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无线数字校园网 无线网络无限应用

   “数字校园”从广义上讲就是指学校的信息化。数字校园工程将通过建设宽带多媒体信息网络、校园学科教学信息系统等基础设施平台,整合学校信息资源,建立电子校务、电子教务、远程教育保障等信息系统及信息化班级,最终形成一个体系完善、功能健全、组织有序的数字信息体系,从而逐步实现校内育人环境和部分社区教育环境的信息化。

    随着无线互联网技术的飞速发展和商业化普及,“宽带无线”正在取代“宽带”成为校园网基础建设的热点。“移动数字校园”或者“无线数字校园”也成为近来数字化校园和教育信息化建设过程中的热门话题。随着在欧美地区校园网建设中的成功应用,“移动数字校园”正在“西风东渐”,成为中国教育信息化建设先进模式的特征和方向。

    “移动数字校园”是在深层次上实现计算机科学、信息科学、教育科学、系统科学的有机融合,从而开拓一系列全新的研究、发展与应用领域。 基于这一理念,传统普通教育中的教学管理、课堂教学组织原则、教育评价、德育工作等等从观念到实施都将发生较大的转变。

从“设备无线”到“应用无限”,移动数字校园的两个发展阶段

    数字校园作为所有教育信息化整合中实施与应用的关键所在,其创新思路与现代网络技术的有机融合将是构成核心内容的主导方向。无线局域网(WLAN)以“无线与无限”的特点深入数字校园全程建设过程中,无疑给数字校园带来了丰富应用的生命原动力——移动数字校园。目前,移动数字校园已经在“北京二中”、“人大附中”等重点学校率先展开。通过采用无线技术,对数字校园的信息基础设施和应用的访问范围被放大,校园网的应用不再拘泥于教室、实验室、图书馆的物理空间和有限的网络接口,整个教学园区都成为一个虚拟的大教室,教员和学生可以在园区内随时随地访问校园网和互联网。

    移动数字校园的发展应该分为两个阶段。第一阶段,也是目前各学校广泛认知和采用的第一代移动数字校园技术,主要通过在数字校园信息基础设施中引入无线局域网这样的低成本宽带无线技术,实现局部的物理校园网络接入扩展,在基础网络接入层面实现快速低成本网络覆盖和组网。把教职员工和学生从网线的羁绊中解放出来,实现初步的、局部的移动教学。这个阶段的主要特征是对现有数字校园有线网络基础设施的延展和补充。

   “移动数字校园”建设第一阶段的主要特征是:无线网络应用于电教中心、实验班等局部区域,部分师生实现基本的无线接入、组网和应用。由于第一代移动数字校园上网终端主要依靠笔记本电脑,成本较高,增加了移动数字校园方案应用普及的难度。从目前的移动数字校园建设情况来看,第一代“移动数字校园”主要采用无线局域网技术,从网络链接的层面解决了校园网内部的接入覆盖和灵活组网问题,但与有线校园网相比并未对教学模式延伸和教学应用创新产生较大影响,因此第一代“移动数字校园”的投资回报并不是很清晰。

    鉴于这些原因,第二代移动数字校园在日益成熟的宽带无线IP技术标准推动下应运而生,第二个阶段将在实现随时随地的网络设备与计算终端联接的基础上,进一步推动数字教学应用和教学模式的延展。这个阶段的主要特征是:

    类似移动IP这样的宽带移动技术引入第二代“移动数字校园”的建设体系。移动性已经从局部扩展至全局,从多个数字孤岛走向融合,从笔记本电脑扩展到台式机、掌上电脑等多种设备,以及所有校园网上的终端设备。园区的子网之间、园区子网与师生家庭网络之间都可实现无缝漫游,移动数字校园的移动性真正实现从电脑终端的局部移动向教学应用无限漫游的质的飞跃。

    无线局域网与移动IP技术在中小学数字校园中的综合应用成为构建“移动数字校园”的关键核心部分,移动IP技术的引入将彻底整合和盘活有线和无线校园网信息基础设施,把校园网应用范围扩展到公众网络和师生的家庭网络。

    教学模式的延展表现为从传统的一对多走向一对一和端对端、从校园扩展到家庭、从间歇被动走向主动连续。教学应用将真正实现设备无关、应用随身,师生可充分利用笔记本、台式机、校园网终端、家庭网络终端等教学资源,实现连续的超越有线空间和教学终端局限的应用模式延伸。

    教学模式的延展和师资资源的复用使得这个阶段学校对对无线技术的投入产出更加明确。学生的书包里不一定非要再添加3公斤多的笔记本电脑才能实现移动教学应用,第二代移动数字校园使得师生无论是使用笔记本还是台式机、无论是在校园还是在家中都可以实现一直连贯的教学应用。

    第二代移动数字校园采用了符合国家标准的完善的无线安全机制,使面向未来的数字校园信息系统投资得到有力保护,同时也大大提升了整个数字校园信息基础设施的安全性、可管理性和可扩展性。

    第二代移动数字校园的建设与实施后,为全面整合校园信息化(多媒体教学、数字图书馆……),推动教学模式的个性化、连续化和高效率,充分利用成熟适用的先进网络技术实现核心教育资源的整合与利用,跨越式建设以应用为核心的下一代数字校园将起到非常重要的作用。

    安全无线给师生松绑

    北京二中采用捷通通信的无线局域网产品,构建出一个高可靠的、绝对安全的、高性能、扩展灵活并且可管理可运营的无线网络办公教学网络环境,所用设备完全符合无线局域网国家标准GB 15629.11/GB15629.1102,保护了二中的设备投资。同时,网络具有很好的扩展和兼容性和可管理性,采用了国标规定的WAPI加密认证方式,对符合国家标准的无线局域网设备经过二中网络中心的授权后,就可以轻松地接入二中的网络,非法用户和未经受权的用户无法接入该网络,确保该网络的安全可靠。该方案还采用了ACS无线网络接入控制设备,使得该网络也具有计费功能,可对加入该网络的每一台设备实施计费管理,实现接入设备的可控、可运营、可管理。

    据北京二中的无线校园网应用情况可得出:采用无线网络教学的形式,可以进行更为生动的互动教学,无论是学生间的协作学习还是学生和老师间的交流都将得到极大的强化。在传统的计算机机房进行网络教学,由于采用的是台式机和固线接入网络的方式,学生间无法进行面对面的沟通,分组讨论更是无从谈起。

    而利用无线网络和笔记本电脑,学生可以不受时间和空间的限制,随意分组,从而大大提高了协作学习的效率。同时通过教室外的无线环境,学生可以随时随地进入学校图书馆数据库查询所需资料,这在一定程度上也缓解了目前学校图书馆、自习室抢座位的普遍现象,使校园网核心信息资源的复用和共享提高到了一个摆脱教育基础设施空间局限的“无限”的层次上。

    这种教与学的无线网络应用环境是开放的、自由的、延伸的。同时,也为进一步探讨学校如何更有效地进行信息化再建设,以及探讨无线环境下教学模式的变化对信息化手段的新需求都做了良好的“硬件”准备。学校以校园有线网和无线网络为基础,其工作重点将是研究制定学习指导原则、提供教学资源(课程学习、实验、实习等)、考查学习效果、颁发学历文凭。例如,学生在图书馆借书,只需在电脑上输入自己的姓名、学号和所要的图书名称,电脑屏幕上立刻就会显示该书在学校、本市或全国主要图书馆的位置和编号,对本校图书,管理人员很容易就能找出该书并办理借阅手续。有分析人士指出,无线网络因其更自由的上网方式、更宽松的上网时间和连接的灵活性,可以实现随时随地上网学习及便利的双向沟通,因此,无线网络将成为未来教育网络的一种主要方式 。如何把无线网络技术更加有效的应用到教学实践当中,也成为教育与IT通信等业界非常关注的一个问题。

   移动IP盘活校园网

    目前,在数字校园的规划蓝图中,基础网络的建设进程与实施效果存在着较为明显的不成比例的问题。基础网络的成功建设并不是意味着校园信息化的完成,关键是如何使用该目前已有的公众网络、家庭网络和校园网络服务于现代化教学。移动IP技术作为新一代网络技术的重要组成之一,它的应用特点就是在网络环境基础上使用户及用户群彻底摆脱地理、空间及时间等位置上的束缚,提供跨越公众网络、家庭网络和校园网络的强韧的漫游功能,保证了网络访问的双向性、应用的连续性和移动性,并提供了安全可靠数据传输的安全加密。移动IP技术及系统在数字校园中的应用。

    对于出差、去分校或者在家的教师,可以使用固定的私网IP地址通过移动IP系统随时接入校园网(教学楼局域网——家网)。还可以使用该地址方便的在校园网各子网之间轻松漫游,随时随地方便的使用各种资源。在上图中,不难看出移动IP可对原有校园网络有机而灵活的组织起来,无论在教师是在学校内部、外部、家庭,身处不同的网络环境都可通过移动IP技术利用专网、互联网等不同网络获得一致的、连续的、端到端和安全的教学应用,从无线局域网对校园网基础设施覆盖的扩张到移动IP对教学应用模式的扩张,第二代移动数字校园正编织着一张可扩展、可管理、“教学延伸无极限”的的无疆校园网。

    利用移动IP系统中的网筝系列(单机版),学生可以在家中直接访问网络远程教学中心的所有资源,教师与学生、学生与学生之间还可以进 行互动的交互,最大限度的提高了网络教学质量。

    移动IP最大化地盘活了原有的校园网络,并使其网络可无限延展,从而彻底摆脱了空间地理位置的束缚和任意漫游。同时,快速整合原有网络,随意组合与控制管理,可明显地表现出以下几点内容:

1.总校区和分校区之间架设快速双向通道,可实现移动教学。
2.出差或在家时,可随时返回校园内部,实现通畅的资源获取。
3.教学组内的教师间能够透明地、便捷地、迅速地实施网络重组与互访。
4.各中、小学校区之间可架构成本低廉、性能优质的教育专用网络。
5.网络教育中,数字化教与学的点对点连接。
6.提供有效地网络安全机制,并可集中管理所有网络成员。
7.一次性投入,可终身受益。

   技术创新助力教育创新

   在教育信息化进程中的数字校园工程中,无线局域网的实施激发了教育体制的创新,而构建一套完善安全的无线局域网就其长远目标出发考虑,其建设成效的适用性十分显著。中国国家无线局域网标准的颁布对移动数字校园的无线网络的建设起到了积极的推进作用和保护作用。更为重要的是,相对于不断更新换代的无线局域网技术,符合该国家标准的产品方案对我教育校园无线网络也有着显著地长期的投资保护效用。

   移动IP技术及系统在有线校园网络中的盘活功效对教育信息化及网络的合理应用更至关重要。从无线网络和移动IP技术及系统二者自身特点的如果紧密结合起来,则可打造出全新理念的数字校园——移动的无疆的数字校园网络。

    在移动数字校园的建设中,北京二中敢为人先,直接选择了第二代移动校园技术,因为我们已经清楚地看到:面向应用的第二代无线校园网将大幅提升校园网络的使用价值,充分保护校园网现有投资;通过采用真正实现无线漫游的第二代校园网技术从投资回报、设备利用率、面向应用、可扩展性、安全性等几个方面全面超越第一代无线校园网,对新建校园无线网络基础设施的投资回报不在局限于网络建设成本的较低,而是着眼于面向移动教学应用、面向信息社会教育发展趋势、面向下一代数字校园的技术趋势。如果无线网络在教学上的深入应用是开创了中小学教育的先河,那么移动IP的广泛应用则是世界教育界的首创。我们在整合所有优势网络资源进行的教育
深研究,也为国内教育研究引入了一种新的模式,其意义将是深远而广泛的。”

 

 

信息来源:中小学信息技术教育 北京东城区教委 李 奕
 
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·北京二中利用移动IP实现数字校园网(2004-11-29 14:26:23)

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