《硬件环境建设》PPT课件.ppt

信息化教育,第章 硬件环境建设,一、信息化教育硬件环境的分类框架 二、信息化教育硬件环境的规划设计 三、信息化教育硬件环境的应用 四、典型的信息化教育硬件环境,信息化教育,学习目标 1.掌握信息化教育硬件环境的几种分类方法。2.了解信息化教育硬件环境的规划设计目标、原则和基本过程。3.掌握信息化教育硬件环境的技术应用策略、应用规范和评估方法。4.了解典型的信息化教育硬件环境的基本情况。,信息化教育,一、信息化教育硬件环境的分类框架,信息化教育,（一）信息化教育硬件环境的基本特征 信息化教育硬件环境是指由信息化教育空间中的各种物理设备等信息基础设施组成的环境，这些基础设施主要由设备和教室、机房等组成，设备如计算机、网络设备、卫星地面接收设备、有线电视、DVD播放机等。信息化教育硬件环境的基本特征 电子化 网络化 智能化 集成化,信息化教育,（二）信息化教育硬件环境的分类框架 从资源和媒体的角度进行信息化教育硬件环境的分类 从地理范围上进行信息化教育硬件环境的分类 从时空技术特性上进行信息化教育硬件环境的分类,信息化教育,1.从资源和媒体的角度进行信息化教育硬件环境的分类,信息化教育,教育资源型的硬件环境 是指那些以提供资源服务为主的硬件系统。其特点：一是能够容纳大量的信息资源；二是能够支持便捷的访问服务。有些资源型硬件系统是为教育目的而设计的，如电子阅览室、数字化图书馆，这就是设计的教育资源型硬件环境；所谓利用的教育资源型硬件环境，是指那些本来并非为教育目的而设计，但被发现具有一定的教育利用价值而被用作教育环境如数字电影院。,信息化教育,教育授递型的硬件环境 是指由各种信息传播媒体组成的媒体化教学硬件环境。其主要功能是：（1）为教学系统的构成要素（教育者，受教育者，学习材料）提供沟通渠道；（2）呈示媒体教材中所包含的教学信息；（3）为使用者提供对媒体进行有效控制的界面。国外一般称之为教学授递系统（Instructional Delivery System）或教学传播系统（Instructional Communications System）。,信息化教育,.从地理范围上进行信息化教育硬件环境的分类 教室层次的硬件环境 校园网层次的硬件环境 教育城域网层次的硬件环境 国际互联网层次的硬件环境,信息化教育,教室层次的硬件环境 教室是学校教育环境的基本细胞，在一个教室中有不同的硬件设备，如连网、非连网的计算机设备、投影、幻灯等信息化设备。信息化教室通常分为综合媒体教室、语言教室、计算机教室等形式。随着信息化教育向网络化发展，众多的设备被网络连接起来，形成一个集成化的网络教室环境。,信息化教育,校园网层次的硬件环境 校园网往往是由多个局域网组成，同时，它又与外部的计算机网络如互联网相连。从设备上看，校园网几乎包含了目前学校所有的现代教育技术设备和设施，在学校信息化教育硬件环境建设中处于主要的地位。,信息化教育,教育城域网层次的硬件环境 教育城域网是把同一地区或同一城市内所有学校、研究机构、本地的教育机构通过网络互联起来，使教育资源整合、开放、共享，形成整体信息化集成运用的宽带网络。教育城域网建设一般包括三个层次，第一个层次是教育城域网网络中心的建设；第二个层是宽带城域网络互联；第三层次是各级各类学校的校园网络和建设。,信息化教育,国际互联网层次的硬件环境 国际互联网（Internet）是由分布在世界各地的大量计算机网络采用共同的传输控制协议/网际协议（TCP/IP）联接而成的，是网络之间的网络，因此被称为“网之网”或国际网。目前，中国的网络建设已初具规模，已经建成的网络主要有：中国公用计算机互联网（CHINAET）、中国科技网（CSTNET）、中国金桥信息网（GHINAGBN）、中国教育和科研计算机网（CERNET）等，现已覆盖全国绝大多数地区。,信息化教育,3.从时空的角度进行信息化教育硬件环境的分类 从时间（同步和异步）和空间（同地和异地）上看，信息化教育环境可分为同地同步、同地异步、异地同步、异地异步四类。按教学授众的大小划分为个人学习型、小组学习型、群体教学型和众体教学型。,信息化教育,从时空的角度进行信息化教育硬件环境的分类,信息化教育,二、信息化教育硬件环境的规划设计,信息化教育,信息化教育硬件环境建设目标 对于实施信息化教育的各级学校，信息化教育硬件环境的设计目标就是建立一个高效支持教育活动的基础支撑性硬件设施环境。具体来说，建设目标应该是：建设以现代数字网络技术为主要依托，形成技术先进、扩展性强、覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，同时配备其它各种分立的信息化硬件设备。在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的硬件环境。,信息化教育,信息化教育硬件环境主要建设内容 1.实现接入访问服务的硬件环境2.实现支持多种教育活动服务的硬件环境 3.实现校园系统多层构架的硬件基础,信息化教育,信息化教育硬件环境的设计原则1.总体规划和分步实施原则 2.建设规范化原则3.配置标准化原则4.采用通用和成熟技术原则5.系统稳定可靠性原则6.结构可扩展性原则7.合理配置原则,信息化教育,信息化教育硬件环境的设计过程1.需求分析2.确定建设目标 3.确定结构和功能 4.确定技术要素5.规划实施步骤,信息化教育,三、信息化教育硬件环境的应用,信息化教育,（一）信息化教育硬件环境的技术应用策略 现代教育改革的核心是使学生变被动型的学习为投入型的学习（Engaged Learning），让他们在真实的（Authentic）环境中学习和接受挑战性的学习任务。在教育中应用技术的未来目标是促进教学形态由被动型向投入型转移。而技术从性能上讲有高低之分。,信息化教育,利用技术支持教学改革的策略空间,信息化教育,1.一次性简单策略 AB:教学过程中越来越多地使用高技术来支持教师的教学授递功能，但教学模式无根本变化，学生仍然处于被动的学习状态，因此具有较少。AC：用低技术支持投入型学习。AD：用高技术支持投入型学习。2.二次性简单策略 AB D：先用高技术支持被动型学习，尔后转向投入型学习；AB D：先用高技术支持被动型学习，尔后转向投入型学习；AC D：先用低技术支持投入型学习，尔后进化为用高技术支持投入型学习。,信息化教育,3.综合性策略 一次性策略和二次性策略是以线性思维为基础的，但事物的实际发展一般不可能是直线式的。我们假设可以采取综合性策略，在不同的教学阶段，针对不同的教学目标和学生特点，而采取不同的教育技术应用模式。,信息化教育,教学技术对信息化教学的支持作用,信息化教育,（二）信息化教育硬件环境的运行规范 配备有力的管理队伍 建立相关的管理制度 开展全面的人员培训 坚持以应用带动发展的原则,信息化教育,（三）信息化教育硬件环境的应用评估 联网机器平均成本 联网机器平均流量 网络带宽利用率 网络可管理程度 网络管理人员结构,信息化教育,四、典型的信息化教育硬件环境,信息化教育,（一）综合媒体教室 在同一教学空间（例如同一间教室）中，将多种教学媒体经过一定的设计和编排，构建成一种有效的体系，从教学环境角度看，它就是多元媒体教学环境；而作为安装了这一系统的教学场所，它就是综合媒体教室。综合媒体教室可以有许多不同的类型。各种类型的媒体教室从技术装备上看有简易昂贵之分，从设备成本与维护费用上看也有高低之别。学校应该根据自己的条件与教学需求适当选用。,信息化教育,录音幻灯组合型 幻灯机配上录音机就是简单而又经济的多媒体系统。优点：能同时传递视听教学信息，可以有效教授概念、技能以及情感态度等教学活动；硬件设备可移动性强，教学控制方便；教学设计方便，教师可以根据学习者的层次、知识状况等进行设计和修改。主要缺点：与单一的幻灯、录音教学相比较，为发挥每种媒体的优势，需要作周密的教学设计过程和花费较多的制作时间，且修改比单一媒体要困难；要求系统有较好的声、像同步控制功能，同时对教师的操作技能与课堂教学组织能力提出了较高的要求。,信息化教育,录像电视投影组合型 优点：丰富教学内容、扩大教育信息传播量，有效地提高学生的学习积极性；教学设备普及较广，设备使用方便；教学信息可重复播放或长时间呈现，有利于教师进行重点讲述或实时点评；可以减轻教师的教学负担。主要缺点：录像与电视的内容相对固定，教师必须掌握相应的编辑技术才能根据自己的教学目的及教学特点进行编排。,信息化教育,标准多媒体型 该系统是将多种媒体设备连接成公用的图像和声音系统，并清晰地显示由计算机等媒体传送的文字、图形、图像、动画等多媒体信息。该系统可以由一控制平台作综合控制多种媒体，也可以通过主机箱作综合控制。,信息化教育,标准型多媒体教室的构成,信息化教育,计算机投影组合型 鉴于标准型多媒体教室的主要缺点，很多学校开始根据实际经费等情况，增加或减少某些设备或设施，建成实用的多媒体教室。现在比较推崇的组合方式就是“多媒体计算机+数据/视频大屏幕投影机”，不但基本上保证了标准多媒体型的功能，并且设备简单、操作方便、投资较少。如果多媒体计算机能够联网，则更有利用现代教学设计的实现。从目前的发展趋势及国外的相关情况看来，普通教室改建成多媒体教室将大部分采用这种类型的组合。,信息化教育,（二）语言实验室 语言实验室是主要供语言教学和研究使用的现代化专门教室。最初的语言实验室是指利用各种实验仪器进行语音分析和研究的场所，在录音机出现后，语言实验室便逐步演变为主要用于外语教学的场所，随着科学技术的不断进步和推广，现阶段它的运用领域不仅仅局限于语言教学和研究，而且还逐步向其他学科领域拓展。,信息化教育,语言实验室的类型 语言实验室设备的组成形式多种多样，按其教学功能来分有听音型（AP型）、听说型（AA型）、听说对比型（AAC型）、视听比较型（AVC型）、多媒体学习型（ML型）等。,信息化教育,各类语言实验室的基本设备,信息化教育,语言实验室的功能 呼叫与通话 播放与示范 跟读与录音 监听与记录 遥控与复制 分析与评价 程序化、智能化的高级处理,信息化教育,（三）计算机教室 计算机辅助教学正朝着多媒体网络型CAI的方向发展。然而，依目前的经济状况而言，在一段时间内，计算机教室仍会存在两种形式，这就是普通计算机教室和多媒体网络教室。,信息化教育,关于教室网络化 教室网络化是指将置于教室中的微机与局域网、广域网或甚至国际互联网连通（Internet）。它是实现教育信息化的必由之路，因为联网系统能够实现资源共享，能够集中监测学习过程，便于教师进行有效的教学管理。按教室中计算机的密集程度之不同，可以有不同的联网方案：（1）低密度方案：一个教室中只有12台计算机；（2）中密度方案：一个教室装备58台微机（平均五六名学生一台微机）；（3）高密度方案：一个教室装备2448台微机（二人一机或一人一机）。,信息化教育,普通的计算机教室 所谓普通的计算机教室就是将若干台计算机有序地放置在专门的教室中，能够正常地工作，即称其为计算机教室。目前几乎所有开设了计算机课程的学校均拥有这样的教学环境。,信息化教育,普通的计算机教室的弊端 每个学生都必须拥有自己的硬盘才能独立地引导；教学软件或其他的应用软件必须在每一台计算机上安装，费时又费力；学生多为初学者，极易造成因误操作而给计算机和机房的管理造成极大的困难；由于学生用的软盘不易控制，极易造成病毒感染。,信息化教育,多媒体网络教室 许多已配置有多媒体网络学校的校园网大多数采用Windows平台。在这样的网络系统环境中，采用服务器/学生机（Service/Client）方式的各工作站可以共享服务器的资源，并由服务器统一管理，工作站之间可以互相通讯。在网络教室中，学生机可以是无盘工作站，因此可以节省投资。同时，每个工作站可以共享安装在服务器上的各种软件，而且可以对服务器的硬盘空间进行规划，并限定学生的使用权限，进而防止初学者误删重要软件以及一些保密的重要信息。,信息化教育,系统环境及构成模式 教师工作站的配置应当是网络化的多媒体计算机，即它必须配备有网卡、光驱、声霸卡、显示卡、视频采集卡等器件，以使教师工作站能运行多媒体教学软件、采集视音频信息以及对网络中的学生进行管理和调控等。对学生机没有很高的特殊要求，只要配备有键盘、网卡，VGA彩色显示器就可以了。,信息化教育,多媒体网络教室的基本特点 教室内部的所有学生机依托网络系统连接，通常采用Windows2000或Windows XP平台；所有的学生机可以共享硬盘、打印机、扫描仪以及各种应用软件等；增加一套专门设计的网络教学软件系统，或者硬件教学网络系统设备，共同组成多媒体网络教室。,信息化教育,系统的辅助设施及注意事项 一般计算机后面有很多连接线，连线要隐藏，使学生不易碰到这些连线，做到既美观又安全。多媒体网络教室的辅助设施还有桌椅、电源、UPS（不间断电源）、教科书、应用软件等。辅助硬件中需要特别注意的是电源，要保证动力电源的容量（一般每台微机的功率按200W-300W计算），同时，还要注意整个教学网络系统的良好接地，以保证网络的正常运行，免除因接地不良或没有接地而导致器件损坏。,信息化教育,多媒体网络教学系统的教学功能 广播功能 监看功能 控制功能 分组功能,信息化教育,（四）电子阅览室 所谓电子阅览室是指利用计算机、通讯、网络设备为读者提供利用电子型文献的场所，也是集电子型文献与印刷型文献检索、阅览、服务为一体的多功能、现代化阅览室，在光盘服务器、网络服务器和工作站的支持下，可扩展成远程检索系统的网络环境。电子阅览室在学校中既可单独建立，也可与学校图书馆的信息化建设相结合，成为信息化的学习资源中心的一部分。,信息化教育,多媒体电子阅览室的类型 从技术角度看电子阅览室分为以下几类：用单机装备的电子阅览室 用无盘工作站方式装备电子阅览室 网络条件下的多媒体阅览室,信息化教育,多媒体电子阅览室的信息服务功能公共阅览服务科技查询服务教学服务数字化信息存贮,信息化教育,（五）学习资源中心 学习资源中心并不是单纯指某种设备，而是各种媒体和资料的集合，是一种全新的系统设计，是专门为了存放和使用一批通常具有教学媒体形式的资源而建立的一个场所。用于储存、传递知识信息的媒体在信息技术发展的基础上早已大大超越了印刷媒体的范围，如录音、录像、缩微以及最新的CDROM（光盘只读存储），这些学习资源全属于非印刷媒体的形式。,信息化教育,学习资源中心的组成,信息化教育,学习资源的来源包括：从市场采购各种各样的媒体资源。现代教育媒体的发展异常迅速，要掌握信息即时购进符合教学需要的媒体。建立与校外网络相连接的校园网络系统，这是一个重要的教学信息来源；有条件的学校组织师生自行开发教学媒体资源；通过校际合作交流，扩大来源。,信息化教育,学习资源的管理和利用 管理和利用既有矛盾又有密切联系，处理好两者的关系，以便同时达到两个有一定对立的目标。第一个目标：管理好各种媒体，不丢失，不损坏；第二个目标：方便师生充分利用，有较高的利用率和利用效果。因此，就出现了两种管理方法：一是集中管理，有利于达到第一个目标，却不利于第二个目标；二是开放式管理，不利于第一个目标，却大大有利于达到第二个目标。,信息化教育,集中管理方法 就是将大部分重要的图书资料、媒体、信息资源和软件资源集中于库房统一管理。学习者在使用时，需办理借阅手续，或由学习者检索所需的信息源，然后再由集中管理的媒体信号控制系统输出，这样学习者就可在相应区域的学习终端上进行学习。一般的学习资源集中管理可分为库存区、服务区、利用区、电子阅览室等多个功能区。,信息化教育,学习资源中心功能区划分,