數(shù)字教育系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

通過交通資源的利用分析交通經(jīng)濟的發(fā)展，就需要分析兩者之間的內(nèi)在關(guān)系。包括交通運輸資源與交通運輸?shù)年P(guān)系、交通運輸資源與交通區(qū)位的關(guān)系、交通運輸資源與交通規(guī)劃的關(guān)系以及交通運輸資源和其他運輸經(jīng)濟的關(guān)系。厘清以上四種關(guān)系才能真正地體現(xiàn)交通運輸資源在交通運輸經(jīng)濟中的重要性，更好地為促進我國交通經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)。

1交通運輸資源和交通運輸兩者的關(guān)系

交通運輸必須要有交通運輸資源，交通資源包括固定交通資源和可移動交通資源如公路、鐵路、水路、航道以及汽車、火車、飛機和輪船等，還包括從事交通運輸管理工作的人力資源、信息系統(tǒng)以及交通運輸管理系統(tǒng)等軟資源。因此，交通運輸經(jīng)濟實現(xiàn)的前提條件就是有交通運輸資源的存在。交通運輸經(jīng)濟作為一項經(jīng)濟活動要想能夠正常運行必須依賴于交通運輸網(wǎng)絡(luò)、實施交通運輸?shù)幕驹O(shè)施、參與交通運輸?shù)幕緦ο笕缏每秃拓浳锏纫约敖煌ㄟ\輸?shù)墓芾眢w系等要素。交通運輸?shù)墓δ鼙仨氁蕾嚱煌ㄟ\輸資源才能實現(xiàn)，交通運輸資源是交通運輸?shù)那疤岷捅匾獥l件。

2交通運輸資源和交通區(qū)位兩者之間的關(guān)系

交通區(qū)位是指利用固定交通資源所具有的成本優(yōu)勢從而將交通運輸行為和交通運輸資源互相結(jié)合的區(qū)位，主要包括交通區(qū)位線以及交通區(qū)位點兩方面。交通區(qū)位線主要是指交通運輸線路或者通道，交通區(qū)位點主要是指車站、停車場以及公路、鐵路交通樞紐等。將交通運輸資源與交通區(qū)位相聯(lián)系的是交通運輸行為，也就是將旅客或者貨物進行空間轉(zhuǎn)移的活動，這種活動有的是運輸公司從事的營利性的服務(wù)活動，也有旅客自身通過自己的交通工具實施的運輸活動。交通區(qū)位根據(jù)性質(zhì)和特點可以分為以下五種區(qū)位：一是受社會經(jīng)濟發(fā)展和其他交通區(qū)位的影響而設(shè)立的交通行為和交通資源交錯的區(qū)位，主要是為了滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要而設(shè)立，雖然社會對這種區(qū)位有一定的需求，但是沒有形成真正的交通區(qū)位。二是沒有國家和地方政府投資建設(shè)，或者所需要的投資建設(shè)資金很少而形成的交通區(qū)位，這種交通區(qū)位投資成本低，交通行為一般是自發(fā)形成的。三是通過人們科學(xué)合理的分析和規(guī)劃而形成的最佳交通區(qū)域，是交通資源的聚集區(qū)，這種聚集區(qū)分布合理，布局恰當(dāng)，是理想的交通區(qū)位。四是根據(jù)交通運輸發(fā)展制訂的規(guī)劃方案中存在的交通區(qū)位。五是現(xiàn)實中存在的一種有人工建設(shè)的交通區(qū)位，這種區(qū)位的缺陷是如果與社會經(jīng)濟的發(fā)展和交通運輸發(fā)展實際不符的話很難改善。

交通運輸資源和交通區(qū)位兩者相輔相成、互相依賴。存在交通運輸行為和交通運輸資源的地方就一定會有交通區(qū)位，而如果交通運輸行為和交通運輸資源是潛在發(fā)生而沒有實際發(fā)生就不一定存在交通區(qū)位。因為交通區(qū)位的存在必須要投入一定的基本建設(shè)資金，比如縱橫交錯的公路網(wǎng)和轉(zhuǎn)運能力較好的港口等，如果沒有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，就不可能形成交通運輸區(qū)位。交通區(qū)位的形成需要真實的交通運輸行為的發(fā)生，如果僅僅具有交通運輸資源也無法形成交通區(qū)位。建設(shè)交通區(qū)位一般需要大量的基建資金，因此建設(shè)交通區(qū)位一定會考慮投入產(chǎn)出的關(guān)系，如果某一地區(qū)交通運輸資源有限，無法形成規(guī)模效應(yīng)，一般也就不會建設(shè)交通區(qū)位，否則會導(dǎo)致投資虧損。因此也只有存在比較頻繁的交通行為和豐富的交通資源的基礎(chǔ)上才能形成相應(yīng)的交通區(qū)位。

3交通運輸資源和交通規(guī)劃兩者之間的關(guān)系

交通運輸行為會耗費大量的交通運輸資源，由于交通運輸資源的形成需要大量的資金投資建設(shè)，因此為了節(jié)約交通運輸資源，實現(xiàn)資源的高效利用，必須進行科學(xué)合理的交通規(guī)劃來提高交通運輸?shù)男б?。合理的交通?guī)劃需要整合運輸經(jīng)濟學(xué)中的先進經(jīng)濟理念，通過合理布局、科學(xué)設(shè)計來保證交通規(guī)劃的合理性，科學(xué)合理的交通規(guī)劃能夠發(fā)現(xiàn)比較理想的交通區(qū)位并進行合理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，能夠最大限度地節(jié)約交通運輸資源，降低交通運輸資源在交通運輸過程中的資源消耗，提高運輸行為的經(jīng)濟性。判斷一項交通規(guī)劃是否合理主要是看規(guī)劃考慮的是否全面、能否將交通運輸行為與交通資源和交通區(qū)位三者整合在一起、交通資源是否適應(yīng)交通區(qū)位以及在具體的交通運輸實踐中是否能夠帶來足夠的經(jīng)濟效益，促進運輸經(jīng)濟的發(fā)展。

4交通運輸資源和其他運輸經(jīng)濟兩者之間的關(guān)系

以往關(guān)于交通運輸經(jīng)濟的研究很少聯(lián)系到交通運輸資源，因此研究結(jié)構(gòu)并不完整，隨著人們對交通運輸經(jīng)濟研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)交通運輸經(jīng)濟與交通運輸資源有著千絲萬縷的聯(lián)系，社會對于交通運輸資源的分配以及是否公平越來越看重。運輸經(jīng)濟中的資源分配以及公平制度可以在交通運輸資源的前提下建立和完善。我國很多交通資源有公益性和公共性的特點，是因為很多自然交通資源的不可再生性和大量人工交通設(shè)施投入的沉淀性。因此，關(guān)注運輸經(jīng)濟學(xué)就需要關(guān)注如何將外部資源轉(zhuǎn)化為交通運輸資源以及現(xiàn)有的交通運輸資源的優(yōu)化配置等問題，以免在交通運輸活動中資源的浪費。任何資源都是稀缺的和有成本的，一種資源以某種用途利用以后就無法在其他地方繼續(xù)使用，因此在交通運輸資源的使用中一定要考慮機會成本的問題，因為無論是交通運輸內(nèi)部資源還是外部資源都是稀缺的，交通運輸?shù)慕?jīng)濟性就是要以最小的交通運輸資源消耗來得到最大的利益，在節(jié)約交通運輸投資成本的同時，能夠加強對交通運輸資源的補充，提升交通運輸技術(shù)水平，改善運輸行業(yè)的管理制度，最終能夠加大我國交通運輸?shù)呢摵珊湍芰?，滿足我國高速發(fā)展的市場經(jīng)濟對運輸行業(yè)的需要。

對于交通運輸部門和地方政府來說，首先要關(guān)心本部門和本地區(qū)如何能夠獲得更多的交通運輸資源來滿足本部門和本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的需要。對于國家而言需要考慮的是交通運輸資源如何保持平衡，在宏觀系統(tǒng)上能夠平穩(wěn)運行。而交通規(guī)劃和基本建設(shè)能夠把外部資源轉(zhuǎn)變成交通運輸內(nèi)部資源并保持內(nèi)外部資源的平衡。而運輸企業(yè)自身應(yīng)該關(guān)系如何利用有限的交通運輸資源實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的快速發(fā)展，提高企業(yè)在市場上的競爭力。交通運輸參與者更關(guān)系如何運用交通運輸資源滿足自己以及貨物的運輸需要以及自有交通工具的資源分享問題。而對于社會公眾來說，他們更關(guān)心國家交通資源的分配制度體現(xiàn)出來的公平和公正問題以及通過交通運輸資源的運用到底能給他們的日常生活帶來多大的便利等問題。

總之，對交通運輸資源進行全方位的研究有利于促進交通運輸經(jīng)濟學(xué)的發(fā)展，提高交通運輸經(jīng)濟學(xué)科的完整性。同時，交通運輸經(jīng)濟學(xué)的發(fā)展反過來也推動了對交通運輸資源的有效利用，兩者互為前提、互相促進，共同促進了我國交通運輸行業(yè)又好又快地發(fā)展。

參考文獻：

[1]代雪霞物流業(yè)與交通運輸經(jīng)濟聯(lián)動發(fā)展的機制分析[J].財經(jīng)界：學(xué)術(shù)版，2015（19）

[2]郭平交通運輸經(jīng)濟發(fā)展中存在的問題及對策分析[J].科技經(jīng)濟市場，2015（9）

[3]趙淑芝運輸經(jīng)濟分析[M].北京：人民交通出版社，2003

[作者簡介]凌海東（1970—），男，漢族，廣西田東縣人，中級職稱。研究方向：道路運輸，道路運輸行業(yè)管理。

第2篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；教學(xué)改革；能力培養(yǎng)

中圖分類號：G431文獻標(biāo)識碼：A

數(shù)字電路與系統(tǒng)這門課是理工科大部分專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字邏輯的基本概念和數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計能力。我校作為一所民辦本科院校，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，數(shù)字電路與系統(tǒng)課程也不例外。我們在多年教學(xué)過程中總結(jié)了一套適用于該層次學(xué)生的教學(xué)思路和方法，并啟動了數(shù)字電路與系統(tǒng)課程教學(xué)改革項目，對取得的研究成果進行總結(jié)，主要分為以下幾個方面。

1.課程教學(xué)內(nèi)容研究

1.1 弱化陳舊過時的內(nèi)容

隨著數(shù)字集成電路及大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷陌l(fā)展，中小規(guī)模電路應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少，而傳統(tǒng)的授課思路過多注重中小規(guī)模的應(yīng)用。且在大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐吩O(shè)計過程中，邏輯化簡已經(jīng)有開發(fā)工具取代，很少需要手工化簡。故而數(shù)字電路與系統(tǒng)課程在教學(xué)內(nèi)容上要做相應(yīng)調(diào)整。有些內(nèi)容課程教學(xué)內(nèi)容化簡只介紹化簡的原理和方法，不講化簡技巧，考試也不做深入要求。

1.2 刪減原理性內(nèi)容的講解，注重應(yīng)用技巧和分析思路

為了配合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在授課過程中適當(dāng)減少原理性講解，比如邊沿JK觸發(fā)器工作過程分析教材上一般有詳細的分析過程，但授課中只要分析一兩種工作情況，并借此介紹分析思路，有興趣的同學(xué)可以課下自己分析，而大部分同學(xué)只要弄懂使用方法就可以了。時序邏輯電路應(yīng)作為重點內(nèi)容，講授時應(yīng)注重時序邏輯電路的分析過程，使學(xué)生深入理解相關(guān)概念，對于狀態(tài)化簡等要求要降低，只掌握方法即可。

1.3 教學(xué)內(nèi)容在順序上的調(diào)整

此外，考慮到數(shù)字電路是嵌入式系統(tǒng)、FPGA、DSP及IC設(shè)計等課程的先修課程，為了方便這些后續(xù)課程的安排，所以把數(shù)電課程提前，跟模電統(tǒng)一學(xué)期開設(shè)，為后續(xù)課程提供足夠的時間。這就造成數(shù)電中邏輯門電路一章的內(nèi)容受到影響，因此在授課時把這一章的內(nèi)容往后移，等模電三極管基本放大電路學(xué)完之后再講授這部分內(nèi)容，可以解決數(shù)電和模電安排在同一學(xué)期的問題。

2.課程教材建設(shè)

由于數(shù)電教學(xué)內(nèi)容作了一定的調(diào)整，因此教材的選取要能適應(yīng)這種調(diào)整。而現(xiàn)有教材大部分是按照老的教學(xué)體系編寫的，內(nèi)容難免陳舊、過時，為了適應(yīng)新形勢的需要，我們根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，分別編寫了本科和專科適用的教材。

本科的教材編寫思路是采用弱化傳統(tǒng)的邏輯代數(shù)公式化簡和器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理等內(nèi)容，對中小規(guī)模集成電路重點介紹其使用方法和數(shù)字邏輯的基本概念，使學(xué)生建立起數(shù)字邏輯的研究方法和設(shè)計思想，同時在傳統(tǒng)內(nèi)容之上增加了大規(guī)模可編程邏輯器件和硬件描述語言方面的內(nèi)容，傳達了自頂至底的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法和理念，為運用大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐吩O(shè)計數(shù)字系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。

?？频慕滩膭t更加弱化原理講解，對于集成邏輯門和觸發(fā)器等著重介紹器件功能和使用方法，原理只做最基本的講解。除此之外，每一章都增加電路設(shè)計和調(diào)試及錯誤排查方法等內(nèi)容，對學(xué)生進行電路設(shè)計的技能訓(xùn)練，再結(jié)合實驗和綜合課程設(shè)計，使學(xué)生動手能力得到提高。目前本科教材已經(jīng)在我校使用了三屆，?？平滩囊彩褂昧艘粚茫褂眯Ч己?。

3.課程教學(xué)方法和手段

課堂教學(xué)作為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，采用合適的方法和手段至關(guān)重要。在數(shù)字電路教學(xué)過程中，重點做到以下幾方面：

3.1 注重學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮

學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中如果只是被動接受知識，會導(dǎo)致填鴨式教學(xué)，必然會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)效果大打折扣。因此在課堂上要注意引導(dǎo)學(xué)生主動思考，對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進行干預(yù)，以預(yù)留作業(yè)的形式讓學(xué)生預(yù)習(xí)必要的知識，然后再課堂上再就預(yù)留的問題請學(xué)生分組討論，每組闡述討論的結(jié)果。雖然開始的時候?qū)W生做的不是很好，但是只要堅持這種做法，討論時加強引導(dǎo)，就會收到良好的效果。

3.2 注重習(xí)題課和平時測驗

筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對所學(xué)知識不會靈活運用，體現(xiàn)在作業(yè)中就是對沒接觸過的類型題目不知道該怎么做，自己沒有思路。其實這些題目如果對知識點理解的話是可以獨立完成的，不會做說明知識點理解的不好，所以不會應(yīng)用。這種情況下就要有針對性的設(shè)置習(xí)題課，講一些典型的例題，并著重題目的解決思路和方法的培養(yǎng)，使學(xué)生遇到類似的問題能夠靈活運用。然后再通過一些課堂測驗了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時對測驗結(jié)果進行總結(jié)，并反映在后續(xù)的教學(xué)中。

3.3 注重實驗教學(xué)

數(shù)字電路應(yīng)該是一門理論和實驗相結(jié)合的課程，兩者相輔相成。因此在理論課之外設(shè)置了兩種形式的動手環(huán)節(jié)：一種是跟理論課緊密配合的電子技術(shù)實驗，實驗的設(shè)置以理論教學(xué)進度為依據(jù)，讓學(xué)生能夠在剛學(xué)完某一知識點時就能通過實驗進行驗證，通過實驗理解理論知識和培養(yǎng)基本的分析和測試實驗結(jié)果的能力；另外一種是在學(xué)期末的電子技術(shù)綜合課程設(shè)計，給學(xué)生布置合適的題目，讓學(xué)生從方案設(shè)計、芯片選擇、電路布局、焊接查錯等方面得到訓(xùn)練，同時撰寫課程設(shè)計報告，切實培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，寫總結(jié)文檔的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電路教學(xué)也必然面臨著教學(xué)內(nèi)容和模式的不斷改革，以適應(yīng)新形勢的需要。因此授課教師應(yīng)不斷充實自己，不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗，抓住教學(xué)重點，使學(xué)生切實學(xué)懂這門課，掌握數(shù)字邏輯設(shè)計的重要概念和基本方法，為后續(xù)課程和今后走上工作崗位打好基礎(chǔ)。筆者在教學(xué)中所采用的內(nèi)容改革和教學(xué)方法創(chuàng)新通過多輪教學(xué)實踐證明，是切實可行的，能夠很好的反應(yīng)當(dāng)前數(shù)電教學(xué)的新形勢，教學(xué)效果良好。

參考文獻

[1]楊志忠，衛(wèi)樺林等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2009，7

[2]楊志忠，趙航等.數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2012，1

第3篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

一、數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)的建設(shè)

數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)的建設(shè)以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為主要理論基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)與數(shù)字化學(xué)習(xí)的需求特點，建立數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)模型。主要理論點有：(1)建成的數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)可以實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、講授式教學(xué)等多種教學(xué)／學(xué)習(xí)模式。(2)建成的數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)可以支持師生間暢通無阻的交流與協(xié)作。(3)體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的特點，具備大容量，大規(guī)模，開放式，共享性等特性。(4)體現(xiàn)資源豐富的特點，資源種類豐富，形式多樣，容量巨大。(5)體現(xiàn)技術(shù)先進的特點，可采用SAN技術(shù)、全文檢索技術(shù)、流媒體技術(shù)等。(6)能實現(xiàn)以多樣化的數(shù)字化教學(xué)資源服務(wù)應(yīng)用于各個教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。

數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)主要包括多媒體素材庫、多媒體課件庫、校園視頻點播系統(tǒng)、自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程庫、講授型網(wǎng)絡(luò)課程庫、教師個人教學(xué)網(wǎng)站群和學(xué)校精品課程庫等。

1．多媒體素材庫

多媒體素材庫中存放各類教育教學(xué)所需的資源，如文字材料、圖片資料、圖表資料、各種動畫、聲音、片段型視頻等。

多媒體素材庫應(yīng)有的技術(shù)特點有：基于全文檢索系統(tǒng)核心技術(shù)開發(fā)，檢索功能強大；基于WEB技術(shù)開發(fā)，所有操作均在瀏覽器中進行；可管理多種素材格式如各類流式媒體、文檔文件、圖片文件、動畫文件、音頻文件、視頻文件；教師通過瀏覽器上傳素材，填寫各類屬性描述，便于素材的查詢與檢索；系統(tǒng)設(shè)置臨時上傳目錄，素材經(jīng)過管理員審核后，才可進入正式庫中：設(shè)計多種查詢方式如按學(xué)科素材查詢、按素材格式查詢、按素材類型查詢、按關(guān)鍵詞查詢，在前一次查詢的結(jié)果中再進一步更精確查詢；實現(xiàn)跨庫檢索功能，可同時檢索多個數(shù)據(jù)庫(素材庫、課件庫、VOD視頻點播系統(tǒng))的記錄，檢索的結(jié)果可在線呈現(xiàn)；基于WEB方式的管理功能，管理員可進行方便管理。

教師可以方便地從多媒體素材庫中查找、調(diào)用各類素材進行多媒體課件的制作。還可以在上課時，通過網(wǎng)絡(luò)直接調(diào)用某一圖片、聲音、動畫、片段型視頻素材直接用于課堂教學(xué)。學(xué)生在課前與課后通過校園網(wǎng)系統(tǒng)，查閱、觀看或下載各類素材資源進行自主性學(xué)習(xí)。

2．多媒體課件庫

多媒體課件庫設(shè)計有課件的上傳、查詢、下載、管理等功能。教師可以通過關(guān)鍵詞查找到你所需的課件，然后下載試用，如果覺得可以用于教學(xué)，則可以在多媒體教室中通過校園網(wǎng)用本教室的多媒體計算機進入課件庫中，直接調(diào)用，通過大屏幕投影進行教學(xué)。學(xué)生也可以登陸進入課件庫，下載、使用他所需的課件。課件的上傳、管理、下載等功能和環(huán)節(jié)針對不同的用戶都設(shè)有權(quán)限，以便整個系統(tǒng)的維護管理，并對教師的作品進行版權(quán)保護。

多媒體課件庫中的課件來源有兩種，一種是購買有效實用的多媒體教學(xué)光盤，再將光盤上的內(nèi)容拷貝到服務(wù)器中即可。另一種是發(fā)動全校教師進行多媒體課件的制作和上傳。教師根據(jù)實際教學(xué)需要進行開發(fā)的多媒體課件往往能起到很好的教學(xué)效果。

多媒體課件庫的技術(shù)特點有：基于WEB技術(shù)開發(fā)，所有操作均通過WEB瀏覽器進行；采用多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)對多種格式課件的存儲與管理?？晒芾淼恼n件格式有PPT格式課件、WEB網(wǎng)頁格式課件、可執(zhí)行文件格式課件、光盤課件、視音頻格式課件等；采用流媒體技術(shù)實現(xiàn)對視音頻課件的管理。系統(tǒng)采用RealServerBasic和Windows Media Technology技術(shù)，構(gòu)架通用的流媒體服務(wù)系統(tǒng)?？梢赃\行、管理多種流媒體格式的課件，如RM、RAM、ASF、WMV、WMA、MOV、MP3等；設(shè)計用戶課件上傳功能。系統(tǒng)采用兩種上傳方式，一種是基于WEB的上傳方式，一種是通過FTP的傳輸方式。

3．教育視頻資源庫

教育視頻資源庫內(nèi)含有各種教育教學(xué)用的視頻資料。如教育電視片、教學(xué)電視片、各類經(jīng)典影視片、愛國主義教育片和學(xué)校自行拍攝制作的實用操作型教學(xué)環(huán)節(jié)錄像片等。教師和學(xué)生可以對所有視頻資料進行查詢檢索，找到自己所需的資料。教師可以指導(dǎo)學(xué)生在實踐教學(xué)前進行預(yù)覽。學(xué)生可以隨時進入該系統(tǒng)選擇自己感興趣的視頻資料進行觀看和學(xué)習(xí)。

教育視頻資源庫的技術(shù)特點有：基于WEB技術(shù)開發(fā)，客戶端需經(jīng)過初始化操作；能承擔(dān)幾百個用戶同時點播；教師申請注冊，管理員審核通過后才可以進行視頻節(jié)目的點播；學(xué)生也可注冊，點播視頻資料，進行在線學(xué)習(xí)或下載后播放；采用流式媒體技術(shù)，播放效果優(yōu)良。

視頻資源庫WEB端主要功能模塊：

(1)用戶注冊模塊。用戶從網(wǎng)上注冊后，經(jīng)審核通過后可開始使用本系統(tǒng)。

(2)節(jié)目列表模塊。按一定規(guī)律(如學(xué)科)進行節(jié)目列表，單擊相應(yīng)節(jié)目條目可查看詳細信息。

(3)節(jié)目檢索模塊?？砂凑崭鞣N方式靈活組合進行檢索。

(4)視頻點播模塊。用戶點擊相應(yīng)節(jié)目的點播按鈕即可啟動此模塊進行播放。

(5)私人收藏夾模塊。用戶可使用此功能形成自己的視頻資源中心。

(6)其他信息模塊。包括在線用戶，人氣排行榜，公告，調(diào)查，推薦節(jié)目，最新節(jié)目，使用幫助等等。

4．自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程庫

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程庫建議以教育部推薦使用的4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為管理系統(tǒng)平臺。

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)統(tǒng)一基于WEB格式，每一門網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)有多個功能模塊，如本課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)計劃、教學(xué)進度安排、教師特征、學(xué)生特征、教師的電子教案、各類參考文獻、背景材料(或是超鏈接)、習(xí)題庫、E-MAIL作業(yè)布置與答疑、課程BBS論壇、各種圖片、聲音、動畫和視頻素材庫等。此類網(wǎng)絡(luò)課程能有效的強化以學(xué)生為主體的主動學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生信息素養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，對提高學(xué)生的數(shù)字化生存能力有著積極的促進作用。

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程的來源主要有獲贈、購買和自制三種。

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計開發(fā)原則：

(1)注重教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對象及教學(xué)內(nèi)容分析，保證課程內(nèi)容的科學(xué)性、先進性、系統(tǒng)性，又充分體現(xiàn)其生動性、靈活性。

(2)體現(xiàn)“以學(xué)習(xí)者為中心”的建構(gòu)主義教學(xué)思想，強調(diào)以學(xué)生為中心，注重自主學(xué)習(xí)設(shè)計；強調(diào)體現(xiàn)“協(xié)作學(xué)習(xí)”方式，注重基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)策略設(shè)計。

(3)課程內(nèi)容符合學(xué)科本身的內(nèi)在邏輯體系，符合學(xué)生認知心理。

(4)根據(jù)課程內(nèi)容特點設(shè)計豐富的教學(xué)活動，如實 時答疑、分組討論、布置作業(yè)、作業(yè)講評、問題解決等。

(5)網(wǎng)絡(luò)課程的導(dǎo)航設(shè)計要簡單、明確，易于瀏覽。

(6)充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)多媒體性、交互性、自主性、協(xié)作性的特點。

5．講授型網(wǎng)絡(luò)課程庫

講授型網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)是指以一門課的課程講授為對象，將教師上課的視音頻信號、教師上課用的演示文稿或軟件、教師在電子白板上的講解備注等多路信號合成一種高級流媒體，形成獨立單元的網(wǎng)絡(luò)課件，并分章分節(jié)進行制作，最后形成一門完整的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程。完成的網(wǎng)絡(luò)課程存放于TOD點播服務(wù)器中，教師和學(xué)生均可以隨機點播，來進行教學(xué)或是學(xué)習(xí)活動。此類網(wǎng)絡(luò)課程最大特點是在擴大教學(xué)規(guī)模的同時，再造教學(xué)情景，增強教學(xué)的親和力和感染力，從而提高教學(xué)效果。

講授型網(wǎng)絡(luò)課程庫的建設(shè)主要以自己攝制為主，且可以與其他高校進行資源共享。

講授型網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)的基本原則及要求：

(1)選擇使用面廣，可充分發(fā)揮課程效益的課程，如公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課等。

(2)綜合運用視頻技術(shù)、藝術(shù)和多媒體技術(shù)的優(yōu)勢。

(3)教師講解視頻畫面清晰、穩(wěn)定、色彩逼真；語音清晰、準(zhǔn)確。

(4)多媒體課件形式多樣，影像豐富，信息適量，能有效解決教學(xué)中的重點難點。

(5)教師的講解與多媒體課件的演示相輔相成，聲畫同步，教學(xué)效果好。

6．教師個人教學(xué)網(wǎng)站群

教學(xué)網(wǎng)站以“站點”形式連接到校園網(wǎng)中，教學(xué)內(nèi)容以web頁面為基本元素出現(xiàn)在網(wǎng)點中。在構(gòu)建教學(xué)網(wǎng)站時，要充分利用了網(wǎng)頁的基本組成要素把聲音、圖像、動畫、視頻、文本恰當(dāng)?shù)厝谌氲浇虒W(xué)資源之中。教師個人教學(xué)網(wǎng)站的設(shè)計比較靈活，可有選擇地開設(shè)預(yù)習(xí)室、網(wǎng)上課堂、案例欣賞、在線練習(xí)、網(wǎng)上資源、教學(xué)BBS、自我測評等欄目。學(xué)生課外可在網(wǎng)上復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容，完成老師布置的作業(yè)、進行在線測試或者參加該課程的問題討論，通過留言板或E-mail對教學(xué)提出意見或建議。教師個人教學(xué)網(wǎng)站不僅含有具較高學(xué)術(shù)價值的專題性內(nèi)容，還可包括教師個人成果的匯集以及個人的興趣愛好。這樣，通過教師個人教學(xué)網(wǎng)站，學(xué)生不僅能進行多層次的學(xué)習(xí)，還能增進師生間的交流與了解。

教師建立個人教學(xué)網(wǎng)站的過程，同時也是對教學(xué)內(nèi)容進行重新設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用的過程。教師個人教學(xué)網(wǎng)站規(guī)模不一定要很大，也可以體現(xiàn)出比較濃厚的個性化，但必須要能夠為教學(xué)服務(wù)，并且考慮到師生互動的需要。教師建立個人教學(xué)網(wǎng)站將成為數(shù)字化教學(xué)資源體系建設(shè)的一種趨勢。

7．學(xué)校精品課程庫

“國家精品課程”是具有一流教師隊伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等“五個一流”特點的示范性課程。精品課程建設(shè)是高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分。精品課程利用現(xiàn)代化的教育信息技術(shù)手段，將課程的相關(guān)的教學(xué)大綱、教案、習(xí)題、實驗指導(dǎo)、參考文獻目錄等要上網(wǎng)并免費開放，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，師生互動學(xué)習(xí)，可大大提高了學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

根據(jù)國家精品課程評審指標(biāo)體系，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，具體包括網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)硬件環(huán)境和軟件資源的建設(shè)，是精品課程的重要的評審指標(biāo)。學(xué)校在教育技術(shù)中心的積極配合下，利用現(xiàn)代化的教育信息技術(shù)手段，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，進行網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)硬件環(huán)境和軟件資源的建設(shè)，逐步使用網(wǎng)絡(luò)進行教學(xué)與管理，并將本校一流課程的教學(xué)大綱、教案、習(xí)題、實驗指導(dǎo)、參考文獻等上網(wǎng)并免費開放，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，師生互動學(xué)習(xí)。各高校應(yīng)充分利用其他學(xué)校的精品課程，實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的優(yōu)秀課程資源共享。并在此基礎(chǔ)上，高度重視自身精品課程的建設(shè)。

目前，很多高校均參照國家有關(guān)文件，結(jié)合自身課程教學(xué)的優(yōu)勢與特色，制定了校級精品課程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并開展大規(guī)模的校級精品課程的建設(shè)工作。

以上多個資源庫的建立，多種數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)，必將為學(xué)校的數(shù)字化教學(xué)和學(xué)習(xí)營造一個相當(dāng)優(yōu)良的環(huán)境。

二、數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)的管理

數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)的建設(shè)為全面開展數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。為了讓系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定、高效，更好地支持數(shù)字化教學(xué)和學(xué)習(xí)，必須對系統(tǒng)進行科學(xué)的管理。

1．依托先進的信息技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)層面的高效管理

采用各系統(tǒng)自成體系、相對獨立的管理模式。此種模式具有系統(tǒng)輕便、易于維護、管理負荷分散、減輕工作量、風(fēng)險分散等特點，且單個子系統(tǒng)故障并不影響其它子系統(tǒng)的正常工作。

多媒體素材庫系統(tǒng)采用了以中文分詞技術(shù)為基礎(chǔ)的詞索引技術(shù)，實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的存儲與檢索。采用數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關(guān)的技術(shù)，實現(xiàn)了跨數(shù)據(jù)庫平臺的數(shù)據(jù)檢索。

多媒體課件庫系統(tǒng)是一個完全的B／S系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了RealNetworks， MediaServer等免費的視頻內(nèi)核技術(shù)，以及面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)思想，結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫對課件資料信息進行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)在校園網(wǎng)上實時順暢地播放教師的各種教學(xué)課件。

教育視頻資源庫主要采用3CX的內(nèi)核技術(shù)，以及面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)開發(fā)技術(shù)，結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫對視頻資料信息進行處理；支持國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的視頻格式及多種事實性標(biāo)準(zhǔn)的視頻格式；管理中心綜合信息平臺可提供文本、語言及靜態(tài)圖像服務(wù)。對視頻資料具有強大的查詢搜索功能，支持多種計算機操作系統(tǒng)的信息終端，服務(wù)器端支持多種視頻文件格式(MPEG―1、MPEG-2、MPEG-4、DAT、AVl、DVI等等)。

自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程庫以教育部推薦的4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為管理平臺，實現(xiàn)對多門自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程的管理。

講授型網(wǎng)絡(luò)課程庫可以江蘇科建教育軟件有限責(zé)任公司的TOD網(wǎng)絡(luò)課程點播系統(tǒng)為管理平臺。

教師個人教學(xué)網(wǎng)站群以獨立網(wǎng)站的方式統(tǒng)一存于專用的服務(wù)器中，由現(xiàn)代教育技術(shù)中心統(tǒng)一管理維護。

學(xué)校精品課程庫以網(wǎng)站管理的方式進行，精品課程開發(fā)完畢后，獨立存于服務(wù)器上，統(tǒng)一由技術(shù)人員管理維護。

2．人力資源科學(xué)分配，職責(zé)明確，各項工作運轉(zhuǎn)高效

數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)是一項巨大的系統(tǒng)工程。有必要成立資源建設(shè)與管理領(lǐng)導(dǎo)小組。由現(xiàn)代教育技術(shù)中心主任任組長，下設(shè)多個工作小組，有視頻資源建設(shè)小組，多媒體素材資源建設(shè)小組，多媒體課件庫建設(shè)小組，自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)小組，講授型網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)小組，教師個人教學(xué)網(wǎng)站群建設(shè)與維護小組，學(xué)校精品課程開發(fā)與維護小組等。

視頻資源建設(shè)小組又分電視節(jié)目錄制人員、錄像資料壓縮人員、錄像資料信息描述人員、視頻資料上傳人員、學(xué)校自攝節(jié)目制作人員等。

電視節(jié)目錄制人員的工作職責(zé)為不定期廣泛收集學(xué)校教師對電視節(jié)目錄制的需求信息，根據(jù)需求信息制訂錄制計劃，在電視報的幫助下，準(zhǔn)點錄制電視節(jié)目。負責(zé)隨時接收教師臨時提出的錄制需求，及時滿足 教師的教學(xué)需要。并負責(zé)粗略寫出節(jié)目的簡要內(nèi)容描述。并將錄像帶歸類存放入庫，供錄像資料壓縮人員查閱，壓縮。

錄像資料壓縮人員負責(zé)從錄像帶庫中選出急需壓縮的資料進行數(shù)字化壓縮，并截去廣告等非教學(xué)內(nèi)容部分，采集壓縮成MPC格式的光盤。交給錄像資料信息描述人員進行信息描述。

錄像資料信息描述人員負責(zé)在錄制人員粗略信息內(nèi)容描述的基礎(chǔ)上進行較為具體、準(zhǔn)確的信息描述，包括節(jié)目名稱、關(guān)鍵字、所屬學(xué)科／專業(yè)、作者、上傳時間、節(jié)目簡介等等。這些信息描述將在使用全文搜索引擎進行信息檢索時發(fā)揮巨大的作用，可極大提高檢索的查全率、查準(zhǔn)率。

視頻資料上傳人員負責(zé)將數(shù)字化的視頻節(jié)目上傳到校園視頻點播庫中，并及時將入庫的最新資源目錄對全院師生，提高資源的利用率。

學(xué)校自攝節(jié)目制作人員負責(zé)對學(xué)校發(fā)生的重大事件和學(xué)術(shù)講座進行記錄，并將錄像帶交給錄像資料壓縮人員，繼續(xù)后面的工作。如各類重大新聞、各類學(xué)術(shù)報告、講座、培訓(xùn)等。另外還負責(zé)進行學(xué)校電視教學(xué)片的制作。

多媒體素材資源建設(shè)小組主要負責(zé)多媒體素材庫中的素材建設(shè)。有多名人員專門進行素材的收集、整理、信息描述，并入庫。素材的來源主要有購買、下載、自制等方式。購買大量的素材光盤，特別是各類圖片庫、材質(zhì)庫、模型庫、動畫庫、音頻庫等。上傳時為每一條素材加入較為詳細的信息描述?；驈腎ntemet網(wǎng)上下載各類素材，進行信息描述后入庫。有些素材通過自己拍攝、掃描獲取，加上信息描述后入庫。

多媒體課件庫建設(shè)小組負責(zé)課件的購買，上傳與系統(tǒng)維護。自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)小組負責(zé)自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課程的購買、上傳、維護。講授型網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)小組負責(zé)學(xué)校優(yōu)秀課程的選取、錄制、上傳與系統(tǒng)管理。教師個人教學(xué)網(wǎng)站群建設(shè)與維護小組負責(zé)所有教師個人教學(xué)網(wǎng)站的管理與維護。學(xué)校精品課程開發(fā)與維護小組負責(zé)學(xué)校優(yōu)秀課程的技術(shù)開發(fā)、課程入庫、管理與維護等。

第4篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；語言教學(xué)環(huán)境；系統(tǒng)組成；建設(shè)策略；運行模式

中圖分類號：H319.3　文獻標(biāo)識碼：A　文章編號：1001―5795(2011)06―0072―0003

國內(nèi)學(xué)者一般認為語言實驗室(Language Labora―tory)是由美國人沃爾茲(Ralph H．Waltz)于20世紀20年代首先提出的(范姣蓮，2005：6；杜勇等，2011：164)，并且認為當(dāng)時的語言實驗室是利用各種實驗儀器對語音進行分析研究和實驗的場所，主要用于對語音的各種物理現(xiàn)象進行科學(xué)研究，并不用于語言訓(xùn)練。直到二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，研究者才在語言實驗室中采用磁帶錄音機進行語言訓(xùn)練并取得良好效果。

實際上，自1877年愛迪生發(fā)明留聲機起，音頻記錄技術(shù)就開始應(yīng)用于語言教學(xué)。1893年已經(jīng)有商業(yè)化的唱片用來幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)英語或西班牙語。1908年法國格勒諾布爾大學(xué)(University 0f Grenoble)已經(jīng)有計劃地應(yīng)用留聲機設(shè)備進行語言教學(xué)。1909年夏季，美國人查爾范特(Frank c．Chalfant)曾在格勒諾布爾大學(xué)學(xué)習(xí)過一段時間。1912年查爾范特在位于美國普爾曼市的華盛頓州立大學(xué)創(chuàng)建了語音學(xué)實驗室(Phonetics Laboratory)，在實驗室中學(xué)生通過耳機來進行聽力訓(xùn)練，并提供唱片錄音機來幫助學(xué)生比較自己的發(fā)音與范例發(fā)音之間的差異，這大大提高了語言學(xué)習(xí)效果(Steven&Warren，1996)。如果說由愛迪生發(fā)明的留聲機應(yīng)用于語言教學(xué)是媒體技術(shù)與語言教學(xué)整合的雛形，那么1912年查爾范特建立的Phonetics La―boratory已經(jīng)是著眼于語言訓(xùn)練的、真正意義上的語言教學(xué)實驗室。

1、從語言實驗室到數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境

“現(xiàn)代教育觀把環(huán)境因素作為構(gòu)成教育體系的四大要素(教育目的、教育者、教育對象和環(huán)境)之一，充分說明了環(huán)境對教育、教學(xué)的重要性”(龔心源，2004：65)。語言實驗室是指利用一系列教育技術(shù)軟硬件裝備起來，專門用于語言教學(xué)的多媒體教室，教學(xué)裝備和教學(xué)場地是語言實驗室的兩大組成部分。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是在新的教育模式和教學(xué)需求的驅(qū)動下，語言實驗室的功能與形態(tài)也在不斷地拓展。當(dāng)前綜合型、開放式、數(shù)字化的語言教學(xué)環(huán)境是語言實驗室的最新發(fā)展形態(tài)。作為數(shù)字化校園的重要組成部分，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境早已不是傳統(tǒng)意義上的語言實驗室：

?技術(shù)進步：在經(jīng)歷了早期的模擬時代、模擬與數(shù)字相結(jié)合的時代之后，當(dāng)前的語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)已經(jīng)進入了全數(shù)字時代。

?時空拓展：教學(xué)行為不再局限于課堂時間和教室空間，學(xué)習(xí)者可以隨時隨地進入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，這體現(xiàn)了時空的開放性。

?資源擴充：互聯(lián)網(wǎng)上海量的信息，打破了書本教材和課件講義的局限，大大擴充了師生所擁有的“教”與“學(xué)”的資源。

?模式多元：數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境不僅支持“以教為主”的教師主導(dǎo)教學(xué)模式而且支持“以學(xué)為主”的學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式。

優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)效率，進而提升教學(xué)品質(zhì)是教學(xué)環(huán)境建設(shè)的核心使命(宋述強等，2010：29)。功能全面、資源豐富的數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境不僅為語言教學(xué)活動的開展創(chuàng)設(shè)了開放的、互動的環(huán)境支持，而且為推動當(dāng)前高校語言教學(xué)的全面改革創(chuàng)造了先決條件，推動教育理念、教育模式、教育內(nèi)容、教育方法、教育評價等產(chǎn)生一系列重大的變革。

2、數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境與系統(tǒng)組成

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境是指開展語言教學(xué)活動時，由線下物理空間、教學(xué)軟硬件裝備與線上信息系統(tǒng)、數(shù)字資源所組成的綜合系統(tǒng)。除了物理空間、信息網(wǎng)絡(luò)、供配電系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施外，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境主要由安裝了數(shù)字化語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)、同聲傳譯訓(xùn)練系統(tǒng)的數(shù)字化語言實驗室，集成了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、作業(yè)處理、輔導(dǎo)答疑、綜合考試、教學(xué)評估等功能的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺和具有統(tǒng)一身份認證功能的信息門戶組成。

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的系統(tǒng)組成如圖1所示，其核心部分包括基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字化語言實驗室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺和信息門戶，擴展部分包括校園網(wǎng)內(nèi)其他教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)資源和互聯(lián)網(wǎng)上海量的教學(xué)資源、信息資源。限于篇幅，本文只介紹數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的核心部分，即基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字化語言實驗室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺和信息門戶四部分。

2.1基礎(chǔ)設(shè)施

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施包括：符合建筑聲學(xué)和光學(xué)設(shè)計要求，滿足開展教學(xué)互動活動的物理空間；多媒體講臺、計算機、投影機、錄音機、錄像機、話筒、功率放大器、揚聲器等硬件設(shè)施；運行穩(wěn)定、接人方便的網(wǎng)絡(luò)條件；安全可靠、低碳環(huán)保的供配電系統(tǒng)。

2.2數(shù)字化語言實驗室

除了物理環(huán)境和硬件設(shè)備外，數(shù)字化語言實驗室的核心是數(shù)字化語言教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個教師主控單元和一定數(shù)量的學(xué)生單元組成，之間的信號以數(shù)字形式進行傳輸、處理和存儲。從功能上看，數(shù)字化語言教學(xué)系統(tǒng)又包括聽力教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)、口語教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)、閱讀教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)、寫作教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)以及同聲傳譯教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)。

2.3網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺是支撐網(wǎng)絡(luò)教學(xué)最重要的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為教師提供教學(xué)組織環(huán)境，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺包括信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、數(shù)字資源中心、作業(yè)管理系統(tǒng)、綜合考試系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng)、輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)、虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)、教學(xué)評估系統(tǒng)以及其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)等。

2.4信息門戶

信息門戶把各種應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一到一個信息管理平臺上，根據(jù)用戶使用特點和角色的不同，形成個性化的應(yīng)用界面，并通過對事件和消息的處理把用戶有機地聯(lián)系在一起。在數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境中，用戶通過信息門戶進行統(tǒng)一身份認證，能夠?qū)崿F(xiàn)多個應(yīng)用系統(tǒng)的單點登錄。

3、數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)策略

隨著教育信息化的廣泛深入，越來越多的廠商、企業(yè)介入到數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境這一領(lǐng)域，他們提供了眾多的設(shè)備產(chǎn)品和解決方案。但同時，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)中也面臨著諸多問題，例如：環(huán)境建設(shè)的統(tǒng)籌規(guī)劃少，難以實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展；產(chǎn)品方案的系統(tǒng)集成差，設(shè)備選型只是羅列堆砌；系統(tǒng)運行的智能程度低，應(yīng)用難以做到以人為本等。

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)是一項巨大的系統(tǒng)工程，要在需求分析的基礎(chǔ)上，對設(shè)備產(chǎn)品、系統(tǒng)方案進行優(yōu)化組合，綜合運用網(wǎng)絡(luò)信息、智能控制、音視頻處理等技術(shù)，對硬件設(shè)備和軟件產(chǎn)品進行科學(xué)合理地系統(tǒng)集成。在數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)中需要運用如下策略：

3.1立足教學(xué)需求，明確建設(shè)目標(biāo)

滿足教學(xué)需求，提升教學(xué)品質(zhì)，推動教學(xué)創(chuàng)新是數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)的原動力。在項目前期，要根據(jù)調(diào)研計劃對相關(guān)人員、部門進行廣泛的需求調(diào)研，在收集整理教師、學(xué)生和運行管理人員的需求之后，綜合考慮資金投入、當(dāng)前需求、技術(shù)趨勢等因素，編寫需求說明書。數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)要以滿足教學(xué)需求為根本出發(fā)點，系統(tǒng)集成不是選擇最好產(chǎn)品的簡單行為，而是要根據(jù)需求選擇性價格比最高的產(chǎn)品和方案。要根據(jù)需求調(diào)研和項目進度要求，制定數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)目標(biāo)，并給出明確的時間表和路線圖。

3.2組建高效團隊。倡導(dǎo)多元參與

在經(jīng)費有保證的前提下，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)成敗的關(guān)鍵在于是否有一支決策有力、經(jīng)驗豐富、執(zhí)行高效的項目團隊。項目團隊通常由決策領(lǐng)導(dǎo)、評審專家和實施人員組成。決策領(lǐng)導(dǎo)通常是學(xué)校分管領(lǐng)導(dǎo)和外語院系的負責(zé)人，他們對資金投入、運作模式等具有決策權(quán)，推動項目的啟動和實施。評審專家負責(zé)方案論證、標(biāo)書評審、項目驗收等。項目實施人員通常由系統(tǒng)集成商的專業(yè)技術(shù)人員和學(xué)校的運行管理人員組成，實施人員要做好需求分析、功能設(shè)計、系統(tǒng)集成、應(yīng)用定制、人員培訓(xùn)等工作。

3.3總體統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施推進

為了避免低水平的重復(fù)性建設(shè)，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)要納入學(xué)校的整體教育改革和外語學(xué)科群的發(fā)展規(guī)劃中，從學(xué)校的實際財力出發(fā)，量力而行，分步實施。其中有兩個問題要特別引起注意：一是注重產(chǎn)品選型的標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)方案的可拓展性。所選用的設(shè)備產(chǎn)品要遵循國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，與其他接入產(chǎn)品具有良好的兼容性?？紤]到未來的升級擴充，配置的系統(tǒng)設(shè)備需要具有能夠增加或連接新設(shè)備的能力，從而使系統(tǒng)在一定的時限(3～5年)內(nèi)保持技術(shù)不落后。二是要抓住重點，以點帶面。要以數(shù)字化語言實驗室為突破口，以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺為依托，以數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)為龍頭，形成環(huán)境建設(shè)的亮點和今后應(yīng)用的優(yōu)勢。

3.4全程質(zhì)量管理。嚴格風(fēng)險控制

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境涉及內(nèi)容多、資金投入大、技術(shù)要求高，必須加強質(zhì)量管理，確保資金使用效益和工程建設(shè)質(zhì)量，避免低水平重復(fù)建設(shè)或超標(biāo)準(zhǔn)盲目建設(shè)造成浪費。需要建立質(zhì)量控制和項目進度考核體系，建立項目風(fēng)險控制和防范措施，在每個階段規(guī)定詳細的實施文檔，及時掌握實施的質(zhì)量、出現(xiàn)的問題、解決的途徑和遺留的問題等。由項目負責(zé)人和評審專家對每一階段實施進行質(zhì)量和風(fēng)險評審，為數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境建設(shè)項目的快速實施和成功應(yīng)用提供質(zhì)量保障。

4、數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的運行模式

數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的最終目的是優(yōu)化教學(xué)過程，提升教學(xué)品質(zhì)，為語言教學(xué)提供綜合型、開放式、數(shù)字化的支持服務(wù)。隨著數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建成，項目團隊會將管理運行工作移交給校方指定的技術(shù)服務(wù)部門，相關(guān)的工作重心也逐步由開發(fā)和集成轉(zhuǎn)向運行和服務(wù)。當(dāng)前數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的運行模式不外乎如下三種：

4.1自營模式

自營模式是指由外語院系或?qū)W校的一個歸口單位(如語言實驗教學(xué)中心、教育技術(shù)中心、實驗室設(shè)備處、后勤物業(yè)等)統(tǒng)一管理、運行和維護數(shù)字化語言實驗室和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺等。自營模式的優(yōu)點在于對師生需求的靈活掌握，在行政的干預(yù)下，便于管理協(xié)調(diào)，響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量有保障；缺點在于需要一支穩(wěn)定的運行隊伍，人工成本較高。

4.2外包模式

外包模式是指將數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的管理、運行和維護工作發(fā)包給技術(shù)服務(wù)商。外包模式的優(yōu)點在于“適應(yīng)了當(dāng)前服務(wù)社會化的大趨勢；解決了人手不足，服務(wù)不到位的矛盾”(錢震等，2010：63)；缺點在于校方對教學(xué)環(huán)境的可控性弱，管理失控風(fēng)險增加，服務(wù)質(zhì)量依賴技術(shù)服務(wù)商的自律。

4.3整合模式

自營模式和外包模式的優(yōu)缺點都非常突出，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境運行實踐中我們可以整合兩種模式，將那些事務(wù)性突出、技術(shù)含量較低的工作外包出去，校方通過專門人員、監(jiān)督機制、工作流程、服務(wù)協(xié)議等各方面對外包公司進行嚴格管理，保證服務(wù)質(zhì)量。又由于教學(xué)環(huán)境的管理“以技術(shù)服務(wù)為主，物業(yè)后勤服務(wù)為輔，所以管理集中到現(xiàn)代教育技術(shù)中心比較合適”(陳金玉，2009：42)。

5、結(jié)語

“以人為本”是當(dāng)代教育的主旋律，語言教學(xué)需求和信息技術(shù)發(fā)展是數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境發(fā)展的兩大驅(qū)動力。隨著高校外語教學(xué)改革的持續(xù)深入和云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，數(shù)字化語言教學(xué)環(huán)境的建設(shè)和運行要立足教學(xué)需要，以教師為本，以學(xué)生為本，為“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的雙主教學(xué)模式提供有效的支撐環(huán)境。

參考文獻

[1]Steven D．Tripp＆Warren B．Roby．Auditory presentationsand language laboratories[A]．In David H．Jonassen(Eds．)．Handbook∥’Research of Educational Communica―tions and Technology[c]．New York：Macmillan，1996．

[2]陳金玉，高校多媒體教室的運行機制和管理模式研究[J]，中國教育信息化，2009(23)。

[3]杜勇，江陽偉，加強語言室管理與建設(shè)的研究與實踐[J]。實驗科學(xué)與技術(shù)，2011(2)．

[4]范姣蓮，語言實驗室概述[J]，中國現(xiàn)代教育裝備，2005(1)。

[5]龔心源，語言實驗室學(xué)習(xí)環(huán)境的探討[J]，外語電化教學(xué)，2004(3)。

第5篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：Web；教學(xué)保障物資；管理系統(tǒng)

中圖分類號：F25 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3198（2014）15-0060-01

隨著教育事業(yè)的發(fā)展以及教育改革的不斷深化，學(xué)校的招生規(guī)模逐漸擴大，隨之學(xué)校的管理職能與方法也發(fā)生了變化，原有的教學(xué)管理系統(tǒng)已不能完全適應(yīng)新形勢下學(xué)校教學(xué)管理要求。因此，在局域網(wǎng)（Intranet）逐漸普及的情況下，以高校為代表的各學(xué)校開始加強對教學(xué)管理設(shè)備的投入，各種基于Web技術(shù)的管理信息系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，其中包含了基于Web技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)的關(guān)鍵教學(xué)管理系統(tǒng)，大大優(yōu)化了教學(xué)管理工作。為了不斷提高教學(xué)保障物資管理的規(guī)范性與科學(xué)化水平，各院校都應(yīng)該對這一管理系統(tǒng)的功能與實現(xiàn)方法等有更深入的了解。

1 Web數(shù)據(jù)庫的相關(guān)概述

Web數(shù)據(jù)庫是近年來發(fā)展較快的一項數(shù)據(jù)庫技術(shù)，運用在學(xué)校教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)中，通常指在局域網(wǎng)中以Web查詢接口方式訪問的數(shù)據(jù)庫資源，其結(jié)構(gòu)是后臺采用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)信息，對外包含表單的Web頁面作為訪問接口，查詢結(jié)果也以包含數(shù)據(jù)列表的Web形式返回給用戶。Web數(shù)據(jù)主要用于局域網(wǎng)后臺數(shù)據(jù)庫支持，Web數(shù)據(jù)庫開發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其操作不需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫軟件操作，其使用操作簡單，且相比搜索引擎返回的查詢結(jié)果，可以提供一個或多個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)記錄，且具有完整的模式信息。

基于Web技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)的運行原理首先由客戶端瀏覽器發(fā)出登陸網(wǎng)頁地址請求，然后服務(wù)器根據(jù)請求向客戶端發(fā)回相應(yīng)的HTML文件，當(dāng)客戶端顯示出這一Web數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的登錄界面，用戶便可輸入相關(guān)要求的登陸信息并提交，通過對信息的傳輸，使服務(wù)器端相應(yīng)程序自動向后臺數(shù)據(jù)庫發(fā)出數(shù)據(jù)操作指令，再由其數(shù)據(jù)庫的引擎執(zhí)行指令進行數(shù)據(jù)的操作并將結(jié)果返回到服務(wù)器的運行程序，最后由服務(wù)器端程序?qū)⒎祷氐臄?shù)據(jù)生成HTML文件，客戶便可通過局域網(wǎng)瀏覽器查閱到相應(yīng)信息?；赪eb技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)主要依托校園網(wǎng)，由網(wǎng)管中心進行統(tǒng)一管理。

2 基于Web技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)開發(fā)平臺的選擇

2.1 ASP的開發(fā)與運行

ASP是實現(xiàn)Web數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的常用的方法，是在服務(wù)器端開發(fā)腳本的語言環(huán)境?；赪eb技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)利用ASP可以開發(fā)交互性強、高性能的Web服務(wù)器端的應(yīng)用程序，進而使Web的動態(tài)頁面生成及Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用簡單。ASP在運行中程序需要被編譯，因為其是在服務(wù)器端開發(fā)腳本中設(shè)計的，其程序的控制部分依靠服務(wù)器端開發(fā)腳本語言設(shè)計，當(dāng)ASP運行時，服務(wù)器端開發(fā)校本程序就會執(zhí)行工作將整套命令發(fā)送給腳本解釋器，由腳本解釋器進行下一階段的工作。在這一運行過程中，ASP即是運行在Web腳本上的動態(tài)網(wǎng)頁，最后將生成頁面返回瀏覽器。

2.2 IIS Web服務(wù)器

IIS Web服務(wù)器是一個開發(fā)平臺，是IIS允許在校園Intranet上信息的Web服務(wù)器，是編寫ASP應(yīng)用程序的開發(fā)工具，為Web服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)提供了有效的幫助。 IIS Web服務(wù)器作為強大的設(shè)計編輯工具之一，提供了專門的圖形界面的管理工具，并用于瀏覽網(wǎng)頁、傳輸文件與郵件、使Intranet信息變得簡單可行。IIS Web服務(wù)器在運行的同時，能提供監(jiān)視培智與控制Intranet服務(wù)的功能，能更好的保證Web服務(wù)器的正常運行。此外，IIS Web服務(wù)器還具有其他方面的優(yōu)勢，IIS支持語言無關(guān)的多種腳本編寫與組件，支持并提供Intranet數(shù)據(jù)庫連接器，能更好的實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的查詢和更新。IIS與Windows系統(tǒng)緊密整合，能更好的保證其安全特性。

2.3 SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通常也是Web技術(shù)信息管理系統(tǒng)的優(yōu)選開發(fā)平臺，其安全性能較好，且操作簡單。SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在運行過程中主要是通過系統(tǒng)中的新型安全模型將用戶獨立，提供較細粒度的訪問方式，并支持數(shù)據(jù)訪問的更強控制力。由于其系統(tǒng)表格都以視圖形式出現(xiàn)，所以此系統(tǒng)還支持對數(shù)據(jù)庫對象的更強控制力。Web數(shù)據(jù)庫通過利用 SQL Server，能更好的在數(shù)據(jù)庫層次上開發(fā)Web服務(wù)，進而使得SQL Server成為HTTP監(jiān)聽器并能向Web服務(wù)提供新型數(shù)據(jù)訪問功能。

3 基于Web技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)設(shè)計

教學(xué)物資管理主要包含固定資產(chǎn)管理及物流管理，前者主要是對學(xué)校資產(chǎn)賬目及資產(chǎn)的報廢處理等，后者主要是對學(xué)校設(shè)備物資的采購供應(yīng)倉庫管理等?；赪eb技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)主要是在校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行的現(xiàn)代化信息管理。在此系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要結(jié)合成熟的管理工作流、辦公自動化管理和教學(xué)物資保障的業(yè)務(wù)工作流以及物料的出入庫管理等，并使用Web數(shù)據(jù)庫而開發(fā)出教學(xué)保障物資的管理系統(tǒng)。以物料管理為例，即要對其物料申請、領(lǐng)導(dǎo)審核、采購入庫、科室調(diào)撥與發(fā)放及報廢處理等進行嚴格一體化的網(wǎng)絡(luò)管理，從而實現(xiàn)教學(xué)保障物資管理服務(wù)水平及管理效率的提升，進而更好的為教學(xué)活動的開展提供科學(xué)的保障。具體的系統(tǒng)功能設(shè)計應(yīng)包含如下方面：

作者簡介：夏雨（1993―），女，安徽合肥人，在讀學(xué)生，從事經(jīng)濟學(xué)學(xué)習(xí)與研究。

（1）項目登記與審核。首先由學(xué)校教學(xué)保障物資管理用戶對學(xué)校保障物資管理信息進行系統(tǒng)的管理申請，在項目得到系統(tǒng)管理員的登記錄入及相關(guān)信息修改后，系統(tǒng)管理員還將對資產(chǎn)項目信息進行審查。當(dāng)項目被審查通過，則會轉(zhuǎn)入正式數(shù)據(jù)庫；若項目申請為資產(chǎn)報廢申請，則會在審查通過之后轉(zhuǎn)入淘汰庫存放。反之，申請將退回給用戶。

（2）用戶管理。用戶管理主要是由系統(tǒng)管理員使用，管理員可以設(shè)定二三級用戶權(quán)限，并可以進行修改或刪除等操作。此過程中，學(xué)校教學(xué)保障物資管理的系統(tǒng)管理員要預(yù)先對學(xué)校保障物資信息進行錄入維護，通過用戶密碼注冊的方式能有效提高系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。

（3）查詢統(tǒng)計?；赪eb技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)應(yīng)在查詢統(tǒng)計的功能上加以強化，及時錄入和更新教學(xué)保障物資信息，保證用戶能實時的查詢?nèi)Ｔ合怠⒖蒲惺壹案鞑块T最新的資產(chǎn)信息。

（4）報廢淘汰。此功能是教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)的關(guān)鍵功能之一，在設(shè)計過程中尤其要注重系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的管理問題。對物資資產(chǎn)的報廢淘汰操作應(yīng)由系統(tǒng)管理員完成，對系統(tǒng)檢索出的需要對信息進行報廢報表、淘汰原因及批準(zhǔn)人等信息執(zhí)行報廢淘汰的指令，進而執(zhí)行命令由正式庫轉(zhuǎn)入淘汰庫，再通過系統(tǒng)操作對淘汰庫中的信息進行修改完善。

（5）數(shù)據(jù)管理。對于教學(xué)物資管理的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)管理員要認真完成審核過程，并做好自動和人工的數(shù)據(jù)備份工作，以便更好的管理數(shù)據(jù)信息。

（6）報表打印。對教學(xué)保障物資實行系統(tǒng)化的信息管理，需要系統(tǒng)對其數(shù)據(jù)進行報表的制作，一般以EXCEL報表形式進行制作，用戶可以根據(jù)實際需求對報表進行修改，最后打印出來并存檔。

4 基于Web技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)的安全措施

為了使基于Web技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)安全的運行和正常的發(fā)揮作用，各學(xué)校應(yīng)加強基本的預(yù)防措施的實施，以便及時的發(fā)現(xiàn)問題并進行應(yīng)急處理。因此，需要主要如下方面的問題：第一，保證只有合法的用戶才能進入該系統(tǒng)并進行相關(guān)操作，因而要做好用戶管理工作；第二，用戶在進行個人信息更改的過程中需進行密碼輸入驗證；第三，系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫要設(shè)置嚴格的身份認證和備份操作，對ASP文件服務(wù)器要進行腳本編碼，進而對ASP源代碼加密，在確定ASP程序的執(zhí)行時間后，添加如

等代碼，進而保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的安全性與穩(wěn)定性；第四，要加強對管理系統(tǒng)的定期檢查與防護，及時發(fā)現(xiàn)漏洞問題并加以解決。

5 結(jié)語

本文對基于Web技術(shù)的教學(xué)保障物資管理系統(tǒng)進行了相關(guān)理論內(nèi)容的探討，了解到該系統(tǒng)主要的開發(fā)平臺選擇及系統(tǒng)功能設(shè)計內(nèi)容，并對其安全運行的安全措施進行了闡述。從中可以發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)依托校園網(wǎng)實現(xiàn)了教學(xué)保障物資現(xiàn)代化的信息管理，利用Web技術(shù)的動態(tài)交互和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)了用戶與管理中心的信息交流。這一系統(tǒng)具有較多的優(yōu)勢，只要將其不斷完善并科學(xué)合理的進行應(yīng)用，學(xué)校的教學(xué)保障物資管理工作一定會上一個新臺階。

參考文獻

[1]李平，劉彬.Web數(shù)據(jù)庫接口技術(shù)及應(yīng)用[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2001，（05）.

第6篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：Web；交互；電子圖書

中圖分類號：G632.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）10-0087

一、前言

根據(jù)構(gòu)建主義的教學(xué)理論，學(xué)習(xí)是一個知識構(gòu)建的過程，在這個過程中交互是一個非常重要的環(huán)節(jié)。使用傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖書和目前的電子圖書，只能是學(xué)生對書中內(nèi)容的單一閱讀過程，無法很好地實現(xiàn)學(xué)生和圖書之間的交互，這也就使得學(xué)習(xí)這個知識構(gòu)建的過程受到了制約。

本文依據(jù)構(gòu)建主義教學(xué)理論，采用智能信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，搭建了一個基于Web的交互式電子圖書系統(tǒng)（Interactive Electronic Book System，IEBS）。使用IEBS進行閱讀學(xué)習(xí)，不僅僅可以實現(xiàn)對書中內(nèi)容的閱讀，而且還能讓學(xué)生通過批注、鏈接、觀看多媒體、在線練習(xí)和疑難診斷等功能與圖書進行互動，實現(xiàn)學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)過程中與圖書的交互，同時，通過異步交流和實時討論等，還可讓學(xué)生與系統(tǒng)其他用戶之間進行交互。IEBS突破了傳統(tǒng)的閱讀模式，解決了學(xué)生與圖書的“交互瓶頸”問題，能夠完美地實現(xiàn)學(xué)生在閱讀學(xué)習(xí)過程中的知識構(gòu)建。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1. 系統(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和用戶層的三層架構(gòu)架模式，如圖1所示。

2. 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用基于客戶機/應(yīng)用程序服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的三層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。如圖2所示：

客戶端管理，顯示和用戶的交互；應(yīng)用程序服務(wù)器包含所有的應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器包含所有的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)的存儲和檢索等?？蛻舳丝梢酝ㄟ^直接接入、局域網(wǎng)接入和無線通信鏈路接入等多種方式接入Internet，滿足用戶的多種需求。

三、系統(tǒng)功能

系統(tǒng)主要包含系統(tǒng)管理、圖書選擇、圖書閱讀、異步交流、實時討論、疑難診斷和幫助等子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)又有若干功能模塊構(gòu)成，這些功能模塊和子系統(tǒng)共同構(gòu)成一個結(jié)構(gòu)完整，功能齊全的交互式電子圖書系統(tǒng)。其功能結(jié)構(gòu)如圖3所示：

1. 系統(tǒng)管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對系統(tǒng)的配置管理和維護，初始化系統(tǒng)的功能集，定義系統(tǒng)用戶，分配權(quán)限，維護角色信息，維護系統(tǒng)授權(quán)用戶信息。記錄任何用戶的登錄、注銷、上傳、下載、刪除、更改和消息通知等操作日志。分為管理員用戶管理和一般用戶管理。

2. 圖書選擇子系統(tǒng)

圖書選擇子系統(tǒng)為用戶提供選擇圖書的功能，讓用戶通過多種方式實現(xiàn)對所需閱讀圖書進行快速定位選擇。

首先，系統(tǒng)左側(cè)有一個可以展開的樹形目錄。目錄結(jié)構(gòu)可按照用戶習(xí)慣進行多種形式的劃分，如按照年級――學(xué)科――圖書類型（如課本、教學(xué)參考書、習(xí)題集、練習(xí)冊等）逐級展開。用戶可以通過逐級展開目錄迅速查找定位到所需閱讀的圖書。如用戶需要選擇閱讀八年級人教版《地理》課本，可通過在樹形目錄選擇“八年級”并展開該年級節(jié)點，然后在下一級目錄選擇 “地理學(xué)科”并進行展開，然后再選擇“課本”并進行展開，最后選擇八年級人教版《地理》課本。

其次，系統(tǒng)還提供按照年級、學(xué)科、圖書類型、圖書名稱、作者、出版單位、版本、出版時間和主要內(nèi)容等條件進行組合模糊查詢的功能。用戶可輸入一定的查詢條件和規(guī)則對所需閱讀圖書進行模糊查詢。

3. 圖書閱讀子系統(tǒng)

圖書閱讀子系統(tǒng)是IEBS的主要子系統(tǒng)，用戶通過該子系統(tǒng)實現(xiàn)對圖書的交互閱讀過程，該系統(tǒng)主要為用戶提供目錄管理、縮/放、閱讀導(dǎo)航、信息定位（鏈接管理）、書簽、查詢、批注、打印、多媒體播放和習(xí)題練習(xí)等功能。

（1）目錄管理

系統(tǒng)以目錄形式管理圖書，在系統(tǒng)的左側(cè)，顯示樹形的圖書目錄，用戶可以通過展開樹形節(jié)點定位到相關(guān)章節(jié)，也可以通過全文查找功能實現(xiàn)章節(jié)的定位。

（2）縮/放顯示

為使閱讀者獲得最佳的信息瀏覽效果，系統(tǒng)提供縮/放顯示功能。顯示方式可以是：適合窗口大小、適合屏幕寬度、實際大小和自定義縮放比例等。根據(jù)自定義縮放比例，最大可以放大到實際大小的16倍，這在閱讀圖形時是非常有用的。

（3）歷史跟蹤

按時間自動跟蹤記錄閱讀者的瀏覽歷史，并使閱讀者可以前后翻閱瀏覽歷史中出現(xiàn)過的電子圖書頁面。

（4）信息定位（鏈接管理）

通過清晰可伸縮的樹狀目錄結(jié)構(gòu)，使閱讀者能夠快速定位和顯示所需閱讀章節(jié)。

通過超文本鏈接，建立關(guān)聯(lián)信息之間的自動參引關(guān)系，使閱讀者以聚焦的方式快速獲得所需的信息。

提供同一教材內(nèi)，多項教材之間的鏈接。包括文字之間的鏈接，文字與圖片、多媒體之間的鏈接。

（5）書簽

系統(tǒng)提供書簽服務(wù)，用戶可以在閱讀過程中對所關(guān)注內(nèi)容設(shè)置/刪除書簽，通過書簽可進行信息快速定位。

（6）查詢

針對具體的電子圖書，通過全文檢索的方式，快速查閱所關(guān)心的信息在圖書中所處的位置，在查到后高亮顯示。

（7）批注

為方便閱讀者的理解和使用，對一些特殊名詞、術(shù)語和關(guān)鍵內(nèi)容采用批注的方法給予解釋。同時，閱讀者也可以選中所關(guān)心內(nèi)容進行自我批注。

（8）打印

系統(tǒng)提供打印功能，用戶可選擇電子圖書中的部分和全部頁面進行打印，把電子化圖書轉(zhuǎn)化成紙質(zhì)文檔，打印成冊。

（9）多媒體播放

為了使閱讀者對相關(guān)知識有更加深刻的理解和掌握，系統(tǒng)提供多媒體播放功能。讓閱讀者通過多媒體播放觀看原理演示、實驗演示、多媒體課件和聲像資料等。同時，用戶可以按照一定規(guī)則對多媒體資料進行上傳/下載。

（10）習(xí)題練習(xí)

為了鞏固所學(xué)知識，系統(tǒng)提供在線練習(xí)功能。練習(xí)完畢后提交答案，系統(tǒng)將對答案進行自動判定，同時向閱讀者提供典型題解過程。閱讀者還可將更優(yōu)題解進行上傳，補充習(xí)題題解庫，為其他閱讀者提供更優(yōu)題解，實現(xiàn)閱讀者與系統(tǒng)之間，不同閱讀者之間的交互。

同時，針對錯誤答案，系統(tǒng)還提供典型錯誤分析，加深用戶對錯誤的認識，增強對知識的理解和掌握。

4. 異步交流社區(qū)

異步交流社區(qū)采用BBS方式實現(xiàn)。用戶可通過在社區(qū)內(nèi)進行發(fā)貼、跟貼的方式對所關(guān)心的內(nèi)容與系統(tǒng)其他用戶進行交流溝通。

5. 實時討論

系統(tǒng)提供兩種實時討論方式，一種是點對點實時通訊，另一種是聊天室。用戶通過實時討論，實現(xiàn)閱讀學(xué)習(xí)過程中與他人的交互，能夠更好地對知識進行理解和掌握，完成學(xué)習(xí)這個知識構(gòu)建的過程。

用戶登陸系統(tǒng)后，系統(tǒng)顯示所有在線用戶，每位用戶均可選擇與其他任一在線用戶進行點對點實時通訊，對閱讀學(xué)習(xí)過程中的一些問題和知識點展開交流討論。

系統(tǒng)還設(shè)置有實時討論交流區(qū)，討論區(qū)按照學(xué)科、興趣等劃分為若干聊天室。用戶可根據(jù)需要進入相應(yīng)的聊天室，在聊天室內(nèi)就閱讀和學(xué)習(xí)的內(nèi)容與其他用戶展開交流討論。

6. 疑難診斷

為了解決用戶在閱讀學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題，系統(tǒng)提供疑難診斷功能。根據(jù)各學(xué)科自身特點和教學(xué)中長期積累的經(jīng)驗，系統(tǒng)設(shè)置有疑難問題信息庫，收錄各學(xué)科的各種疑難知識要點、學(xué)生容易理解錯誤和混淆的知識點一些常見錯誤，同時收錄有針對這些問題的解答。

系統(tǒng)有疑難問題全文搜索功能。用戶可在搜索欄里輸入問題進行搜索，系統(tǒng)將自動從數(shù)據(jù)庫中搜索，并將結(jié)果逐條顯示提供給用戶，使用戶得到滿意解答。

如果數(shù)據(jù)庫中沒有相關(guān)問題，系統(tǒng)顯示“無相關(guān)記錄”。此時，用戶可以選擇將該問題提交保存至系統(tǒng)中，其他用戶若有解答，可將解答方案進行編輯，提交保存至系統(tǒng)中。由此可不斷豐富、完善疑難問題信息庫。達到用戶與系統(tǒng)、用戶與用戶在閱讀學(xué)習(xí)過程中的交互。

7. 幫助

為用戶提供有關(guān)系統(tǒng)使用的幫助信息。

四、結(jié)束語

第7篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視 現(xiàn)代教育 遠程教育 應(yīng)用

電視的出現(xiàn)使人們獲得了新的信息傳播通道，隨著科技發(fā)展，越來越多的先進電視技術(shù)被開發(fā)出來。從最早天線信號傳輸至如今電視數(shù)字化，數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)提高了電視信號的傳輸速度與信息容量，電視節(jié)目實現(xiàn)了預(yù)告、節(jié)目定制等功能。其中，數(shù)據(jù)傳輸容量的提升與節(jié)目定制功能使電視具備了實現(xiàn)遠程教育的基礎(chǔ)。

一、數(shù)字電視

數(shù)字電視是通過對模擬信號進行提取、量化，并將信號使用二進制方式編碼，將傳統(tǒng)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行傳輸，最后通過數(shù)字終端對信號進行一系列信號處理操作，從而達到電視數(shù)字化的目的。整個信號處理傳輸過程可通過計算機完成，同時通過計算機可對信號進行監(jiān)督控制，整個操作過程方便快捷。

目前數(shù)字電視具有三種傳輸方式：衛(wèi)星信號傳輸、使用有線電視線路的有線信號傳輸以及地面開路式信號傳輸。數(shù)字電視還可根據(jù)清晰度分為：低清晰度、標(biāo)清數(shù)字電視以及高清數(shù)字電視，目前高清數(shù)字電視屬于收費服務(wù)。我國當(dāng)前數(shù)字電視多采用有線信號傳輸，其原理是使用數(shù)字設(shè)備對模擬信號進行數(shù)字化編譯、調(diào)制，然后利用有線電視線達到傳輸信號的目的，最終經(jīng)過數(shù)字終端（數(shù)字電視機頂盒）對信號進行解析，通過機頂盒所帶管理系統(tǒng)，對電視節(jié)目進行控制與管理。

二、數(shù)字電視所具備的優(yōu)點

數(shù)字電視是通過將信號數(shù)字化處理后，將數(shù)字信號進行壓縮與傳輸，以此實現(xiàn)電視信號數(shù)字化傳輸?shù)哪康摹?shù)字電視相比傳統(tǒng)模擬電視具有以下優(yōu)點：

1、圖像質(zhì)量高。數(shù)字電視是將信號數(shù)字化處理后，對數(shù)字信號進行壓縮與傳輸，在數(shù)字信號傳輸過程當(dāng)中，只需雜波信號處于規(guī)定范圍值且信號干擾少，就可通過整形復(fù)原數(shù)字信號，達到傳輸目的。由于數(shù)字信號經(jīng)過壓縮，圖像信號丟失少，從而使圖像信號具有較高質(zhì)量。

2、具有較高頻譜使用率。傳統(tǒng)有線電視信號為模擬信號，其信號傳輸受帶寬限制，導(dǎo)致用戶可視頻道在四十套左右，而數(shù)字信號通過信號壓縮，使信號在相同帶寬下有較高信號傳輸量，使可收視節(jié)目達到一百套以上，極大提高了節(jié)目傳輸頻道，使用戶有充足節(jié)目選擇資源。

3、具有較好的交互能力。數(shù)字電視利用高效的頻譜使用率與機頂盒所帶管理系統(tǒng)，使用戶與電視節(jié)目具有互動能力，能夠滿足用戶進行遠程教育、電視購物、視頻點播以及政府公開信息查詢等需求。

4、數(shù)字信號存儲與加密功能。通過數(shù)字機頂盒內(nèi)置存儲單元可進行數(shù)據(jù)存儲，達到用戶信息保存的目的，同時利用數(shù)字信號可加密性進行數(shù)據(jù)加密。這兩項技術(shù)的使用，使付費點播、電視購物等電視增值業(yè)務(wù)能夠安全、便捷的開展。

三、數(shù)字電視在當(dāng)前遠程教學(xué)中的應(yīng)用

1、偏遠地區(qū)可進行遠程教學(xué)

遠程教育是數(shù)字電視所具有的一項付費增值業(yè)務(wù)。利用數(shù)字電視技術(shù)進行遠程教育也是當(dāng)前電大進行授課的主要方式之一。數(shù)字電視的遠程教育系統(tǒng)一般由視頻管理、課程管理、課程節(jié)目安排等子系統(tǒng)組成。利用遠程教育系統(tǒng)，不同學(xué)歷層次的客戶查找所需教育視頻，以滿足自身教育所需。通過數(shù)字電視遠程教育系統(tǒng)，還可對偏遠地區(qū)、教育教學(xué)水平不平衡的地方帶來更加便捷的教育方式。例如，對于一些師資力量不足的地區(qū)，為滿足教育需要，可安排相關(guān)經(jīng)驗豐富的教師錄制或直播的形式，對課程進行講解，通過數(shù)字電視，學(xué)生就可以接受這些課程的教育。對于偏遠地區(qū)，學(xué)生難以集中教學(xué)的地方，可以通過錄制教學(xué)視頻進行遠程教育，學(xué)生在家中可通過數(shù)字電視的遠程教育系統(tǒng)進行遠程學(xué)習(xí)，對于疑難知識點可以安排時間，統(tǒng)一進行解答。

2、各類教育培訓(xùn)教學(xué)

大多數(shù)人們在工作時，缺乏相關(guān)知識或為提高自身知識水平就需進行相關(guān)教育與培訓(xùn)。對于廣大上班族來說，缺乏充足時間進行相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，那么通過數(shù)字電視遠程教育系統(tǒng)就可以利用業(yè)余時間，在家中進行相關(guān)培訓(xùn)。目前，大多數(shù)培訓(xùn)機構(gòu)都采用遠程教育，通過錄制教學(xué)視頻，方便受教者接受教育。利用數(shù)字電視進行教學(xué)培訓(xùn)，可以節(jié)省場地租借費，降低培訓(xùn)成本，同時受教人員也因機構(gòu)培訓(xùn)成本的降低，所交培訓(xùn)費用也隨之大幅減少。錄制的教學(xué)視頻，受教者可不限場地、時間限制，根據(jù)實際情況選擇時間與地點觀看教學(xué)視頻，便于受教者的時間安排。

3、社區(qū)教學(xué)

通過社區(qū)教育，可以提升社區(qū)住戶總體綜合素質(zhì)，是住戶擁有良好的道德觀念與行為規(guī)范。由于社區(qū)人員工作與休息時間的不一致性，社區(qū)組織開展相關(guān)教育時，無法做到人數(shù)集中，導(dǎo)致社區(qū)教育效果不理想。隨著數(shù)字電視的普及，社區(qū)基本實現(xiàn)數(shù)字電視覆蓋，所以社區(qū)可以組織人員錄制教育視頻上傳至數(shù)字電視遠程教育網(wǎng)絡(luò)，只需通知住戶視頻信息，住戶就可通過數(shù)字電視的遠程教育系統(tǒng)在空余時間接受社區(qū)教育。通過數(shù)字電視進行遠程社區(qū)教育，方便社區(qū)教育開展的同時，使教育效果得到明顯提高。

綜上所述，在數(shù)字電視普及的今天，憑借其各方面優(yōu)勢，在為人們提供更加豐富資源的同時，利用其進行遠程教育，可以降低培訓(xùn)成本、解決教學(xué)場地限制以及帶來更加靈活、便捷的受教方法，有著極高的教育教學(xué)價值。

【參考文獻】

[1]李浩君，邱飛岳.數(shù)字電視技術(shù)及其在現(xiàn)代教育教學(xué)中的應(yīng)用[J]中國有線電視.2007，12：1188-1190

第8篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

摘要：隨著科技的不斷更新，教育內(nèi)容，教學(xué)方法，教育環(huán)境，教師和學(xué)校的角色發(fā)生了變化，智能教育是一個創(chuàng)造性的匯聚點，傳統(tǒng)的教學(xué)為發(fā)展新的方法而運用更新的技術(shù)如云計算，根據(jù)學(xué)生的態(tài)度和智力水平讓學(xué)生去學(xué)習(xí)多種不同的材料，關(guān)于任何時間、地點和任何設(shè)備運用電子教科書。運用不同方式的方法內(nèi)容來發(fā)展電子書籍，設(shè)備支持，和設(shè)備發(fā)送，為在云計算環(huán)境下的電子教科書模型提供服務(wù)。

關(guān)鍵詞：云計算；智能教育

1.前言

國內(nèi)數(shù)字化的迅速變化帶來了交流方式的改變，并促進了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，以知識為基礎(chǔ)的社會需要在教育系統(tǒng)中的改變，當(dāng)前的工業(yè)化出現(xiàn)了一個矛盾轉(zhuǎn)化，支持不斷發(fā)展的以知識為基礎(chǔ)的信息社會的教育。

隨著社會需求的不斷增長，日常生活中運用科技日益增多，21世紀需要一個符合雙方需求的教育系統(tǒng)。能夠引起這次變革的是智能教育，智能化教育系統(tǒng)被定義為一個允許學(xué)生去學(xué)習(xí)運用日益更新的技術(shù)，并能根據(jù)他們的才能和智力水平確保學(xué)生去學(xué)習(xí)不同的材料。當(dāng)前教育系統(tǒng)和智能化教育的不同之處類似于普通的手機和智能手機的區(qū)別，當(dāng)普通的手機有相關(guān)系統(tǒng)支持著，智能手機能夠被使用者的需求商業(yè)化，當(dāng)前教育化途徑，是以教師為中心的模型，是信息和知識向一個方向的流通，從教師到學(xué)生。這個直接的途徑不能適合成績優(yōu)異的學(xué)生和成績不好的學(xué)生。

為達到智能教育的視角，韓國政府已經(jīng)啟動了5個一流的計劃：1）數(shù)字教科書的發(fā)展和應(yīng)用；2）促進網(wǎng)上課程的發(fā)展和評估；3）創(chuàng)造一個安全的教育內(nèi)容環(huán)境；4）加強教師的能力；5）建立以云計算為基礎(chǔ)的教育系統(tǒng)，通過這5個主要項目的實施，不同類型的教育內(nèi)容將允許學(xué)生能夠在任何時候和地點去學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生通過智能設(shè)備獲取資源，比如個人電腦，筆記本電腦，平板電腦，和智能電視，能夠在便利的地方學(xué)習(xí)。

2.背景

2.1智能教育的定義

智能教育代表一種：“自主的，有動機的，適應(yīng)的，資源豐富的，科技植入的”，首先，自主的特色在學(xué)生角色中的變化，作為一個知識的接受者，從知識的傳遞者到學(xué)習(xí)的輔助者的轉(zhuǎn)變，為此網(wǎng)上的評估，學(xué)術(shù)的表現(xiàn)評估，和一個自主學(xué)習(xí)的系統(tǒng)將會被實施。第二，有動機的強調(diào)了智能教育系統(tǒng)的方式將會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，智能教育強調(diào)了教學(xué)的方法，能夠提升創(chuàng)新的問題解決方式，以個人評估為中心，學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗將會從典型的教科書為基礎(chǔ)到以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)變，第三，適應(yīng)性代表了追逐教育通過一種典型的教育系統(tǒng)和教學(xué)系統(tǒng)，智能教育增加了教育系統(tǒng)的靈活性，在關(guān)系到個人興趣和未來職業(yè)渴望中促進了學(xué)習(xí)，它能夠根據(jù)學(xué)生的水平幫助學(xué)校從傳播知識到支持個人學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。第四，資源的豐富，描述豐富的教學(xué)材料的支持，通過一種云的學(xué)習(xí)服務(wù)，智能教育提供了直接引入豐富的內(nèi)容，被公共和私人機構(gòu)和個人在教育中的發(fā)展有幫助，擴展了國內(nèi)和海外的學(xué)習(xí)的資源，和通過傳輸平臺的內(nèi)容提升了合作式學(xué)習(xí)，第五，科技植入的，闡明了運用了最新的信息和交流技術(shù)，智能教育確保了學(xué)生在任何時間和地點通過科技信息去學(xué)習(xí)，根據(jù)自主的興趣裁量的領(lǐng)域提供給學(xué)生不同的學(xué)習(xí)方式。

智能教育是運用ICT（Information Communication Technology，簡稱ICT）在教育中的運用的擴展，實施于20世紀90年代早期，并開始于20世紀90年代，電子學(xué)習(xí)通過LMS（學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)）的介紹擴展開來，和交互式學(xué)習(xí)是通過普遍存在的技術(shù)來實施，它也是ICT教育作為重要的未來教育的范例應(yīng)用。

2.2電子教科書

產(chǎn)生的巨大的電子信息等同于1.8Z（180萬億字節(jié)），它意味著一個人能夠看到一個2小時的HD（硬盤）的電影持續(xù)到4700萬年，這個巨大的信息持續(xù)不斷的增長著，信息交換的循環(huán)周期也在不斷的縮短，而且當(dāng)傳統(tǒng)的教科書被出版之后很快就會過時。

電子教科書是一個以未來為導(dǎo)向的教科書，能夠幫助學(xué)生在任何時間和地點以自主的方式去學(xué)習(xí)。它包括學(xué)習(xí)教具，工具書，字典，和筆記本功能，為了自主的學(xué)習(xí)，除了傳統(tǒng)的教科書的內(nèi)容之外[1]，且提供先進的多媒體功能，包括視頻、動畫、虛擬現(xiàn)實、和超鏈接，電子教科書提供給學(xué)生不僅是普遍的內(nèi)容，還有多樣的學(xué)習(xí)材料。

電子教科書通過多媒體途徑提供教育內(nèi)容比如視頻，動畫片和虛擬現(xiàn)實。它們都有交互式的功能并且能夠讓學(xué)者以他們的能力和水平為根據(jù)來學(xué)習(xí)，為了服務(wù)于數(shù)字教科書的運用，現(xiàn)今的數(shù)字教科書已經(jīng)被設(shè)計成為了紙質(zhì)教科書的映射。

至于文件的形式，數(shù)字教科書管理PDF圖像文件以XML和SCORM（Sharable Content Object Reference Model共享內(nèi)容對象參考模型）的應(yīng)用，根據(jù)對象內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字教科書的平臺被發(fā)展為支持多種操作系統(tǒng)，比如Windows，open software linux for PC，和IOS，open software Android for smart device.數(shù)字教科書包含10個具體的功能，比如，瀏覽，輔助工具，多媒體，搜索，等等。

2.3云計算

中國電子學(xué)會云計算專家委員會在2010年的《云計算白皮書（概要）》中指出，云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、大眾參與的計算模式，其計算資源（包括計算能力、存儲能力、交互能力等）是動態(tài)、可伸縮的、被虛擬化的，且以服務(wù)的方式提供。這種新型的計算資源組織、分配和使用方式，有利于合理配置計算資源并提高其利用率[2]。云計算提供商提供以3種基本模型為基礎(chǔ)的服務(wù)[3，4]：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Iaas），平臺即服務(wù)（Paas），和軟件即服務(wù)（SaaS），IaaS是最基礎(chǔ)的一層，和每個高一層的模型都是從比它低一層的模型細節(jié)中抽取的一層。

3.在云計算環(huán)境下的數(shù)字教科書服務(wù)模型

3.1內(nèi)容發(fā)展類型

這里有3種大致的數(shù)字教科書的類型內(nèi)容發(fā)展：單一的打包類型，HTML，和以CSS為基礎(chǔ)的瀏覽器類型，和內(nèi)容加瀏覽類型，第一種是單一的打包，是最普遍的發(fā)展方式，應(yīng)用自身成為了包含在應(yīng)用程序中的元數(shù)據(jù)內(nèi)容，正如數(shù)據(jù)在程序中經(jīng)過加工，這種類型在響應(yīng)速度上很快，但是更新有困難。所以，單一的打包適合于游戲或者單方面的信息傳遞。第二種是瀏覽器類型，是一個通用的使用方式，是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，適用于門戶網(wǎng)站，新聞，和廣告服務(wù)，這種類型能夠和多種平臺兼容，但是響應(yīng)速度很低。最后一種是內(nèi)容加瀏覽類型，被用于實施內(nèi)容在播放器和瀏覽器中植入，專注于內(nèi)容，這種發(fā)展的方式適合于提供如電影，和電子書的內(nèi)容服務(wù)。

電子教科書的特色是以獨一的方式或者簡單的應(yīng)用程序和多媒體材料為內(nèi)容簡單的發(fā)展，電子教科書現(xiàn)在運用內(nèi)容加閱讀器類型發(fā)展，這種類型能夠被認為是未來云計算環(huán)境下內(nèi)容發(fā)展的最適合的方法。

3.2服務(wù)方式的規(guī)定

考慮到電子教科書內(nèi)容的屬性，在當(dāng)今的學(xué)校和教育領(lǐng)域包括不同的多媒體教育材料和附加的學(xué)習(xí)材料，綜合應(yīng)用程序是最合適的推薦，然而，在一個長期的云計算環(huán)境中，云流類型將會成為最好的選擇，當(dāng)所有的應(yīng)用在電腦的服務(wù)器端被執(zhí)行的時候。在云流的服務(wù)，設(shè)備將會僅僅表現(xiàn)在被服務(wù)器所執(zhí)行后顯示在屏幕上，和運行在服務(wù)器上的應(yīng)用，因此，這種服務(wù)是快速的和電子教科書能夠被迅速運用，不用再進行復(fù)雜的過程，當(dāng)不同的操作系統(tǒng)類型將被安裝在服務(wù)器之中，云流類型不會作系統(tǒng)所限制，和對于開發(fā)者的發(fā)展和更新來說是簡單的，因為網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量是直接跟電子教科書服務(wù)關(guān)聯(lián)的，當(dāng)?shù)谒拇鶯TE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得普遍化，就使用了這種類型。

3.3內(nèi)容分配方法

分配電子教科書的內(nèi)容的方法是在決定教師和學(xué)生使用電子教科書類型的最重要的影響因素，它們被學(xué)校從服務(wù)器下載電子教科書所證明，內(nèi)容分配以三種方式去理解：全部下載，部分下載，和網(wǎng)絡(luò)訪問。電子教科書現(xiàn)在分布在通過網(wǎng)絡(luò)來全部下載服務(wù)方式中。

引進電子教科書的原因是為了建立一個快速的系統(tǒng)能夠隨著知識的變化而不斷的更新，內(nèi)容分配的方式應(yīng)該根據(jù)需要去實施，所以，內(nèi)容分配的方式應(yīng)該從簡單的以云存儲為基礎(chǔ)到部分下載的方式，更容易適應(yīng)周期性的數(shù)據(jù)更新，并最終會進入在線流媒體訪問。

4.結(jié)論

智能教育標(biāo)志著我們社會新的數(shù)字時代的開端，交流被拓展為不僅僅是通過傳統(tǒng)的書信式到運用電子設(shè)備，不僅僅是3R（Read，wRite，aRithmetic算法），還有7C（Critical thinking and problem solving，Creativity and innovation，Collaboration and leadership，Cross-cultural understanding，Communication，iCT literacy，Career and life skills）[5]。ICT演示了它允許學(xué)生根據(jù)他們的興趣和學(xué)術(shù)能力擁有自定義的學(xué)習(xí)，當(dāng)實施這些服務(wù)模型時候，最重要的不僅僅是考慮內(nèi)容和數(shù)據(jù)的類型，容量，用戶的行為，設(shè)備，和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而是觀察服務(wù)模型的優(yōu)勢和缺陷，由于不同的國家和區(qū)域有不同的在電子教科書上的政策，制定在學(xué)校課堂實施的標(biāo)準(zhǔn)值得需要被考慮，不僅僅是電子教科書會隨著文化環(huán)境的不同而不同，而且它對周圍環(huán)境的影響也會不同。所以，我們應(yīng)該通過不同的人的合作來堅固教育系統(tǒng)的基礎(chǔ)[6]，電子教科書將不僅僅提供紙質(zhì)教科書數(shù)字化，而且它將會通過附加的資源和學(xué)習(xí)工具來補充當(dāng)前教育內(nèi)容。（作者單位：西南科技大學(xué)）

參考文獻：

[1]J.Sanghyun，A study on the strategies for improving the accessiblility of the Korea Digital Textbook based UDL guidelines，The journal of Korea association of computer education，vol.12，no.3，（2010），p.65-75.

[2]本，姚健，鄧志武，云計算綜述[J].有線電視技術(shù)，2012（3）.

[3]National Institute of Science and Technology，The NIST definition of cloud computing，（2011）.

[4]V.William，B.James and B.Rajkumar，Introduction to cloud computing，Buyya，R，Broberg，J，and Goscinski，A，Cloud Computing：Principles and Paradigms.Wiley Press，（2011）.

第9篇：數(shù)字教育系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 自動化 體系結(jié)構(gòu) 自律分布系統(tǒng)

Abstract: Based on analysis of characteristics of the urban railroad transportation systems， the technical requirements of railroad transportation systems are proposed， the design principle and method of urban railroad transportation automation system are also discussed in this paper. Compare with the conventional system architecture， we argue that the autonomous decentralized system architecture is an ideal architecture for urban railroad transportation automation system. Finally， the outline of autonomous decentralized system was described from technical maturity and advantage point of view respectively.

Keywords: Urban Railroad Transportation; Automation; System Architecture; Autonomous Decentralized System

一、 城市軌道交通系統(tǒng)的特點及其技術(shù)需求

在討論城市軌道交通系統(tǒng)自動化系統(tǒng)之前，對城市軌道交通系統(tǒng)的特點進行分析是十分必要的。下面從七個方面逐一進行分析。

1． 城市軌道交通規(guī)劃的可持續(xù)性

隨著中國城市化進程的發(fā)展，主城區(qū)向外擴展、主城區(qū)和衛(wèi)星城連成一體是一個明顯的趨勢。城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃要能適應(yīng)這一不斷發(fā)展和擴展的需求。然而，存在的主要問題是：準(zhǔn)確地預(yù)測未來的發(fā)展具有很多不確定因素。也就是說，當(dāng)前的規(guī)劃在將來是要變的。這就要求我們的規(guī)劃要充分考慮系統(tǒng)的變化因素，反過來也要考慮現(xiàn)有系統(tǒng)和未來系統(tǒng)的平滑銜接和升級。用技術(shù)的語言講就是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性和可擴展性。

2． 城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)的階段性

城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)受投資、征地等諸多因素制約，不可能像大鐵路那樣一次設(shè)計、一次建設(shè)，需要分階段地建設(shè)和實施，一般的形態(tài)是逐線建設(shè)，即使是一條線也要求分段建設(shè)。這樣的建設(shè)模式給系統(tǒng)運行帶來很大的挑戰(zhàn)。對于分階段實施的系統(tǒng)而言，很明顯要求系統(tǒng)具有擴充性。對于能夠一次建成的系統(tǒng)，建成后的系統(tǒng)升級和改造，要求不中斷系統(tǒng)的運行，從這個角度看，要求系統(tǒng)具有在線特性，即邊測試，邊運行。此外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)運用過程中的在線培訓(xùn)。系統(tǒng)的擴充性和在線特性對于降低系統(tǒng)的開發(fā)成本，運行成本都是有直接好處的。這一問題也可以歸結(jié)為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性和可擴展性。

3． 運輸組織的多樣化和高密度化

運輸組織的多樣化是指根據(jù)節(jié)假日和重大活動適時地調(diào)整運輸計劃并付諸實施。這就要求建立在線實時的運輸計劃系統(tǒng)，即運行圖系統(tǒng)，實現(xiàn)小時級計劃的調(diào)整。

在上下班的高峰期實現(xiàn)列車的高密度運行是必須的，比如120秒的運行間隔。高密度運行與列車自動控制方式（ATC）和行車指揮系統(tǒng)密切相關(guān)。在這樣的需求之下，存在兩條不同的技術(shù)路線：信息集中控制集中，信息集中控制分散。就行車指揮系統(tǒng)而言，如何進行選擇可用下面的事例來說明。

日本的新干線由JR東日本，JR西日本，JR東海道等鐵路公司運營。因此，新干線的運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)分為二大類：其一為COMTRAC（JR西日本，JR東海道采用），其二為COSMOS（JR東日本采用）。COMTRAC采用的是信息集中控制集中模式，而COSMOS采用的是信息集中控制分散模式。

基于可靠的理由，在阪神大地震后，COMTRAC建有第二指令所（調(diào)度所）。

需強調(diào)指出是信息集中是指列車計劃信息（運行圖）的集中，以及列車運行實績（在線狀態(tài)）的集中?？刂品稚⑹侵噶熊囘M路控制由各個車站的系統(tǒng)——程序進路控制裝置（PRC）完成。站間協(xié)調(diào)的準(zhǔn)則就是列車運行圖。

從上面的分析中可以看出，車站PRC只要有運行圖信息就可以實施進路控制。在正常情況下，由調(diào)度中心向車站PRC傳送運行圖信息；而在非正常情況下（災(zāi)害），由各車站PRC定期保存基本運行圖信息，以備緊急情況下使用。

至于列車在線信息的集中，可以這樣考慮，在災(zāi)害時，只需收集列車運行狀態(tài)的最少基本信息，而不必建設(shè)1：1的備用中心。

日本東京圈自律交通運行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化，實現(xiàn)了列車的高密度運行（120秒），實現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。這一系統(tǒng)也是采用的信息集中控制分散模式。

就列車自動控制系統(tǒng)而言，有兩種模式。一是在地面系統(tǒng)生成速度指令，發(fā)送到軌道電路上，列車按速度指令行車；一個是地面系統(tǒng)只發(fā)送停車點信息，列車根據(jù)這一信息和自身的位置以及制動性能自律地生成平滑的制動曲線。后一種模式也可以稱為（列車位置）信息集中（制動）控制分散，可以適應(yīng)不同車輛不同的制動性能，最大限度地實現(xiàn)高密度運行。

因此，實現(xiàn)運輸組織的多樣化和高密度化時，采用何種技術(shù)路線是必須認真研究解決的問題。

4． 旅客服務(wù)的實效性

為旅客提供列車運行信息的顯示和廣播是基本的要求。在非正常運行情況下，實時地信息是關(guān)鍵。要求旅客服務(wù)系統(tǒng)和行車指揮系統(tǒng)實現(xiàn)互連。

5． 維護作業(yè)管理模式

系統(tǒng)的維護模式是一個較少探討的問題，面前維護作業(yè)管理很難實現(xiàn)自動化。系統(tǒng)維護模式也決定著系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)方式。

第一個問題涉及系統(tǒng)自身的維護。是不中斷運行維護，還是在線維護與測試。即系統(tǒng)是否具備在線維護的能力。這又與系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

第二個問題是維護的管理模式。是集中還是分擔(dān)。現(xiàn)有的維護管理模式可以說是一種集中模式，一切均在調(diào)度人員管制下完成。分擔(dān)的維護管理模式是指由調(diào)度中心、車站和現(xiàn)場作業(yè)人員共同完成維護作業(yè)。在這種模式下，調(diào)度中心負責(zé)信息（維護作業(yè)計劃）集中，車站負責(zé)進路控制，現(xiàn)場作業(yè)人員負責(zé)維護作業(yè)時的進路申請和作業(yè)實施?？梢哉f，將過去調(diào)度中心的相當(dāng)權(quán)限下放給了車站和現(xiàn)場作業(yè)人員。各個環(huán)節(jié)具有相當(dāng)?shù)淖灾鳈?quán)并相互協(xié)調(diào)。支持這一維護管理模式，需要相應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)。

6． 安全性

安全性是城市軌道交通系統(tǒng)的基本要求。具體地講就是在軌道交通系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)如通信信號、行車指揮、列車控制、牽引供電和車輛等領(lǐng)域采用故障-安全設(shè)計原則。故障-安全涉及硬件、軟件和通信編碼等方面。如何應(yīng)用故障-安全的理論和方法是我們面臨的問題。

7． 可用性

對城市軌道交通系統(tǒng)而言，故障-安全是不夠的。故障-安全從本質(zhì)上講是一種被動的技術(shù)措施。如何保證運輸服務(wù)的連續(xù)穩(wěn)定性，即可用性是我們的首要目標(biāo)。做到100%的可用在技術(shù)上是可行的，但代價往往是高的。有時由于外界因素（如災(zāi)害、人身傷亡事故等）的影響導(dǎo)致服務(wù)中斷是不可避免的，但不是無限期的。非正常情況下的快速恢復(fù)是一個關(guān)鍵。

在高密度運行區(qū)間，為防止列車故障或事故時引發(fā)混亂、盡量減小列車晚點，需要靈活快捷的列車群自動控制系統(tǒng)。在正常情況下，列車群自動控制依賴于運行圖；在非正常情況下，要實現(xiàn)列車群的協(xié)調(diào)，如安排列車的避讓或折返、避免列車在站間停車等。傳統(tǒng)的列車群控制大多依賴于調(diào)度員的指揮，難于實現(xiàn)快速的事故恢復(fù)。

為保證運輸服務(wù)的可用性，快捷的列車群自動控制系統(tǒng)是必不可少的。從技術(shù)上講，實現(xiàn)可用性也有兩條技術(shù)路線：容錯和防錯。防錯主要采用冗余技術(shù)，100%的備用，系統(tǒng)的成本太高。容錯是真正容許模塊的錯誤和故障的發(fā)生，采用模塊級備用方式，實現(xiàn)低成本化。

綜上所述，城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求可以歸納為如下幾個方面：

（1） 系統(tǒng)的在線擴展性

（2） 系統(tǒng)的在線維護和測試性

（3） 系統(tǒng)的在線容錯性

（4） 信息集中、控制分散的技術(shù)路線

（5） 調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式

二、 城市軌道交通自動化系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)理念和方法

為滿足城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求，需要建立新的設(shè)計開發(fā)理念和方法。提出如下觀點和方法供參考。

1．信息集中、控制分散的技術(shù)路線

為實現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)運輸組織的多樣化和高密度化，采用信息集中、控制分散的技術(shù)路線是一種理想選擇。

2．調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式

這一模式對實現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)的高效協(xié)同運行有重要意義。

3．城市軌道交通自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

目前廣泛采用的是集中式體系結(jié)構(gòu)和客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。對于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴展的要求，而客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)又存在著系統(tǒng)負荷過于集中在服務(wù)器方等問題。因此，研究適合于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，以滿足系統(tǒng)動態(tài)擴展的要求是一項重大課題。

4．系統(tǒng)設(shè)計方法學(xué)

目前，系統(tǒng)設(shè)計大多采用自頂向下的方法，包括結(jié)構(gòu)化設(shè)計和面向?qū)ο笤O(shè)計等方法。這些方法假定在設(shè)計階段系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、規(guī)模和功能是確定的。系統(tǒng)的擴展和變化，必將引起整個系統(tǒng)的變化，可謂“牽一發(fā)動全身”。對于大規(guī)模系統(tǒng)而言，不可能一次設(shè)計、一次建成，需要分階段地設(shè)計和建設(shè)實施。采用自底向上，由子系統(tǒng)逐步構(gòu)成整個系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計方法學(xué)勢在必行。

5．系統(tǒng)容錯技術(shù)(可靠性)

目前的雙機或多機冗余備用技術(shù)從根本上講是一種防錯技術(shù)，即防止錯誤的發(fā)生。在實際應(yīng)用中，存在著成本高，防不勝防等問題。針對城市軌道交通自動化系統(tǒng)的特點，研究開發(fā)低成本的、實現(xiàn)真正意義上的容錯技術(shù)是必要的。

6．故障-安全技術(shù)

對于軌道交通電氣化自動化系統(tǒng)這類要求故障-安全特性的系統(tǒng)，需要從硬件、軟件和通信等層面對故障-安全技術(shù)進行系統(tǒng)研究，并重點解決工程實用化問題。目前這一方面的研究相對薄弱。

三、 城市軌道交通自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

1．體系結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運用成敗的影響

在討論城市軌道交通自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)之前，先以CTC系統(tǒng)為例，說明體系結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運用成敗的影響。

鐵路行車調(diào)度指揮系統(tǒng)采用CTC已有漫長的歷史。美國1927年開發(fā)了第一套CTC系統(tǒng)，以單線無人站為控制對象，以增加區(qū)間列車運行數(shù)為目標(biāo)。實踐證明，其投資效果是明顯的，到1955年所有干線基本實現(xiàn)了CTC化。歐洲（1943）、日本（1954）開始采用CTC系統(tǒng)，其目標(biāo)是實現(xiàn)車站的無人化和經(jīng)營的效率化。

我國開展CTC的研究已有40余年的歷史，廣深、大秦、鄭武等線裝備了CTC系統(tǒng)而沒有開通或使用。其主要問題是：調(diào)度集中模式下，行車和調(diào)車作業(yè)的矛盾沒有解決。

基于CTC的運輸管理模式可以說是一種集中模式，一切均在調(diào)度人員管制下完成。但調(diào)度員的管制能力又是有限的。

從技術(shù)上講，CTC采用的是典型的集中式體系結(jié)構(gòu)，對于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴展的要求，而客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)又存在著系統(tǒng)負荷過于集中在服務(wù)器方等問題。

在高密度區(qū)間、客貨混跑條件下，傳統(tǒng)的CTC系統(tǒng)面臨如下問題：（1）大規(guī)模樞紐站仍然由人控制，不能實現(xiàn)自動化；（2）發(fā)生故障恢復(fù)運行時相當(dāng)費時；（3）維護作業(yè)依賴于人，存在安全隱患。

在城市軌道交通系統(tǒng)中，仍然存在上述（2）（3）之問題。

在第一部分已經(jīng)提到，調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式。在這種模式下，調(diào)度中心負責(zé)信息集中，車站負責(zé)進路控制，現(xiàn)場作業(yè)人員負責(zé)維護作業(yè)時的進路申請和作業(yè)實施?？梢哉f，將過去調(diào)度中心的相當(dāng)權(quán)限下放給了車站和現(xiàn)場作業(yè)人員。各個環(huán)節(jié)具有相當(dāng)?shù)淖灾鳈?quán)并相互協(xié)調(diào)。這一業(yè)務(wù)模式可稱為自律分布模式。

以“信息集中、控制分散”為基本理念的自律分布鐵路調(diào)度指揮模式是解決我國CTC系統(tǒng)主要問題的一種理想選擇。支持自律分布模式的體系結(jié)構(gòu)是一種對等式體系結(jié)構(gòu)，又稱為自律分布體系結(jié)構(gòu)。

2．集中式體系結(jié)構(gòu)

在自動化系統(tǒng)中，廣泛采用的是集中式結(jié)構(gòu)。對于城市軌道交通自動化系統(tǒng)而言，集中式的體系結(jié)構(gòu)已不能滿足系統(tǒng)動態(tài)變化和擴展的要求。在運行過程中，其缺點表現(xiàn)為：

圖1 集中式體系結(jié)構(gòu)

（1） 所有的現(xiàn)場設(shè)備信息必須匯總到通訊前置機后再由通訊前置機發(fā)送到控制中心。這增加了信息傳輸中間環(huán)節(jié)，并且隨著現(xiàn)場設(shè)備的擴展，增加了通訊前置機的負擔(dān)，通訊前置機是現(xiàn)場設(shè)備和控制中心交互的咽喉，如果它出現(xiàn)故障，則整個監(jiān)控系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

（2）現(xiàn)場的所有信息都是最終匯總到控制中心，控制中心的計算機進行各種數(shù)據(jù)處理，最后由操作員工作站的屏幕上顯示出來。同時將各種控制信息發(fā)送給現(xiàn)場設(shè)備，進行統(tǒng)一監(jiān)督和控制。這種集中式的監(jiān)控系統(tǒng)隨著監(jiān)控規(guī)模的不斷擴大，必將大大加大控制中心的負擔(dān)。

（3）若要對集中式結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)增加新的設(shè)備時，必須停止整個系統(tǒng)的運

行，并且還必須將控制中心的軟件進行修改，甚至重新編寫軟件，這也將大大影響 監(jiān)控系統(tǒng)的運行，而且將消耗大量的人力物力。

3． 客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)

客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)雖然減少了中間環(huán)節(jié)，方便了動態(tài)擴充，卻又存在著系統(tǒng)負荷過于集中在服務(wù)器的問題。

圖2 客戶/服務(wù)器式體系結(jié)構(gòu)

（1）客戶端每一次操作必須通過服務(wù)器統(tǒng)一處理。這樣使信息交互中的大量負擔(dān)集中到了服務(wù)器，客戶端只執(zhí)行一些簡單任務(wù)。特別是在如今系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大的情況下，對服務(wù)容量要求必然會迅速增加，負荷進一步加重，嚴重情況下，很可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，服務(wù)器處于癱瘓狀態(tài)。

（2）同時由于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)中服務(wù)器必須處理大量的信息，且客戶端均由服務(wù)器連接，如若要加入新的客戶端雖不影響其它客戶端的運行性能，但必須對服務(wù)器進行調(diào)整修改，服務(wù)器軟件也將被修改后才能使得整個系統(tǒng)運行正常，這時，修改服務(wù)器將導(dǎo)致服務(wù)器部分失效或全部停止運行。其它客戶端無法交換信息進行連接，必然影響到整個監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。

（3）傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器應(yīng)用軟件模式大都是基于“肥客戶機”結(jié)構(gòu)下的兩層結(jié)構(gòu)。它面臨的一個主要的問題是系統(tǒng)的擴展及安裝維護困難。開發(fā)人員寫出的程序在客戶端運行，占用了大量的系統(tǒng)資源和網(wǎng)絡(luò)資源。而在分布式實時控制系統(tǒng)中，C/S結(jié)構(gòu)更顯出他的不足：

Client與Server直接連接，沒有中間結(jié)構(gòu)來處理請求，Server定位通常需要網(wǎng)絡(luò)細節(jié)，Server必須是活動的（Active），客戶端的應(yīng)用程序嚴格依賴于服務(wù)器端數(shù)據(jù)存儲和組織方式。應(yīng)用接口的異構(gòu)性嚴重影響系統(tǒng)間的互操作。許多相同的功能模塊被多次重復(fù)開發(fā)，代碼的重用很困難。無法保證數(shù)據(jù)的實時性，系統(tǒng)可擴展性差（無法實現(xiàn)在線維護和在線擴展），容錯性差，對多數(shù)據(jù)類型的應(yīng)用支持較差。

由一個中心服務(wù)器處理所有數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)都必須通過服務(wù)器的中轉(zhuǎn)，而不是直接的點對點的方式，從而增加了不必要的延時。這種模式在服務(wù)器具備所有需要的信息的時候可以正常工作，而當(dāng)數(shù)據(jù)來源于多個節(jié)點且同時又被多個節(jié)點使用的時候就顯得力不從心了。而且服務(wù)器還是整個系統(tǒng)的性能瓶頸，若服務(wù)器由于某種原因出現(xiàn)故障，則整個系統(tǒng)的通信都將陷入癱瘓。

所以，客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無法滿足分布式實時應(yīng)用系統(tǒng)的需求。 4. 系統(tǒng)的通信模型

傳統(tǒng)的通信模型對應(yīng)于其傳統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，同樣具有一些技術(shù)上的問題需要解決。傳統(tǒng)的通信分為polling型和請求/應(yīng)答型（request/reply）。

（1）Polling通信模型

其主要問題在于控制中心的服務(wù)器采用定時輪詢技術(shù)，控制中心發(fā)出信息后，各個客戶端是按照與控制中心聯(lián)接的順序來接收信息并對控制中心的信息做出反應(yīng)，例如在Master對Slave1發(fā)出信息后，Slave1接收信息并做出反應(yīng)后將發(fā)出回饋信息到Master， Master在接收到Slave1的信息后再向Slave2發(fā)送信息，以此類推，在最末端的Slave i將在最后接收到Master發(fā)出的信息，在這個過程中如若其中某一個Slave出現(xiàn)問題或聯(lián)接中斷，則該Slave后的其他客戶端將接收不到信息，無法做出反應(yīng)。并且這種通信方式將花費大量的時間，對于監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和實時性造成很大的障礙。

（2） 請求/應(yīng)答通信模型（Request/Reply）則對應(yīng)于客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。

請求/應(yīng)答通信模型是基于TCP/IP協(xié)議的一種網(wǎng)絡(luò)化通信模型。它是一種客戶端向服務(wù)器發(fā)出發(fā)送信息的請求后，在得到服務(wù)器應(yīng)答后才能發(fā)送信息的通信模式。與polling通信模型相比較而言，其優(yōu)點在于無需各客戶端按照順序來進行應(yīng)答，從而節(jié)省了大量的時間，但是如若一旦服務(wù)器發(fā)生故障，則通信就無法進行，也將影響到監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。

從上述兩種通信模型來看，兩者都有一些技術(shù)上的問題有待解決，而影響了監(jiān)控系統(tǒng)的動態(tài)擴展及可靠性，需要有新的通信模型來加以改進。

5. 自律分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

自律分布系統(tǒng)(Autonomous -Decentralized System---ADS)，在降低系統(tǒng)復(fù)雜程度、實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展方面是一個很大的進步。自律分布的思想是向生物學(xué)習(xí)而提出來的。在生物體中，每個細胞具有相同的遺傳信息。據(jù)此，自律分布系統(tǒng)認為構(gòu)成系統(tǒng)的各個節(jié)點具有相同的潛在能力，任何一個節(jié)點可以從其他節(jié)點接收信息，然后選擇必要的信息加以自律地處理。在自律分布系統(tǒng)中，任何程序只與數(shù)據(jù)域(池)發(fā)生聯(lián)系，從而避免了程序之間的直接連接，有效地降低了系統(tǒng)的整體復(fù)雜性。在自律分布系統(tǒng)中，采用功能碼通信方式。發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點將數(shù)據(jù)與表示其內(nèi)容的功能碼組成一對，向數(shù)據(jù)域（池）發(fā)送。接收數(shù)據(jù)的節(jié)點從數(shù)據(jù)域中讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)一個程序所需的數(shù)據(jù)到達數(shù)據(jù)域時，由系統(tǒng)自動啟動該程序。這種方式稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動方式。數(shù)據(jù)域、功能碼通信、數(shù)據(jù)驅(qū)動是自律分布系統(tǒng)的三大特征。自律分布系統(tǒng)已從專用控制網(wǎng)絡(luò)擴展到通用網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)。自律分布系統(tǒng)在降低系統(tǒng)復(fù)雜性和實現(xiàn)系統(tǒng)在線擴展、在線維護和在線容錯方面是有效的。

四、解決方案---自律分布系統(tǒng)（ADS）技術(shù)

1．ADS技術(shù)綜述

系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大的趨勢表明，在設(shè)計自動化系統(tǒng)時，不可能一次性將各個部分、各個環(huán)節(jié)都考慮完整周全，而必須隨著系統(tǒng)的分階段建設(shè)不斷擴充規(guī)模、不斷完善功能?，F(xiàn)有的自動化系統(tǒng)都是一次性建設(shè)完畢，如要進行擴充和維護，只能終止整個系統(tǒng)的運行，這必然會給運輸造成極大的經(jīng)濟損失。自律分布系統(tǒng)，即ADS（Autonomous Decentralized System）。構(gòu)成自律分布系統(tǒng)的首要條件是子系統(tǒng)的存在性。整個ADS 系統(tǒng)是不能事先定義的，只能籠統(tǒng)地定義為若干子系統(tǒng)的集成。ADS 系統(tǒng)最關(guān)鍵的特點就是子系統(tǒng)的自我控制和自我協(xié)調(diào)的能力。

(1)自我控制表現(xiàn)在一旦某個子系統(tǒng)出現(xiàn)故障、進行維修或剛剛加入，其它子系統(tǒng)可以不受干擾地管理和運行自己的功能。

(2)自我協(xié)調(diào)是指一旦某個子系統(tǒng)出現(xiàn)故障、進行維修或剛剛加入，其它子系統(tǒng)能夠在在它們內(nèi)部協(xié)調(diào)處理完成各自的任務(wù)。

正是子系統(tǒng)的這兩個特點保證了整個系統(tǒng)的在線擴展、在線維護和容錯。因此根據(jù)ADS 思路設(shè)計的自動化系統(tǒng)體現(xiàn)了以下優(yōu)點：

首先，它不再基于傳統(tǒng)的C/S 模型，而是由若干子系統(tǒng)構(gòu)成。各個子系統(tǒng)之間是相互平等的，不存在依附關(guān)系，可以自主運作，但這并不表明它們不與外界交換信息。實際上，各個子系統(tǒng)不斷向外界以廣播方式發(fā)送信息，同時又根據(jù)各自需求接收來自外界的信息以為自己服務(wù)。這樣一來，C/S 模式中服務(wù)器大量的負擔(dān)被有限地分散了，而且加快了子系統(tǒng)間信息的交換速度。

ADS的核心協(xié)議ADP是建立在TCP/IP的UDP協(xié)議之上的一個應(yīng)用層協(xié)議。因此，只要支持TCP/IP協(xié)議的環(huán)境都可以支持ADS技術(shù)。目前，ADS標(biāo)準(zhǔn)草案（ISO/TC184/SC5/SG5）已提交給國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，即將被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。另外，ADS 與OPC（OLE for Process Control）和CORBA的融合及其標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進行之中。

日本東京圈自律交通運行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化，實現(xiàn)了列車的高密度運行（120秒），實現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。如下圖所示。

2. ADS的技術(shù)成熟性

自律分布系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)是成熟的、可靠的，其理由如下：

（1）ADS是一種開放的技術(shù)

ADS的核心協(xié)議ADP是建立在TCP/IP的UDP協(xié)議之上的一個應(yīng)用層協(xié)議。因此，只要支持TCP/IP協(xié)議的環(huán)境都可以支持ADS技術(shù)。

（2）ADS即將被采納為ISO國際標(biāo)準(zhǔn)

目前，ADS標(biāo)準(zhǔn)草案（ISO/TC184/SC5/SG5）已提交給國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，即將被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。

另外，ADS 與OPC（OLE for Process Control）和CORBA的融合及其標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進行之中。

（3）ADS有成功的應(yīng)用實踐

日本東京圈自律交通運行控制系統(tǒng)（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統(tǒng)，它管理著東京地區(qū)的200多個車站和2000多公里線路。實現(xiàn)了行車指揮、設(shè)備監(jiān)控和旅客信息服務(wù)綜合自動化。實現(xiàn)了列車的高密度運行（90秒），實現(xiàn)了系統(tǒng)的分階段的建設(shè)。具有典型性和代表性。

（4）ADS有較成熟的開發(fā)平臺和工具

目前，自律分布系統(tǒng)的主要開發(fā)工具有：NXDlink， NXDFS， NXConstructor32， NXMaRT-View， NXMaRT-Watch等。均支持目前主流的操作系統(tǒng)平臺如UNIX， Windows NT， 還支持PLC和設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet）。

因此，采用自律分布系統(tǒng)在技術(shù)上是完全可行的，其產(chǎn)品是可靠的。

3．采用ADS技術(shù)的城市軌道交通自動化系統(tǒng)主要特點

3．1 在線可擴展性

（1）在系統(tǒng)中假如有新節(jié)點（車站）加入，在數(shù)據(jù)域中的所有節(jié)點都將接收這一信息，同時可在控制中心看見這個新站加入系統(tǒng)中。

（2）假如在線的車站突然因為網(wǎng)絡(luò)故障退出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其他所有節(jié)點都會知道這一狀況，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障被排除以后，節(jié)點重新加入系統(tǒng)，并且自動向控制中心發(fā)送自己最新的信息。并且盡力來恢復(fù)故障前的狀態(tài)，可見系統(tǒng)有很好的伸縮性。

3．2 在線可維護性

運行圖文件可以在控制中心在線修改，修改后可以下傳到各個車站控制子系統(tǒng)。在節(jié)點在線的情況下可以自由地對軟件系統(tǒng)內(nèi)容進行修改和維護。

3．3 在線容錯性

（1）假如控制中心主機發(fā)生了故障，在控制中心的其它備用主機就會自動取得控制中心的控制權(quán)，同時系統(tǒng)中的其它節(jié)點也會重新確認新的控制中心節(jié)點，向它傳輸最新的信息。當(dāng)發(fā)生故障的原控制中心主機重新加入系統(tǒng)以后，系統(tǒng)會自動的接納它，同時它也會確認為新的控制中心。

（2）處于遠程控制模式下的車站節(jié)點，在發(fā)生本地網(wǎng)絡(luò)故障時，該節(jié)點會將自己升級為控制中心并且由遠程控制模式切換為本地控制模式。

（3）在發(fā)生災(zāi)害時普通節(jié)點可以通過請求應(yīng)答的方式來向控制中心請求成為控制中心，這樣控制中心就可以自由的漂移?？梢娤到y(tǒng)有較為理想的在線容錯性。

3．4 能較好地貫徹信息集中控制分散的技術(shù)路線

信息集中要保證信息的實時性。這里有二層含義：調(diào)度中心實時地得到列車在線信息；各個車站平等地得 到調(diào)度中心的運行圖信息。ADS系統(tǒng)采用的/定購?fù)ㄐ拍Ｐ湍芎芎玫乇ＷC信息的實時性?？刂泼钤诰W(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)脑挘ㄐ啪€路故障或主機故障將導(dǎo)致系統(tǒng)失效。采用ADS技術(shù)實現(xiàn)控制分散可有效避免系統(tǒng)失效的風(fēng)險。

在ADS體系中，由于各個系統(tǒng)節(jié)點是對等的，任何一個節(jié)點都具有潛在的相同的能力，區(qū)別只是應(yīng)用層的功能不同而已，而且這種區(qū)別是由管理者的方便造成的，而不是設(shè)計階段決定的。這意味著系統(tǒng)中的任何一個節(jié)點隨時可以成為控制中心。這種靈活性對保證系統(tǒng)的可用性是非常有效的，特別是在災(zāi)害發(fā)生時。此外，車站節(jié)點的本地/遠程運行模式能方便地實現(xiàn)調(diào)度中心臨時管制。

五、結(jié)論

本文從七個方面對城市軌道交通系統(tǒng)的特點進行了分析，進而提出了軌道交通系統(tǒng)的五大技術(shù)需求，分別是1）系統(tǒng)的在線擴展性；2）系統(tǒng)的在線維護和測試性；3） 系統(tǒng)的在線容錯性；4）信息集中、控制分散的技術(shù)路線；5）調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式。

在此基礎(chǔ)上，提出了城市軌道交通自動化系統(tǒng)新的設(shè)計開發(fā)理念和方法。為滿足城市軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)需求，需要建立設(shè)計開發(fā)理念和方法。為實現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)運輸組織的多樣化和高密度化，采用信息集中、控制分散的技術(shù)路線是一種理想選擇；調(diào)度中心-車站-現(xiàn)場作業(yè)人員協(xié)同的業(yè)務(wù)分擔(dān)模式對實現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)的高效協(xié)同運行有重要意義；自律分布體系結(jié)構(gòu)是適合于大規(guī)模城市軌道交通自動化系統(tǒng)的理想選擇；采用自底向上，由子系統(tǒng)逐步構(gòu)成整個系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計方法學(xué)可以支持城市軌道交通自動化系統(tǒng)分階段建設(shè)實施。

最后對自律分布系統(tǒng)技術(shù)進行了綜述，并從技術(shù)成熟性和技術(shù)特點的角度對其進行了分析和討論。采用自律分布系統(tǒng)技術(shù)在技術(shù)上完全可行的，同時自律分布系統(tǒng)能很好地滿足城市軌道交通自動化系統(tǒng)的技術(shù)需求并支持本文提出的設(shè)計開發(fā)理念和方法。

參考文獻

[l] F. Kitahara et al. “Distributed Management for Software Maintenance in a Wide-Area Railway System”， Proc. of ISADS97， Berlin， Germany， 1997， pp. 311-318

[2] F. Kitahara，et al. “Widely-Distributed Train-Traffic Computer Control System and Its Step by Step Construction”， Proc.of ISADS95， Phoenix， U.S.A.， 1995， pp.93-102

[3] K. Mori， et al. “Autonomous Decentralized Software Structure and its Application”， Proc. of FJCC’86， Dallas， U.S.A.， 1986， pp. 1056- 1063

[4] K. Mori， “Autonomous Decentralized Systems: Concept， Data Field Architecture and Future Trends”， Proc. of ISADS93， Kawasaki， Japan， 1993， pp.28-34

[5] K. Kawano， et al. “Autonomous Decentralized System Test Technique”， Proc. of COMPSAC89， Florida， U.S.A.， 1989， pp.52-57

[6] H. Yamamoto， et al. “On-line Software Test Techniques Based on Autonomous Decentralized System Concept”， Proc. of the forth Workshop on Future Trends of Distributed Computing Systems， Lisbon， Portugal， 1993， pp.29 l-296

[7] Tetsuo Takashige， “Signalling Systems for Safe Railway Transport”， Japan Railway & Transport Review 21， September 1999， pp.44-50

[8] Kazuo Kera， et al. “Hitachi’s Initiatives in Addressing the Challenges of 21st Century Railway Systems”， Hitachi Review Vol. 48 (1999)， No. 3， pp.126-133

[9] Fumio Kitahara， et al. “PHASED-IN CONSTRUCTION METHOD OF ATOS”， Proc. of ISADS99， Tokyo， Japan， 1993， pp.415-424

[10] Hiroshi Wataya et al. “The Cooperating Autonomous Decentralized System Architecture”， Proc. of ISADS95， Phoenix， U.S.A.， 1995， pp.40-47

[11] Takashi Kawakami， “Future Framework for Maglev Train Traffic Control System Utilizing Autonomous Decentralized Architecture”， Proc. of ISADS97， Berlin， Germany， 1997， pp.327-333