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近一年来,我国的一些中小学先走一步,采用了光纤技术、结构化布线技术、千兆以太网技术、Internet技术、MPEG技术和IC卡技术等建设新一代校园网。这些技术使校园网完全可以解决带宽争用和品质保障的问题。但是,真正可用的备课系统是很缺乏的,加上过分复杂的个人电脑,使计算机辅助教学的设想和实际实现的效果相距甚远。一般的校园网建设过分专著于网络和硬件,软件方案华而不实而且急功近利,无助于问题的实际解决。
笔者从事IT行业近10年,现正从事一些投资数百万,乃至数千万资金规模的校园网建设,这里将其中一些经验与教训介绍如下。
网络核心应用
计算机辅助教育 (ComputerbasedEducation,CBE)是随着社会的信息化而产生的。从软件的角度看,CBE一般分为两个方面,一个是CAI (ComputerAssistedInstruction计算机辅助教学),另一个是CMI(ComputerManagedInstruction计算机管理教学)。对于CMI而言,多年以前就有了校长办公系统等,最近1~2年以来,上海等地大规模采用微软公司的技术,二次开发了“蓝波校务管理系统”、“易方上海易方中小学校园分布式应用解决方案——校源服务系统”等系统,包括校务管理、信息通信、一卡通等,这些系统已投入实际应用,如校源服务系统的用户有上海市位育高级中学、上海市延吉中学、浙江省萧山中学等。但是,从CAI的角度而言,目前还没有完善的解决方案。
CAI的难点和热点
教育界一直在探索怎样将现代科学技术用于传统的讲台,其中包括电视、录音机、录像机、液晶投影仪、实物投影仪、电脑,直至全副武装的综合电教室。经历了多年的风风雨雨之后,大家普遍意识到,上课并非像看电视那么简单,任何机器都是辅助手段。在一些公开演示课中,人们体会到了计算机辅助教学的精采,但未来的计算机辅助教学不仅限于演示和公开课,它应该用于每一堂课。CAI目前滞留在演示课阶段,难以普及,究其原因主要有以下几点。
备课系统停留于演示版
为了制作好1个小时的计算机教案,教师往往要专心学习几个月的计算机知识,再用几天时间进行软件编制,这种现象迫切需要备课系统生成过程“傻瓜化”。
要做到真正实现可以投入实际使用的备课和上课系统,CAI系统设计的出发点就是不必要求每个教师都是计算机专家,每次备课都要从最基础的素材开始制作课件,系统自身必须有现成的素材库和示范性的标准教案。我们认为,今后大量的教案来源于广大的有实践经验的老师,素材库可以使大多数教师从烦琐的重复劳动中解脱出来,当素材库丰富到一定的程度,CAI才有可能实现真正的“傻瓜化备课系统”。
因此,海量多媒体素材库的存储、检索、管理、共享等成为CAI的一个极大问题,这迫切要求系统采用多媒体数据库技术。目前,备课系统一般采用的是文件驱动的办法,也就是将多媒体素材以文件形式存储在硬盘上,采用关系型数据库管理标题,这样做就不可能支持大容量的素材库。没有海量素材库的备课系统永远只能是演示版。多媒体数据库正是当今CAI的难点和热点问题。
用户界面不友好
现代计算机的图形界面已经空前友好,但是,其文件夹、文件查找等一大堆专用概念仍使非计算机专业人员望而生畏。浩如烟海的素材和应用程序文件存在于局域网中,教师不仅要理解文件、目录,还要理解登录、域认证等专业的计算机操作,“傻瓜备课”从何谈起?
PC复杂和不安全
学校在原有计算机教室基础上建设校园网,主要意义在于从教计算机、学计算机到利用计算机进行教学与学习。因此,计算机作为一种教学工具,人们希望越简单越好,正如手机,人们需要的功能是通信,人们不需要了解手机的复杂性和先进性,只需拨号即可。另外,计算机易被病毒破坏、被人为地删除软件、性能不稳定等,这些使计算机应用效果大打折扣,同时也令计算机的总拥有成本(TCO)居高不下。
多媒体数据库
多媒体数据库是当前多媒体应用的热点和难点,也是计算机辅导教学难以逃避的关键点。从数据模型的角度来说,面向对象的数据库(ODBMS)较适合多媒体应用的要求。它具有一些独特的优点,如支持“聚合”与“概括”,从而能够更好地处理多媒体数据复杂的对象结构语义;支持抽象数据类型和用户定义的方法,便于数据库系统定义新的数据类型和操作;数据抽象、功能抽象与消息传送的特点,使对象在系统中是独立的、具有良好的封闭性,很容易实现并行处理,也便于系统模式的扩充和修改;实体独立于值存在,避免了在关系数据库中引入多媒体数据所导致的各种异常。
在多媒体数据库中,Jasmine是目前唯一具有完全集成的多媒体开发环境,并且与现有应用和数据相集成的、具有开放能力的企业级纯对象数据库。Jasmine具有下列特点:
Jasmine是一种强大的对象数据库。它支持类、封装、分类、继承、唯一对象识别、方法(包括实例级、类级和集合级)、多态性和聚合。
它是一种企业级的体系机构,包括对SMP的支持、备份和存储、安全性和事务管理。
内置多媒体功能和对Internet的支持。它不仅可以建立和包装下一代的多媒体商业应用,还可将其用在任何地方:Internet、Intranet(企业内部网)、Extranet(企业外部网)和客户/服务器体系,并且在所有情况下都无需重新编译。
具有最简单的集成开发环境,可使用户方便地进行拖放操作,并使用自己喜欢的工具。它支持本地化的Java、ActiveX控制、内置的VB集成和C++。
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