卫星通信概论范文

时间:2024-02-22 17:59:57

导语:如何才能写好一篇卫星通信概论,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

卫星通信概论

篇1

卫星功能里最为核心的功能就是通信功能。当前,我国的卫星通信已经有了较快的发展,其覆盖的范围相对较广、数据传输的速度较快,存储量较大。卫星通信技术是一种高科技数据传输技术,可以有效地在全球范围内实现数据传输与共享。卫星通信的主要方式是地面发射数据传输信号到卫星上,在经卫星传输到另一地区,有效地实现了数据资料的收集、传输与处理。

1卫星通信技术概论

1.1卫星通信技术

卫星通信技术,简单来说就是以人造地球卫星为传输媒介,对数据信息进行传输与共享。其利用的是卫星不受环境及速度限制的特点。卫星通信的主要方式是地面发射数据传输信号到卫星上,在经卫星传输到另一地区,有效地实现了数据资料的收集、传输与处理。卫星通信是经济发展、科技技术进步的必然产物。

1.2卫星通信网络

卫星通信网络的主要是以卫星通信技术为发展基础的,卫星通信网络可以在多颗卫星之间进行数据的传递和共享,进而在地面段卫星接收中心与多颗卫星之间就形成了一个通信网络。卫星通信网络是卫星通信发挥作用的关键平台,便利了人们的生活与工作。

2卫星通信的主要特点

(1)覆盖范围较广阔,受区域限制性较小。在卫星发射的波束区内,从任何一处都可以通信。(2)不受地质灾害影响,噪声小,通信质量高,可靠性好。(3)通信机动灵活、开通迅速、架设方便。(4)能经济地实现广播,便于实现多方向多地点的多址联系,组网。(5)容量大,典型通信卫星的容量为数十至数百兆比特/秒,能为几百个视频信道或几万个话音与数据链路提供服务。(6)成本与距离无关,无论发射机与接收机之间距离有多远,卫星传输的成本基本是一样的。

3卫星通信当中的主要应用技术

3.1CDMA技术

CDMA技术是当前卫星通信中最常用的技术。因为其不仅可以结合数据传输用户的具体要求及其自身的特点,进行功率的控制,而且CDMA技术还可以利用多颗卫星进行数据信息的接收,已达到数据传输的目的。CDMA也可以理解为一种降低多址干扰的技术,其技术主要包括了扇形、控制功率及语音激活三大技术形式,CDMA技术有效的减少了在数据传输时产生的损失、消耗,同时其也保证了传输的数据的质量与安全,目前,正应用于卫星通信中,为数据传输事业做了突出的贡献。

3.2MPLS网络体系

所谓MPLS网络体系,就是一种可以将第二层交换与IP路由无缝集成的手段。当前,MPLS技术是卫星通信技术中发展较快且拥有广大发展前景的高科技技术。MPLS网络体系主要由三大部分构成,包括用户、接入界面及核心层。而用户层又可划分为三大类,即卫星手持终端用户、小型局域网用户、其他相关的卫星网络用户。用户层、接入界面与核心层与MPLS进行紧密结合,可以实现对传输数据的绑定及输送,进而有效地发挥了卫星通信技术。因此,国家应该大力研究MPLS网络体系,争取将其大范围的应用到地震监测等领域中去。

3.3卫星通信中用的抗干扰技术

通信系统抗干扰能力的提高主要通过两个方面来实现:(1)提高系统干扰容限。使系统干扰容限提高的方法:提高接收机信干比处理增益,降低实现损耗和解调器输入端要求的门限信噪比。(2)降低接收机输入干信比。使接收机输入干信比降低可通过以下几种方法实现:信号发射功率需要提高、减低信号传输过程中的干扰造成的信号衰减,干扰所安装的天线的增益、减小信号传输路径损耗等。

4卫星通信系统组成

当前,可将卫星通信系统划分为4大部分,即通信卫星(即空间段卫星)、关口站(即地面段数据接收地)、卫星监控体系、跟踪指令系统这四个部分。其中卫星通信的作用简单概括来说就是数据传输的中转站,可以转发地面的数据。进行跟踪及指令的相关系统的作用是跟踪测量通信卫星,并及时纠正其偏离轨道的现象。而卫星监控系统简单来说就是对卫星通信的性能进行监督与合理掌控,从而保障在数据传输过程中不会因为性能原因而产生传输中断的现象。

5卫星通信技术在地震观测台中的应用

5.1技术思路

当前,我国地震观测台站使用的是超5类双绞线到仪器。我国地震观测台主要使用的是快速以太网技术。这种技术可以实现对于地震的有效观测与处理。地震观测台站一般都会选择2MSDH的光纤与内部网络平台进行连接,同时以局域网为连接基础,已达到IP连接到仪器的目的。通常情况下,与区域中心进行数据传送与共享采用的都是10/100M的光纤。

5.2路由设置

一般情况下,进行数据传输都会选用同步数字体系。如果光纤线路出现了故障的话,路由器就会自动连接到卫星通信的链路上,将传输的数据资料通过卫星进行转发,这样就能保证传输的数据不会因此中断。而当排除了光纤线路的故障后,路由器又会自动进行切换,进而传输数据。

5.3调试注意问题

在对卫星进行调试的时候一定要注意以下问题:(1)在选择安装卫星天线的地方时一定要注意选择不存在干扰源或者是无障碍物的地方,同时安装基座的时候一定要保证其牢靠程度,最好是选择用水泥进行固定,使之不能受到强风等因素的影响。(2)一般情况下,在设置卫星系统的总功率时要大于50W,这是为了达到稳定接收数据的目的。(3)在选择线缆的时候要依据情况而定。通常情况下,使用短线缆的情况是进行对星时,而使用长缆时一般都是结束对星之后。但是需要着重注意的是即使使用长线缆,其长度也要短于80m。

6结语

篇2

关键字:通信现代通信技术光纤光纤通信

中图分类号:E271.7 文献标识码:A 文章编号:

一、什么是现代通信

1.1、纵观通信的发展分为以下三个阶段:第一阶段是语言和文字通信阶段。第二阶段是电通信阶段。第三阶段是电子信息通信阶段。1.2、信息传输技术主要包括光纤通信,数字微波通信,卫星通信,移动通信以及图像通信。

1.21、光纤是以光波为载频,以光导纤维为传输介质的一种通信方式,其主要特点是频带宽,比常用微波频率高104~105倍;损耗低,中继距离长;具有抗电磁干扰能力;线经细,重量轻;还有耐腐蚀,不怕高温等优点。

1.22、数字微波中继通信是指利用波长为1m~1mm范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。其主要特点为信号可以"再生";便于数字程控交换机的连接;便于采用大规模集成电路;保密性好;数字微波系统占用频带较宽等的优点,因此,虽然数字微波通信只有二十多年的历史,却与光纤通信,卫星通信一起被国际公认为最有发展前途的三大传输手段。

1.23、卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。

1.24、早期的通信形式属于固定点之间的通信,随着人类社会党俄发展,信息传递日益频繁,移动通信正是因为具有信息交流灵活,经济效益明显等优势,得到了迅速的发展,所谓移动通信,就是在运动中实现的通信。其最大的优点是可以在移动的时候进行通信,方便,灵活。现在的移动通信系统主要有数字移动通信系统(GSM),码多分址蜂窝移动通信系统(CDMA)。

1.25数据网是计算机技术与近代通信技术发展相结合的产物,它是信息采集,传送,存储及处理融为一体,并朝着更高级的综合体发展。

二、浅谈光纤的发展与前景

1、光纤通信的历史

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。1966年,美籍华人高锟和霍克哈姆,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤,光纤通信时代由此开始。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统,即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率,用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。新系统中,相干光纤通信系统,已达现场实验水平,将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。

2、光纤技术发展的特点

2.1、频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到10Gbps。

2.2、损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。

2.3、抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应,光纤传输系还特别适合于军事应用。

2.4、无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处,漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰,同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。

3、光纤技术的发展前景

对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

3.1、向超高速系统的发展。

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段。

3.2、向超大容量WDM系统的演进。

采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是:1.可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;2.在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低了传输成本:3.与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;4.利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。

3.3、开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。3.4、全光网络。

4、总结

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。

三、现代通信概论专业学习规划

篇3

关键词: 无线传感; 互联网; 智能化; 数字校园

中图分类号:TP29 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2014)11-27-03

Design and application of wireless sensor in campus network

Zheng Lei, Wang Wenli

(Guangxi International Business Vocational College, Nanning, Guangxi 530007, China)

Abstract: The timing of the development of wireless sensor campus network and related industries has coming. Through the wireless sensing and mobile Internet technology, the sensors are embedded in classrooms, training rooms, dormitories, libraries and parking lots. They are connected together to form "wireless sensor networks". "Wireless sensor networks" and various application software platform are integrated by the monitoring center. The school teaching, student management, teaching building management and application systems are combined to improve the clarity and flexibility of information exchanging to achieve "wireless sensor" mode of intelligent digital campus.

Key words: wireless sensor network; Internet; intelligent; digital campus

0 引言

在学校信息化建设中,面临着各种不同的问题,如网络安全体系脆弱,信息共享和自动化程度都不够完整[1]。如果将无线传感、虚拟化及移动互联网技术整合应用,以完善学校的各个管理系统,形成一个“无线传感”模式的校园,都将提高教学、图书管理、教学办公楼管理等信息交互的明确性和灵活性,从而实现智能化管理的校园模式。

1 “无线传感”技术体系

很早之前就出现了将传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感网络[2]。随着科学不断发展,传感网络中的节点处理信息的方式变得多样化,其准确性也大大提高。之后由于互联网的普及和物联网技术的兴起,传感网络也渗透到互联网中,并应用到社会各个领域。无线传感网络是一个全新的信息获取平台,能够实时检测和采集网络分布区域内的各个检测对象的信息,并将这些信息发送到网络节点。无线传感网络可以看成是由数据获取网络、数据网络和控制管理中心三部分组成的。无线传感网络中的每个节点都由传感器、处理单元和通信模块三部分组成,一个或者多个节点相互感应相连,构成一个类似局域网的网络,通过协议,再将得到的数据进行处理后经无线电波传输给控制处理中心。

无线传感技术目前已在移动设备中广泛使用,如蓝牙。在学校,无线传感技术可以以校园网为支撑,通过信息传感设备,按约定的协议实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络[3],其主要特征是通过射频识别、传感器等方式获取物理世界的各种信息,结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互,采用智能计算技术对信息进行分析处理,从而提高对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制[4]。物联网将传感技术和人工智能相结合,利用云计算模式识别等各种技术,从海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据,以适应不同领域、不同用户的各种需求[5]。

无线传感技术在应用中最关键的就是无线电波感应,我们把这层称为感知层,感知层是无线传感网络的“感觉器官”,主要任务是对经过处理信息进行辨识与分类,是获取信息的关键。感知层的功能和品质决定了无线传感网络获取信息的速度和获取的信息的质量。当感知层获取相应的信息后,数据通过各类无线网络进行传输,这层我们称为传输层。传输层通过传输介质将信息准确定位传输,最常见的两种传输介质是各种无线网络和卫星传输,利用无线网络可以实现短距离的传输,传输速度快而且准确性高。利用卫星传输,其信息传输范围覆盖非常大,但传输速度相对慢[6]。在无线传感网络的传输层,为了保证数据传输的完整性,采用 PSFQ(Pump Slowly,Fetch Quickly)重传机制[7],如图1所示。

[A\&][B\&] [1][2没有到达B][重新请求2][重新发送2][3][4]

图1 PSFQ重传机制

图1中,源节点A可以低速向网络注入数据包,接收点B有足够的时间检测这些数据包是否丢失,在检测到如图1中的数据包2发生丢失时,立刻向A请求重传,一直到接收到指定的数据包,这样利用接收点的延迟机制,保证了数据传输的完整性。数据通过传输层传输,接收点可以利用PC或者云平台对接收的数据要进行处理和存储,这层我们称之为平台层。应用层是对数据的使用,就像互联网的应用层一样,应用有很多,在校园网中,可以应用于教室的管理、宿舍的管理和图书馆的管理等。这四层具体作用如图2所示。无线传感网络中每个节点都具有这四层。

[楼宇管理][智能宿舍][环境监测][更多…][应用层][数据处理中心,如PC][分布式数据处理中心,如云平台][各类无线网络][卫星通信网][读卡器][温度感知][摄像头][更多…] [平台层][传输层][感知层]

图2 无线传感网络的数据处理层

2 “无线传感”模式校园整体结构

无线传感校园建设的核心基础之一就是数据融合平台的建立。数据融合平台的重要作用主要体现在:整合数据资源,统一信息管理。将校园内的各个应用网络整合在一起,实施统一的管理与控制,综合利用各种网络接入手段,提供开放的标准接口,为无线传感校园应用提供网络通信保障。在无线传感校园网中,使用者通过登录界面,依照角色权限,登录到综合信息服务平台,然后在综合信息平台选择各类应用,也就是说综合信息平台式整合校园中各类应用系统,这种登录方式是采用比较安全的以账户密码和角色为安全策略的单点接入方式。

2.1 监控中心

为保证使用者使用数据的准确性,整个无线传感网络中需要有一个监控中心,监控中心最核心的部件就是传感器,它负责数据的采集和处理,进行数据的应用管理,是整个系统的核心。它随时对整个网络进行监控和远程数据访问,对系统的运行和配置数据进行管理,包括配置参数,发送监控命令,收集各应用系统的状态数据和其他配置数据的管理等。接收的数据随着实际情况的变化而变化,保证了数据的实时性。同时,监控中心给使用者提供各综合信息的主界面,相当于网站的主页,使用者可以通过主界面进入各个应用系统。主界面模块主要由监控管理、数据显示和控制面板等组成。将数据以图形化的方式形象直观地展示出来,为用户提供整个无线传感校园网的实时监控。同时,使用者可根据自己的需求来配置和管理系统。

2.2 数据处理

数据处理主要负责系统的数据存储和操作。将采集的实时数据存储到数据库,系统可以根据使用者需要随时调用数据库中存储的数据,为使用者了解相应子应用系统的实时状态提供支撑,比如对于教室管理子系统,可以随时了解教室的使用情况。监控中心所有的信息数据都来至于数据库,如图3所示。

[接收和发送数据

][无线传感校园网监控中心][数据处理中心(数据库)] [校园网] [接收和发送数据]

图3 数据处理模式

图3中,信息的传递主要是靠对应接口,要保证数据的通信,其接口的配置和管理尤为重要。接口是软件主系统对子系统的通道,通过与感知层的数据交互,可以实现使用者对底层硬件的控制。

3 子应用系统

3.1 楼宇管理

无线传感楼宇管理系统通过统一的平台对建筑物内的设备进行自动控制和管理,并对用户提供信息和通信服务。另外对建筑物的所有设备、消防、保安设备等进行综合监控和协调。将楼宇设备管理系统(如电源系统、多媒体教室设备、灯光系统、空调系统等)、办公自动化系统(OA)和通信自动化系统整合联接起来,形成一体化楼宇管理系统。通过各种软件接口集成以上各子系统,通过高速网络和开放的、标准的软件接口进行各系统间的无缝集成,以达到信息共享及系统的联动,并自动完成数据采集、存储、分析等工作,达到对楼宇内所有机电设备进行监视和控制。楼宇管理系统包括监控和管理两层主要功能,它通过主干网络和监控中心联接,将楼宇内的每个子系统集中在同一界面,通过这个界面可以十分方便的实现对楼宇内的各子系统实施监视、控制和管理,操作者可以得到所需的子系统信息,以及控制相关设备。

3.2 图书馆管理

图书管理子系统对读者、图书、文献、书库书架的一体化标识,构架起计算机信息和馆藏文献、读者服务之间的更为方便高效的管理与服务体系。监控中心完成对图书馆所有设备的监视与控制,主要包括自助“借/还”书、安全门禁及图书盘点统计系统等。监控中心能及时发现异常设备,更新软件界面图标状态,自动发出的报警信息。监控中心还能获取异常设备详细信息。

3.3 车位状态感知

每个传感器节点通过超声波对车位信息进行检测,检测完后,通过微控制器进行处理,并将检测后的信息通过总线发送到数据处理设备上,数据处理设备处理好数据后通过接口传送到监控中心,然后再自动将数据写入到数据库中。应用终端可以通过访问数据库的数据,然后对车位状态进行管理。

3.4 重点人物位置感知

感知目标信息的节点将感知信息广播(无线)传送到管理节点,再由管理节点融合感知信息,对目标位置进行判断。由于无线传感具有扩展性强、实时性和隐蔽性好等特点,所以非常适合对运动目标进行跟踪定位。目标定位应用可以分为侦测、定位、报告三个阶段。在侦测阶段,每个传感器节点随机“启动”以探测目标,并在目标出现后计算自身到目标的距离,同时向网络广播包括节点位置及与目标的距离等内容的信息。

3.5 校园环境感知

随着人们对于环境问题的关注程度越来越高,需要采集的环境数据也越来越多,无线传感器网络在校园指定点安装传感器,感知这些指定点的温度、湿度、空气质量等相关信息,将这些信息返回监控中心,然后现在显示在监控中心的主界面。该子系统主要由数据采集端和移动监控终端两部分组成。在数据采集端,利用传感器实现对环境的实时监测,把所采集到的数据通过无线传输模块传送到移动监控终端。在移动监控终端,接收数据,将处理后的环境参数数据进行显示。

将上述所有子系统整合起来,无线传感校园总体应用框架如图4所示。

图4 无线传感校园网设计

4 结束语

本文对在校园网中应用无线传感技术方案进行了详细设计。从“无线传感”技术体系出发,首先设计了整体结构,并对无线传感网络的数据传输处理进行设计,最后对监控中心的综合应用平台中楼宇管理子系统、图书馆管理子系统、车位状态感知子系统、重点人物定位子系统和校园环境子系统进行了详细的说明和设计,形成了一个完整的“无线传感模式”的校园网。

无线传感技术和产业的发展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力[8]。由无线传感技术引申出的物联网概念是庞大和丰富的,物联网的应用将更为广泛。如果将物联网、云计算服务和校园网的各软件系统整合起来,这又将是新一轮的技术革命。

无线传感网络中,传感器感知的数据是整个网络的核心,建设统一身份认证平台和综合信息服务平台,并建立安全高效、统一共享的数据中心是重中之重[9]。就目前而言,在校园网中实现“无线传感模式”,还面临着许多问题。

⑴ 网络内通信问题。无线传感器网络内正常通信联系中,信号可能被一些障碍物或其他电子信号干扰,如何安全有效进行通信是个有待研究的问题。

⑵ 成本问题。在一个无线传感器网络中,需要使用数量庞大的微型传感器,这样成本会制约其发展。

⑶ 高效的无线传感器网络结构。无线传感器网络的结构是组织无线传感器的成网技术,有多种形态和方式,合理的无线传感器网络可以最大限度地利用资源。在其中还包括网络安全协议问题和大规模传感器网络中的节点移动性管理问题等有待解决。

参考文献:

[1] 王薪宇.CC430无线传感网络单片机原理与应用[M].北京航空航天

大学出版社,2011.

[2] 张西红.无线传感网技术及其军事应用[M].国防工业出版社,2010.

[3] 王小强.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].化学工业出版社,

2012.

[4] 无线龙.现代无线传感网概论[M].冶金工业出版社,2011.

[5] 贾灵.物联网/无线传感网原理与实践[M].北京航空航天大学出版社,

2011.

[6] 孙利民.无线传感器网络[M].清华大学出版社,2005.

[7] 高守玮.ZigBee技术实践教程:基于CC2430/31的无线传感器网络

解决方案[M].北京航空航天大学出版社,2009.

[8] 崔逊学.无线传感器网络的领域应用与设计技术[M].国防工业出版

篇4

【关键词】现代教育技术;视听说;教学

一、现代教育技术概论

现代教育媒体是指应用现代科技成果发展起来的用以储存、传递和处理教育信息的载体和工具,是多种教育技术与教育资源的总称。目前学界把教育媒体分为两大类:一类是传统教育媒体,如教科书、学习参考书、讲义、挂图、实物、标本等;另一类是现代教育媒体(又称电教媒体),如幻灯片、投影、录音、电影、电视、计算机、卫星通信技术等。现代教育媒体从某种意义上说是人体的延伸。印刷品是眼睛的延伸;无线电广播、扩音系统相当于耳朵的延伸;摄影机、摄像机,相当于视觉的延伸;电影、电视相当于视听觉得延伸;录像机、录音机的信息存储计算机的逻辑运算相当于人脑部分的延伸。现代认知语言学的理论中,把人的“信息加工”过程看成是与计算机信息加工的一个体系。

二、现代教育技术学习环境

在未来的教育、教学活动中,网络和多媒体技术取代传统的黑板和粉笔是大势所趋。但是,还必须充分认识到,在教育、教学活动中,即使运用了最先进的现代信息技术,也并不一定意味着教育就现代化了,从传统教育向现代教育的转变,最根本的是教育观念的转变。很普遍的一个现象是:在很多学校中,现代教育技术的硬件建设已相当完备,计算机已成为基础课程,但计算机操作方面的考核,仍然用笔答试卷进行,仍以考试分数来评价学生的创造能力和操作能力。这反映出应试教育观念的影响仍然很深,人们(尤其是教育部门的教师与领导)还没有从实质上理解素质教育或接受素质教育。也就是说,人们的观念不能更新,物质条件再优越,教学方法和手段再先进,也不可能从根本上改变应试教育的现状。

在我国,对于那些现代教育技术设施还不够完备的广大学校和地区来说,我国教育技术专家也提出了一种以教师为主导、以学生为主体的“双主”教学模式。这种教学模式是“以教为中心”和“以学为中心”的揉合与优势互补,它基本保留“传递一接受”的教学过程,以接受学习作为主要学习方式,教师有时处于中心地位,但更多时候是在教师的指导下,学生进行自主学习。“双主”教学模式强调对以计算机为基础的现代教育技术的应用,强调学习的目的是实现学生对学习内容的意义建构,即实现意义学习。显然,“双主”教学模式更适合我国国情,有助于实现我国的素质教育。在此模式下,作为教育工作参与者有必要把现代教育技术作为工具(借助于多媒体工具和平台,英语教学可以从视、听、触多个维度展开。不仅教师的授课、指导、辅助要通过各类媒体进行,而且学生的学习和探索也要借助于各类媒体来实现。);把现代教育技术作为资源(现代教育技术能够提供多样化的学习资源,如磁带音像教材、多媒体教学软件、校园网等,而且因特网本身就是一座世界上最大的教学资源库。);把现代教育技术作为环境(如多媒体综合教室、多媒体计算机网络教室、电子阅览室、校园网、基于因特网的远程学习系统等。);用现代教育技术实现合作学习(应用现代教育技术提供的各种网络环境提高学生的学习积极性和主动性,发展学生的主体意识)。

三、现代教育技术与现代英语教学

1、现代教育技术在现代英语教学中的历史

现代教育技术在英语教学中的运用已有近一个世纪的历史。我国学者戴正南、黄正光(1998)把它分为三个阶段,即萌芽阶段、发展阶段和深入阶段。目前我国学者普遍认为教育技术辅助教学萌芽阶段始于19世纪末。20世纪发明了唱片和留声机,他们用于辅助英语教学取得了很好的效果。1930年德国出版了第一部论述外语教学中使用录音的教学法著作——《信语言教授中的留声机》的论文集。20世纪30至60年代,科学地迅速发展又丰富了教育技术和媒体推动了现代教育技术辅助英语教学的向前发展。不久,以录音机为主要设备的语言实验室问世,并很快在英语教学中推广应用。这一发展标志着现代教育技术辅助英语教学进入新的发展时期。而这一时期正是行为主义“听说教学法”的鼎盛时期。美国教学法专家Stack指出:“建立在‘听说法’基础上的教学体系的主要环节,就是在语言实验室中进行大量的练习。语言实验室把教师从无穷的句型重复中解放出来,从而可能利用课堂时间于‘创造性’的语言活动”。20世纪70年代,各种不同类型的录音机、录像机、卫星传播、计算机等为英语教学创造了更为丰富的教学手段和教学环境。尤其是90年代后期,在教学上的运用从过去的听说转变为视听说,从视听说到阅读、写作、翻译、文学等课堂教学,从原来的语言实验室教学到校园网教学从本土化的教学、大国际的网络教学到全球一体化教学等。教育技术的发展和在教学中的应用在改变着教育,在改变着教学的模式,在改变着学习的模式,在改变着教师与学生,在改变着教学环境和学习环境,在构建多元化、多元化的终身学习的信息化社会。

2、现代教育技术与现代英语教学

英语的目的是培养学生创造性地、有目的地使用语言的交际能力。英语作为一种交际工具,要通过英语交际活动和有趣的课堂教学活动才能更好地为学生掌握。具体来说,这不仅要求教材真实地接近生活,也要求教师在教学中创造性地利用教材进行交际性教学,尽量避免使用母语解析英语。教师必须具备运用英语组织教学的能力,这是对教师能力最起码的要求。教师还要善于营造一个使用英语的环境,鼓励学生勇于运用英语学习和思考。英语教学要改革,要达到制高点,我们没有理由不使英语教学数字化,我们没有理由不依赖于现代教育技术,尤其是以计算机为核心的多媒体技术。

3、现代教育技术与现代英语教师

多媒体辅助英语教学应当作为现代英语教育和英语教学改革的制高点或突破口。现代英语教师应有的素质:一是要掌握三种语言与文化:中国语言文化、外国语言与文化、计算机语言与计算机文化;二是要掌握三种理论:教育理论、语言学理论、跨文化交际;三是要掌握三种媒体:大媒介(电子系统)、多媒体(幻灯、投影、录音等)、综合媒体(计算机技术、通讯技术结合构成的信息网络);四是要掌握三种技术:编制技术、使用技术、维护技术;五是要掌握三种方法:教学方法、科研方法、创新方法;六是要具有三种个性品质:勤奋、思索、创新。英语教师必须对教育学、心理学、传播学、跨文化交际、现代教育技术学和教学法等方面的知识有比较深入的了解和掌握,以适应现代教育辅助教学工作的需要。英语教师还应掌握常用的现代教育技术,如幻灯片、投影仪、录音机、计算机等现代教育技术设备的使用;幻灯、投影、录音、录像教材、软件、网络的一般编制技能和技巧。同时还要掌握上网,获取、运用网上信息服务于教学的技能。