[教学环境和教学资源的建设与管理]教学环境描述

信息技术教学环境和教学资源的建设与管理主要包括：机房软硬件系统管理平台的建设与维护、使用者身份及信息的管理与维护、教学交互系统的建设与维护、教与学资源（通用资源、专用资源、学生作业等）管理平台的建设与维护等。它是信息技术学科有别于其他学科的一个主要特点，也是课堂教学的其他关键环节得以顺利实施的根本保障，更是一线教师颇感棘手的问题。
教学环境的搭建与管理
1现状及主要问题
当前，大多数学校的网络教室中，教师机和学生机上分别安装多媒体教学系统软件的服务器端和客户端，并采用硬盘还原卡管理和保护学生机的软硬件系统。学生开机后，不需要进行身份认证，直接进入 *** 作系统。这种管理模式较之以往，很好地保护了学生机的软硬件系统，大大减轻了教师维护系统的工作量，但仍然存在以下问题。
第一，学生拥有对系统进行任何 *** 作的权限，如删除 *** 作。我在内蒙古听课时，亲眼看到一位学生删除了正在使用的Excel软件，然后举手告诉教师，他的机器里没有Excel。学生还可以安装软件，包括游戏和病毒。这样一来，教师还得为维护课堂的正常秩序而伤脑筋。如果开通因特网，后果更是不堪设想。所以，大多数教师在上课时采取断网的方式，遗憾的是，这同时也断掉了许多教学资源。
第二，由于硬盘还原卡的作用，学生上课时保存的大多数信息是临时的。如设置的“桌面”是临时的，建立的“我的文档”是临时的，教师下发的资料也是临时的。久而久之，在学生印象中，学校机房跟社会上的公共上网区一样，只是临时使用。然而，学生在学习过程中，除了作业，还有许多有价值的动态生成信息，这些信息记录着学生的成长，却被硬盘还原卡无情地删除了。
第三，使用U盘后所带来的病毒、游戏，也是令一线教师头疼的问题。
2基于域的教学环境建设与管理策略
造成以上问题的主要原因是，每个学生均以“系统管理员”的身份登录本地计算机，有着最高的 *** 作权限，而硬盘还原卡只是在事件发生后的一种补救措施，治标不治本，而且这种补救措施是有代价的。
解决问题的根本是让学生以恰当的用户身份登录系统。当然，前提是恢复学生机的登录界面。Widows提供了Administrators、Users、Guests等用户类型，其中Users类型的用户可以 *** 作计算机并保存文档，但不可以安装程序或进行对系统文件和设置有潜在破坏性的任何修改。由此看来，Users是适合学生使用的用户身份。
那么，如何将每个学生设置为Users用户呢？默认情况下，为不同学生设置Users用户，只能一台台地进行，这样不仅耗费精力，管理与维护也相当麻烦。仔细分析，就会发现学生使用哪台机器并不重要，重要的是学生使用这些机器的身份和权限。基于这一发现，我们可以把验证学生身份的事集中在某一台机器上做，就像羽毛球馆的验票员、学校的门卫一样，只有通过其身份认证，才能以Users身份使用任何一台学生机。
域就是这样一个组织、管理资源的核心单元。它可以通过架设在域控制器上的活动目录创建域用户，集中管理加入域的计算机、打印机、共享文件夹等对象，并为域用户统筹分配对这些对象的使用权限。基于域的这一特性，我们可以采取以下管理策略：使用域控制器的活动目录平台创建域，将学生机、文件服务器等设备加入域，为每位学生创建一个域用户，设置其对所有学生机拥有Users身份，并分配一定的网络空间存放用户的常规信息（如图1）。这样，学生作为域用户登录学生机后，就会以Users身份使用 *** 作系统，使用域分配的网络资源。
3基于域的教学环境管理平台的创建方法
基于域的教学环境管理平台的创建分两步完成（这里只介绍要点，具体 *** 作可参考相关文献）。
第一步，设置服务器：
（1）选择一台性能较好的计算机作为域服务器，安装Windows Server（2003或2008）、TCP/IP协议和相应的DNS服务器。
（2）在服务器上创建域控制器（Active Direc- tory）。完成后，在开始→程序→管理工具中可以看到新增了5个与活动目录相关的工具（如图2）。
（3）在活动目录（Active Directory用户和计算机）中为学生创建域用户。由于学生人数众多，可以借助Excel表生成批处理命令文件，批量创建学生域用户（如图3）。
表格前三列为基本信息，其中用户名由学号前加字母C（表示初中）或G（表示高中）组成，密码由“专业密码产生器”随机产生。以前三列内容为基础，利用编辑框中的公式生成第四列――命令列，再复制命令列，利用“选择性粘贴”的“数值”形式，将命令列粘贴到新的Excel文件中，另存为文本文件，并将其后缀改为bat，生成批处理命令文件。运行该文件，就完成了表格中所有学生的域用户创建。说明：公式中规定了学生账号永不过期（/expires:never），密码不能修改（passwordchg:no）。如果需要添加个别用户，可直接在活动目录的“Users”下添加。
（4）为每个域用户设置主文件夹，并映射为网络驱动器（Z：）。默认情况下，通过活动目录平台，可以为每个域用户配置一个文件夹，称为主文件夹，并将其映射成一个网络驱动器。该文件夹只有域用户和管理员可以看到，用来存储域用户的私人文件。主文件夹可以位于域内任何一台机器上，将它定位在文件服务器上。域用户对其的使用就像使用本地硬盘一样方便、快捷、安全、可靠。无论域用户在哪一台机器上登录到域，均可以看到他的主文件夹（显示为一个网络驱动器）。
通常，我们分配给每位学生600M、每位教师几G的主文件夹空间。无论在教室还是教研室，这个文件夹始终跟随着教师们的域用户，深得师生喜爱，避免了由于使用U盘而带来的数据丢失、病毒等一系列问题。图4为笔者在学校登录域后的“我的电脑”。
第二步，设置学生机：
（1）确定文件系统为NTFS。一些学校的学生机文件系统为FAT32，需要使用DOS命令Convert盘符/fs:ntfs转换。（2）为每台学生机设置IP和DNS。（3）更改每台学生机的登录方式。（4）设置本地超级用户和密码。（5）将每台学生机加入域。
教学资源的建设与管理
信息技术教学中常见的资源有：针对课程的通用教学资源、针对单元或课的专用教学资源、学生作业、学生动态生成的信息以及学生的优秀作品等。
1现状及主要问题
目前，多数学校采用多媒体教学系统管理教学资源；一些学校采用网络邻居的共享文件夹提交作业；一些学校配置了FTP服务器；还有一些学校建设了教师自己的教学网站。
教学资源建设与管理的关键是“上通下达”，在资源与学生间、教师与学生间建立一个畅通无阻的通道。学生可以方便地“向上”提交作业等内容，教师可以方便地“向下”传递资源等内容。然而，网络邻居的拥堵、多媒体教学系统的不稳定等导致教学资源分发困难。记得2008年我去珠海给某小学上课，区区60M的教学资源，使用多媒体教学系统就无法分发成功，最后不得不动员全体听课教师使用U盘一台台地复制。那如果像北大附中动辄几百G的通用教学资源，该如何分发呢？使用FTP服务器管理教学资源，稳定性上大大优于多媒体教学系统与网络邻居，但学生需要不断地登录服务器。一些学校把通用教学资源安装在每台学生机上，虽然方便了学生使用，却给更新与管理带来了不便。
当前，信息技术课堂教学效果的不理想与教学资源的贫乏有着直接关系，教师提供屈指可数的资源，又不让学生在课堂中上网，如何让学生充分发挥学习的主动性？
2基于域的教学资源建设和管理的策略与方法
域最大的优势是可以通过活动目录统一管理与分配一定范围内的软硬件资源，授权给不同用户对不同资源的访问权限。这正是用户在应用教学资源时所需要的。例如，“通用教学资源”需要让全体学生只读访问，浏览应用；“作业提交区”中某位学生的文件夹只有学生本人可以读写、删除，任课教师可以只读访问；而某位任课教师的专用教学资源只有他自己可以读写，他的学生可以只读访问，等等。
因此，基于域的教学资源的建设与管理，关键是为不同的教学资源在文件服务器上设置不同的共享文件夹，在活动目录中通过撰写域策略，授权不同的用户群访问这些共享文件夹。网络上的文件夹与用户名一一绑定，每个用户对应若干网络驱动器。图4中的“resource”是位于文件服务器，面向全校师生用户，拥有海量数据的各种公共资源；“教学”则是位于文件服务器，面向高中学生用户的信息技术教学资源。域用户（学生和教师）登录电脑后，看到的就是普通的文件夹，就像使用本地硬盘中的文件夹一样。
随着教学的开展，学习资源、教学资源会越积越多，所以对其的管理至关重要。为保证资源的安全性、可靠性以及使用的灵活性，可以给不同的用户设置对不同的资源的不同访问权限。如某位教师的教学文件夹只有他本人和他所教的学生才能够阅读，只有教师本人拥有完全控制权限，学生只有读的权限。学生提交作业的文件夹只有学生才拥有所有权，教师只能读，等等。又如，师生提交的资源暂时存放在上传区，由管理资源的教师统一整理后归类存放。建立教学资源管理平台的方法要点是：
（1）建立用户组，将用户组分成不同的管理单位
不同的用户群对共享文件夹享有不同的访问权限。因此，要先在活动目录平台上将用户分成不同的组。通用的做法是，先按年级分成大组，再在年级中按班分成小组。创建不同的管理单位，把有相同权限的用户组归类（如图5）。
（2）针对不同的管理单位撰写域策略，分配权限
有了管理单位，就可以通过域策略为不同单位的用户设置不同的要求或环境了。比如登录后的界面、对控制面板的使用权、设置资源盘等。在Windows 2003的Active Directory用户和计算机中，右击相应的组织单位，在d出菜单中选择“属性”，在打开的对话框中选择“组策略”选项卡，就可以编写域上的组策略了（具体 *** 作请参考相关文献）。
无论是通用资源，还是专用资源，或是学生作业，它们的建设是一个逐步积累、动态生成的过程，有了良好的域管理平台，就为资源的建设铺平了道路。

参考文献
[1]李冬梅“再述域管理的整体设置”，李冬梅教育博客，>这个要用到内容管理系统和流媒体服务器软件。内容管理系统建议用现成的，网上很多开源的，流媒体服务器软件建议用支持flash的，便于网站推广。Adobe Flash Media Server，Ultrant Flash Media Server都可以，都能支持基于flash的点播和直播。

随着电子信息技术的发展，多媒体教学设备从控制手段、实现功能上都有了长足的进步，多媒体教学设备的教学应用也日趋广泛，促进了多媒体教学的现代化进程。多媒体教学系统是以多媒体中控为核心，将电脑、投影机、话筒、功放等信号源整合起来，实现对多媒体设备的控制和信号切换，满足教学与培训的需求。
中控作为多媒体教学系统的核心设备，近年来的改进与发展在很大程度上引导了多媒体教学及管理方式的变化，可以分为以下几个阶段。
1 单机版中控（普通型）
单机版中控是指每间多媒体教室使用的中控都是独立的，中控可以控制教室内设备的电源开关、信号切换、音量调节等，该类型的中控对设备的控制是单键式的，即所有设备的开关和切换都要教师按步骤一键一键完成。
2 单机版中控（一键控制型）
该类型的中控在设备的开关控制上实现了一键开关的功能，即教师上课前只需按上课键即可打开教室的设备，下课时按下课键即关闭所有设备，教师在上课过程中只需对简单的环节（音量调节，信号切换）进行控制即可。
另外，还有一种通过刷卡来控制设备开关的中控，教师将经过授权的IC卡插入中控卡槽，所有设备自动打开，将卡拔出，设备自动按时序延时断电关闭。
一键控制型中控降低了教师 *** 作设备的繁杂程度，教师可以将更多的精力集中于授课过程。
3 集中控制多媒体系统（网络型）
以上两种类型中控都是在单个多媒体教室内独立 *** 作，不带网络远程控制功能，最新一代中控可以通过一套多功能网管系统对所有教室的设备进行集中管理，系统可跨网段，能够远程配置各种设备参数，另外还具备以下主要功能。
31设备集中控制功能
可通过集中控制系统，实现对各个教室的多媒体设备的远程集中控制。
32 设备远程检测功能
可实时监测教室端设备使用状态，如随时了解教室端设备的使用时间、开启次数等。
33 资产管理功能
系统可以远程准确、快速地搜集教师机、投影机的软、硬件信息，及时形成并输出资产报表。
34 远程诊断功能
通过系统及时捕获远程教师机、投影机、网络中控等多媒体教学设备的运行状况。
35 远程协助功能
在主控室可以通过网络远程监看和 *** 作教室终端设备，帮助、协助教师完成一些常规 *** 作。
36 设备安全报警功能
教室内配置的多媒体网络中控具有安防报警接口，可实现多种探测式、短路保护等报警功能。
37 使用权限管理功能
通过系统对设备使用人员进行IC卡授权管理，记录上下课信息，统计各教室使用频率。
38 教学质量督导、点评功能
系统允许用户在查看授课视频画面的同时，进行有效的督导和点评。
4 可视化多媒体管理系统
在以上网络型多媒体中控系统的基础上，还衍生出一种具有远程观察功能的管理系统，可称之为可视化多媒体管理系统，该系统具有以下特点：
1）每个教室配置1～2台摄像机采集教室的图像，摄像机可预置多机位，通过拾音设备采集教室的声音信号，由网络中控配置的视音频编码模块进行编码后通过网络同步传输，可在主控中心实时显示，也可通过服务器进行录制和存储。
2）管理系统具有远程观察的功能，可以实时观察任意教室的图像，还可以控制云台镜头的移动，对教室内视频进行画面的调整。
3）每个教室可配置硬件IP电话，基于网络实现教室与主控中心IP电话对讲的功能，IP电话呼叫中心时，可以将教室的视频信号同时回传到主控室终端上显示。
4）在管理中心配置媒体转发服务器，可向局域网内各教学管理客户端或教室实时转发视频直播任意教室内的视频图像。
5）具备电子监考、监控功能。教室端配置的视频采集与编码设备，在满足教学应用的同时还可以实现电子监考、安保监控功能。
5 常态化录播系统
随着具有录播功能的网络中控的出现，常态化录播系统应运而生。常态化录播系统除具有视音频采集编码功能，还具有VGA信号硬件采集编码的功能，可以将多路信号编码后同步传输，实现了按需对教师的授课进行录制存储以及直播的功能要求。系统具有以下功能：
1）常态化录播教室要具有2路视频信号（1路教师、1路学生画面）和1路VGA信号（投影机显示的VGA画面）的同步编码传输，支持组播及单播的方式。
2）实时录制课堂教学场景和声音，达到唇音同步，支持多种模式的录制直播功能，具有单画面、双画面、多画面模式的录制直播功能，多画面模式在播放和回放时可以任意切换主窗口的图像，并且提供PPT索引；支持资源分割，自动提取PPT文字内容作为资源描述。视频中多路数据流须保持同步。支持自动分割和手动分割。
3）常态化课件录播设备实现VGA纯硬件采集、视音频采集功能，将采集的VGA信号和视频信号采用通用格式封装，在B/S架构下不需安装专有插件，在服务器上实现集中录像存储以及课件的发布等功能。
4）支持自动添加片头片尾、索引功能，通过剪辑软件就可以编辑录制存储的课件文件。
5）所有常态化录播教室都可以实现实时的录制直播功能，将本教室的教学情况直播到任意指定教室。同时也可以接收其他常态化录播教室的直播功能。
6 精品课程录播系统
精品课程录播系统主要功能是对精品课的课堂教学过程进行质量要求较高的音视频录制。手动录制或自动录制，具有多路视音频、1路VGA（硬件采集编码）同屏编码传输的功能。系统具有下面一些功能。
1）多画面录播主机支持多路视频，一路VGA及音频输入，通过多画面录播主机实现学生场景、课件演示及教师场景的同屏显示；教室教学场景及教学活动的声音通过多画面录播主机进行实时录制及网络直播；VGA采集支持投影机显示的所有设备的VGA信号。
2）支持单画面和多画面两种录制模式。录播系统在录制的过程中可自动地将现场画面进行主画面或多画面（计算机、教师、学生）同屏录制。保留整个教室最完整的教学过程，后期点播回放时可以任意切换主窗口的现实画面，也可以单画面全屏显示。
3）能真实再现授课情景，可以实时生成为标准流媒体格式的文件，并可以进行后期非线性编辑；可以通过局域网实现远程直播，真实、生动地再现授课情景。
4）配置多点感应的智能定位系统，不受灯光等环境因素的影响，可自动感知教师的实际位置，流畅切换录制的画面，不再需要有专人配合 *** 作完成整个教学过程的录制，使系统根据讲课的进程自动进行主场景的切换。
5）系统具备多种编辑方式，包括录课时可根据系统内置的多种模板自动生成片头、片尾，自动或手动对录制好的课件添加索引和目录，点击索引时自动跳转到相应的位置，方便进行课后的复习查找和对课件进行后期处理。
7 远程实时教学系统
目前，视频会议系统正被广泛地应用于远程实时教学，从而使现代教学与培训模式产生了极大的变化。远程实时教学系统由主播教室和多个远程听课教室组成，即采用了一点到多点的教学模式。远地的听课教室可以通过ADSL或ISDN专线与主播教室中的MCU相联接。
远程实时教学具有以下几方面的特点。
1）实时性：主播教室的授课教师视频和电脑画面可以及时传输到异地的听课教室中，分隔在不同地域的师生如同身处一地可以实时交流。
2）交互性：主播教室的教师可以及时了解各个远程教室中学生的听课情况，可以提问学生，学生也可以向主播教室中的教师提问，主讲教师与远端学生可以利用视频会议系统自由讨论，实现真正意义上的交互。
3）多媒体性：视频会议系统能同时提供声音、视频流以及其他多媒体信息，极大地丰富了教学内容。
4）共享性：只要接通基于视频会议系统的远程教学系统，任何人都可以在同一时间听讲同一门课。
5）储备性：可通过服务器将远程教学课件进行编辑和储备或进行非实时播放。
（作者单位：南京梅山冶金发展有限公司培训中心）

服务器 *** 作系统主要分为四大流派：WINDOWS、LINUX、NETWARE、UNIX。
WINDOWS 服务器 *** 作系统
重要版本WINNT 40 Server、Win2000/AdvancedServer、Win2003/AdvancedServer,WINDOWS SERVER 2008,，Windows服务器 *** 作系统派应用，结合Net开发环境，为亲微软企业用户提供了良好的应用框架。
对于这类 *** 作系统相信用过电脑的人都不会陌生，这是全球最大的软件开发商--Microsoft（微软）公司开发的。微软公司的Windows系统不仅在个人 *** 作系统中占有绝对优势，它在网络 *** 作系统中也是具有非常强劲的力量。这类 *** 作系统配置在整个局域网配置中是最常见的，但由于它对服务器的硬件要求较高，且稳定性能不是很高，所以微软的网络 *** 作系统一般只是用在中低档服务器中，高端服务器通常采用UNIX、LINUX或Solairs等非Windows *** 作系统。在局域网中，微软的网络 *** 作系统主要有：Windows NT 40 Serve、Windows 2000 Server/Advance Server，以及最新的Windows 2003 Server/ Advance Server等，工作站系统可以采用任一Windows或非Windows *** 作系统，包括个人 *** 作系统，如Windows 9x/ME/XP等。
在整个Windows网络 *** 作系统中最为成功的还是要算了Windows NT40这一套系统，它几乎成为中、小型企业局域网的标准 *** 作系统，一则是它继承了Windows家族统一的界面，使用户学习、使用起来更加容易。再则它的功能也的确比较强大，基本上能满足所有中、小型企业的各项网络求。虽然相比Windows 2000/2003 Server系统来说在功能上要逊色许多，但它对服务器的硬件配置要求要低许多，可以更大程度上满足许多中、小企业的PC服务器配置需求。
Linux 服务器 *** 作系统
LINUX *** 作系统虽然与UNIX *** 作系统类似，但是它不是UNIX *** 作系统的变种。Torvald从开始编写内核代码时就仿效UNIX，几乎所有UNIX的工具与外壳都可以运行在LINUX上。
这是一种新型的网络 *** 作系统，它的最大的特点就是源代码开放，可以免费得到许多应用程序。目前也有中文版本的Linux，如REDHAT(红帽子)，红旗Linux等。在国内得到了用户充分的肯定，主要体现在它的安全性和稳定性方面，它与Unix有许多类似之处。但目前这类 *** 作系统目前使仍主要应用于中、高档服务器中。
总的来说，对特定计算环境的支持使得每一个 *** 作系统都有适合于自己的工作场合，这就是系统对特定计算环境的支持。例如，Windows 2000 Professional适用于桌面计算机，Linux目前较适用于小型的网络，而Windows 2000 Server和UNIX则适用于大型服务器应用程序。因此，对于不同的网络应用，需要我们有目的有选择合适地网络 *** 作系统。
NetWare 服务器 *** 作系统
在一些特定行业和事业单位中，NetWare优秀的批处理功能和安全、稳定的系统性能也有很大的生存空间。NetWare目前常用的版本主要有Novell的311、312、410、50等中英文版。
NetWare *** 作系统虽然远不如早几年那么风光，在局域网中早已失去了当年雄霸一方的气势，但是NetWare *** 作系统仍以对网络硬件的要求较低（工作站只要是286机就可以了）而受到一些设备比较落后的中、小型企业，特别是学校的青睐。人们一时还忘不了它在无盘工作站组建方面的优势，还忘不了它那毫无过份需求的大度。且因为它兼容DOS命令，其应用环境与DOS相似，经过长时间的发展，具有相当丰富的应用软件支持，技术完善、可靠。目前常用的版本有311、312和410 、V411，V50等中英文版本，NetWare服务器对无盘站和游戏的支持较好，常用于教学网和游戏厅。目前这种 *** 作系统有市场占有率呈下降趋势，这部分的市场主要被Windows NT/2000和Linux系统瓜分了。
Unix 服务器 *** 作系统
Unix服务器 *** 作系统由AT&T公司和SCO公司共同推出，主要支持大型的文件系统服务、数据服务等应用。目前市面上流传的主要有SCOSVR、BSDUnix、SUNSolaris、IBM-AIX、HP-UX 。
目前常用的UNIX系统版本主要有：Unix SUR40、HP-UX 110，SUN的Solaris80等。支持网络文件系统服务，提供数据等应用，功能强大，由AT&T和SCO公司推出。这种网络 *** 作系统稳定和安全性能非常好，但由于它多数是以命令方式来进行 *** 作的，不容易掌握，特别是初级用户。正因如此，小型局域网基本不使用Unix作为网络 *** 作系统，UNIX一般用于大型的网站或大型的企、事业局域网中。UNIX网络 *** 作系统历史悠久，其良好的网络管理功能已为广大网络 用户所接受，拥有丰富的应用软件的支持。目前UNIX网络 *** 作系统的版本 有：AT&T和SCO的UNIXSVR32、SVR40和SVR42等。UNIX本是针对小型机 主机环境开发的 *** 作系统，是一种集中式分时多用户体系结构。因其体系 结构不够合理，UNIX的市场占有率呈下降趋势。

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