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Abstract At present, with the rapid popularization of information technology and mobile intelligent terminal, intelligent campus construction into the fast lane. In this context, how to promote the digital construction of school teaching resources, and enhance the true level of digital campus construction, is the key to the implementation of intelligent campus construction. This article from the construction background of smart campus based on the specific idea of digital teaching resources construction, concretely discuss from the five aspects of strengthening the construction of infrastructure, the digital campus website construction and management mechanism construction, informatization training and innovation performance evaluation model, in order to provide reference for the construction of digital teaching resources.
Keywords network; digital; teaching resources; campus network
0 引言
S著計算機技術和互聯網技術的迅速發展,大部分學校都在建設校園網的進程中邁出了重要步伐,依托校園網推動教學資源數字化建設,成為智慧校園建設的重要環節。在衡量一個學校智慧校園建設水平時,教學資源數字化建設和利用水平已經成為重要參考指標。隨著移動智能終端如平板電腦、智能手機的日益普及,傳統的使用電腦終端獲取教學資源的方式逐漸顯示出滯后性,必將被智能化的手段替代。
1 智慧校園背景下教學資源數字化建設的必要性
在智慧校園建設過程中,教學資源數字化指的是在使用通訊技術、計算機技術和網絡技術的基礎上,推動學校管理、教學工作、科研發展、生活服務等各種信息資源全面數字化,從而為師生提供便捷的信息服務。
教學過程的數字化是推動教學資源數字化建設中難度最大也最重要的部分。這是因為,實現教學數字化,必須依托于優良的信息化教學環境,既要完成配套硬件設施的建設,也要構建相應的軟件平臺,同時還要不斷完善和豐富教學資源,從而有效推動數字化校園的發展。同時,為了實現教學的數字化,學校必定會加強對教師的培訓工作,使他們學習新的教學理念和方法,轉變傳統的教學習慣,不斷提高數字化教學技術的使用水平,自覺地對教學內容進行信息化加工,不斷提高新課程教學體系的應用水平。
此外,教學資源數字化建設也是推動學校管理模式朝著服務型方向發展的關鍵,這對提升辦學水平具有積極意義。智慧校園背景下,學校管理正在進行從“管”到服務角色的轉變。學校必須投入相當力量進行校園數字化建設,從硬件水平、網站建設、人才培養、管理模式各方面提升數字化水平。對于學校來說,不斷提高智能服務的水準,才能突破傳統教學方法的限制,為用戶提供更好的數字化服務。
2 智慧校園背景下學校教學資源數字化建設的思路
2.1 加強基礎設施建設,提高信息化硬件水平
推動教學資源數字化建設,必須具備配套的硬件建設水平,不斷提高學校的數字化基礎能力,為建設智慧校園奠定良好的“硬件”基礎。首先,學校必須具備完備的常規教學設備,如滿足教學需求的校園廣播網、電子考勤系統、電子圖書館以及校園安監系統等。在此基礎上,加強校園信息化基礎設施建設,強化信息化基礎能力。首先,應該引入適合校園實際發展情況的網絡管理的硬件和軟件,加強校內網建設,提高校內網的運行帶寬,并擴大網絡信息點的覆蓋范圍,確保整個校園管理能夠在統一的無線網絡下運行,各個信息點也安全可控。推動綜合化、系統化、智能化的智慧校園建設,建設符合學校發展定位的多媒體應用中心,應用中心應該分成多個板塊,包括課件制作室、放映室、動畫創作室、平面設計創作室以及錄播室等,其中重點加強網絡錄播教室的建設。
2.2 加強校園網站建設,奠定教學資源數字化建設基礎
學校可以根據多元化原則加強校園網的建設,推動教學資源的數字化共建共享。首先,對校園網站容量進行擴容建設,提高網站建設檔次,形成一體化的展示學校形象、集成學校教育資源、發展師生個性特長的功能,實現學校、社會和家庭環境的有機融合;其次,打造年紀、院系和班級的網絡主頁,全面展現教師教學和學生學習風采,營造良好的教學氛圍;再次,引導全體教師開辟個人的網絡空間,有效引導骨干教師個人網絡主頁的建設,為教師教學特色呈現提供網絡化平臺,通過優秀教師的示范,從而有效推動教學資源的校內共建共享,為師生的網絡交流提供平臺,為學生自主上網下載學習資源提供便利;最后,對于表現優秀或者具有某方面特長的學生,開辟個人網絡空間,推動學生交流互動,實現學生個性化發展。
同時,充分發揮校園網的快速信息流通功能,逐步實現教學資源的數字化建設,將備課環節、課堂教學環節、反饋練習環節、課后輔導環節、學生自學環節、在線考試環節等都容納進來,在豐富校園網容量的同時,實現教學環境的開放式發展。為了進一步結合智能校園建設理念,學校可以開發本校校園網站的app,這樣通過移動智能終端,教師可以隨時隨地上傳教學資源,學生可以隨時隨地下載學習資源,從而突破教學的時空限制,極大地拓展教學的延伸范圍。
2.3 加強管理機制建設,提高數字化資源利用水平
推動教學資源數字化建設的過程中,W校應該變革管理理念,以適應新形勢下數字化教學改革的客觀需求。校園網站的建設為教學資源數字化提供了平臺,如何利用好這個平臺去管理和推廣數字化教學資源新產品,需要學校管理者大膽創新,運用公共產品管理機制和市場理念推動管理方式的變革。只有創新管理機制,才能滿足數字化平臺運作的具體要求,為教學資源數字化建設和利用做好“后勤”工作。傳統的教學管理模式效率低下,通常采用課堂聽講評價結合學生評價投票的方式進行,這種監管教學的方式覆蓋范圍小,很難從本質上起到實際的監管作用。
學校應該轉變管理理念和方式,通過網絡教學平臺做好文章。以網絡教學平臺的強大數據庫為依據,統計分析各類教學狀態,從而獲取準確客觀的數據,為教學質量的監控管理提供有力依據。學校管理人員在獲取數據分析結果后,可以準確掌握當前教學情況的利弊,為后期改進和戰略調整指明方向,合理調整學科優勢、師資力量,并開發新的教學資源數字化建設點。同時,推動支撐評定、評先評優等相關制度的改革,將在教學資源數字化建設中做出的貢獻和成績作為評價指標納入到評定體系中,為教師在數字化方面的教學改革注入動力。
2.4 加強信息化培訓,提升教師數字化應用能力
在教學資源數字化建設利用的過程中,教師的應用能力起到了關鍵作用。只有具備較強的數字化能力,教師才能在教學實踐中對教學內容進行數字化提煉和加工。因為,學校必須樹立教師教學能力數字化發展的現代教學理念,加強教師應用信息化技術能力的培訓,提升教師的專業水平。學校可以設立特定的信息化技術培訓中心,配備專門場地、延請專業培訓人員,采取靈活的授課方式,通過分散授課、集中授課、網絡授課相結合的方式開展培訓,提升全體教師的數字化教學能力。
網絡培訓幾乎不受時空限制、可以進行實時的在線交流,這種自主靈活的方式有利于推動優質資源的互利共享。通過培訓,確保教師能夠形成計算機操作的基本能力,掌握網上查找資料的技巧,并掌握制作課件、上傳課件、網絡信息瀏覽和反饋的能力,能夠熟練運用校園網絡平臺開展辦公和教學科研工作,逐步推動辦公的無紙化發展。學校應該積極引導教師開展視頻公開課教學、網絡課程、精品課程教學,推動精品教學資源的共享,鼓勵教師養成瀏覽網站的習慣,及時了解學生的學習動向和需求,把握學科的教學發展趨勢,為制作更加優質的教學課件奠定基礎。
2.5 創新績效評估模式,實施數字化績效評估
績效評估是考核教師教學水平的有效方式,也是推動教學變革的有力途徑。可以將績效評估引入到教學資源數字化建設中,作為有效的導向性手段推動教學變革。當前,部分教師在對待數字化建設問題上,存在著消極抵制的錯誤思想,加強績效評估改革是必要的。數字化績效評估可以從兩方面展開,即自評和他評。教師自評,一方面教師根據學校頒布的建設標準和相關要求進行終結性評價,一方面依據自己在網絡平臺應用推廣數字化資源的記錄和學生的學習狀況信息等開展過程性評價,此外設計調查問卷,進一步搜集學生的反饋信息開展形成性評價,結合這三方面的評價結果完善自評報告。他評則由學校負責引導實施,可以邀請學科領域內在教學資源數字化方面具有突出貢獻的教師從技術層面和教學內容兩方面展開評價,評估資源數字化建設的適用性,也可以聘請更加專業化的第三方評價機構,對全校教師在數字化建設方面做出的成績展開定期評估,從中遴選出優秀資源。這樣,通過自評和他評相結合多元化評價方式,有效提升教師在教學資源數字化建設方面的積極性和創造能力。
3 結語
當前,我國正處于探索和建設智慧校園的快車道,以智慧校園為背景開展教學資源數字化建設是一項復雜和系統的工程,需要長期的建設努力。數字化建設,不僅要建設相配套的基礎設施,同時也要加強軟件、人才、管理方面的建設。只有實現從內到外的全方位轉變,才能真正在教學資源數字化建設中取得成績。
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參考文獻
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關鍵詞:校園網;應用系統;部署;高可用性;安全策略
0引言
隨著信息技術的發展,各大高校都投入了大量的人力和物力來建設校園網,校園網的發展儼然已成為衡量高校信息化程度重要參考依據。目前各大高校的校園網的硬件建設都已初具規模,校園網的應用上也從最初的教職工收發郵件和展示學校信息的網站等簡單應用發展成為集網上辦公、網絡教學、網上管理、網上服務等眾多應用功能為一體的數字化信息平臺。
數字化校園的推進,使得高校的運行和校園網更加密不可分,校園網中運行的各種應用已經到了一刻也無法中斷的重要程度,但一些高校內的應用系統,由于缺乏前期的科學規劃和部署,在管理上體制不全,缺乏有效監管,造成實際運行中安全事故不斷,極大地影響了高校的正常運行。
本人在高校信息中工作,主要負責維護和管理校園網的應用服務器,多年管理維護經驗使本人深刻認識到,前期科學的規劃和部署,制定行之有效的監管辦法才能保證校園網各種應用能夠正常安全運行。本文研究的是如何在校園網環境下,充分合理的使用現有資源,部署和管理校園網內眾多的應用系統或網站。
目標一:經濟性。雖然當前各大高校的校園網硬件都有了較大發展,但是面臨著校園網日益增長的應用需求,硬件資源就顯得無法跟上需求發展的腳步,如果每個應用系統或網站都需要一套硬件設備來支持,那是無法想象的,于是部署這些網站和應用系統首要的一個原則就是經濟性,在不額外增加硬件資源或者少量增加硬件設備條件下,必須通過合理方案來發掘利用現有資源。
目標二:安全性。互聯網的發展帶來的相關安全問題令人堪憂,校園網同樣面對著前所未有的挑戰:系統不斷地出現安全漏洞,黑客的不倦的窺探和入侵,病毒更是肆虐傳播和破壞,在校園網上部署網站和應用系統,安全是不容忽視的大問題,況且如果大量的網站和應用集中在少數的硬件資源上,必然產生安全性問題,必須制定和實施嚴格的安全策略,避免“一榮俱榮,一損俱損”情況的發生。
目標三:高可用性。隨著校園網應用的推廣和深入,校園網和廣大師生的工作、生活已密不可分,校園網站和一些重要應用系統一旦發生故障中斷,整個校園生活都將陷入癱瘓狀態。校園網的應用系統必須保證所有數據完整可靠并能24小時不間斷提供服務,就顯得尤為重要了。
目標四:方便性。校園網所有應用系統和網站最終需要人員去部署管理和維護,在平衡其他性能的條件下,還必須考慮系統部署和維護的易用性,否則如果整個方案困難到無法操作和實施,那也失去了研究的意義。
一個科學有效的部署方案將使得校園網應用系統運行的更加可靠和安全,這對于高校信息化進程具有十分重要的意義。
1校園網應用現狀
國內高校校園網正全面進入數字化校園建設階段,校園一卡通系統的推廣使用更是加速了這一進程。隨著高校信息化進程的推進,校園網的應用愈發重要情況下,校園網安全問題日益突出,如何保證校園網的各種應用正常運行不受各種可能的侵害就成為各個高校不可回避的一個緊迫問題,雖然大多數校園網都已部署了一些基本的網絡安全設備,例如網絡防火墻、入侵檢測系統以及防病毒網關等。但這些設備大多基于硬件層面,主要針對底層次的入侵和攻擊,對于應用層次上的保護就非常有限,舉個簡單的例子,一個漏洞百出的應用程序會使得再強大的防火墻也形同虛設。目前校園網中的應用上主要存在如下問題。
1.1病毒攻擊
隨著計算機技術的迅速發展,計算機病毒也呈現出高增長的態勢,并且傳播能力和破壞性越來越強,互聯網的發展給計算機病毒的傳播增加了更為方便和快捷的通道,近年來通過網絡傳播的病毒開始大肆侵襲,網絡已經成為計算機病毒快速傳播的第一途徑。據“2008年互聯網安全技術大會”的數據,2008年1―10月,共截獲新病毒樣本930.6萬個,是07年同期12倍,其中,網頁病毒、漏洞病毒總和達776萬,占總體病毒的83.4%。從瑞星全球反病毒檢測網提供的數據來看從2004年至今新增病毒數量呈逐年遞增趨勢,2008年病毒新增數量更是出現了井噴。
病毒感染途徑可以分為兩種,一種是針對普通用戶,通過用戶運行偽裝的病毒文件,收發查看帶有病毒附件的郵件,上網瀏覽植有木馬的網頁等,這些都是用戶在無意中主動觸發而感染病毒的。另外一類則是被動的方式,用戶沒有做任何操作,病毒通過網絡主動攻擊網絡上的目標機器,這些受病毒攻擊的目標機器都有一個重要特征,就是操作系統或服務的應用程序存在某種安全漏洞,病毒自動掃描帶有此類特征的機器進行感染傳播。
校園網因為其網絡環境特殊,上網群體復雜,加上盜版和各種非法軟件的盛行,使得校園網容易成為病毒的溫床。校園網服務器眾多,如果沒有及時升級和維護設備或服務器,就很容易成為病毒肆虐的對象。
1.2黑客入侵
入侵校園網的黑客主要分為兩類,一類是來自校內,大學校園的特殊性造就了一批特殊的網絡技術愛好者,而校園網內的設備往往成為他們實驗對象,俗話說家賊難防,沒了防火墻的阻擾,從內部進行突破就變的更加方便。一類是來自互聯網的黑客,國家或社會重大事件的時期是黑客活動的高峰時期,學校服務器往往也成為黑客攻擊的重點目標。
大部分病毒攻擊已經被編寫者確定,只是機械性的執行,但人侵則是人為攻擊,策略靈活多變。現在的黑客已從業余發展到專業化,動機也發生本質的變化,早期黑客入侵目的大多僅是為炫耀一下自己高超的技術或發泄一下情緒而已,現在的黑客卻憑借技術大發不義之財。網絡產業逐步走向規范化,相應的立法也日趨完善,但黑客還是廣泛存在的,其根源還是系統或軟件的漏洞。
1.3安全漏洞
校園網應用中的安全問題大多根源于計算機安全漏洞,由于漏洞引起系統攻擊、黑客入侵、病毒蔓延等,造成服務中斷,數據丟失,極大影響了校園事務的正常運行。與校園網應用相關的安全漏洞主要包括系統漏洞、應用程序漏洞和設置漏洞三種。
【關鍵詞】校園網絡;辦學水平
1.校園網絡建設的意義
信息化時代的全面來臨,校園網絡建設的重要性日益突出,校園網絡建設技術與應用已經成為各學校紛紛關注的焦點,究其原因,校園網絡建設的意義主要體現在以下幾點:
1.1 校園網絡是在校生的“良師益友”
校園網絡是學生自主學習取之不盡用之不竭的資源寶庫,通過查閱資料、觀看遠程視頻教學、下載文獻資料等網上學習,能夠有效拓展學生視野,是學生獲取學習資源最便捷的途徑,是學生“第二課堂”最好的老師;另一方面,校園網絡又是學生業余生活的伙伴,通過網上沖浪,閱讀課外電子書,益智游戲、聽音樂、看電影等活動,大大豐富了學生的課外生活,為學生勞逸結合提供了廣闊的平臺。
1.2 校園網絡是教師教學的輔助工具
對于教學活動而言,校園網絡的工具性體現在:首先,它是教師備課的素材寶庫。借助校園網絡,教師能夠結合教學目標,搜索到更多更前沿的教學素材,豐富授課內容,在查閱資料的過程中,激發教學設計的靈感;其次,它是教師間進行資源共享、溝通交流的平臺。現代教育理論要求多邊互動,教師與教師之間通過資源共享,能夠提高教學質量,借助在線實時交流平臺,共同探討教學活動中遇到的問題,不斷優化教學效果;最后,校園網絡是現代化教學的物質基礎。多媒體演示離不開校園網絡,借助校園網,開展多媒體教學,有力地提升了教學信息量、擴大了課堂容量,增強了教學效果。
1.3 校園網絡是實現學校信息化管理的有效手段
現代化校園管理需要以校園網為載體,無論是學生學籍學歷管理,還是教師教學評估管理,還是校園后勤建設管理,無一不需要強有力的數據庫系統支撐。校園網絡不僅為學校管理提供了高效的數據庫系統,而且還能實現各級各部門之間的信息共享和超鏈接,提高辦事效率。
1.4 校園網絡是學校與外界交流的窗口
校園網絡是學校內部的局域網,主要服務于校園內部的教研活動,但同時也承擔著溝通校內外的重要任務。借助校園網,學校可以了解到校外的最新信息,進而不斷調整自身教研活動;同時,校園網絡又是學校向外界展示自我、宣傳自我的平臺,標志著學校的形象,外界通過校園網認識學校,從而起到吸引人才和投資的效果。
2.校園網絡設計與規劃
2.1 校園網絡建設所需的服務
2.1.1 文件服務
校園網就其本質來講,屬于一種局域網。通常情況下,在局域網中,為了實現資料共享,常會用到文件服務器。把各個計算機共同需要的文件儲存于特定計算機中,由該計算機向其他計算機傳送數據,這樣的計算機即為文件服務器。
2.1.2 數據庫服務
學校是培養人才的搖籃,同時也屬于一種行政單位,在學校管理中,囊括多級管理系統,包含有學校教研、管理等多方面的信息。對于數據庫的維護與管理,需要經常性地進行讀取、索引、更新、優化與升級。
2.1.3 郵件服務
郵件服務是校園網絡建設中使用頻率較高的服務器之一,它的作用與電子路由器相似,區別在于,郵件服務還兼具數據存儲的功能。
2.1.4 DNS服務
該服務器實質上是一個分布式數據庫,在校園網絡中,它能夠將域名解析為IP的服務及DHCP服務器、教學資源庫服務器、校園內網郵件服務器、多媒體教室服務器、電子閱覽室服務器、圖書館資料管理服務器等,使網內用戶能夠更加便捷地網上沖浪,免除了記憶IP數串的繁瑣步驟。
2.2 主干網的構建
采用目前最先進的千兆以太網技術構造校園主干網絡,具體設計如下:
2.2.1 主干網采用千兆以太網技術為基礎,網絡主干具有雙路1000M通訊帶寬。網絡中心千兆以太網交換機。匯聚層交換機和網絡接入交換機之間的網絡骨干實現1000兆的高速網絡帶寬連接。
2.2.2 通過10/100/1000M以太網技術的無縫連接,靈活提供1000M、100M、10M等多種帶寬的網絡接入,并完全實現了10/100M交換到桌面的高速連接。
2.2.3 主干交換機具有高速第三層交換和多層路由能力,具有深層包過濾和基于優先級的流量控制能力,靈活提供多級別質量,保證服務質量。
2.2.4 作為校園網應用的一大特點,對于延遲和帶寬,網內大部分應用的敏感性較弱,針對這一問題,采取TCP/IP“慢啟動”機制自動識別延遲的變化,從而動態地適應TCP所提供的帶寬,部分應用要求實時業務傳輸支持,QoS服務保障。
圖1 校園網安全防護體系
2.3 校園網安全防護體系
學生是校園網絡的主要用戶,網上活動十分活躍,對網絡中的新技術充滿好奇,而極少意識到網絡攻擊或病毒感染對局域網的破壞性;加之校園網絡多用于教研活動,因而在安全防護上管理較為寬松,極易引發安全問題。針對當前校園網絡建設現狀,迫切需要采取相應規范防護措施,制定系統的安全防護體系(如圖1所示)。
3.校園網絡應用前景:無線校園網
隨著智能手機、平板電腦以及無線網絡的不斷普及與推廣,建設與當前各類移動終端系統相適應的校園網絡已經成為未來校園網絡建設的必然趨勢。無線校園網絡的建設與應用,將為教學活動、學校管理帶來極大便利。鑒于無線網絡用戶的特殊性,校園網絡建設又呈現出另外一種格局。
以校園門戶網站的建設為例,考慮到訪問者所使用終端設備的不同,為了給來訪者以最貼心的服務體驗,在腳本設計上應盡可能簡明扼要,盡可能減少過于花哨的元素,有效控制流量;另外,為了加快顯示速度,在軟件研發與管理上應側重搜索與查詢功能的升級。對于不同型號的移動設備,為了增強顯示效果,帶給訪問者以最佳體驗,可由用戶根據屏幕大小自主選擇顯示效果,如字體、圖片、背景色等。又如教室、會議室等場所,可在投影儀或大屏幕數字電視前安裝無線投影寶,在終端上安裝專用的發射器及配套軟件,進而完成無線投影。由廣州眾贏資訊科技有限公司提供奇機WIPG-1000無線投影王,同時支持PC、Mac、iPad、iPhone及Android裝置透過無線網絡功能投影,還可以使用平板或智能型手機反向控制及操作投影中的PC/Mac,瀏覽投影畫面,支持電子白板、無線鼠標及鍵盤、無線文件傳輸、使用瀏覽器分享主講者桌面、主講者桌面畫面遠程控制等功能。
4.結束語
知識經濟時代,學校之間的競爭日趨激烈,校園網絡建設的水平,關乎著教研質量和現代化辦學水平,展示著學校的對外形象。只有將這些技術、平臺運用好,使之不斷滿足新教育背景下不斷提出的新需求,節約人力物力資源,完善服務質量,提升辦學水平,才能收獲到更多社會效益、經濟效益,從而提高自身核心競爭力。
參考文獻
關鍵詞:數字化校園建設策略階段
1數字化校園建設服務重心與主要內容
1.1數字化校園的概念
數字化校園的說法來源于“數字地球”.它是一個全新的事物。人們對數字化校園給予了不同的詮釋,但目前還沒有比較權威的定義。一般認為,數字化校園“是以數字化信息為基礎,以計算機技術和網絡系統為依托,支持學校教學和管理信息流,實現教育、教學、科研、管理、技術服務等校園信息的收集、處理、整合、存儲、傳輸、應用,使教學資源得到充分優化利用的一種虛擬教育環境。”網絡化無疑是其最重要的特征。
1.2數字化校園服務重心
學校的中心任務是教學,教學是學校的本質屬性,是學校存在的價值和意義,它規定著數字化校園建設必須圍繞著教學進行,一切技術與手段都應為“教學服務”而展開。據美國在l999年進行的一次“信息化校園計劃”的研究成果表明.有39.0%的大學認為“科技與教學的有效結合是目前面臨的一個最為重要的問題和挑戰”。負責該項課題研究的凱尼斯·格林教授指出:“調查數據表明.越來越多的大學開始意識到,對于大學應用信息技術來說,最關鍵的問題實際上并不在于技術和產品,而在于人。換言之。是那些使用信息技術的教師和學生……經過多年的實踐,我們逐漸認識到,在使用信息技術過程中最重要的問題是如何幫助師生在教學過程中有效和充分地使用這些設備。”這充分說明了數字化校園建設的核心是為教學服務的。
1.3數字化校園建設主要內容
硬件建設:備課和示教設備(如備課用計算機、掃描儀、數碼相機、攝像機、資源管理用計算機和多媒體教室等);學習設備(如計算機教室等);管理設備(如校務、教務、政工、財務、后勤等管理用計算機、打印機等);網絡設備(如服務器、交換機、網卡、網線、光纖等)。軟件建設:操作系統,管理信息系統,辦公軟件,課件制作平臺及工具軟件,示教及學習軟件。理論建設:教育理念建設.教育體制建設,教育模式建設,學習模式建設,教師角色形成機制建設,教育評價機制建設。
2數字化校園建設認識上的誤區
2.1重硬件.輕軟件,忽視理論建設
目前,數字化校園建設中重硬件、輕軟件的現象嚴重。主要表現在投資少,維持基本教學必須的軟件在數量、品種和質量上都嚴重不足,無法使硬件的功能得到發揮;忽視軟件版權問題,使用盜版操作系統等軟件,埋下了潛在的危機,一旦遇到嚴格的維權行動。就可能帶來巨大的損失;沒有形成權威的機構和配套的政策、制度來保證示教和學習軟件的開發、升級、維護以及地方化,使師生能夠及時方便地得到適用的教、學軟件。而理論建設研究滯后,多是零散的、初級的,缺乏組織性和系統性,極大地制約了數字化校園建設的進程和健康發展。
2.2用技術提供的可能性替代現實實施的可行性
軟硬件企業出于贏利的動機。其設計的各種軟硬件方案,從理論上講,具有明顯的先進性,但在實際上,往往了忽視了我國學校實施的可行性。(1)忽視了方案的經濟可行性。中國是窮國辦大教育,除少數發達地區外.全國大部分地區的教育經費一直十分緊張,根本不可能拿出大筆資金滿足那些先進方案的開發建設。(2)淡化了方案的技術可行性。由于數字技術發展速度快,更新周期短,學校受經濟條件的制約又使得教師無法率先獲得對先進的軟、硬件進行學習和演練的機會,使得這些先進的方案常常難被學校師生全面掌握。(3)模糊了學校對方案功能需求的必要性。為增強產品競爭力和方案對學校的吸引力,企業常常在方案中應用新的技術,在宣傳中也大量使用帶寬、升級、擴展、浮點運算、網絡拓樸、資源庫等概念加大營銷力度,而這些企業著力渲染的功能,多數是學校根本不需要或很少能使用到的。
2.3硬件建設中的本末倒置
教學是學校的中心工作.備課和示教設備以及學習設備是與學校中心工作聯系最緊密、對教育質量影響最直接、對教育理念和教學模式的改革促進最大的因素。備課和示教設備、學習設備是數字化教學必不可少的工具,管理設備是提高管理水平,營造良好教學環境的工具。而網絡設備則是將前三類設備聯系起來,實現資源共享、發揮系統功能的工具。如果沒有足夠的和合理利用的前三類設備,再好的網絡設備也是無法發揮其作用的。
由于對數字化校園認識的局限性,許多學校忽視了我國教育所能提供的經費條件、人員素質等辦學實力的現狀,表現出一種浮躁的心態,在實施數字化校園建設中有技術上的一步到位和時間上的立馬實現的思想,把數字化校園建設這樣一件長期而又艱巨的工程簡單化,把發達地區和重點高校的特化經驗普通化,盲目應用到地方學校和中小學,使數字化校園建設失去了持續有序的發展動力。一些“校校通”工程建設也暴露出問題。2002年8月26日《中華工商時報》網絡版有文章指出:教育全連接,80%沒有充分利用。IT廠商們接下了一個又一個的校園網建設大單,花費學校大量經費,苦心建起的校園網卻大部分閑置起來,成了聾子的耳朵——擺設。
3數字化校園建設的建議
3.1加強數字化校園建設的理論研究
在數字化校園建設中.理論建設是相對于硬件設、軟件建設更為薄弱、滯后的部分。而理論對實踐的指導作用決定了理論研究應該超前于實踐并在實踐中不斷完善。加強數字化校園建設的理論研究已是迫在眉睫。(1)建立必要的組織機構,對數字化校園建設的重大問題進行識別、分解.為研究的開展提供課題指南。(2)從企業、科研機構、高校、中小學、教育管理機構等部門遴選研究人員.建立數字化校園建設的人才資源庫,使研究人員結構合理。(3)以系列課題形式將已識別的問題分解到相關研究人員手中進行系統的理論研究。(4)對研究的結論進行有組織的驗收、評估、實驗、改進和推廣應用。
3.2調整數字化校園建設核心和順序
調整數字化校園建設核心和順序,即調整現行“先建網——再開發資源——最后應用”的建設步驟,按照“先從教學應用著手——通過需求達到或超過供給的內在動力促進資源和網絡建設”的技術路線進行。(1)以服務教學、實現教學數字化為建設核心。將投資重點和優先項目調整到目前已經成熟和穩定的對教學起直接作用的設備上來。(2)管理設備及管理軟件的建設應注意數據、接口標準的統一,并圍繞提高管理效率、優化教學環境的主題展開,為后期聯網奠定基礎.同時注意加強管理數據挖掘功能,讓管理設備成為學校及各部門領導提高決策水平的得力助手。(3)學校網絡建設應在教學設備和辦公設備的建設與利用達到一定水平.對數據共享與交換需求較旺盛,網絡技術標準趨于成熟時加大投入;應本著先內部網絡、后因特網的原則進行規劃,尤其是在中小學,不應過于強調互聯互通和適時交互的功能,與因特網相連可以在專線、拔號等方式中靈活選擇。
3.3推出符合實際的經濟型解決方案
不同地區學校的經濟環境和發展水平差異大.應采取不同的解決方案和建設進程。(1)高校和經濟發達地區學校可從現行企業的大量解決方案中選取適合的方案進行快速開發。(2)各地中小學應根據自身的特點采取不同的技術方案和建設步驟.建設中注意因陋就簡.在保證基本功能的情況下.盡量采用經濟的產品。(3)教育主管部門應根據不同級別、不同地區學校的實際情況提出多種建設目標、進程和評估方案.避免不發達地區和地方學校不顧自身能力與發達地區或重點高校盲目攀比現象.使建設持續有序地進行。
3-4開展教、學軟件的開發模式研究及實施解決教育軟件的版權問題、軟件的開放性和適用性問題。可以采用以下策略:(1)加強選擇軟件平臺的技術指導.把好軟件學習、使用人門關。以政府批量采購的措施降低采購成本。以政府控制軟件版權的策略解決教學軟件的開放性問題。(2)充分利用教師隊伍中科研能力強的群體自行開發實用的軟件。也可與企業聯合共同開發。
4持續搞好數字化校園建設的步驟
4.1認識階段
在各級各類學校只有少量的計算機單機運行時。師生員工通過各種學習資料、媒體和參觀等形式對數字技術的用途開始形成理性認識并有意識地關注此領域的相關信息。學校領導開始關注兄弟單位建設情況。咨詢數字化教學對本校的發展可能產生哪些影響.在不同層次、不同進程和使用程度上開始進行建設規劃和經費、人員的安排和骨干人員的培訓與人才儲備。
4.2學習階段
學校的計算機數量有了大量增加.主要的辦公場所都有了配備.人們都可以從身邊直接感受到計算機應用給教學帶來的便利.只要愿意還可以有一定的上機學習時間。人們開始學習計算機基礎知識。學習操作一些比較有名的商業教學軟件和由各種渠道交流、獲得的軟件。開始嘗試制作自己的課件,參加各種多媒體課件的制作和教學競賽。開始嘗試在自己的一些課堂上使用多媒體進行教學。管理人員也開始運用各種管理信息系統進行日常工作的管理.提高管理的水平。學校與外部的數據交流大部分并不是通過專門的網絡.而是以光盤等硬件存儲傳遞。有時也通過調制解調器上網傳遞。
4.3使用階段
學校計算機設備和數字化資源已經初具規模.基本能滿足大部分正常教學的需要。大多數教師也具備了駕馭設備、運用資源開展數字化教學的素養.并能夠根據學校教學實際進行資源的二次開發。計算機在學校Et常工作管理中的使用已經實現常規化.并能運用各種數學模型進行統計、分析.為學校的評估、規劃、決策等提供一定的參考。數據的傳輸和交流可以通過少量的電話線上網來進行。
4-4網絡化階段
由于數字化教學已經常規化。對于數據的需求、傳遞、交互的要求越來越大、越來越頻繁,建設校園網成了當務之急。通過校園網把已經運行的教學系統、教務管理系統、學校行政管理系統、后勤保障系統等構成一個統一體.形成了完整的學校管理信息系統。由此。學校內部各環節工作有機地協調起來,許多工作自動完成.不再需要人工的參與.學校管理和教學已經相當輕松,具有很明顯的研究性質.管理人員和教師的精力主要放在數字化資源的改進與完善。以滿足學生的個性化發展方面。在這一階段。校園網已經通過寬帶與Internet互連.對外數據交流的流量也漸漸增大。但總的來看。學校還是一個相對完整的整體。對系統外部的依賴性還不是很強。
4.5信息化階段
摘 要 數字化校園的建設給我們帶來了信息化的校園,但同時,高度的數據集中和業務應用的整合,也使對服務器環境的依賴達到了空前的程度,這使得對系統可用性等方面的要求變得越來越高。本文討論的就是如何運用服務器集群技術在數字化校園的系統可用性等方面發揮出積極的作用。 關鍵詞 服務器集群技術;數字化校園;刀片服務器 1 面臨的問題和思路 隨著數字化校園建設的推進,伴隨而來的是數字化校園的各種應用服務和數據量的急劇增長,各個級別的用戶諸如教學、科研、管理、生活服務等機構和師生員工,對信息的收集、處理、整合、存儲、傳輸和應用有了更深的認識。數據集中和各項業務整合的同時,核心業務對系統安全性能要求在不斷提高,應用系統尤其是關鍵領域的關鍵性應用對可靠性要求也在不斷增加,如何搭建并且應用真正高可靠性的服務器環境,已成為目前數字化校園建設中的迫切需求。 很顯然,在傳統的單機系統中,將應用集中配置在一臺服務器上,往往存在巨大的潛在不穩定威脅,主要表現在可用性不高,負載不能動態平衡,且數據服務丟失危險性增大,維護和擴展存在困難等等。而采用服務器集群技術,可提高訪問數據庫的效率,提高可靠性和抗災難性,這也是服務器集群技術最為顯著的特點。 針對上述問題,在數字化校園公共基礎平臺搭建中,本例采用ibm bladecenter刀片服務器,是一種hahd (highavailabilityhighdensity,高可用高密度)的服務器平臺。和傳統集群技術相比較,刀片服務器中所集群的是一個包括獨立cpu、內存、驅動器和網絡組件等存儲器的服務器板,通過專門刀片服務器中集成的交換網絡實現集群。因此,其不僅在機房寶貴的空間資源上占有相當大的優勢,而且通過小的“刀片”集群,可組建成一個性能非常高的刀片服務器集群系統,為數字化校園建設提供更加經濟、技術成熟和可行的擴展方案。 通過刀片服務器集群,用以提供核心數據庫服務、郵件、文件存儲、web服務和ftp服務等。并通過深入的資源和應用高度集成,結合統一身份認證系統,把目前最常用的教務管理、自動化辦公、科研、設備器材、數字圖書館、網絡教學、郵件、學生管理、財務管理、人事管理等系統整合在一起,最終提供統一獲取信息和信息的個性化平臺。 2 集群(cluster)技術 利用集群技術可使一組相互獨立的服務器在網絡中表現為單一的系統,并以單一系統的模式加以管理。此單一系統為客戶端提供高可靠性的服務,用于實現更高的可用性、更方便集中的可管理性以及更經濟高效的可伸縮性。集群技術一般都用于web服務器、應用服務器等,即沒有共享存儲的服務,如圖1所示。
圖 1 服務器集群示意圖 集群技術的主要特點可概括為:實現服務器系統的高可用性,實現最大限度地減少因服務器的故障而造成的損失;方便在集群擴展從而實現整個系統性能的升級;集群技術便于實現一體化的解決方案。 3 服務器集群 服務器集群是一組協同工作并運行集群服務的獨立服務器,一個服務器集群包含多臺擁有共享數據存儲空間的服務器,各服務器之間通過內部局域網進行相互通信;當其中一臺服務器發生故障時,它所運行的應用程序將由其它的服務器自動接管。因為響應的是相同的服務,因此在大多數情況下,集群中所有的計算機都擁有一個共同的名稱,集群系統內任意一臺服務器都可被所有的網絡用戶所訪問,且是透明的,用戶感覺不到任何差別。 在服務器集群系統中,每一臺服務器都可承擔部分計算任務,并且由于集群了多臺服務器的性能,因此,整體系統的計算能力將得到提高。同時,每臺服務器還能承擔一定的容錯任務,當其中某臺服務器出現故障時,系統可以在專用軟件的支持下將這臺服務器與系統隔離,并通過各服務器之間的負載轉移機制實現新的負載平衡,同時向系統管理員發出報警信號。 服務器集群與雙機熱備份技術有本質上的區別,即能否實現并行處理和節點機失效后的任務平滑接管。雙機或多機熱備份技術的原理是一臺主機做服務器,其它主機做備份機,備份機在服務器故障失效時進行接管。而刀片式服務器所應用的集群技術,較傳統集群又存在一定的差別,其更利于集群的形成和部署。 4 服務器集群技術在數字化校園中的優勢 數字化校園建設中,服務器環境中的主要技術和產品首要綜合考慮的是實用、可靠、經濟、安全以及可擴展、可維護等性能。隨著校園網用戶和應用規模的擴大,服務器的整體性能必須能適應數字化校園這一發展變化。針對以上需求,服務器集群主要優勢在于可以提供更高的可用性、更方便的可管理性以及更經濟高效的可伸縮性,表現為可以得到一個較高的整體性能。 4.1 關鍵應用獲得高可用性 應用服務器集群的最終目標之一,就是盡量減少服務器和應用程序的停機時間,以保證核心數據、關鍵應用和重要業務部門的信息和服務安全,實現校園網絡及其應用系統的穩定高效運行。 服務器集群帶來的高可用性不僅適用于提供靜態數據的服務,而且適用于提供動態數據的服務,如公共數據庫服務、學生管理信息系統等,且這些數據必須得到極為穩妥的保管,需要服務器提供足夠強大的和可靠的磁盤冗余功能。在本例的實際應用中,通過采用三塊刀片式服務器運行oracle核心數據庫服務,即屬高可用性集群服務,目的是在系統出現某些故障的情況下,仍能繼續對外提供服務,以最大限度地減少服務的中斷時間。再如,通過服務器集群,資源(如internet協議(ip)地址)的所有權會自動從故障服務器轉移到與之并行工作的服務器。即當群集中的某個系統或應用程序發生故障時,通過約定的負載轉移機制,群集軟件會在可用的服務器上重新啟動故障應用程序,或者將工作從故障節點分散到剩下的節點上,而這個過程對用戶而言是完全透明的。這樣,即使集群中的一個服務器意外停機,使集群的配備性能降低,但它依舊可以正常運作。 在進行硬件規劃時,可以考慮根據應用類型的不同而劃分出若干個集群,如有些校園網中就將網絡教學平臺中的服務器劃分為前端服務器集群、中間服務器集群和后端集中存儲三大組成部分。其中前端服務器集群包含多個web服務器,中間服務器集群由數據庫服務器、流媒體服務器、語音服務器和數據備份服務器等組成。
此外,在校園網中,其它網絡應用服務諸如郵件服務、內部論壇、內部資源庫服務和教學視頻點播服務等等,是校園網絡教學易造成瓶頸的關鍵應用,亦要求服務器能夠處理成規模的客服端的并發訪問,這些應用要求具有非常高的可靠性和彈力恢復能力,必須具有一定的容錯能力,保障在意外情況下不中斷用戶的正常工作。如圖2所示。
圖2 校園網中集群應用示意 4.2 集中和方便的可管理性 因為服務器集群是作為單一系統進行管理的一組獨立的服務器,可以將群集作為一個單一的系統進行管理。管理員能夠對所有集群資源的狀態一目了然,方便將工作負載分配給集群之中的服務器,有利于對服務器進行“滾動升級”,極大減少了管理員介入管理的深度。同時由于每塊“刀片”都是熱插拔的,所以,系統可以輕松地進行替換,亦可針對計劃釋放集群定服務器進行維護,或在集群中插入新的“刀片”,提高整體性能,并且將維護時間減少到最小,確保了系統具有良好的可管理性及可維護性。 在服務器集群模式下,可以利用內置的轉換器將以太網數據和管理網絡,以及將新型的智能kvm(keyboard,video,mouse)連接集在一起,從而實現服務器集群可以通過kvm轉換板共享一套光驅、軟驅、鍵盤、顯示器和鼠標,以訪問多臺服務器,從而便于進行升級、維護和訪問服務器上的文件,在很大程度簡化了設備的連接和管理。顯然,集群的服務器數越多,這一優勢更明顯。 4.3 系統完備的可伸縮性 數字化校園建設整體是一個循序漸進、不斷擴充的過程,系統的可伸縮性性能是日后進行擴展必須考量的一個重要指標,也是數字化校園建設中長期規劃的一個重要環節。在服務器平臺搭建上,主要是指可通過增加容量擴展和跨越處理器進行負載平衡的能力。 隨著需求的不斷增加和變化,服務器集群提供了隨著發展進行擴展支付的環境:向現有系統內添加節點的能力,并重新實現負載平衡機制。實際應用中所采用的刀片服務器在群集擴展能力方面,具有先天優勢,只需要把各個“刀片”插入到刀片機箱中,利用自身的集群管理軟件就可以很輕松地擴展刀片服務器群。 除擴展性能之外,服務器集群技術亦是實現負載均衡的基礎。負載平衡意味著將相關應用和資源從繁忙節點轉移到不繁忙節點,從而能從容應對大量的并發式訪問請求,以減少用戶等待響應的時間。或者,單個重負載的運算可分擔到多臺節點設備上做并行處理,使系統處理能力得到大幅度提高。 以web應用為例,web應用服務器集群系統,是由一群同時運行同一個web應用的服務器組成的集群系統,即通過服務器集群技術將若干服務器劃分為一個應用群組,以建立高可用性web服務器集群,形成負載均衡集群。在這樣的集群配置中,多臺服務器可以執行同樣的應用和數據庫操作。在案例中,通過linux virtual server應用層集群的部署,可提供和節點個數成正比的負載能力。 通過對數字化校園中諸如網絡教學等應用的分析,web應用占很大的比重,數字化校園的服務承載及業務處理的主應用服務器,主要完成來自web服務器轉發的業務處理請求。集群服務器將眾多的訪問請求分散到系統中的不同節點進行處理,從而實現了更高的有效性和穩定性。在外界看來,整體表現就像是一個服務器一樣。均衡了集群服務器的負載,則達到優化系統性能的目的,而這也正是基于web的應用于數字化校園門戶所必須具備的特性。 4.4 快速的故障恢復能力 服務器集群把可用性和可伸縮性這兩個優點集于一身,因此其快速的故障恢復能力是明顯的。在故障服務器重新回到聯機初始狀態時,群集服務將自動在群集中重新分配工作負荷,將應用服務部署于剛加入的節點機中。 5 結束語 綜合以上考量,服務器集群技術為數字化校園建設提供了實現高可用性、高可管理性和高伸縮性能的選擇,從而為數字化校園整體性能的提升注入充足的動力。 參考文獻 [1] 康小軍,邵虹,劉吉濤.《負載均衡技術解決網絡教學瓶頸》. http:///,中國教育網絡,2007-12 [2] 王虎.《服務器集群技術及其在視頻網絡中的應用》. 河南省廣播電視優秀科技論文,2004 [3] 郎宇征,賈美英.《服務器集群為數據庫系統搭臺》. http://.cn/,2005