联的网络系统。一般采用总线型或星型拓扑结构。清华附中选择的是可靠性高、易于维护和扩充的星型结构。
　　
　　网络系统可采用100M高速以太网交换结构，底层采用100M／10M的交换，这样既解决了主干网通信速度的问题，同时又兼顾了网络发展的性能要求，使网络的扩充非常轻易，具有一定的经济性。网络操作系统为Windows NT4.0中文版或windows 2000 Server。联网设备选型包括100M Cisco交换机，接口至少24个，可堆叠，并且应具有虚拟网（VLAN）支持，直通或存储转发模式选择和广播风暴等特性支持功能。假如需要可选择有路由功能的主交换机，作为路由器使用。100M共享式集线器，对于机房来说可以用交换机替代集线器，速度会快些。其他网络设备如网卡、电缆线等的选择则应考虑设备的兼容性和稳定性。
　　
　　其他硬件设备如下。
　　
　　a.服务器：主要应考虑可伸缩性和容错性的专用服务器。可伸缩性包括内存的可伸缩性、可扩充新硬盘、可通过增加CPU增大处理能力、减少对操作系统如用户数目、磁盘容量等的限制;容错性包括后备电源的供给、磁盘备份功能。假如学校的资金紧张可以用配置高些的兼容机代用。对于一些大容量的数据，可以用大容量的SISC硬盘替代兼容机硬盘，但注重要加挂硬盘风扇和更换机器的电源。
　　
　　b.教师机: 应具有向上升级能力、能运行通用多媒体软件。最好采用品牌机，如联想的扬天系列，带有多重系统保护功能，可以减少维修工作。
　　
　　c.学生气: 应具有本地磁盘存储功能，配软驱和硬盘，加硬盘还原卡，如工作站系统被破坏，重新开机即可复原，学生的自由操作性很大，这样就不会破坏网络，同时可以在脱离网络环境下单机运行且快速运作大型图像处理系统。但是保护卡也带来许多使用上的不方便，要安装新的软件。现在可以考虑基于Centerm 2000E的Windows2000终端的模式。清华附中采用的是清华大学和深圳在线通公司合作开发的“全通电脑”。全通电脑采用全新的网络计算机模式，所有的系统软件和应用软件全部存放在主机上，用户电脑通过网络执行主机中的各类软件。与传统的客户/服务器模式不同的是，全通电脑的所有软件不需要开发专门的网络版，而只需要单机版软件。另外的特点是具有高档PC的功能，价格却只有PC机的1/3，而且具有安全性高、用户操作简单、易于治理和维护的特点。
　　
　　d. 多媒体投影仪：推荐EPSON5350或7350多媒体投影机（带电动大屏幕）。
　　
　　e. 实物展示台: ①功能：清楚展示实物、摄像头能旋转、能外接电脑、可投负片和幻灯片、可数据采集。②配置：推荐JVC或三星的产品。
　　
　　f. 其他设备: 为了制作多媒体课件及进行CAI辅助教学，可选配打印机、扫描仪（带有文字识别系统软件）、绘图仪、数码相机等；演示厅需配功放、音箱、微音监听器、数字特技机、收监两用机、球形摄像机、录放机、无线领夹麦克风、激光教鞭、调制解调器、电话等。
　　
　　3.系统软件选型
　　
　　交互式教学是多媒体网络教学系统的一项主要功能，需选择一个实用的软件系统。经过对相应软件的考察和比较，清华附中最后选择了具有屏幕广播、学习观察、终端遥控、信息发送、在线交谈、文件传输、资料扫描、教鞭治理、权限治理、语言交谈、考试系统等多项功能的TOP 2000硬件系统。
　　
　　4.多媒体网络教学系统的功能
　　
　　（1）交互教学
　　
　　包括屏幕及语音广播功能、监看功能、远程控制功能、示范教学、教师机和学生气的交互功能以及网络的信息交流和共享功能等。
　　
　　（2）大屏幕投影群体教学可以在阶梯教室或多功能厅进行。通过实物投影仪直接放大教师教案或实物；或利用大屏幕投影仪放大计算机中的示教内容以及数字摄像机实录的示教内容，供更多学生观看，可提高实物教学和多媒体课件的视听效果，实现多媒体群体教学。可重复播放，减轻了教师工作强度。北京万讯公司设计的多媒体展台和中控系统比较实用，易于维护。
　　
　　（3）普通学生教室没有必要安装成多媒体教室，除了高昂的费用外，维护和治理是个大问题。可以考虑使用液晶背投。
　　
　　（4）电

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