數字教育系統精選(九篇)

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第1篇：數字教育系統范文

通過交通資源的利用分析交通經濟的發展，就需要分析兩者之間的內在關系。包括交通運輸資源與交通運輸的關系、交通運輸資源與交通區位的關系、交通運輸資源與交通規劃的關系以及交通運輸資源和其他運輸經濟的關系。厘清以上四種關系才能真正地體現交通運輸資源在交通運輸經濟中的重要性，更好地為促進我國交通經濟發展服務。

1交通運輸資源和交通運輸兩者的關系

交通運輸必須要有交通運輸資源，交通資源包括固定交通資源和可移動交通資源如公路、鐵路、水路、航道以及汽車、火車、飛機和輪船等，還包括從事交通運輸管理工作的人力資源、信息系統以及交通運輸管理系統等軟資源。因此，交通運輸經濟實現的前提條件就是有交通運輸資源的存在。交通運輸經濟作為一項經濟活動要想能夠正常運行必須依賴于交通運輸網絡、實施交通運輸的基本設施、參與交通運輸的基本對象如旅客和貨物等以及交通運輸的管理體系等要素。交通運輸的功能必須依賴交通運輸資源才能實現，交通運輸資源是交通運輸的前提和必要條件。

2交通運輸資源和交通區位兩者之間的關系

交通區位是指利用固定交通資源所具有的成本優勢從而將交通運輸行為和交通運輸資源互相結合的區位，主要包括交通區位線以及交通區位點兩方面。交通區位線主要是指交通運輸線路或者通道，交通區位點主要是指車站、停車場以及公路、鐵路交通樞紐等。將交通運輸資源與交通區位相聯系的是交通運輸行為，也就是將旅客或者貨物進行空間轉移的活動，這種活動有的是運輸公司從事的營利性的服務活動，也有旅客自身通過自己的交通工具實施的運輸活動。交通區位根據性質和特點可以分為以下五種區位：一是受社會經濟發展和其他交通區位的影響而設立的交通行為和交通資源交錯的區位，主要是為了滿足經濟發展的需要而設立，雖然社會對這種區位有一定的需求，但是沒有形成真正的交通區位。二是沒有國家和地方政府投資建設，或者所需要的投資建設資金很少而形成的交通區位，這種交通區位投資成本低，交通行為一般是自發形成的。三是通過人們科學合理的分析和規劃而形成的最佳交通區域，是交通資源的聚集區，這種聚集區分布合理，布局恰當，是理想的交通區位。四是根據交通運輸發展制訂的規劃方案中存在的交通區位。五是現實中存在的一種有人工建設的交通區位，這種區位的缺陷是如果與社會經濟的發展和交通運輸發展實際不符的話很難改善。

交通運輸資源和交通區位兩者相輔相成、互相依賴。存在交通運輸行為和交通運輸資源的地方就一定會有交通區位，而如果交通運輸行為和交通運輸資源是潛在發生而沒有實際發生就不一定存在交通區位。因為交通區位的存在必須要投入一定的基本建設資金，比如縱橫交錯的公路網和轉運能力較好的港口等，如果沒有基礎設施建設，就不可能形成交通運輸區位。交通區位的形成需要真實的交通運輸行為的發生，如果僅僅具有交通運輸資源也無法形成交通區位。建設交通區位一般需要大量的基建資金，因此建設交通區位一定會考慮投入產出的關系，如果某一地區交通運輸資源有限，無法形成規模效應，一般也就不會建設交通區位，否則會導致投資虧損。因此也只有存在比較頻繁的交通行為和豐富的交通資源的基礎上才能形成相應的交通區位。

3交通運輸資源和交通規劃兩者之間的關系

交通運輸行為會耗費大量的交通運輸資源，由于交通運輸資源的形成需要大量的資金投資建設，因此為了節約交通運輸資源，實現資源的高效利用，必須進行科學合理的交通規劃來提高交通運輸的效益。合理的交通規劃需要整合運輸經濟學中的先進經濟理念，通過合理布局、科學設計來保證交通規劃的合理性，科學合理的交通規劃能夠發現比較理想的交通區位并進行合理的基礎設施建設，能夠最大限度地節約交通運輸資源，降低交通運輸資源在交通運輸過程中的資源消耗，提高運輸行為的經濟性。判斷一項交通規劃是否合理主要是看規劃考慮的是否全面、能否將交通運輸行為與交通資源和交通區位三者整合在一起、交通資源是否適應交通區位以及在具體的交通運輸實踐中是否能夠帶來足夠的經濟效益，促進運輸經濟的發展。

4交通運輸資源和其他運輸經濟兩者之間的關系

以往關于交通運輸經濟的研究很少聯系到交通運輸資源，因此研究結構并不完整，隨著人們對交通運輸經濟研究的不斷深入，發現交通運輸經濟與交通運輸資源有著千絲萬縷的聯系，社會對于交通運輸資源的分配以及是否公平越來越看重。運輸經濟中的資源分配以及公平制度可以在交通運輸資源的前提下建立和完善。我國很多交通資源有公益性和公共性的特點，是因為很多自然交通資源的不可再生性和大量人工交通設施投入的沉淀性。因此，關注運輸經濟學就需要關注如何將外部資源轉化為交通運輸資源以及現有的交通運輸資源的優化配置等問題，以免在交通運輸活動中資源的浪費。任何資源都是稀缺的和有成本的，一種資源以某種用途利用以后就無法在其他地方繼續使用，因此在交通運輸資源的使用中一定要考慮機會成本的問題，因為無論是交通運輸內部資源還是外部資源都是稀缺的，交通運輸的經濟性就是要以最小的交通運輸資源消耗來得到最大的利益，在節約交通運輸投資成本的同時，能夠加強對交通運輸資源的補充，提升交通運輸技術水平，改善運輸行業的管理制度，最終能夠加大我國交通運輸的負荷和能力，滿足我國高速發展的市場經濟對運輸行業的需要。

對于交通運輸部門和地方政府來說，首先要關心本部門和本地區如何能夠獲得更多的交通運輸資源來滿足本部門和本地區經濟發展的需要。對于國家而言需要考慮的是交通運輸資源如何保持平衡，在宏觀系統上能夠平穩運行。而交通規劃和基本建設能夠把外部資源轉變成交通運輸內部資源并保持內外部資源的平衡。而運輸企業自身應該關系如何利用有限的交通運輸資源實現企業經濟效益的快速發展，提高企業在市場上的競爭力。交通運輸參與者更關系如何運用交通運輸資源滿足自己以及貨物的運輸需要以及自有交通工具的資源分享問題。而對于社會公眾來說，他們更關心國家交通資源的分配制度體現出來的公平和公正問題以及通過交通運輸資源的運用到底能給他們的日常生活帶來多大的便利等問題。

總之，對交通運輸資源進行全方位的研究有利于促進交通運輸經濟學的發展，提高交通運輸經濟學科的完整性。同時，交通運輸經濟學的發展反過來也推動了對交通運輸資源的有效利用，兩者互為前提、互相促進，共同促進了我國交通運輸行業又好又快地發展。

參考文獻：

[1]代雪霞物流業與交通運輸經濟聯動發展的機制分析[J].財經界：學術版，2015（19）

[2]郭平交通運輸經濟發展中存在的問題及對策分析[J].科技經濟市場，2015（9）

[3]趙淑芝運輸經濟分析[M].北京：人民交通出版社，2003

[作者簡介]凌海東（1970—），男，漢族，廣西田東縣人，中級職稱。研究方向：道路運輸，道路運輸行業管理。

第2篇：數字教育系統范文

關鍵詞：數字電路；教學改革；能力培養

中圖分類號：G431文獻標識碼：A

數字電路與系統這門課是理工科大部分專業的重要專業基礎課，培養學生數字邏輯的基本概念和數字系統的設計能力。我校作為一所民辦本科院校，以培養應用型人才為目標，數字電路與系統課程也不例外。我們在多年教學過程中總結了一套適用于該層次學生的教學思路和方法，并啟動了數字電路與系統課程教學改革項目，對取得的研究成果進行總結，主要分為以下幾個方面。

1.課程教學內容研究

1.1 弱化陳舊過時的內容

隨著數字集成電路及大規模可編程邏輯器件的發展，中小規模電路應用已經逐漸減少，而傳統的授課思路過多注重中小規模的應用。且在大規模可編程邏輯電路設計過程中，邏輯化簡已經有開發工具取代，很少需要手工化簡。故而數字電路與系統課程在教學內容上要做相應調整。有些內容課程教學內容化簡只介紹化簡的原理和方法，不講化簡技巧，考試也不做深入要求。

1.2 刪減原理性內容的講解，注重應用技巧和分析思路

為了配合應用型人才培養目標，在授課過程中適當減少原理性講解，比如邊沿JK觸發器工作過程分析教材上一般有詳細的分析過程，但授課中只要分析一兩種工作情況，并借此介紹分析思路，有興趣的同學可以課下自己分析，而大部分同學只要弄懂使用方法就可以了。時序邏輯電路應作為重點內容，講授時應注重時序邏輯電路的分析過程，使學生深入理解相關概念，對于狀態化簡等要求要降低，只掌握方法即可。

1.3 教學內容在順序上的調整

此外，考慮到數字電路是嵌入式系統、FPGA、DSP及IC設計等課程的先修課程，為了方便這些后續課程的安排，所以把數電課程提前，跟模電統一學期開設，為后續課程提供足夠的時間。這就造成數電中邏輯門電路一章的內容受到影響，因此在授課時把這一章的內容往后移，等模電三極管基本放大電路學完之后再講授這部分內容，可以解決數電和模電安排在同一學期的問題。

2.課程教材建設

由于數電教學內容作了一定的調整，因此教材的選取要能適應這種調整。而現有教材大部分是按照老的教學體系編寫的，內容難免陳舊、過時，為了適應新形勢的需要，我們根據應用型人才培養的要求，分別編寫了本科和專科適用的教材。

本科的教材編寫思路是采用弱化傳統的邏輯代數公式化簡和器件內部結構原理等內容，對中小規模集成電路重點介紹其使用方法和數字邏輯的基本概念，使學生建立起數字邏輯的研究方法和設計思想，同時在傳統內容之上增加了大規模可編程邏輯器件和硬件描述語言方面的內容，傳達了自頂至底的數字系統設計方法和理念，為運用大規模可編程邏輯電路設計數字系統打下良好基礎。

專科的教材則更加弱化原理講解，對于集成邏輯門和觸發器等著重介紹器件功能和使用方法，原理只做最基本的講解。除此之外，每一章都增加電路設計和調試及錯誤排查方法等內容，對學生進行電路設計的技能訓練，再結合實驗和綜合課程設計，使學生動手能力得到提高。目前本科教材已經在我校使用了三屆，專科教材也使用了一屆，使用效果良好。

3.課程教學方法和手段

課堂教學作為重要的教學環節，采用合適的方法和手段至關重要。在數字電路教學過程中，重點做到以下幾方面：

3.1 注重學生主觀能動性的發揮

學生在課堂學習過程中如果只是被動接受知識，會導致填鴨式教學，必然會導致學生學習興趣下降，學習效果大打折扣。因此在課堂上要注意引導學生主動思考，對學生的預習情況進行干預，以預留作業的形式讓學生預習必要的知識，然后再課堂上再就預留的問題請學生分組討論，每組闡述討論的結果。雖然開始的時候學生做的不是很好，但是只要堅持這種做法，討論時加強引導，就會收到良好的效果。

3.2 注重習題課和平時測驗

筆者在教學中發現學生對所學知識不會靈活運用，體現在作業中就是對沒接觸過的類型題目不知道該怎么做，自己沒有思路。其實這些題目如果對知識點理解的話是可以獨立完成的，不會做說明知識點理解的不好，所以不會應用。這種情況下就要有針對性的設置習題課，講一些典型的例題，并著重題目的解決思路和方法的培養，使學生遇到類似的問題能夠靈活運用。然后再通過一些課堂測驗了解學生的學習情況，及時對測驗結果進行總結，并反映在后續的教學中。

3.3 注重實驗教學

數字電路應該是一門理論和實驗相結合的課程，兩者相輔相成。因此在理論課之外設置了兩種形式的動手環節：一種是跟理論課緊密配合的電子技術實驗，實驗的設置以理論教學進度為依據，讓學生能夠在剛學完某一知識點時就能通過實驗進行驗證，通過實驗理解理論知識和培養基本的分析和測試實驗結果的能力；另外一種是在學期末的電子技術綜合課程設計，給學生布置合適的題目，讓學生從方案設計、芯片選擇、電路布局、焊接查錯等方面得到訓練，同時撰寫課程設計報告，切實培養學生分析和解決問題的能力，寫總結文檔的能力，提高學生的綜合素質。

4.結束語

隨著科學技術的不斷發展，數字電路教學也必然面臨著教學內容和模式的不斷改革，以適應新形勢的需要。因此授課教師應不斷充實自己，不斷總結和積累經驗，抓住教學重點，使學生切實學懂這門課，掌握數字邏輯設計的重要概念和基本方法，為后續課程和今后走上工作崗位打好基礎。筆者在教學中所采用的內容改革和教學方法創新通過多輪教學實踐證明，是切實可行的，能夠很好的反應當前數電教學的新形勢，教學效果良好。

參考文獻

[1]楊志忠，衛樺林等.數字電子技術基礎（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2009，7

[2]楊志忠，趙航等.數字電子技術及應用[M].北京：高等教育出版社，2012，1

第3篇：數字教育系統范文

一、數字化教學資源系統的建設

數字化教學資源系統的建設以建構主義學習理論為主要理論基礎，充分體現數字化教學與數字化學習的需求特點，建立數字化教學資源系統模型。主要理論點有：(1)建成的數字化教學資源系統可以實現自主學習、協作學習、講授式教學等多種教學／學習模式。(2)建成的數字化教學資源系統可以支持師生間暢通無阻的交流與協作。(3)體現網絡化的特點，具備大容量，大規模，開放式，共享性等特性。(4)體現資源豐富的特點，資源種類豐富，形式多樣，容量巨大。(5)體現技術先進的特點，可采用SAN技術、全文檢索技術、流媒體技術等。(6)能實現以多樣化的數字化教學資源服務應用于各個教學與學習環節。

數字化教學資源系統主要包括多媒體素材庫、多媒體課件庫、校園視頻點播系統、自主學習型網絡課程庫、講授型網絡課程庫、教師個人教學網站群和學校精品課程庫等。

1．多媒體素材庫

多媒體素材庫中存放各類教育教學所需的資源，如文字材料、圖片資料、圖表資料、各種動畫、聲音、片段型視頻等。

多媒體素材庫應有的技術特點有：基于全文檢索系統核心技術開發，檢索功能強大；基于WEB技術開發，所有操作均在瀏覽器中進行；可管理多種素材格式如各類流式媒體、文檔文件、圖片文件、動畫文件、音頻文件、視頻文件；教師通過瀏覽器上傳素材，填寫各類屬性描述，便于素材的查詢與檢索；系統設置臨時上傳目錄，素材經過管理員審核后，才可進入正式庫中：設計多種查詢方式如按學科素材查詢、按素材格式查詢、按素材類型查詢、按關鍵詞查詢，在前一次查詢的結果中再進一步更精確查詢；實現跨庫檢索功能，可同時檢索多個數據庫(素材庫、課件庫、VOD視頻點播系統)的記錄，檢索的結果可在線呈現；基于WEB方式的管理功能，管理員可進行方便管理。

教師可以方便地從多媒體素材庫中查找、調用各類素材進行多媒體課件的制作。還可以在上課時，通過網絡直接調用某一圖片、聲音、動畫、片段型視頻素材直接用于課堂教學。學生在課前與課后通過校園網系統，查閱、觀看或下載各類素材資源進行自主性學習。

2．多媒體課件庫

多媒體課件庫設計有課件的上傳、查詢、下載、管理等功能。教師可以通過關鍵詞查找到你所需的課件，然后下載試用，如果覺得可以用于教學，則可以在多媒體教室中通過校園網用本教室的多媒體計算機進入課件庫中，直接調用，通過大屏幕投影進行教學。學生也可以登陸進入課件庫，下載、使用他所需的課件。課件的上傳、管理、下載等功能和環節針對不同的用戶都設有權限，以便整個系統的維護管理，并對教師的作品進行版權保護。

多媒體課件庫中的課件來源有兩種，一種是購買有效實用的多媒體教學光盤，再將光盤上的內容拷貝到服務器中即可。另一種是發動全校教師進行多媒體課件的制作和上傳。教師根據實際教學需要進行開發的多媒體課件往往能起到很好的教學效果。

多媒體課件庫的技術特點有：基于WEB技術開發，所有操作均通過WEB瀏覽器進行；采用多媒體數據庫技術，實現對多種格式課件的存儲與管理。可管理的課件格式有PPT格式課件、WEB網頁格式課件、可執行文件格式課件、光盤課件、視音頻格式課件等；采用流媒體技術實現對視音頻課件的管理。系統采用RealServerBasic和Windows Media Technology技術，構架通用的流媒體服務系統。可以運行、管理多種流媒體格式的課件，如RM、RAM、ASF、WMV、WMA、MOV、MP3等；設計用戶課件上傳功能。系統采用兩種上傳方式，一種是基于WEB的上傳方式，一種是通過FTP的傳輸方式。

3．教育視頻資源庫

教育視頻資源庫內含有各種教育教學用的視頻資料。如教育電視片、教學電視片、各類經典影視片、愛國主義教育片和學校自行拍攝制作的實用操作型教學環節錄像片等。教師和學生可以對所有視頻資料進行查詢檢索，找到自己所需的資料。教師可以指導學生在實踐教學前進行預覽。學生可以隨時進入該系統選擇自己感興趣的視頻資料進行觀看和學習。

教育視頻資源庫的技術特點有：基于WEB技術開發，客戶端需經過初始化操作；能承擔幾百個用戶同時點播；教師申請注冊，管理員審核通過后才可以進行視頻節目的點播；學生也可注冊，點播視頻資料，進行在線學習或下載后播放；采用流式媒體技術，播放效果優良。

視頻資源庫WEB端主要功能模塊：

(1)用戶注冊模塊。用戶從網上注冊后，經審核通過后可開始使用本系統。

(2)節目列表模塊。按一定規律(如學科)進行節目列表，單擊相應節目條目可查看詳細信息。

(3)節目檢索模塊。可按照各種方式靈活組合進行檢索。

(4)視頻點播模塊。用戶點擊相應節目的點播按鈕即可啟動此模塊進行播放。

(5)私人收藏夾模塊。用戶可使用此功能形成自己的視頻資源中心。

(6)其他信息模塊。包括在線用戶，人氣排行榜，公告，調查，推薦節目，最新節目，使用幫助等等。

4．自主學習型網絡課程庫

自主學習型網絡課程庫建議以教育部推薦使用的4A網絡教學平臺為管理系統平臺。

自主學習型網絡課程開發統一基于WEB格式，每一門網絡課程內有多個功能模塊，如本課程教學目標、教學計劃、教學進度安排、教師特征、學生特征、教師的電子教案、各類參考文獻、背景材料(或是超鏈接)、習題庫、E-MAIL作業布置與答疑、課程BBS論壇、各種圖片、聲音、動畫和視頻素材庫等。此類網絡課程能有效的強化以學生為主體的主動學習，有利于學生信息素養、自主學習和協作學習能力的培養，對提高學生的數字化生存能力有著積極的促進作用。

自主學習型網絡課程的來源主要有獲贈、購買和自制三種。

自主學習型網絡課程設計開發原則：

(1)注重教學目標、教學對象及教學內容分析，保證課程內容的科學性、先進性、系統性，又充分體現其生動性、靈活性。

(2)體現“以學習者為中心”的建構主義教學思想，強調以學生為中心，注重自主學習設計；強調體現“協作學習”方式，注重基于網絡的教學策略設計。

(3)課程內容符合學科本身的內在邏輯體系，符合學生認知心理。

(4)根據課程內容特點設計豐富的教學活動，如實 時答疑、分組討論、布置作業、作業講評、問題解決等。

(5)網絡課程的導航設計要簡單、明確，易于瀏覽。

(6)充分體現網絡課程教學多媒體性、交互性、自主性、協作性的特點。

5．講授型網絡課程庫

講授型網絡課程開發是指以一門課的課程講授為對象，將教師上課的視音頻信號、教師上課用的演示文稿或軟件、教師在電子白板上的講解備注等多路信號合成一種高級流媒體，形成獨立單元的網絡課件，并分章分節進行制作，最后形成一門完整的網絡教學課程。完成的網絡課程存放于TOD點播服務器中，教師和學生均可以隨機點播，來進行教學或是學習活動。此類網絡課程最大特點是在擴大教學規模的同時，再造教學情景，增強教學的親和力和感染力，從而提高教學效果。

講授型網絡課程庫的建設主要以自己攝制為主，且可以與其他高校進行資源共享。

講授型網絡課程開發的基本原則及要求：

(1)選擇使用面廣，可充分發揮課程效益的課程，如公共課、專業基礎課等。

(2)綜合運用視頻技術、藝術和多媒體技術的優勢。

(3)教師講解視頻畫面清晰、穩定、色彩逼真；語音清晰、準確。

(4)多媒體課件形式多樣，影像豐富，信息適量，能有效解決教學中的重點難點。

(5)教師的講解與多媒體課件的演示相輔相成，聲畫同步，教學效果好。

6．教師個人教學網站群

教學網站以“站點”形式連接到校園網中，教學內容以web頁面為基本元素出現在網點中。在構建教學網站時，要充分利用了網頁的基本組成要素把聲音、圖像、動畫、視頻、文本恰當地融入到教學資源之中。教師個人教學網站的設計比較靈活，可有選擇地開設預習室、網上課堂、案例欣賞、在線練習、網上資源、教學BBS、自我測評等欄目。學生課外可在網上復習所學內容，完成老師布置的作業、進行在線測試或者參加該課程的問題討論，通過留言板或E-mail對教學提出意見或建議。教師個人教學網站不僅含有具較高學術價值的專題性內容，還可包括教師個人成果的匯集以及個人的興趣愛好。這樣，通過教師個人教學網站，學生不僅能進行多層次的學習，還能增進師生間的交流與了解。

教師建立個人教學網站的過程，同時也是對教學內容進行重新設計、開發和應用的過程。教師個人教學網站規模不一定要很大，也可以體現出比較濃厚的個性化，但必須要能夠為教學服務，并且考慮到師生互動的需要。教師建立個人教學網站將成為數字化教學資源體系建設的一種趨勢。

7．學校精品課程庫

“國家精品課程”是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等“五個一流”特點的示范性課程。精品課程建設是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分。精品課程利用現代化的教育信息技術手段，將課程的相關的教學大綱、教案、習題、實驗指導、參考文獻目錄等要上網并免費開放，實現優質教學資源共享，師生互動學習，可大大提高了學校的教學質量和人才培養質量。

根據國家精品課程評審指標體系，網絡教學環境，具體包括網絡資源、網絡教學硬件環境和軟件資源的建設，是精品課程的重要的評審指標。學校在教育技術中心的積極配合下，利用現代化的教育信息技術手段，構建網絡教學環境，進行網絡資源、網絡教學硬件環境和軟件資源的建設，逐步使用網絡進行教學與管理，并將本校一流課程的教學大綱、教案、習題、實驗指導、參考文獻等上網并免費開放，實現優質教學資源共享，師生互動學習。各高校應充分利用其他學校的精品課程，實現全國范圍內的優秀課程資源共享。并在此基礎上，高度重視自身精品課程的建設。

目前，很多高校均參照國家有關文件，結合自身課程教學的優勢與特色，制定了校級精品課程的建設標準，并開展大規模的校級精品課程的建設工作。

以上多個資源庫的建立，多種數字化教學資源的建設，必將為學校的數字化教學和學習營造一個相當優良的環境。

二、數字化教學資源系統的管理

數字化教學資源系統的建設為全面開展數字化教學應用打下了堅實的基礎。為了讓系統運行更加穩定、高效，更好地支持數字化教學和學習，必須對系統進行科學的管理。

1．依托先進的信息技術實現技術層面的高效管理

采用各系統自成體系、相對獨立的管理模式。此種模式具有系統輕便、易于維護、管理負荷分散、減輕工作量、風險分散等特點，且單個子系統故障并不影響其它子系統的正常工作。

多媒體素材庫系統采用了以中文分詞技術為基礎的詞索引技術，實現多媒體數據的存儲與檢索。采用數據庫網關的技術，實現了跨數據庫平臺的數據檢索。

多媒體課件庫系統是一個完全的B／S系統。系統采用了RealNetworks， MediaServer等免費的視頻內核技術，以及面向對象的系統開發思想，結合后臺數據庫對課件資料信息進行處理，能夠實現在校園網上實時順暢地播放教師的各種教學課件。

教育視頻資源庫主要采用3CX的內核技術，以及面向對象的系統開發技術，結合后臺數據庫對視頻資料信息進行處理；支持國際工業標準的視頻格式及多種事實性標準的視頻格式；管理中心綜合信息平臺可提供文本、語言及靜態圖像服務。對視頻資料具有強大的查詢搜索功能，支持多種計算機操作系統的信息終端，服務器端支持多種視頻文件格式(MPEG―1、MPEG-2、MPEG-4、DAT、AVl、DVI等等)。

自主學習型網絡課程庫以教育部推薦的4A網絡教學平臺為管理平臺，實現對多門自主學習型網絡課程的管理。

講授型網絡課程庫可以江蘇科建教育軟件有限責任公司的TOD網絡課程點播系統為管理平臺。

教師個人教學網站群以獨立網站的方式統一存于專用的服務器中，由現代教育技術中心統一管理維護。

學校精品課程庫以網站管理的方式進行，精品課程開發完畢后，獨立存于服務器上，統一由技術人員管理維護。

2．人力資源科學分配，職責明確，各項工作運轉高效

數字化教學資源的建設是一項巨大的系統工程。有必要成立資源建設與管理領導小組。由現代教育技術中心主任任組長，下設多個工作小組，有視頻資源建設小組，多媒體素材資源建設小組，多媒體課件庫建設小組，自主學習型網絡課程建設小組，講授型網絡課程建設小組，教師個人教學網站群建設與維護小組，學校精品課程開發與維護小組等。

視頻資源建設小組又分電視節目錄制人員、錄像資料壓縮人員、錄像資料信息描述人員、視頻資料上傳人員、學校自攝節目制作人員等。

電視節目錄制人員的工作職責為不定期廣泛收集學校教師對電視節目錄制的需求信息，根據需求信息制訂錄制計劃，在電視報的幫助下，準點錄制電視節目。負責隨時接收教師臨時提出的錄制需求，及時滿足 教師的教學需要。并負責粗略寫出節目的簡要內容描述。并將錄像帶歸類存放入庫，供錄像資料壓縮人員查閱，壓縮。

錄像資料壓縮人員負責從錄像帶庫中選出急需壓縮的資料進行數字化壓縮，并截去廣告等非教學內容部分，采集壓縮成MPC格式的光盤。交給錄像資料信息描述人員進行信息描述。

錄像資料信息描述人員負責在錄制人員粗略信息內容描述的基礎上進行較為具體、準確的信息描述，包括節目名稱、關鍵字、所屬學科／專業、作者、上傳時間、節目簡介等等。這些信息描述將在使用全文搜索引擎進行信息檢索時發揮巨大的作用，可極大提高檢索的查全率、查準率。

視頻資料上傳人員負責將數字化的視頻節目上傳到校園視頻點播庫中，并及時將入庫的最新資源目錄對全院師生，提高資源的利用率。

學校自攝節目制作人員負責對學校發生的重大事件和學術講座進行記錄，并將錄像帶交給錄像資料壓縮人員，繼續后面的工作。如各類重大新聞、各類學術報告、講座、培訓等。另外還負責進行學校電視教學片的制作。

多媒體素材資源建設小組主要負責多媒體素材庫中的素材建設。有多名人員專門進行素材的收集、整理、信息描述，并入庫。素材的來源主要有購買、下載、自制等方式。購買大量的素材光盤，特別是各類圖片庫、材質庫、模型庫、動畫庫、音頻庫等。上傳時為每一條素材加入較為詳細的信息描述。或從Intemet網上下載各類素材，進行信息描述后入庫。有些素材通過自己拍攝、掃描獲取，加上信息描述后入庫。

多媒體課件庫建設小組負責課件的購買，上傳與系統維護。自主學習型網絡課程建設小組負責自主學習型網絡課程的購買、上傳、維護。講授型網絡課程建設小組負責學校優秀課程的選取、錄制、上傳與系統管理。教師個人教學網站群建設與維護小組負責所有教師個人教學網站的管理與維護。學校精品課程開發與維護小組負責學校優秀課程的技術開發、課程入庫、管理與維護等。

第4篇：數字教育系統范文

關鍵詞：數字化；語言教學環境；系統組成；建設策略；運行模式

中圖分類號：H319.3　文獻標識碼：A　文章編號：1001―5795(2011)06―0072―0003

國內學者一般認為語言實驗室(Language Labora―tory)是由美國人沃爾茲(Ralph H．Waltz)于20世紀20年代首先提出的(范姣蓮，2005：6；杜勇等，2011：164)，并且認為當時的語言實驗室是利用各種實驗儀器對語音進行分析研究和實驗的場所，主要用于對語音的各種物理現象進行科學研究，并不用于語言訓練。直到二次世界大戰結束后，研究者才在語言實驗室中采用磁帶錄音機進行語言訓練并取得良好效果。

實際上，自1877年愛迪生發明留聲機起，音頻記錄技術就開始應用于語言教學。1893年已經有商業化的唱片用來幫助學習者學習英語或西班牙語。1908年法國格勒諾布爾大學(University 0f Grenoble)已經有計劃地應用留聲機設備進行語言教學。1909年夏季，美國人查爾范特(Frank c．Chalfant)曾在格勒諾布爾大學學習過一段時間。1912年查爾范特在位于美國普爾曼市的華盛頓州立大學創建了語音學實驗室(Phonetics Laboratory)，在實驗室中學生通過耳機來進行聽力訓練，并提供唱片錄音機來幫助學生比較自己的發音與范例發音之間的差異，這大大提高了語言學習效果(Steven&Warren，1996)。如果說由愛迪生發明的留聲機應用于語言教學是媒體技術與語言教學整合的雛形，那么1912年查爾范特建立的Phonetics La―boratory已經是著眼于語言訓練的、真正意義上的語言教學實驗室。

1、從語言實驗室到數字化語言教學環境

“現代教育觀把環境因素作為構成教育體系的四大要素(教育目的、教育者、教育對象和環境)之一，充分說明了環境對教育、教學的重要性”(龔心源，2004：65)。語言實驗室是指利用一系列教育技術軟硬件裝備起來，專門用于語言教學的多媒體教室，教學裝備和教學場地是語言實驗室的兩大組成部分。隨著信息技術的發展，特別是在新的教育模式和教學需求的驅動下，語言實驗室的功能與形態也在不斷地拓展。當前綜合型、開放式、數字化的語言教學環境是語言實驗室的最新發展形態。作為數字化校園的重要組成部分，數字化語言教學環境早已不是傳統意義上的語言實驗室：

?技術進步：在經歷了早期的模擬時代、模擬與數字相結合的時代之后，當前的語言教學環境建設已經進入了全數字時代。

?時空拓展：教學行為不再局限于課堂時間和教室空間，學習者可以隨時隨地進入網絡學習空間，這體現了時空的開放性。

?資源擴充：互聯網上海量的信息，打破了書本教材和課件講義的局限，大大擴充了師生所擁有的“教”與“學”的資源。

?模式多元：數字化語言教學環境不僅支持“以教為主”的教師主導教學模式而且支持“以學為主”的學生自主學習模式。

優化教學過程，提高教學效率，進而提升教學品質是教學環境建設的核心使命(宋述強等，2010：29)。功能全面、資源豐富的數字化語言教學環境不僅為語言教學活動的開展創設了開放的、互動的環境支持，而且為推動當前高校語言教學的全面改革創造了先決條件，推動教育理念、教育模式、教育內容、教育方法、教育評價等產生一系列重大的變革。

2、數字化語言教學環境與系統組成

數字化語言教學環境是指開展語言教學活動時，由線下物理空間、教學軟硬件裝備與線上信息系統、數字資源所組成的綜合系統。除了物理空間、信息網絡、供配電系統等基礎設施外，數字化語言教學環境主要由安裝了數字化語言學習系統、同聲傳譯訓練系統的數字化語言實驗室，集成了網絡教學、作業處理、輔導答疑、綜合考試、教學評估等功能的網絡教學管理平臺和具有統一身份認證功能的信息門戶組成。

數字化語言教學環境的系統組成如圖1所示，其核心部分包括基礎設施、數字化語言實驗室、網絡教學管理平臺和信息門戶，擴展部分包括校園網內其他教學系統、教學資源和互聯網上海量的教學資源、信息資源。限于篇幅，本文只介紹數字化語言教學環境的核心部分，即基礎設施、數字化語言實驗室、網絡教學管理平臺和信息門戶四部分。

2.1基礎設施

數字化語言教學環境的基礎設施包括：符合建筑聲學和光學設計要求，滿足開展教學互動活動的物理空間；多媒體講臺、計算機、投影機、錄音機、錄像機、話筒、功率放大器、揚聲器等硬件設施；運行穩定、接人方便的網絡條件；安全可靠、低碳環保的供配電系統。

2.2數字化語言實驗室

除了物理環境和硬件設備外，數字化語言實驗室的核心是數字化語言教學系統。該系統由一個教師主控單元和一定數量的學生單元組成，之間的信號以數字形式進行傳輸、處理和存儲。從功能上看，數字化語言教學系統又包括聽力教學與訓練系統、口語教學與訓練系統、閱讀教學與訓練系統、寫作教學與訓練系統以及同聲傳譯教學與訓練系統。

2.3網絡教學管理平臺

網絡教學管理平臺是支撐網絡教學最重要的業務系統，為教師提供教學組織環境，為學生提供自主學習環境。網絡教學管理平臺包括信息系統、網絡教學系統、數字資源中心、作業管理系統、綜合考試系統、成績管理系統、輔導答疑系統、虛擬學習社區、教學評估系統以及其他業務系統等。

2.4信息門戶

信息門戶把各種應用系統和數據資源統一到一個信息管理平臺上，根據用戶使用特點和角色的不同，形成個性化的應用界面，并通過對事件和消息的處理把用戶有機地聯系在一起。在數字化語言教學環境中，用戶通過信息門戶進行統一身份認證，能夠實現多個應用系統的單點登錄。

3、數字化語言教學環境的建設策略

隨著教育信息化的廣泛深入，越來越多的廠商、企業介入到數字化語言教學環境這一領域，他們提供了眾多的設備產品和解決方案。但同時，數字化語言教學環境的建設中也面臨著諸多問題，例如：環境建設的統籌規劃少，難以實現可持續性發展；產品方案的系統集成差，設備選型只是羅列堆砌；系統運行的智能程度低，應用難以做到以人為本等。

數字化語言教學環境建設是一項巨大的系統工程，要在需求分析的基礎上，對設備產品、系統方案進行優化組合，綜合運用網絡信息、智能控制、音視頻處理等技術，對硬件設備和軟件產品進行科學合理地系統集成。在數字化語言教學環境的建設中需要運用如下策略：

3.1立足教學需求，明確建設目標

滿足教學需求，提升教學品質，推動教學創新是數字化語言教學環境建設的原動力。在項目前期，要根據調研計劃對相關人員、部門進行廣泛的需求調研，在收集整理教師、學生和運行管理人員的需求之后，綜合考慮資金投入、當前需求、技術趨勢等因素，編寫需求說明書。數字化語言教學環境建設要以滿足教學需求為根本出發點，系統集成不是選擇最好產品的簡單行為，而是要根據需求選擇性價格比最高的產品和方案。要根據需求調研和項目進度要求，制定數字化語言教學環境的發展規劃和建設目標，并給出明確的時間表和路線圖。

3.2組建高效團隊。倡導多元參與

在經費有保證的前提下，數字化語言教學環境建設成敗的關鍵在于是否有一支決策有力、經驗豐富、執行高效的項目團隊。項目團隊通常由決策領導、評審專家和實施人員組成。決策領導通常是學校分管領導和外語院系的負責人，他們對資金投入、運作模式等具有決策權，推動項目的啟動和實施。評審專家負責方案論證、標書評審、項目驗收等。項目實施人員通常由系統集成商的專業技術人員和學校的運行管理人員組成，實施人員要做好需求分析、功能設計、系統集成、應用定制、人員培訓等工作。

3.3總體統籌規劃，分步實施推進

為了避免低水平的重復性建設，數字化語言教學環境的建設要納入學校的整體教育改革和外語學科群的發展規劃中，從學校的實際財力出發，量力而行，分步實施。其中有兩個問題要特別引起注意：一是注重產品選型的標準化和系統方案的可拓展性。所選用的設備產品要遵循國內外相關標準，與其他接入產品具有良好的兼容性。考慮到未來的升級擴充，配置的系統設備需要具有能夠增加或連接新設備的能力，從而使系統在一定的時限(3～5年)內保持技術不落后。二是要抓住重點，以點帶面。要以數字化語言實驗室為突破口，以網絡教學管理平臺為依托，以數字化教學資源建設為龍頭，形成環境建設的亮點和今后應用的優勢。

3.4全程質量管理。嚴格風險控制

數字化語言教學環境涉及內容多、資金投入大、技術要求高，必須加強質量管理，確保資金使用效益和工程建設質量，避免低水平重復建設或超標準盲目建設造成浪費。需要建立質量控制和項目進度考核體系，建立項目風險控制和防范措施，在每個階段規定詳細的實施文檔，及時掌握實施的質量、出現的問題、解決的途徑和遺留的問題等。由項目負責人和評審專家對每一階段實施進行質量和風險評審，為數字化語言教學環境建設項目的快速實施和成功應用提供質量保障。

4、數字化語言教學環境的運行模式

數字化語言教學環境的最終目的是優化教學過程，提升教學品質，為語言教學提供綜合型、開放式、數字化的支持服務。隨著數字化語言教學環境的建成，項目團隊會將管理運行工作移交給校方指定的技術服務部門，相關的工作重心也逐步由開發和集成轉向運行和服務。當前數字化語言教學環境的運行模式不外乎如下三種：

4.1自營模式

自營模式是指由外語院系或學校的一個歸口單位(如語言實驗教學中心、教育技術中心、實驗室設備處、后勤物業等)統一管理、運行和維護數字化語言實驗室和網絡教學管理平臺等。自營模式的優點在于對師生需求的靈活掌握，在行政的干預下，便于管理協調，響應速度和服務質量有保障；缺點在于需要一支穩定的運行隊伍，人工成本較高。

4.2外包模式

外包模式是指將數字化語言教學環境的管理、運行和維護工作發包給技術服務商。外包模式的優點在于“適應了當前服務社會化的大趨勢；解決了人手不足，服務不到位的矛盾”(錢震等，2010：63)；缺點在于校方對教學環境的可控性弱，管理失控風險增加，服務質量依賴技術服務商的自律。

4.3整合模式

自營模式和外包模式的優缺點都非常突出，數字化語言教學環境運行實踐中我們可以整合兩種模式，將那些事務性突出、技術含量較低的工作外包出去，校方通過專門人員、監督機制、工作流程、服務協議等各方面對外包公司進行嚴格管理，保證服務質量。又由于教學環境的管理“以技術服務為主，物業后勤服務為輔，所以管理集中到現代教育技術中心比較合適”(陳金玉，2009：42)。

5、結語

“以人為本”是當代教育的主旋律，語言教學需求和信息技術發展是數字化語言教學環境發展的兩大驅動力。隨著高校外語教學改革的持續深入和云計算、物聯網等新技術的不斷涌現，數字化語言教學環境的建設和運行要立足教學需要，以教師為本，以學生為本，為“教師主導，學生主體”的雙主教學模式提供有效的支撐環境。

參考文獻

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[2]陳金玉，高校多媒體教室的運行機制和管理模式研究[J]，中國教育信息化，2009(23)。

[3]杜勇，江陽偉，加強語言室管理與建設的研究與實踐[J]。實驗科學與技術，2011(2)．

[4]范姣蓮，語言實驗室概述[J]，中國現代教育裝備，2005(1)。

[5]龔心源，語言實驗室學習環境的探討[J]，外語電化教學，2004(3)。

第5篇：數字教育系統范文

關鍵詞：Web；教學保障物資；管理系統

中圖分類號：F25 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2014）15-0060-01

隨著教育事業的發展以及教育改革的不斷深化，學校的招生規模逐漸擴大，隨之學校的管理職能與方法也發生了變化，原有的教學管理系統已不能完全適應新形勢下學校教學管理要求。因此，在局域網（Intranet）逐漸普及的情況下，以高校為代表的各學校開始加強對教學管理設備的投入，各種基于Web技術的管理信息系統相繼出現，其中包含了基于Web技術的教學保障物資管理系統的關鍵教學管理系統，大大優化了教學管理工作。為了不斷提高教學保障物資管理的規范性與科學化水平，各院校都應該對這一管理系統的功能與實現方法等有更深入的了解。

1 Web數據庫的相關概述

Web數據庫是近年來發展較快的一項數據庫技術，運用在學校教學保障物資管理系統中，通常指在局域網中以Web查詢接口方式訪問的數據庫資源，其結構是后臺采用數據庫管理系統存儲數據信息，對外包含表單的Web頁面作為訪問接口，查詢結果也以包含數據列表的Web形式返回給用戶。Web數據主要用于局域網后臺數據庫支持，Web數據庫開發系統的優勢在于其操作不需要復雜的數據庫軟件操作，其使用操作簡單，且相比搜索引擎返回的查詢結果，可以提供一個或多個領域的數據記錄，且具有完整的模式信息。

基于Web技術的教學保障物資管理系統的運行原理首先由客戶端瀏覽器發出登陸網頁地址請求，然后服務器根據請求向客戶端發回相應的HTML文件，當客戶端顯示出這一Web數據庫系統的登錄界面，用戶便可輸入相關要求的登陸信息并提交，通過對信息的傳輸，使服務器端相應程序自動向后臺數據庫發出數據操作指令，再由其數據庫的引擎執行指令進行數據的操作并將結果返回到服務器的運行程序，最后由服務器端程序將返回的數據生成HTML文件，客戶便可通過局域網瀏覽器查閱到相應信息。基于Web技術的教學保障物資管理系統主要依托校園網，由網管中心進行統一管理。

2 基于Web技術的教學保障物資管理系統開發平臺的選擇

2.1 ASP的開發與運行

ASP是實現Web數據庫系統的常用的方法，是在服務器端開發腳本的語言環境。基于Web技術的教學保障物資管理系統利用ASP可以開發交互性強、高性能的Web服務器端的應用程序，進而使Web的動態頁面生成及Web數據庫應用簡單。ASP在運行中程序需要被編譯，因為其是在服務器端開發腳本中設計的，其程序的控制部分依靠服務器端開發腳本語言設計，當ASP運行時，服務器端開發校本程序就會執行工作將整套命令發送給腳本解釋器，由腳本解釋器進行下一階段的工作。在這一運行過程中，ASP即是運行在Web腳本上的動態網頁，最后將生成頁面返回瀏覽器。

2.2 IIS Web服務器

IIS Web服務器是一個開發平臺，是IIS允許在校園Intranet上信息的Web服務器，是編寫ASP應用程序的開發工具，為Web服務器的設計與實現提供了有效的幫助。 IIS Web服務器作為強大的設計編輯工具之一，提供了專門的圖形界面的管理工具，并用于瀏覽網頁、傳輸文件與郵件、使Intranet信息變得簡單可行。IIS Web服務器在運行的同時，能提供監視培智與控制Intranet服務的功能，能更好的保證Web服務器的正常運行。此外，IIS Web服務器還具有其他方面的優勢，IIS支持語言無關的多種腳本編寫與組件，支持并提供Intranet數據庫連接器，能更好的實現數據庫的查詢和更新。IIS與Windows系統緊密整合，能更好的保證其安全特性。

2.3 SQL Server數據庫管理系統

SQL Server數據庫管理系統通常也是Web技術信息管理系統的優選開發平臺，其安全性能較好，且操作簡單。SQL Server數據庫管理系統在運行過程中主要是通過系統中的新型安全模型將用戶獨立，提供較細粒度的訪問方式，并支持數據訪問的更強控制力。由于其系統表格都以視圖形式出現，所以此系統還支持對數據庫對象的更強控制力。Web數據庫通過利用 SQL Server，能更好的在數據庫層次上開發Web服務，進而使得SQL Server成為HTTP監聽器并能向Web服務提供新型數據訪問功能。

3 基于Web技術的教學保障物資管理系統設計

教學物資管理主要包含固定資產管理及物流管理，前者主要是對學校資產賬目及資產的報廢處理等，后者主要是對學校設備物資的采購供應倉庫管理等。基于Web技術的教學保障物資管理系統主要是在校園網的基礎上進行的現代化信息管理。在此系統的設計過程中主要結合成熟的管理工作流、辦公自動化管理和教學物資保障的業務工作流以及物料的出入庫管理等，并使用Web數據庫而開發出教學保障物資的管理系統。以物料管理為例，即要對其物料申請、領導審核、采購入庫、科室調撥與發放及報廢處理等進行嚴格一體化的網絡管理，從而實現教學保障物資管理服務水平及管理效率的提升，進而更好的為教學活動的開展提供科學的保障。具體的系統功能設計應包含如下方面：

作者簡介：夏雨（1993―），女，安徽合肥人，在讀學生，從事經濟學學習與研究。

（1）項目登記與審核。首先由學校教學保障物資管理用戶對學校保障物資管理信息進行系統的管理申請，在項目得到系統管理員的登記錄入及相關信息修改后，系統管理員還將對資產項目信息進行審查。當項目被審查通過，則會轉入正式數據庫；若項目申請為資產報廢申請，則會在審查通過之后轉入淘汰庫存放。反之，申請將退回給用戶。

（2）用戶管理。用戶管理主要是由系統管理員使用，管理員可以設定二三級用戶權限，并可以進行修改或刪除等操作。此過程中，學校教學保障物資管理的系統管理員要預先對學校保障物資信息進行錄入維護，通過用戶密碼注冊的方式能有效提高系統網絡的安全性。

（3）查詢統計。基于Web技術的教學保障物資管理系統應在查詢統計的功能上加以強化，及時錄入和更新教學保障物資信息，保證用戶能實時的查詢全校院系、科研室及各部門最新的資產信息。

（4）報廢淘汰。此功能是教學保障物資管理系統的關鍵功能之一，在設計過程中尤其要注重系統數據庫的管理問題。對物資資產的報廢淘汰操作應由系統管理員完成，對系統檢索出的需要對信息進行報廢報表、淘汰原因及批準人等信息執行報廢淘汰的指令，進而執行命令由正式庫轉入淘汰庫，再通過系統操作對淘汰庫中的信息進行修改完善。

（5）數據管理。對于教學物資管理的相關數據信息，系統管理員要認真完成審核過程，并做好自動和人工的數據備份工作，以便更好的管理數據信息。

（6）報表打印。對教學保障物資實行系統化的信息管理，需要系統對其數據進行報表的制作，一般以EXCEL報表形式進行制作，用戶可以根據實際需求對報表進行修改，最后打印出來并存檔。

4 基于Web技術的教學保障物資管理系統的安全措施

為了使基于Web技術的教學保障物資管理系統安全的運行和正常的發揮作用，各學校應加強基本的預防措施的實施，以便及時的發現問題并進行應急處理。因此，需要主要如下方面的問題：第一，保證只有合法的用戶才能進入該系統并進行相關操作，因而要做好用戶管理工作；第二，用戶在進行個人信息更改的過程中需進行密碼輸入驗證；第三，系統后臺數據庫要設置嚴格的身份認證和備份操作，對ASP文件服務器要進行腳本編碼，進而對ASP源代碼加密，在確定ASP程序的執行時間后，添加如

等代碼，進而保證系統數據信息的安全性與穩定性；第四，要加強對管理系統的定期檢查與防護，及時發現漏洞問題并加以解決。

5 結語

本文對基于Web技術的教學保障物資管理系統進行了相關理論內容的探討，了解到該系統主要的開發平臺選擇及系統功能設計內容，并對其安全運行的安全措施進行了闡述。從中可以發現該系統依托校園網實現了教學保障物資現代化的信息管理，利用Web技術的動態交互和數據庫技術實現了用戶與管理中心的信息交流。這一系統具有較多的優勢，只要將其不斷完善并科學合理的進行應用，學校的教學保障物資管理工作一定會上一個新臺階。

參考文獻

[1]李平，劉彬.Web數據庫接口技術及應用[J].計算機系統應用，2001，（05）.

第6篇：數字教育系統范文

關鍵詞：Web；交互；電子圖書

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）10-0087

一、前言

根據構建主義的教學理論，學習是一個知識構建的過程，在這個過程中交互是一個非常重要的環節。使用傳統的紙質圖書和目前的電子圖書，只能是學生對書中內容的單一閱讀過程，無法很好地實現學生和圖書之間的交互，這也就使得學習這個知識構建的過程受到了制約。

本文依據構建主義教學理論，采用智能信息與網絡技術，搭建了一個基于Web的交互式電子圖書系統（Interactive Electronic Book System，IEBS）。使用IEBS進行閱讀學習，不僅僅可以實現對書中內容的閱讀，而且還能讓學生通過批注、鏈接、觀看多媒體、在線練習和疑難診斷等功能與圖書進行互動，實現學生閱讀學習過程中與圖書的交互，同時，通過異步交流和實時討論等，還可讓學生與系統其他用戶之間進行交互。IEBS突破了傳統的閱讀模式，解決了學生與圖書的“交互瓶頸”問題，能夠完美地實現學生在閱讀學習過程中的知識構建。

二、系統結構

1. 系統構架

系統采用數據層、業務層和用戶層的三層架構架模式，如圖1所示。

2. 網絡體系結構

系統采用基于客戶機/應用程序服務器/數據庫服務器的三層網絡體系結構。如圖2所示：

客戶端管理，顯示和用戶的交互；應用程序服務器包含所有的應用業務邏輯；數據庫服務器包含所有的數據，進行數據的存儲和檢索等。客戶端可以通過直接接入、局域網接入和無線通信鏈路接入等多種方式接入Internet，滿足用戶的多種需求。

三、系統功能

系統主要包含系統管理、圖書選擇、圖書閱讀、異步交流、實時討論、疑難診斷和幫助等子系統，每個子系統又有若干功能模塊構成，這些功能模塊和子系統共同構成一個結構完整，功能齊全的交互式電子圖書系統。其功能結構如圖3所示：

1. 系統管理子系統

系統管理子系統主要實現對系統的配置管理和維護，初始化系統的功能集，定義系統用戶，分配權限，維護角色信息，維護系統授權用戶信息。記錄任何用戶的登錄、注銷、上傳、下載、刪除、更改和消息通知等操作日志。分為管理員用戶管理和一般用戶管理。

2. 圖書選擇子系統

圖書選擇子系統為用戶提供選擇圖書的功能，讓用戶通過多種方式實現對所需閱讀圖書進行快速定位選擇。

首先，系統左側有一個可以展開的樹形目錄。目錄結構可按照用戶習慣進行多種形式的劃分，如按照年級――學科――圖書類型（如課本、教學參考書、習題集、練習冊等）逐級展開。用戶可以通過逐級展開目錄迅速查找定位到所需閱讀的圖書。如用戶需要選擇閱讀八年級人教版《地理》課本，可通過在樹形目錄選擇“八年級”并展開該年級節點，然后在下一級目錄選擇 “地理學科”并進行展開，然后再選擇“課本”并進行展開，最后選擇八年級人教版《地理》課本。

其次，系統還提供按照年級、學科、圖書類型、圖書名稱、作者、出版單位、版本、出版時間和主要內容等條件進行組合模糊查詢的功能。用戶可輸入一定的查詢條件和規則對所需閱讀圖書進行模糊查詢。

3. 圖書閱讀子系統

圖書閱讀子系統是IEBS的主要子系統，用戶通過該子系統實現對圖書的交互閱讀過程，該系統主要為用戶提供目錄管理、縮/放、閱讀導航、信息定位（鏈接管理）、書簽、查詢、批注、打印、多媒體播放和習題練習等功能。

（1）目錄管理

系統以目錄形式管理圖書，在系統的左側，顯示樹形的圖書目錄，用戶可以通過展開樹形節點定位到相關章節，也可以通過全文查找功能實現章節的定位。

（2）縮/放顯示

為使閱讀者獲得最佳的信息瀏覽效果，系統提供縮/放顯示功能。顯示方式可以是：適合窗口大小、適合屏幕寬度、實際大小和自定義縮放比例等。根據自定義縮放比例，最大可以放大到實際大小的16倍，這在閱讀圖形時是非常有用的。

（3）歷史跟蹤

按時間自動跟蹤記錄閱讀者的瀏覽歷史，并使閱讀者可以前后翻閱瀏覽歷史中出現過的電子圖書頁面。

（4）信息定位（鏈接管理）

通過清晰可伸縮的樹狀目錄結構，使閱讀者能夠快速定位和顯示所需閱讀章節。

通過超文本鏈接，建立關聯信息之間的自動參引關系，使閱讀者以聚焦的方式快速獲得所需的信息。

提供同一教材內，多項教材之間的鏈接。包括文字之間的鏈接，文字與圖片、多媒體之間的鏈接。

（5）書簽

系統提供書簽服務，用戶可以在閱讀過程中對所關注內容設置/刪除書簽，通過書簽可進行信息快速定位。

（6）查詢

針對具體的電子圖書，通過全文檢索的方式，快速查閱所關心的信息在圖書中所處的位置，在查到后高亮顯示。

（7）批注

為方便閱讀者的理解和使用，對一些特殊名詞、術語和關鍵內容采用批注的方法給予解釋。同時，閱讀者也可以選中所關心內容進行自我批注。

（8）打印

系統提供打印功能，用戶可選擇電子圖書中的部分和全部頁面進行打印，把電子化圖書轉化成紙質文檔，打印成冊。

（9）多媒體播放

為了使閱讀者對相關知識有更加深刻的理解和掌握，系統提供多媒體播放功能。讓閱讀者通過多媒體播放觀看原理演示、實驗演示、多媒體課件和聲像資料等。同時，用戶可以按照一定規則對多媒體資料進行上傳/下載。

（10）習題練習

為了鞏固所學知識，系統提供在線練習功能。練習完畢后提交答案，系統將對答案進行自動判定，同時向閱讀者提供典型題解過程。閱讀者還可將更優題解進行上傳，補充習題題解庫，為其他閱讀者提供更優題解，實現閱讀者與系統之間，不同閱讀者之間的交互。

同時，針對錯誤答案，系統還提供典型錯誤分析，加深用戶對錯誤的認識，增強對知識的理解和掌握。

4. 異步交流社區

異步交流社區采用BBS方式實現。用戶可通過在社區內進行發貼、跟貼的方式對所關心的內容與系統其他用戶進行交流溝通。

5. 實時討論

系統提供兩種實時討論方式，一種是點對點實時通訊，另一種是聊天室。用戶通過實時討論，實現閱讀學習過程中與他人的交互，能夠更好地對知識進行理解和掌握，完成學習這個知識構建的過程。

用戶登陸系統后，系統顯示所有在線用戶，每位用戶均可選擇與其他任一在線用戶進行點對點實時通訊，對閱讀學習過程中的一些問題和知識點展開交流討論。

系統還設置有實時討論交流區，討論區按照學科、興趣等劃分為若干聊天室。用戶可根據需要進入相應的聊天室，在聊天室內就閱讀和學習的內容與其他用戶展開交流討論。

6. 疑難診斷

為了解決用戶在閱讀學習過程中遇到的疑難問題，系統提供疑難診斷功能。根據各學科自身特點和教學中長期積累的經驗，系統設置有疑難問題信息庫，收錄各學科的各種疑難知識要點、學生容易理解錯誤和混淆的知識點一些常見錯誤，同時收錄有針對這些問題的解答。

系統有疑難問題全文搜索功能。用戶可在搜索欄里輸入問題進行搜索，系統將自動從數據庫中搜索，并將結果逐條顯示提供給用戶，使用戶得到滿意解答。

如果數據庫中沒有相關問題，系統顯示“無相關記錄”。此時，用戶可以選擇將該問題提交保存至系統中，其他用戶若有解答，可將解答方案進行編輯，提交保存至系統中。由此可不斷豐富、完善疑難問題信息庫。達到用戶與系統、用戶與用戶在閱讀學習過程中的交互。

7. 幫助

為用戶提供有關系統使用的幫助信息。

四、結束語

第7篇：數字教育系統范文

【關鍵詞】數字電視 現代教育 遠程教育 應用

電視的出現使人們獲得了新的信息傳播通道，隨著科技發展，越來越多的先進電視技術被開發出來。從最早天線信號傳輸至如今電視數字化，數字化技術的出現提高了電視信號的傳輸速度與信息容量，電視節目實現了預告、節目定制等功能。其中，數據傳輸容量的提升與節目定制功能使電視具備了實現遠程教育的基礎。

一、數字電視

數字電視是通過對模擬信號進行提取、量化，并將信號使用二進制方式編碼，將傳統信號轉換為數字信號進行傳輸，最后通過數字終端對信號進行一系列信號處理操作，從而達到電視數字化的目的。整個信號處理傳輸過程可通過計算機完成，同時通過計算機可對信號進行監督控制，整個操作過程方便快捷。

目前數字電視具有三種傳輸方式：衛星信號傳輸、使用有線電視線路的有線信號傳輸以及地面開路式信號傳輸。數字電視還可根據清晰度分為：低清晰度、標清數字電視以及高清數字電視，目前高清數字電視屬于收費服務。我國當前數字電視多采用有線信號傳輸，其原理是使用數字設備對模擬信號進行數字化編譯、調制，然后利用有線電視線達到傳輸信號的目的，最終經過數字終端（數字電視機頂盒）對信號進行解析，通過機頂盒所帶管理系統，對電視節目進行控制與管理。

二、數字電視所具備的優點

數字電視是通過將信號數字化處理后，將數字信號進行壓縮與傳輸，以此實現電視信號數字化傳輸的目的。數字電視相比傳統模擬電視具有以下優點：

1、圖像質量高。數字電視是將信號數字化處理后，對數字信號進行壓縮與傳輸，在數字信號傳輸過程當中，只需雜波信號處于規定范圍值且信號干擾少，就可通過整形復原數字信號，達到傳輸目的。由于數字信號經過壓縮，圖像信號丟失少，從而使圖像信號具有較高質量。

2、具有較高頻譜使用率。傳統有線電視信號為模擬信號，其信號傳輸受帶寬限制，導致用戶可視頻道在四十套左右，而數字信號通過信號壓縮，使信號在相同帶寬下有較高信號傳輸量，使可收視節目達到一百套以上，極大提高了節目傳輸頻道，使用戶有充足節目選擇資源。

3、具有較好的交互能力。數字電視利用高效的頻譜使用率與機頂盒所帶管理系統，使用戶與電視節目具有互動能力，能夠滿足用戶進行遠程教育、電視購物、視頻點播以及政府公開信息查詢等需求。

4、數字信號存儲與加密功能。通過數字機頂盒內置存儲單元可進行數據存儲，達到用戶信息保存的目的，同時利用數字信號可加密性進行數據加密。這兩項技術的使用，使付費點播、電視購物等電視增值業務能夠安全、便捷的開展。

三、數字電視在當前遠程教學中的應用

1、偏遠地區可進行遠程教學

遠程教育是數字電視所具有的一項付費增值業務。利用數字電視技術進行遠程教育也是當前電大進行授課的主要方式之一。數字電視的遠程教育系統一般由視頻管理、課程管理、課程節目安排等子系統組成。利用遠程教育系統，不同學歷層次的客戶查找所需教育視頻，以滿足自身教育所需。通過數字電視遠程教育系統，還可對偏遠地區、教育教學水平不平衡的地方帶來更加便捷的教育方式。例如，對于一些師資力量不足的地區，為滿足教育需要，可安排相關經驗豐富的教師錄制或直播的形式，對課程進行講解，通過數字電視，學生就可以接受這些課程的教育。對于偏遠地區，學生難以集中教學的地方，可以通過錄制教學視頻進行遠程教育，學生在家中可通過數字電視的遠程教育系統進行遠程學習，對于疑難知識點可以安排時間，統一進行解答。

2、各類教育培訓教學

大多數人們在工作時，缺乏相關知識或為提高自身知識水平就需進行相關教育與培訓。對于廣大上班族來說，缺乏充足時間進行相關知識的學習，那么通過數字電視遠程教育系統就可以利用業余時間，在家中進行相關培訓。目前，大多數培訓機構都采用遠程教育，通過錄制教學視頻，方便受教者接受教育。利用數字電視進行教學培訓，可以節省場地租借費，降低培訓成本，同時受教人員也因機構培訓成本的降低，所交培訓費用也隨之大幅減少。錄制的教學視頻，受教者可不限場地、時間限制，根據實際情況選擇時間與地點觀看教學視頻，便于受教者的時間安排。

3、社區教學

通過社區教育，可以提升社區住戶總體綜合素質，是住戶擁有良好的道德觀念與行為規范。由于社區人員工作與休息時間的不一致性，社區組織開展相關教育時，無法做到人數集中，導致社區教育效果不理想。隨著數字電視的普及，社區基本實現數字電視覆蓋，所以社區可以組織人員錄制教育視頻上傳至數字電視遠程教育網絡，只需通知住戶視頻信息，住戶就可通過數字電視的遠程教育系統在空余時間接受社區教育。通過數字電視進行遠程社區教育，方便社區教育開展的同時，使教育效果得到明顯提高。

綜上所述，在數字電視普及的今天，憑借其各方面優勢，在為人們提供更加豐富資源的同時，利用其進行遠程教育，可以降低培訓成本、解決教學場地限制以及帶來更加靈活、便捷的受教方法，有著極高的教育教學價值。

【參考文獻】

[1]李浩君，邱飛岳.數字電視技術及其在現代教育教學中的應用[J]中國有線電視.2007，12：1188-1190

第8篇：數字教育系統范文

摘要：隨著科技的不斷更新，教育內容，教學方法，教育環境，教師和學校的角色發生了變化，智能教育是一個創造性的匯聚點，傳統的教學為發展新的方法而運用更新的技術如云計算，根據學生的態度和智力水平讓學生去學習多種不同的材料，關于任何時間、地點和任何設備運用電子教科書。運用不同方式的方法內容來發展電子書籍，設備支持，和設備發送，為在云計算環境下的電子教科書模型提供服務。

關鍵詞：云計算；智能教育

1.前言

國內數字化的迅速變化帶來了交流方式的改變，并促進了社會生產力的發展，以知識為基礎的社會需要在教育系統中的改變，當前的工業化出現了一個矛盾轉化，支持不斷發展的以知識為基礎的信息社會的教育。

隨著社會需求的不斷增長，日常生活中運用科技日益增多，21世紀需要一個符合雙方需求的教育系統。能夠引起這次變革的是智能教育，智能化教育系統被定義為一個允許學生去學習運用日益更新的技術，并能根據他們的才能和智力水平確保學生去學習不同的材料。當前教育系統和智能化教育的不同之處類似于普通的手機和智能手機的區別，當普通的手機有相關系統支持著，智能手機能夠被使用者的需求商業化，當前教育化途徑，是以教師為中心的模型，是信息和知識向一個方向的流通，從教師到學生。這個直接的途徑不能適合成績優異的學生和成績不好的學生。

為達到智能教育的視角，韓國政府已經啟動了5個一流的計劃：1）數字教科書的發展和應用；2）促進網上課程的發展和評估；3）創造一個安全的教育內容環境；4）加強教師的能力；5）建立以云計算為基礎的教育系統，通過這5個主要項目的實施，不同類型的教育內容將允許學生能夠在任何時候和地點去學習。當學生通過智能設備獲取資源，比如個人電腦，筆記本電腦，平板電腦，和智能電視，能夠在便利的地方學習。

2.背景

2.1智能教育的定義

智能教育代表一種：“自主的，有動機的，適應的，資源豐富的，科技植入的”，首先，自主的特色在學生角色中的變化，作為一個知識的接受者，從知識的傳遞者到學習的輔助者的轉變，為此網上的評估，學術的表現評估，和一個自主學習的系統將會被實施。第二，有動機的強調了智能教育系統的方式將會激發學生的學習興趣，智能教育強調了教學的方法，能夠提升創新的問題解決方式，以個人評估為中心，學生的學習經驗將會從典型的教科書為基礎到以經驗為基礎的轉變，第三，適應性代表了追逐教育通過一種典型的教育系統和教學系統，智能教育增加了教育系統的靈活性，在關系到個人興趣和未來職業渴望中促進了學習，它能夠根據學生的水平幫助學校從傳播知識到支持個人學習的轉變。第四，資源的豐富，描述豐富的教學材料的支持，通過一種云的學習服務，智能教育提供了直接引入豐富的內容，被公共和私人機構和個人在教育中的發展有幫助，擴展了國內和海外的學習的資源，和通過傳輸平臺的內容提升了合作式學習，第五，科技植入的，闡明了運用了最新的信息和交流技術，智能教育確保了學生在任何時間和地點通過科技信息去學習，根據自主的興趣裁量的領域提供給學生不同的學習方式。

智能教育是運用ICT（Information Communication Technology，簡稱ICT）在教育中的運用的擴展，實施于20世紀90年代早期，并開始于20世紀90年代，電子學習通過LMS（學習管理系統）的介紹擴展開來，和交互式學習是通過普遍存在的技術來實施，它也是ICT教育作為重要的未來教育的范例應用。

2.2電子教科書

產生的巨大的電子信息等同于1.8Z（180萬億字節），它意味著一個人能夠看到一個2小時的HD（硬盤）的電影持續到4700萬年，這個巨大的信息持續不斷的增長著，信息交換的循環周期也在不斷的縮短，而且當傳統的教科書被出版之后很快就會過時。

電子教科書是一個以未來為導向的教科書，能夠幫助學生在任何時間和地點以自主的方式去學習。它包括學習教具，工具書，字典，和筆記本功能，為了自主的學習，除了傳統的教科書的內容之外[1]，且提供先進的多媒體功能，包括視頻、動畫、虛擬現實、和超鏈接，電子教科書提供給學生不僅是普遍的內容，還有多樣的學習材料。

電子教科書通過多媒體途徑提供教育內容比如視頻，動畫片和虛擬現實。它們都有交互式的功能并且能夠讓學者以他們的能力和水平為根據來學習，為了服務于數字教科書的運用，現今的數字教科書已經被設計成為了紙質教科書的映射。

至于文件的形式，數字教科書管理PDF圖像文件以XML和SCORM（Sharable Content Object Reference Model共享內容對象參考模型）的應用，根據對象內容的標準，數字教科書的平臺被發展為支持多種操作系統，比如Windows，open software linux for PC，和IOS，open software Android for smart device.數字教科書包含10個具體的功能，比如，瀏覽，輔助工具，多媒體，搜索，等等。

2.3云計算

中國電子學會云計算專家委員會在2010年的《云計算白皮書（概要）》中指出，云計算是一種基于互聯網的、大眾參與的計算模式，其計算資源（包括計算能力、存儲能力、交互能力等）是動態、可伸縮的、被虛擬化的，且以服務的方式提供。這種新型的計算資源組織、分配和使用方式，有利于合理配置計算資源并提高其利用率[2]。云計算提供商提供以3種基本模型為基礎的服務[3，4]：基礎設施即服務（Iaas），平臺即服務（Paas），和軟件即服務（SaaS），IaaS是最基礎的一層，和每個高一層的模型都是從比它低一層的模型細節中抽取的一層。

3.在云計算環境下的數字教科書服務模型

3.1內容發展類型

這里有3種大致的數字教科書的類型內容發展：單一的打包類型，HTML，和以CSS為基礎的瀏覽器類型，和內容加瀏覽類型，第一種是單一的打包，是最普遍的發展方式，應用自身成為了包含在應用程序中的元數據內容，正如數據在程序中經過加工，這種類型在響應速度上很快，但是更新有困難。所以，單一的打包適合于游戲或者單方面的信息傳遞。第二種是瀏覽器類型，是一個通用的使用方式，是以網絡為基礎，適用于門戶網站，新聞，和廣告服務，這種類型能夠和多種平臺兼容，但是響應速度很低。最后一種是內容加瀏覽類型，被用于實施內容在播放器和瀏覽器中植入，專注于內容，這種發展的方式適合于提供如電影，和電子書的內容服務。

電子教科書的特色是以獨一的方式或者簡單的應用程序和多媒體材料為內容簡單的發展，電子教科書現在運用內容加閱讀器類型發展，這種類型能夠被認為是未來云計算環境下內容發展的最適合的方法。

3.2服務方式的規定

考慮到電子教科書內容的屬性，在當今的學校和教育領域包括不同的多媒體教育材料和附加的學習材料，綜合應用程序是最合適的推薦，然而，在一個長期的云計算環境中，云流類型將會成為最好的選擇，當所有的應用在電腦的服務器端被執行的時候。在云流的服務，設備將會僅僅表現在被服務器所執行后顯示在屏幕上，和運行在服務器上的應用，因此，這種服務是快速的和電子教科書能夠被迅速運用，不用再進行復雜的過程，當不同的操作系統類型將被安裝在服務器之中，云流類型不會作系統所限制，和對于開發者的發展和更新來說是簡單的，因為網絡的質量是直接跟電子教科書服務關聯的，當第四代LTE網絡環境變得普遍化，就使用了這種類型。

3.3內容分配方法

分配電子教科書的內容的方法是在決定教師和學生使用電子教科書類型的最重要的影響因素，它們被學校從服務器下載電子教科書所證明，內容分配以三種方式去理解：全部下載，部分下載，和網絡訪問。電子教科書現在分布在通過網絡來全部下載服務方式中。

引進電子教科書的原因是為了建立一個快速的系統能夠隨著知識的變化而不斷的更新，內容分配的方式應該根據需要去實施，所以，內容分配的方式應該從簡單的以云存儲為基礎到部分下載的方式，更容易適應周期性的數據更新，并最終會進入在線流媒體訪問。

4.結論

智能教育標志著我們社會新的數字時代的開端，交流被拓展為不僅僅是通過傳統的書信式到運用電子設備，不僅僅是3R（Read，wRite，aRithmetic算法），還有7C（Critical thinking and problem solving，Creativity and innovation，Collaboration and leadership，Cross-cultural understanding，Communication，iCT literacy，Career and life skills）[5]。ICT演示了它允許學生根據他們的興趣和學術能力擁有自定義的學習，當實施這些服務模型時候，最重要的不僅僅是考慮內容和數據的類型，容量，用戶的行為，設備，和網絡環境，而是觀察服務模型的優勢和缺陷，由于不同的國家和區域有不同的在電子教科書上的政策，制定在學校課堂實施的標準值得需要被考慮，不僅僅是電子教科書會隨著文化環境的不同而不同，而且它對周圍環境的影響也會不同。所以，我們應該通過不同的人的合作來堅固教育系統的基礎[6]，電子教科書將不僅僅提供紙質教科書數字化，而且它將會通過附加的資源和學習工具來補充當前教育內容。（作者單位：西南科技大學）

參考文獻：

[1]J.Sanghyun，A study on the strategies for improving the accessiblility of the Korea Digital Textbook based UDL guidelines，The journal of Korea association of computer education，vol.12，no.3，（2010），p.65-75.

[2]本，姚健，鄧志武，云計算綜述[J].有線電視技術，2012（3）.

[3]National Institute of Science and Technology，The NIST definition of cloud computing，（2011）.

[4]V.William，B.James and B.Rajkumar，Introduction to cloud computing，Buyya，R，Broberg，J，and Goscinski，A，Cloud Computing：Principles and Paradigms.Wiley Press，（2011）.

第9篇：數字教育系統范文

關鍵詞：城市軌道交通 自動化 體系結構 自律分布系統

Abstract: Based on analysis of characteristics of the urban railroad transportation systems， the technical requirements of railroad transportation systems are proposed， the design principle and method of urban railroad transportation automation system are also discussed in this paper. Compare with the conventional system architecture， we argue that the autonomous decentralized system architecture is an ideal architecture for urban railroad transportation automation system. Finally， the outline of autonomous decentralized system was described from technical maturity and advantage point of view respectively.

Keywords: Urban Railroad Transportation; Automation; System Architecture; Autonomous Decentralized System

一、 城市軌道交通系統的特點及其技術需求

在討論城市軌道交通系統自動化系統之前，對城市軌道交通系統的特點進行分析是十分必要的。下面從七個方面逐一進行分析。

1． 城市軌道交通規劃的可持續性

隨著中國城市化進程的發展，主城區向外擴展、主城區和衛星城連成一體是一個明顯的趨勢。城市軌道交通系統規劃要能適應這一不斷發展和擴展的需求。然而，存在的主要問題是：準確地預測未來的發展具有很多不確定因素。也就是說，當前的規劃在將來是要變的。這就要求我們的規劃要充分考慮系統的變化因素，反過來也要考慮現有系統和未來系統的平滑銜接和升級。用技術的語言講就是系統結構的靈活性和可擴展性。

2． 城市軌道交通系統建設的階段性

城市軌道交通系統建設受投資、征地等諸多因素制約，不可能像大鐵路那樣一次設計、一次建設，需要分階段地建設和實施，一般的形態是逐線建設，即使是一條線也要求分段建設。這樣的建設模式給系統運行帶來很大的挑戰。對于分階段實施的系統而言，很明顯要求系統具有擴充性。對于能夠一次建成的系統，建成后的系統升級和改造，要求不中斷系統的運行，從這個角度看，要求系統具有在線特性，即邊測試，邊運行。此外，還應考慮系統運用過程中的在線培訓。系統的擴充性和在線特性對于降低系統的開發成本，運行成本都是有直接好處的。這一問題也可以歸結為系統結構的靈活性和可擴展性。

3． 運輸組織的多樣化和高密度化

運輸組織的多樣化是指根據節假日和重大活動適時地調整運輸計劃并付諸實施。這就要求建立在線實時的運輸計劃系統，即運行圖系統，實現小時級計劃的調整。

在上下班的高峰期實現列車的高密度運行是必須的，比如120秒的運行間隔。高密度運行與列車自動控制方式（ATC）和行車指揮系統密切相關。在這樣的需求之下，存在兩條不同的技術路線：信息集中控制集中，信息集中控制分散。就行車指揮系統而言，如何進行選擇可用下面的事例來說明。

日本的新干線由JR東日本，JR西日本，JR東海道等鐵路公司運營。因此，新干線的運輸調度指揮系統分為二大類：其一為COMTRAC（JR西日本，JR東海道采用），其二為COSMOS（JR東日本采用）。COMTRAC采用的是信息集中控制集中模式，而COSMOS采用的是信息集中控制分散模式。

基于可靠的理由，在阪神大地震后，COMTRAC建有第二指令所（調度所）。

需強調指出是信息集中是指列車計劃信息（運行圖）的集中，以及列車運行實績（在線狀態）的集中。控制分散是指列車進路控制由各個車站的系統——程序進路控制裝置（PRC）完成。站間協調的準則就是列車運行圖。

從上面的分析中可以看出，車站PRC只要有運行圖信息就可以實施進路控制。在正常情況下，由調度中心向車站PRC傳送運行圖信息；而在非正常情況下（災害），由各車站PRC定期保存基本運行圖信息，以備緊急情況下使用。

至于列車在線信息的集中，可以這樣考慮，在災害時，只需收集列車運行狀態的最少基本信息，而不必建設1：1的備用中心。

日本東京圈自律交通運行控制系統（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統，它管理著東京地區的200多個車站和2000多公里線路。實現了行車指揮、設備監控和旅客信息服務綜合自動化，實現了列車的高密度運行（120秒），實現了系統的分階段的建設。具有典型性和代表性。這一系統也是采用的信息集中控制分散模式。

就列車自動控制系統而言，有兩種模式。一是在地面系統生成速度指令，發送到軌道電路上，列車按速度指令行車；一個是地面系統只發送停車點信息，列車根據這一信息和自身的位置以及制動性能自律地生成平滑的制動曲線。后一種模式也可以稱為（列車位置）信息集中（制動）控制分散，可以適應不同車輛不同的制動性能，最大限度地實現高密度運行。

因此，實現運輸組織的多樣化和高密度化時，采用何種技術路線是必須認真研究解決的問題。

4． 旅客服務的實效性

為旅客提供列車運行信息的顯示和廣播是基本的要求。在非正常運行情況下，實時地信息是關鍵。要求旅客服務系統和行車指揮系統實現互連。

5． 維護作業管理模式

系統的維護模式是一個較少探討的問題，面前維護作業管理很難實現自動化。系統維護模式也決定著系統的設計和開發方式。

第一個問題涉及系統自身的維護。是不中斷運行維護，還是在線維護與測試。即系統是否具備在線維護的能力。這又與系統的體系結構密切相關。

第二個問題是維護的管理模式。是集中還是分擔。現有的維護管理模式可以說是一種集中模式，一切均在調度人員管制下完成。分擔的維護管理模式是指由調度中心、車站和現場作業人員共同完成維護作業。在這種模式下，調度中心負責信息（維護作業計劃）集中，車站負責進路控制，現場作業人員負責維護作業時的進路申請和作業實施。可以說，將過去調度中心的相當權限下放給了車站和現場作業人員。各個環節具有相當的自主權并相互協調。支持這一維護管理模式，需要相應的系統結構和技術。

6． 安全性

安全性是城市軌道交通系統的基本要求。具體地講就是在軌道交通系統的各個環節如通信信號、行車指揮、列車控制、牽引供電和車輛等領域采用故障-安全設計原則。故障-安全涉及硬件、軟件和通信編碼等方面。如何應用故障-安全的理論和方法是我們面臨的問題。

7． 可用性

對城市軌道交通系統而言，故障-安全是不夠的。故障-安全從本質上講是一種被動的技術措施。如何保證運輸服務的連續穩定性，即可用性是我們的首要目標。做到100%的可用在技術上是可行的，但代價往往是高的。有時由于外界因素（如災害、人身傷亡事故等）的影響導致服務中斷是不可避免的，但不是無限期的。非正常情況下的快速恢復是一個關鍵。

在高密度運行區間，為防止列車故障或事故時引發混亂、盡量減小列車晚點，需要靈活快捷的列車群自動控制系統。在正常情況下，列車群自動控制依賴于運行圖；在非正常情況下，要實現列車群的協調，如安排列車的避讓或折返、避免列車在站間停車等。傳統的列車群控制大多依賴于調度員的指揮，難于實現快速的事故恢復。

為保證運輸服務的可用性，快捷的列車群自動控制系統是必不可少的。從技術上講，實現可用性也有兩條技術路線：容錯和防錯。防錯主要采用冗余技術，100%的備用，系統的成本太高。容錯是真正容許模塊的錯誤和故障的發生，采用模塊級備用方式，實現低成本化。

綜上所述，城市軌道交通系統的技術需求可以歸納為如下幾個方面：

（1） 系統的在線擴展性

（2） 系統的在線維護和測試性

（3） 系統的在線容錯性

（4） 信息集中、控制分散的技術路線

（5） 調度中心-車站-現場作業人員協同的業務分擔模式

二、 城市軌道交通自動化系統的設計開發理念和方法

為滿足城市軌道交通系統的技術需求，需要建立新的設計開發理念和方法。提出如下觀點和方法供參考。

1．信息集中、控制分散的技術路線

為實現城市軌道交通系統運輸組織的多樣化和高密度化，采用信息集中、控制分散的技術路線是一種理想選擇。

2．調度中心-車站-現場作業人員協同的業務分擔模式

這一模式對實現城市軌道交通系統的高效協同運行有重要意義。

3．城市軌道交通自動化系統體系結構

目前廣泛采用的是集中式體系結構和客戶/服務器體系結構。對于大規模城市軌道交通自動化系統而言，集中式的體系結構已不能滿足系統動態變化和擴展的要求，而客戶/服務器結構又存在著系統負荷過于集中在服務器方等問題。因此，研究適合于大規模城市軌道交通自動化系統體系結構，以滿足系統動態擴展的要求是一項重大課題。

4．系統設計方法學

目前，系統設計大多采用自頂向下的方法，包括結構化設計和面向對象設計等方法。這些方法假定在設計階段系統的結構、規模和功能是確定的。系統的擴展和變化，必將引起整個系統的變化，可謂“牽一發動全身”。對于大規模系統而言，不可能一次設計、一次建成，需要分階段地設計和建設實施。采用自底向上，由子系統逐步構成整個系統的系統設計方法學勢在必行。

5．系統容錯技術(可靠性)

目前的雙機或多機冗余備用技術從根本上講是一種防錯技術，即防止錯誤的發生。在實際應用中，存在著成本高，防不勝防等問題。針對城市軌道交通自動化系統的特點，研究開發低成本的、實現真正意義上的容錯技術是必要的。

6．故障-安全技術

對于軌道交通電氣化自動化系統這類要求故障-安全特性的系統，需要從硬件、軟件和通信等層面對故障-安全技術進行系統研究，并重點解決工程實用化問題。目前這一方面的研究相對薄弱。

三、 城市軌道交通自動化系統的體系結構

1．體系結構對系統運用成敗的影響

在討論城市軌道交通自動化系統的體系結構之前，先以CTC系統為例，說明體系結構對系統運用成敗的影響。

鐵路行車調度指揮系統采用CTC已有漫長的歷史。美國1927年開發了第一套CTC系統，以單線無人站為控制對象，以增加區間列車運行數為目標。實踐證明，其投資效果是明顯的，到1955年所有干線基本實現了CTC化。歐洲（1943）、日本（1954）開始采用CTC系統，其目標是實現車站的無人化和經營的效率化。

我國開展CTC的研究已有40余年的歷史，廣深、大秦、鄭武等線裝備了CTC系統而沒有開通或使用。其主要問題是：調度集中模式下，行車和調車作業的矛盾沒有解決。

基于CTC的運輸管理模式可以說是一種集中模式，一切均在調度人員管制下完成。但調度員的管制能力又是有限的。

從技術上講，CTC采用的是典型的集中式體系結構，對于大規模城市軌道交通自動化系統而言，集中式的體系結構已不能滿足系統動態變化和擴展的要求，而客戶/服務器結構又存在著系統負荷過于集中在服務器方等問題。

在高密度區間、客貨混跑條件下，傳統的CTC系統面臨如下問題：（1）大規模樞紐站仍然由人控制，不能實現自動化；（2）發生故障恢復運行時相當費時；（3）維護作業依賴于人，存在安全隱患。

在城市軌道交通系統中，仍然存在上述（2）（3）之問題。

在第一部分已經提到，調度中心-車站-現場作業人員協同的業務分擔模式。在這種模式下，調度中心負責信息集中，車站負責進路控制，現場作業人員負責維護作業時的進路申請和作業實施。可以說，將過去調度中心的相當權限下放給了車站和現場作業人員。各個環節具有相當的自主權并相互協調。這一業務模式可稱為自律分布模式。

以“信息集中、控制分散”為基本理念的自律分布鐵路調度指揮模式是解決我國CTC系統主要問題的一種理想選擇。支持自律分布模式的體系結構是一種對等式體系結構，又稱為自律分布體系結構。

2．集中式體系結構

在自動化系統中，廣泛采用的是集中式結構。對于城市軌道交通自動化系統而言，集中式的體系結構已不能滿足系統動態變化和擴展的要求。在運行過程中，其缺點表現為：

圖1 集中式體系結構

（1） 所有的現場設備信息必須匯總到通訊前置機后再由通訊前置機發送到控制中心。這增加了信息傳輸中間環節，并且隨著現場設備的擴展，增加了通訊前置機的負擔，通訊前置機是現場設備和控制中心交互的咽喉，如果它出現故障，則整個監控系統處于癱瘓狀態。

（2）現場的所有信息都是最終匯總到控制中心，控制中心的計算機進行各種數據處理，最后由操作員工作站的屏幕上顯示出來。同時將各種控制信息發送給現場設備，進行統一監督和控制。這種集中式的監控系統隨著監控規模的不斷擴大，必將大大加大控制中心的負擔。

（3）若要對集中式結構的監控系統增加新的設備時，必須停止整個系統的運

行，并且還必須將控制中心的軟件進行修改，甚至重新編寫軟件，這也將大大影響 監控系統的運行，而且將消耗大量的人力物力。

3． 客戶/服務器體系結構

客戶/服務器結構雖然減少了中間環節，方便了動態擴充，卻又存在著系統負荷過于集中在服務器的問題。

圖2 客戶/服務器式體系結構

（1）客戶端每一次操作必須通過服務器統一處理。這樣使信息交互中的大量負擔集中到了服務器，客戶端只執行一些簡單任務。特別是在如今系統規模不斷擴大的情況下，對服務容量要求必然會迅速增加，負荷進一步加重，嚴重情況下，很可能導致網絡擁塞，服務器處于癱瘓狀態。

（2）同時由于客戶/服務器結構中服務器必須處理大量的信息，且客戶端均由服務器連接，如若要加入新的客戶端雖不影響其它客戶端的運行性能，但必須對服務器進行調整修改，服務器軟件也將被修改后才能使得整個系統運行正常，這時，修改服務器將導致服務器部分失效或全部停止運行。其它客戶端無法交換信息進行連接，必然影響到整個監控系統的正常運行。

（3）傳統的客戶/服務器應用軟件模式大都是基于“肥客戶機”結構下的兩層結構。它面臨的一個主要的問題是系統的擴展及安裝維護困難。開發人員寫出的程序在客戶端運行，占用了大量的系統資源和網絡資源。而在分布式實時控制系統中，C/S結構更顯出他的不足：

Client與Server直接連接，沒有中間結構來處理請求，Server定位通常需要網絡細節，Server必須是活動的（Active），客戶端的應用程序嚴格依賴于服務器端數據存儲和組織方式。應用接口的異構性嚴重影響系統間的互操作。許多相同的功能模塊被多次重復開發，代碼的重用很困難。無法保證數據的實時性，系統可擴展性差（無法實現在線維護和在線擴展），容錯性差，對多數據類型的應用支持較差。

由一個中心服務器處理所有數據，所有的數據都必須通過服務器的中轉，而不是直接的點對點的方式，從而增加了不必要的延時。這種模式在服務器具備所有需要的信息的時候可以正常工作，而當數據來源于多個節點且同時又被多個節點使用的時候就顯得力不從心了。而且服務器還是整個系統的性能瓶頸，若服務器由于某種原因出現故障，則整個系統的通信都將陷入癱瘓。

所以，客戶/服務器結構無法滿足分布式實時應用系統的需求。 4. 系統的通信模型

傳統的通信模型對應于其傳統的體系結構，同樣具有一些技術上的問題需要解決。傳統的通信分為polling型和請求/應答型（request/reply）。

（1）Polling通信模型

其主要問題在于控制中心的服務器采用定時輪詢技術，控制中心發出信息后，各個客戶端是按照與控制中心聯接的順序來接收信息并對控制中心的信息做出反應，例如在Master對Slave1發出信息后，Slave1接收信息并做出反應后將發出回饋信息到Master， Master在接收到Slave1的信息后再向Slave2發送信息，以此類推，在最末端的Slave i將在最后接收到Master發出的信息，在這個過程中如若其中某一個Slave出現問題或聯接中斷，則該Slave后的其他客戶端將接收不到信息，無法做出反應。并且這種通信方式將花費大量的時間，對于監控系統的可靠性和實時性造成很大的障礙。

（2） 請求/應答通信模型（Request/Reply）則對應于客戶/服務器體系結構。

請求/應答通信模型是基于TCP/IP協議的一種網絡化通信模型。它是一種客戶端向服務器發出發送信息的請求后，在得到服務器應答后才能發送信息的通信模式。與polling通信模型相比較而言，其優點在于無需各客戶端按照順序來進行應答，從而節省了大量的時間，但是如若一旦服務器發生故障，則通信就無法進行，也將影響到監控系統的正常運行。

從上述兩種通信模型來看，兩者都有一些技術上的問題有待解決，而影響了監控系統的動態擴展及可靠性，需要有新的通信模型來加以改進。

5. 自律分布系統結構

自律分布系統(Autonomous -Decentralized System---ADS)，在降低系統復雜程度、實現系統的擴展方面是一個很大的進步。自律分布的思想是向生物學習而提出來的。在生物體中，每個細胞具有相同的遺傳信息。據此，自律分布系統認為構成系統的各個節點具有相同的潛在能力，任何一個節點可以從其他節點接收信息，然后選擇必要的信息加以自律地處理。在自律分布系統中，任何程序只與數據域(池)發生聯系，從而避免了程序之間的直接連接，有效地降低了系統的整體復雜性。在自律分布系統中，采用功能碼通信方式。發送數據的節點將數據與表示其內容的功能碼組成一對，向數據域（池）發送。接收數據的節點從數據域中讀取數據。當一個程序所需的數據到達數據域時，由系統自動啟動該程序。這種方式稱為數據驅動方式。數據域、功能碼通信、數據驅動是自律分布系統的三大特征。自律分布系統已從專用控制網絡擴展到通用網絡如以太網。自律分布系統在降低系統復雜性和實現系統在線擴展、在線維護和在線容錯方面是有效的。

四、解決方案---自律分布系統（ADS）技術

1．ADS技術綜述

系統規模不斷擴大的趨勢表明，在設計自動化系統時，不可能一次性將各個部分、各個環節都考慮完整周全，而必須隨著系統的分階段建設不斷擴充規模、不斷完善功能。現有的自動化系統都是一次性建設完畢，如要進行擴充和維護，只能終止整個系統的運行，這必然會給運輸造成極大的經濟損失。自律分布系統，即ADS（Autonomous Decentralized System）。構成自律分布系統的首要條件是子系統的存在性。整個ADS 系統是不能事先定義的，只能籠統地定義為若干子系統的集成。ADS 系統最關鍵的特點就是子系統的自我控制和自我協調的能力。

(1)自我控制表現在一旦某個子系統出現故障、進行維修或剛剛加入，其它子系統可以不受干擾地管理和運行自己的功能。

(2)自我協調是指一旦某個子系統出現故障、進行維修或剛剛加入，其它子系統能夠在在它們內部協調處理完成各自的任務。

正是子系統的這兩個特點保證了整個系統的在線擴展、在線維護和容錯。因此根據ADS 思路設計的自動化系統體現了以下優點：

首先，它不再基于傳統的C/S 模型，而是由若干子系統構成。各個子系統之間是相互平等的，不存在依附關系，可以自主運作，但這并不表明它們不與外界交換信息。實際上，各個子系統不斷向外界以廣播方式發送信息，同時又根據各自需求接收來自外界的信息以為自己服務。這樣一來，C/S 模式中服務器大量的負擔被有限地分散了，而且加快了子系統間信息的交換速度。

ADS的核心協議ADP是建立在TCP/IP的UDP協議之上的一個應用層協議。因此，只要支持TCP/IP協議的環境都可以支持ADS技術。目前，ADS標準草案（ISO/TC184/SC5/SG5）已提交給國際標準化組織，即將被采納為國際標準。另外，ADS 與OPC（OLE for Process Control）和CORBA的融合及其標準化工作正在進行之中。

日本東京圈自律交通運行控制系統（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統，它管理著東京地區的200多個車站和2000多公里線路。實現了行車指揮、設備監控和旅客信息服務綜合自動化，實現了列車的高密度運行（120秒），實現了系統的分階段的建設。具有典型性和代表性。如下圖所示。

2. ADS的技術成熟性

自律分布系統體系結構和相關技術是成熟的、可靠的，其理由如下：

（1）ADS是一種開放的技術

ADS的核心協議ADP是建立在TCP/IP的UDP協議之上的一個應用層協議。因此，只要支持TCP/IP協議的環境都可以支持ADS技術。

（2）ADS即將被采納為ISO國際標準

目前，ADS標準草案（ISO/TC184/SC5/SG5）已提交給國際標準化組織，即將被采納為國際標準。

另外，ADS 與OPC（OLE for Process Control）和CORBA的融合及其標準化工作正在進行之中。

（3）ADS有成功的應用實踐

日本東京圈自律交通運行控制系統（ATOS）是目前世界上最大的自律分布系統，它管理著東京地區的200多個車站和2000多公里線路。實現了行車指揮、設備監控和旅客信息服務綜合自動化。實現了列車的高密度運行（90秒），實現了系統的分階段的建設。具有典型性和代表性。

（4）ADS有較成熟的開發平臺和工具

目前，自律分布系統的主要開發工具有：NXDlink， NXDFS， NXConstructor32， NXMaRT-View， NXMaRT-Watch等。均支持目前主流的操作系統平臺如UNIX， Windows NT， 還支持PLC和設備網（DeviceNet）。

因此，采用自律分布系統在技術上是完全可行的，其產品是可靠的。

3．采用ADS技術的城市軌道交通自動化系統主要特點

3．1 在線可擴展性

（1）在系統中假如有新節點（車站）加入，在數據域中的所有節點都將接收這一信息，同時可在控制中心看見這個新站加入系統中。

（2）假如在線的車站突然因為網絡故障退出了網絡系統，其他所有節點都會知道這一狀況，當網絡故障被排除以后，節點重新加入系統，并且自動向控制中心發送自己最新的信息。并且盡力來恢復故障前的狀態，可見系統有很好的伸縮性。

3．2 在線可維護性

運行圖文件可以在控制中心在線修改，修改后可以下傳到各個車站控制子系統。在節點在線的情況下可以自由地對軟件系統內容進行修改和維護。

3．3 在線容錯性

（1）假如控制中心主機發生了故障，在控制中心的其它備用主機就會自動取得控制中心的控制權，同時系統中的其它節點也會重新確認新的控制中心節點，向它傳輸最新的信息。當發生故障的原控制中心主機重新加入系統以后，系統會自動的接納它，同時它也會確認為新的控制中心。

（2）處于遠程控制模式下的車站節點，在發生本地網絡故障時，該節點會將自己升級為控制中心并且由遠程控制模式切換為本地控制模式。

（3）在發生災害時普通節點可以通過請求應答的方式來向控制中心請求成為控制中心，這樣控制中心就可以自由的漂移。可見系統有較為理想的在線容錯性。

3．4 能較好地貫徹信息集中控制分散的技術路線

信息集中要保證信息的實時性。這里有二層含義：調度中心實時地得到列車在線信息；各個車站平等地得 到調度中心的運行圖信息。ADS系統采用的/定購通信模型能很好地保證信息的實時性。控制命令在網絡上傳輸的話，通信線路故障或主機故障將導致系統失效。采用ADS技術實現控制分散可有效避免系統失效的風險。

在ADS體系中，由于各個系統節點是對等的，任何一個節點都具有潛在的相同的能力，區別只是應用層的功能不同而已，而且這種區別是由管理者的方便造成的，而不是設計階段決定的。這意味著系統中的任何一個節點隨時可以成為控制中心。這種靈活性對保證系統的可用性是非常有效的，特別是在災害發生時。此外，車站節點的本地/遠程運行模式能方便地實現調度中心臨時管制。

五、結論

本文從七個方面對城市軌道交通系統的特點進行了分析，進而提出了軌道交通系統的五大技術需求，分別是1）系統的在線擴展性；2）系統的在線維護和測試性；3） 系統的在線容錯性；4）信息集中、控制分散的技術路線；5）調度中心-車站-現場作業人員協同的業務分擔模式。

在此基礎上，提出了城市軌道交通自動化系統新的設計開發理念和方法。為滿足城市軌道交通系統的技術需求，需要建立設計開發理念和方法。為實現城市軌道交通系統運輸組織的多樣化和高密度化，采用信息集中、控制分散的技術路線是一種理想選擇；調度中心-車站-現場作業人員協同的業務分擔模式對實現城市軌道交通系統的高效協同運行有重要意義；自律分布體系結構是適合于大規模城市軌道交通自動化系統的理想選擇；采用自底向上，由子系統逐步構成整個系統的系統設計方法學可以支持城市軌道交通自動化系統分階段建設實施。

最后對自律分布系統技術進行了綜述，并從技術成熟性和技術特點的角度對其進行了分析和討論。采用自律分布系統技術在技術上完全可行的，同時自律分布系統能很好地滿足城市軌道交通自動化系統的技術需求并支持本文提出的設計開發理念和方法。

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