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1、第8章学校现代教育技术环境“现代教育技术”课程组制作：Zhang Sujing学校现代教育技术环境校园网基本概念校园网基本概念多媒体教室多媒体教室网络机房网络机房 人机工程原理人机工程原理微格教室微格教室 一、校园网基本概念计算机网络的定义：计算机网络的定义：计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介质相互物计算机网络是将若干台独立的计算机通过传输介质相互物理连接，并通过网络软件逻辑地相互联系到一起而实现资理连接，并通过网络软件逻辑地相互联系到一起而实现资源共享的计算机系统。源共享的计算机系统。计算机网络组成四要素计算机网络组成四要素连接对象连接对象连接介质连接介质连接的控制机制连接的控制机制
2、连接的方式与结构连接的方式与结构网络的分类从地理区域分：从地理区域分：局域网局域网 LAN (约约1KM以内以内)广域网广域网 WAN(几十几十几千几千KM)城域网城域网 MAN (约约550KM)从网络的拓扑结构分从网络的拓扑结构分星型网星型网树型网树型网总线型网总线型网环型网环型网网状网网状网校园网络的结构校园网络的结构Intranet：就是一类基于Internet技术的企业内部网络，它通过防火墙与Internet连接。在Intranet中，除了能够完成传统局域网的所有操作外，还可以实现Web浏览、FTP文件传输、E-mail收发、BBS讨论和聊天等原本在Internet上才能实现的功能。
3、防火墙InternetWeb/FTP服务器数据库/Mail/VOD服务器路由器Intranet主干交换机校园网络的结构校园网络的结构校园网络(CampusNetwork)通常是指利用网络设备、通讯介质和适宜的网络技术与协议(例如TCP/IP协议等)以及各类系统管理软件和应用软件，将校园内计算机和各种终端设备有机地集成在一起，同时通过防火墙(Firewall)与外部的Internet网络连接，以用于教学、科研、学校管理、信息资源共享和远程教育等方面工作的局域网。校园网络是Internet技术在学校中的一个典型应用，换言之，校园网络就是一个特殊的Intranet。校园网组网技术与理念组网技术：组网
4、技术：快 速 以 太 网/千 兆 以 太 网（Fast Ethernet/GigabitEthernet）是目前使用最广泛的网络技术，目前传输速度可达1000Mbps以上，由于千兆以太网和过去大量使用的以太网与快速以太网完全兼容，并以易掌握和管理、升级费用低等优势发展成为主流网络技术。随着千兆以太网技术的不断完善，尤其是对多媒体信息传输的改善，大、中、小学在建设校园网时越来越多地把千兆以太网作为首选的主干技术。组网理念组网理念“硬件+软件+现代教育”模式的新一代校园网概念。校园网络的功能校园网络的功能信息发布学校的Web主页犹如学校的一个窗口，学校可以通过这扇窗口向世界各地的人们充分展示学校的
5、形象。一般说来，学校主页的主要内容应包括：学校历史、院系、部门介绍、专业设置、招生与分配信息、教学与科研信息等等。教学应用校园网的主要功能就是教学应用，它可以由网络教学平台提供支持，以网络教学信息资源库作为信息来源，运用多种网络工具完成网络教学任务。校园网络的功能校园网络的功能教学应用教学应用网络教学支持平台：网络教学支持平台是学校开展网络教学活动的支撑系统，它可以包括网络备课、网络授课、网上课程学习、网上练习、在线考试、虚拟实验室、网络教学评价、作业递交与批改、课程辅导答疑、师生交流、教学管理等模块。教学信息资源库：教学信息资源库是学校进行网络教学的重要组成部分，它包括多媒体素材库、教案库、
6、课件库、试题库、学科资料库等等。校园网络的功能校园网络的功能管理应用建立在校园网络基础上的学校管理信息系统(MIS)可以为学校在人事、教务、财务、日程安排、后勤管理等方面，提供一个先进的分布式管理系统。科研应用共享各类计算机软、硬件资源及学术信息资源，从而提高科研的效率，降低科研的成本。同时，可进行信息检索，探讨最新的思想，发表、交流学术观点，交换论文等。数字化图书馆数字图书馆是以数字化格式存储海量的多媒体信息并能对这些信息资源进行联机查询、借阅等高效的操作，还可为管理人员提供业务数据，及时分析研究，加强宏观管理。校园网络的组成校园网络的组成校园网系统主要包括网络传输媒质交换设备（交换机、路由
7、器、集线器等）服务器、工作站管理服务软件系统等部分组成。服务器服务器（Server）是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机。网络中所执行的任务不同可分为：Web服务器、数据库服务器、视频服务器、FTP服务器、Mail服务器、打印服务器、网关服务器、域名服务器等等。校园网常见互联设备集线器集线器(HUB)：集线器是计算机网络中连接多个：集线器是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备计算机或其他设备的连接设备。功能：转发、放大、管理等。功能：转发、放大、管理等。如果网络中计算机的数目较多，可将集线器级联使如果网络中计算机的数目较多，可将集线器级联使用或选用可堆叠集线器用或选
8、用可堆叠集线器 校园网常见互联设备交换机交换机(Switch)：也是一个多端口的连接设备。：也是一个多端口的连接设备。功能：转发、放大、管理、交换等。功能：转发、放大、管理、交换等。与集线器的主要区别在于与集线器的主要区别在于：从工作方式看，集线器采用广：从工作方式看，集线器采用广播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他所播模式，也就是说集线器的某个端口工作的时候，其他所有端口都能够收到信息，容易产生广播风暴。当网络规模有端口都能够收到信息，容易产生广播风暴。当网络规模较大时，网络性能会受到严重影响。而当交换机工作的时较大时，网络性能会受到严重影响。而当交换机工作的时候，只有发出请示的
9、端口和目的端口之间相互响应，而不候，只有发出请示的端口和目的端口之间相互响应，而不影响其他端口（即点对点方式，交换机有地址记忆影响其他端口（即点对点方式，交换机有地址记忆功能）。功能）。交换机可级联也可堆叠交换机可级联也可堆叠 校园网常见互联设备路由器(Router)：路由器是连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。功能：即数据通道功能和控制功能，数据通道功能一般由硬件来完成，控制功能一般用软件来实现。校园网常见互联设备网关网关(Gateway)：网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的
10、网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的功能，而且能对两个网络段中使用不同传输协议的数据进功能，而且能对两个网络段中使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换，从而使不同的网络之间能进行互联。行互相的翻译转换，从而使不同的网络之间能进行互联。网关一般是一台专用的计算机，该机器上配置有实现网关一般是一台专用的计算机，该机器上配置有实现网关功能的软件，这些软件具有网络协议转换、数据网关功能的软件，这些软件具有网络协议转换、数据格式转换等功能。格式转换等功能。校园网常见互联设备防火墙（防火墙（Firewall）：是是指指一一种种将将内内部部网网和和公公众众访访问问网网(如如Internet)
11、分分开开的的技技术术、硬硬件件或或软软件件。防防火火墙墙对对流流经经它它的的网网络络通通信信进进行行扫扫描描，能能过过滤滤一一些些攻攻击击，关关闭闭不不使使用用的的端端口口，禁禁止止特特定定端端口口的的流流出出通通信信，封封锁锁特特洛洛伊伊木木马马等等程程序序，禁禁止止来来自特殊站点的访问，防止来自不明入侵者的所有通信。自特殊站点的访问，防止来自不明入侵者的所有通信。防火墙的类型：防火墙的类型：防防火火墙墙可可以以是是硬硬件件自自身身的的一一部部分分，如如路路由由器器，将将因因特特网网连连接接和和计计算算机机都插入其中。都插入其中。防防火火墙墙也也可可以以在在一一个个独独立立的的计计算算机机上
12、上运运行行的的软软件件，该该机机器器作作为为它它背背后后网络中所有计算机的代理和防火墙。如代理服务器。网络中所有计算机的代理和防火墙。如代理服务器。对于直接连在因特网的对于直接连在因特网的PC机可以使用个人防火墙软件。机可以使用个人防火墙软件。网络传输媒质双绞线（TwistedPair）：是由两根相互绝缘的铜导线按照一定的规格互相缠绕在一起而成的网络传输介质。它的原理是：如果外界电磁信号在两条导线上产生的干扰大小相等而相位相反，那么这个干扰信号就会相互抵消。常用的无屏蔽层双绞线由4对双绞线和一个塑料护套构成。由于线缆的长度受到衰减的严重限制，所以在当前的技术下，传输数据的距离一般限定在100米
13、范围内，双绞线是目前局域网中使用最多的传输媒质。网络传输媒质光纤（Fiber）：光纤是以光脉冲的形式来传输信号，材质以玻璃或有机玻璃为主的网络传输介质。它由纤维芯、包层和保护套组成。光纤分类：按其传输方式可分为单模光纤（直线传播）和多模光纤（折射传播）。单模光纤较多模光纤具有更高的容量和更大的传输距离，但价格比较昂贵。光纤具有极高的传输带宽，目前技术可以1000Mbps以上的速率进行传输。光纤的衰减极低，抗电磁干扰能力很强，所以传输距离可达20公里以上。校内各个院系网络各院系内部交换机3548校园中心交换机4006教育网服务器群PIX535防火墙Catalyst6509DHCP服务器记费管理服
14、务器WWWEmailFTPDNS公共应用电信宽带IP网CHINANET1G1G1G1G数据库双机报表统计工作站验证服务器网管记费处理中心采集预处理（出口/区间）阵列Catalyst6509GEC校园中心交换机4006校园内33栋学生宿舍1G1G备份10/100MZ大学校园网结构图Internet接入技术基本的接入方式局域网接入电话线接入有线电视电缆接入电力接入其他方式：其他方式：卫星接入：无线接入：Internet接入方式（列举）ADSL接入接入：ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line，不不对对称称数数字字用用户户环环路路)是是一一种种能能够够通通过
15、过普普通通电电话话线线提提供供宽宽带带数数据据业业务务的的技技术术，是是目目前前较具发展前景的一种接入技术。较具发展前景的一种接入技术。ADSL支支持持上上行行速速率率640kbps1Mbps，下下行行速速率率1Mbps8Mbps，素素有有“网网络络快快车车”之之美美誉誉。因因其其用用户户投投资资少少，仅仅需需购购置置一一台台ADSL Modem，安装方便快捷，可以同时通话和上网等特点。，安装方便快捷，可以同时通话和上网等特点。VDSL接入接入：VDSL（Very High Bit Rate DSL，极极高高位位速速率率DSL）可可被被视视为为ADSL的的下下一一代代，也也和和电电话话共共用用
16、同同一一条条线线，但但比比ADSL还还要要快快，提提供供上上下下行行对对称称的的10Mbps-30Mbps速速率率甚甚至至更更高高。目目前前VDSL技技术术处处于于发发展展初初期期，由由于于有有着着和和ADSL同同样样的的优优势势，受受到到越越来来越越多多用用户户的的青青睐。睐。Internet接入方式（列举）线缆接入线缆接入：Cable-Modem(线线缆缆调调制制解解调调器器)是是近近年年开开始始试试用用的的一一种种超超高高速速Modem，它它利利用用现现成成的的有有线线电电视视(CATV)网网络络进进行行数数据据传传输输，是是一一种种比比较较成成熟熟的的技技术术，提提供供上上行行速速率率
17、500kbps10Mbps、下下行行速速率率2Mbps40Mbps。光纤光纤+以太网接入以太网接入FTTx+LAN（光光纤纤+以以太太网网）是是一一种种光光纤纤加加五五类类网网络络线线的的宽宽带带接接入入方方式式。它它将将光光纤纤直直接接接接入入小小区区和和单单位位的的中中心心机机房房，然然后后通通过过五五类类线线与与各各用用户户的的计计算算机机相相连连，为为广广大大用用户户提提供供高高速速上上网网和和其其他他宽宽带带数数据据服服务务。采采用用以以太太网网接接入入方方式式可可以以实实现现千千兆兆带带宽宽到到小小区区、百百兆带宽到楼道、十兆带宽到桌面。兆带宽到楼道、十兆带宽到桌面。二、多媒体教室
18、基本功能基本功能连接校园网、CERNET、Internet，使教师能方便地调用丰富的网络资源，实现网络联机教学；连接闭路电视系统，充分发挥电视媒体在教学中的作用；演示各类多媒体教学课件，开展计算机辅助教学；播放录像、等视频教学节目；展示实物、模型、图片、文字等资料；能以高清晰、大屏幕投影仪显示计算机信息和各种视频信号；用高保真音响系统播放各种声音信号。多媒体教室多媒体教室常见设备：通常由投影仪、投影幕、多媒体计算机、视频展示台、影碟机、录像机、音频卡座、功放、集中控制系统等组成，多媒体教室主要设备（列举）控制面板控制面板侧光源侧光源幻灯片插槽幻灯片插槽摄像头（镜头摄像头（镜头 90度旋转）度旋
19、转）侧光源侧光源专业背光板专业背光板视频展示台视频展示台不但能将胶片上的内容投到屏幕上，而且可以将各种实物，甚至可活动的图像投到屏幕上。多媒体教室主要设备（列举）投影仪投影仪是多媒体教室中计算机、视频展示台、VCD、录像机的视频再现设备，是目前多媒体教室中价格最贵的设备。多媒体教室系统结构系统结构话筒话筒投影仪投影仪展示台展示台功放功放按键面板按键面板音箱音箱银幕银幕显示器显示器计算机计算机中中央央控控制制系系统统校园网校园网VGA视频视频音频音频音频音频视频视频VGA音频音频多媒体设备控制面板一键开/关机：目前许多多媒体教室已经采用了具有“一键开/关机”功能的集中控制系统来管理多媒体教室的设
20、备，操作十分方便。注意事项按“下课”按钮后，五分钟后方可进行其他操作。三、网络机房网络机房通常由计算机网络和网络教学系统两部分构成。计算机网络计算机网络（c）小组协作型（d）综合型音视频传输线交换机教师机服务器InternetInternet教师机服务器银幕交换机网络机房网络教学系统网络教学系统网络教学系统是指在计算机网络系统的基础上网络教学系统是指在计算机网络系统的基础上为开展网络多媒体教学所提供的控制系统，它为开展网络多媒体教学所提供的控制系统，它包括包括多媒体控制多媒体控制与与教学管理教学管理两部分。两部分。多媒体控制部分：多媒体控制部分：基于硬件方式的多媒体控制 基于软件方式的多媒体控
21、制教学管理部分：教学管理部分：该部分直接支持网络机房的教学活动。教学管理部分教学功能教学功能 示范功能示范功能 交互控制功能交互控制功能 监视功能监视功能 学生控制功能学生控制功能 分组讨论功能分组讨论功能 电子举手功能电子举手功能。四、人机工程原理四、人机工程原理什么是人机工程学：什么是人机工程学：为解决为解决“人人-机机-环境环境”系统中人的效能、健康系统中人的效能、健康问题提供理论与方法，指导工作与学习的器具、问题提供理论与方法，指导工作与学习的器具、方式和环境的设计和改造，使其在效率、安全、方式和环境的设计和改造，使其在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。健康、舒适等几个方
22、面的特性得以提高。网络机房、多媒体教室的人机工程环境设计网络机房、多媒体教室的人机工程环境设计电脑桌、椅的人机工程设计电脑桌、椅的人机工程设计五、微格教室何谓微格教室？何谓微格教室？是以现代教育理论为基础，利用先进的媒体信是以现代教育理论为基础，利用先进的媒体信息技术，依据反馈原理和教学评价理论，分阶息技术，依据反馈原理和教学评价理论，分阶段系统培训教师教学技能的活动。微格教室是段系统培训教师教学技能的活动。微格教室是进行微格教学的场所。进行微格教学的场所。微格教学的特点微格教学的特点：“训练课题微型化，技能动作规范化，记录过训练课题微型化，技能动作规范化，记录过程程声像化声像化，观摩评价，观
23、摩评价及时化及时化”。数字化网络化微格教学系统微格教学系统微格教学设施包括主控室和微格教室两部分微格教学的实施微格教学的实施学学习习相相关关知知识识确确定定训训练练目目标标评评 价价 反反 馈馈示示范范观观摩摩分分析析与与讨讨论论编编写写教教案案角角色色扮扮演演与与微微格格实实践践修修改改教教案案重复训练微格教学的实施步骤微格教学的实施步骤思考题？1.简述校园网络的主要设备与基本功能。2.什么是防火墙？它有什么作用？3.常用的网络互联设备有哪些？各有什么作用？4.简述多媒体教室系统的基本构成。5.简述网络机房的基本构成，网络教学系统能实现哪些功能？6.什么是人机工程学？7.根据人机工程学原理，在现代教育技术环境中应该注意哪些问题？8.微格教学系统由哪几部分构成？它们在微格教学中起什么作用？9.如何组织微格教学训练？为了适应教育信息化的发展，需要开展哪些微格训练项目？综合实践活动多媒体教室以及相关设备的操作技能训练。具体目标为：（1）了解多媒体教室的功能及设备配置；（2）了解多媒体教学与教学设备的关系；（3）掌握多媒体教室的使用方法。问题讨论：（1）在多媒体教室上课，教师的教学应该有哪些变化？（2）为什么在关闭所有设备电源后，需要等待3至5分钟才能关闭总电源？