数字教育系统范文

前言：我们精心挑选了数篇优质数字教育系统文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词： 数字电视 远程教育 终身教育

引言

目前，教育部已批准一些高校开展现代远程教育，这些高校基本上都是采取学校与电信部门联合办学方式进行的，这种基于电信网的单一模式不利于教育的规模化、大众化，其他一些网站、网校的情况也差不多。从我国的具体情况看，有线电视网发展极为迅速，政府职能部门又正在加紧进行全国联网，以现代有线电视宽带网为主，结合其他网络优势开展现代远程教育的前景十分可观，其主要原因是现代有线电视宽带网具有大容量、宽带宽、高速度、低资费、可靠性强并能进入千家万户的特点与优势，这是其他部门无法比拟的。特别是数字电视技术的日益普及和完善，非常适合于开展大规模的远程网络教育。

一、数字电视教育平台的建设目标

科学整合与充分利用各级、各类教育部门丰富的教育资源和广电系统的数字电视宽带网络资源，以全新的理念和先进的核心技术，摆脱教育的时空限制，满足教育的个性化需求，使远程教育的理想模式变为现实，构建完善的终身教育体系。

建成基于广电数字传输网络的多媒体数字传输平台。通过该数字平台，在网上传输国内外优秀的教育课件。通过该网络平台，将网上教学方式普及全国的上亿有线电视用户及各地的相关教育机构；在各地的相关教育机构可以实时交互学习，可以通过宽带的网络接入，点播著名学校的教学课件；在家里通过机顶盒用计算机或电视机可以实时、非实时学习；同时通过该宽带网络与国际Internet进行连接，从而充分利用网络资源。

二、数字电视教育平台框架

数字电视教育平台的建设需要广电系统和教育系统的密切配合，教育部门主要提供优质的教育资源，广电部门主

要提供网络和用户资源，同时吸收国家相关科研院所及企业提供技术支持与合作经营，共同构筑一个现代远程网络终身教育平台。

该平台从国内著名教育部门内通过高速专线取得包括小学到大学的所有教学课件到省级的广电中心机房内；在省广电中心机房内，将课件加载到广电的SDH传输网上，通过若干个专线，传输到各地市的广电机房；在各地市广电机房再通过本地多点分配系统，将传输到各地市的课件传输到各相关教育机构内，同时通过有线电视城域网（HFC网），将课件送到千家万户。

如图1所示，数字电视教育平台框架主要由四部分组成：

（一）信源

主要指信息的来源、课件的来源。将国内、外各种教学资源，分学科、分层次进行管理，或组织专家教授讲课，进行网上直播，进行课件的制作。通过各种教育资源的整合，建立大的教学资源库，力求达到能满足各种不同层次人员的学习需求。教学资源库一般由视频服务器、磁盘阵列、课件数据库、控制管理系统等系统组成。

（二）技术平台

以有线数字电视系统为技术平台，通过各地市的广电中心机房，将教育信息资源传送至各类教育机构及有线电视用户，实现终端用户自主收看、查询和下载教学课件及数据信息。出于实际应用的需要，在各地市的广电中心机房应设置容量比较大的镜像服务器，以便于从本地服务器中取得课件数据。数字电视技术正日益成熟，通过与现代通信技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术结合，能建成一套既能发挥广电自身优势又能兼具各家所长的网络教育新平台。

（三）传输网络

主要利用广电数字传输网络和互联网共同搭建桥梁，沟通教学机构的教学内容与广大渴望知识的受众。广电网络具有全国最大的网络和用户群，带宽资源也极为丰富，并即将实现全国大联网。利用广电网络和数字电视等技术开展远程教学，可以解决网络教学的成本、规模、用户接入、网络带宽等诸多方面的问题，为普及远程教学和满足人们的学习要求提供了一条物美价廉之路。但广电网络本身不具有Internet网络出口，所以要和电信部门（具有网络国际出口）合作。

网络的互联及互通关键是对相同标准的遵循，根据现有技术的开发性、成熟性和发展性，以及数字电视教育平台的建设需要，建议采用TCP/IP协议来构建统一的网络平台。

（四）用户终端

分两种，一种是教学分站（各类各级学校），学习者可在各教学分站的课堂集中听课，能使异地的师生如同身临其境地开展双向交互远程教学；另一种是有线电视终端用户，通过机顶盒用计算机或电视机学习，学习者可以自主选择学习内容。

三、数字电视教育平台的服务功能

（一）多节目电视广播

数字电视系统允许在一个模拟电视频道中传输多路电视节目。多节目电视广播和下面的多路声音广播是单向的、非交互的，利用数字视音频压缩技术，提高频率资源的利用率。这样可以充分解决频道资源的问题，原有的2―3个频道可以扩大到12―30个频道，很好地解决了为远程教育提供电视频道紧张的状况，使专业远程教育的开展变成可能。

（二）多路声音广播

在一个模拟电视频道中可以传送100路左右的立体声广播节目，这样仅仅用语音开办的教育节目的实施就简单多了。

（三）准视频点播（NVOD）

NVOD是在一个模拟电视频道里以一定的时间间隔循环播放同一节目，学生可以在一设定的时间内从头观看这一电视节目。利用此系统我们可以把节目源存放在视频服务器中，方便、灵活地进行节目编排。这样学生可以不受时间的限制。

（四）节目相关的数据

将与节目有关的数据随节目一起传送。这种数据有两类，一类是电子节目指南（EPG），随时播出当天或多天的课程安排，以及播出时间表、指导教师、复习内容等相关内容，学生可在任意时刻进行浏览。电子节目指南帮助用户方便快速地寻找自己感兴趣的节目。另一类是与节目内容相关的数据，如与节目有关课文背景资料、作者简介等。学生可根据自己的需要选出某些与节目有关的数据。

（五）数据广播

将数据服务器中的大量数据循环地播出，其中可以对某些数据进行实时更新。这些数据可与电视节目无关，可以是课件、软件、辅导资料、复习题、习题解答、游戏、图片、各种网站上下载的信息、电子报纸等。用户可以主动地从数字电视广播信号中找到需要的信息。数据广播是扩大业务范围，增加服务收入的重要方面之一。

（六）交互式业务

利用有线数字电视回传信道，实现用户与电视中心和有线电视前端的交互操作，视频点播（VOD）是交互业务的典型事例。也可以通过CM（Cable Modem）方式上网，使用电视或计算机在因特网上进行教学。

结语

在广电网络实现大整合、捆绑经营的今天，以现代有线电视宽带网络为主，结合其他网络资源优势，在现代远程教育思想指导下，采用数字电视技术和现代信息技术中的最新成果，整合各种教育资源，创建一种大规模开展学历和非学历教育的全新远程教育模式，这对加速构建我国终身教育体系和开发利用广电网络资源具有深远的意义。

参考文献：

［1］方德葵.虚拟大学――现代远程教育理论与实践［M］.中国广播电视出版社，2003年.

［2］赵坚勇.数字电视技术［M］.西安电子科技大学出版社，2005年.

［3］赵永岐.网络与电视应用研究［M］.科学出版社，2005年.

第2篇

作者：上超望 刘清堂 杨宗凯 赵呈领

【论文关键词】SOA　Web服务　数字教育资源　一站式　协同

【论文摘 要】充分利用网络共享优质教育资源，是当前教育数字化深入发展需要解决的关键问题之一。本文对分布式数字教育资源协同的需求进行了分析，提出了SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型（MERSCA），论述了系统的主要架构和关键技术实现。希望在对现有各资源站点改动最小的基础上解决资源的共享和增值应用问题，创新数字教育资源公共服务模式，提高资源的利用效率。

一、引言

数字教育通过实现教育从环境、资源到应用的数字化，使现实校园环境凭借信息系统在时间和空间上得到延伸[1]。SOA(Service Oriented Architecture，面向服务架构)是为解决分布式互联网环境下的资源共享和重用而提出的一种新型软件系统架构，它允许不同系统能够进行无缝通信和异构资源共享。

传统的网络教育资源使用模式降低了远程教育系统中的资源通用性能力，造成了大量资源浪费。建设开放共享的数字教育公共服务体系是国家实施现代远程教育工程的核心组成部分，也是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的重要主题[2]。SOA（面向服务架构）为数字教育服务体系建设提供了最佳支持，为构建开放的数字教育公共服务支撑平台，建立新型的面向数字教育的公共服务机制，国家支持实施了“数字化学习港与终身学习社会的建设与示范”、“数字教育公共服务示范工程”等多项重大项目，目前已经初步建立了“奥鹏”、“弘成”和“知金”三个覆盖全国的网络教育公共服务体系[3]。

在分布式教育资源服务的集成应用中，信息的交互、共享和数据的安全访问是关键内容[4]。设计一个全局的资源协同和访问框架来屏蔽资源平台差异，实现分布式资源的共享，以支持优质教育资源增值应用，构建开放和便捷的资源整合服务，成为SOA环境下教育资源数字化建设需要解决的首要问题。

本文在对分布式环境下数字教育资源协同的需求进行分析的基础上，设计了SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型（MERSCA， Model of E-learning Resources Sharing andCoordination Architecture），然后从协同数字教育资源一站式访问和数字教育资源服务基于序关系的协同两个方面讨论了MERSCA实现的关键技术。实践研究表明，MERSCA模型是分布式数字教育资源协同共享系统建构中一种可行和实用的方案。

二、分布式数字教育资源协同需求分析

数字教育要达到的重要目标是信息共享和应用集成，需要经过一个长期的建设和完善过程[5]，涵盖资源建设、资源集成、知识处理、平台接入和运行、质量监控和资源评价等多个方面，所以在建设之初就应融入基于全局观点、具有可扩展性和新技术兼容等多个方面的考量。

SOA环境下数字教育资源协同共享框架及实现涉及资源协同的可扩展性、资源访问的便捷性、用户身份的管理以及认证、授权、加密等多项技术，框架的整体设计应满足以下目标：

（1）灵活性

数字教育服务架构通过通用性的服务接口调用来实现资源的跨域整合，个体原子服务独立于实现平台，具有松耦合、可扩展等特点，它们往往在不同时期由不同厂商开发，设计方法和开发技术也有所不同，各自拥有独立的用户认证体系，也因此导致了目前各个系统的用户数据分散，不能统一管理，难以共享数据的现状[6]。数字教育资源一站式协同架构需要从整体上灵活地鉴别用户，为这些多类型的安全服务提供基于整体访问的跨域安全集成，提供统一访问入口，从而提高优质资源整合的敏捷性。

（2）信任迁移

面向服务的思想使得资源应用逐渐趋向于分布式和相互合作的形式，用户的身份和授权也不再局限于某一特定的信任域。当资源来源于多个安全域，为保证资源交互活动安全，每次访问都需要对用户进行身份和权限准入确认，降低了资源使用效率[7]。因此需要一种信任迁移机制，能够提供一个整体的、运行时身份验证尽可能少的安全信息共享方案。资源访问主体只需要在某个安全域中进行一次身份认证，就可以访问其被授权的当前安全域其他资源或被当前安全域信任的其他域中的资源，不必通过多次身份验证操作来获得授权。

（3）可伸缩

模型应当能够提供开放式体系结构，实现可扩展的安全访问机制，框架应当将信息系统所面对的教育企业或机构从整体应用的角度统一对待，保持通过增加资源使服务价值产生线性增长的能力。当有新的应用需要部署或增加时，不需要对应用程序本身进行大量修改，通过考量安全方案规划技术发展因素，使新的安全技术和规范可以很方便地融入[8]。

三、数字教育资源一站式协同

架构模型（MERSCA）

SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型结构如图1所示。MERSCA采用层次结构建模方法，从数字教育资源服务中协同资源一站式访问与基于序关系的动态协同两个核心技术构建资源的安全整合，把握用户对于教学设计逻辑和资源访问等个性化需求，在进行异构数字教育资源协同架构规划中兼顾目前和未来的发展。MERSCA模型从下至上分为资源管理层、通信层、资源组合层、资源协同层和应用层。

（1）资源管理层

我国教育数字化建设中的一个重要组成部分就是网络教育资源开发。为促进网络教育资源建设，国家投入了大量的人力、物力和财力，目前已经建立起了媒体素材、在线题库、网络课件、网上教学案例、网络课程等多种类型的数字教育资源[9]。

在MERSCA中，资源管理层从分布式的优质教育资源中提取类型资源共性，参照已定义好的统一接口标准，将资源属性对应于标准属性用XML格式字符串描述出来，形成统一的资源描述规范和服务接口。同时通过WSDL协议描述数字教育资源的服务，实现标准的接口绑定和异构资源的服务封装，并进行注册和功能分类的集中管理，在对现有各资源站点改动最小的基础上解决资源的共享和增值应用问题。资源管理层为通信层和资源服务组合层提供了资源的预处理功能，通过服务接口对外提供教育资源服务。

（2）通信层

通信层使用基于XML的SOAP协议（Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议）对教育资源交互信息进行描述。应用程序之间基于SOAP进行相互沟通时，不需要知道彼此是在哪一种操作平台上操作或是各自如何实现等细节信息。SOAP代表了一套资源如何呈现与延伸的共享规则，它是一个独立的信息，可以独自运作在不同的操作系统上面，并可以使用各种不同的通讯方式来传输，例如SMTP、MIME，或是HTTP等。

无论基于.net技术开发的教育资源系统，还是应用java技术开发的教育资源系统，通过SOAP协议，系统之间能够相互进行沟通和资源共享，资源系统之间的平台架构和实现细节是彼此透明的。

（3）教育资源服务组合层

资源组合层基于BPEL4WS业务流，在Web服务组合引擎所提供的质量控制、消息路由、信息管理、事务管理和流程管理等功能的支持下进行资源服务集成。通过可视化编排方式，资源组合层将不同的教育资源原子服务依据教学设计者设定的逻辑组合在一起，屏蔽底层信息基础设施的变迁，合理地安排这些服务的运行顺序，以形成大粒度的、具有内部流程逻辑的教育资源整合，充分发挥优质教育资源服务的潜力，形成“1+1>2”的服务资源集成增值效果。

BPEL4WS基于XML Schema、XPath及XSLT等规范，提供了一套标准化语法对业务流程所绑定的Web服务交互特性及控制逻辑进行描述。通过对业务流程中教育服务资源的交互行为建模，BPEL4WS以可视化和有序的方式协调它们之间的交互活动达成教育资源服务的组合应用目标。

（4）教育资源协同层

异构数字教育资源服务的协同应用过程涉及处于不同计算域下的多个资源提供者，当用户访问分布式的多域数字教育资源时，就会涉及安全边界跨越问题，需要登陆不同系统，接受多次安全身份验证，安全与访问效率都无法得到保证。

安全声明标记语言SAML是信息标准化促进组织（OASIS）为产生和交换使用者认证而制定的一项标准规范，它基于XML架构在不同的在线应用场景中决定请求者、请求内容以及是否有授权提出需求等，同时为交易的双方提供交换授权和确认的机制，达到可转移的信任。安全协同层基于SAML实现用户在多个资源提供者之间身份和安全信息的迁移，通过数字加密和签名技术保证系统消息之间的保密性。用户只需在网络中主动地进行一次身份认证登陆，不需再次登陆就能够在达成信任关系的成员单位之间无缝地访问授权资源。资源安全协同层所采用的一站式访问形式减少了认证次数，同时也降低了用户访问资源时的时间成本。

（5）应用层

应用层是系统功能和使用者交互的接口，提供安全管理入口、资源展示、资源新闻、知识宣传等功能。E-learning学习信息门户是应用层信息资源集成界面与终端使用者之间进行信息交互的桥梁，它通过一站式服务为学习者提供分布式数字教育资源集成服务中的核心业务。学习者通过信息门户模块进入学习环境，依据自身的需要和意愿选择合适的学习资源，来完成通过多个安全域中的分布式资源整合而形成的系列课程学习。

四、MERSCA模型的关键技术实现

依托国家“十一五”科技支撑计划课题“数字教育公共服务示范工程”，MERSCA模型已在实践应用环境中得到成功实施。MERSCA通过分布式的数字教育资源服务整合来凝聚分布于网络中的各种教育资源，实现了教育资源的共享和协同，并提供安全方便的资源访问模式。MERSCA的成功实施依赖于协同数字教育资源一站式访问和资源服务基于序关系的协同两个关键技术。

1．协同教育资源的一站式访问

协同资源一站式访问技术通过使用SAML安全信牌确保可移植的信任迁移，在分布式的教育资源提供者之间共享用户身份验证信息和授权信息，同时又保证资源提供者对资源的控制权。SAML安全信牌由身份认证权威生成，它的生命周期也由身份认证权威来管理。完整的一站式访问安全认证实现过程如图2所示，主要由六个步骤组成：

（1）学习者向身份认证权威的SOAP安全Agent提交身份验证信息，请求确认身份的合法性；

（2）在确认学习者身份为合法后，身份认证权威为学习者创建含有SAML合法性判决标识文件的安全信牌，并将该信牌返回给学习者；

（3）学习者在教学设计业务流程逻辑的引导下，通过点击目标资源地址的URL来试图访问某个协同学习资源，同时将合法性标识文件作为URL的一部分发送给资源站点，然后被重新定向到资源提供者；

（4）学习资源提供者的SOAP安全Agent收到步骤（3）传递来的信息，从合法性标识文件中解析出身份认证权威的地址信息，然后向身份认证权威的SOAP安全Agent发送包含合法性标识文件的SAML请求；

（5）身份认证权威的SOAP安全Agent收到SAML请求后，从请求中包含的合法性引用信息找到相关认证，然后将认证信息封装在SOAP包中，以SAML响应方式传送给资源提供者；

（6）资源提供者的SOAP安全Agent检查学习者安全信牌信息，如果检查成功则将学习者重新定向到数字学习资源所在的URL，并将所需资源发送到学习者浏览器，否则将拒绝用户访问。

在步骤（2）～（6）中，由于在重定位URL后附有与学习者认证相关的安全信息，可采用签名和加密的方式来保障认证信息的机密性和完整性。为确保发送方和接收方身份的真实性，步骤（4）和（5）中资源提供者和身份认证权威需要进行双向认证，它们在传输身份声明的过程中对学习者是透明的。

协同资源一站式访问的实现让学习者在访问不同的服务资源时避免身份重复认证，节省了学习者的学习时间，提高了系统资源的服务效率。

2. 资源服务基于序关系的协同

资源服务基于序关系的协同技术将分布式环境下的教育资源服务看作独立的功能模块，通过BPEL4WS（Web服务业务流程执行语言）流程活动绑定这些资源模块，通过结构化业务流程活动来定义资源服务活动之间基于序的逻辑关系，实现数字教育资源协同，组成大粒度增值应用服务。BPEL4WS流程引擎为业务流程所绑定的资源提供了控制与管理支持。教育资源设计者可以方便地依据教学设计思想采取可视化的方式编排资源协同关系，更方便地适应学习者的个性化学习需求。

图3展示了一个基于BPEL4WS的简易资源协同实例，BPEL4WS业务该流程通过三个基本活动分别绑定了由不同提供者提供的“C语言基本知识和测试服务”、“C语言高阶知识服务”和“C语言基本知识巩固服务” 分布式资源，基于教学设计序逻辑组成“C语言知识集成服务”组合服务。当E-learning学习门户接收到学习者的服务请求时，组合服务资源主要协同过程描述如下：

（1）流程“Receive”协同服务接口接收开始信息启动业务流程，启动一个资源协同实例；

（2）“C语言基本知识和测试服务”通过基础知识服务接口为学习者提供C语言基础知识学习资源，通过测试接口对学习者进行知识测试；

（3）“C语言基本知识和测试服务”将测试结果得分提交给BPEL4WS学习流程；

（4）BPEL4WS流程对学习者的学习绩效进行逻辑判决；

（5）当学习者得分小于60时，学习流程引导学习者进入“知识巩固服务”，进行知识巩固；当学习者得分大于60时，学习流程将引导学习者进行高阶知识学习；

（6）学习者知识学习结束，学习流程通过“Reply”协同服务输出接口发送终止信息终止业务流程，结束学习过程。

五、结论与展望

屏蔽资源平台差异、构建便捷的一站式数字教育资源整合服务是开放环境下数字教育服务建设需要解决的核心问题之一。本文提出了一种面向SOA环境的数字教育资源一站式协同架构模型MERSCA，MERSCA采用分层结构，通过对数字教育资源的服务包装，实现了资源的共享和可重用；通过基于SAML的安全信息共享技术，实现了一站式访问；通过BPEL4WS绑定，实现数字教育资源基于教学设计思想的增值协同。MERSCA具有良好的扩展性、集成性以及与平台无关等特点，适用于数字教育资源跨部门协同应用中的信息共享和资源整合。模型的实现过程证明，该方案具有可行性和实用性。这些特点在笔者参与的国家科技支撑计划课题“数字教育公共服务示范工程”实践应用中得到了证明。未来的工作将主要集中在业务流程级别安全性的设计与实现方面，以便提供一个更完善的数字教育资源集成服务安全体系。

参考文献

[1] 余胜泉. 从知识传递到认知建构、再到情境认知——三代移动学习的发展与展望[J]. 中国电化教育，2007，（6）：07-19.

[2] 冯琳，郝丹. 现代教育服务业与数字化学习港——第十五次“中国远程教育学术圆桌”综述[J]. 中国远程教育，2007，（9）：05-17.

[3] 杨宗凯. 数字教育服务体系和环境的构建[J]. 中国远程教育，2007，（10）：57-58.

[4] 钟志贤，王觅，林安琪. 论远程学习者的资源管理[J]. 远程教育杂志，2008，（6）：48-52.

[5] 罗勇为. 基于生态学视角的基础教育信息化可持续发展研究[J].中国远程教育，2010，（6）：22-26.

[6] Shang Chao wang，Liu Qing tang，etc.Requirement Driven Learning Management Architecture Based on BPEL [J].Journal of DongHua University，2010，(02): 263- 267.

[7] 杨宏宇，孙宇超，姜德全. 基于SAML和PMI的授权管理模型[J].吉林大学学报，2008，（6）：1321-1325.

第3篇

关键词：网络教育；元数据；XML；模式；逻辑模型

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)11-20388-03

1 引言

网络教育[1](E-learning)是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式，它以计算机网络、卫星通讯和广播电视为主要传输手段，综合采用数字技术、智能技术和多媒体技术等，主要设计目标是使教与学的双方通过互联网络，可以便捷地进行实时、双向的交流，更好地实现优秀教育资源的共享，使广大的受教育者可以实破传统教育在教育资源（师资、教材、实验等）和教育方法（统一进度、集中式和单向传授等）方面的限制，不受时间和空间的约束，可以根据自己的业务水平和时间安排学习计划，实现个性化的4A(Anyone,Anytime ,Anywhere,Anything)教育。

在E-learning系统中，由于教育资源的分散性、复杂性和多样性，使人们对它的理解各不相同，出现了大量不同类型的教育资源，如果在对教育资源进行描述时没有统一的规范，就会导致其在E-learning间共享复用困难。为解决此问题，本文参考国内外相关标准提出了一种教育资源元数据模型设计方案，用于规范化教育资源的描述，以支持这种异构环境、异构系统间异构资源的共享，以及个性化学习资源的整合与。

2 相关定义及说明

2.1 学习对象及教育资源

在E-learning系统中，学习对象指的是在学习过程中动态交互的各个对象，包括教育资源、学习者、教授者、学习策略等。

教育资源是指用于教学和培训的任何学习材料，它属于学习对象的一个子集。在本文中教育资源特指的是电子化了的学习材料，包括文本、声音、图像、课件等可以被计算机处理的信息。

2.2 教育资源元数据

元数据[1]是关于数据的数据，教育资源元数据[1]指用于描述教育资源的数据。使用元数据，可以在不操作资源的情况下就了解资源的相关属性，从而选择适合的资源；可以通过元数据所提供的信息，实现对资源有效的分类管理和检索；可以从元数据信息中获取对资源的评价信息，也可以把自己的评价加入到元数据中，以便和他人共享。

2.3 教育资源元数据规范[1]

目前，世界上有很多标准化（学术）组织都正在致力于基于网络的教育资源标准化的研究，并起草了一些相应规范，其中影响较大的有：IMS的Learning Resource Metadata（学习资源元数据规范），IEEE LTSC（Learning Technology Standards Committee，学习技术标准委员会）的LOM（Learning Object Metadata：学习对象元数据模型）、OCLE（Online Computer Library Center）Dublin Core的Dublin Core元数据标准等。

我国教育部科技司在2001年组织正式成立了中国教育信息化技术标准委员会。该委员会负责开展有关教育信息化技术的标准工作，在广泛借鉴国内外有关科研成果基础上，起草了《国家现代远程教育资源库中央电大源建设规范》。

《国家现代远程教育资源库中央电大源建设规范元数据规范分册》[1]（以下简称教育资源元数据规范）主要包括资源的属性描述与著录规范、资源的分类方法、编码原则等内容，它综合了“中国教育信息化技术标准”中学习对象元数据规范、基于规则的XML绑定技术和内容封装等方面的标准，根据远程教育教学和管理的需求作必要的扩展和补充，并提出了贯彻相关规范的具体操作方法。

教育资源元数据规范定义了教育资源元数据的语法和语义，用于描述教育资源元数据实例的结构。定义元数据规范的目的主要是为了给教育资源的开发者和建设者提供一致的设计规范，以利于教育资源的使用者方便查找，节省人力物力。

2.4 教育资源的粒度[3]

设计教育资源的目的是为了教授知识，知识是有层次划分的，我们把教育资源所属的层次定义为教育资源的粒度。

举个例子来讲，知识一般可以划分为不同的领域知识，领域知识又可再分为学科知识，学科又可以分专业，专业又可分课程，课程又可分章节，章节又可分节，节又可分小节，小节再分知识点。我们可以将一门课程的一个章节作为一个独立的教育资源，也可以将其中的一个知识点做为一个独立的部分。教育资源可以相互组合使用，粒度越小，在我们使用这些对象时必然更灵活，但同时管理的复杂性在增加，反之，粒度的增大，内容全面的同时也带来了灵活性的丧失。

2.5 知识元

我们将教育资源的最小粒度划分称之为知识元。它有以下性质：

(1)原子性：知识元作为最小的单元，不可分割；

(2)功能完整性：知识元被具体用来说明某一类或某一点的知识，它在功能上是完整的；

(3)可重用性：知识元是为了说明某一类或某一点的知识，不局限于某一次的使用。

在E-learning系统中，一般以知识元作为一个基本的学习单元，如数据结构课程中树的遍历可以看作一个知识元。因此可以将知识元与日常教学中的知识点联系起来，将知识点定义为知识元。

2.6 知识簇

知识元的组合我们称之为知识簇，知识簇可以自包含，即知识簇可以是由知识元构成，也可以由更小的子知识簇构成，还可以是由知识元和子知识簇混和构成。

3 教育资源元数据概念模型

我们来定义教育资源的概念模型，主要目的在于明确定义资源属性及资源之间的联系。

教育资源元数据模型分为两个部分，一是将资源作为一个整体进行描述的基本属性集，二是资源间的相互联系的定义。

3.1 教育资源的基本属性集

良好的分类机制能高效地实现对教育资源的组织管理与使用，对教育资源进行分类的目的有助于确定教育资源的基本属性集。在本文中，分类体系的设计以国家教育资源元数据规范作为基础。

根据规范，教育资源分类体系[1]分为二级，既包括对每类资源都适用并与资源组织建设过程密切相关的通用分类，即一级分类；又根据不同资源的特殊属性，提供了更细一级的分类，即二级分类。每个分类元素都作为资源的一个属性，记录在属性描述表中（如图1）。

一级分类包含学科、适用对象、资源类型、技术格式、语种五个分类元素。这五个分类元素是对资源进行组织的基本依据。

在图1中，我们首先以学科为总的分类依据，再根据适用对象和资源类型对教育资源进行详细划分。对于其它的分类元素，如技术格式、语种等可作为资源的一般属性，记录在属性描述表中。

第二级分类就是针对第一级分类的属性值作为分类元素对教育资源进行进一步细分。例如，第一级分类中的资源类型，可以是文本、图像、声音等。在第二级分类中就要以文本、图像、声音作为分类元素进行扩充，例如声音可以有采样率、格式、要求等属性，然后再分别对采样率、格式、要求等再设置扩展分类，以此类推……

目前，为了使标准相对宽泛，增强通用性，国家标准只规定了第一级分类，现有国际国内教育资源分类体系对二级分类的说明和要求都较宽泛，可视需要自行扩充。我们所做的主要工作，一是对一级分类中的学科属性进行层次划分，扩展到知识点这一层，支持对教育资源的准确定位，完善规范的基本属性集，二是对教育资源之间的联系进行定义。

3.2 知识的层次结构

各种类型的知识以教育资源的形式呈现给学习者，因此教育资源的结构可以与知识的结构相对应。下面我们主要讨论知识的层次关系。

现实中的知识具有领域性、专业性、继承性等一系列特性，知识的这些特性决定了知识具有一定的层次结构。

参照国内外的相关规定，我们将知识划分为六个层次[2]。第一层是所有的知识，第二层是领域知识，第三层是专业知识，第四层为课程知识，第五层为知识簇，第六层为知识点。

图2表示了知识的这种层次划分，结点表示某个具体的知识单元（可以是知识元，也可以是知识簇或更高一级的形式），有向弧表示结点间的关系。学习的过程，可以描述为从起始结点到目标结点的遍历路径。

3.3 知识之间的相互联系

一般来说，知识之间存在继承、平行、关联等几种关系。

继承：两个知识A、B，若A包含了B，就称B继承于A。这体现了知识的细化。

前驱和后继：两个知识A、B，若AB而没有BA, 则称A是B的前驱，B是A的后继。这体现了知识学习的序列性。

平行：两个知识A、B，若AB 而且BA，则A和B是平行的。这体现了两个知识学习不具有序列性，掌握不分先后。

关联：三个知识A、B、C，若A∩B＝C，则称A和B是有关联的，B关联A，这体现了知识间的联系。

图2中层与层之间的知识只有继承关系，在同一层次内的知识可以有前驱和后继的关系[4]，也可以是平行、关联、继承等关系。图3我们以知识簇这一层来示意同层元素之间的联系。图3中结点表示某个具体的子知识簇，有向弧表示这些子知识簇之间的联系。

参照以上概念模型，我们以某门课的教学大纲为依据，就可将知识层次转化为我们所熟悉的学科－专业－课程－章节（知识簇）－知识点的体系结构，以对教育资源进行清晰地描述。

4 教育资源元数据的逻辑模型

参照第三章的概念模型，我们使用XML模式来对上述模型进行表述，就生成了教育资源元数据的逻辑模型，参照现有的分类词汇表，依照此模式生成的实例化XML文档就是这个教育资源元数据的实例。

5 结束语

教育资源元数据的定义是E-learning系统实施的基础性工作，我们以教育资源元数据规范为基础，参考相关研究成果，对规范提出了一些扩充。在实际操作中，E-learning系统的建设者需要根据自身的情况进行修改，使其更加完善，作为对国家网络教育标准化工作的有益补充。

参考文献：

[1]全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会.《网络教育技术标准CELTS-3.1(CD1.6)――学习对象元数据》，/download/CELTS-3.1(CD1.6).zip，2003.

[2] 张玉芳，熊忠阳，吴中福. 基于WWW的远程教育系统实现[J]. 计算机应用，1999.10.

[3] 张玉芳. 基于媒体素材库的学习内容构建方法研究[M]. 重庆大学, 2001.10.45-80.

第4篇

[关键词]数字化教育游戏；教学设计模式

[中图分类号]G420　[文献标识码]A　[论文编号]1009－8097(2011)08－0051－04

一　数字化教育游戏教学系统设计基本原则

1　知识构建原则

实践表明，对学习持不同观点的教师将会直接影响其对各种多媒体学习系统的态度。由此，这些多媒体学习系统也会产生不同的学习效果。将学习看作是信息获取过程的教师往往会认为，将多媒体用于教学就是一个信息传播的过程。这在早期CAI课件系统中表现的尤为明显。在这些系统中，知识点常以线性方式加以组织，教师的作用就是呈现信息，学习者的主要任务就是接受信息。这种观点将学习认为是学习者对信息的接受，信息是能够从计算机屏幕移入到学习者脑中的客观对象。因此，学习者的学习是被动的。与前者不同是，将学习看作是知识构建过程的教师，往往会将多媒体看作是一种辅的认知工具。知识是由学习者主动建构的，学习者的主动认知加工能够帮助学习者理解材料，主动认知加工能够从所呈现的材料中建立起连贯一致的心理表征。

教师还必须清醒地认识到，无论持有上述所提到的两种学习观的哪一种，采用多媒体系统后的学习结果可能是意义学习，也可能是机械学习，甚至还有可能是无效学习。无效学习肯定是我们不希望看到的学习结果，我们希望看到的是，学习者对知识主动构建的结果――意义学习。对此，奥苏贝尔有精辟的阐述。

通过以上论述，能为教师在教学中使用教育游戏提供以下两点启示：

第一，要使学习者能够主动的建构知识，教师必须要积极引导学习者，使学习者能够产生将新信息与原有知识之间建立联系的心理倾向。

第二，学习的过程中，教师要能够为学习者即时搭建支架，让学习者能够在新信息与原有知识之间建立联系。

2　以学习者为中心原则

在数字化教育游戏教学设计中，要注重以学习者为中心的原则，这实际上是知识构建原则的一个具体体现。以学习者为中心的观点主要体现在两个方面：第一，在教育游戏的设计与开发中，要清楚地认识到，教育游戏作为一种教学媒体、一种新的技术手段，一定要注意克服以技术为中心的取向。从多媒体技术在教育领域中无数的失败案例可以看出，多媒体技术先是受到极大的期望，然后就是太范围的应用，最后则是令人失望的结果。第二，在教育游戏的选择上，要以能否促进学习者对知识的意义建构为前提。纵观目前的教育游戏，其中有不少教育游戏软件无非是采用了游戏软件的一种外在形式对知识点进行了封装而已。当然，这些软件在知识点的组织上是非线性的，这是相对于传统CAI课件的先进之处。这类教育游戏在使用中基本上是需要学习者去适应游戏，只有这样学习者才能够进行学习。这样的教育游戏更多关注的是一种游戏技术的应用，而并未使游戏技术帮助学习者进行更有效的学习。

二　数字化教育游戏教学系统设计构成要素

自从二十世纪六十年代提出第一个教学系统设计模式以来，教学系统设计模式已有不下百种之余。尽管这些教学系统设计模式不尽相同，但从其构成要素上来看，教学系统设计涉及到一个组织化的教学过程，如教学目标、教学内容、学习者、教学策略、教学媒体以及将这些基本要素整合为一个模型。其中，ADDIE(Analysis，Design，Development，Implement，Evaluation)教学设计模式包括教学的分析(Analysis)、设计(Design)、开发(Development)、实施(Implement)和评价(Evaluation)五个环节。

另外，由HeinichR等人(1989)开发的ASSURE(AnaIvzelearners，State objects，Select media and material，Utilize mediaandmaterial，Requirelearnerparticipation,Evaluate and revise)教学设计模式则包括分析学习者特征(Analyze learners)、陈述目标(State objectives)、选择媒体和材料(Selectmediaandmaterial)、运用媒体和材料(Utilize mesa and material)、要求学习者参与(Requirelearnerparticipation)以及评价、修改(Evaluate and revise)六个环节。

三　数字化教育游戏教学系统设计的目的

为什么要进行教学设计?显然对这一问题的回答会有多种。对教学进行设计，其结果可能成功，也可能失败。但就促进学习者的学习而言，教学设计是对能产生成功教学目标的一种描述。对于设计能够支持数字化教育游戏教学系统的目的主要有以下三方面：

第一，促进个体学习者的学习。这里的个体并不是指学习者之间的组织形式，比如，以班级、学校为单位的学习者或在网络上进行学习的单个远程学习者。这里的个体是为了强调学习是发生在每一个具体学习者身上的。

第二，促使教学能够分阶段实施。这说明教学是以系统化的方式进行计划与实施的，这样可以保证教学有效的发生。这些阶段既有短期的，也有长期的，它可以帮助教师减轻对教学过程中未知细节的考虑。因为在教学过程中，有些教学事件在事先是很难预料到的，教师的每次课堂教学都要面临新的决定。

第三，明确学习者的位置。既然教学系统设计是要通过分阶段实施教学来促进学习者的学习，那么学习者在教学中的地位就必须要首先明确。教学并不只是能够反映教师的知识，同时更要反映学习者是如何习得这些知识的。这将直接导致教学系统设计模式是倾向于教师还是倾向于学习者。

四　支持数字化教育游戏的教学系统设计模式

模式是再现现实的一种理论化的简约形式。教学系统设计模式是在教学系统设计的实践当中逐渐形成的一套程序化步骤，其作用是要指明说什么，怎样去做，而不是为什么要这样做。

对于教育游戏中的师生关系，我们认为教育游戏中的学习者是知识的主动建构者，是社会化学习的协作／合作者；教育游戏中的教师既是游戏的参与者，也是教学活动的主导者。在我们提出的数字化教育游戏的教学系统设计模式中，由教

学目标分析、学习者分析、两个教学分支以及评价、反馈构成。如图1所示，显示了该模式各组成部分及之间的关系。该教学系统设计模式具有如下四个特点：

第一，可以根据教学内容和学生的认知结构、认知风格来决定在教学过程中的全部过程或部分过程使用教育游戏。

第二，在教学的整个过程中采用教育游戏意味着教师、学生具有同样的游戏者身份。这样的教学具有发现学习的特征，教学过程的实施需要依靠教育游戏所提供的完善的教学策略以及游戏者之间的交互行为来推进。

第三，在教学过程中的某个阶段采用教育游戏意味着教育游戏不能够为教学的整个过程提供支持，教师既可以是游戏者也可以是游戏的引导者，在教学中一般采用先行组织者教学策略，当然也可以采用其他教学策略，如自主学习策略。

第四，对学习者进行学习结果评价并不是教学的终点，而是要使学习者能够灵活地运用知识，解决真实情境中的问题，因此要采取一些知识迁移策略来促进知识的迁移。

(1)教学目标分析

很多教学系统设计模式一般都包含教学目标分析这一环节，教学目标阐述的是学习者的学习结果。该模式的教学目标分析中除包含一般教学目标分析中的分类、表述和呈现外，还包含了分析使用教育游戏是否能够支持教学目标的实施，这体现出技术要服务于教学，而不是教学从属于技术的思想。

(2)学习者分析

教学目标分析能够明确学习者在教师与同伴的帮助下，利用资源和工具习得什么，而不是指教师教了什么，或者通过该课程教给学生什么。学习者分析的主要目的是要考察使用教育游戏是否能够促进学习者的学习。学习者分析主要包括以下四个方面：

第一，分析教育游戏软件运行的计算机软件环境、硬件环境和网络环境。如软件是运行在微软操作系统、苹果操作系统或是其他操作系统；软件是2D的还是3D的；是否需要高性能CPU和GPU软件是单机运行还是联机运行等。

第二，分析学习者是否具有使用教育游戏软件的能力。教师在选择教育游戏软件之前，除了要考虑学习者的认知水平外，还要考虑学习者在游戏软件操作中的经验。实验表明，在开始阶段，游戏软件操作经验高的学习者的绩效水平要高于游戏软件操作经验低的学习者。

第三，分析学习者是否需要在呈现任务之前为学习者提供引导性的操作或练习。如果学习者在开始学习之前对教育游戏软件的使用和规则的理解存在困难，教师则需要引导学习者进行练习。

第四，分析学习者对待教育游戏软件的态度。目前，在教学中引入教育游戏不仅在教学管理上存在一定的阻碍；学生对此的接受态度也是一个需要考虑的问题。学生对待教育游戏的态度会直接影响软件使用后的学习结果。

(3)教学分支的选择

根据教学需要和学习者分析决定是在教学的全部过程采用教育游戏还是在教学过程中的部分采用教育游戏，这体现了技术服务于教学，教学是以学习者为主体的重要思想。

(4)教育游戏的选择

教育游戏本质是一个软件，教育游戏的选择主要从以下几个方面加以考虑：

第一，根据特定领域的特征选择教育游戏软件的类型，如即时策略、第一人称射击、角色扮演、动作等。

第二，考虑教育游戏软件的技术的特征，如硬件要求、操作系统要求、游戏操作方式(是直接通过鼠标、键盘操作还是需要其他外设，如游戏手柄等)、网络接入等。

第三，构建学习环境，包括计算机位置的摆放、联网类游戏是否需要进行子网的划分等。

第四，不同的教育游戏软件特征将会影响的教学策略的设计，比如策略类游戏可以选择协作学习策略、角色扮演类游戏可以选择竞争学习策略，而有些模拟类的游戏则可以采用示范一模仿策略。

第五，确定教育游戏中，游戏任务的时间。在教育游戏中，有些任务的时间是需要在游戏开始之前进行设定的，而有些则是在游戏开发时就已经设定好了的。

(5)确定先行组织者

“先行组织者”是奥苏伯尔提出的一个概念。奥苏伯尔认为，促进学习和防止干扰的最有效策略就是利用适当相关的和包摄性较广的、最清晰的和最稳定的引导性材料，这种引导性材料就是组织者。由于这些组织者通常是在教学内容呈现之前介绍的，目的在于利用它们来帮助确立意义学习心向，因此被称为先行组织者。在教学过程中的部分采用教育游戏时，需要利用先行组织者为学习者提供认知结构中的上位概念来同化新的知识，或者是提供一个能够指出新旧知识异同的组织者来确立新旧知识之间的联系。但如果在教学的整个过程全部采用教育游戏是否就没有先行组织者呢?事实上，在这种情况下，先行组织者是包含在教育游戏中的任务开始或结束部分的。

(6)教学策略的选择

教育游戏环境是一个开放的学习环境，在这样的环境下学习者很容易产生迷失现象，学习者不能将注意力集中于学习任务上。教育游戏教学策略的设计是以建构主义思想为指导的，一般采用合作，协作学习、发现学习和自我调节学习这样的教学策略，教师在教学活动中为学习者提供支架。同时，策略的设计还受到领域类型和教育游戏软件类型的制约。在教学的整个过程全部采用教育游戏时，教学策略是包含在教育游戏中的。

(7)教学过程的组织

第一，按照加涅的九事件教学安排学习活动并创设学习情境。教师应该熟悉学习者领域中的内容，利用先行组织者策略为学习者建立先行知识。

第二，指导学习者提高教育游戏软件使用的操作技能。

第三，观察学习者操作教育游戏软件时的学习活动，教师应在适当的时机通过教育游戏软件间接地或面对面直接地给予学习者干预和指导。

(8)学习结果的评价

以建构主义理论为指导的教学系统设计更加强调学习者在学习过程中的真实体验，而传统的标准化测验并不能完全检测出学习者的能力。替代性评价则避免了典型的多项选择测验中存在的问题，这些新的评价体系中所蕴涵的核心思想是要求学生自己展示自己的学习，或者展示自己在学习过程中学到的知识和技能来完成一些实际工作，其目的就是要在真实的情境中展示学习者自己的水平。

a　档案带评价　(portfolio assessment)

替代性评价的一种常见形式就是档案带评价，即搜集和评估学生在一段时间内的作平样本(Hambleton，1996；Herbert&Schultz，1995；Rolheiser，Brower，&Stevahn，2000)。教师可以收集学生的作品、研究设计以及其他一些反映高级心理技能的作品，并以此作为评估学生进步程度的依据。[5]在教育游戏中档案袋评价主要体现在学习者在游戏过程中的表现或任务的完成情况。

b　表现性评价　(performance assessment)

表现性评价是在现实生活中对学生知识和技能的实际表现进行考察的测验。表现性评价的一个例子就是完成论文，完成论文不仅要求学生展现自己知道什么，还要表现出自己能做什么。汽车驾驶员和飞行员的驾照考试、医学上的临床测验等，都是表现性评价(Swanson，Norman，&Linn，1995)。在教育游戏中表现性评价主要体现在学习者与游戏的交互过程中所表现出的行为。

c　层次分析法　(Analytic Hierarchy Process，AHP)

层次分析法由是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于本世纪70年代初，在为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”的课题时，应用网络系统理论和多目标综合评价方法，提出的一种层次权重决策分析方法，是一种定性与定量分析相结合的评价方法。层次分析法在教育游戏中主要体现在教育游戏软件统计系统的设计上，通过将层次分析法转化为计算机程序代码，来计算学习者在任务完成过程中的行为表现，从而生成统计结果来进行评价。

(9)知识迁移策略

学习者通过学习结果的评价并不是教学的终点，而是要使学习者能够在真实情境运用知识解决问题，因此要采用知识迁移策略促进知识的迁移。采用先行组织者能够促进学习的迁移。

五　总结

数字化教育游戏具有传统面向娱乐领域内游戏吸引人的特质，同时还能够促进学习者的学习。对于这样的一种教学媒体，如何使其在教学中发挥作用，则是需要进行合理设计的。文章提出了一种能够将数字化教育游戏整合到教学中的教学设计模式。该模式在以学习者为中心的指导下，具有良好的适应性。

参考文献

[1](美)迈耶著，牛勇，邱香译，多媒体学习[M]，北京：商务印书馆,2006：16

[2]何克抗，李文光编著，教育技术学[M]，北京：北京师范大学出版社,2002：163

[3]施良方，学习论[M]，北京：人民教育出版社，2001：239

第5篇

关键字： 数字校园； 数据交换； SOA； Mule

中图分类号： TN919?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）06?0045?03

0 引 言

当前各高校的数字校园数据交换多采用ETL或者SOA的解决方案。ETL可以实现数据的抽取、转移、清洗、加载功能，能够实现异构数据库的数据交换，问题是一般只能在每天的深夜进行一次数据的交换，此方案满足不了学校对实时数据交换的需要，不利于数据交换的扩展，同时对数据库的直接写入操作给各数据交换的业务应用系统的稳定运行带来了安全隐患。SOA是一种构造分布式系统的方法，它将业务应用功能以松耦合的服务接口的形式提供给最终用户或其他服务，利用服务描述语言（WSDL）描述服务接口。通过服务重用的方法SOA能够大幅提高软件资源的适应性和开发效率，是解决异构系统集成的有效手段。SOA可以看作是客户/服务器模式，也就是一个“客户端”通过查询注册中心的服务信息之后，再去调用另一个“服务器”端提供的服务。那么，业务处理的路由逻辑也被加入了服务接口中，每个客户端都要定义自己的处理过程，而对于数据交换的处理过程都是类似的，这样造成了大量的重复开发，提高了成本，降低了效率。

企业服务总线（Enterprise Service Bus，ESB）的定义为：企业服务总线是由中间件技术实现并支持面向服务的体系架构（Service Oriented Architecture，SOA）的一组基础架构功能，支持异构环境中的协议转换以及基于事件的服务、消息的交互，并且具有适当的服务级别和可管理性。ESB[1]为集成提供了高效的分布式集成环境，将SOA的服务定义与服务描述和服务调用分开，使每个节点集成接口模块化插入集成环境，保证能够保证每个节点在整个集成环境中的本地控制和自治；通过将服务和消息的集成将复杂的过程集中处理、集中路由，降低了每个节点的复杂程度，最小化节点集成接口的成本。

所有主要的JEE供应商（IBM，Oracle）都有ESB产品，如WebSphere平台的Webspere ESB Server等。Mule是一款开源、轻量级的ESB系统软件，它不像商业软件那样只让开发者关注于集成的更高层实现，Mule让开发者能够处理集成的每个细节，面对用户独特的集成环境时更加灵活；并且Mule有很好的文档供其研究，使得对Mule有更深入的理解。

1 Mule的技术架构

服务架构处理流程是：

（1）Mule通过Endpoint接收到消息之后，决定是否需要协议转换，如果需要则进行协议转换，否则流向下一步；

（2）Inbound Router接收到消息之后，决定集成逻辑处理的组件，或者跳过这些组件，直接发送给Outbound Router；

（3）由Outbound决定经过集成逻辑处理的消息发送的目的地址。

2 基于Mule数字校园数据集成设计

该模型中包含Mule，ETL，WebService三部分。Mule各业务系统之间的数据交换功能，各业务系统增加Web Service接口实现个业务系统的数据抽取、数据转换、数据加载、变化捕捉等功能；对于建设时间较长，无法增加Web Service接口的系统，部署ETL工具实现数据交换。Mule支持同步（请求/响应）和异步（/订阅）的消息处理机制。订阅机制实现预约增量数据更新的功能，保证数据源变化更新能够以增量的形式最快的发送给目的业务系统，以实现数据的即时共享。

（1）请求者发送数据请求报文，即预约报文；

（2）确定由处理请求消息的组件流；

（3）存入消息队列；

（4）从消息队列中获取消息，如果是预约增量数据，就需要反复的轮询执行；

（5）确定目的端地址；

（6）调用响应者的Web Service接口；

（7）返回数据报文；

（8）高校业务系统的建设时间不同，代码规定也不同，需要进行一对一的代码转换；

（9）如果请求者没有Web Service接口，需要转换成它能接收的格式；

（10）将消息推送给数据请求者。

4 结 语

随着高校数字校园建设的逐步推进，基于ESB的集成技术必将作为界面集成、数据集成和应用集成的主要技术手段。由于管理体制、经济成本、应用环境等因素的限制，高校数字校园集成尚处在起步阶段。本文结合工作实际，对基于Mule的数据集成进行了实践，取得了一些成果和经验。如何让ESB在集成的其他领域得到更加深入的应用，将是下一步研究的重点问题。

参考文献

[1] CHAPPELL D. Enterprise service bus [M]. [S.l.]： O’Reilly Publishing， 2004.

[2] DIRKSEN Jos. Open source ESBs in action [M]. [S.l.]： Manning Publications Co.， 2009.

[3] DOSSOT David. Mule in action [M]. [S.l.]： Manning Publications Co.， 2010.

[4]周世忠.基于SOA技术的ERP系统敏捷架构研究[J].现代电子技术，2012，35（4）：38?40.

第6篇

论文摘 要: 数字图书馆以传统图书馆为基础，是传统图书馆的进一步发展，两者共存互补，相互结合，这是社会发展的需要。

20世纪末21世纪初，国内外先后掀起了数字图书馆开发的热潮，对数字图书馆的开发热潮，对数字图书馆的研究不仅引发了信息技术专家和图书情报工作者的浓厚兴趣，而且引起了人文、社科研究人员及其他人员的注意。目前，在图书馆界甚至整个学术界还没有一个被广为接受的定义。从众多的数字图书馆定义中，我们一般趋向于这种解释:数字图书馆是指“具有丰富内容的多种媒体的数字化信息，具有网络环境下多种电子技术工具和服务手段，能为读者提供高效、方便的数字化信息服务机构”。用一个公式来表示，那就是:数字图书馆=丰富的数字化信息+先进的技术手段+高效的信息服务。这个定义包括三个方面的内容:数字化、网络化和先进的服务手段。数字化是指数字化信息和信息载体;网络化是针对信息通道而言的;而先进的服务手段是直接连接图书馆与读者的桥梁，并最终使数字图书馆有所用、有所为。相对于传统图书馆来说，它们都是全新的概念。

一、数字图书馆与传统图书馆的区别

数字图书馆是在传统图书馆的基础上，经脱胎换骨的改变发展起来的，与传统图书馆的功能、结构、运作方式、服务方式、评价标准、工作重心等多方面存在着差异，本文从以下几个方面加以比较。

1.馆藏结构的不同

传统图书馆是以纸质载体为主，其它载体并存，它的复本概念和拒借率等现象不会消失;而数字图书馆则是全部以电子出版物和网上数字信息为管理对象，它的存储介质已不限于印刷体，它具有文本、声、光、图像、影视等多种媒体，其存储的载体也相应的有光盘、录音带和各种类型的数字化、电子化装置。它通过多媒体、超文本、超媒体等技术，提供智能化的信息检索手段，向读者展示各种生动、具体、形象、逼真的信息，而且网络化的信息资源，不存在复本和拒借率的现象。

2.服务方式不同

传统图书馆的服务是以物理的图书馆为中心被动地为读者服务，它受时间和空间的限制，只能局限在一定的地区和在一定的时间段里为读者服务;数字图书馆的服务是开放型的，是一个分布式的图书馆群体。数字图书馆通过宽带高速互连的计算机网络，把大量分布在一个地域或一个国家的众多图书馆或信息资源单位组成联合体，把不同地理位置上及不同类型的信息按统一标准加以有效存储、管理并通过易于使用的方式提供给读者，超越空间和时间的约束，使读者在任何时候、任何地方都可以在网上远程跨库获取任何所需的信息资源，达到高度的资源共享。它是以用户为中心，用户通过网络终端的方式查找信息，网络可以把大量的网络信息资源带到用户的家里或办公室里，用户们可以同时存取许多数字图书馆的信息资源。它没有时间和空间的限制，一天24小时为读者服务。

3.工作重心不同

传统图书馆是通过采购、编目后进行流通和阅览为工作重心的;数字图书馆则以信息的收集分析、参考咨询和网络导航为中心，图书馆员真正成为信息的导航员。数字图书馆可实现异种数据库之间、服务之间、工作站之间的可互操作性，并正在探索深层语义上的可互操作性。它采用一种联合式或协调性软件，从类型相似的数据对象和服务中，取得一致性和连贯性检索内容。

4.文献信息载体的寿命不同

传统图书馆以纸张载体为主，中国素有“纸千寿”之说，迄今为止，没有哪一种轻便的文献载体能比纸张更容易长久地保存和保护，只要保管好就能使用上百年时间;而电子载体不仅保存条件苛刻，而且寿命极短，数字化的信息容易受病毒等因素的影响，导致数据永远丢失，如果图书馆因经费拮据不能续订网络数据库，那图书馆将会一无所有，因为图书馆只不过是购买过一段时间的使用许可权。

5.图书馆管理员工作的任务不同

传统图书馆管理员主要任务是对文献信息进行收集、整理、保存、传播，成为社会文化传播的角色;而数字图书馆时代的管理员不再只是被动的信息资源管理者，而是成为信息采集者、管理和传播者，成为利用文献信息的导航员，由文化工作者转向教育工作者。它可以通过网络随时和传播各种文献资源的信息，对读者进行“引导”或“导航”，向读者提供多种语言兼容的多媒体远程数字信息服务。

6.图书馆发展经费的两极分化

传统图书馆的发展缓慢，图书馆建设在基本完成以后花费不多;而数字化的图书馆的发展建设的投入很高，具有高资金投入、高技术设备、高人力消耗的特点，而且信息资源共建共享也是高投入的，例如中国国家图书馆的中国数字图书馆试验计划和教育部的Calis项目的启动均已耗资数千万人民币。 转贴于

7.评价图书馆的指标不同

传统图书馆一般用藏书量的多少作为主要的评价指标。如评价一个高校图书馆要看师生人均有多少册书、刊，每年又新购多少册书、刊，或藏有某些大部头图书、特色图书等，这些指标的着眼点都是各馆的藏书量。它的特点是:重投入和规模，轻产出和效益。投入和规模等指标，如书刊购置费、设备购置费、馆舍、馆藏、人员等是量化的，而产出和效益，如服务的质量和数量、整体效益和效率、人均效益和效率等往往缺少量化指标，要求是模糊的，评价是难以操作的。而现代图书馆是以本馆和读者群所能利用的文献量、信息量及利用这些文献、信息所产出的产品的数量、质量和经济效益来作为评价一个图书馆的指标。它的特点是:重产出和效益，投入和规模的权值降低，被利用的文献量、信息量及产出产品的数量、质量、经济效益等都是量化的，评价较易操作。

二、数字图书馆的发展前景

数字图书馆虽然还处在理论研究与局部开发研究中，但它强大的生命力已经展现在了我们面前。数字图书馆是图书馆的一次革命，它必然会对图书馆界及整个社会造成深远的影响。但我们也应该看到，从传统图书馆到建成数字图书馆还有很长一段路要走，因为大量的国内外科技资料的数字化处理很可能是一个漫长的过程，不可能一蹴而就。因此，图书馆数字化建设应分为两步走。

第一步是建立复合图书馆，也就是传统图书馆与数字图书馆并存，电子版文献与印刷版文献并存。复合图书馆是馆藏与虚拟的网络资源结合体，因此应从实际出发，科学地处理多种载体类型的关系，制定策略，做好纸质文献资源与数字化信息资源的整合工作。首先对现有信息资源进行统一标准的存储和重新加工，建立完善的复合型图书馆信息资源体系，在技术标准上与国家标准保持一致。其次在进行数字化建设时，要分清主次，优先将特色馆藏资源进行数字化加工处理，并为读者提供更便利的服务如开辟网上阅览、查询、检索、培训等，使复合图书馆的服务更贴近读者。

第二步是在复合图书馆基础上建立起真正意义上的数字图书馆。在此期间，首要的任务是强化服务。数字图书馆是应服务的要求而产生的，因此，数字图书馆在传统图书馆的基础上要更充分地满足读者的服务要求，适应信息载体发生的变化，使服务更趋多样化，由封闭走向开放，并与世界各大图书馆在因特网上融为一体。

与此同时，数字图书馆的建设还要加大信息基础设施建设的力度，从通讯、网络、计算机等方面为数字图书馆的正常运行提供保障。此外，各地区、各部门的图书馆要打破区域界限，在编目、馆际互借、联机检索、采购等方面互相协调，按照优势互补、互惠互利的原则实行大联合，以便最大限度地共享信息资源。

三、数字图书馆与传统图书馆的联系

数字图书馆是传统图书馆的发展，是以传统图书馆为基础，仍是传统图书馆的组成部分。两者构成因素、特征、功能、作用不完全相同，从而形成两个不同的体系，各有相对的独立性，各有自身的脆弱性和局限性，两者又具有不可分割的联系性。所以，数字图书馆和传统图书馆两者不是相互排斥，而是共存互补，相互结合为一个有机的混合体，这不仅是自身发展的需要，还符合社会发展与需要。

参考文献

[1]李冠强.数字图书馆管理理论.东南大学出版社2004.6，VOL1.

第7篇

关键词 传统视觉传达 数字技术 创新设计

中图分类号：J504 文献标识码：A

互联网信息技术与数字技术历经三十余年的发展，目前已经在人类的生活方式、行为方式、思维方式等方面留下了深深的印记，数字技术在改变人类所处的世界的同时，也在悄悄的改变着人类自身。数字技术在艺术设计方面的改革成果，在视觉传达设计方面尤为突出。在与传统思维和技法不断进行抗衡的过程中，现代视觉设计也不断地受到数字技术的“侵袭”。

1 数字化技术在传统视觉传达变革中的应用

在当前信息数字时代，越来越多的人开始注意到数字技术对于视觉设计的影响，随着我国市场变革的日益激烈，现代视觉设计中开始以数字技术的融入为特色，在产品销售和推广方面形成新主力，这不仅给企业和社会带来经济和社会效益，对于传统视觉传达的突破性改革实践方面也同样起到了极为重要的推动作用。

1.1 传统视觉传达的从印刷美术设计到多元化构成

视觉传达技术源自19世纪中叶欧美印刷美术设计领域以设计的延伸和拓展为目标的尝试性改革。俄国在1913年之后连续四年的构成主义运动，尤其是1918年由德国的“包豪斯”设计学院所倡导的教育方针改革和制度完善等活动中，视觉传达技术才开始从现代工业设计领域进入到以“构成”为主要课程内容的培养技术和艺术的多样化融合和多元化应用的人才培养进程中。视觉艺术从抽象的艺术表达方式和创造性思维中汲取了新鲜的养分，以极具时代性的设计理念为特色，将视觉艺术的发展空间拓展到以艺术表现为追求目标，依靠技术的辅助功能来构建起来的视觉性空间艺术表达领域中，此时的视觉传达尚未脱离传统理念中仅仅在于形象表达方面具有效用的地位，因此并不能被视为视觉设计和传达史上的第一次革命。

1.2 多媒体技术和数字技术辅助下的传统视觉传达革命

视觉传达的第一次变革始于20世纪90年代，受到多媒体技术和互联网技术的影响，传统的视觉传达在以国际化为发展目标的信息高速公路的冲击下，原有的只需要带给人类以视觉表达和信息传递的职责，也开始向拓展人类视野，改变传统信息传递方式，与互联网进行融合以满足虚拟社区中的沟通交流功能需要，同时，在信息传播渠道和媒体表现形式方面，在数字技术和计算机技术的带动下，视觉传达设的多媒体表现形式研究也开始步入探索轨道，更具有艺术性和更高效的视觉传达效果成为该时代，传统视觉从设计和传达进行自我改革和完善的工作重点，数字技术在视觉传达领域内的有效融合也与计算机数字技术的出现一起成为具有划时代意义的重要成果。作为视觉传达和视觉设计改革的催化剂，数字技术与计算机技术对视觉设计和传达方式产生了最有力的推动作用，而传统视觉传达和技术设计也从此开始了其作为人类共通语言的创新性变革之路，并承担起数字化时代，为满足基于互联网平台所构建起来的社会空间中的信息传播和交流需要的主要媒介的重任。

1.3 数字技术对传统视觉传达交互性发展的推动

1960年，视觉传达以独立的传达形象出现在日本的世界设计大会上，同样作为独立传达方式的还有影像，视觉传达在此时已经可以将人类复杂的情感元素等，通过艺术创造的形式进行加工使之融合在艺术创作中。传播技术和数字技术以及现代通讯技术的迅速发展，为视觉传达和设计拓宽了覆盖领域，从商业美术到工艺美术，从工艺美术专向印刷美术，再深入到装潢设计和平面设计等行业，视觉传达的阶段性成长历程最终停留在以视觉媒体作为载体的视觉符号传播探索中，数字化技术、多媒体形式、信息传播技术等的同步发展，则为艺术设计和视觉传达的相互融合添加了催化剂，并不断影响着视觉传达的效果、速度、形式以及水平等。视觉传达在与数字技术之间的立体交互性融合的过程中，也逐步呈现出立体化和动态化的发展趋势，原本的平面化和静态化也开始从单一化的媒体形式中分离出来，经过多媒体的整合创新后，可以从平面到四维进行视觉传达和表现，而被传达的视觉符号和信息也开始具有了交互性特征。

2 传统视觉传达与数字技术的立体交互性表现

数字技术的延展性魅力在视觉传达设计中，主要以传播手段和工具的模式进行渗透，传统的视觉设计语言在数字技术的引领下，出现了视觉形式方面的新变革，当数字技术作为新鲜血液与传统视觉设计进行有效的融合时，传统视觉传达逐渐增加了现代化的具有时代性和灵动性的气息。随着数字技术在传统视觉设计中的尝试运用和不断的研究探索，互联网的出现则为数字技术何传统视觉设计的融合打开了一扇通往全世界的窗户，全球信息同步共享的便捷性，为传统视觉传达和视觉设计带来了随时共享、分享、交流的便利，而不同地域、空间、时间下对数字技术在视觉设计和视觉传达方面的运用，更是为当前传统视觉传达的改革提供了新的契机。

2.1 传统视觉传达自我中的立体交互性

数字技术的发展为视觉传达设计带来了数字化的变革方向，与此同时，传统视觉传达和设计过程中所出现的时间、区域、风格等方面的瓶颈也被打破，一种完全人性化的人机交互图形界面在互联网的辅助下，将技术与艺术进行完美的融合，进而依靠虚拟的网络环境，还原视觉传达的本身价值，不同国家、不同种族、不同文化特征下的艺术壁垒一旦被打破，传统的视觉传达和设计方式，在计算机技术和软件的帮助下，从思维和创作方式的创新方面，找到自由发展的空间，借助数字技术和虚拟的网络社交系统，越来越多的设计师可以真正实现将艺术想法作为现实来进行实践性实验，设计师的思维和创新能力在与数字技术的交互下，新的产品设计和新的营销、宣传的方式、策略也开始慢慢打破广告枯燥无味的桎梏，极具冲击力的立体广告形式和立体传播方式也同时成长起来。

2.2 福娃设计中的立体交互性

数字技术带来的新视觉效应促使传统视觉设计和传播从二维向三维甚至思维立体空间角度过渡，借助数字技术和多媒体软件等的应用，设计师可以按照创意表达的需要，以数字技术为依托，将传统视觉设计中融入多种描述技法、艺术技巧和创意思维等，利用计算机的便捷操作，来进行数字视觉效果的展现。2008年的北京奥运会的设计就将视觉传达和数字技术两者之间的立体交互式融合优势发挥到了极致，以吉祥物福娃的设计过程为例，设计者在多次演示之后，将“福娃”的形象轮廓以虚实结合的手法进行绘制，在开幕式上，将声音、图像、文字和影响等有机融合成一体，再利用多媒体技术将制作好的“福娃”形象投放到每一个需要该图标的位置，再配合雄浑壮阔的现场活动，“福娃”的形象由静到动，从动到静，从平面到三维立体，从三维跃然游人的掌上，“福娃”的形象自此被深深地映入在游客和各大媒体受众的眼中和心里，经过无限制的传播后，福娃的含义和形象与2008年奥运会一起成为当年最热门的话题。

2.3 信息承载量拓展后的立体交互性

数字技术与传统的视觉设计之间存在着互通性，视觉设计中的数字视觉主要是以“数字技术”为创作和技术处理的依据，基于数字媒体的辅助，创作出具有独立意义和审美价值点的视觉表现和体验，数字技术发挥得越彻底，整个视觉设计的表现则越完整和立体，数字技术直接拓宽了视觉传达的信息量的容积，同时也对视觉传达的整体范畴进行了扩容，视觉传达所附着的信息量也随之增长，受到信息覆盖领域逐渐增大的影响，数字技术将视觉传达中原有的功能点，在改变设计方法的前提下，进行了全新视觉体验的表达，如2008年奥运会开幕式时那一枚枚经典的烟花大脚印，采用航拍的方式，从鸟瞰的角度忠实记录烟花的每一次绽放，并呈现到受众的眼前，给予受众全新的视觉体验，其中烟花的设计需要计算时间，其中所隐藏的数字技术种类和载体的数量，均无法估量。

3 立体交互性对数字技术和传统视觉传达的促进

3.1 立体交互性对数字技术创新的促进

数学技术在传统视觉传达中，以立体交互性为融合点，随着传统视觉传达逐渐向现代型的转变，而逐渐深入到工业设计、环境设计、广告设计以及绘画艺术等领域，而网络技术、电视、数码艺术设计、多媒体广告、数字电影等也开始进入视觉传达载体的历史舞台，当前，视觉传达设计的未来价值取向和未来视觉传递中表现形式的选择等，已经成为当前数字技术进行系统升级的重要依据，同样，受到立体交互性的影响，传统视觉传达在新媒体中的多样化应用，也开始对数字技术的创新提出了新的要求，以未来视觉传达和设计为课题，数字技术更需要在视觉设计的表现技法、思维创新、全球化、个性化和灵活化等要求方面进行多元化的整改，突破现有的对图画、文字、声音、语言等的有效融合现状，重视视觉感官在传达设计延伸领域的创作需要，配合设计师创作性的设计出更为独特的视觉设计产品，以数字技术革命的形式，将技术、技巧、经验、表现、形象、价值等设计元素纳入到技术创新中来，最大化地实现设计师的创意草图，在这样的发展方向里，数字技术的创新表现才有可能取代传统视觉传达的设计和表现技法，在为传统视觉传达何设计注入设计灵感的同时，也丰富了自身的功能性。

3.2 立体交互性对传统视觉传达的推动

立体交互性应用到传统视觉传达中，主要从视觉传达设计、图像设计、传统美学概念、图像制作、企业形象设计、企业宣传视频的设计、包装设计、企业形象设计等不同方面进行数字艺术传达系统的构建和信息的传递。立体交互性巧妙地将不同视觉下的设计标准和数字艺术软件搭配起来，在进行创作的过程中，传统视觉传达里也开始融入了多学科的交叉式概念和思维，诸如艺术、心理学、设计、传播学、数字技术等学科的相关知识点和新理念，这些知识点和理念对数字技术促进下设计者的设计视觉和设计情感的引导起到了直接的推动作用，并有利于设计者汇总现有资源和思想，汇总出一个最佳的视觉形象，并利用其所创造出的视觉语言和视觉符号，构建起合理化、科学化的视觉创意体验空间。在传统视觉传达的现代化转型过程中，立体交互性的三维立体技术表现为传统视觉传达的多媒体、多渠道选择带来了新的思考方向，比如当前互联网技术所承载的各类网站，按照视觉传达效果的美感要求和网站本身的构造设计，由立体交互性所引导的页面设计，必然会出现更为繁杂的站内链接关系和更为丰富的功能性，尤其是在符合人体舒适度的界面窗口排列、字体大小、字间距、菜单和图像的显示方式、色彩的搭配以及视频应用等方面，以一个较为庞大的信息传递视觉传达系统的形式，来帮助来访者获得感官上的体验，与此同时收获满意度和关注度。

4 反思数字技术和传统视觉传达中的立体交互性应用

数字技术对传统视觉传达立体交互时，传达的信息量和传递的次数均不受限制，传达的方式多种多样，此种改造下的信息必须重新设定传播渠道，使用两者的交互性特征来处理图像或者播放信息视频，信息的传播更加便捷、多样和丰富化。科技作为数字技术下，传统视觉进行创新式改革的助推器，其所提供的思维方式、设计工艺、理论模式以及创意点等均为艺术设计的发展提供了宝贵的意见和建议。新媒体和新技术形式的诞生，并不意味着原有技术和媒体形式的消亡，因此立体交互性的应用务必从多元化发展的多媒体角度进行运作方式的调整。伴随着数字化时代视觉传达的创造敏感性的不断升级，传统视觉传达和数字技术立体交互所产生的作用力，反馈在企业产品开发和科学技术的提升角度，则可以直接转化为设计生产力的价值和效益。

数字技术在视觉传达设计中带来的新突破，主要表现在两个方面，一方面是被艺术化的技术表现，一方面是被技术渗透后的艺术表现，无论使用哪种表现形式，均离不开科学技术和艺术体系双方面在理念和视角等方面的同步发展。此外，随着数字化视觉的不断拓展，传统视觉传达技术在被使用时，务必要保持创造性的敏锐直觉，尤其是在新技术的使用中，科技与设计生产力的能力之间必须坚持不断转化，以此来推动我国传统视觉传达在数字化时代的快速发展。

参考文献

[1] 薛曼君.基于数字化技术的视觉传达设计创新研究[M].中国创意设计年鉴论文集，2013（6）.

[2] 王晓瑜.数字艺术在当代艺术创作中与传统视觉艺术关系的思考[D].南昌大学，2012（12）.

[3] 刘黎明.数字化境遇下的视觉传达设计转型研究[D].中南大学，2010（11）.

[4] 王君洁.在新媒体艺术设计冲击下的视觉传达设计[M].艺术与设计（理论），2011（9）.

第8篇

关键词 数字化校园 教务系统 整理与思考

中图分类号：G473 文献标识码：A

Thinking of Digital Campus Educational Administration System in Data Processing

LI Jinping

(Department, Xi'an University of Art and Science，Xi'an, Shaanxi 710065)

AbstractThe digital campus is the use of computer technology in the school, such as information resources for consolidation and integration, to form the unified user management, unified management and unified access control, ensuring highly shared information in various departments within the school. Of digital campus educational administration management system is an important part, in the collation of data extracted from the academic management system basic encoding rules for the table, and give some thoughts on the construction of digital campus proposal.

Key wordsdigital campus; educational administration system; thoughts

0 引言

伴随信息化建设的不断增强，大学校园教务处、学生处、图书馆、计财处等部门都有相应的计算机软件帮助管理人员解决一些数据统计方面的问题，但是相对独立的软件运行模式使得部门之间各种信息数据不能实现共享，数字化校园也正是在这一背景下利用计算机技术、网络技术、通讯技术对各部门数据资源进行集成和整合，通过统一的用户管理、统一的资源共享和统一的权限控制，使得大学校园实现信息数据高度共享。为适应现代教育的发展和要求，目前各大高校与相关软件有限公司签约，进行数字化校园的规划和建设，通过数字化校园的建设来整合校内资源，推进教学、科研等管理水平的提高，从而增强学院综合办学实力。教务处数字化校园管理平台是数字化校园的重要组成部分，为保证教务处数字化校园管理平台正常启用，基础数据的整理工作是重中之重，也是保证教务处数字化信息平台正常运行的关键环节，因此加强基础数据整理等工作意义重大。

1 数字化校园中教务系统基础数据整理思路

教务处数字化校园信息平台基础数据分公共代码基础数据、学籍基础数据、成绩基础数据、计划基础数据四为部分，为保证新、旧平台的平稳衔接及新系统的按期运行，具体整理流程如图1：

通过分析与整理，公共基础数据主要包括系代码、专业代码、班级代码、课程代码、教师基本信息、学生基本信息、教师职称代码7个基础表，在简单易处理的原则下（系院）代码、专业代码、班级代码、课程代码、教师基本信息、学生基本信息编码规则如下：

系（院）代码由两位数字组成，根据学院基本情况依序排列；专业代码系统编码规则：专业代码由四位数字组成，含义规定如下：

学院（系院）代码 专业序号

课程编码由六位组成，1-2位为开课部门（或学院代码），3-6位为课程序号；另外同一门课分几个学期开设的，视为不同课程，课程命名是在课程名称后加Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ……以示区分，如公共体育Ⅰ、公共体育Ⅱ、公共体育Ⅲ……

系院代码课程序列号

班级代码XX XX XX六位 ，1-2位为该班级所在的系院代码，3-4位为年级，5-6位为班级序号；

系院代码 年级班级序号

学号按以上规则定义， 基本定义规则班号加学生所在班级的序列号。

系院代码年级班级序号学生序号

教师编号根据以上定义。

学院（系院）代码 教师序号

2 数字化校园中基础数据整理中发现的主要问题

2.1 数字化校园建设过程中缺乏统一的部门协调

数字化校园是一个信息集约的虚拟校园，在教务系统数据整理中发现高校对数字化校园的认识不够，教务系统基础数据的编码仅仅作为一个单独的系统来定制，其实数字化校园的建设是一个庞大的系统工程，教务系统只是其中的一部分，为实现真正意义上的数据共享，除了利用计算机技术、网络技术、通讯技术建立网络等硬件秩序，还急需建立一定的组织机构协调处理数字化校园建设过程中的部门之间的关系，制定并出台数字化校园的相关管理规定和各种标准。

2.2 数字化校园建设过程中缺乏一支专业化的建设队伍

数字化校园的建设需要一支专业化的建设队伍，但是在数据整理中由于各系院参与数字化校园建设的人员没有计算机专业背景，导致基础数据整理工作思路无法下达，致使数据整理工作多次返工，数据整理工作无法按期推进并高质量的完成。

2.3 数字化校园建设的宣传工作还需进一步加大

数字化校园是对大学校园内信息全面数字化，许多高校已意识到数字化校园建设对高校发展起到一定的促进作用，但面临招生、教学、就业等生存压力，加之数字化校园的建设的效益和作用在短期内不能显现出来，往往忽视了数字化校园的宣传工作，最终导致数字化校园建设被理解为传统的部门独立的软件系统模式的信息化建设。

3 数字化校园中基础数据整理的思考

（1）学院应设立数字化校园的管理组织机构。高校启动数字化校园后，应成立相应的数字化校园管理机构，通过数字化校园管理机构协调数字化校园建设过程中各部门之间出现的各种问题或相互交叉工作。数字化校园组织机构应在院级设置信息化职能部门――信息处，将信息处作为“大学数字校园建设管理委员会”的日常办公机构。通过数字化校园管理组织机构，统一规划数字化校园建设过程中的各种标准、经费的分配、阶段性任务的下达和检查等等。

（2）目前各高校各部（处）、系院的信息化工作由非计算机背景的人员兼任，这些兼职人员由于缺乏计算机专业知识，无法正确贯彻执行数字化校园建设方案并解决数字换校园建设中本单位出现的各类计算机专业问题。学校应在各部（处）、院（系）设立“信息主管”岗位，有必要的处室可以设置信息科，并配备有一定计算机技术背景的“信息网络管理员”开展工作。他们的工作是在学校信息处的领导下，按照学校数字校园建设的规划，完成与本单位有关的信息网络建设工作。

第9篇

关键词：交通运输资源；交通区位；运输经济；交通规则

通过重视交通运输资源对运输经济进行分析，需要对其内在的关系进行分析，一是对交通运输资源与交通运输的关系，二是对交通资源与交通区位的关系，三是对交通运输资源与交通规划的关系，四是对交通运输资源同其他的运输经济之间的关系，通过对这四层关系的深入分析，能够很有效地进行体现交通运输资源重要性的运输经济分析。接下来，笔者将对这四个方面的关系进行一一分析。

一、交通运输资源与交通运输的关系

交通运输资源是交通运输的前提条件。交通运输资源包括公路，铁路，航道以及机车，火车，船舶等不动产资源和动产资源；还包括从事交通运输工作的人力资源，和交通运输管理体系等软资源。所以，交通运输资源是交通实现运输的手段和前提条件。交通运输作为一项基本的社会活动以及经济活动，具备以下四个要素：①交通运输的网络；①交通运输的基础设施；③交通运输的运输对象（旅客，货物等）；④交通运输的管理模式，管理体系。交通运输的功能性有赖于交通运输资源得以实现。

二、交通运输资源与交通区位的关系

何谓交通区位呢？在进行具体分析交通运输资源与交通区位这两者的关系之前，我们先来介绍一下什么是交通区位。简单地说来，交通区位就是指因为交通不动产资源所具有的成本上的优势，从而使得交通行为和交通资源集中在一起的区位。包括有交通区位线和交通区位点两个部分：交通区位线比如线路或者通道等；交通区位点比如车站，广场，交通枢纽等等。交通资源我们在摘要中已经明确介绍，那么接下来笔者来说一下什么是交通行为。交通行为指的是对旅客还有货物的空间转移活动的总称，可以是运输公司提供的营利性，服务性的活动，也可以是自身进行的活动。

交通区位根据其存在的性质特点可以分为以下五种，分别为：①为满足社会经济发展之需要而存在的交通区位。这是指受社会经济之发展，其他交通区位的影响，而需要设立的交通行为与交通资源集中的区位。这种交通区位的本质的性质是虽然有需求，但是还没有形成实际存在的交通区位；②自然或者自发而形成的交通行为，交通资源集中区域――交通区位。这是指没有政府投资建设，或者所需要建设的设施所需资金特别低而形成的交通区位。这种交通区位的本质特点是所需要投资的成本极低；③理想交通区位。这是通过人们的科学，全面地分析之后，而发现的最佳，理想的交通行为，交通资源的聚集区域。这种交通区位的本质特点是经过人们的全面，科学地分析，交通区位具备更高的正确性，合理科学性；④计划方案中设定的交通区位。这是根据交通运输之发展而设定的计划方案中存在的交通区位；⑤人工建设的交通区位。这是现实中实际存在的一种交通区位。这种交通区位的缺点是一旦与社会经济发展不符合，与交通运输的实际发展情况不符，则无法改善。

交通运输资源与交通区位存在以下五种关系：①互生关系。即有交通行为，交通资源的地方就一定会有交通区位，二者不可分割；②如果仅仅有潜在可能的交通行为或者交通资源而没有事实上的交通行为或者交通资源，那么交通区位就不一定会存在，因为需要投入一定的资金进行基础设施的建设。比如具有优良转运能力的港口，如果没有进行基础设施的建设，也不会形成交通区位；③交通区位的形成需要完整的交通行为与交通资源。交通运输资源如果仅具备交通运输行为或者交通资源，那么，交通区位也不会形成；④因为交通区位的建设成本普遍较高，所以，如果交通运输资源有限的话，一般情况下也不会形成交通区位，因为投资与收益不成比例，会导致经济亏损；⑤交通运输资源需要交通区位，所以只要存在较为频繁的交通行为以及丰富的交通资源就会有交通区位的存在。

三、交通运输资源与交通规划的关系

交通运输是一项消耗大量经济成本的社会经济活动。交通运输资源的形成费额高昂，所以只有通过合理科学的交通规划才能实现交通运输资源的高效利用，提高运输效率。交通规划需要将运输经济学中的先进理念整合进来，保证交通规划的合理，科学。科学，合理的交通规划能够发现理想的交通区位并进行合理地投资进行建设，发挥交通运输资源的最大作用，降低运输资源在运输活动中的损耗，提高交通运输资源的使用效率。衡量交通规划是否合理有一下几项标准：①规划实施是否及时全面；②交通行为与交通资源是否能够与交通区位成功整合；③交通行为，交通资源与交通区位是否相适应；④规划的交通区位是否在实践中收益明显，是否能够促进运输经济的发展。

四、交通运输资源与其他运输经济之间的关系

过去运输经济的研究内容，缺少对交通运输资源的分析，所以运输经济的结构并不完整。现代的运输经济研究加强了对交通运输资源的重视，所以与交通运输资源相关的其他运输经济学的内容也多了起来。随着我国社会的发展，公众对于交通运输资源的分配制度以及公平性越来越关注。运输经济中的资源分配制度，以及公平制度，将在交通运输资源的前提下有所建立，健全完善。

由于部分自然交通资源的可耗竭性和非再生性，也由于人工交通设施能力增加的突变性和大量投资的沉淀性，以及很多交通资源存在的公益性和准公共性等特点，运输经济学必须关注系统外部资源转化为专属交通资源和已有交通资源的优化配置与使用问题，避免交通规划、建设及交通运输活动中的资源浪费和滥用。任何社会资源都是有限的，当一项资源用作某种用途以后，就减少了其在其他地方使用的机会，因此经济学特别关注资源被使用而产生的社会付出，即机会成本。无论是运输系统内部的资源，还有可能形成专属交通资源的外部资源，都是短缺的，要尽可能用较少的交通资源完成社会经济所需要的运输位移。交通资源可以从不同角度进行分析考察，包括政府关心的交通资源、交通规划机构和人员关心的交通资源、运输企业关心的交通资源、使用者关心的交通资源和社会公众或学术界关心的交通资源等。行业部门和地方政府首先关心如何使本系统或地区获得更多外部资源，然后才是如何使本系统或地区内的运输资源效率更高，而中央政府更应该关心如何使交通系统专属资源和系统外部资源保持平衡，使更大的宏观系统平稳运行。交通规划和建设负责实现把外部资源变为专属交通资源过程中在时间、空间和物性三个维度上的耦合，过去规划机构主要关心各运输方式系统内专属资源的使用效率最高，目前也需要更多关心综合交通网的效率以及系统与外部环境的和谐，当然规划委托主体的不同以及规划方法和规划程序的不同，也会使规划方案的指向出现差别。运输企业关心自身能够控制或利用的交通资源与其他资源的有效结合，使核心资源的使用效率最高并形成市场上的竞争力。交通使用者更关心利用社会交通资源实现自己所需要的客货位移，当然自有运输也导致其对交通工具的拥有。对于社会公众来说，人们会更关注交通资源的分配制度和分配的公平性，以及运输业发展对自身生活质量的正负影响。而学术界的兴趣则可能在于各种资源配置问题中的因果关系，包括在各种约束条件下和规则保障条件下如何通过交换实现交通资源的有效配置，特别是有助于实现一体化的完整运输链条等。

对交通运输资源的方方面面进行认真深刻地研究，对于运输经济学有着重要的积极作用。能够推动运输经济学学科的结构完整，扎实，内容详尽。同时，运输经济学的发展对于交通运输资源的高效利用也有着重大的推动作用。目前在我国，运输经济学的主要研究内容是：节约投资的同时，加强交通运输的资源补充，新建，技术提升，改善运输业的经营管理制度，最终扩大我国的运输能力，适应高速发展的社会主义市场经济的需求。所以，重视基于交通运输资源的运输经济分析就有重要的现实意义。笔者希望本文能够为大家提供参考，促进交流，共同学习进步！

参考文献：

[1]陶然，向静.优化铁路运输资源配置.实施列车运行图编制集中化[J].中国铁路，2005（4）.

第10篇

远程教育网络遭到的攻击主要分为下列几种情况：一是拒绝服务攻击DOS。这一情况的产生主要是由于攻击使得一方用户可用资源严重缺乏，造成系统资源可用性的降低，从而降低远程教育系统的服务能力；二是逻辑炸弹。即通过攻击，使远程教育系统本来的资源被其他特殊功能服务所替代；三是特洛伊木马。这一攻击指系统被执行了超越规定程序以外的其他程序；四、计算机病毒和蠕虫。即计算机受到病毒感染，使得自身程序被恶意篡改，从而使其他程序受到感染，最终导致网络通信功能受损和远程教育系统的瘫痪。

二、远程成人教育系统网络安全策略

（一）建立专用的虚拟网络。专用的虚拟网络以安全性能较低的网络为信息媒介，并通过身份认证和加密，以及隧道技术等方式来建立专门的有针对性的网络。通过这个网络学习可以保障信息的安全性。通常，网络防火墙所附带的专用虚拟模块可以实现虚拟网络专用，从而保证了虚拟专用网的安全性能。

（二）数字加密方式。为了防止信息被非授权用户窃听，以及恶意软件的攻击，在数据传输时可以使用数字加密技术。数字加密技术在远程教育系统中通过硬件加密和软件加密来实现。硬件加密具有实现方便和兼容性好的特点，但也存在相应的缺点，例如密钥管理复杂，而软件加密由于是在计算机内部进行，从而使攻击者更容易采取程序跟踪等方式对远程教育系统的网络进行攻击。

三、远程成人教育系统服务器安全策略

（一）安全的远程教育操作系统。Windows操作系统在成人教育的远程教育系统中占大多数，而这一系统存在多种安全漏洞。因此，要定期进行补丁下载，如果宽带速度受限，则可以通过相关程序设定来更新补丁，从而保障服务器的安全与正常使用。

（二）负载均衡技术。负载均衡技术可以平衡服务器群中的所有服务器，并通过实时数据的反应，均衡服务器之间的工作分配，使得服务器达到最佳的性能并且实现服务器的智能管理，从而保证了远程教育系统的可靠性。

四、远程成人教育系统访问控制策略

远程教育网络的访问控制可以分为以下两种，第一，控制外部不知名用户通过网络服务对主机的访问；第二，控制内部人员对远程教育系统网络的访问。对于第一种情况，可以设置服务器程序来进行限制，比如限制来访者的IP地址或只允许部分用户访问主机，坚决拒绝恶意用户的访问。而第二种情况，可以设置用户的身份认证控制，核实访问者的身份是否符合设备或进程所声明的条件，构成网络安全访问的第一道防线。通常，会设置相关口令对访问者身份进行核实。在此情况下，非授权的用户就不能够使用账户。但是这种方式也存在一定的弊端，因为其主要方式是明文传输或者静态方式，所以会发生对字典的攻击，网络被窃听，信息机密被泄露等情况，为此，必须对口令设置等相关程序进行更新或改进。

五、远程成人教育系统网络安全管理策略

第11篇

关键词：ZigBee模块 交警手势 无线传输

0引言

目前，公路路口所用的交通灯几乎都是按照事先设计好的程序来执行相应的控制过程，或者可以通过控制台的电脑进行改变，这样的交通灯灵活性比较差，在出现交通堵塞或者一些特殊情况时不能根据现场情况灵活的疏导交通。使用遥控器实现现场控制的交通灯，它的缺陷就是设备的可移植性差。交警有时会通过手势引导车辆通行，由于人为因素，偶尔会出现交警的指挥手势与交通灯指示不一致的情况，造成误导。近年来随着ZigBee技术以及动作识别技术的发展，为这些问题的解决提供了一些新的思路。

1 交通控制系统总体结构

本系统由动作信息识别模块，控制方位检测模块，信号传输模块和信号灯控制模块构成，其中动作信息识别模块和控制方位检测模块负责对交警手势以及控制方向进行识别和判断。交警手势的识别采用SMB380加速度传感器，通过分析不同方向轴上的加速度数据判断出相应的交通手势；控制方向的识别采用TCM5电子罗盘，通过分析交警面对方向的参数，判断出相应的控制方向，采集后的数据交至CC2430ZigBee模块处理，并通过无线方式传输至相应的道路信号灯控制终端进行道路控制。

2 系统硬件设计

本系统由动作信息识别传输模块和道路信号显示终端两部分构成。

（1） 动作信息识别传输模块

负责对交警手势以及控制方向进行识别和判断，交警手势的识别采用SMB380加速度传感器，通过分析不同方向轴上的加速度数据判断出相应的交通手势。控制方向的识别采用TCM5电子罗盘，通过分析交警面对方向的参数，判断出相应的控制方向。TCM5电子罗盘，属于三轴电子罗盘，能够对倾斜情况下产生的读数误差进行补偿，实现水平方向方位数据采集；并且有串行接口，与CC2430ZigBee模块相连，实现交警面对方向参数的快速传输，通过分析交警面对方向的参数，判断出相应的控制方向。

（2）微处理器模块

采用集成在CC2430内部的8051 CPU。集成的CPU有4种不同的内存空间：代码区、数据区、扩展数据区和特殊功能寄存器区，不同的内存空间有利于代码和数据的分离，提高CPU对内存的访问速度。

（3）无线通信模块

① CC2430是一款符合ZigBee标准的低功耗通信芯片，具有快速唤醒和搜索外部设备功能，可以使节点更多地处于休眠状态而节约功耗，而且其信道频率和功耗等参数可以灵活设置。CC2430通信模块的天线考虑到无线传感器网络通信质量的要求，采用单极性天线，单极性天线在差分输出与天线之间要求使用“平衡-不平衡变压器”。

② 无线传感器网络节点电源为电池供电系统，选用的电池为手机专用锂电池。为了使系统在电池供电时，工作时间持续长，在设计电源模块时要考虑到节点的节能问题。CC2430提供4种电源管理模式：PM0、PM1、PM2和PM3，合理地使用这4种模式可有效地降低节点的能耗。

3 系统软件流程

本系统用C语言编程，软件采用模块化结构程序设计方式，总体程序框图如图2所示。单片机上电复位，程序开始执行，初始化单片机端口，采集到的加速度数据经过相应的数据转换后送到ZigBee发送模块进行数据传输，ZigBee接收模块接收加速度数据，如果没有接收完，则继续接收。接收完数据经过数据处理，传送数据到显示模块进行显示。

图2 程序框图

4 结语

基于ZigBee通信技术的交通控制系统系统具有数据传输安全可靠、能够根据现场环境实现交通灯的灵活准确控制，满足各种特殊的控制要求，设备的可移植性好，不同的交通路口只需要根据交通灯的位置更改一下相应的方位参数，就能够投入使用是一项极具市场前景的高科技项目，将会创造巨大的经济效益和综合社会效益，具有很好的应用前景。

参考文献：

[1]陈羽中.802.11无线网络性能与公平性问题的研究.合肥：中国科学技术大学信息处理中心，2005

[2]詹杰，石伟.基于Zigbee的智能公交无线通信网络的设计.现代电子技术，

2007，30（04）：118-120

第12篇

引言

目前，交流伺服系统广泛应用于数控机床，机器人等领域，在这些要求高精度，高动态性能以及小体积的场合，应用交流永磁同步电机（PMSM）的伺服系统具有明显优势。PMSM本身不需要励磁电流，在逆变器供电的情况下，不需要阻尼绕组，效率和功率因数都比较高，而且体积较同容量的异步电机小。近几年来，随着微电子和电力电子技术的飞速发展，越来越多的交流伺服系统采用了数字信号处理器（DSP）和智能功率模块（IPM），从而实现了从模拟控制到数字控制的转变。促使交流伺服系统向数字化、智能化、网络化方向发展。本文介绍了一种永磁同步电机的伺服系统设计方法，它采用F240DSP作为控制芯片，同时采用定子磁场定向原理（FOC）进行控制。实验结果证明，该系统设计合理，性能可靠，并已成功地应用于实际的伺服控制系统中。

图1 系统控制框图

1 PMSM数学模型

永磁电机可分为两种：一种输入电流为方波，也称为无刷直流电机（BLDCM）；另一种输入电流为正弦波，也称为永磁同步电机（PMSM）。本文针对后者的系统设计。为建立永磁同步电动机的转子轴（dq轴）数学模型，作如下假定：

1）忽略电机铁心的饱和；

2）不计电机的涡流和磁滞损耗；

3）转子没有阻尼绕组。

在上述假定下，以转子参考坐标（轴）表示的电机电压方程如下：

定子电压方程

ud=Rsid＋pψd－ωeψq  （1）

uq=Rsiq＋pψq＋ωeψd   （2）

定子磁链方程

ψd=Ldid＋ψf   （3）

ψq=Lqiq   （4）

电磁转矩方程

Tem=3/2Pn[ψfiq＋(Ld－Lq)idiq]   （5）

电机的运动方程

J(dwm/dt)=Tem－TL   （6）

式中：ud，uq为d，q轴电压；

id，iq为d，q轴电流；Ld，Lq为定子电感在d，q轴下的等效电感；

Rs为定子电阻；

ωe为转子电角速度；

ψf为转子励磁磁场链过定子绕组的磁链；

p为微分算子；

Pn为电机极对数；

ωm为转子机械转速；

J为转动惯量；

TL为负载转矩。

2 矢量控制策略

上述方程是通过a，b，c坐标系统到d，q转子坐标系统的变换得到的。这里取转子轴为d轴，q轴顺着旋转方向超前d轴90°电角度。其坐标变换如下。

2.1 克拉克（CLARKE）变换

    2.2 帕克（PARK）变换

    从转子坐标来看，对于定子电流可以分为两部分，即力矩电流iq和励磁电流id。因此，矢量控制中通常使id=0来保证用最小的电流幅值得到最大的输出转矩。此时，式（6）的电机转矩表达式为

Tem=（3/2）Pnψfiq    （11）

由式（11）看出，Pn及ψf都是电机内部参数，其值恒定，为获得恒定的力矩输出，只要控制iq为定值。从上面dq轴的分析可知，iq的方向可以通过检测转子轴来确定。从而使永磁同步电机的矢量控制大大简化。图1是其系统的控制框图，该系统可以工作于速度给定和位置给定模式下，并且PWM调制方法采用空间矢量调制法。

3 系统软硬件设计

3.1 硬件设计

3.1.1 DSP以及周边资源

以DSP为核心的伺服系统硬件如图2所示。整个系统的控制电路由DSP组成。DSP作为控制核心，接受外部信息后判断伺服系统的工作模式，并转换成逆变器的开关信号输出，该信号经隔离电路后直接驱动IPM模块给电机供电。另外EEPROM用于参数的保存和用户信息的存储。

3.1.2 功率电路

整个主电路先经不控整流，后经全桥逆变输出。逆变器选用IGBT的智能控制模块。模块内部集成了驱动电路，并设计有过电压、过电流、过热、欠电压等故障检测保护电路。系统的辅助电源采用开关电源，主要供电包括6路开关管的驱动电源，DSP，IO接口控制芯片的电源和采样LEM。

    3.1.3 电流采样电路

本系统的设计要求至少采用两相电流，由于负载的对称性，故采样ib和ic两相电流。采样电路采用霍尔传感器并经模拟电路处理在±5V的电压范围内，再经双极性A/D转换芯片后送入DSP内。

3.1.4 转子位置检测电路

电机反馈采用增量式光电编码器，该编码器分辨率为2500脉冲/转，输出信号包括A，B，Z，U，V，W等脉冲，其中A和B信号互差90°（电角度），DSP通过判断A和B的相位和个数可以得到电机的转向和速度。通过采集这些信号判断电机转子的位置和电机的转速。另外U，V，W三相互差120°（电角度），用于在电机启动时判断电机转子的位置。

3.1.5 保护电路

系统在主电路中设置了过压、欠压、IGBT故障、电机过热、IPM过热、编码器故障检测等保护，故障信号经逻辑电路后可直接封锁开关脉冲，同时通过DSP的I/O口输入，通过软件检测来实现系统的保护。

3.2 软件设计

DSP伺服控制程序由3个部分组成：主程序、定时采样程序和DSP与周边资源的数据交换程序。

3.2.1 主程序

主程序内完成系统的初始化，I/O接口控制信号，DSP内各个控制模块寄存器的设置等，然后进入循环程序。

3.2.2 定时采样程序

定时采样程序是整个伺服控制程序的核心，在这里实现电流环、速度环的采样以及矢量控制、PWM信号生成、各种工作模式选择和I/O的循环扫描。其中，每个采样周期完成电流环的采样，开关信号的输出，速度环和位置环控制。PWM控制信号采用规则采样PWM调制方法生成，在每个采样周期中对每相电流进行一次误差判断以决定下个周期开关管的占空比。

3.2.3 数据交换程序

数据交换程序主要包括与上位机的通信程序，EEPROM中参数的存储，控制器键盘值的读取和显示程序。其中通信采用串行通信接口，根据特定的通信协议接受上位机的指令，并根据要求传送参数。键盘每隔0.2ms扫描一次，更新显示。

4 试验结果

上述伺服系统采用交流永磁同步伺服电机，其额定功率2.5kW，额定电流10A，额定转速2000r/min，额定转矩6N·m，定子电感8.5mH，定子电阻2.8Ω。图3为空载下电机额定速度的起动波形，通过仿真获得。图4是定子电流的dq分量起动波形，通过仿真获得。图5是空载起动时的B相电流波形。图6是电机带载稳态运行时的B相电流波形。

仿真和实验结果表明该系统具有较快的动态响应和较高的控制精度，完全能够满足伺服系统的要求。并且该系统已经成功地应用于数控车床的伺服控制系统中，性能良好。

第13篇

项目背景 随着我国逐渐进入老龄化社会，老年人数量越来越多，许多老年人患有各种老年性疾病，严重者会失去生活自理能力而长期卧床，而子女和家人不可能时刻伴随着老人。基于ZigBee技术的无线紧急呼叫系统，就是在此背景下进行研究和开发的。当老人需要帮助，而家人又不在身边时，可以通过手持终端上的按键发送求助信息，家人看到灯闪或听到声音就明白老人需要帮助，可及时前往而有效地利用时间。

ZigBee技术简介 ZigBee协议是2001年6月成立的ZigBee联盟专门为实现家庭及办公室自动化的控制系统、医疗保健设备及自动化检查系统的通信应用而开发的一种无线通信标准。与其他无线通讯协议相比，具有低速率、近距离、短时延、高安全、免执照频段等特点，是以低复杂度、低成本、低功耗为目标的一种无线通讯协议。老年求助呼叫系统对数据传输可靠性要求很高，但每次需要传输的数据信号容量很小，要求呼叫端设备的重量和体积较小，这些应用要求与ZigBee协议的特点很吻合[1]。

2 系统总体结构设计

ZigBee网络通常由协调器、路由器、终端设备三个节点构成，每个ZigBee网络需要且只需要一个协调器，用来创建ZigBee网络，并为最初加入网络的节点分配地址；路由器节点有转发数据功能，起到路由的作用；终端设备节点之间，只能与协调器节点通信，通常只周期性地发送数据[2]。本系统用于家庭网络，研究表明，一般家庭面积25*25 m2内，ZigBee在此范围的通讯误包率基本为零[3]，因此不设ZigBee路由节点。本系统由一个协调器节点和五个终端设备节点形成一个星型网络拓扑结构。

系统由病人呼叫器、协调器、应答器构成。系统总体结构如图1所示。其中，中控器在网络中充当协调器，负责建立和管理网络、信号的转发。呼叫器和应答器在网络中充当终端设备。呼叫器用来发送呼叫请求和取消  。

3 系统硬件及软件设计

系统硬件设计

1）中央处理器模块。本研究选用德州仪器的CC2530 F256集成芯片，该芯片集成了增强型8051微控制内核与的2.4 GHz的RF收发器，具有256 K的内存，系统内包括可编程闪存、8 KB RAM、A/D转换器以及许多其他功能。同时具有网络节点功能强大、唤醒与休眠工作模式多样、材料成本低廉的特点，使得它更适应超低功耗要求的系统[2]。本系统节点主要由CC2530片上系统接收发射模块、电源模块、下载接口模块（同时兼顾仿真接口）、发光二极管显示模块和独立按键模块等组成[6]。同时结合该公司开发的ZigBee协议栈（Z-Stack）为用户提供了一个较好的ZigBee应用解决方案，可在此协议栈基础上开发特定应用场合下的应用程序。选用CC2530，可相对简化并降低硬件系统的设计难度。

2）协调器设计。网络协调器是ZigBee簇状网内各节点通信的核心，在网络建立之初，每个网络有且仅有一个协调器节点，主要负责网络的发起、参数的设定、信息的管理及维护。根据所选择的微处理器，硬件总体设计方案如图2所示。协调器节点主要由处理器模块、射频模块、电源管理模块、复位电路、蜂鸣器、IDC10下载器插槽、串口等各外部接口等组成。因协调器要根据需要不停地查询网络中的信息，因此要外接稳定的电源，在终端的电源模块基础上增加了外部稳压源接口。CC2530芯片作为射频模块，用于数据处理、接收和发射信号；蜂鸣器和LED指示灯分别用于声、光报警。

3）呼叫器和应答器设计。呼叫器和应答器均为无线可移动设备，由电池供电。其电路框图如图3、图4所示。CC2530芯片作为射频模块，用于数据处理、接收和发射信号；呼叫器的按键1、按键2可根据需要设置成不同需求的按键，如“卫生”“服药”等，LED指示灯用于报警提示。

系统软件设计 系统由1个协调器、1个呼叫器和4个应答器共6个节点组成一个星型网络，由于本文使用TI公司的CC2530芯片进行硬件设计，故在软件设计时采用了与之配套的，同为TI公司的Z-Stack协议栈，开发环境选用IAR7.60，TI Z-STACK协议栈可方便地组建自己的无线通信网络。在ZigBee协议栈中，已经实现了协调器、路由器以及呼叫器的程序，在此基础上，根据无线呼叫系统的硬件设备的实际情况，用IAR Embedded Workbench软件开发工具编写相应的应用程序并进行调试，最终下载到芯片上加以实现。

1）协调器。协调器的工作流程如图5所示。协调器上电后，首先进行设备初始化，包括硬件电路初始化、寄存器初始化、协议栈初始化、操作系统初始化。然后进入执行操作系统，进入无限循环的任务执行程序中。系统定义了“UARTGetchar（）”函数，负责接收呼叫终端发送过来的字符，ZigBee将接收到的字符传给此函数。

本项目定义一个变量，通过if语句来判断老人是否发送了请求。当条件满足后，才会执行控制函数，从而控制协调器上LED警示灯闪烁[7]。

2）呼叫器与应答器。作为ZigBee网络终端节点的呼叫器、应答器的初始化过程与协调器基本类似。如图6所示，呼叫节点首先进行系统初始化，然后加入网络，进入休眠模式；当有呼叫请求时，按键中断唤醒，把请求信息发送给协调器。在CC2530开发板本身设计的3个按键中任选一个按键，定义“key_get（）”函数，用来判断按键是否被按下，若按下了，则通过“uart_puts（）”函数把设定好的字符通过UART串口给发送出去。与此同时，执行“BuzzerSound（）”求助警铃函数，通过定时器来控制声音。在接收到控制命令数据后，发送数据到协调器，若发送不成功，将延迟1 s后重发。

如图7所示，应答器工作流程与呼叫器基本一致，不再赘述。

测试结果 通过抗干扰能力测试，ZigBee通信网络数据传输可靠性高，基本不受家庭中各种家用设备的干扰[3]，在普通的家庭环境中误包率基本为零。

4 结束语

本文利用ZigBee自组网络技术，采用CC2530作为射频收发芯片，设计了老年呼叫系统，创新点在于呼叫器可根据老人不同需求发出不同信号。老人求助终端不仅适用于家里的老人，其他因伤、病、残等原因造成行动不便而需要被人照顾饮食、卫生、就医等病人也可使用该功能。系统能耗低，价格便宜，有较好的市场应用前景。

参考文献

[2]蔡丽婷，陈平华，罗彬，等.基于CC2530的ZigBee数据采集系统设计[J].计算机技术与发展，2012（11）：197-200.

[3]赵锦萌，吴效明，张莉莉.面向家庭的ZigBee医疗监护网络研究[J].计算机测量与控制，2012，20（3）：780-783.

[4]邹劼，陈盛云.一种基于ZigBee技术的病房无线呼叫系统的研究与设计[J].郑州轻工业学院学报：自然科学版，

2011（12）：95-98.

[5]翁慧，郭裕顺.基于ZigBee技术的无线呼叫系统设计[J].杭州电子科技大学学报，2009（6）：40-43.

第14篇

【关键词】数字电路与系统实验；本科工程教育；研究性教学；交互式教学

【Abstract】The research-based teaching requires teachers to organize teaching by explore ways to cultivate students’curiosity and creativity.Using the FPGA technology students’learning interest and study effect can be inspired and improved in experiment teaching of digital circuits and system. Though the reform and exploration， the students’ability of exploration research and engineering skills can be improved for the national undergraduate electronic design contest.In this paper，under the guidance of research-based teaching，application of FPGA technology to the digital circuits and system experiment teaching be carried on the investigative teaching method and the exploration practice.

【Key words】Digital circuits and system experimental course；Research-based teaching；Bachelor engineering education；Interactive teaching

0 引言

课程教学是高等教育的主渠道，推动课程体系创新和教学内容、方法、手段的改革，已逐渐成为高等教育创新性人才培养目标改革的趋势之一[1-3]。电子信息类实验教学是高等院校理工类专业学生重要的专业基础课，也是学生在大学教育阶段的主要工程性实践环节，它对培养学生的素质和能力十分重要，实验教学效果对学生专业技能的培养以及就业都将产生直接影响[4-8]。

数字电路与系统实验课程是数字电路理论课程学习到工程师转换的一座重要的实践桥梁。我们采用研究性教学模式为了进一步提升学生的创新意识和创新能力，创立类似科学研究的氛围，以引起学生深刻体验和共鸣。通过该实践环节的磨砺，使学生巩固和加深对数字电路和模数混合系统的理解，增强工程应用和工程实践能力，为学生参加全国大学生电子设计大赛打下了坚实的基础。电工电子实验系列课程是南京邮电大学独立设置的实验实践课程，也是重要的学科基础课程；同时也是理论性、实践性和工程技术性都很强的必修课程；是江苏省重点建设课程和省级精品课程。本文在研究性教学思想的指导下， 应用FPGA技术对数字电路与系统实验教学进行研究性教学实践， 探索实施研究性教学的教学方法。

1 授课内容的变化

目前CPLD/FPGA有着越来越广阔的应用前景，它和DSP及CPU并称为电子系统的三大基石。CPLD/FPGA具有体系结构先进、支持在线编程、应用灵活、集成度高、功能强大、设计周期短、开发成本低、开发工具先进、产品标准化程度高、性能稳定以及可在线检验等优点，被广泛应用于通信、仪器仪表、工业控制、信息处理等系统的设计与生产中。而掌握CPLD/FPGA设计技术已成为当今硬件工程师和IC设计工程师的必备技能。

在授课内容上体现了继承与发展。即：继承基于中小规模集成的电路设计并实现数字电路，发展目前产业常用的CPLD/FPGA实现数字电路。通过本课程授课内容的更新，使学生通过本课程掌握VHDL的程序设计方法与CPLD/FPGA的硬件设计与实现方法，培养在硬件、软件方面独立分析问题、解决问题的能力。

通过授课内容的变化，使学生既掌握设计与调测基于中小规模集成电路的方法，锻炼学生的基本电路的调测和差错能力，同时训练学生掌握新技术、新工艺和新软件，为学生解决复杂工程问题提供必要的知识积累。

2 授课形式的变化

依托我校电子科学与技术国家级实验中心平台，并结合授课教师的科研背景，我们编写了偏重与基础实验技术与工程应用的普通高等院校电工电子实验实践系列教材，通过具有代表性的工程案例，强化电工电子实验课程的工程技术性，并形成电工电子实验技术知识体系。同时积极完善该课程的教学视频、电子教案、综合芯片数据表文件、实验案例以及工程案例等线上资源，保证课程的系统性与完整性。

在授课形式上打通理论课和实践课程的鸿沟，将数字电路理论课中的设计报告和研究报告在实践课程中加以实现。要求实验报告都要以科技论文的形式书写，尽早锻炼学生的实验设计能力和文字表达能力，提升学生的研究和沟通能力。

3 考核形式的变化

针对研究性教学的形式，我们构建了多元化的考核方式。评分标准既包括了平时实验报告的提交与报告质量、实验操作情况、期中考试成绩和期末考试成绩，同时还包括了交互式学习的内容。在传统的“平时+期中+期末”考核方式的基础上，加入了平时实验操作成绩。考试和期中测验允许学生携带自行准备的参考资料进入考场，同时试卷分为实践部分（60分）和实验技术与实验理论部分（40分）。同时，由学生自主完成各种创新实验，培养学生的工程实践能力和创新能力。这种灵活的考核模式，有利于学生锻炼工程实践能力，完备学生的电子电路设计与实现的知识体系。

4 结束语

针对学生在工程实践、创新能力薄弱的难题和瓶颈，我们在电工电子实验实践课程中引入研究型教学模式，以有效地培养学生的创新能力。改进教学内容，切实倡导以学生为主体的教学模式，促使学生主动学习，独立思考，营造了良好的学习氛围。该教学改革的实施有力地推动了我校实践教学课程教学体系的改革与创新，学生参加创新实践活动积极踊跃，表现出极大的热情和自信，参加竞赛并获各类奖项越来越多。我校在大学生电子设计大赛、挑战杯、全国大学生机器人大赛和美国机器人公开赛等重要赛事中，屡创佳绩，近3年来获得省级以上大学生电子类设计竞赛奖共计近200项，其中国家级90余项。基于研究型的数字电路与系统实验实践课程改革有效地提升了学生的综合素质和创新能力。

【参考文献】

[1]许晓东，卞良.本科工程教育研究性教学探索与实践[J].高等工程教育研究. 2014（2）：43-49

[2]成谢锋，郭宇锋，黄丽亚，肖建，孙科学.大电子实验教学平台建设和教学方式的改革[J].实验室研究与探索，2015（9）：164-167.

[3]K-xue Sun，Yu-han Cheng，Xie-feng Cheng and Jian Xiao.Massively open online courses effective practices on engineering education.2015 International Conference on Education，Management and Systems Engineering（EMSE2015）.2015（8）：127-130

[4]郭志雄.电工电子实践教学改革的探索与实践[J].教育与职业，2013（2）：155-156.

[5]李锡，林连山，麻志滨，樊薇薇.加强实验教学改革与创新，推动电工电子实验中心建设[J].实验技术与管理，2012（7）：118-120.

[6]孙科学，张瑛，唐珂，肖建，成谢锋.基于FPGA的电工电子实践课程的改革与探索[J].电子制作，2015（15）：68-70.

第15篇

关键词 儿童；交互电子书；生理；心理

1.儿童交互电子书的发展前景

现在越来越多的独生子女，让儿童在我们的成长及发展过程中处于一个特殊的地位。据国家统计局第六次人口普查的显示，我国0～14岁的人口占全部人口的16.60%，有222459737人。由此可见，我国儿童消费市场巨大，儿童的教育方式也随着科技的发展有一定的转变。如今新媒体的发展，也带来了新的概念，新的传播方式，iPhone及iPad的出现，让交互电子书被更多家长和孩子所接受。而针对儿童这一消费人群正是迎合了当代图书市场的发展需求。目前我国的儿童交互电子书还处于起步阶段，这个市场还有待于我们设计者去探索和研究，设计出更优秀的儿童交互电子书。

2.儿童交互电子书的色彩生理与心理分析

我们研究儿童交互电子书中的色彩，应该从儿童的色彩生理及心理方面入手，分析不同年龄段儿童的色彩生理与心理需求。所以心理学家对人的成长及发展进行分析总结后，将不同的年龄的儿童科学的划分为三个阶段：1～3岁为婴幼儿期；3～6岁为学前期；6～12岁为童年期。我们在进行交互电子书色彩设计的时候，应把握这三个不同年龄阶段儿童的色彩生理和心理。

2.1 婴幼儿期的色彩生理与心理

1～3岁婴幼儿期的儿童由于年龄的关系，大脑及视觉发育尚未完全，大脑的基本活动就是生理上的一种反射活动，还不会有明显的心理反映。美国曾做过一个实验――在婴幼儿前面放置一红一蓝两种玩具，让他们自己拿，99%的孩子均选择红色玩具。这说明婴幼儿对色彩有感受力，易为红色所强烈吸引，红色颜色鲜艳、活泼，带给婴幼儿兴奋、愉快的感觉；而蓝色对他们来说是沉静的色彩。所以他们会反射性的去选择红色玩具。

同时，实验也证明了色彩对婴幼儿视觉的刺激程度，决定了他们对色彩的偏爱。一般出生七个月到一年的婴幼儿喜欢黄色、红色的程度普遍高于其它的颜色。这是因为黄色和色都属于明亮的色彩，是光谱中最暖的两个颜色，最能刺激她们的视觉。

2.2 学前期的色彩生理与心理

3～6岁学前期儿童，由于知识经验贫乏、言语表达能力也不够成熟，但对色彩有了进一步的认识，并能做出一些心理反应。鲜艳、刺激、不寻常的色彩会吸引他们，产生一定的心理反应，表现出喜怒哀乐等情绪。

儿童心理学研究表明：处于3～4岁这个阶段的儿童，大多数可以说出红色、黄色、绿色、黑色这四个基本颜色；4～5岁儿童能正确掌握8种颜色的名称和使用，占到了总数的70％；而5～6岁后的儿童，能正确掌握12种颜色的名称和使用，占到了总人数的55%以上。这个研究表明5～6岁的学前期儿童，基本都具有一定的色彩感知，及良好的视觉基础。

2.3 童年期的色彩生理与心理

6～12岁的童年期儿童已经开始在学校接受初级科学知识，大脑及身心的不断成长，让他们已经拥有了一定的思维能力及独立意识，对色彩的认识和观察力也在不断地提升。从喜欢鲜艳、明朗及高纯度的色彩，转变为开始关注朦胧、浓暗的颜色，对色调及明暗有了一定的认识。

童年期的儿童还具有明显的色彩联想和色彩性别认识差异：童年期对于色彩的抽象联想就体现了他们色彩的世界观：比如红色会让他们联想到到太阳或火苗；黄色让他们联想到香蕉；蓝色让他们联想到蓝天或是大海；而看到绿色她们就自然而然的想到了大树、森林等。从心理学角度来分析，红黄蓝绿这些色彩都带有美好、活泼、阳光的色彩情感，与儿童的积极阳光的心理需求相吻合，给儿童带来无限的想象空间。

而对于色彩的性别认识差异而言，婴幼儿期和学前期的儿童普遍对性别没有什么认识，但是到了童年期，她们开始注意到性别这个问题。调查研究表明：6岁进入童年期后，女孩子们大多数喜欢浅色调，她们最喜爱红色和黄色，然后是橙色、白色和蓝色。而男孩子这个时候开始注意深色、稳重色调，比如蓝色和黄色，然后就是绿色、红色、紫色这类的色彩。因此，我们在进行这一阶段儿童的设计时，除了要注意色调的使用外，还应该注意儿童在色彩联想和色彩性别认识上的差异。

3.儿童交互电子书中的色彩设计

3.1 角色形象与色彩设计

色彩是角色形象设计的构成元素之一，色彩对造型风格的体现，其作用是很突出的。

（图1）贝瓦网是一个内容丰富的儿童成长平台，它专注于儿童服务的学习娱乐，通过互动的多媒体形式为3～6岁学龄前儿童提供娱乐、学习、生活，其融合了动画、游戏、歌曲、故事等多种内容。整个网站在色彩设定上都抓住学龄前儿童色彩生理与心理，角色运用明快、鲜艳的纯色来进行设计。

“贝瓦”和“贝拉”是贝瓦网的两个主要卡通形象，由于学龄前儿童普遍喜欢暖色调，因此两个角色选用橙色和粉红色为主色调，“贝瓦”，角色造型以橙色搭配为主，橙色是暖色系中最温暖的色彩，运用橙色所具备的温暖、明朗、积极等色彩感情，塑造了贝瓦活泼可爱、热情风趣的形象。“贝拉”：角色造型以粉红色搭配为主，运用粉红色所具备的可爱、亲切、温柔的色彩感情，塑造了贝拉可爱的、甜美的形象，头上加同色系的粉色蝴蝶结更凸显出“贝拉”的性别特征，符合女宝宝们的喜爱。设计者正是抓住了学龄前儿童的色彩心理，利用色彩的情感特征去强调角色性格，调动起儿童的学习娱乐情绪，吸引了儿童的目光。

3.2 场景与色彩设计

色彩在场景中主要是用来烘托整个环境和气氛。因此场景色彩设定的成功与否也是交互电子书成功的关键。

以大连民族学院制作的交互电子书《小星星》为例，它适用于6-12岁童年期儿童。因此，在整个色彩设定上不再单纯使用暖色、纯色，而开始注重色调及明暗的变化。通过30个不同色彩的精美画面的组合，讲诉了五个小动物的在野外露营的时候摘星星的故事。

根据情节的需要每个画面在色调明暗上都有所不同，图2的开始界面中，整个场景以冷色调为主，紫色与黄色搭配从色彩心理上来分析，朦胧的紫色为画面烘托一份神秘感。黄色的小星星象征着光明与希望，它在暗紫色背景当中显得格外的耀动，形成强烈的对比。当点击开始故事时，画面中喷洒出无数小星星，整个场景瞬间从朦胧变得明亮起来，给儿童带来一种神秘梦幻般的感觉，同时也凸显故事的主题――《小星星》。

（图3）运用了暖黄的色调，让红红的太阳照耀在翠绿的山坡上。因为红色具备热情与活力的色彩感情，而绿色则代表着光明与希望。这一色彩感情正好与场景中小动物们仰望着天空、仿佛期待着未来、幸福的画面招相呼应。不仅增强了观赏性，还让整个画面洋溢着轻松、可爱的气氛。另外，画面中添加的纹理效果更凸显出色彩的层次感和趣味性。配合故事内容，使画面中的太阳可以随着电子书的移动，随重力感应功能而上下左右晃动，让小朋友在触摸、摇晃等过程中不断发现惊喜。总之电子书上的画面色彩比传统的纸质书有他的优势，即色彩鲜艳、美丽，特别是电子书上的场景色彩，它能营造出抓住孩子的眼球的环境氛围。

4.结语

从以上分析，我们可以得出一个结论，即色彩作为儿童交互电子书中的重要语言与因素，对儿童的成长有着非常重要的作用。我们只有充分去了解不同年龄阶段儿童的色彩生理和心理，从儿童独特的视觉出发，才能在制作儿童交互电子书时，合理、并且有针对性的进行色彩设计，满足了儿童色彩的生理和心理两个方面后，才能使儿童在娱乐的同时，达到增长知识，开发智力的目的。

参考文献

[1] 智贤. 儿童心理学[M]. 北京：人民教育出版社，2003年.

[2] 刘蕾. 色彩育儿经[M]. 华夏出版社，2011年.

[3] 原田玲仁. 每天懂一点色彩心理学[M]. 陕西：陕西师范大学出版社，2009年.

[4] 王蕾. 电子书及其国内外研制现状介绍[J]. 南京大学新闻传播学系，2002（10）.