网络平台技术学建设

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一、引言

教育技术学的发展与信息技术的发展是紧密相连的。在信息技术高速发展、广泛应用的今天，教育技术学发展也十分迅速，这种发展可以从两方面看出：一方面，教育技术学的发展已深入到教育的各个层面和领域，引起了教育的深刻变革，给教育观念、教学方法和教学组织形式等方面带来了深远影响；另一方面，教育技术学专业自身也有了前所未有的发展，据“教育技术论坛”看，全国已有100多所各类高等院校有了教育技术学专业。如何使教育技术学走可持续发展的路子，很多专家、学者仁者见仁、智者见智。但教育技术学专业自身建设应该是教育技术学发展的基础和前提。同时，教育技术学又是一门理论与实践并重的学科。因此，作为教育技术学专业实践环节最重要的一环——实验室的建设是不可偏废的。

结合教育技术学专业(原电化教育专业)十多年来实验室建设的经验和教训，并考虑到多媒体、网络等信息技术对教育技术专业发展的影响和实际运用，提出了“网络平台+模块”的实验室建设思路，以期实现资源的共享，充分发挥实验室效益，在能够完成教学计划规定的实验任务的同时，尽可能为学生营造一个自主学习和充分建构知识的环境。

二、原有实验室建设模式存在的不足以及实现“网络平台+模块”的可行性

早期教育技术学专业(原电化教育专业)通常建有电声媒体、电视媒体、摄影和计算机类媒体等实验室，彼此分开，相对独立，各自承担相应课程的实验。这种建设模式的缺点是很难实现硬、软件资源的共享，其原因是：其一，传统硬件制式的不同带来制作的教学资源制式的不兼容或兼容性差；其二，承载信息的模拟载体与数字化的载体的不同，使得传统的设备制作的教学资源在计算机类媒体上完全没有办法处理；其三，不同实验室之间缺乏信息沟通的有效渠道。因此，要开设综合性实验、设计性实验和开放性实验课题有很大难度。

随着数字技术的发展，出现了大量的数字化的图像和视音频信号拾取设备，如数码相机、数字摄像机、扫描仪和数字录音机等，为计算机处理视音频教学资源提供了可能性；而图像、视音频压缩编码国际标准的颁布，如：ISO的静止图像压缩编码标准JPEG、数字声像存储压缩编码标准MPEG1、通用视频图像压缩编码标准MPEG2和低比特率音频与视频对象压缩编码标准MPEG4等等，使得直接数字化后数据量大得惊人的视音频数据大大压缩，这样一来，视音频的教学资源在计算机及其计算机网络中存储、处理和传输完全是可行的；加上网络技术也在不断的发展，网络带宽和传输速度也大有改善。因此，在当今的技术条件下，建构“网络平台+模块”的教育技术学专业实验室完全是可能的，通过实际工作证明，也完全是可行的，而且效果很好。

三、“网络平台+模块”的拓扑结构

“网络平台+模块”实际上是以快速以太局域网(FastEthernetLAN)为骨干的网络框架，将原来各自独立的不同实验室有机的结合成为一个既有分工又能实现资源共享的整体。

1.网络平台的构成及其功能

网络平台是一个由支持多媒体通信的FastEthernetLAN组成的骨干网，规模视各自专业学生情况而定，图中的方案是由两个各有30台工作站和一台服务器的教室局域网(实际上也是一个模块)通过TP-Link10/100Mbps自适应快速以太网交换机(TL-SF1012)连接而成，教室局域网内部是由两个16口或24口10/100Mbps自适应快速以太网交换机(TL-SF1016或TL-SF1024)组成的星型拓扑结构，当然也可以用集线器取代交换机，用交换机可扩充性好一些。如果实验室相对集中在同一个楼层或不同楼层但在5类双绞线容许的范围内，整个网络平台均可以采用5类双绞线作为连接介质。网络主干部分由于采用10/100Mbps自适应快速以太网交换机，其网络传输速率可以达到100Mbps吞吐量。

若是实验室分散在不同的建筑中或在同一建筑中超出了5类双绞线所容许的距离的情况下，可以使用光纤作为模块间的连接介质。这时考虑选用自适应快速以太网智能交换机来组网，如TP-Link的TL-SF2216C、TL-SF2108P，因为这类交换机除了有10/100Mbps自适应RJ-45端口外，还有内置100Mbps光纤模块接口。模块内部和模块间使用5类双绞线介质组网时，可以使用交换机的RJ-45端口；模块间使用光纤通信的可以使用交换机的内置100Mbps光纤模块接口。如果有大量的诸如视频点播(VOD)、声音点播(AOD)等多媒体数据业务，随着1000Mbps以太网交换机的商品化，也可以直接用其组网来满足VOD、AOD等多媒体大数据量业务的需要。

2.各个模块的构成及其功能

实验室系统一共有7个模块，各个模块是由一台或多台专业工作站和不同媒体的前端制作设备共同构成。7个模块分别是以教室局域网为核心的计算机类媒体实验室、电视媒体实验室、有线电视网络实验室、电声媒体实验室、摄影和光学媒体实验室、多媒体教室以及教师机房等。下面分别介绍其构成情况。

计算机类媒体实验室：实际上就是在网络平台部分介绍的教室局域网部分。这一部分可以自己根据各自实际情况自己组网，也可购买现成产品，如Hiclass、Newclass、Lanstar、Winschool、苦丁香多媒体电子教室等。系统所有工作站都是多媒体计算机，除了具有所有单机应具备的功能外，系统还具备网络教室的功能，诸如屏幕和影音广播、屏幕监看和语音监听、远端遥控、网上讨论、黑屏、语音对讲、电子举手、作业提交等功能。

电视媒体实验室：由前期制作和后期制作两部分构成。前期制作由演播室和编辑控制室以及外采系统构成，这里不详述。后期制作又有使用传统的线性制作系统和代表电视后期制作发展方向的非线性制作系统两种情况，而后一种情况中的非线性编辑网络系统应是对原电视实验室进行改造或是新建电视实验室后期制作的首选系统。例如大洋、新奥特等公司都有这种系统，其系统有一台服务器、一台有卡非线性编辑工作站、若干台无卡非线性编辑工作站和一台以太网交换机，使用双绞线作为通信介质。有卡和无卡工作站均支持双屏显示模式。系统使用MPEG2和MPEG4压缩标准，通过有卡工作站上载素材。既可单独上载MPEG2低压缩比的通用视频数据，也可同时镜像上载MPEG2低压缩比的通用视频数据和低比特率高压缩比的MPEG4视频流。低压缩比数据供有卡工作站直接使用，高压缩比视频流数据供无卡工作站编辑使用，这时无卡工作站必须通过网络共享有卡工作站的硬、软件资源(非线性编辑卡和视频数据)。也就是说该系统可以同时满足六套节目的制作或者是六组学生的实验。但由于网络资源的限制，无卡工作站的个数不可能很多，通常是“一拖五”的系统。

有线电视(CATV)网络实验室：很多学校的CATV系统都是早期建设的单一的系统，除了转播其它电视台节目外，通常播放一些教学节目和校园新闻。有了专业后，现在也可以作为学生见习和开设学生实验的实验室。将其与局域网络平台进行连接，有两种方案：第一种方案是在有线电视网络传输控制室配编采和播出工作站各一台。编采工作站配有专业视音频采集卡和刻录机，并通过网卡连到教室局域网交换机上。该工作站一方面可以接收来自CATV的电视教学资源，将其转换压缩成MPEG4流媒体直接送往教室局域网服务器的磁盘阵列上；另一方面可以将接收的电视教学资源转换成AVI、MPEG格式的数据文件刻录到光盘上作为资料保存或交流。该工作站一个不够的话可以有多个，多台工作站也可以通过交换机相连，然后再接入教室局域网交换机中。播出工作站配有专用的电视播出卡，直接与非线性编辑网的交换机相连，从网上接收来自电视媒体实验室制作的电视节目数据，然后向CATV系统中播出。这种方案投资少，不必对原系统进行大的改造，缺点是交互性差。第二种方案是将原单一系统改造成为“二网合一”的系统，但投资大，浪费也大，原有的很多设备用不上，优点是交互性好。若是现阶段建设该实验室的话，可以考虑第二方案，很多公司作这种方案。

电声媒体实验室：电声媒体实验室分前期制作、后期制作和声学实验三部分。前期主要是录音室及录音控制室部分，后期是合成制作部分。前、后制作的基本设备有录音话筒、调音台、录音机、功率放大器、音箱和监听耳机等。声学实验设备包括信号发生器、示波器、频率计、声级计和数字压限器等。如果从声音媒体制作角度来看，完全可以向数字化声音媒体制作发展，就象电视节目后期制作发展趋势一样。但考虑到投资以及原有设备的利用问题，同时又兼顾到满足多媒体教学资源制作的需要和学生实验的需要，在原有实验室基础上添加专业数字声音工作站。该工作站配有专业声卡(如创通SBLIVE白金版5.1)和随卡软件包，完全可以胜任电声媒体制作及其实验的需要。而通过工作站就将电声媒体实验室连上网络平台，制作的声音材料可以向教室局域网上，也可以传送至电视媒体实验室供电视后期制作用。

摄影和光学媒体实验室：目前看，传统方法的摄影实验和数字化的影像实验并存，但就教育技术学专业培养目标来看，数字化影像制作更适合我们。其原因有：其一，数字影像的制作无须在暗室中进行；其二，利用PotoShop6.0等专业图像处理软件处理图像可以获得传统办法下无法实现的效果；其三，这也是最重要的一点，数字影像便于存储和在网上的传输、交流。更大程度满足多媒体及网络教学资源开发的的需要。更何况在数字影像制作的基础上加上激光曝光输出机、数字影像胶片记录仪和打印机等设备，也可以获得传统的照片和光学投影片。因此，该实验室除了必要的布景、灯光外，再加上数码相机、扫描仪和影像工作站，以及激光曝光输出机或数字影像胶片记录仪和打印机等设备就行。影像工作站与教室局域网的交换机相连，便于向教室局域网数字影像。

至于教师机房和多媒体教室的构成基本上是通用设备，不赘述。之所以将其连上网，是因为有以下好处：第一，便于教师从Internet上获取教学材料；第二，教师上课时直接从网上传输教学材料而无须携带其它的存储介质；第三，学生实验时，教师可以将实验材料或实验要求直接到每一个学生工作站上；第四，学生可以直接在网上提交作业和实验报告；第五，教师能够很方便地从学生作业和实验报告中获得一手的以利于教学的材料。

四、实验室系统的总体效益

通过实践，该实验室系统的效益可以从以下三个方面体现出来：

首先，从教学计划规定的实验任务来看。例如，我校教育技术学专业现有专业基础课程、专业课程和专业选修课程共24门课程的实验，多达448课时，总共有182个实验课题。实验室在进行网络改造之前只能开出其中的113个实验课题，只占总实验课题数的62.1%，而且实验组数有限，通常是两人或三人共一组实验设备。将原有实验室进行网络改造后，学生实验开出率大大提高，现在能开出182个实验课题中的173个课题，占总课题数的95.5%。学生实验组数也大大增加，基本上能保障一人一组的实验。

上面的数据已清楚显示出了在完成教学计划规定的实验任务方面的效益，其原因有两个：其一，数字化技术、网络技术和软件技术的发展及其在该实验系统中的任用是效益得以明显改善的主要因素。譬如图像处理、特殊音效、视频特技、二维和三维动画等，过去由于缺乏昂贵的专门制作设备，实验无法开出。现在，在数字化技术条件下，这些实验完全可以在多媒体计算机上利用专业软件来完成，从而提高了实验的开出率。但我们应该注意，媒体的数字化必须在一些专门的工作站上完成，然后通过网络快速、有效的发往教室局域网的工作站上，供学生实验用。如电视节目的制作实验，过去只有两套线性编辑系统，要同时满足一个年级三个班共90多学生的实验实在是太难，后来有了非线性编辑网的六套设备，也还是捉襟见肘。然而，若使用非线性编辑网中的上载工作站，上载高压缩比的视频数据，然后用专门的广播拷贝软件将视频数据传输到教室局域网的所有工作站上，学生使用Premiere就可做电视节目的编辑实验。事实说明效果不错，该实验室系统现在除了满足本专业学生实验需要外，还能够承担文学院广播电视新闻专业学生的实验任务。其二，各课程任课教师和实验教师能了解本课程和实验教学改革的前沿信息，不拘泥于传统，敢于创新，能将现代信息技术的成果运用到课程和实验的教学之中。如“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”两课程的实验教学改革就很能说明问题。过去由于没有自己的电子技术实验室，要到另一校区的物理系实验室做实验，很不方便，而且各自的培养目标要求不一样，难免出现这样或那样的问题。

其次，从开设综合性实验、开放性实验和设计性实验方面看其效益。由于本系统的综合性、开放性和较完备性，为学生的实验提供了一定的条件。系统的综合性和较完备性，想必读者可以从文章的前几部分看出，在此不赘述。至于开放性方面，学生在做综合性实验、开放性实验和设计性实验之前，首先向实验室提交实验的计划书，实验室依据实验计划统一协调并安排专门时间(不占用计划内实验时间)开放实验室系统，供学生来完成计划书中的实验任务。例如，多媒体课件实例设计实验就是一种综合性实验，在媒体准备阶段涉及到电视媒体、电声媒体和摄影等实验室，在该系统中实现起来是很方便的。

最后，从该系统向学生提供的学习环境看其效益。一方面，教室局域网服务器的磁盘阵列上有视音频学习资源，如有声英语等，供学生课外学习。学生还可以通过该局域网连上Internet查找学习资源。再一方面，由于充分发挥了网络媒体的优势，便于学习者之间更好的交互，提高了沟通效率，有助于学习者之间进行更为有效的信息组织，从而实现范围更广和质量更高的协作式学习。最后一方面，从系统本身来看，它就是一个很好的技术环境。教育技术学专业就是要培养学生对学习过程和学习资源进行设计、开发、使用、管理和评价的能力。该系统就是经过充分论证后开发的一种学习资源环境，学生在这样一个系统中淘汰四年，会有所获的。