数字校园与教学时空变革探索

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论文关键词:无线局域网络无线校园网数字校园教学资源

论文摘要:数字校园是高校教育信息化在数字时代的必然目标，对中国高校教育改革起到积极的推动作用。但高校资源紧张，为使教学资源得到充分优化利用，有效的方法是建设无线校园网，创建数字化校园，实现超时空虚拟大学。

1引言

人类全面进人信息化社会，世界发达国家高度重视信息技术对教育的影响和作用，高等教育必须适应信息化社会对教育的需求。但随着高校扩招的推进，各高校在校学生人数激增，教学资源紧张日趋严重，为使教学资源得到充分优化利用，有效的方法是建设无线校园网，营造数字化校园已是大势所趋、人心所向，创建数字化校园，实现超时空虚拟大学。

2数字校园

2.1数字化校园内涵

数字化校园是以数字化信息为基础，以计算机技术和网络系统为依托，支持学校教学和管理信息流，实现教育、教学、科研、管理、技术服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输、应用，使教学资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。

2.2数字化校园是传统校园的时空拓展

(1)空间拓展。传统意义上的教室不复存在，将校园的功能突破围墙的限制，成为一个可以覆盖网络可达范围的无疆域的大学。

(2)时间拓展。人们可以根据自己的需要自主安排学习时间，突破了传统上定时定点集中上课的束缚，在网络覆盖区任何角落，只要有一台笔记本电脑，便可以随意上网接受教育。这种不受时间和地点限制、不受电缆和网络线、布线限制的网络访问模式，就是无线上网。现在无线局域网络(WirelessLocalAreaNet-work,WLAN)在全球各地的数字化校园建设中已悄然兴起，成为教育网络发展的主要潮流。

3无线局域网

移动设备的发展催生了无线数据传输的应用。在此以前桌面机和服务器以及各种连接的电缆线还统治着市场，网络线，电话线们构筑起整个有线世界。随着Internet的飞速发展，无线网络还是被推上了日程。作为无线网络之一的WLAN，满足了人们实现移动办公的梦想。WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接人。WLAN可应用于办公、医院、校园、社区、厂房、监控、会议等，是当今网络发展的一个主要潮流。

3.1WLAN网络配置

在WLAN环境中要配置两种设备。一种是用来专门进行数据接收和发送被称作无线访问节点AP(AccessPoint)的设备见图1。一个AP能够在几十至上百米的范围内连接上百个无线用户。另一种就是提供给终端用户使用的无线网卡(WLANCard)，通过无线网卡才能访问整个网络。

3.2WLAN特性

WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特性。刚开始是作为有线局域网络地延伸而存在的，各单位广泛采用WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步拓展，WLAN已发展成为公共WLAN，成为Internet宽带接人手段。

3.3WLAN应用范畴

WLAN应用包括:①休闲旅游。应用在生活社区、游乐园、旅馆、机场车站等游玩区域;②移动办公。应用在政府办公大楼、校园、企事业单位、医疗、金融证券等。③变化区域。难于布线及频繁变化的环境，临时需要的宽带接人，流动工作站等，建立WLAN是理想的选择。

3.4WLAN网络安全

用有线网络的安全措施可以满足其安全性需求，但对于安全性要求特高的用户，仍然存在着安全隐患，需要在无线接人点AP上加密即可达到安全要求。

4创建无线校园网络

随着高等学校大量扩招，教室、公共机房、电子阅览室、实验室等都无法满足教学的需要，教学资源相当紧张，造成这种困境的根本原因是教学受地点和时间的限制。改变这种局面的有效方法是建设无线校园网，人们可以根据自己的需要随时随地自主安排学习，实现教学不再受地点和时间的限制。

4.1安装、维护简单易行

无线校园网络系统可有效解决上述场所物理布线困难等难题，是目前局域网用户升级、改造现有网络最佳途径。既可用于物理布线困难的地方，调试也相对简单，更能节省大量的维护费用。其特点是有良好的先进性、开放性、可靠性、扩充性、管理性、实用性。

4.2实现动态管理

运用无线网络技术，笔记本电脑和服务器之间无需物理连接，通过AP实现与现有有线网络的连接，多人可同时上网;同时支持动态接人，在有效范围内，传输信号可以穿透墙壁等固体物质。

4.3教学资源利用充分

学校不必再投人大量的资金来建设许多公共机房;有笔记本学生用其笔记本上网，无笔记本的学生用现有PC上网，无需作更多的投资就能真正实现数字化校园的功能。教学不再受地点和时间的限制，缓解教学资源紧张的矛盾。

4.4节约经费

网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里，节省大量的布线成本。而笔记本的价格正变得越来越平易近人，在笔记本上搭载无线连接技术也成了一块新兴的市场。教师和学生都使用笔记本电脑办公，学校就无需购置专用的教学PC，仅需购置无线网卡即可。

4.5易管理

无线校园网在安全维护上并不需要特殊的投资，在管理上则完全按照有线网络来管理。即通过服务器来给不同的用户设置权限，这样不同的用户只能访问特定的资源，即使是外来用户进人无线校园网的辐射区域，只能访问公开的信息。

5存在问题

5.1无线校园网未普及

全国虽然已经有很多高校建起了校园局域网，但使用无线校园网络的高校却不很多。因此，真正实现无线网络的数字化校园，还是任重道远。

5.2信息共享欠缺

校园内部网络安全防范与信息过滤欠缺，各个应用系统之间难以保证信息的一致和及时的数据交换，形成了很多“信息孤岛”，没有资源共享的平台，造成大量可用资源无法得到充分的使用。

5.3加密防火墙

对于无线网络来说，除存在有线网络存在的网络间黑客攻击和病毒侵袭以外，最大的问题是加密密码被泄露或破解问题，因此需安装二道防火墙，以确保关键系统不被人侵。

5.4信号接收不稳

无线网络虽然免去了布线的烦恼，但是它同样也给用户出了一个难题，AP放置地点、位置、无线网卡质量好坏、用户上网的地点、位置、方向、天气等都影响信号的接收以及信号的稳定。

6国内外高校应用实例

创建无线网络的数字化校园在国内外很多大学中已经启动，如斯坦福大学、麻省理工学院(MIT)、加州大学伯克利分校、纽约州立大学、德国亚深大学、北京大学、香港城市大学、香港中文大学、新加坡南洋理工学院等著名高等院校。

6.1北京大学

北京大学是中国率先进行校园无线局域网络建设的大学，而校园无线网络项目的投人使用，无疑使北大的教育网络建设在国内院校中率先走向了国际化。北京大学无线校园网共设计有250个节点，分布在办公区、教学区、学生宿舍区、图书馆、大讲堂、场、静园、勺园、朗润园、未名湖畔等处，覆盖了整个主校区。北大师生只要通过移动PC和无线网卡就可以在校园的任何地方上校园局域网或联接互联网，上网访问、查阅资料。无线网络的实施标志着北京大学将成为中国首家拥有校园WLAN的高校，也标志着中国高等院校教育网络建设在与国际接轨的道路上又迈出了重要一步。

6.2德国亚深大学

亚深大学(RWTHAachen)是德国最负盛名的理工科大学之一，目前学校共有学生2.8万余人，研究所260多个。亚深工业大学在网络建设方面非常有成效，目前采用WLAN，建成无线网络MOPS(MobilePro-fessorandStudent)。这是2002底德国科技部和教育部投资2500万欧元资助的12个MOPS无线网络建设中的一个，其目的是要实现Notebook-University计划—笔记本式大学，即在未来德国大学里，可以随时随地不受网线限制用笔记本电脑获取相关的学习资料。亚深大学是第一所首先实现MOPS的，并且免费使用。这种无线网络有450个无线接人点AP,覆盖任何学生、教师、市民和各国访问学者都可以免费使用，但要申请注册，只要向网管申报一下笔记本电脑的MAC码即可，一般访问者一次使用期为3个月，期满在申请延长。本人2004年在德国亚深大学进行学术访问，经常在校园、办公室、公寓等地方无线上网，查阅国内信息、各种资料、接收电子邮件、用MSN视频和语音聊天等，总体效果还可以，由于网络处在试运行阶段，在本人的使用过程中遇到下列问题:建筑物对AP有一定的影响;天气情况对AP有一定的影响，阴雨天信号明显不好;笔记本电脑在同一位置不同方向上所接收的信号强度不同，在上网时要调整电脑的摆放位置。Aachen大学的无线网络覆盖区域如图2所示。

随着人们对网络移动性能需求的日益增长，相信在不久的将来中国将实现超时空虚拟笔记本式大学。