时间:2023-09-14 17:28:11
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关键词:信息技术 数字化校园 应用
中图分类号:G718.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(c)-0194-01
1 相关概念及其界定
1.1 信息技术
信息技术是指在计算机技术、网络通信技术、多媒体技术和数据库技术的支持下,用以对数据进行加工整合的技术。信息技术的范围限定于获取、加工、存储、变换、显示数据信息,其对象的范围限定于文字、数值、图像、视频、音频、语音和网络化信息。
1.2 数字化
数字化是指将原先不统一的、复杂多变的信息转化为可以直接度量的数据,再以这些数据为基础建立适当的数据模型,把数据模型转化为一系列计算机可以识别的二进制代码,引入计算机内部,进行统一处理,这就是数字化的基本过程。
2 数字化校园的体系结构
数字化校园的结构是基于计算机网络的一体化校园结构,并应用现代信息技术于学校的教学、管理等方面。数字化校园的基本结构由五个部分组成:基础设施、通信中心、应用系统、安全保障系统和监控系统。
2.1 基础设施
基础设施对数字化校园起着支撑的作用,数字化校园能否实现数字化的功能,取决于基础设施的建设是否完备。数字化校园的基础设施包括:硬件设备、软件系统、网络拓扑结构、楼宇的布局、各类教学设备、管理设备等。只有完备的基础设施,才能为数字化校园提供稳定的服务和有力的支持。
2.2 通信中心
通信中心对数字化校园起着指挥协调的作用,数字化校园能否高效、有序的运作,取决于通信中心的管理与协调功能。通信中心应用无线网络、3G/4G等通讯技术,组织和协调整个数字化校园的运行。
2.3 应用系统
应用系统实现了数字化校园的具体功能。数字化校园的各项业务功能,最终都需要通过各类应用系统才能体现出来,应用系统的功能通过通信中心和应用系统之间的计算中心、数据中心和文件中心,进行具体的业务操作。
2.4 安全保障体系
安全保障体系是数字化校园的防身护甲,现代学校的业务复杂,开放程度高,数据流量大,对各项功能的要求也越来越高。因此,数字化校园需要定制安全保障系统,采用硬件和软件相结合的防护措施,一是抵御外部不良因素,二是保证数字化校园本身安全、稳定地运作。
2.5 监控体系
监控体系是数字化校园的双目双耳。数字化校园的结构是基于计算机技术、网络技术和通讯技术的,其运行过程中难免会有异常情况的发生,为保证学校的教学、管理等活动能够顺利地进行,就需要有监督机制,通过网络监控设备,时刻监管各项业务活动的进行,一旦有异常现象,能够在第一时间发现并解决。
3 信息技术在数字化校园中的应用
信息技术对于中职学校数字化校园的建设,主要应用于两个方面,一是面向学校的管理,二是面向学校的教学。
3.1 面向管理
将信息技术应用于学校的管理之中,使用统一的信息编码作为基础,将各个子系统充分整合起来。从技术的角度来讲,建立数字化校园的核心应用有三个方面:(1)Portal一体化桌面。Portal一体化桌面是目前应用较为广泛的信息技术手段,能够根据不同的用户角色日常工作的需要不同,初始化相应的权限,并加以呈现。Portal一体化桌面平台通过建立统一的应用信息门户,为全校无纸化办公提供了技术保障,加快实现校园办公的信息化与规范化。(2)统一身份认证系统。统一身份认证系统是整个学校内部应用体系的一个底层支撑平台,通过这个平台,实现了对学校内部各应用系统的使用者进行统一管理。使用统一的身份登录系统,避免了使用者需要记住每个不同应用系统的登录信息,同时减轻了系统管理员的维护工作量,是建立数字化校园必不可少的信息技术手段之一。(3)数据共享与交互系统。在数字化校园中,数据共享与交互系统亦可称为数据中心。对于数字化校园而言,数据中心的一个很重要的功能就是共享数据,实现数据的合理有效安全存储,是学校的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地,将工具、流程等有机地组合。
3.2 面向教学
数字化教学建设成效的一个重要指标,就是教学信息化的水平,使教学的所有环节数字化,从而提高教育质量。信息技术应用于数字化教学,包含三个方面的内容,一是建立网络教学平台,二是开发课程制作工具,三是构建专业资源平台。(1)网络教学平台。网络教学平台是指建立在互联网的基础之上,为信息化教学提供全面支持服务的软件系统的总称,包括支持网络教学的硬件设施和支持网络教学的软件系统。一个完整的网络教学平台由三个部分组成:网络化课程开发系统、网络化教学支持系统和网络教学管理系统。(2)课程制作工具。信息化教学是要实现教学手段的数字化,其中的一个重要手段就是使用教学课件,制作课件的工具是否能够正确的使用,是学校教学数字化水平的另一个重要体现,常用的课程制作工具有图片处理软件、声音处理软件、视频编辑软件和动画制作软件。(3)专业资源平台建设。构建专业资源平台系统,是信息技术在数字化教学中最重要的一个部分。其建设内容包含四个方面:标准的建设,精品课程体系建设及其推广示范,资源的建设以及平台的建设。专业资源体系建设主要的应用对象是:教师、学生、企业和社会。
4 结语
数字化校园的建设是教育信息化的一种结果,这种结果并非是最终结果,而是一个没有终点的结果。数字化校园的建设结果,就是信息化过程中的一个时间状态。正确应用合适的信息技术,能够有力地支撑校园数字化建设,有力地保障学校的管理和教学,相信未来信息技术的快速发展,必定会产生新的、更好的信息技术,能够数字化校园的建设更完善,更具智能化。
参考文献
[1] 李耀麟,刘魁元,杨慧敏.基于协同教育理论的数字化校园构建研究[J].中国电化教育,2012(1):132-137.
[2] 李国庆.职业教育信息化环境下数字化校园重构规划的研究与实践[J].西北民族大学学报(哲学社会科学版),2013(1):190-193.
[3] 韩仙玉,赵保华,王朋.基于SOA的数字化校园平台的研究[J].信息技术,2014(1):21-23.
关键词:高中信息技术; 数字化;策略
信息技术是高中的一门基础课程。信息技术课程教学借助数字化的学习资源,有助于提高课程教学的效率。在互联网技术高速发展的现在,数量庞大且种类丰富多样的教育资源,都在互联网上进行集中、更新和扩散。教育活动也受到信息化的影响,不断发生变化。利用数字化的学习资源,极大丰富了教育的内容和信息,而数字化学习资源的有效利用,成为当今教育的新热点。下面就数字化学习资源在高中信息技术教学中的有效应用进行探。
一、转变教师的观念和态度
面对新兴的信息技术, 教师如果没有先进的指导思想和现代化的教育理念, 再先进的设备和技术也发挥不了作用。首先要转变、更新的就是教师的教育观念,要树立正确的教育观、教学观、知识观、人才观;要不断提高广大教师的信息技术意识,使他们对教育技术的发展而引起的教育思想、教学结构、教学模式、教学方法的重大变革有一个明确的理论认识。
其次, 教师对新技术的态度影响到技术的应用以及教师角色的转换。由于思维定势和多年的习惯,一些教师满足于传统的“黑板+粉笔”的教学模式或老式电化教学手段,对新技术存在“晕车”现象。 对此,应鼓励教师以积极的心态迎接考验和挑战, 对新技术既要防止“技术万能主义”,又避免陷入“技术无用论”或“技术黑洞论”的泥淖,对新技术不排斥、不回避,树立良好的信心,有选择地运用信息技术。
二、加强信息设施信息资源
建设的应用和研究巧妇难为无米之炊, 教师的信息素养的再提升还离不开技术的新发展和硬件的新装备,
1.信息化基础设施建设要合理布局,能够考虑到绿色环保, 体现以人为本的理念, 并能彰显特色;
2.建成光纤到校及其数据中心,教学区域有无线网络覆盖, 移动教育无处不在;
3.多媒体制作设备配备齐全(打印机、扫描仪、视频捕捉卡、数码相机或数码摄像机等一应俱全);
4.学校实现“班班通”,每班拥有 1 套多媒体教学设备(含投影机、视频实物展示台及计算机等);
5.学校装备数字化实验室、科学实验室、虚拟现实实验室、机器人实验室等。方便教师使用的信息资源,是信息资源开发建设的根本要求,也是教师信息素养提高的另一重要途径。
三、注重教师培训打造队伍
我们希望通过培训, 打造一个可以引领学校发展的团队。这个团队应该至少由四支队伍组成:
1.校长班子组成的领导团队,其接受的培训应该由教育行政部门组织,内容以现代的办学理念、先进的治校思想、信息环境下学校核心文化、信息化通识培训等为主,目的是提高信息技术环境下校长的领导力;
2.中层干部和班主任组成的行政团队,其接受的培训应该是由上级教育师资培训部门组织,内容以改造传统行政管理、教育管理,掌握信息化服务、网络化管理技能和信息化通识培训为主, 其目的是提升学校中层干部和班主任在学校管理、 班级管理中的行政执行力;
3.学科教师组成的执教团队,其接受的培训应该以信息技术与学科课程有效整合、课堂有效教学、网络教研、新课程改革和发展为主,其目的是增强学科教师的教育技术能力, 从而提高课堂的效率;
4.信息技术教师组成的技术支持团队,其接受的培训以网络安全、网络管理、应急响应、系统软件部署与运维、系统分析与设计、最新前沿技术为主,目的是加大技术保障力。
四、教学一体化平台建设
由于信息技术教学本身具有较强的理论化特征,传统教学模式体现出了典型的封闭型和单一化特征。以网络技术为基础,打造一体化教学平台成为新时期信息技术教学转型的首要任务。如果从教学资源的选择、教学进度的统筹、教学模式的评估以及学生反馈信息等各环节通过网络环境以动态的形式呈现出来,构成新型一体化教学体系,必将为高中信息技术教学的转型提供创新型思路,为高中信息技术教学注入现代化元素。一体化教学平台的建设包括信息资源的统一管理、利用等流程,譬如学校可以利用网络平台,将教学任务和学习安排以数据资源的形式存放在学校信息技术教学数据库内,在教学过程中,可以依托网络环境进行资源检索利用。此外,一体化教学平台也包括教学成果的反馈与评估,学生可以根据自己的学习进展,通过学校统一平台进行自主学习与检测,很大程度上减小了传统教学的周期。该环节也是一体化教学平台的评估阶段,学校在局域网技术的支持下,打造学校内部教学成果动态公示系统,以便教师对自己教学模式的反思与调整,显然从教学资源的统筹利用、学习反馈以及教学模式的反思等诸多环节实现了一体化模式,为信息技术教学转型提供新趋势。
五、以局域网为基础打造“空中课堂”模式
回顾通信发展的历史,我们发现了一个非常有趣有过程:1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展,电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面,通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展,现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮,建设信息高速公路的号角声,信息和知识爆炸式的增长,特别是因特网商用化后的迅猛发展,使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是,问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中,人们更加需要随时随地获取信息,原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在1897年,马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。
20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术,对现今卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输、通用高速有线/无线接入,乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用,发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段;
第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZVHF单工汽车公用移动电话系统MTS。
第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。
第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。
第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行,频段扩展至900MHZ~1.9GHZ,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。
第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动TMT-2000纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的ITU-RTG8/1第18次会议上5类RTT技术标准共6种方案成为最终结果。中国的TD-SCDMA方案也已成为其中之一。应该指出,UTRAWCDMADS及TIAcdma2000MC的相应起步样机已经诞生,包括以GSM、csmaOne后向兼容为基础的第二代半过渡设备(G)EDGE、cdmaIS-95BHDR(2.4Mbit/s峰值速率,64QAM调制)及cdma2000-1X等亦已推出。
此外,为接续Internet移动游览应用的无线应用协议(WAP)与无线连接技术蓝牙(Bluetooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多,如移动卫生系统,蜂窝移动通信系统,集群通信系统,一点到多点微波通信系统,微波蜂窝的无线本地接入系统(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙(Bluetooth)、红外线、DECT、IEEE802.11和共享无线接入协议(SWAP)/HomeRF等系统。继广域网(WAN、Wind、AreaNetwork或城域网,MAN,MetropolitanAreaNetwork)、局域网(LAN,LocalAreaNetwork)之后,最近人们又提出了“无线个域网”(WPAN、WirelessPersonalAreaNetwork)。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间,WPAN成为一个受人瞩目的新热点,WPAN的研究组成立不到1上,就演变为IEEE的专门工作组IEEE802.5(即WPANWorkingGroup,于1999年3月成立),可见其受重视的程度。
比较而言,Bluetooth系统更具有代表性,它正根据WPAN的概念向前发展。事实上,Bluetooth和WPAN的概念相辅相成,Bluetooth已经是WPAN的一个雏形。从它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底,美国的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,与上述5公司一样作为Bluetooth的发起组织,使它在与SWAP、IEEE802.11等类似应用标准的竞争中脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动Bluetooth的发展,Bluetooth的标准是非专利的,Bluetooth已成为目前通信领域的一个新热点,预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之,无线通信技术前景一片光明。
2、我国无线通信技术的发展
当前,中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点,大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额。移动通信在中国发展十分迅速,中国移动通信的走向一直为世人所瞩目。1987年11月,我国广东正式开通了第一个TACS制式模拟蜂窝移动通信系统,实现了移动电话用户“零”的突破。1994年底,广东又首先开通了GSM数字蜂窝移动通信系统,至1995年,全国已15个省、市也相继开通了GSM移动通信网。迄今为止,全国各省、自治区、直辖市面上都建设了GSM网,实现了国内和国际的全自动温游。目前我国正在积极准备在21世纪初期开展第三代移动通信的商用试验。
从1987年至今,我国移动电话用户数的增长很快,尤其是GSM网更是以人们始料不及的速度在迅猛发展。这主要是因为GSM系统在技术和经济方面均比TACS系统有较大的优势,更重要的是我国在GSM运营领域引入了竞争机制,促进了GSM网的发展。我国的移动通信用户已超过了8000万,位居世界第二。
近10年来,我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步。国产移动通信设备—交换系统、基站和手机等都已经投入生产,并陆续投放市场,第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。可见,中国无线通信在运营业与制造业上已取得了第一阶段的成功。
3、今后无线通信技术的趋势
21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面:
(1)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的9.6Kbit/s向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。
(2)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协议(WAP)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进移动业务与IP业务的融合。
(3)信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。
(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡,IP技术将成为未来网络的核心关键技术,IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传统的数据接入接式。以IP为基础组网,开始了移动骨干网IP应用的实践。
4、无线通信技术在数字社区中的应用
无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证,数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便,无论是实验室、办公室还是家庭,计算机及其外设的应用越来越普及,社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话,这将给使用带来很大的不便。Bluetooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境,Bluetooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)、LAN、WAN、xDSL(xDigitalsubscriberloop)等网络的接口协议,其目标是用单一的Bluetooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜认这些工作,将来根据IEEE802.15的发展计划,可以将速率提高到20Mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备,甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包,以便携计算机和掌上计算机为代表,采用无线方式和其他设备或网络相连接,使我们拥有一个可流动的办公室。
Internet和移动通信的迅速发展,使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上Bluetooth系统,既可免去使用电缆的不便,又不可不受内存溢出的困扰,随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Bluetooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。PDA(PersonalDigitalAssistant)装上Bluetooth系统后,采用无线方式收、发E-mail甚至浏览网页将更为方便。Bluetooth的硬件电路可以做到微型化,在Headset上应用非常合适。装上Bluetooth系统的Headset可以使它和手机进行无线连接,也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐,在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给Bluetooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如,Bluetooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或IC锁具有更高的安全性和适用性,各种无线电遥控器(特别是汽车防盗和遥控)比红外线遥控器的功能更强大,在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务(如添茶、加饮料等)将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化,从而随时反映出用户所需要的物品,如果再连接到Internet上的话,可以实现网上购物。
关键词:信息技术课堂;教学管理;数字化
中图分类号:G633.67?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)07-0225-02
20世纪末,美国麻省理工学院媒体实验室主任尼葛洛庞帝的《数字化生存》一书给人类的生存与思考打上了新的时代烙印,信息技术的发展和应用已经带来教育的革命。在中小学教学科目中,在信息技术与这些科目的整合过程中,信息技术课起着重要的基础和示范作用。信息技术课堂教学的“数字化”对其他科目也有着重要的示范作用。通过几年的探讨,结合本人开发的《信息技术课堂助手》系统为例,谈谈中小学信息技术课堂教学的“数字化”。
一、中小学信息技术课堂教学现状
从2002年起,全国中小学均已开设信息技术课,各级各类中小学校都配备了多媒体网络微机室。经过多年磨练,教师的教学经验、教学能力、专业知识水平均有大幅度提高,部分教师已经成长为学者型或专家型教师。各种教学资料、教学软件、管理方法、教学理念丰富多彩,可以说现在的信息技术课生机勃勃。可是信息技术课课堂教学仍然沿用传统的教学方法,尤其是对学生的评价。用考试和测试软件能方便地检测学生成绩,但是不能记录学生的学习过程,不能对学习过程进行评价,不能检测“学生是否学会学习”,“学生能否自主学习”。也有些教师提出不用考试而用“电脑制作”,用“学生电脑作品”来评价学生的学习和信息素养,我认为这种方法虽然比考试的方法有了进步,但仍然有缺陷,也就是说教师评价的也只是最后的结果,看不出学生制作的过程中出现的挫折、解决的方法、创新思维的获取等,所以说这种评价方法也不全面。
二、中小学信息技术课堂教学“数字化”的可行性
信息技术课堂教学“数字化”系统的软硬件配置的可行性:现在所有中小学微机室软硬件配置均已达标,并且已实现联网功能也就是说每个微机室都是一个局域网,在硬件上已具备了课堂教学“数字化”的可能。微机室操作系统都采用WINDOWSXP以上版本并且配备了常用应用软件。实现信息技术课堂教学“数字化”的基础软件环境也是可能的。
信息技术课堂教学“数字化”系统开发的可行性:首先,现在计算机技术日新月异,数据库软件日趋成熟,教育软件的开发一日千里,所以从技术上实现是可能的;其次,经过多年进修学习,现已涌现出很多专家学者型信息课教师,他们有着丰富的一线教学经验和高超的软件开发技术,相信在专家的指导和帮助下可以成为合格的开发成员或顾问人员;第三,开发出成熟的、功能强大的中小学信息技术课堂教学“数字化”系统,并可以延伸至信息技术学科以外的其他学科,有着乐观的商业前景。
信息技术课堂教学“数字化”系统应用的可行性:全国有着数量巨大的中小学校,信息技术课堂“数字化”系统有着广泛的用户群。广大学校领导渴望有效的课堂教学的改革成果;广大信息技术教师渴望了解学生的学习过程以及对学生学习过程做出客观的评价,同时渴望降低劳动强度从繁重的教学工作中解放;广大学生渴望客观的评价体系,感受学习的乐趣和成就感。信息技术课堂教学“数字化”系统,可以向其他各学科推广,有着巨大的社会效益。
三、中小学信息技术课堂教学“数字化”的主要功能。
1.计算机管理教学功能。这里所说的概念不是计算机辅助教学而是管理教学,目的是提高工作效率,减轻信息教师的负担。主要功能包括:(1)动态提醒服务,即提醒教师教学进度、学生考勤、该对哪些同学课堂提问(最初使用时使用随机点名提问,或让积极举手的同学回答),还包括日常管理如闹钟功能、动态提供当前日期、时间、上课的班级、节次、课代表任务、本日微机室课表等等提醒。(2)提供考试成绩管理、课件管理、教案编辑管理、课堂练习管理、教学后记管理其他教学资源管理等功能。教案和课件应按课时编号。(3)提供学生签到功能,计算机随机点名提问功能,计算机根据课堂提问次数及回答问题情况智能点名功能。(4)提供教师查询功能,能查询教学进度、特殊情况、班级情况以及每个同学的日常表现记录。(5)提供机器使用情况、维修情况记录及其他功能。
2.详细记录学生的成长历程。记录每节课,每个学生的各种表现。包括考勤记录,操作练习情况记录,教师课堂提问及回答情况记录,课堂学生示范情况记录,小组讨论情况记录,电脑作品创意情况记录,电脑制作进度及问题记录,学生提问问题记录,学生纪律情况记录,自定义项目记录等等。记录的方式主要以“课堂教学‘数字化’系统”电脑自动记录为主,以教师和学生输入为辅。
3.学期末评估功能。对各种记录都要量化,量化方法可采用10分制或100分制。根据全部同学记录日志,在学期末不但对每个同学评估量化而且对每个班级量化,也对整个年级量化。在对单个学生量化时包括量化得分,还要有按课时绘制的成长曲线。得分情况不必公布,教师通过对学生的评估,确定因材施教的方法。
4.系统的开放功能。例如可以对记录的项目管理的项目自定义,既可以根据学校实际情况只使用部分功能,也可以添加新功能。
5.其他人性化设计的功能。如根据当前日期时间,按照课程表自动调用上课班级、学生名单;系统可后台工作(放于系统托盘),不影响屏幕;系统设置简单(只设置时间表、课程表、班级和学生名单等)。
四、中小学信息技术课堂教学“数字化”系统的实现。
系统要求有明确的以课时为单位的教学进度表;微机室要有固定的课程表、上课时间表;学生在微机室内有固定的机器号;学生名单应包括班长、课代表及各小组组长;教师教案、课件、练习和考试内容或其他资料有相应的课时编号。
硬件平台:多媒体网络微机室
关键词: 现代信息技术;虚拟;数字化
现代信息技术日新月异,笔者所在的学校充分利用信息技术的成果推进校园信息化建设。目前,校园信息化涵盖了教学、管理、学生工作、后勤等各个方面,实现了“时时、处处、人人”,办出了特色,学校校园信息化建设成果入选了《中国高等职业教育年度报告》。基于学校信息化平台建设的校园数字化教学资源势必会成为推动教师树立现代教育观念,转变教学方式的助力剂。校园数字化教学资源的应用也有利于培养学生自主、合作学习的能力,有助于学生进行探究性学习。
一、数字化教学资源的特点
在当今的信息化环境下,现代信息技术覆盖人们生活的方方面面。基于现代信息技术开发的数字化教学资源具有传统教学无法比拟的优势。
1.突破了时空的限制。传统教学以课堂教师讲授为主,学生错过课堂很难获得完整的知识。基于网络平台开发的数字化教学资源为学习者随时随地学习提供了便利。笔者所在的学校无限网络已覆盖了整个校区,学生在自修室、宿舍甚至学校的休闲凉亭都可以学习。
2.信息获取方便快捷。电脑、手机等数字设备的普及为数字化教学资源的获取提供了条件,笔者学校承载数字化教学资源的网络平台开通了网络版、手机版。数字化教学资源除了可以浏览外,还提供了下载功能。同时,学校图书馆还为学生提供笔记本电脑借用服务,方便了学生登陆网络平台自主学习。
3.内容形式多样性。传统教学多以板书、教材、文字加图片的课件为主,形式单一,不够形象。笔者学校数字化教学资源除了数字图书馆、电子期刊、电子书、教育网站等网络信息资源外,还建设开发了网络课程,提供图片、视频、虚拟实验等资源。
4.实现无边界共享。校园数字化教学资源具有的开放性不仅为本专业学生的学习提供参考,同时也为任课教师、其它专业的学生提供参考。学生可以提前或在线自修其它专业课程。
5.多方无阻碍互动。校园数字化教学资源设置了互动交流平台,如数字图书馆有留言专栏,网络课程有交流空间专栏,供教师之间、师生之间、学生之间交流、互动。
6.资源维护实时快速。相比于传统教学信息更新困难,更新周期长的不足,学校数字化教学资源更新快,对于课程的教学活动、技能考证与竞赛、合作企业等信息可以实时维护。尤其是新技术、行业新动态等信息能及时得到更新。学校规定,任课教师每月需对网络课程资料进行维护。
二、数字化教学资源推动了现代教学方式的转变
数字化教学资源的开发与应用不仅使教学资源在内容上得到了极大的扩展,从形式上也使教与学的方式更加多样,数字化时代自主与互动的学习理念也在切实改变着传统的被动接受的学习方式。
1.教学理念的转变。教师教学“满堂灌”的单方向传播方式在信息化的今天已不再受欢迎,传统的一本教材、一块黑板,以教师为中心在课堂里口传面授的教学模式随着数字化教学资源的应用转变为以学生为中心的互动式教学模式。课外,学生可以自主学习与课程相关的理论知识,课堂内教师更多的是指导学生应用知识,提高技能。
2.学习态度的转变。传统的说教式教学容易使课程变得枯燥乏味,学生学习积极性不高。开发使用数字教学资源后,学生根据教师布置的项目任务,查找资料、探究知识,大大激发了学生运用自主、合作、创造的方式来寻找和处理信息,学习主动性明显提升。
三、数字化教学资源建设实践
笔者学校数字化教学资源丰富,包括数字期刊、电子书、教育网站等网络信息资源,同时学院所有课程均开发建设了网络课程资源,以下笔者着重谈谈网络课程的建设与实践。
1.网络课程内容。课程资源库包括了各专业开设的所有课程,形式多样。如计算机基础课程采取视频教学,学生可登陆信息化平台自主学习;其它网络课程建设内容包括课程介绍、课件、视频、图片、动画、虚拟实验、参考图书、使用教材、技能考证与竞赛、教学活动、校企合作、课后思考题、考试题库等。
2.网络课程教学团队的共同建设。承担同一门课程教学任务的教师共同维护课程网络资源,每月定期对课程资源进行维护、更新。
3.开发设计虚拟实训项目。虚拟实训可以弥补真实实训中存在的耗材费用高、实训周期长、危险性高等不足,提前为学生实训理顺思路,让他们熟悉流程,为现场实训做准备。
四、数字化教学资源建设中应注意的问题
数字化教学资源是现代教学技术重要组成部分,在建设开发过程中应注意的问题有:
1.操作的简单性。对于使用者,无论是资源的维护者还是资源的获取者,都希望操作界面简单、易懂,不需要花太多时间就能掌握。
2.引导学生使用资源。通过项目驱动、课前留下学习任务等方式驱使学生应用资源获取知识,发挥数字化教学资源的作用。
3.网络作业的安排。对于工科学生,不建议通过网络资源平台布置或上交作业。工科作业大多有图形,程序、公式等,学生在线编辑通常比较麻烦,作业通过网络上交操作难度大、时间长。
4.高级别互动的虚拟实训开发。目前笔者所在的学校自行开发了一些虚拟工作流程、虚拟加工、虚拟事故等项目,但多只停留在简单的演示、互动层面。如何开发高级别的虚拟项目,由学生设计一个程序,让虚拟项目能按照程序进行模拟加工;如何搭建校企互动数字传输课程资源,实现校企联合教学等,将是未来重点研究和开发的内容。
参考文献:
1.何喜霞.应用现代教育技术 探索新型教学模式[J].职业,2010,(11).
2.林晓苹.现代教育技术呼唤教师的角色转变[J].湘潮(下半月),2010,(08).
3.李霞 李婧.现代教育技术与高校创新教学模式[J].学习月刊,2010,(06).
作者简介:
信息技术与学科课程的整合已经成为教育技术领域研究的一个热门课题。那么,如何将信息技术与化学实验教学相结合,提高化学实验教学的实效性?也是一线教师面临的一个新的课题。本人以人教版模块六《实验化学》的教学为例,探讨信息技术与化学实验教学的策略。
1. 信息技术在化学实验教学的切入点
1.1 利用信息技术可以拓展学生化学实验视野
《实验化学》模块的课程目标中明确提出“了解现代仪器在物质组成、结构和性质研究中的应用”,同时,在教材中设置了“科学史话”、“科学视野”等栏目,介绍了古往今来的一些科学家的故事以及国内外有关绿色化学工艺方面的最新成果、光谱分析发展简介等。若利用信息技术将这些内容更生动地展示给学生的话,不仅可以有效地激发学生的学习热情,而且可以让学生更深刻地认识到化学与科技发展、与人类生活的密切联系,增强主人翁意识、参与意识。
1.2 利用信息技术可以回顾相关的实验知识
模块六《实验化学》是在必修课程和其他各模块的实验基础上为满足学生的不同需要而设置的,是高中阶段实验内容和实验要求的拓展和延伸。教师可让学生运用计算机中教师预设的课件进行自主学习,满足不同层次的学生的需求;也可在课前将相关知识改编成一些小题目输入电脑,题型可以是选择题、判断题,甚至可以是模拟操作题。课堂上让学生独立完成,教师则通过网络及时、全面、准确地了解学生的学习情况,并予以点评;增强教学的针对性,提高教学的时效性。
1.3 利用信息技术可以展开专题研究
随着新课程的实施,研究性学习也已进入课堂,在新的《普通高中化学课程标准》中“实验化学”模块提出了9个化学专题实验研究,每个专题都包含有“拓展研究”、“问题与讨论”等栏目,对于其中的一些开放性的探究实验,如“市售Vc片相关性质的研究”、“日常洗涤或消毒用品的相关研究”,学生都可以利用网络获取大量的信息,并进行协作探究。
1.4 利用信息技术可以引入数字化实验
数字化实验是以计算机及传感器为核心器件的实验体系。《实验化学》在“科学视野”中首次介绍了应用传感和数码技术研究实验的过程。在课堂教学中,教师可让学生将传感器技术、计算机技术、通信技术应用于化学实验,尤其是学生的探究性实验,有效地降低了化学实验的难度,提高了实验的精确度,拓展了实验的内容,激发了学生实验的兴趣。
2. 信息技术融入化学实验教学模式的探究
根据信息技术与化学实验教学的切入点和化学学科特点将信息技术融入化学实验教学中,在一线教学的教师是仁者见仁、智者见智。下面根据自己十几年的教学经验和近三年的假期培训及最近的实验对信息技术融入化学实验教学模式谈一些不成熟的见解:
2.1 课件式的信息化实验教学模式
示例:《实验化学》第一单元《从实验走进化学》中,“保证实验安全”等内容的教学可采用课件式的信息化实验教学模式。首先,教师可播放一些国内外的实验或生产事故的录像,引出问题“安全是实验的先决条件,如何预防实验伤害事故的发生”。然后,让学生从试剂、仪器的正确使用、实验操作的规范化、实验操作的先后顺序、尾气处理等角度展开讨论,教师可根据学生的讨论将课件中已有的相关内容播放给学生看,增强学生的感性认识,并在此基础上提炼出安全完成化学实验所必备的条件。最后,教师让学生将一些易错、易忽略的基本操作进行实战演练。
策略:课前教师根据教学内容和学生的特点,选择适合的资源制成课件,并在课堂上演示课件内容。课件设计的重点在于解决化学实验中的难点和盲区。如:对于现象不明显的实验,可利用计算机模拟将“现象”放大;做微型实验时,可利用投影设备将“现象”放大;对于严重污染、较危险或在一般实验室条件下难以完成的实验,可利用多媒体来演示或播放录像;模拟错误的实验操作,起到反面教材的作用等。
2.2 数字化实验的信息化实验教学模式
示例:《实验化学》中,实验3—4“酸碱滴定曲线的测绘”可以让学生利用pH传感器和数据采集器测定和记录酸碱中和滴定过程中pH的数据,并用计算机将数据进行处理,同时画出相应的滴定曲线。
策略:数字化实验与传统实验方法并不冲突,关键在于教师指导学生如何将两种方法有效结合,取长补短。教师应鼓励学生使用温度传感器、压强传感器、pH传感器等传感设备进行实验,解决传统化学实验方法难以解决的问题。运用数据采集器和计算机的数据处理功能,可以有效降低数据记录和数据处理的难度,教师应引导学生将更多的精力转移至实验方案的设计、实验数据的分析等环节,以期在实验设计和实验能力上有更多的创新和突破。
2.3 探究式的信息化实验教学模式
示例:《实验化学》第四单元中,实验4—5“综合实验设计实践”等内容可采用信息化探究式的教学模式。每个学生可以根据自己的兴趣确立大致的研究方向,如“气体的喷泉实验装置设计”、“巧用Y型管进行微型实验设计”、“巧用生活中的物品自制实验仪器”,通过上网查阅资料、分析资料将研究的课题进一步明确、细化,并且自愿组合成研究小组,制定研究计划。教师对课题的大小、可行性进行评估,并提出建议。每个研究小组按照计划分工合作,提出假设并设计实验方案,在通过理论的检验论证后进行实验检验。学生在不断的实验中总结经验,形成知识,最终形成实验成果。
【关键词】信息化教育 教育技术 卫生信息 医学物理 数字医院
[Abstract]This article from the Angle of information education for medical and health education informatization, the function, informatization training bases experimental teaching task design requirements, training base information management are discussed in this paper. For health national healthcare information technology training and certification management center and Shanghai thinks the BoXueYuan health technology and nursing college joined to create "a national healthcare information technology research training base", the author puts forward a training base management information system, Implementation of information management training base; on this basis, the proposal of building a "digital hospital simulation (training base), "the program, and "Analog Digital Hospital (training base), " The design and realization of specific Described.
[Key words]Information Education; Educational Technology; Health Information; Medical Physics; Digital Hospital
引言
在医学漫长的发展历程中,科技发展一直是重要推动力,为医学数字化奠定基础,医学数字化过程是指从以往对复杂生命系统的定性判断发展到精确量化,运用现代科技方法寻找生命系统中本质的差异变化及其变化规律。
目前我国数字化医院的建设重点是以“医疗数字化”为主,即着重发展医院内与医疗活动相关的各类信息的数字化管理和综合应用。高职院校是培养具有专业技能人才的职业教育基地,高职院校学生在校期间除接受该系统的基础理论知识教学之外,更重要的是培养较强的动手实践能力,为今后从事专业技术工作打下良好的实践基础。如何加速实验室建设与加强规范管理并充分发挥实验室资源的效益,是实验室建设与发展中急待解决的问题。
1、 实现实训基地的信息化管理
数字医学是一门新兴的交叉学科,它以现代信息技术在医疗卫生工作中的应用为基础,主要包括的关键技术有:信息获取技术,超数据技术,信息储存与管理技术,网络通讯技术,虚拟现实技术,可视化科学计算技术。在实训基地实现信息化管理和模拟的数字医院,就是要将整个基地建成一个网络系统,建立信息化的管理平台和实验资源数据库,学生可以通过网络获得与实验有关的信息、传递信息、学生协作实验、提交电子实验报告等。教师可以通过网络批改电子实验报告、学生实验成绩记录与分析、学生实验监控等。
2、模拟数字化医院(实训基地)建设总体构思
2.1模拟数字化医院的研究背景
要培养学生的信息技术素质,信息的处理能力的提高是一个非常重要的方面,学生模拟实验获得的数据处理是信息处理的一部分,应该运用现代信息处理技术,实现数字化处理。实训基地信息化管理系统应该建立实验数据处理系统,使学生的实验数据的处理具有科学性和客观性。由于医院信息系统,特别是大、中医院的系统稳定安全的要求特别高,学生在医院实习,很难进行模拟实训。
2.2模拟医院信息系统的设计
我国的医院信息系统开发应用还处于初级阶段,主要侧重于事物处理和经济管理方面。目前,在各医院已建立的医院信息系统中主要包括的功能子系统有:门急诊挂号系统、门急诊计价收费系统、住院病人(入、出、转)管理系统、病房医嘱处理系统、药品管理系统、财务核算系统、人事工资管理系统。目前,我国正在建立的医院信息系统基本上涵盖了医院大部分的事务性的管理,而思博护理学院己经引进了HIS系统,但是,还需在功能上不断地完美和扩充,并逐步过渡到以病人信息为中心的临床诊疗信息系统,如可加入医学影像系统(PACS)、电子病历功能、计算机辅助诊断功能、科研管理子系统及多媒体辅助教学功能等。目前我国医院管理信息系统主要由以下5个部分组成,见图二。护理学院可以模拟医院管理信息系统,建立一个微型的小系统,各个终端有一两个端口,包括门诊、住院等,给学生一个真实的模拟平台。
医生工作站:能按医疗业务流程和规范实现长期医嘱和临时医嘱的开立和管理,实施了解患者费用情况,实时调阅医学影像结果与图像,包括检验、检查报告等;护士工作站:完成病房管理、核对执行医师电子医嘱等,自动打印药单,并能录入查询业务甚至包括科室护理工作量排班等;门诊医生工作站:医师医嘱产生的相关项目的收入系统自动归集到医师的所在科室,开立遗嘱公开给患者等;住院收费:按不同的结算类型灵活结算,出院打印费用、业务报表实时打印等;门诊挂号收费:一人一卡,专家门诊排班表,刷卡自动归属费用并产生费用记录、各种日结统计等。
还有药库、手术麻醉管理、病案与统计、医务管理、设备物资管理、院长查询、财务管理、影像管理等功能模块,在模拟信息系统中也相应完善。实训基地信息化管理系统的设备投入并不很高,关键是信息化管理平台和实验资源数据库的建立,思博卫生技术与护理学院有护理专业、卫生信息管理专业、计算机应用技术专业、(医疗电子信息技术方向)和软件技术专业(医院信息管理系统维护方向),可以组织卫生信息管理专业、计算机应用专业和软件技术专业的教师和学生,结合本专业的实际情况进行设计和开发,这样一方面可以节约经费,另一方面可以锻炼学生,提高学生设计和开发能力。实现实验室的信息化管理,对卫生技术管理系而言,意义非常重大,学生可以在信息化的环境中,潜移默化的受到信息化教育,提高信息技术的素质和素养。
2.3模拟数字化医院(实训基地)的建设
2.3.1模拟数字化医院(实训基地)建设可以从以下两方面进行:
(1)构建医院信息化局域网平台--一提高实训基地技术档次
提高实训基地技术档次,是指突破常规仪器设备配备标准,引进具有实用价值的先进仪器设备以扩充实验室装备规模,改善实验教学条件、手段和改革传统实验教学模式,提高实训基地的教学技术、实验技术、管理技术档次;探索性建立开放性实验教学模式,发展并开创与社会进行科研协作的能力和技术条件,使实训基地具备现代素质教育所需要的教科研双重职能。建立高档次的实训基地,不仅可以培养高素质、创新型的大学生,也可以促进专职教师的科研开发,做到教研并重、以研促教,带动学院教职员工的整体素质水平的提高。
(2)引进医院信息化主要应用系统
建立模拟数字化医院(实训基地),为在校学生提供一个真实的医院信息化环境,模拟各种己有的信息化应用环境,了解和熟悉各种应用系统,数据从源头采集,按统一格式,实现数据采集标准化实现:信息载体数字化的存储格式以实现信息存储数字化;通过计算机网络传输数据,通过用户权限和应用程序以保证信息传输网络化等等的一系列模拟实践,模拟系统常见故障发生情况、引导学生查出故障、分析故障原因、提出解决故障方案、实施故障修复、评估排除故障的能力。让学生进行服务器操作系统安装、集群服务器配置、存储设备配置、交换机配置、防火墙配置、域控管理配置、网络系统杀毒配置、桌面系统管理应用、网络系统管理使用、ULAN配置、VPN配置、虚拟服务及虚拟存储配置等实训。
2.3.2实现资源系统的共享
资源共享系统主要由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统由高性能的中心计算机或服务器、大容量的存储装置、遍布各用户终端设备以及数据通信线路等组成信息资源共享的计算机网络。软件系统采用具有面向多用户和多种功能的计算机软件系统,包括系统软件、应用软件和软件开发工具以及各种医院信息数据库与数据库管理系统。
资源共享系统采用客户机/服务器(C/S )模式和组件程序设计。C/S结构是构成分布式应用系统的良好方式,这种结构和运行方式将应用分工,客户机执行前台功能,服务器执行后台功能,有效地发挥了客户机的处理功能和作用,减少了服务器的压力,形成多CPU分工处理的环境,提高了速度和效率。数据库采用ORACLE,操作平台则采取跨平台方式,能够在多种平台上(如Windows, Unix/ Linux)运行,支持微机系统、小型机系统等多个硬件平台,采集点硬件可以分为检查类仪器、检验类仪器、监护类仪器、门诊医生工作站、护士工作站、住院医生工作站、收费工作站、统计数据录入工作站等组成,采用光缆、10/100Mb网络线路、PSTN. DDN等多种通讯手段,以形成高速交换带宽,达到快捷的网络速度,建立以局域网为骨干的资源共享系统网络结构,采集点硬件将医疗过程中的信息数字化,为这些信息的数字化存储、传输和共享提供数字迹出。客户端分布在模拟医院的各个机构部门。通讯协议采用TCP/IP网络通讯协议,能与各种开放网络良好衔接。
2.3.3开放培训基地的实验室
开放实验室也就是培训基地的开放,可以为学生提供更多的实践学习条件,提高学生参与科学研究的兴趣,促进创新人才的培养,又可充分发挥培训基地现有资源,提高仪器设备的利用率。开放的具体形式可以是学生参与科研型、学生科技活动型、自选实验课题型、计算机应用技术提高型和人文素质与能力培养型等,采取以学生为主体、教师加以启发指导的实验教学模式。为推动实训基地内容的进一步开放,学校可以专门设立了培训基地开放专项基金,以项目化形式开展培训基地开放活动,鼓励和支持实验技术人员和教师积极开展开放实验工作。
3、数字化医院的发展趋势
数字技术的飞速发展,使得数字医院的未来向着数字医疗神经网络的方向发展,正如人体的神经网络系统一样,未来的数字化医院也包括3个部分:“神经末梢”、“周围神经系统”、“中枢神经系统”。整个数字医疗神经网络的核心是“可视化医疗”的医疗信息系统,它是电子病历系统的终极形态,其内涵是数字化、多视角与可视化。目标是构建基于虚拟现实技术的数字化医院。
【作者简介】
1、无线通信技术的发展过程
回顾通信发展的历史,我们发现了一个非常有趣有过程:1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展,电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面,通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展,现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮,建设信息高速公路的号角声,信息和知识爆炸式的增长,特别是因特网商用化后的迅猛发展,使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是,问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中,人们更加需要随时随地获取信息,原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在1897年,马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。
20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术,对现今卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输、通用高速有线/无线接入,乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用,发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段;
第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZ VHF单工汽车公用移动电话系统MTS.
第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。
第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。
第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行,频段扩展至900MHZ~1.9GHZ,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。
第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动TMT-2000纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的ITU-R TG8/1第18次会议上5类RTT技术标准共6种方案成为最终结果。中国的TD-SCDMA方案也已成为其中之一。应该指出,UTRAWCDMA DS及TIA cdma2000MC的相应起步样机已经诞生,包括以GSM、csmaOne后向兼容为基础的第二代半过渡设备(G)EDGE、cdma IS-95B HDR(2.4Mbit/s峰值速率,64QAM调制)及cdma2000-1X等亦已推出。
此外,为接续Internet移动游览应用的无线应用协议(WAP)与无线连接技术蓝牙(Blue tooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多,如移动卫生系统,蜂窝移动通信系统,集群通信系统,一点到多点微波通信系统,微波蜂窝的无线本地接入系统(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙(Blue tooth)、红外线、DECT、IEEE802.11和共享无线接入协议(SWAP)/HomeRF等系统。继广域网(WAN、Wind、Area Network或城域网,MAN,Metropolitan Area Network)、局域网(LAN,Local Area Network)之后,最近人们又提出了“无线个域网”(WPAN、Wireless Personal Area Network)。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间,WPAN成为一个受人瞩目的新热点,WPAN的研究组成立不到1上,就演变为IEEE的专门工作组IEEE802.5(即WPAN Working Group,于1999年3月成立),可见其受重视的程度。
比较而言,Blue tooth系统更具有代表性,它正根据WPAN的概念向前发展。事实上,Blue tooth和WPAN的概念相辅相成,Blue tooth已经是WPAN的一个雏形。从它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底,美国的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,与上述5公司一样作为Blue tooth的发起组织,使它在与SWAP、IEEE802.11等类似应用标准的竞争中
脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动Blue tooth的发展,Blue tooth的标准是非专利的,Blue tooth已成为目前通信领域的一个新热点,预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之,无线通信技术前景一片光明。
2、我国无线通信技术的发展
当前,中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点,大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额。移动通信在中国发展十分迅速,中国移动通信的走向一直为世人所瞩目。1987年11月,我国广东正式开通了第一个TACS制式模拟蜂窝移动通信系统,实现了移动电话用户“零”的突破。1994年底,广东又首先开通了GSM数字蜂窝移动通信系统,至1995年,全国已15个省、市也相继开通了GSM移动通信网。迄今为止,全国各省、自治区、直辖市面上都建设了GSM网,实现了国内和国际的全自动温游。目前我国正在积极准备在21世纪初期开展第三代移动通信的商用试验。
从1987年至今,我国移动电话用户数的增长很快,尤其是GSM网更是以人们始料不及的速度在迅猛发展。这主要是因为GSM系统在技术和经济方面均比TACS系统有较大的优势,更重要的是我国在GSM运营领域引入了竞争机制,促进了GSM网的发展。我国的移动通信用户已超过了8000万,位居世界第二。
近10年来,我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步。国产移动通信设备—交换系统、基站和手机等都已经投入生产,并陆续投放市场,第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。可见,中国无线通信在运营业与制造业上已取得了第一阶段的成功。
3、今后无线通信技术的趋势
21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面:
(1)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的9.6Kbit/s向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。
(2)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协议(WAP)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进移动业务与IP业务的融合。
(3)信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。
(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡,IP技术将成为未来网络的核心关键技术,IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传统的数据接入接式。以IP为基础组网,开始了移动骨干网IP应用的实践。
4、无线通信技术在数字社区中的应用
无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证,数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便,无论是实验室、办公室还是家庭,计算机及其外设的应用越来越普及,社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话,这将给使用带来很大的不便。Blue tooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境,Blue tooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN(Integrated Services Digital Network)、LAN、WAN、xDSL(xDigital subscriber loop)等网络的接口协议,其目标是用单一的Blue tooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜认这些工作,将来根据IEEE802.15的发展计划,可以将速率提高到20Mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备,甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包,以便携计算机和掌上计算机为代表,采用无线方式和其他设备或网络相连接,使我们拥有一个可流动的办公室。
Internet和移动通信的迅速发展,使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上Blue tooth系统,既可免去使用电缆的不便,又不可不受内存溢出的困扰,随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Blue tooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。PDA(Personal Digital Assistant)装上Blue tooth系统后,采用无线方式收、发E-mail甚至浏览网页将更为方便。Blue tooth的硬件电路可以做到微型化,在Headset上应用非常合适。装上Blue tooth系统的Headset可以使它和手机进行无线连接,也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐,在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给Blue tooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如,Blue tooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或IC锁具有更高的安全性和适用性,各种无线电遥控器(特别是汽车防盗和遥控)比红外线遥控器的功能更强大,在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务(如添茶、加饮料等)将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化,从而随时反映出用户所需要的物品,如果再连接到Internet上的话,可以实现网上购物。
在档案数字化进程中,信息通信技术(ICT)的应用为档案服务提供了科学的技术支持和发展路径。在档案生命周期与连续体理论的指导下,信息通信技术有利于构建符合文档管理规律、便于实际操作的框架模型。通过分析现代信息与通信技术的应用现状,能够明确相应的技术优势与瓶颈,从而明确当前文档运用的工作经验与未来发展方向,使ICT融合档案服务能取得更实质性的进展与成效。
关键词
档案;信息通信技术;数字化;应用
信息通信技术简称为ICT,是信息技术与通信技术相融合而形成的一个新的概念和技术领域。ICT广泛运用,为企业转型升级和产业发展提供了技术支持,也为现代档案事业带来机遇和挑战。ICT是全面利用现代信息化手段,对档案信息资源进行整合、处置、管理,从而更好地为社会提供服务的一种技术路径。它体现了从传统档案实体转向以档案信息为重点的工作理念,是从手工检索转化为计算机搜索的中间桥梁,是沟通本地查阅与异地调阅的推动力量,是推进档案数字化建设、构建“智慧”平台的重要渠道。面对信息通信技术迅猛的发展形势,各单位只有不断融入并加强研发和使用,提高档案部门的软硬件建设,才能提高档案管理水平和工作能力。
一、档案(文档)生命周期与连续体理论
1.文档生命周期理论及其局限性。文档生命周期已经被视为一种理论,其概念是以提供操作纸质文档管理程序为框架和模型。该理论认为,文档不是静态的,而是有自己的生命,它的生命类似生物有机体的成长阶段与“年龄”之限。它们经历从出生(文档创建或收集),成长为青年(记录使用和维护),进入老年(转移到档案库记录),然后死亡(到期销毁)的演变。文档的生命周期包括其当前使用和最终的命运,从产生到销毁的全过程。根据文档的内容和价值不同,档案会采取不同的保存期限,即寿命时间。而文档是档案的初始形式、生命之源,这是目前国内外专家注重文档管理的原因之一,即在档案的生成阶段就把好关。紧接着,它历经创建、维护、储存、使用和处置等五种形式,形成一个完整的生命过程。同时在不同阶段又表现出不同的作用和工作要求,这是一个通过分阶段管理提升档案整体质量的过程。所以,每位档案管理者必须首先了解文档生命周期理论,以提高自己的有效管理能力。然而,文档生命周期描述的并非文件运动规律的全部[1]。近年来,生命周期的概念,一直受到很多负面的评论。首先,批评者指出,销毁不一定是文档的全部归宿,有文档不“死”现象,即无限期保留,因为有持续的价值存在。其次,在“三种年龄”的生命周期阶段之间划分,极容易凭借主观判断。其实文档的生命周期不是单向的从幼变老,而是根据实际使用的需要、价值的转变,会发生逆转和反复,生命形式可能会打乱。文档好比货币,可储存,也可重复循环使用,他们会产生恢复活动期,使用与存档可能会多次交替。生命周期模型不存在重复阶段,或者人为地省略某一阶段。再者,文档生命周期概念延续和记录之间存在人为的区分,由于单位经营宗旨和文档保存文化等原因,专业视角之间档案和记录管理会发生区别。此外,生命周期概念的批评者也认为,它过于集中记录物理实体的操作任务,特别是那些纸质文档的保管。纸质文档依靠逻辑结构,与纸质的物理存储相关联,很大程度上局限于传统的管理模式,缺乏现代创新。
2.连续体理论与信息通信技术的引入。而文档管理早在20世纪80年代已快速引入信息和通信技术(ICT),档案管理进入了一个全新的实践层面,产生了灵活辩证的生命周期模型。这种新模型的发明,被称为连续体理论。该理论认为,档案和文档管理责任之间没有严格的界限。文档有创建、修改、归档、使用等任意处理的权限,不局限于不同环节和先后顺序,也不是被动等待最终处理决定的文本。20世纪90年代通过LanMachean开发了记录连续模型的可操作框架电子记录管理程序。学者指出,电子环境能达到单凭理论和基于纸张的方法所无法实现的档案管理模式,使档案工作对象从静态到动态,能融会贯通,得到立体化处理。在行之有效的生命周期来看,文档和档案管理过程分明,有章有序,明确定义了文档在每个阶段的管理责任。在连续体理论中,通过记录连续模型,文档和档案总是在被创建或编辑的状态,即文档管理被描述为交互式过程,贯穿于整个文档的寿命。文档生命周期和连续体模型的发展是档案信息化的重要驱动力,同时档案信息技术的发展也为生命周期和连续体理论提供了先进的技术条件。两大模型的互补配合提供了一个积极合理的保存记录的结构,体现了电子文档环境安全、有效、便捷的必然趋势。它超越时间和空间,逐渐满足企业、法律、社会、文化等需求管理。作为更为先进的档案管理办法,通过现代模型构建科学组织框架,对于档案现代化与信息通信的融合发展具有重要的意义。
二、现代信息通信技术(ICT)应用现状
1.信息技术的创建、存储、检索与数字化趋势。信息技术与通信技术相融合环境下,电子文档的处理有着极高的要求。每一份文档可分为三个端结,文件的形成是前端,处理、鉴定、整理、编目等具体管理是中端,永久保存或到期销毁是末端。无论是图案表格的绘制,还是文字的写作修订,文档处理都脱离不了计算机。在此基础上,利用网络技术创建电子数据库、编发电子邮件、远程检索与构建移动通信平台、管理ICT基础设施信息系统等,通过多措并举,产生更有效的利用与管理。由于不同机构保存和使用的主要数据和信息系统存在差异,信息系统(IS)集成部署系统的数据管理则更有利于实现无缝传递和信息共享,从而打破不同档案部门“信息不对称”的局面,改善“信息孤岛”现象。同时,该系统是由多个电子文档组织路线,以不同的部门和个人根据具体工作需求进行查询和使用,这种积分式工作流程有效节约了财务和人力资源方面的成本。虽然针对庞大数据,计算机系统可能会导致冗余,但它可以消除员工对大批量物理文档的恐惧。在数字化档案管理中,尽管试图改善信息通信能力,但关键基础设施与目标还是存在一定差距。这些差距和弱点与信息部门的推进力度有关,也与档案工作人员对新技术的运用程度有关。尤其是研发和使用过程中未能解决数字档案中的DRM数字版权管理,因此ICT技术的应用实则依赖于基础设施的存在,而相对高端设施的建设尚未熟练普及。随着互联网的发展,现代电子政务、OA系统的运用,QQ群、微信圈及电子商务建设的开展,各部门相应建立了系统办公网络平台,不仅最大限度地证明了信息和通信技术优点,而且也在不断探索与实践中,将现代信息技术的功能推向优化。
2.有效的档案管理方式在实践中改进。在ICT的支持下,档案管理已经从基本的纸张文件的存储向众多电子、计算机的数字化管理过渡。“云计算”的引入将全面丰富现代文档管理模式,以其提供速度快、精准度高、查询灵活、呈现方式多样等优势,在世界范围内被迅速接受并作为关键信息管理与沟通工具。此外,在档案管理中使用电子系统,可以节省文件存储空间,利用电子方式查询也可减少纸质文档的物理磨损。计算机中的档案管理,以强大的存储、检索、访问、使用功能,增强了安全性和便捷度,也便于人档沟通和信息交流。尽管如此,他们也面临一些挑战。如由于技术的飞速变化,档案记录越来越依靠计算机及网络,增强了软硬件故障所造成的数据失真或丢失风险。而在处理文件时人为的改写、剪切和粘贴、发送到另一端等,操作失误也会影响数据的真实性和系统的完整性。尽管如此,这些缺点并不会贬低信息与通信技术在档案领域已发挥的显著作用。在电子档案的时代,传统的档案实体服务已不能满足人们复杂的用档需求,任何一种有意义的文档都无法忽略信息和通信技术所带来的有效记录管理。
三、当前信息技术环境下文档运用与服务
1.信息通信推送技术成为服务的主功能。当前信息技术的飞速发展拉近了人与人之间信息的交流,传递方式的嬗变,也进一步完善与提升了档案信息服务中技术体系的应用水平。信息通信推送技术成为服务的主功能,比如“云计算”文档存储功能与数字化对接,OA系统、电子邮箱等文档信息传递对接,网络平台信息咨询、留言,电子政务与公文流转,网站信息查询、文件下载、转移链接、用户对话等推送与互动功能。网络信息沟通工具具有集成化和开放性等特点。为了提供高速、快捷,不受地理、时空限制的服务,各种信息技术资源必须加以整合,才能达到系统优化的效果。但是在实际操作中,由于网站服务平台和服务体系的更新周期较长,服务还是以被动的信息咨询反馈为主,缺乏主动的信息推送服务。总的来说,还是存在先进信息技术研发滞后、技术应用不全面、兼容不够等问题。因此,在未来除注重终端信息技术的研发和使用外,一些网络平台和智能服务平台的新生技术也是应关注的方向。
2.电子信息转化成为运用与服务的基本途径。当前信息技术下文档运用与服务,主要有两大类方式。一类是对档案室(馆)藏传统档案,以方便利用为目的,运用专用设备进行信息技术加工处理;另一类是对直接以数字化形式产生的电子图档进行数字化管理,包括电子图档和文件的接收与安全保管,以及科学合理利用。档案信息的利用包括信息检索、信息传递以及信息反馈等,而档案的编研活动实质是对档案信息进行改编重组的过程。虽然档案信息化中并不完全是信息理论与技术利用的内容,但是所有的标准化、网络化、数字化及其他工作都围绕着信息技术展开。信息技术应用成为实现档案信息化的基本途径[2]。在档案资源运用过程中,人们获取信息的需求呈现快餐式又精细化、多样化的特点,信息服务的给取已转变为以网络服务、虚拟服务为主的电子高科技服务。当前信息社会中,档案信息服务更多的是基于互联网,利用现代信息技术向公众提供档案信息查询、咨询等服务方式。现代信息技术的发展,在影响人们信息获取方式和社会形态的同时,也改变着人们的生活和学习面貌。因此,信息公开背景下的档案在线服务必须以用户为出发点,创新理念,更新现代信息技术手段,积极开展信息推送、站点链接、网页聚合等多功能服务。借助ICT的推动力,实现信息与通信环境下的档案信息公开、共享与利用,不断提升档案服务质量和管理水平。
作者:王辉 单位:江阴职业技术学院
参考文献