近一年來，我國的一些中小學先走一步，采用了光纖技術、結構化布線技術、千兆以太網(wǎng)技術、Internet技術、MPEG技術和IC卡技術等建設新一代校園網(wǎng)。這些技術使校園網(wǎng)完全可以解決帶寬爭用和品質保障的問題。但是，真正可用的備課系統(tǒng)是很缺乏的，加上過分復雜的個人電腦，使計算機輔助教學的設想和實際實現(xiàn)的效果相距甚遠。一般的校園網(wǎng)建設過分專著于網(wǎng)絡和硬件，軟件方案華而不實而且急功近利，無助于問題的實際解決。

筆者從事IT行業(yè)近10年，現(xiàn)正從事一些投資數(shù)百萬，乃至數(shù)千萬資金規(guī)模的校園網(wǎng)建設，這里將其中一些經(jīng)驗與教訓介紹如下。

網(wǎng)絡核心應用

計算機輔助教育 (ComputerbasedEdUCation，CBE)是隨著社會的信息化而產(chǎn)生的。從軟件的角度看，CBE一般分為兩個方面，一個是CAI (ComputerAssistedInstruction計算機輔助教學)，另一個是CMI(ComputerManagedInstruction計算機治理教學)。對于CMI而言，多年以前就有了校長辦公系統(tǒng)等，最近1～2年以來，上海等地大規(guī)模采用微軟公司的技術，二次開發(fā)了“藍波校務治理系統(tǒng)”、“易方上海易方中小學校園分布式應用解決方案——校源服務系統(tǒng)”等系統(tǒng)，包括校務治理、信息通信、一卡通等，這些系統(tǒng)已投入實際應用，如校源服務系統(tǒng)的用戶有上海市位育高級中學、上海市延吉中學、浙江省蕭山中學等。但是，從CAI的角度而言，目前還沒有完善的解決方案。

CAI的難點和熱點

教育界一直在探索怎樣將現(xiàn)代科學技術用于傳統(tǒng)的講臺，其中包括電視、錄音機、錄像機、液晶投影儀、實物投影儀、電腦，直至全副武裝的綜合電教室。經(jīng)歷了多年的風風雨雨之后，大家普遍意識到，上課并非像看電視那么簡單，任何機器都是輔助手段。在一些公開演示課中，人們體會到了計算機輔助教學的精采，但未來的計算機輔助教學不僅限于演示和公開課，它應該用于每一堂課。CAI目前滯留在演示課階段，難以普及，究其原因主要有以下幾點。

備課系統(tǒng)停留于演示版

為了制作好1個小時的計算機教案，教師往往要專心學習幾個月的計算機知識，再用幾天時間進行軟件編制，這種現(xiàn)象迫切需要備課系統(tǒng)生成過程“傻瓜化”。

要做到真正實現(xiàn)可以投入實際使用的備課和上課系統(tǒng)，CAI系統(tǒng)設計的出發(fā)點就是不必要求每個教師都是計算機專家，每次備課都要從最基礎的素材開始制作課件，系統(tǒng)自身必須有現(xiàn)成的素材庫和示范性的標準教案。我們認為，今后大量的教案來源于廣大的有實踐經(jīng)驗的老師，素材庫可以使大多數(shù)教師從煩瑣的重復勞動中解脫出來，當素材庫豐富到一定的程度，CAI才有可能實現(xiàn)真正的“傻瓜化備課系統(tǒng)”。

因此，海量多媒體素材庫的存儲、檢索、治理、共享等成為CAI的一個極大問題，這迫切要求系統(tǒng)采用多媒體數(shù)據(jù)庫技術。目前，備課系統(tǒng)一般采用的是文件驅動的辦法，也就是將多媒體素材以文件形式存儲在硬盤上，采用關系型數(shù)據(jù)庫治理標題，這樣做就不可能支持大容量的素材庫。沒有海量素材庫的備課系統(tǒng)永遠只能是演示版。多媒體數(shù)據(jù)庫正是當今CAI的難點和熱點問題。

用戶界面不友好

現(xiàn)代計算機的圖形界面已經(jīng)空前友好，但是，其文件夾、文件查找等一大堆專用概念仍使非計算機專業(yè)人員望而生畏。浩如煙海的素材和應用程序文件存在于局域網(wǎng)中，教師不僅要理解文件、目錄，還要理解登錄、域認證等專業(yè)的計算機操作，“傻瓜備課”從何談起?

PC復雜和不安全

學校在原有計算機教室基礎上建設校園網(wǎng)，主要意義在于從教計算機、學計算機到利用計算機進行教學與學習。因此，計算機作為一種教學工具，人們希望越簡單越好，正如手機，人們需要的功能是通信，人們不需要了解手機的復雜性和先進性，只需撥號即可。另外，計算機易被病毒破壞、被人為地刪除軟件、性能不穩(wěn)定等，這些使計算機應用效果大打折扣，同時也令計算機的總擁有成本(TCO)居高不下。

多媒體數(shù)據(jù)庫

多媒體數(shù)據(jù)庫是當前多媒體應用的熱點和難點，也是計算機輔導教學難以逃避的要害點。從數(shù)據(jù)模型的角度來說，面向對象的數(shù)據(jù)庫(ODBMS)較適合多媒體應用的要求。它具有一些獨特的優(yōu)點，如支持“聚合”與“概括”，從而能夠更好地處理多媒體數(shù)據(jù)復雜的對象結構語義；支持抽象數(shù)據(jù)類型和用戶定義的方法，便于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義新的數(shù)據(jù)類型和操作；數(shù)據(jù)抽象、功能抽象與消息傳送的特點，使對象在系統(tǒng)中是獨立的、具有良好的封閉性，很輕易實現(xiàn)并行處理，也便于系統(tǒng)模式的擴充和修改；實體獨立于值存在，避免了在關系數(shù)據(jù)庫中引入多媒體數(shù)據(jù)所導致的各種異常。

在多媒體數(shù)據(jù)庫中，Jasmine是目前唯一具有完全集成的多媒體開發(fā)環(huán)境，并且與現(xiàn)有應用和數(shù)據(jù)相集成的、具有開放能力的企業(yè)級純對象數(shù)據(jù)庫。Jasmine具有下列特點：

Jasmine是一種強大的對象數(shù)據(jù)庫。它支持類、封裝、分類、繼續(xù)、唯一對象識別、方法(包括實例級、類級和集合級)、多態(tài)性和聚合。

它是一種企業(yè)級的體系機構，包括對SMP的支持、備份和存儲、安全性和事務治理。

內置多媒體功能和對Internet的支持。它不僅可以建立和包裝下一代的多媒體商業(yè)應用，還可將其用在任何地方：Internet、Intranet(企業(yè)內部網(wǎng))、Extranet(企業(yè)外部網(wǎng))和客戶/服務器體系，并且在所有情況下都無需重新編譯。

具有最簡單的集成開發(fā)環(huán)境，可使用戶方便地進行拖放操作，并使用自己喜歡的工具。它支持本地化的java、ActiveX控制、內置的VB集成和C＋＋。

NC解決方案

以Sun為代表的公司提出了“網(wǎng)絡就是計算機”的口號，設計出NC（網(wǎng)絡計算機）的計算機新方式。現(xiàn)在，應用NC的技術條件已經(jīng)成熟，我們在進行廣泛深入研究和實踐的基礎上，提出了NC解決方案，即：基于計算機網(wǎng)絡，客戶機在網(wǎng)上啟動，運行32位操作系統(tǒng)，界面可按不同要求定制。這是一種具有強大功能的胖服務器/瘦客戶機的計算機系統(tǒng)，客戶機像電視機一樣簡單、穩(wěn)定、實用。

多媒體教學系統(tǒng)很多，如基于PC的軟件多媒體教學網(wǎng)苦丁香、LanStar，基于硬件的產(chǎn)品Hiclass、TP2000、大助教。相比之下，它們各有特點，但人們不愿意放棄硬件產(chǎn)品，因為軟件產(chǎn)品在圖像和聲音上延遲太大；另一方面，PC不穩(wěn)定，可治理性差。但是，在寬帶局域網(wǎng)中，ip語音已基本感覺不到延時，動態(tài)圖像的點播也是成熟的技術。因此，我們認為，純軟件版多媒體教學網(wǎng)由計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)，更有著其獨特的優(yōu)點，理由如下：

當代信息技術的大趨勢就是三網(wǎng)合一，將圖像、聲音和數(shù)據(jù)融合到一個網(wǎng)中實現(xiàn)，在技術上已基本成熟；

純軟件版的多媒體產(chǎn)品由NC實現(xiàn)，引入權限制機制，在廣播分組教學、遠程討論控制、虛擬教室等方面可以實現(xiàn)其他方法不能實現(xiàn)的一些功能；

維護和升級十分方便，可以通過網(wǎng)絡直接進行。

國外應用示例

1996年夏季，在美國Geneva大學開始了一項研究，以下是該計劃最終端實現(xiàn)的目標：任何一臺計算機都可以運行linux、DOS、Windows3.1或 Windows95/98，NT，每次啟動時可以選擇所需要的操作系統(tǒng)；所有的軟件，包含操作系統(tǒng)，可以放在服務器上，便于安裝與更新；客戶端計算機可以在不對服務器做寫入操作的狀態(tài)下正常工作(為了安全性)，HOME目錄除外；盡可能減少客戶端的設置，客戶端可以自動由服務器取得IP設置，有關信息放在一個小文件中，可供各種操作系統(tǒng)使用；大部分計算機都擁有硬盤，客戶端可以靠這種優(yōu)點來降低網(wǎng)絡負載與存放用戶的緩存文件；所有的用戶都必須注冊才能使用計算機；學生所使用的計算機在每次啟動時必須清理一次；每臺計算機都可以防止病毒感染。

人們選用EDVGmbH的TCP/IPBootPROM來啟動機器，因為這種BootPROM與操作系統(tǒng)無關。另外，啟動硬盤的映像文件可由其他程序來取代，這個功能使人們能在操作系統(tǒng)啟動前進行許多初始設置。客戶端個人計算機的啟動過程如下：

客戶端個人計算機啟動后，在TCP/IPBootPROM獲得控制權之前先做自我測試；

BootPROM送出BOOTP/DHCP請求，取得動態(tài)IP地址；

假如服務器收到個人計算機所送出的要求，就會送回BOOTP/DHCP響應，內容包括客戶端的IP地址、默認的通信網(wǎng)關及引導映像文件；

BootPROM由TFTP通信協(xié)議從服務器下載引導映像文件；

個人計算機通過這個引導映像文件啟動，該引導文件只是單純的引導程序(并不包括操作系統(tǒng))；

假如這臺計算機是學生使用，啟動程序首先由TFTP通信協(xié)議下載一個小的文本文件，其內容是敘述這臺計算機的硬盤狀態(tài)的，通過這個小文件，硬盤的分區(qū)將重新規(guī)劃；

引導程序讓用戶選擇所需的操作系統(tǒng)；

依照用戶的選擇，新的引導映像文件將從服務器通過TFTP協(xié)議下載。

客戶端計算機硬盤只作為網(wǎng)絡緩存，用戶數(shù)據(jù)保存在服務器的目錄上，這徹底解決了安全性、可治理性的問題。