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| 创建中学校园网络 ，搞好数学多媒体教学 | |||||||||||||||||||
| 作者：重庆市“计算机辅助教学”课题组 秦德健 文章来源：〖未知〗 点击数： 更新时间：2003-7-23 | |||||||||||||||||||
| 一、计算机多媒体教学开拓了创造性学习的新途径 由工业化社会进入到信息化社会这是人类文明史上的又一次重大飞跃，以多媒体和网络为标志的信息产业将成为核心产业。教育要现代化，提供一个良好的中学校园网是开展现代化教育的有力保障，它已成为学校建设的重中之重。 （1）现代教育技术理论认为，全面实施素质教育，传统教学陈旧的教学手段和简单的教学技术在当今世界的多层次教学、演示教学、实验教学等现代化课堂教学中就显得力不从心。计算机多媒体教学可以创设开放式的教学情景，有利于培养创新精神和实践能力；教学情趣盈然、丰富多采，符合青少年学生年龄特征和心理需要。 实验心理学家赤瑞特拉通过大量的实验证实：人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，1.5%来自触觉，这三个加起来就有95.5%之多。 计算机的高分辨率的动态图像演示功能和绘图功能，以及快速的大规模的数据处理能力为演示教学、实验教学的改革提供了强有力的技术支持。计算机多媒体教学是开发计算机应用，提高教学效率，全面培养能力，进行素质教育的崭新教学系统。计算机多媒体教学正是利用计算机与人“面对面”和人与机“交互性”的特点进行个别化教学，及时反馈矫正。能充分调动学习积极性，解决学生群体的学习能力和进度的差异，提高教学效益，在数学课堂教学中发挥重要作用，拓宽了创造性学习的教学新渠道、新途径。 （2）数学教育不仅要培养学生计算、演绎等严格的逻辑思维能力，还要培养学生的直觉判断、形象思维、预感试验、分析归纳、综合构建、假设检验等非常规形式的思维推理能力，只有这样，数学的创造性素质才能提高。 计算机多媒体教学为实现这一数学教育思想创造了条件。如使用Authorware软件、PowerPoint 软件、《几何画板》等软件制作数学课件，可以通过计算机播放文字、图像、动画、声音等多媒体信息，创设开放式的教学情景，而课件提供的图形变换和测算功能，又使得学生在课堂上进行观察、试验、归纳和创新思维活动成为可能。 随着中国教育科研网（CERNet）的建设，大学校园网的建设已经有了很大的发展，而中学校园网的建设还处于起步阶段。在建设过程中，我们可以借鉴大学校园网的很多经验，但中学计算机校园网的应用环境、教师对计算机网络的使用水平、教育对象、学校管理结构和教育经费等情况都与大学有较大的不同，因此如何规划建设一个经济实用的校园网，成了众多教育工作者共同思考的问题。 二、中学校园网的基本构成和基本功能 校园网其实是一种计算机网络，即由网络服务器、工作站、通信设备、输入输出设备、传输媒介以及操作系统平台、管理软件、应用软件等构成的一个基本计算机网络。中学校园网实质上是一种局域网，它内部通过电缆或光缆连接服务器、工作站及各种通信设备，对外也可通过 DDN 专线或其他通信线路（如ISDN）连通 Internet。 网络服务器通常是网络上性能最好的计算机，用于数据存储、资源共享等，根据使用目的不同可分为主系统服务器、文件服务器、数据库服务器、Web服务器、邮件服务器、代理服务器等；工作站则是连在网上的既可独立工作，又可联网工作的计算机；通讯设备是负责网络中各用户和服务器及其它工作站通信联系或网与网之间互联的设备，如路由器、交换器、集线器、Internet接入设备等；输入输出设备是指网络上的打印机、扫描仪等可供多个用户共享资源的设备；传输媒介即电缆、光缆及联接器等设备。 学校可以通过校园网查询统计包括学生学籍情况及学习成绩、教师人事档案及业务资料、学校财务数据报表等在内的各类资料；通过学校主页向校外进行各类信息发布；通过电子邮件系统收发教育行政部门的文件、通知等。 教师可以通过电子备课系统、计算机辅助教学系统等开展高质量、高效率的教学工作；可通过国际互联网查询资料，随时了解教科研的最新动态。学生可以通过校园网学习、巩固知识，还可根据自己的兴趣、爱好，在网上进行科学探索，撰写科学论文。所以，校园网为学校教育提供了一个良好的网络环境，为培养学生创新能力、发挥学生个性特长提供的网络空间。 1、网络控制中心的组建。为了进行统一的划分和管理，将设备间、服务器等都设置在同一个办公室内，设备间要安装在不容易碰到的地方，同时又要方便管理人员的管理。服务器可采用HP、IBM等品牌的服务器，安装Windows NT 4.0网络操作系统，该操作系统具有很好的图形化界面，便于学校的管理。整个校园网采用统一的TCP/IP协议，对于每一台计算机都分配一个IP地址。该服务器既是域名服务器，又是文件共享服务器，这样虽然会给管理带来麻烦，但却给学校节省了大量的资金。 2、学生机房。配置30台左右586以上微机，通过星型网络拓扑结构将所有微机连接到可堆叠集线器HUB上，再通过HUB连接校园主干网。为便于教学，可在学生机房安装多媒体教学平台，使之成为一个既能完成信息技术学科的教学，又能进行多媒体辅助教学，还能开展基于Internet的网络活动的多媒体网络活动室。 3、多媒体网络教室。多媒体网络教室系统具有屏幕广播、监看监听、远程遥控、黑屏、指定助教、电子抢答、语音对话、分组管理等强大的多媒体教学功能，充分增强了计算机的教学效果，使许多学科的教学更加生动。整个多媒体网络教室通过视频传输线总线连接，全部采用纯硬件连接，不依赖网络，大大减少对多媒体网络教室的维护工作量。同时每台计算机都安装10Mbps网卡，使其都能访问网络控制中心文件服务器的内容，这样学校就真正拥有了一个经济实用的校园网。 4、教师办公中心。每个办公室可配置二台586机器，有条件可以人手一台，每台机器都与校园网联网。配有多媒体的连网计算机既能满足广大教师电子备课、电子阅览的需要，也能满足教师进行远程通信、网上检索等基于Internet环境的教科活动。 5、多媒体视听阅览室。它能满足读者使用越来越多的电子音像读物的要求，实际上是一个多媒体网络室，一方面，利用电子刊物阅读，另一方面在网络上连接一套光盘镜像服务器，即可实现多媒体视听阅览的功能。 6、校长办公室及其他处室。配置相应数量的586机器，通过网卡与校园主干网相连，以实现学校信息管理的自动化。 三、中学校园网的构建方案 1、主干网络技术的选择。 选用100Mbps交换式快速以太网。目前100Base-T快速以太网是10Base-T标准的发展，100Base-T已经被IEEE 802.3以太网标准委员会标准化，它保留了CSMA/CD协议，使得局域网上的10Base-T和100Base-T站点之间在数据通信时不需要协议转换，可与10Base-T网络进行无缝连接，并且可以非常容易地实现10Base-T向1000Base-T的迁移。100Base-T快速以太网技术标准已得到世界上绝大多数厂商的支持，从而保证了具有互操作性产品的开发，并且价格颇具竞争力。 另外，随着网上信息流量的不断增加，共享式的网络结构已经逐渐显得力不从心了，而交换机的连接技术使网络能更有效地管理资源，控制拥塞，恢复差错，以实现一个灵活、扩充性好的高性能局域网络。交换式快速以太网技术是快速以太网技术和交换式技术的结合，众多厂商均开发了高性能、低成本的交换式快速以太网产品，交换式快速以太网交换机每个连接端口能够独享100Mbps的带宽。 2、网络设备的选择。（1）校园网络控制中心。它是整个校园网的心脏，应配置系统服务器、文件服务器、一级交换机、配线机柜等，它的好坏和稳定性直接影响校园网的运行，影响学校的计算机教学和将来的校园网管理系统的运行。服务器可选用HP、IBM等品牌服务器，交换机可选用3COM、CISCO等产品，服务器网卡可选用3COM的3905B-TX100MB网卡。（2）教师办公中心。教师是校园网的受益者之一，通过校园网查询资料、电子备课、交流教学内容和教学方法等，实现资源共享。每个办公室可配置二台586机器，有条件可以人手一台，每台机器都与校园网联网。（3）多媒体网络教室。采用1台EH3008A-SW 10/100Mbps交换机和3台EH2016A 10Mbps集线器，30台左右学生用机，1台教师用机，连上校园网，满足其他学科的教学。 还要从三个方面对校园网进行统一、简单和有效的管理： (1)、教师用机和学生用机都应安装保护卡，使计算机的系统分区得到保护，避免全校师生在学习、使用过程中，由于误操作而使系统损坏，从而影响校园网络的运行。 (2)、对每一个用户都给予相应权限的账号，使全校师生既能充分利用校园网络的资源，又能方便网络管理人员对校园网络的管理。 (3)、对于需要共享的资源统一设定权限，以方便广大师生查询使用。 四、中学校园网络软件 1、服务器操作系统。由于美国Microsoft公司推出的网络操作系统Windows NT具有与Windows98个人计算机操作系统相似的操作方法，易学易用，已拥有了越来越多的用户群。大量的软硬件生产商为Windows NT开发了许多软硬件产品，也使得Windows NT有着比较广泛的发展前景。目前建议采用Microsoft Windows NT 4.0以上版本。 2、Web服务系统。选用Windows NT下的IIS信息服务系统。另外也有许多免费的BBS电子公告、中文论坛、网络聊天软件可以在NT下安全运行。 3、网页制作维护软件。FrontPage、Dreamweaver、Flash 等都是很好的选择。 4 、代理服务软件。可采用WinGate For NT，这是一个功能完善、性能稳定的软件，非常好用。 5、多媒体课件制作软件。组建各种类型课件库和课件组合平台，使用方便，拥有大量的用户。例如，组建高中和初中数学教学软件系统等都有着非常友好的界面，安装如Authorware、《方正奥思》、Director、《课件大师》等多媒体开发系统软件，和《几何画板 》、《几何专家 》、《数学实验室》、《Mathcad》等数学实验工具软件。 在传统教学中，教师往往把现成的概念、公式、公理、定理等用抽象的语言传授给学生，学生很难理解，师生费时费力。 实验心理学家赤瑞特拉做过一个关于知识保持即记忆持久性实验，结果如下：人们一般能记住自己阅读内容的10%，自己听到内容的20%，自己看到内容的30%，自己听到和看到内容的50%，在交流过程中自己所说内容的70%。 运用计算机大规模的数据处理能力和快速准确的绘图功能，可以为学生创设一个实验教学的环境。学生不再像传统教学那们仅仅通过“听”教师“讲”来学习数学。而是在学习活动中扮演主动角色，通过输入数据或作图对数学公式、定理等进行观察、猜想、验证、归纳，形成对数学结论的感觉和体验，用自己的语言描述出对数学现象的感受，最后用准确的数学语言表达出来。学生像“研究者”一样，在学习中去发现和探索，而不是被动、机械地记忆和简单地模仿，从而能留下深刻的印象，提高教学质量。 计算机人工智能直接解数学题的推算过程的成功实现，包括高中代数、立体几何和解析几何等综合（复杂）题计算机直接解。 笔者将“全国高考94年立体几何题”让计算机解，用了三分钟得出完整解答，并可打印出详细的证明和计算过程。人工智能的功效让人激动。 计算机解一般题目只要几十秒就完成，兵贵神速。也可以数形结合，图文并茂解题。计算机展示人工智能解题思路的探索过程，逻辑思路清晰，演算式子整齐，含有大量的代数式运算。计算机的人工智能解立体几何题，有大量的符号语言的推理论证，妙不可言。每步都附有逻辑根据（定理或法则），排列整齐。解立体几何题也含大量的代数式运算。 计算机展示人工智能解题既可以在数学课堂上演示，也可以个别辅导。精彩！ 当然，计算机的人工智能解题也会“卡住”，笔者也有一题计算机没能解出来（事先我并不知）。原来此题需要创新思路，铺路搭桥才能解出。这对创新教育有多大的启发啊！“人的天职在于勇于探索真理”。人的智力优势是创新、创造！ |
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