农村初中校园网建设的策略及应用研究.docx
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农村初中校园网建设的策略及应用研究
农村初中校园网建设的策略及应用研究
摘要:
农村初中校园网建设是变革传统的教学手段、教育模式和观念的需要,是实践“三个面向”,推进课改发展,推进素质教育的需要,是推进学校教育信息化和教育管理现代化的需要,是缩短城乡间学校现代化技术装备的差距,增加学校之间的各种交流的需要。
农村初中校园网建设面临着硬环境和软环境等问题,因此农村初中校园网建设应一切从实际出发,要处理好独立开发与协作开发的关系,要注意设备资源的扩充性伸缩性,要一切为教育教学服务,十分注重教学应用系统,要注重可靠性与安全性,还要注重人员信息化素质的培养。
农村初中校园网主体技术方案的设计要围绕以上原则实施,其中包括硬件规划和软件规划,包括校园网的使用及管理分工。
在农村初中校园网建设与开发过程和后续过程中应注意:
既要注重前期建设,又要重视后期投资;既要注重设施更新,又要重视人员“充电”;既要注重充分使用,又要注意日常维护;既要广开网络渠道,又要重视网络安全。
关键词:
农村初中,校园网,规划,建设,使用与管理
国家教育部颁布的《初、中等学校校园网建设规范》定义:
校园网系指校园内信息装置互联运行的技术和软件等构成的为学校管理和教育教学服务的集成应用系统,并可通过与广域网的互联实现远距离信息交流和资源共享。
随着科学技术的日益高速发展,农村学校也逐步踏上了信息技术教学的快车道。
学校校园网的建设和使用也逐渐从城市发展到农村,为农村教育创造了良好的育人环境。
笔者作为一名农村初中教师,将在本文中试从农村初中的角度出发,论述校园网络规划设计中涉及到的思想理念、网络技术、规划设计方法、网络性能及应用分析等问题,旨在为自身所在学校校园网络的规划、设计、建设和升级改造等方面在技术及应用上提供参考,从而使学校的校园网络具备较高的整体性能。
一、开发建设农村初中校园网的必要性与重要性
㈠是变革传统的教学手段、教育模式和观念的需要
传统的课堂教学过程中作为中介的教学资源一般就是有限的书本、讲义等等,师生只能通过黑板、粉笔、练习本、试卷等书面形式及面对面口头问答等方式进行双边活动以实现信息的交流。
而计算机及其网络的应用方面的优势是十分巨大的。
如果我们能够在教学过程中充分、合理地利用这些优势,则将使传统的课堂教学实现资源共享的无限化,信息交流形式的多样化,师生课堂互动的多元化,教学信息反馈的快速化,课堂教学的效率将会因此而极大地提高。
㈡是实践“三个面向”,推进课改发展,推进素质教育的需要
邓小平同志早就提出:
“计算机的普及要从娃娃抓起”、“教育要面向现代化,面向世界,面向未来”。
从《面向二十一世纪教育振兴行动计划》到《党中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》,都充分体现了党和国家领导人对教育改革和发展的关注,都十分注重大力提高教育技术手段的现代化水平和教育信息化程度和加强校园网络或局域网络建设。
只有把计算机的教学开展起来,把校园网络的建设真正搞起来,从单机到局域网,从局域网接入国际互联网,加强信息技术与学科的整合,提高教育教学信息化水平。
只有这样,我们的教育、教学才能走向世界,及时把握住世界呼吸的命脉,充分享受整个人类的文化宝库。
㈢是推进学校教育信息化和教育管理现代化的需要
在校园网硬件建设基础上,加强校园网的软件建设,构建起信息管理系统,它可以包括:
校长办公系统、教师电子备课系统、电子图书管理系统、学籍管理系统、师资管理系统、学生成绩管理系统、人事工资考勤管理系统、题库管理系统、考核评估管理系统……等等,从而基本实现学校教育信息化和教育管理的现代化。
㈣是缩短城乡间学校现代化技术装备的差距,增加学校之间的各种交流的需要
校园网建设在城市中小学起步较早。
这个信息社会可以说是日新月异、信息瞬变,我们农村初中的校园网建设不能只靠等,只有逐步发展起来,才能缩短差距。
“校校通”工程、“现代远程教育工程”这样的工程为我们农村初中的校园网建设提供了良好的外部环境,只有建设好自己的校园网,才能使我们和城市学校之间全方位、多信息的交流成为可能(如网上发布信息,资源的共享等),这是传统的交流方式所无法替代的,从而也增进了校际之间的友谊。
二、农村初中校园网建设面临的问题
在校园网建设方面,农村初中客观上面临以下的困难:
㈠硬环境问题:
从我所在的学校所处的地区看,初中的办学条件要比同一个地区的小学或者高中差,初中的校园建设与管理一直以来都是一个软肋,是一个薄弱环节。
相比之下,初中的办学条件艰苦,办学资金紧缺,办学设施和设备不够完善。
㈡软环境问题:
相比小学教师(合格学历是中师,以前只有优秀的初中毕业生才会被中师录取)和高中教师(合格学历是大学本科),初中教师的师资质量要差一截(初中教师的合格学历是大专)。
体现在人员对校园网建设的认识不足、不够重视,人员信息技术素质不高、信息技术水平跟不上,缺少全员参与的观念等等。
三、农村初中校园网建设应把握的若干原则
㈠一切从实际出发
农村初中的校园网建设必须注重经济性、先进性和实用性,要尽量做到简略而不俗,精小而厚重。
受条件限制,农村初中的信息装备参差不齐,就大多数而言,也只有一台服务器和几十台计算机。
面对简陋的计算机设备,要充分地利用好,不能将计算机零散使用,这需要管理者有机地将现有计算机联结起来,运用网络技术组建成符合农村学校实际的校园网络。
农村学校虽没有优越的条件和较为扎实的办学基础,但在校园网建设过程中仍要体现学校的办学特色,要能通过校园网展示农村办学的特点。
内容和形式不需要面面俱到,可从学校最易着手的地方,最精彩的和最有特色的地方去深入表现,体现学校的办学理念,在这一点上要做到内容丰富,有深度和广度,真正体现“网不在大,有精则灵”的建站思路。
㈡处理好独立开发与协作开发的关系
作为农村学校,在建设与开发校园网时,必须从学校的经济基础和人力资源条件出发,从学校现实的教育教学需求出发,在总体设计上应倾向于独立开发,特别是不要盲目去让开发商包揽全部设计,因为开发商的主要意图总归是赚钱,他们不管学校的真正需要,他们只管推销产品,而且会不遗余力地推荐高端产品,这样才能有利可图。
如果学校能有机地处理好独立自主开发与开发商协作开发的关系,也就是学校拿方案,商家只负责技术支持,这样将会有利于教师在信息技术应用上的提高,不仅节约了经费,而且也方便日后的管理与更新。
㈢注意设备资源的扩充性伸缩性
作为农村学校,经费不足那是一个通病,想一步到位是不可能的。
所以校园网的建设项目必须分阶段实施。
一般整体布局的框架必须设计全面,能有利于设备的逐渐添置,另一方面在使用过程中要逐渐改进网络性能,逐步扩充网站规模。
所以,在建设校园网时需要有发展的整体规划方案,具有前瞻性,做到可扩充,可伸缩,但要确保校园网的完整性。
校园网未来的可扩展性应与经济可行性相结合。
根据农村学校经费实际情况,做到既不浪费,也不要紧缩开支而制约了校园网的建设与开发,要做到恰到好处,用最少的经费建设出最好的网络。
㈣一切为教育教学服务,十分注重教学应用系统。
一切为教育教学服务是校园网建设的一个非常重要的原则,也是校园网建设与开发的主要目的之一。
要根据学校的实际情况,在信息服务平台上,开发、配置适应性、应用性较强的教学应用系统,提供丰富的网络应用和服务,如建设与开发文章管理系统和课件、学件下载系统,教育BBS论坛、校园网上电子图书室、模拟电子实验室,充分体现教学之需,真正体现校园网为教学服务,为学校办学服务的宗旨。
㈤注重可靠性与安全性
在建设校园网的时候,要能确保网络系统支持新出现的网络协议和多媒体网络应用软件,具有性能优越的资源共享服务。
从这一点看,即便农村学校普遍存在资金短缺、技术力量薄弱,但技术上也要尽可能体现先进性,要保证在一定时间内不落伍,越先进就越可靠。
同时,校园网能否正常运行,安全性应该放在首位。
目前看来,虽然没有绝对安全的网络,但也要尽可能保持持续运作的高可靠性的网络系统和高可靠的安全性能,能保证各种网络数据安全、完整,避免出现不可挽救的数据丢失问题。
即便出现特殊情况,也能及时补救,修复。
㈥注重人员信息化素质的培养
建设和使用校园网,必须要有足够的懂得网络知识的师资队伍,所以必须实现学校教师、技术人员和管理人员的全员培训。
如果没有一支技术过硬手教师、技术人员和管理人员队伍,校园网就算是架设好了,也会由于使用人员水平问题而不能正常运行或发挥最佳的运行效果。
而且还要由于使用人员和管理人员的误操作而导致网络瘫痪,引致的损失无法估量。
所以当规划好校园网后,要十分重视人员信息化素质的培养,要立即着手对全校教师和管理系统使用者进行全员培训。
四、农村初中校园网主体技术方案设计
下面以我校为例,提出校园网主题技术方案设计:
㈠硬件方案设计
1.网络布线规划
⑴网络体系结构的选择
网络体系结构是指计算机通讯系统的整体设计,它为网络软件、硬件及网络通讯协议、数据存取控制和拓扑结构提供标准。
因此网络体系结构的选择是实现校园网建设目标的核心环节。
目前可选的主干网络技术比较多,主要有交换以太网,FDDI、快速以太网及ATM等。
经过一系列的市场调查与研究,从可扩展性和兼容性的角度出发,我们拟选择快速以太网(Fast-Ethernet)。
100Base-T快速以太网是从10Base-t以太网标准发展而来的,它保留了大家熟悉的CSMA/CD协议,使得10Base-T和100Base-T站点间进行数据通信时不需要进行协议转换,同时,又有众多厂商的支持,这种协议成为当今主干网络技术的主流。
快速以太网不仅在经济上价格适中,在可维护性上,这一方面熟练的人员相对比较多,可以在后期的维护上省去一大笔费用问题。
⑵网络拓扑结构的确定
在网络拓扑结构问题上,我们根据学校的实际情况优先考虑采用星型拓扑,网络为三级结构:
第一级是网络管理中心,为中心节点;第二级是主干节点,为二级节点;第三级是建筑物内的HUB或Switch,为三级节点。
(如图“三厂初中校园计算机网络拓扑图”所示)
⑶网络布线的策略
第一,应符合国际开放式布线标准,并与学校现有楼宇改造布线特点相结合;第二,应选择国际上可靠的设备生产厂家的产品;第三,网络整体布线结构合理,有足够的冗余,便于以后的网络扩展,并有可靠的质量保证。
图三厂初中校园计算机网络拓扑图
我校拟以网络中心为中心节点,放置校园网的核心设备,如路由器、交换机、服务器等,并预留将来与本部以外的园区的通信接口。
在网络的中心结点上我们拟选取中心楼的中间楼层,这样便于布线,而且在主楼内部联接时可以节约很多材料,而且方便于后期的管理。
因我校有两幢大楼,行政在前幢,教学在后幢。
考虑到前后线路不用明线,要套着走,路程较远,所以前楼用光纤从网络管理中心接出到后楼并在二级主干节点处端接,在主干网节点上安装的路由器位于网络的第二级,它向上与网络中心的主干交换机相连,向下与各楼层的交换机相连。
虽然某些办公室和全部教室内尚未配置电脑,但网线终端都按规划接入到各个办公室和教室。
网络整体布线结构合理,有足够的冗余,便于以后的网络扩展,并有可靠的质量保证。
2.网络设备的规划
⑴服务器的选配
经过比较,我们拟选用IBM机架式服务器,它采用IntelXeon的CPU,内存4G,功能强劲,价格在11600元左右,可以说价廉物美。
另有一台曾在计算机房做过无盘工作站的服务器(奔四2.4,1G内存)作备用服务器。
⑵路由器的配用
考虑到学校规模比较小,资金也不足,如果采用动辄上万元的路由器,一则昂贵,二则设备设置的技术含量高,缺少专业管理人员维护。
经反复考虑,我们拟选用D-LinkDI-808HV宽带路由器,它支持TCP/IP协议,PPPoE协议,HTTP,DHCP,DSL,Cablemodem,支持WEB网管,支持QoS功能,内置防火墙。
它的价格很便宜,700多元。
它的设置比较简单,一般的人员稍作培训就能上手。
我们拟用3个宽带路由器在物理上构成3个网段,分别供行政、计算机房和办公室、教室使用。
⑶交换机的配用
在目前,我们先考虑用1000元左右带光纤模块接口的千兆普通交换机作第一节点的主交换机用,下接3个宽带路由器为第二节点,3个宽带路由器分别再往下接第三节点的普通交换机为各区域的计算机服务。
待以后学校网络管理的技术力量成熟了,资金充足了,我们将把第一节点的普通交换机换成具有路由功能的三层交换机或者路由器,设置3个VLAN,从而淘汰宽带路由器。
⑷线缆的配用
因为我校采用快速以太网,对可靠性、速度要求比较高,故考虑使用AMP非屏蔽超五类双绞线。
楼宇之间采用光纤连接。
㈡软件方案设计
1.网络服务器操作系统软件的选配
我校在校园网的规划过程中,根据几种操作系统各自不同的特点和我们学校实际情况,采取了多种操作系统共存的方案。
对外我们拟采用LINUX系统,因为LINUX相对于WINDOWS系统要稳定,网站上内容大多是我们对外宣传学校的材料,需24小时不间断工作,无人值守的时间会比较长,所以我们采用这一方案。
对于内部网,我们拟采取WINDOWSSERVER2003系统,作为内部网络服务的主力,为学校内部提供如:
WEB、FTP、BBS、MAIL等服务。
2.网络服务器有关应用软件的选配
⑴WEB服务(IIS),采用ASP结合Frontpage架构自己开发设计校园网站平台,采用的数据库是MicrosoftAccess。
从软件开发商那里引进PHP加SQL数据库的校园办公系统平台和资源库系统平台。
⑵FTP服务,采用ServeU软件搭建网络存储空间,为每个教职工提供一个网上存储空间。
⑶Email服务,采用WebEasyMail软件搭建邮件服务,可以让老师在校园网内用电子邮件的形式传递教育教学资料,也为学生学习使用电子邮件的收发提供了环境。
⑷VOD服务,采用MpVOD等软件搭建视频点播平台,供师生调用。
3.资源建设
⑴教学信息资源建设:
经过海门市教育信息中心集中招投标,我们拟使用常州的“普九教育数字化校园知识平台”、同方思科的“电子备课系统”,这两个软件,前者具有中小学主要学科的教育资源供师生调用,后者具备强大的备课编辑功能,具有Word、PowerPoint、FrontPage的绝大部分编辑功能,与同方思科新课标主题资源库无缝集成,轻松调用资源库中的海量资源,同时也可以直接调用电脑中的任何资源。
将零散的资源直接系统起来,应用在课堂上放映;具有完善的管理功能,通过“我的教案夹”,可实现教案的新建、查询、删除、编辑、预览、播放、打包下载等功能;便捷的在线授课功能,教师制作好的课件和教案直接存放在网络上,教师可以在网络中任何一台电脑上将其调出进行授课;系统特有的教案打包下载,可以将教案下载到本地,方便教师脱离网络环境进行课堂授课和教学交流。
⑵管理信息资源建设:
同样也经过招投标,我们拟使用南京多邦软件公司的“多邦E100校园网办公平台”,它是专为学校定制的网络办公软件,它采用基于WEB的企业计算,主HTTP服务器采用了世界上最先进的Apache服务器,性能稳定可靠。
它采用领先的B/S操作方式,使网络办公不受地域限制。
它集成了包括电子邮件、短信息、公告通知、个人考勤、日程安排、工作日志、通讯簿、工作流、公告通知管理、投票管理、考勤管理、工作计划、工资上报、绩效考核、会议管理、车辆管理、图书管理、成绩管理、教务管理、校务管理、网络会议、讨论区、聊天室、文件柜、网络硬盘、系统日志、列车时刻查询、电话区号查询、邮政编码查询和法律法规查询等40余个极具实用价值的功能模块。
它的价格具有优势,但在功能上媲美售价数万元的网络办公系统,在安装维护上更提供了采用独有技术开发的傻瓜型安装工具、配置工具和数据库管理工具,用户可在30秒内自行安装完毕,无需专业人员即可自行维护。
这对于我们农村学校来说无疑是有利的。
⑶外部信息资源建设:
校园网只有接入Internet才能正常发挥作用,而接入Internet首先必须选择ISP。
随着我们海门教育城域网的开通,全市中小学的校园网全部接入海门教育城域网。
经海门市教育局组织招投标,海门教育城域网确定了中国网通(CNC)南通总公司为海门教育城域网接入Internet的ISP。
我校已通过海门教育城域网共享Internet资源。
我们学校是教育城域网上的一个节点,使用的IP地址是保留地址,不会公布到Internet上去的,即在Internet上是不能寻址到的。
而如果学校校园网上的网站要对外开放,必须要有一个公网IP地址,一般采用租用外部服务器空间,或自己的服务器租用一个公用IP地址,不管怎样都要花费一笔费用,对我们农村学校来说能省则省。
经我们联系,拟请市教育信息中心分配给我们学校一个公网IP地址,在他们中心机房的路由器上做一个端口映射,即在城域网的路由器上定义一个对外的城域网服务端口和城域网内一个节点(我校的节点)的映射关系,Internet上所有对该城域网服务端口的访问将会被重定位给通过内网IP地址指定的城域网内的一个节点。
这样为学校节省了一笔费用,又达到了目的。
4.网内规划
⑴服务器规划
服务器的规划设计在整个校园网建设过程中起着举足轻重的作用,它是整个建设过程的核心和灵魂。
合理有效地进行服务器规划设计是至关重要的。
结合我校作为农村学校实际情况,设计方案如下:
——主域服务器规划主域:
“SCCZ”,用于各种服务,在主服务器上包含有Web服务、FTP服务和EMAIL服务等等。
——域用户组规划
党工团组:
党支部、工会、团组织的隶属组。
校长组:
校级领导的隶属组。
科室组:
办公室组、教导处组、政教处组、总务处等组的上一级隶属组。
教师组:
语文组、数学组、英语组、物理组、化学组等各教研组的上一级隶属组。
班主任组:
班主任的隶属组。
学生组:
各年段学生组的上一级隶属组。
——域用户规划
组中有很多用户,每一用户都用自己相应身份访问。
在实际中应考虑到学校领导和各处室人员均有兼课,有的老师既是任课教师又是班主任,因此同一个老师可能有双重或多重身份。
——个人存储空间规划
使用用户环境配置文件,创建各个用户组的登录脚本,让用户登录网络之后,自动映射出自己的网络驱动器。
建立全校的用户公共交换区和组内交换区,便于信息交流。
——用户权限规划
设置某个分区为全校的公共交换空间(PUBLIC),只要是合法用户并且登录成功之后,就对公共交换区拥有读写权限,但没有修改权限,这是为了避免大家的交换文件被修改或删除,因此公共交换区也是一个安全的数据存放区。
设置某个分区存放学校各种管理档案、教学档案、教学资源、各学期期中考试和期末考试卷存档、各学期期中考试和期末考试成绩存档等共享数据。
提供给具有相应权限的老师和管理人员使用。
例如,各学期期中考试和期末考试试卷要求教师必须用计算机设计和编辑,老师可以在网上直接将试卷上交至教务处,由教务处审核和打印。
⑵IP地址规划
在第一级的学校网络管理中心(中心节点),市教育信息中心规划给我校使用的城域网IP地址10.10.29.2——10.10.29.14(子网掩码:
255.255.255.240)分配给校园网服务器、宽带路由器的WAN口使用(已经足够)。
市信息中心路由器上分配给我校的公网IP地址122.193.222.155拟映射到其中的10.10.29.7,它作为我校对外的校园网服务器的IP地址。
拟再购买一个域名指向122.193.222.155,就实现了学校网站的对外发布。
第二级的主干节点(二级节点),路由器A(计算机网络教室用),WAN口设为10.10.29.3,LAN口设为192.168.0.1,子网掩码:
255.255.255.0。
路由器B(行政用),WAN口设为10.10.29.4,LAN口设为192.168.1.1,子网掩码:
255.255.255.0。
路由器C(办公室教师、教室内学生用),WAN口设为10.10.29.5,LAN口设为192.168.2.1,子网掩码:
255.255.255.0。
第三级的HUB或Switch下的各类用户,使用相应的路由器下分配的固定的保留地址。
地址全部登记在册,严格管理。
五、校园网的使用及管理分工
再好的设备,再多的资源,如果没有人去使用或会使用,或正确的利用,也不能发挥出它的价值。
各类设备和资源的使用由具体的部门分工负责,共同管理。
我校作为农村初中,目前在校园网的使用和管理方面主要实现以下目标:
㈠校园网的使用
1.学校管理方面:
能通过校园网汇总、收集、掌握学校各方面的信息,为学校管理人员进行工作决策提供帮助,借助相应的管理软件,减少人为因素的随机干扰,提高管理的科学性,促进学校工作的全面发展。
2.教师方面:
能够使用各类教育资源库教学资源进行教案编写、课件制作、教学研究,并借助校园网教师之间能够共享网上教案与课件,实现教学方法的交流与提高。
3.课堂教学方面:
能利用计算机手段进行课堂教学,利用多媒体形式丰富课堂内容,通过网络实时抽调教育资源库的教学资料,充实教学内容。
利用信息技术手段,提高教学效率,扩大信息来源范围和信息量,传递给学生大量的知识、信息、技术,提高学生的学习效果。
4.学生方面:
学生通过电脑查询图书馆存书,借阅学习资料。
在学校的计算机网络教室学生在老师的指导下上网,充分利用网上教育资源库庞大的学习资源,扩大知识面,开阔眼界,培养兴趣,学习网上获取知识和处理信息的能力,使学生向全面、综合成长方向发展。
㈡校园网的管理分工
1.校园网管理中心:
网络设施、设备的调试、更新、维护,在校长室分管领导的审批后负责网站信息的发布与更新等。
2.政教处:
负责人事档案库、教育信息库,包括:
教师档案、学生档案。
教师档案中包括了教师的一些基本个人资料、教师在学校的历任和现任职务、教师在学校期间的考核资料、教师在学校期间的奖惩情况等。
学生档案中包括学生的成绩、评语、奖惩、身体发育状况、后进生改变档案、教师与学生谈话记录档案、教育活动档案等。
3.教务处:
负责教学信息库,包括:
各学科教案、各学科试题、教学改革信息、教学研究信息。
教案类包括了各学科教师对每一节新授课、复习课的教案,以便日后教学总结及提高教学能力之用。
试题类中包括了各种难度、各阶段的练习、测试、考查的试题,而且是每一题试题都已经经过分析并得出其难度的题目,以便从题库找出相应的题目组成一份试题。
4.办公室:
负责文件档案库,包括:
上级教育行政部门下达文件、学校下发文件、学校各种获奖文献、学校的各种计划和总结文件等。
5.总务处:
负责财务档案库,包括:
校产档案、工资档案、收支档案等。
6.信息技术教研组:
负责多媒体信息库,包括声音素材库、图像素材库、影视素材库。
多媒体信息库是为了教学服务,教师电子备课系统、辅助教学系统、学生学习系统都必须使用到这一类的信息。
负责全体人员的信息化素质培训。
六、农村初中校园网建设与开发应注意的问题
㈠既要注重前期建设,又要重视后期投资
农村初中在建设校园网时,应该坚持“总体规划,分步实施;量力而行,实用为主”原则。
我校的思路是:
先发展学生计算机教学网络(以计算机网络教室为依托),其次发展各办公室、部门及各教室、功能室的网络,再次与其它信息通讯网络形成全校的综合校园网络,最后接入教育城域网、国际互联网。
在不断的发展中,不能忽视对已有网络的维护和升级,如办公室电脑、外设的增加,计算机房的升级和增加终端数,网络设备的更新换代等。
“持续可用性”是网络的第一生命,扩展性、通用性、互换性是网络的特点,这就要求我们在投入资金建设校园网后,要更进一步做好后期完善工作,从而为校园网的可持续发展提供物质的保障。
㈡既要注重设施更新,又要重视人员“充电”
设施的更新换代固然是必须的,而人员的“充电”更显重要。
信息技术知识的更新速度可以用“日新月异”来形容,个人稍有停顿就会跟不上发展。
这就需要我们加强人员的培训工作,包括对网络管理人员、维护人员及普通用户的培训,这对于