计算机辅助构建数字化校园

河北师范大学

高等教育自学考试本科毕业论文

题目：计算机辅助构建数字化校园

计算机辅助构建数字化校园

赵 云 广

摘要：进入21世纪，IT产业得到了空前的发展，可以这样说，现在我们已经

步入了一个信息化时代，我们的生活已经无法离开计算机，计算机技术它无时不在，无处不在。校园作为教书育人的主要基地，承担起了为国家培养人才的重担，如何使校园变得更加智能，更加高效，这不仅是教育界的期望，也是IT行业的渴望。

关键词： 现代化教育； 数字校园； 计算机辅助教育；智能教育

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目 录

引言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 一、构建数字化校园的整体建设目标 ......................................................... 错误！未定义书签。

（一）环境数字化…………………………………………………………………………….2 （二）管理数字化…………………………………………………………………………….2 （三）教学数字化…………………………………………………………………………….2 （四）学习数字化…………………………………………………………………………….2 （五）生活数字化…………………………………………………………………………….3 （六）一站式服务…………………………………………………………………………….3 二、数字化校园的建设原则 ........................................................................................................... 3 三、数字化校园的设计思想 ........................................................................................................... 3

（一）以学校中心为核心的信息流分析 ............................................................................... 4 （二）学校应用角色的信息处理流程分析 ........................................................................... 4 四、构建数字化校园，包括以下几个方面 ................................................................................... 5

（一）建立集控录播系统 ....................................................................................................... 5 （二）三维可视化校园 ........................................................................................................... 5 （三）多媒体信息发布系统 ................................................................................................... 8 （四）建立多媒体教室 ........................................................................................................... 9 （五）一卡通系统 ................................................................................................................... 9 （六）交互式课堂 ................................................................................................................. 10 结束语 ............................................................................................................................................ 11 参考文献......................................................................................................................................... 12 致 谢 ............................................................................................................................................ 11

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引言

进入21世纪，现代化教育受到计算机技术的影响非常深远，大力推动现代化教育的发展不光光是世界教育界企盼，同时也是IT界的渴望，我们目前在将计算机技术运用到教学的活动中，已经获得了一定的成果，运用先进的计算机技术进行教学活动，供给最新的教育教学环境，合理化的设计教学活动，已经成为教育界的教育改革趋势。

伴随着现代化计算机教学系统的持续发展，传统的教育教学模式已经不能够满足现代化教学机制的需求，数字化校园提供一整套方案帮助建立数字化校园，这给教育行业带来了新的机遇。

一、构建数字化校园的整体建设目标

对中小学的校园平台依据网络建立成数字化平台，利用先进的信息技术，使得教育实现了校园教学、教务、办公的数字化、自动化和网络化。通过建立信息化校园系统，使得校领导拥有可以监督组织运行的工具，不仅可以减少老师们的手工劳动，还可以提高老师们的教学工作效率，实现了远程教学互动活动；建立了决策支持系统，极大的支持了校园各级领导、教师、学生的管理与决策活动。

构建一个可以满足数字化校园应用长期可持续发展的应用框架来建设数字化校园，这一稳定、可扩展的应用框架可以为应用系统的建设提供良好的支撑和服务。此应用框架可以为高校的应用需求和未来发展提供充分的支持，但是还是要利用先进的理念和思路，同时使用成熟的、主流的并且符合未来发展趋势的信息技术，然后结合现代系统工程以及项目管理的规范标准，科学合理的进行建设数字化校园，已达到降低成本的目的。

建设一个完整统一、技术先进，覆盖全面、应用深入，高效稳定、安全可靠的数字化校园，可以取消信息孤岛以及应用孤岛，构建一个校级完整统一的信息系统，可以实现部门之间拥有通畅流程，也可以圆润是过渡到新一代技术，可以为校园的各项服务管理工作以及广大教育职工提供一个无所不在的一站式服务。同时提高了工作效率、管理效率、决策效率、信息利用率、核心竞争力，使得总体水平达到国内一流，也满足了教学、科研和管理工作的需求。最终目标就是实现“五个数字化”和“一站式服务”：

（一）环境数字化

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建设一个结构合理、使用方便、高速稳定、安全保密的基础信息网络。并且在这个基础上建设一个高标准的共享数据中心以及统一身份认证和授权中心，统一门户平台和集成应用软件平台，以此来实现更加科学合理的高校数字化环境。

（二）管理数字化

建设一个全面覆盖校园工作流程的、协同的管理信息体系，通过同步共享学校管理信息，畅通学校的信息流，来实现管理的科学化、自动化、精细化，并使以人为本的教育理念更加突出，并达到提高管理效率，降低管理成本目的。

（三）教学数字化

建设一个包括全日制教育、继续教育以及成人培训等在内的综合教学管理的数字化教育环境，科学统一的匹配教育资源，提高教师、教室以及训室等教学资源的综合利用率，改变原有的教学模式、手段以及方法，同时丰富教学资源，提高教学效率与质量。

（四）学习数字化

建设一个先进实用的网络教学平台，以此来整合、丰富数字化教学资源，并创造主动的、协同的、研究式的数字化学习环境，建立一个师生互动的新型教学模式。

（五）生活数字化

建设一个便捷、高效、高雅、健康的数字化生活环境和电子商务服务平台，通过校园一卡通系统，实现校内外主要消费流通、学生入学费用的缴纳、身份认证及门禁管理系统的建立等。

（六）一站式服务

实现学校教育职工和学生的管理、教育教学、学习、生活等主体活动的一站式服务，提高学校对师生服务的水平，提高学校对社会的服务能力。

一旦校园信息化全面实现后，自然会扩大大学的功能和范围，学校将突破传统的教学、科研和管理的理念，并延伸其内涵，成为一个可以全面网络覆盖没有围墙限制的数字化校园。

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二、数字化校园的建设原则

依照学校各个层次业务的需求为导向，把各层次的教学业务和生活服务业务加以整合，从而通过信息化手段把他们整合在一起，实现集中管理和统一调度，使资源更加合理化分配，提高教学和服务水平。

遵循以下建设原则：开放性和互联性、高可用性、高可靠性、先行和成熟性、安全保密性、易操作、易维护、更大程度的提高其信息化程度。

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三、数字化校园的设计思想

设计标准、收集数据、构建应用、整合平台。即：以数字化为导向的数字化校园建设，系统软件的数据标化和技术的规范化始终贯穿于整个工程项目，以数据为基础，需求为导向，切实将应用软件作为中小学信息化的根本和未来，一切面向实际需求，构建能够将物理资源和信息资源整合的应用，从而整合成一体化的中小学教学服务管理平台。

（一）以学校中心为核心的信息流分析：

1、学校内部的各部门之间、不同应用角色（学生、教师、行政人员）之间有信息交流，通过校园网来提供相应的沟通渠道，为开发和实施相关的应用提供信息沟通。

2、学校需要与外界进行沟通，如提供信息发布，接收外部信息的反馈，特别是和家长沟通，从茫茫的互联网中获取信息渠道，进行业务处理服务，这方面的需求一方面通过构建的外网门户网站来实现。

3、学校需要同地方的教委，相关教育部门单位进行信息交互，这方面的需求需要专网接入，电子邮件收发、访问门户网站、查询相关信息等等多种方式来满足需求。

（二）学校应用角色的信息处理流程分析：

学校的日常主要工作是教育教学、运维管理，不同角色人员需要收到不同的工作任务

（来自行政人员，教师，学生），进行具体的工作分配，学习处理，在此期间应用人员可能需要从不同的数据库（基础教育、学籍信息、其他相关信息）中获取资源，同时自动生成工作成果，构建每个工作人员的绩效单，再存回数据库。

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四、构建数字化校园，包括以下几个方面

（一）建立集控录播系统

集控录播系统是可以实现教室长时间录制的一套系统，它可以实现巡考、录制、安防等多项功能，集中管控，一方面，可以快捷方便的查看校园所有教室的情况，可以用于考试监考，也可以用于安全监控，同时，还可以根据课表自动录制各个教室的课程，并自动存储，课后，老师，学生可以再次点播，从而可以更好的利用教育资源，查漏补缺。也可以实现实时的跨校区、甚至广域网进行直播。

（二）三维可视化校园

三维可视化校园的建设，率先将物联网技术、三维可视化技术运用在校园的管理中，通过各类传感器的对接，实现对校园资产与设备的管理、多媒体教室和实验室的使用监督、地下管道管理、安全管理、应急管理，借助三维场景和动态模型表现管理对象的空间位置，属性和状态等多种信息，为校园各部门管理人员提供可视化管理方式，使得数字校园信息管理的内涵得到极大的丰富，校园的信息化水平得到了提高，也为校园全天候管理提供决策支。

该系统真正建立起包括校园环境及建筑监管、校园设备监管、校园运营管理、校园决策辅助等功能在内的全方位、网络化、可视化信息管理系统，最终实现校园管理信息系统的数据交互与共享，为数字校园安全、精细化管理、绿色校园建设提供重要的辅助支撑。

其中包括

1、安防管理

可以利用视频系统、门禁系统、综合保安系统、应急系统来建设安防管理系统，管理人员通过三维实景对校园进行实时监控和安全防御。

2、视频管理

三维可视化系统与校园的多级视频监控无缝集成，将所有的摄像头的空间位置和监控方向与三维实景模型聚合，实现视频实时监控，做到立体可视化，监控无盲区。

3、视频分析

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根据视频系统获得的视频内容进行自动分析和事件警报，如发现建筑物周边的无人看管的车辆，统计视线内的人员数据量，能有效辅助管理员监测校园内部和周围的安全。

4、门禁管理

三维仿真平台与数字化门禁系统集成，用于管理人员的出入。实现门禁系统的三维可视化联动，也可以与视频系统结合进行同步监控，对门禁进出人员的实时监控。

5、综合保安系统

综合安保系统由闭路电视系统、安全防范、防盗报警系统、电子巡更系统组成，三维可视化系统可以统一的进行管理，让这些保安系统相互连接。

6、应急准备

管理人员针对传感器状态设计事件的防范措施。三维可视化系统可以管理警报系统，并自动的依据传入的警报根事件参数显示最相关的实景。管理人员可以轻松快速的了解周围环境并依据此做出预防危机发生的措施，或者准备好如何处理已经发生的危机。

7、资源管理

资源管理功能能够把校内所有的环境、能源等类型的监测传感器统计集成管理起来，同时能够根据实时监测到的数据进行整体的状态展示，通过系统能够直观、形象的在三维系统中反映真实情况，并可以对监测信息进行分析做出提前预警和后期改进建议。

8、湿度系统

湿度系统可以集成各种湿度传感器，在三维可视化系统中直接展示不同湿度传感器的监测数据，同时通过状况显示功能从整体上以不同的颜色反映出不同区域的湿度情况。

9、空气质量

空气质量监控可以集成各种空气质量采集传感器，在三维可视化系统中直接展示不同区域的空气质量情况包括(PM2.5、PM10)。指导学生是否进行课外活动。

10、火灾报警

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通过系统集成的火灾监控传感器，可以监测到实时的火灾信息，并能够根据提前设置的阈值，在火灾发生或者扩散之前提出预警，协调相关人员进行应急抢救。

11、能源管理

系统可以集成能源监测设备例如智能电表等，通过获取的智能电表实施监控数据，可以通过能源仪表板以不同的颜色形象直观的反映出不同区域的能源使用情况，并可以根据此情况快速做出调整。

（三）多媒体信息发布系统

多媒体信息发布系统是一套软硬件结合的系统，它将汇聚在中心服务器端的各种各样的信息（视频、图片、文本、Flash、表格数据、网页等）通过网络（可以是局域网，广域网）按需求迅速、准确的推向各个发布终端，各终端根据设定的显示风格将各类信息完美地展现在LCD，LED，CRT上。

多媒体信息发布系统采用了先进的技术，将最新的信息高效、快速的展示在各终端上，它是提高形象到此、传递信息、方便服务大众的有效手段。

其包括以下特色功能：

1、灵活定制任务排程的前提条件是依据据具体需求来定义元素内容。 2、可随意的定制某年、某月、某天甚至每天的固定时间段来发布任务。一个任务里面可以包括一个甚至多个内容，也可以精确到某个时间段来播放指定的内容。

3、倘若有特殊需求，也可以随时进行插播，插播的时候是不会影响到主任务正常发布的有效期，等到插播完成后，主任务会从断点的地方继续发布。

4、各内容之间可以实现的无缝连接，为系统提供完美的展示能力。 5、可以自由地对单个发布点甚至多个发布点的任务进行排程。

6、可以按照年、月、日、任意时段的排程查询，快速定位到需要变更或者编辑的任务上。

（四）建立多媒体教室

伴随着社会的高速发展，我们已经步入了一个信息化的时代，教学领域已经广泛的运用多媒体技术，这是一个应用广泛的领域，利用多媒体学校的教师可以

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非常直观形象的将之前很难叙述清楚的的课程内容讲述清楚，并且学生可以更生动形象的去理解和掌握相应的教学内容。学生甚至还可以通过多媒体进行自学和自考等。教学领域是最适合用多媒体进行辅助学习的领域。由于多媒体的辅助和参与将会使教学领域发生一场质的革命。

现代教育媒体的发展改变了过去＂一张嘴一支粉笔一块黑板＂的单调教学模式．现在已经有很多教师都开始使用Powerpoint、Flash等软件来制作课件，并将其运用到课堂讲解上，从而使得课堂得到了优化，并且使课堂教学质量得到了提高！通过多媒体教学有以下几个优点：

1、极大的缩短教学时间，并且提高了学生的记忆效率 2、有利于激发学生的学习兴趣

3、综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动 4、活跃课堂气氛，加深巩固教学内容

5、增大信息量，有效扩展课时容量，提高教学效率

（五）一卡通系统

建立一卡通系统，可以更加方便老师同学的学习和生活，通过一卡通可以实现考勤门禁、图书馆借书、校内购物、食堂就餐、会议签到、机房上网、医务室看病等等多方面功能。

它有一下几个优点：

1、利用信息化手段实现财务统管 2、提高管理和服务的质量和效率 3、整合校内资源、控制资源浪费

4、极大的方便持卡人，解决卡片泛滥的现象

（六）交互式课堂

回顾教学模式的发展历程我们清晰的可以分为三个阶段：

第一阶段：粉笔+黑板+纸张阶段，这一阶段时间最长，直到现在仍然在大范围应用，老师们年复一年，日服一日用自己的辛勤劳动养了一代又一代杰出的人才，一支支粉笔化为老师头上的根根白发，在照亮别人的同时也在燃烧着自己，这种模式由于信息量较少，无法应用多媒体手段，教学效率不高等原因，已不能

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满足现在有信息技术大爆炸带来信息量大的需求。但由于其成本低，使用方便，能充分展示老师的个人魅力，在目前阶段还不能被完全代替。

第二阶段：电脑+投影机的阶段，这个阶段大约十年前开始进入课堂，我们视为传统的多媒体教学模式，投影系统将老师紧紧的固定到了电脑桌前，导致老师要改变几千年来的教学习惯，从老师变成了鼠标点击者，更重要的是课堂少去了互动，师生缺乏了沟通。信息技术与课程结合是教育界普遍关注的热点问题，但面对信息技术如何真正走入课堂，突破“最后一公里”的瓶颈时，许多人不禁慨叹；信息技术与课程结合叫好不叫座。

第三阶段：互动一体机，交互式课堂阶段。这个阶段目前正在推进中，由5寸高清互动一体机，多媒体电脑，高清视频展台，中控，推拉式讲台等视听设备有机的连接，形成了现代化视听教学的新环境。教师们可以根据课程需要集中控制系统，可以实现对各种设备常用功能的控制和音视频之间的切换操作；更能将老师从电脑前解放出来，在不改变老师传统使用习惯，使教学的内容更加的生动形象化和具体化，改变了之前呆板的灌输模式，学生对于声文并茂的内容更加容易领会和接受，交互式的教学环境是大大提高了学生的注意力和学习的积极性，必将成为以后课堂的新模式。

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结束语

随着科技的进一步发展，国家在教育上的进一步投入，硬件价格的进一步降低，数字化校园的建设将会给学校管理和教学注入新鲜的血液，并将推动我国教育事业健康积极的发展。

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参考文献

[1]任红玉. 面向精细化管理的基础教育数字化校园建设研究[D].华中师范大学,2013. [2]朱莉. 以教育信息资源配置为核心的中学数字化校园建设的实践研究[D].上海师范大学,2008.

[3]董艳,李玉顺,王珏,吴斓. 中小学数字化校园建设现状及未来发展——全国中小学数字化校园学术交流会(NCDS-K12)综述[J]. 中国电化教育,2011,07:26-32. [4]马晓. 数字化校园信息平台设计与研究[D].长安大学,2012.

[5]陈明选,汤巍楠. 中小学数字化校园建设与应用绩效的优化[J]. 中国电化教育,2012,03:30-36.

[6]谢幼如,穆肃,柯清超. 基于资源库的网络课程的研究——“计算机辅助教育研究”网络课程的开发[J]. 电化教育研究,2002,01:12-14+18.

[7]范爱华. 大力推进现代教育技术——计算机辅助教育[J]. 扬州工业职业技术学院学报,2005,01:8-9.

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[9]刘珍芳. 从教学媒体的变化看课堂交互式教学的发展[J]. 电化教育研究，07:103-105.

致 谢

光阴如白驹过隙，伴随毕业论文最终尘埃落定，我的求学生涯也将告一段落了。回首往日，感慨良多。在论文完成之际，我要向那些关心过我帮助过我的师长、同学、朋友表示诚挚的感谢。

首先我要感谢我的指导老师，感谢她精心点拨、热忱鼓励，为我指点迷津，为我拓宽研究思路。本论文从选题、写作、初稿、修改、再写作、再修改、到最终定稿的每个阶段都离不开老师的悉心指导。老师循循善诱，孜孜不倦，不仅授我以文，而且教我如何做人，虽仅历时三载，却给予我终生受用的教育。师恩重如山，一生难忘。在此，我要向指导老师深深地鞠上一躬。

感谢学院的各位老师，是你们悉心指导我的学习与研究，帮助我更好地理解和掌握计算机专业知识。在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。感谢我的同窗好友这三年来对我学习和生活上的关心与帮助。

最后，我要感谢我的父亲母亲。一直以来，你们含辛茹苦、任劳任怨。养育之恩，无以回报，你们是我生命最重要的部分，你们永远健康平安是我最大的心

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愿。

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