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數(shù)字校園是新世紀新型的學校模式，是校園信息化和安全建設的高級階段。數(shù)字校園是我國校園文化發(fā)展的必然，數(shù)字校園必將把學校中的管理和教學帶入一個全新的網(wǎng)絡信息化時代，是以數(shù)字化的方式來體現(xiàn)我們的工作、學習、交流與管理的校園生活。是一種全新的生活學習和管理模式。

它的目標是將校園內(nèi)的各種信息數(shù)字化，增進交流，改變教師的授課方式與學生的學習方式，增進學校與社會、學校與家長的溝通，真正做到社會、家庭與學校共同教育孩子的目的；此外，還提供強有力的數(shù)字化分析工具，使學校各方面的信息可以直觀而便捷地反映到管理者的面前，從而保證決策的科學性和及時性，最終達到提高學校教育質(zhì)量和社會影響力的目的。

在國家教育信息化和校園安全化的發(fā)展背景下，實現(xiàn)數(shù)字校園將是校園建設的主要方向，校園也因此必將進入一個全新的信息網(wǎng)絡和安全防范時代。“數(shù)字校園”是一個非常廣泛的概念，簡單來說，它是以安防設備和網(wǎng)絡構架為基礎，從校園內(nèi)部環(huán)境、學校教育資源到校區(qū)教育項目一切全部數(shù)字化、信息化和智能化的校園建設體系。校園網(wǎng)絡以及安全防范系統(tǒng)的應用構成了整個數(shù)字校園的神經(jīng)中樞，實現(xiàn)和完成校園的安全、教學、科研、管理、服務等各種行為活動的全部過程，這是一種數(shù)字化的教育管理和生活學習模式。

一、數(shù)字校園組成模型

基于數(shù)字校園概念所覆蓋的功能，記者通過行業(yè)采訪溝通，設想出一個數(shù)字校園的模型，我們現(xiàn)實的校園是數(shù)字校園的基礎，數(shù)字校園是現(xiàn)實校園在借助安防技術和網(wǎng)絡平臺后衍生出來的數(shù)字空間，其組成部分大致如下:

數(shù)字教育應用層

此系統(tǒng)是數(shù)字校園在教育應用方面的技術支撐，通過現(xiàn)代化的數(shù)字安防技術和網(wǎng)絡平臺的結合，將校園內(nèi)的各種教育信息數(shù)字化，改變傳統(tǒng)的教師授課方式與學生的學習方式，通過技術輔助，增進學生與學校、社會、家長的最大溝通和互動。此外，數(shù)字教育應用系統(tǒng)還能提供說服力強的數(shù)字化分析工具，使學校各方面的信息可以直觀而便捷地反映到學校管理者的面前。可以說它是數(shù)字校園的核心部分，它包括數(shù)字化考場監(jiān)控、遠程網(wǎng)絡教學模式、各類校園信息的管理和網(wǎng)絡交流應用平臺。

數(shù)字教育基礎層

數(shù)字教育基礎層主要是數(shù)字校園網(wǎng)絡設施，如校園網(wǎng)絡和在這些網(wǎng)絡上提供服務的服務器系統(tǒng)、相關硬件及各種終端，它是整個數(shù)字校園系統(tǒng)運轉的基礎，各種數(shù)字教育信息在其中流動，形成數(shù)字空間。

數(shù)字教育活動層

活動層是直接面向用戶的各類教育活動，利用數(shù)字教育應用系統(tǒng)，我們可以開展各種數(shù)字化教育活動，它為用戶提供一個統(tǒng)一的門戶來獲取各種應用系統(tǒng)的服務，包括教學活動、教學管理、課外活動、科研活動等多種教育流程的實現(xiàn)。

虛擬大學層

虛擬大學是校園數(shù)字化后功能的自然擴展，使數(shù)字大學的功能不斷突破技術圍墻的限制，可以成為一個如虛擬網(wǎng)絡的無疆域，具有教學育人寬闊的交互性和開放性學校。

二、數(shù)字校園技術應用

1、考場監(jiān)控

近些年，在各類考試中考生的違紀舞弊行為越來越多，采用的手段也越來越先進，而校園考場監(jiān)控主要困難體現(xiàn)在帶寬需求的網(wǎng)絡狀況和如何準確監(jiān)考現(xiàn)場舞弊行為。因此，在數(shù)字校園中對于考場監(jiān)控相應地提出了全數(shù)字化的要求。

考場監(jiān)控的特點
      
校園安防系統(tǒng)通常由監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)兩部分構成。目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正處在從以DVR為核心的結構，逐步向分布式、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的方向發(fā)展。報警系統(tǒng)已不再是一個獨立的系統(tǒng)，而是和視頻系統(tǒng)集成為一個統(tǒng)一的整體，并已逐漸成為安防系統(tǒng)新的設計要求。數(shù)字校園考場的監(jiān)控，與普通安防系統(tǒng)相比有諸多共同之處，也有很多獨特的特點:

監(jiān)控點分布: 單片區(qū)域內(nèi)教室集中，但是數(shù)量龐大，要求監(jiān)控到考場每一個角落、沒有盲點。

監(jiān)控面積大: 學校的校園面積一般較大，要求系統(tǒng)能支持多種布線方式，最好可利用現(xiàn)成線路，或允許多個子系統(tǒng)相對獨立，方便施工及維護。

監(jiān)控對象動作隱蔽: 由于考場監(jiān)控的特殊性，監(jiān)控對象的動作變化多端，且極為隱蔽，單靠人來監(jiān)控不可避免會有漏察現(xiàn)象。

可取證: 要能多角度進行監(jiān)控、錄像，當需要指控時，能方便于主動舉證。

監(jiān)控時間: 考試時間全程監(jiān)視、錄像，考卷發(fā)放地等特殊地點需要24小時監(jiān)控。

監(jiān)控前端: 前端采用廣角鏡頭，或者云臺自動水平旋轉。

遮蔽自由疊加: 能按照特殊要求制作陰影遮蔽，杜絕考題泄露。

應用要可擴展: 考場安防系統(tǒng)要與學校日常工作相結合，使最大限度發(fā)揮其作用，比如說與VOD點播系統(tǒng)有機結合，可以為學校教學等提供極大的方便。

NVS模式

以往學校考場固有的網(wǎng)絡平臺在信號傳輸時，當多路數(shù)據(jù)通過考點的網(wǎng)絡端口進入主干網(wǎng)供二級中心監(jiān)看時，無可避免將出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，而一旦有效應用帶寬低于實際需求帶寬，考場監(jiān)視畫面將產(chǎn)生停頓、花屏。有行業(yè)技術人員采用單碼流視頻服務器和DVR監(jiān)控模式，能暫時性緩解這些問題，但也因此無法兼顧到本地監(jiān)看的清晰度和遠程傳輸?shù)牡痛a流。數(shù)字校園考場里建議采用NVS本地模式。在這種模式下，需監(jiān)看的用戶若想監(jiān)看某個考場監(jiān)控點時，并不是直接連接到NVS接收數(shù)據(jù)。因為除了局域網(wǎng)環(huán)境外，一般情況下NVS的出口帶寬是很寶貴的，如果N個人同時連到NVS監(jiān)看，則會占用N份出口帶寬。而在本模式下，NVS的數(shù)據(jù)是直接發(fā)送到設備服務器的，且每個監(jiān)控點只會發(fā)出一份數(shù)據(jù)。監(jiān)看用戶只需登陸設備服務器，由設備服務器轉發(fā)各監(jiān)控點的單播數(shù)據(jù)，這樣不管有多少人實時監(jiān)看，每個監(jiān)控點只會占用一份出口帶寬。
 
智能化圖像分析和集中存儲

考場的學生行為哪些是屬于合理，而哪些又是舞弊行為，需要我們通過智能視頻分析技術設置哪些考場現(xiàn)場行為處于“舞弊規(guī)則”，一旦攝像機捕捉到此規(guī)則內(nèi)的行為舉動，立即進行跟蹤放大; 同時也避免因誤判斷而導致入考學生的情緒和心態(tài)，因為基于人眼的實時監(jiān)測，不可避免會漏報、誤報。在數(shù)字校園的教室內(nèi)可選擇智能終端作為監(jiān)控主機，在將監(jiān)控信號上傳到校園網(wǎng)的同時，進行考場學生信息輸入，應用智能識別技術辨別考生真?zhèn)巍２⑶遥覀冞€可以通過智能終端進行VOD點播等日常教學應用和娛樂。

以往的校園監(jiān)考系統(tǒng)中，資料分散地存儲在各個硬盤錄像機中，對于大規(guī)模的監(jiān)控應用，這種方式存在比較多的弊端。在現(xiàn)在的數(shù)字化校園考場監(jiān)控系統(tǒng)中，采用集中存儲方式，能克服上述弊端，可根據(jù)現(xiàn)實的具體情況，進行多種存儲模式搭配使用。對于有些無法進行集中存儲的用戶，也可提供資料信息在中心數(shù)據(jù)庫的集中管理，盡管時間數(shù)據(jù)文件存放在前端NVS，但數(shù)據(jù)庫記錄了所有監(jiān)控點歷史資料的文件描述信息，用戶可以統(tǒng)一查詢所有監(jiān)控點的歷史資料，當需要點播實際數(shù)據(jù)文件時，由數(shù)據(jù)庫服務器將用戶的點播請求重定向到存放文件的NVS，以實現(xiàn)流方式點播。

2、教育評估和審核

同步評估數(shù)字校園監(jiān)控中心應支持課堂教學的場景圖像、教室端視頻展臺圖像和終端/外接筆記本可見演示畫面的同步采集，在經(jīng)過雙視頻流同步壓縮編碼后進行上傳，實現(xiàn)數(shù)字校園里課件演示與教學場景雙畫面同步傳輸顯示，并且場景、畫面自如切換的立體化遠程示范教學與教學評估。教育部門總監(jiān)控中心可在任意計算機信息節(jié)點、多媒體教學終端節(jié)點經(jīng)授權后可監(jiān)控指定班級的授課現(xiàn)場與終端畫面，并可直接操作各學校監(jiān)控點攝像機的焦距、光圈、聚焦及云臺動作，以及兩路上傳視頻通道的采集壓縮與傳輸切換，以便教育部門進行立體化的教學觀摩評估或課件采集。

網(wǎng)絡巡查、聽課

在數(shù)字校園里攝像頭采集的視頻信號經(jīng)“多媒體教學終端”的數(shù)字編碼后，通過校園網(wǎng)送入主控室處理并送主控顯示或分控顯示。而云臺控制信號經(jīng)校園網(wǎng)傳送到云臺解碼器，變?yōu)榭刂菩盘柨刂圃婆_動作。整個數(shù)字校園內(nèi)的主控、分控、教室終端用戶都可選擇教室配合軟件，實現(xiàn)校長網(wǎng)絡巡查、聽課、網(wǎng)上教學觀摩評估、教師自我評估訓練、網(wǎng)上電子監(jiān)考等功能。校長通過“校長綜合辦公平臺”網(wǎng)絡可隨時通過監(jiān)控評估功能，調(diào)用各教室教學場景、終端顯示畫面以及現(xiàn)場聲音等，進行一路雙碼流評估監(jiān)控或多路視頻監(jiān)控，并可切換控制現(xiàn)場攝像機的鏡頭、云臺動作、課件演示畫面及視頻采集場景，在不干擾正常教學的情況下進行立體化的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控評估、電子巡查、聽課，實時在線打分。

3、校園智能廣播

數(shù)字校園智能廣播教學系統(tǒng)是建立在以太網(wǎng)網(wǎng)絡技術上，完全符合TCP／IP協(xié)議規(guī)范，完全兼容當今的INTERNET網(wǎng)，采用音頻、視頻壓縮與解壓縮技術，使數(shù)字校園的廣播音頻接近CD音質(zhì)。所有節(jié)目內(nèi)容通過校園網(wǎng)絡拷貝存儲或通過錄制主機錄制在視頻服務器中，在各教室內(nèi)的遙控器上進行交互，交互后的命令傳送到服務器，由服務器解釋并按請求播出。數(shù)字校園智能廣播教學系統(tǒng)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教學方式，真正做到數(shù)字雙向交互，中心機房無人值守，徹底解決了模擬系統(tǒng)一機專用，電教設備無法多人使用或同時多教室共享的問題，教學內(nèi)容在同一時刻的播出，沒有教室數(shù)量、播出機數(shù)量的限制，真正做到隨心所欲、即點即播。

4、電子身份與統(tǒng)一認證

在現(xiàn)實校園中，每一個成員都有一個固定的身份，用戶的身份決定了用戶在校園空間所享有的權限。數(shù)字校園是現(xiàn)實校園在數(shù)字空間的反映，因此對于數(shù)字校園中的每一個成員，在數(shù)字空間也相應地需要有一個固定的身份，即電子身份。對于數(shù)字校園來說，就是要建立一套統(tǒng)一的身份管理系統(tǒng)，學校的每一個成員都有一個與其身份相應的電子身份，用戶可以使用自己的電子身份訪問數(shù)字校園中有權訪問的任何系統(tǒng)。電子身份的確認需要身份認證技術。身份認證一般與授權控制是相互聯(lián)系的，授權控制是指一旦用戶的身份通過認證以后，確定哪些資源該用戶可以訪問、可以進行何種方式的訪問操作等問題。在數(shù)字校園中，應該有一個統(tǒng)一的身份認證系統(tǒng)供各應用系統(tǒng)使用，并且有單一的注冊中心統(tǒng)一為各部門服務。

5、網(wǎng)絡架構

移動IP盤活校園網(wǎng)

在數(shù)字校園規(guī)劃藍圖中，基礎網(wǎng)絡的建設進程與實施效果存在著較為明顯不成比例的問題。基礎網(wǎng)絡的成功建設并不是意味著校園信息化的完成，關鍵是如何使用目前學校已有的公眾網(wǎng)絡、家庭網(wǎng)絡和校園網(wǎng)絡來服務于現(xiàn)代化教學。移動IP技術作為新一代網(wǎng)絡技術的重要組成之一，它的應用特點就是在網(wǎng)絡環(huán)境基礎上使用戶及用戶群徹底擺脫地理、空間及時間等位置上的束縛，提供跨越公眾網(wǎng)絡、家庭網(wǎng)絡和校園網(wǎng)絡強韌的漫游功能，保證了網(wǎng)絡訪問的雙向性、應用的連續(xù)性和移動性，并提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩用堋Ｒ苿覫P技術及系統(tǒng)在數(shù)字校園中的應用，對于出差、去分校或者在家的教師，他們可以使用固定的私網(wǎng)IP地址通過移動IP系統(tǒng)隨時接入校園網(wǎng)(教學樓局域網(wǎng)家網(wǎng))，還可以使用該地址方便地在校園網(wǎng)各子網(wǎng)之間輕松漫游，隨時隨地使用各種資源。不難看出移動IP可對原有校園網(wǎng)絡有機而靈活的組織起來，無論教師是在學校內(nèi)部、外部、家庭，身處不同的網(wǎng)絡環(huán)境都可通過移動IP技術利用專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等不同網(wǎng)絡獲得一致、連續(xù)、端到端和安全的教學應用，從無線局域網(wǎng)對校園網(wǎng)基礎設施覆蓋的擴張到移動IP對教學應用模式的擴張，第二代移動數(shù)字校園正編織著一張可擴展、可管理、“教學延伸無極限”的無疆校園網(wǎng)，以此展開思路，如果每一個學生也利用移動IP技術及系統(tǒng)，學生可以在家中直接訪問網(wǎng)絡遠程教學中心的所有資源，教師與學生、學生與學生之間還可以進行互動的交互，最大限度地提高了網(wǎng)絡教學質(zhì)量。移動IP最大化地盤活了原有的校園網(wǎng)絡，并使其網(wǎng)絡可無限延展，從而徹底擺脫了空間地理位置的束縛和任意漫游。同時，快速整合原有網(wǎng)絡，隨意來組合與控制管理。

數(shù)字校園里也可采用無線網(wǎng)絡教學的形式，可以進行更為生動的互動教學。無論是學生間的協(xié)作學習還是學生和老師間的交流都將得到極大的強化。在傳統(tǒng)的計算機機房進行網(wǎng)絡教學，由于采用的是臺式機和固線接入網(wǎng)絡的方式，學生間無法進行面對面的溝通，分組討論更是無從談起。而利用無線網(wǎng)絡和筆記本電腦，學生可以不受時間和空間的限制，隨意分組，從而大大提高了協(xié)作學習的效率。同時通過教室外的無線環(huán)境，學生可以隨時隨地進入學校圖書館數(shù)據(jù)庫查詢所需資料，這在一定程度上也緩解了目前學校圖書館、自習室搶座位的普遍現(xiàn)象，使校園網(wǎng)核心信息資源的復用和共享提高到了一個擺脫教育基礎設施空間局限的“無限”的層次上來。
       
6、數(shù)字教學

課件上傳、管理

教師在網(wǎng)絡環(huán)境中的所有教學活動可在同一個平臺上實現(xiàn)。教師可在校園網(wǎng)內(nèi)的任意辦公終端利用網(wǎng)絡資源將課堂場景、課件內(nèi)容同時傳輸?shù)骄W(wǎng)上，提供網(wǎng)上聽課和教學觀摩服務; 課件可以放到公共課件庫里，也可以放到私人課件庫里。課件按年級、科目存放。到正式教室上課時，通過教室單元的遙控器選擇合適的節(jié)目源菜單，就可點播自己制作的課件，通過教室里的任意終端顯示器播放。

課件點播

數(shù)字校園里的教室多媒體教學終端可實現(xiàn)PC機在Win2000系統(tǒng)運行環(huán)境下的所有功能，支持Word、Excel、PowerPoint、Author ware、Flash、EXE程序以及HTML網(wǎng)頁文件等任意格式的課件點播，進行交互操作。不同的終端還可以同時并發(fā)點播相同或不同的課件，實現(xiàn)大動態(tài)、高運算率課件或程序，如3D動畫、FLASH課件、超級文本等。

VOD視頻點播

數(shù)字視頻點播系統(tǒng)，簡稱VOD（Video On Demand），是以計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)字視頻技術的高端應用為基礎開發(fā)研制的多媒體綜合教學網(wǎng)的一個極具優(yōu)勢的子系統(tǒng)。在校園多媒體教學網(wǎng)中應用VOD技術，可以使校園多媒體教學網(wǎng)的交互性功能得到充分發(fā)揮。教師在教室內(nèi)通過遙控器、教室多媒體教學終端，利用電視機或其他顯示設備即可任意點播存儲于主控服務器中的圖、文、聲、像等多媒體節(jié)目課件，真正做到“任意點播”、“即點即播”。不同教室的終端可以同時并發(fā)點播服務器內(nèi)的相同或不同素材，并可對素材的播放進程進行獨立控制，如暫停、快進、快退等操作。同時可根據(jù)備課時的入點出點設置，實現(xiàn)選段播放或循環(huán)播放，以及多文件的編組順序播放。

數(shù)字化交互式雙向電視教學

學校使用的節(jié)目源設備通常是模擬的視音頻設備，在全數(shù)字系統(tǒng)中，所有模擬信號可以通過中控服務器編碼轉化成可以在計算機網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)字信號，并且可以通過多媒體終端數(shù)字還原后播放到模擬使出設備上。所有的節(jié)目源設備都是可以控制的（在網(wǎng)管計算機和教室終端上），教師可以很方便地操作和控制主控室的錄像機、VCD、DVD等播放設備，主控室也可以控制教室的電源開關、電視開關、音箱開關、視頻切換、系統(tǒng)復位等操作。另外，主控室可以對不同班級的終端進行授權控制，經(jīng)過授權的終端才可以使用某些設備，未授權的終端無法使用。終端在經(jīng)過授權的情況下可以實現(xiàn): 切換到菜單指定的錄像機、VCD、DVD畫面; 控制播放、暫停、快進、快退等。教學內(nèi)容可以采用直播（自上而下）或點播的方式進行（自下而上）播放，從而實現(xiàn)雙向交互電視教學。

四、結束語

現(xiàn)在，我們已經(jīng)進入數(shù)字化時代。數(shù)字效應已越來越深刻地影響著我們的方方面面。數(shù)字化本身就意味著智能、高效、便捷和理性，這也是學校教育工作與人文管理所期望的。與數(shù)字社區(qū)一樣，數(shù)字校園也屬于整個數(shù)字城市的一部分，在數(shù)字化趨勢蔓延下，數(shù)字校園將留給我們太多的遐想空間和美好期待！