數字教育系統范文

導語：如何才能寫好一篇數字教育系統，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞： 數字電視 遠程教育 終身教育

引言

目前，教育部已批準一些高校開展現代遠程教育，這些高校基本上都是采取學校與電信部門聯合辦學方式進行的，這種基于電信網的單一模式不利于教育的規模化、大眾化，其他一些網站、網校的情況也差不多。從我國的具體情況看，有線電視網發展極為迅速，政府職能部門又正在加緊進行全國聯網，以現代有線電視寬帶網為主，結合其他網絡優勢開展現代遠程教育的前景十分可觀，其主要原因是現代有線電視寬帶網具有大容量、寬帶寬、高速度、低資費、可靠性強并能進入千家萬戶的特點與優勢，這是其他部門無法比擬的。特別是數字電視技術的日益普及和完善，非常適合于開展大規模的遠程網絡教育。

一、數字電視教育平臺的建設目標

科學整合與充分利用各級、各類教育部門豐富的教育資源和廣電系統的數字電視寬帶網絡資源，以全新的理念和先進的核心技術，擺脫教育的時空限制，滿足教育的個性化需求，使遠程教育的理想模式變為現實，構建完善的終身教育體系。

建成基于廣電數字傳輸網絡的多媒體數字傳輸平臺。通過該數字平臺，在網上傳輸國內外優秀的教育課件。通過該網絡平臺，將網上教學方式普及全國的上億有線電視用戶及各地的相關教育機構；在各地的相關教育機構可以實時交互學習，可以通過寬帶的網絡接入，點播著名學校的教學課件；在家里通過機頂盒用計算機或電視機可以實時、非實時學習；同時通過該寬帶網絡與國際Internet進行連接，從而充分利用網絡資源。

二、數字電視教育平臺框架

數字電視教育平臺的建設需要廣電系統和教育系統的密切配合，教育部門主要提供優質的教育資源，廣電部門主

要提供網絡和用戶資源，同時吸收國家相關科研院所及企業提供技術支持與合作經營，共同構筑一個現代遠程網絡終身教育平臺。

該平臺從國內著名教育部門內通過高速專線取得包括小學到大學的所有教學課件到省級的廣電中心機房內；在省廣電中心機房內，將課件加載到廣電的SDH傳輸網上，通過若干個專線，傳輸到各地市的廣電機房；在各地市廣電機房再通過本地多點分配系統，將傳輸到各地市的課件傳輸到各相關教育機構內，同時通過有線電視城域網（HFC網），將課件送到千家萬戶。

如圖1所示，數字電視教育平臺框架主要由四部分組成：

（一）信源

主要指信息的來源、課件的來源。將國內、外各種教學資源，分學科、分層次進行管理，或組織專家教授講課，進行網上直播，進行課件的制作。通過各種教育資源的整合，建立大的教學資源庫，力求達到能滿足各種不同層次人員的學習需求。教學資源庫一般由視頻服務器、磁盤陣列、課件數據庫、控制管理系統等系統組成。

（二）技術平臺

以有線數字電視系統為技術平臺，通過各地市的廣電中心機房，將教育信息資源傳送至各類教育機構及有線電視用戶，實現終端用戶自主收看、查詢和下載教學課件及數據信息。出于實際應用的需要，在各地市的廣電中心機房應設置容量比較大的鏡像服務器，以便于從本地服務器中取得課件數據。數字電視技術正日益成熟，通過與現代通信技術、計算機技術、網絡技術、多媒體技術結合，能建成一套既能發揮廣電自身優勢又能兼具各家所長的網絡教育新平臺。

（三）傳輸網絡

主要利用廣電數字傳輸網絡和互聯網共同搭建橋梁，溝通教學機構的教學內容與廣大渴望知識的受眾。廣電網絡具有全國最大的網絡和用戶群，帶寬資源也極為豐富，并即將實現全國大聯網。利用廣電網絡和數字電視等技術開展遠程教學，可以解決網絡教學的成本、規模、用戶接入、網絡帶寬等諸多方面的問題，為普及遠程教學和滿足人們的學習要求提供了一條物美價廉之路。但廣電網絡本身不具有Internet網絡出口，所以要和電信部門（具有網絡國際出口）合作。

網絡的互聯及互通關鍵是對相同標準的遵循，根據現有技術的開發性、成熟性和發展性，以及數字電視教育平臺的建設需要，建議采用TCP/IP協議來構建統一的網絡平臺。

（四）用戶終端

分兩種，一種是教學分站（各類各級學校），學習者可在各教學分站的課堂集中聽課，能使異地的師生如同身臨其境地開展雙向交互遠程教學；另一種是有線電視終端用戶，通過機頂盒用計算機或電視機學習，學習者可以自主選擇學習內容。

三、數字電視教育平臺的服務功能

（一）多節目電視廣播

數字電視系統允許在一個模擬電視頻道中傳輸多路電視節目。多節目電視廣播和下面的多路聲音廣播是單向的、非交互的，利用數字視音頻壓縮技術，提高頻率資源的利用率。這樣可以充分解決頻道資源的問題，原有的2―3個頻道可以擴大到12―30個頻道，很好地解決了為遠程教育提供電視頻道緊張的狀況，使專業遠程教育的開展變成可能。

（二）多路聲音廣播

在一個模擬電視頻道中可以傳送100路左右的立體聲廣播節目，這樣僅僅用語音開辦的教育節目的實施就簡單多了。

（三）準視頻點播（NVOD）

NVOD是在一個模擬電視頻道里以一定的時間間隔循環播放同一節目，學生可以在一設定的時間內從頭觀看這一電視節目。利用此系統我們可以把節目源存放在視頻服務器中，方便、靈活地進行節目編排。這樣學生可以不受時間的限制。

（四）節目相關的數據

將與節目有關的數據隨節目一起傳送。這種數據有兩類，一類是電子節目指南（EPG），隨時播出當天或多天的課程安排，以及播出時間表、指導教師、復習內容等相關內容，學生可在任意時刻進行瀏覽。電子節目指南幫助用戶方便快速地尋找自己感興趣的節目。另一類是與節目內容相關的數據，如與節目有關課文背景資料、作者簡介等。學生可根據自己的需要選出某些與節目有關的數據。

（五）數據廣播

將數據服務器中的大量數據循環地播出，其中可以對某些數據進行實時更新。這些數據可與電視節目無關，可以是課件、軟件、輔導資料、復習題、習題解答、游戲、圖片、各種網站上下載的信息、電子報紙等。用戶可以主動地從數字電視廣播信號中找到需要的信息。數據廣播是擴大業務范圍，增加服務收入的重要方面之一。

（六）交互式業務

利用有線數字電視回傳信道，實現用戶與電視中心和有線電視前端的交互操作，視頻點播（VOD）是交互業務的典型事例。也可以通過CM（Cable Modem）方式上網，使用電視或計算機在因特網上進行教學。

結語

在廣電網絡實現大整合、捆綁經營的今天，以現代有線電視寬帶網絡為主，結合其他網絡資源優勢，在現代遠程教育思想指導下，采用數字電視技術和現代信息技術中的最新成果，整合各種教育資源，創建一種大規模開展學歷和非學歷教育的全新遠程教育模式，這對加速構建我國終身教育體系和開發利用廣電網絡資源具有深遠的意義。

參考文獻：

［1］方德葵.虛擬大學――現代遠程教育理論與實踐［M］.中國廣播電視出版社，2003年.

［2］趙堅勇.數字電視技術［M］.西安電子科技大學出版社，2005年.

［3］趙永岐.網絡與電視應用研究［M］.科學出版社，2005年.

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[關鍵詞]數字化教育游戲；教學設計模式

[中圖分類號]G420　[文獻標識碼]A　[論文編號]1009－8097(2011)08－0051－04

一　數字化教育游戲教學系統設計基本原則

1　知識構建原則

實踐表明，對學習持不同觀點的教師將會直接影響其對各種多媒體學習系統的態度。由此，這些多媒體學習系統也會產生不同的學習效果。將學習看作是信息獲取過程的教師往往會認為，將多媒體用于教學就是一個信息傳播的過程。這在早期CAI課件系統中表現的尤為明顯。在這些系統中，知識點常以線性方式加以組織，教師的作用就是呈現信息，學習者的主要任務就是接受信息。這種觀點將學習認為是學習者對信息的接受，信息是能夠從計算機屏幕移入到學習者腦中的客觀對象。因此，學習者的學習是被動的。與前者不同是，將學習看作是知識構建過程的教師，往往會將多媒體看作是一種輔的認知工具。知識是由學習者主動建構的，學習者的主動認知加工能夠幫助學習者理解材料，主動認知加工能夠從所呈現的材料中建立起連貫一致的心理表征。

教師還必須清醒地認識到，無論持有上述所提到的兩種學習觀的哪一種，采用多媒體系統后的學習結果可能是意義學習，也可能是機械學習，甚至還有可能是無效學習。無效學習肯定是我們不希望看到的學習結果，我們希望看到的是，學習者對知識主動構建的結果――意義學習。對此，奧蘇貝爾有精辟的闡述。

通過以上論述，能為教師在教學中使用教育游戲提供以下兩點啟示：

第一，要使學習者能夠主動的建構知識，教師必須要積極引導學習者，使學習者能夠產生將新信息與原有知識之間建立聯系的心理傾向。

第二，學習的過程中，教師要能夠為學習者即時搭建支架，讓學習者能夠在新信息與原有知識之間建立聯系。

2　以學習者為中心原則

在數字化教育游戲教學設計中，要注重以學習者為中心的原則，這實際上是知識構建原則的一個具體體現。以學習者為中心的觀點主要體現在兩個方面：第一，在教育游戲的設計與開發中，要清楚地認識到，教育游戲作為一種教學媒體、一種新的技術手段，一定要注意克服以技術為中心的取向。從多媒體技術在教育領域中無數的失敗案例可以看出，多媒體技術先是受到極大的期望，然后就是太范圍的應用，最后則是令人失望的結果。第二，在教育游戲的選擇上，要以能否促進學習者對知識的意義建構為前提。縱觀目前的教育游戲，其中有不少教育游戲軟件無非是采用了游戲軟件的一種外在形式對知識點進行了封裝而已。當然，這些軟件在知識點的組織上是非線性的，這是相對于傳統CAI課件的先進之處。這類教育游戲在使用中基本上是需要學習者去適應游戲，只有這樣學習者才能夠進行學習。這樣的教育游戲更多關注的是一種游戲技術的應用，而并未使游戲技術幫助學習者進行更有效的學習。

二　數字化教育游戲教學系統設計構成要素

自從二十世紀六十年代提出第一個教學系統設計模式以來，教學系統設計模式已有不下百種之余。盡管這些教學系統設計模式不盡相同，但從其構成要素上來看，教學系統設計涉及到一個組織化的教學過程，如教學目標、教學內容、學習者、教學策略、教學媒體以及將這些基本要素整合為一個模型。其中，ADDIE(Analysis，Design，Development，Implement，Evaluation)教學設計模式包括教學的分析(Analysis)、設計(Design)、開發(Development)、實施(Implement)和評價(Evaluation)五個環節。

另外，由HeinichR等人(1989)開發的ASSURE(AnaIvzelearners，State objects，Select media and material，Utilize mediaandmaterial，Requirelearnerparticipation,Evaluate and revise)教學設計模式則包括分析學習者特征(Analyze learners)、陳述目標(State objectives)、選擇媒體和材料(Selectmediaandmaterial)、運用媒體和材料(Utilize mesa and material)、要求學習者參與(Requirelearnerparticipation)以及評價、修改(Evaluate and revise)六個環節。

三　數字化教育游戲教學系統設計的目的

為什么要進行教學設計?顯然對這一問題的回答會有多種。對教學進行設計，其結果可能成功，也可能失敗。但就促進學習者的學習而言，教學設計是對能產生成功教學目標的一種描述。對于設計能夠支持數字化教育游戲教學系統的目的主要有以下三方面：

第一，促進個體學習者的學習。這里的個體并不是指學習者之間的組織形式，比如，以班級、學校為單位的學習者或在網絡上進行學習的單個遠程學習者。這里的個體是為了強調學習是發生在每一個具體學習者身上的。

第二，促使教學能夠分階段實施。這說明教學是以系統化的方式進行計劃與實施的，這樣可以保證教學有效的發生。這些階段既有短期的，也有長期的，它可以幫助教師減輕對教學過程中未知細節的考慮。因為在教學過程中，有些教學事件在事先是很難預料到的，教師的每次課堂教學都要面臨新的決定。

第三，明確學習者的位置。既然教學系統設計是要通過分階段實施教學來促進學習者的學習，那么學習者在教學中的地位就必須要首先明確。教學并不只是能夠反映教師的知識，同時更要反映學習者是如何習得這些知識的。這將直接導致教學系統設計模式是傾向于教師還是傾向于學習者。

四　支持數字化教育游戲的教學系統設計模式

模式是再現現實的一種理論化的簡約形式。教學系統設計模式是在教學系統設計的實踐當中逐漸形成的一套程序化步驟，其作用是要指明說什么，怎樣去做，而不是為什么要這樣做。

對于教育游戲中的師生關系，我們認為教育游戲中的學習者是知識的主動建構者，是社會化學習的協作／合作者；教育游戲中的教師既是游戲的參與者，也是教學活動的主導者。在我們提出的數字化教育游戲的教學系統設計模式中，由教

學目標分析、學習者分析、兩個教學分支以及評價、反饋構成。如圖1所示，顯示了該模式各組成部分及之間的關系。該教學系統設計模式具有如下四個特點：

第一，可以根據教學內容和學生的認知結構、認知風格來決定在教學過程中的全部過程或部分過程使用教育游戲。

第二，在教學的整個過程中采用教育游戲意味著教師、學生具有同樣的游戲者身份。這樣的教學具有發現學習的特征，教學過程的實施需要依靠教育游戲所提供的完善的教學策略以及游戲者之間的交互行為來推進。

第三，在教學過程中的某個階段采用教育游戲意味著教育游戲不能夠為教學的整個過程提供支持，教師既可以是游戲者也可以是游戲的引導者，在教學中一般采用先行組織者教學策略，當然也可以采用其他教學策略，如自主學習策略。

第四，對學習者進行學習結果評價并不是教學的終點，而是要使學習者能夠靈活地運用知識，解決真實情境中的問題，因此要采取一些知識遷移策略來促進知識的遷移。

(1)教學目標分析

很多教學系統設計模式一般都包含教學目標分析這一環節，教學目標闡述的是學習者的學習結果。該模式的教學目標分析中除包含一般教學目標分析中的分類、表述和呈現外，還包含了分析使用教育游戲是否能夠支持教學目標的實施，這體現出技術要服務于教學，而不是教學從屬于技術的思想。

(2)學習者分析

教學目標分析能夠明確學習者在教師與同伴的幫助下，利用資源和工具習得什么，而不是指教師教了什么，或者通過該課程教給學生什么。學習者分析的主要目的是要考察使用教育游戲是否能夠促進學習者的學習。學習者分析主要包括以下四個方面：

第一，分析教育游戲軟件運行的計算機軟件環境、硬件環境和網絡環境。如軟件是運行在微軟操作系統、蘋果操作系統或是其他操作系統；軟件是2D的還是3D的；是否需要高性能CPU和GPU軟件是單機運行還是聯機運行等。

第二，分析學習者是否具有使用教育游戲軟件的能力。教師在選擇教育游戲軟件之前，除了要考慮學習者的認知水平外，還要考慮學習者在游戲軟件操作中的經驗。實驗表明，在開始階段，游戲軟件操作經驗高的學習者的績效水平要高于游戲軟件操作經驗低的學習者。

第三，分析學習者是否需要在呈現任務之前為學習者提供引導性的操作或練習。如果學習者在開始學習之前對教育游戲軟件的使用和規則的理解存在困難，教師則需要引導學習者進行練習。

第四，分析學習者對待教育游戲軟件的態度。目前，在教學中引入教育游戲不僅在教學管理上存在一定的阻礙；學生對此的接受態度也是一個需要考慮的問題。學生對待教育游戲的態度會直接影響軟件使用后的學習結果。

(3)教學分支的選擇

根據教學需要和學習者分析決定是在教學的全部過程采用教育游戲還是在教學過程中的部分采用教育游戲，這體現了技術服務于教學，教學是以學習者為主體的重要思想。

(4)教育游戲的選擇

教育游戲本質是一個軟件，教育游戲的選擇主要從以下幾個方面加以考慮：

第一，根據特定領域的特征選擇教育游戲軟件的類型，如即時策略、第一人稱射擊、角色扮演、動作等。

第二，考慮教育游戲軟件的技術的特征，如硬件要求、操作系統要求、游戲操作方式(是直接通過鼠標、鍵盤操作還是需要其他外設，如游戲手柄等)、網絡接入等。

第三，構建學習環境，包括計算機位置的擺放、聯網類游戲是否需要進行子網的劃分等。

第四，不同的教育游戲軟件特征將會影響的教學策略的設計，比如策略類游戲可以選擇協作學習策略、角色扮演類游戲可以選擇競爭學習策略，而有些模擬類的游戲則可以采用示范一模仿策略。

第五，確定教育游戲中，游戲任務的時間。在教育游戲中，有些任務的時間是需要在游戲開始之前進行設定的，而有些則是在游戲開發時就已經設定好了的。

(5)確定先行組織者

“先行組織者”是奧蘇伯爾提出的一個概念。奧蘇伯爾認為，促進學習和防止干擾的最有效策略就是利用適當相關的和包攝性較廣的、最清晰的和最穩定的引導性材料，這種引導性材料就是組織者。由于這些組織者通常是在教學內容呈現之前介紹的，目的在于利用它們來幫助確立意義學習心向，因此被稱為先行組織者。在教學過程中的部分采用教育游戲時，需要利用先行組織者為學習者提供認知結構中的上位概念來同化新的知識，或者是提供一個能夠指出新舊知識異同的組織者來確立新舊知識之間的聯系。但如果在教學的整個過程全部采用教育游戲是否就沒有先行組織者呢?事實上，在這種情況下，先行組織者是包含在教育游戲中的任務開始或結束部分的。

(6)教學策略的選擇

教育游戲環境是一個開放的學習環境，在這樣的環境下學習者很容易產生迷失現象，學習者不能將注意力集中于學習任務上。教育游戲教學策略的設計是以建構主義思想為指導的，一般采用合作，協作學習、發現學習和自我調節學習這樣的教學策略，教師在教學活動中為學習者提供支架。同時，策略的設計還受到領域類型和教育游戲軟件類型的制約。在教學的整個過程全部采用教育游戲時，教學策略是包含在教育游戲中的。

(7)教學過程的組織

第一，按照加涅的九事件教學安排學習活動并創設學習情境。教師應該熟悉學習者領域中的內容，利用先行組織者策略為學習者建立先行知識。

第二，指導學習者提高教育游戲軟件使用的操作技能。

第三，觀察學習者操作教育游戲軟件時的學習活動，教師應在適當的時機通過教育游戲軟件間接地或面對面直接地給予學習者干預和指導。

(8)學習結果的評價

以建構主義理論為指導的教學系統設計更加強調學習者在學習過程中的真實體驗，而傳統的標準化測驗并不能完全檢測出學習者的能力。替代性評價則避免了典型的多項選擇測驗中存在的問題，這些新的評價體系中所蘊涵的核心思想是要求學生自己展示自己的學習，或者展示自己在學習過程中學到的知識和技能來完成一些實際工作，其目的就是要在真實的情境中展示學習者自己的水平。

a　檔案帶評價　(portfolio assessment)

替代性評價的一種常見形式就是檔案帶評價，即搜集和評估學生在一段時間內的作平樣本(Hambleton，1996；Herbert&Schultz，1995；Rolheiser，Brower，&Stevahn，2000)。教師可以收集學生的作品、研究設計以及其他一些反映高級心理技能的作品，并以此作為評估學生進步程度的依據。[5]在教育游戲中檔案袋評價主要體現在學習者在游戲過程中的表現或任務的完成情況。

b　表現性評價　(performance assessment)

表現性評價是在現實生活中對學生知識和技能的實際表現進行考察的測驗。表現性評價的一個例子就是完成論文，完成論文不僅要求學生展現自己知道什么，還要表現出自己能做什么。汽車駕駛員和飛行員的駕照考試、醫學上的臨床測驗等，都是表現性評價(Swanson，Norman，&Linn，1995)。在教育游戲中表現性評價主要體現在學習者與游戲的交互過程中所表現出的行為。

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

層次分析法由是美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂于本世紀70年代初，在為美國國防部研究“根據各個工業部門對國家福利的貢獻大小而進行電力分配”的課題時，應用網絡系統理論和多目標綜合評價方法，提出的一種層次權重決策分析方法，是一種定性與定量分析相結合的評價方法。層次分析法在教育游戲中主要體現在教育游戲軟件統計系統的設計上，通過將層次分析法轉化為計算機程序代碼，來計算學習者在任務完成過程中的行為表現，從而生成統計結果來進行評價。

(9)知識遷移策略

學習者通過學習結果的評價并不是教學的終點，而是要使學習者能夠在真實情境運用知識解決問題，因此要采用知識遷移策略促進知識的遷移。采用先行組織者能夠促進學習的遷移。

五　總結

數字化教育游戲具有傳統面向娛樂領域內游戲吸引人的特質，同時還能夠促進學習者的學習。對于這樣的一種教學媒體，如何使其在教學中發揮作用，則是需要進行合理設計的。文章提出了一種能夠將數字化教育游戲整合到教學中的教學設計模式。該模式在以學習者為中心的指導下，具有良好的適應性。

參考文獻

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[2]何克抗，李文光編著，教育技術學[M]，北京：北京師范大學出版社,2002：163

[3]施良方，學習論[M]，北京：人民教育出版社，2001：239

篇3

關鍵詞 傳統視覺傳達 數字技術 創新設計

中圖分類號：J504 文獻標識碼：A

互聯網信息技術與數字技術歷經三十余年的發展，目前已經在人類的生活方式、行為方式、思維方式等方面留下了深深的印記，數字技術在改變人類所處的世界的同時，也在悄悄的改變著人類自身。數字技術在藝術設計方面的改革成果，在視覺傳達設計方面尤為突出。在與傳統思維和技法不斷進行抗衡的過程中，現代視覺設計也不斷地受到數字技術的“侵襲”。

1 數字化技術在傳統視覺傳達變革中的應用

在當前信息數字時代，越來越多的人開始注意到數字技術對于視覺設計的影響，隨著我國市場變革的日益激烈，現代視覺設計中開始以數字技術的融入為特色，在產品銷售和推廣方面形成新主力，這不僅給企業和社會帶來經濟和社會效益，對于傳統視覺傳達的突破性改革實踐方面也同樣起到了極為重要的推動作用。

1.1 傳統視覺傳達的從印刷美術設計到多元化構成

視覺傳達技術源自19世紀中葉歐美印刷美術設計領域以設計的延伸和拓展為目標的嘗試性改革。俄國在1913年之后連續四年的構成主義運動，尤其是1918年由德國的“包豪斯”設計學院所倡導的教育方針改革和制度完善等活動中，視覺傳達技術才開始從現代工業設計領域進入到以“構成”為主要課程內容的培養技術和藝術的多樣化融合和多元化應用的人才培養進程中。視覺藝術從抽象的藝術表達方式和創造性思維中汲取了新鮮的養分，以極具時代性的設計理念為特色，將視覺藝術的發展空間拓展到以藝術表現為追求目標，依靠技術的輔助功能來構建起來的視覺性空間藝術表達領域中，此時的視覺傳達尚未脫離傳統理念中僅僅在于形象表達方面具有效用的地位，因此并不能被視為視覺設計和傳達史上的第一次革命。

1.2 多媒體技術和數字技術輔助下的傳統視覺傳達革命

視覺傳達的第一次變革始于20世紀90年代，受到多媒體技術和互聯網技術的影響，傳統的視覺傳達在以國際化為發展目標的信息高速公路的沖擊下，原有的只需要帶給人類以視覺表達和信息傳遞的職責，也開始向拓展人類視野，改變傳統信息傳遞方式，與互聯網進行融合以滿足虛擬社區中的溝通交流功能需要，同時，在信息傳播渠道和媒體表現形式方面，在數字技術和計算機技術的帶動下，視覺傳達設的多媒體表現形式研究也開始步入探索軌道，更具有藝術性和更高效的視覺傳達效果成為該時代，傳統視覺從設計和傳達進行自我改革和完善的工作重點，數字技術在視覺傳達領域內的有效融合也與計算機數字技術的出現一起成為具有劃時代意義的重要成果。作為視覺傳達和視覺設計改革的催化劑，數字技術與計算機技術對視覺設計和傳達方式產生了最有力的推動作用，而傳統視覺傳達和技術設計也從此開始了其作為人類共通語言的創新性變革之路，并承擔起數字化時代，為滿足基于互聯網平臺所構建起來的社會空間中的信息傳播和交流需要的主要媒介的重任。

1.3 數字技術對傳統視覺傳達交互性發展的推動

1960年，視覺傳達以獨立的傳達形象出現在日本的世界設計大會上，同樣作為獨立傳達方式的還有影像，視覺傳達在此時已經可以將人類復雜的情感元素等，通過藝術創造的形式進行加工使之融合在藝術創作中。傳播技術和數字技術以及現代通訊技術的迅速發展，為視覺傳達和設計拓寬了覆蓋領域，從商業美術到工藝美術，從工藝美術專向印刷美術，再深入到裝潢設計和平面設計等行業，視覺傳達的階段性成長歷程最終停留在以視覺媒體作為載體的視覺符號傳播探索中，數字化技術、多媒體形式、信息傳播技術等的同步發展，則為藝術設計和視覺傳達的相互融合添加了催化劑，并不斷影響著視覺傳達的效果、速度、形式以及水平等。視覺傳達在與數字技術之間的立體交互性融合的過程中，也逐步呈現出立體化和動態化的發展趨勢，原本的平面化和靜態化也開始從單一化的媒體形式中分離出來，經過多媒體的整合創新后，可以從平面到四維進行視覺傳達和表現，而被傳達的視覺符號和信息也開始具有了交互性特征。

2 傳統視覺傳達與數字技術的立體交互性表現

數字技術的延展性魅力在視覺傳達設計中，主要以傳播手段和工具的模式進行滲透，傳統的視覺設計語言在數字技術的引領下，出現了視覺形式方面的新變革，當數字技術作為新鮮血液與傳統視覺設計進行有效的融合時，傳統視覺傳達逐漸增加了現代化的具有時代性和靈動性的氣息。隨著數字技術在傳統視覺設計中的嘗試運用和不斷的研究探索，互聯網的出現則為數字技術何傳統視覺設計的融合打開了一扇通往全世界的窗戶，全球信息同步共享的便捷性，為傳統視覺傳達和視覺設計帶來了隨時共享、分享、交流的便利，而不同地域、空間、時間下對數字技術在視覺設計和視覺傳達方面的運用，更是為當前傳統視覺傳達的改革提供了新的契機。

2.1 傳統視覺傳達自我中的立體交互性

數字技術的發展為視覺傳達設計帶來了數字化的變革方向，與此同時，傳統視覺傳達和設計過程中所出現的時間、區域、風格等方面的瓶頸也被打破，一種完全人性化的人機交互圖形界面在互聯網的輔助下，將技術與藝術進行完美的融合，進而依靠虛擬的網絡環境，還原視覺傳達的本身價值，不同國家、不同種族、不同文化特征下的藝術壁壘一旦被打破，傳統的視覺傳達和設計方式，在計算機技術和軟件的幫助下，從思維和創作方式的創新方面，找到自由發展的空間，借助數字技術和虛擬的網絡社交系統，越來越多的設計師可以真正實現將藝術想法作為現實來進行實踐性實驗，設計師的思維和創新能力在與數字技術的交互下，新的產品設計和新的營銷、宣傳的方式、策略也開始慢慢打破廣告枯燥無味的桎梏，極具沖擊力的立體廣告形式和立體傳播方式也同時成長起來。

2.2 福娃設計中的立體交互性

數字技術帶來的新視覺效應促使傳統視覺設計和傳播從二維向三維甚至思維立體空間角度過渡，借助數字技術和多媒體軟件等的應用，設計師可以按照創意表達的需要，以數字技術為依托，將傳統視覺設計中融入多種描述技法、藝術技巧和創意思維等，利用計算機的便捷操作，來進行數字視覺效果的展現。2008年的北京奧運會的設計就將視覺傳達和數字技術兩者之間的立體交互式融合優勢發揮到了極致，以吉祥物福娃的設計過程為例，設計者在多次演示之后，將“福娃”的形象輪廓以虛實結合的手法進行繪制，在開幕式上，將聲音、圖像、文字和影響等有機融合成一體，再利用多媒體技術將制作好的“福娃”形象投放到每一個需要該圖標的位置，再配合雄渾壯闊的現場活動，“福娃”的形象由靜到動，從動到靜，從平面到三維立體，從三維躍然游人的掌上，“福娃”的形象自此被深深地映入在游客和各大媒體受眾的眼中和心里，經過無限制的傳播后，福娃的含義和形象與2008年奧運會一起成為當年最熱門的話題。

2.3 信息承載量拓展后的立體交互性

數字技術與傳統的視覺設計之間存在著互通性，視覺設計中的數字視覺主要是以“數字技術”為創作和技術處理的依據，基于數字媒體的輔助，創作出具有獨立意義和審美價值點的視覺表現和體驗，數字技術發揮得越徹底，整個視覺設計的表現則越完整和立體，數字技術直接拓寬了視覺傳達的信息量的容積，同時也對視覺傳達的整體范疇進行了擴容，視覺傳達所附著的信息量也隨之增長，受到信息覆蓋領域逐漸增大的影響，數字技術將視覺傳達中原有的功能點，在改變設計方法的前提下，進行了全新視覺體驗的表達，如2008年奧運會開幕式時那一枚枚經典的煙花大腳印，采用航拍的方式，從鳥瞰的角度忠實記錄煙花的每一次綻放，并呈現到受眾的眼前，給予受眾全新的視覺體驗，其中煙花的設計需要計算時間，其中所隱藏的數字技術種類和載體的數量，均無法估量。

3 立體交互性對數字技術和傳統視覺傳達的促進

3.1 立體交互性對數字技術創新的促進

數學技術在傳統視覺傳達中，以立體交互性為融合點，隨著傳統視覺傳達逐漸向現代型的轉變，而逐漸深入到工業設計、環境設計、廣告設計以及繪畫藝術等領域，而網絡技術、電視、數碼藝術設計、多媒體廣告、數字電影等也開始進入視覺傳達載體的歷史舞臺，當前，視覺傳達設計的未來價值取向和未來視覺傳遞中表現形式的選擇等，已經成為當前數字技術進行系統升級的重要依據，同樣，受到立體交互性的影響，傳統視覺傳達在新媒體中的多樣化應用，也開始對數字技術的創新提出了新的要求，以未來視覺傳達和設計為課題，數字技術更需要在視覺設計的表現技法、思維創新、全球化、個性化和靈活化等要求方面進行多元化的整改，突破現有的對圖畫、文字、聲音、語言等的有效融合現狀，重視視覺感官在傳達設計延伸領域的創作需要，配合設計師創作性的設計出更為獨特的視覺設計產品，以數字技術革命的形式，將技術、技巧、經驗、表現、形象、價值等設計元素納入到技術創新中來，最大化地實現設計師的創意草圖，在這樣的發展方向里，數字技術的創新表現才有可能取代傳統視覺傳達的設計和表現技法，在為傳統視覺傳達何設計注入設計靈感的同時，也豐富了自身的功能性。

3.2 立體交互性對傳統視覺傳達的推動

立體交互性應用到傳統視覺傳達中，主要從視覺傳達設計、圖像設計、傳統美學概念、圖像制作、企業形象設計、企業宣傳視頻的設計、包裝設計、企業形象設計等不同方面進行數字藝術傳達系統的構建和信息的傳遞。立體交互性巧妙地將不同視覺下的設計標準和數字藝術軟件搭配起來，在進行創作的過程中，傳統視覺傳達里也開始融入了多學科的交叉式概念和思維，諸如藝術、心理學、設計、傳播學、數字技術等學科的相關知識點和新理念，這些知識點和理念對數字技術促進下設計者的設計視覺和設計情感的引導起到了直接的推動作用，并有利于設計者匯總現有資源和思想，匯總出一個最佳的視覺形象，并利用其所創造出的視覺語言和視覺符號，構建起合理化、科學化的視覺創意體驗空間。在傳統視覺傳達的現代化轉型過程中，立體交互性的三維立體技術表現為傳統視覺傳達的多媒體、多渠道選擇帶來了新的思考方向，比如當前互聯網技術所承載的各類網站，按照視覺傳達效果的美感要求和網站本身的構造設計，由立體交互性所引導的頁面設計，必然會出現更為繁雜的站內鏈接關系和更為豐富的功能性，尤其是在符合人體舒適度的界面窗口排列、字體大小、字間距、菜單和圖像的顯示方式、色彩的搭配以及視頻應用等方面，以一個較為龐大的信息傳遞視覺傳達系統的形式，來幫助來訪者獲得感官上的體驗，與此同時收獲滿意度和關注度。

4 反思數字技術和傳統視覺傳達中的立體交互性應用

數字技術對傳統視覺傳達立體交互時，傳達的信息量和傳遞的次數均不受限制，傳達的方式多種多樣，此種改造下的信息必須重新設定傳播渠道，使用兩者的交互性特征來處理圖像或者播放信息視頻，信息的傳播更加便捷、多樣和豐富化。科技作為數字技術下，傳統視覺進行創新式改革的助推器，其所提供的思維方式、設計工藝、理論模式以及創意點等均為藝術設計的發展提供了寶貴的意見和建議。新媒體和新技術形式的誕生，并不意味著原有技術和媒體形式的消亡，因此立體交互性的應用務必從多元化發展的多媒體角度進行運作方式的調整。伴隨著數字化時代視覺傳達的創造敏感性的不斷升級，傳統視覺傳達和數字技術立體交互所產生的作用力，反饋在企業產品開發和科學技術的提升角度，則可以直接轉化為設計生產力的價值和效益。

數字技術在視覺傳達設計中帶來的新突破，主要表現在兩個方面，一方面是被藝術化的技術表現，一方面是被技術滲透后的藝術表現，無論使用哪種表現形式，均離不開科學技術和藝術體系雙方面在理念和視角等方面的同步發展。此外，隨著數字化視覺的不斷拓展，傳統視覺傳達技術在被使用時，務必要保持創造性的敏銳直覺，尤其是在新技術的使用中，科技與設計生產力的能力之間必須堅持不斷轉化，以此來推動我國傳統視覺傳達在數字化時代的快速發展。

參考文獻

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[4] 王君潔.在新媒體藝術設計沖擊下的視覺傳達設計[M].藝術與設計（理論），2011（9）.

篇4

遠程教育網絡遭到的攻擊主要分為下列幾種情況：一是拒絕服務攻擊DOS。這一情況的產生主要是由于攻擊使得一方用戶可用資源嚴重缺乏，造成系統資源可用性的降低，從而降低遠程教育系統的服務能力；二是邏輯炸彈。即通過攻擊，使遠程教育系統本來的資源被其他特殊功能服務所替代；三是特洛伊木馬。這一攻擊指系統被執行了超越規定程序以外的其他程序；四、計算機病毒和蠕蟲。即計算機受到病毒感染，使得自身程序被惡意篡改，從而使其他程序受到感染，最終導致網絡通信功能受損和遠程教育系統的癱瘓。

二、遠程成人教育系統網絡安全策略

（一）建立專用的虛擬網絡。專用的虛擬網絡以安全性能較低的網絡為信息媒介，并通過身份認證和加密，以及隧道技術等方式來建立專門的有針對性的網絡。通過這個網絡學習可以保障信息的安全性。通常，網絡防火墻所附帶的專用虛擬模塊可以實現虛擬網絡專用，從而保證了虛擬專用網的安全性能。

（二）數字加密方式。為了防止信息被非授權用戶竊聽，以及惡意軟件的攻擊，在數據傳輸時可以使用數字加密技術。數字加密技術在遠程教育系統中通過硬件加密和軟件加密來實現。硬件加密具有實現方便和兼容性好的特點，但也存在相應的缺點，例如密鑰管理復雜，而軟件加密由于是在計算機內部進行，從而使攻擊者更容易采取程序跟蹤等方式對遠程教育系統的網絡進行攻擊。

三、遠程成人教育系統服務器安全策略

（一）安全的遠程教育操作系統。Windows操作系統在成人教育的遠程教育系統中占大多數，而這一系統存在多種安全漏洞。因此，要定期進行補丁下載，如果寬帶速度受限，則可以通過相關程序設定來更新補丁，從而保障服務器的安全與正常使用。

（二）負載均衡技術。負載均衡技術可以平衡服務器群中的所有服務器，并通過實時數據的反應，均衡服務器之間的工作分配，使得服務器達到最佳的性能并且實現服務器的智能管理，從而保證了遠程教育系統的可靠性。

四、遠程成人教育系統訪問控制策略

遠程教育網絡的訪問控制可以分為以下兩種，第一，控制外部不知名用戶通過網絡服務對主機的訪問；第二，控制內部人員對遠程教育系統網絡的訪問。對于第一種情況，可以設置服務器程序來進行限制，比如限制來訪者的IP地址或只允許部分用戶訪問主機，堅決拒絕惡意用戶的訪問。而第二種情況，可以設置用戶的身份認證控制，核實訪問者的身份是否符合設備或進程所聲明的條件，構成網絡安全訪問的第一道防線。通常，會設置相關口令對訪問者身份進行核實。在此情況下，非授權的用戶就不能夠使用賬戶。但是這種方式也存在一定的弊端，因為其主要方式是明文傳輸或者靜態方式，所以會發生對字典的攻擊，網絡被竊聽，信息機密被泄露等情況，為此，必須對口令設置等相關程序進行更新或改進。

五、遠程成人教育系統網絡安全管理策略

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項目背景 隨著我國逐漸進入老齡化社會，老年人數量越來越多，許多老年人患有各種老年性疾病，嚴重者會失去生活自理能力而長期臥床，而子女和家人不可能時刻伴隨著老人。基于ZigBee技術的無線緊急呼叫系統，就是在此背景下進行研究和開發的。當老人需要幫助，而家人又不在身邊時，可以通過手持終端上的按鍵發送求助信息，家人看到燈閃或聽到聲音就明白老人需要幫助，可及時前往而有效地利用時間。

ZigBee技術簡介 ZigBee協議是2001年6月成立的ZigBee聯盟專門為實現家庭及辦公室自動化的控制系統、醫療保健設備及自動化檢查系統的通信應用而開發的一種無線通信標準。與其他無線通訊協議相比，具有低速率、近距離、短時延、高安全、免執照頻段等特點，是以低復雜度、低成本、低功耗為目標的一種無線通訊協議。老年求助呼叫系統對數據傳輸可靠性要求很高，但每次需要傳輸的數據信號容量很小，要求呼叫端設備的重量和體積較小，這些應用要求與ZigBee協議的特點很吻合[1]。

2 系統總體結構設計

ZigBee網絡通常由協調器、路由器、終端設備三個節點構成，每個ZigBee網絡需要且只需要一個協調器，用來創建ZigBee網絡，并為最初加入網絡的節點分配地址；路由器節點有轉發數據功能，起到路由的作用；終端設備節點之間，只能與協調器節點通信，通常只周期性地發送數據[2]。本系統用于家庭網絡，研究表明，一般家庭面積25*25 m2內，ZigBee在此范圍的通訊誤包率基本為零[3]，因此不設ZigBee路由節點。本系統由一個協調器節點和五個終端設備節點形成一個星型網絡拓撲結構。

系統由病人呼叫器、協調器、應答器構成。系統總體結構如圖1所示。其中，中控器在網絡中充當協調器，負責建立和管理網絡、信號的轉發。呼叫器和應答器在網絡中充當終端設備。呼叫器用來發送呼叫請求和取消  。

3 系統硬件及軟件設計

系統硬件設計

1）中央處理器模塊。本研究選用德州儀器的CC2530 F256集成芯片，該芯片集成了增強型8051微控制內核與的2.4 GHz的RF收發器，具有256 K的內存，系統內包括可編程閃存、8 KB RAM、A/D轉換器以及許多其他功能。同時具有網絡節點功能強大、喚醒與休眠工作模式多樣、材料成本低廉的特點，使得它更適應超低功耗要求的系統[2]。本系統節點主要由CC2530片上系統接收發射模塊、電源模塊、下載接口模塊（同時兼顧仿真接口）、發光二極管顯示模塊和獨立按鍵模塊等組成[6]。同時結合該公司開發的ZigBee協議棧（Z-Stack）為用戶提供了一個較好的ZigBee應用解決方案，可在此協議棧基礎上開發特定應用場合下的應用程序。選用CC2530，可相對簡化并降低硬件系統的設計難度。

2）協調器設計。網絡協調器是ZigBee簇狀網內各節點通信的核心，在網絡建立之初，每個網絡有且僅有一個協調器節點，主要負責網絡的發起、參數的設定、信息的管理及維護。根據所選擇的微處理器，硬件總體設計方案如圖2所示。協調器節點主要由處理器模塊、射頻模塊、電源管理模塊、復位電路、蜂鳴器、IDC10下載器插槽、串口等各外部接口等組成。因協調器要根據需要不停地查詢網絡中的信息，因此要外接穩定的電源，在終端的電源模塊基礎上增加了外部穩壓源接口。CC2530芯片作為射頻模塊，用于數據處理、接收和發射信號；蜂鳴器和LED指示燈分別用于聲、光報警。

3）呼叫器和應答器設計。呼叫器和應答器均為無線可移動設備，由電池供電。其電路框圖如圖3、圖4所示。CC2530芯片作為射頻模塊，用于數據處理、接收和發射信號；呼叫器的按鍵1、按鍵2可根據需要設置成不同需求的按鍵，如“衛生”“服藥”等，LED指示燈用于報警提示。

系統軟件設計 系統由1個協調器、1個呼叫器和4個應答器共6個節點組成一個星型網絡，由于本文使用TI公司的CC2530芯片進行硬件設計，故在軟件設計時采用了與之配套的，同為TI公司的Z-Stack協議棧，開發環境選用IAR7.60，TI Z-STACK協議棧可方便地組建自己的無線通信網絡。在ZigBee協議棧中，已經實現了協調器、路由器以及呼叫器的程序，在此基礎上，根據無線呼叫系統的硬件設備的實際情況，用IAR Embedded Workbench軟件開發工具編寫相應的應用程序并進行調試，最終下載到芯片上加以實現。

1）協調器。協調器的工作流程如圖5所示。協調器上電后，首先進行設備初始化，包括硬件電路初始化、寄存器初始化、協議棧初始化、操作系統初始化。然后進入執行操作系統，進入無限循環的任務執行程序中。系統定義了“UARTGetchar（）”函數，負責接收呼叫終端發送過來的字符，ZigBee將接收到的字符傳給此函數。

本項目定義一個變量，通過if語句來判斷老人是否發送了請求。當條件滿足后，才會執行控制函數，從而控制協調器上LED警示燈閃爍[7]。

2）呼叫器與應答器。作為ZigBee網絡終端節點的呼叫器、應答器的初始化過程與協調器基本類似。如圖6所示，呼叫節點首先進行系統初始化，然后加入網絡，進入休眠模式；當有呼叫請求時，按鍵中斷喚醒，把請求信息發送給協調器。在CC2530開發板本身設計的3個按鍵中任選一個按鍵，定義“key_get（）”函數，用來判斷按鍵是否被按下，若按下了，則通過“uart_puts（）”函數把設定好的字符通過UART串口給發送出去。與此同時，執行“BuzzerSound（）”求助警鈴函數，通過定時器來控制聲音。在接收到控制命令數據后，發送數據到協調器，若發送不成功，將延遲1 s后重發。

如圖7所示，應答器工作流程與呼叫器基本一致，不再贅述。

測試結果 通過抗干擾能力測試，ZigBee通信網絡數據傳輸可靠性高，基本不受家庭中各種家用設備的干擾[3]，在普通的家庭環境中誤包率基本為零。

4 結束語

本文利用ZigBee自組網絡技術，采用CC2530作為射頻收發芯片，設計了老年呼叫系統，創新點在于呼叫器可根據老人不同需求發出不同信號。老人求助終端不僅適用于家里的老人，其他因傷、病、殘等原因造成行動不便而需要被人照顧飲食、衛生、就醫等病人也可使用該功能。系統能耗低，價格便宜，有較好的市場應用前景。

參考文獻

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篇6

現階段高校學生的課堂考勤工作是高校教學管理工作的一項非常重要的內容，本文針對高校課堂考勤工作設計一個智能教室考勤系統，該系統結合遠距離射頻識別技術（RFID）、ZigBee組網技術與計算機軟硬件技術，通過非接觸式刷卡技術，多系統聯動實現對人員出入進行考勤，從而為高校n堂考勤管理實現完全自動化。

【關鍵詞】物聯網 智能教室 考勤

1 引言

目前，高校對學生課堂的考勤管理主要是由課堂教師或者學生通過點名答到或者簽名的方式進行考勤，這種方式存在代替別人答到、考勤效率低等問題。部分單位的考勤方式采用指紋考勤系統或者IC卡考勤系統等計算機考勤系統，這類計算機考勤系統的一般考勤流程是被考勤者使用帶有自己身份信息的IC卡刷卡或者進行指紋掃描，并且在進入與出去的時候都進行刷卡或者掃描指紋，系統識別被考勤者的具體身份之后并記錄下時間，將考勤信息傳輸到服務器并保存在數據庫進行考勤管理，這類計算機考勤系統相比較于傳統點名答到或者簽名考勤的傳統方式具有考勤效率高的優勢，但缺點是存在代刷卡、人員多的時候速度慢等問題，比如有很多人員需要進行掃描指紋就會排隊等候。基于ZigBee的智能教室考勤管理系統相比其它的考勤系統，具有方便快捷、管理高效，實現簡單，費用廉價等優點。此外，物聯網是繼互聯網/因特網與計算機技術之后信息產業領域興起的第三次技術與產業浪潮，為智慧校園提供了一種新的革命性的信息技術和智能技術，具有廣泛的應用需求和巨大產業發展的空間。

2 需求分析

本文提出一種基于ZigBee的智能教室考勤系統，在規定時間段內上電系統開始工作，通過紅外對射管判斷學生是進入教室還是離開教室，隨后判斷是否刷卡，如果沒有刷卡則會報警出錯，同時清空本次簽到的信息，若按照流程刷卡進入則該學生正常簽到或者離開教室。可以有效防止學生考勤作弊現象的發生，同時具有快速識別無需過多等待等多個優勢。本系統結合遠距離射頻識別技術（RFID）、ZigBee組網和計算機技術，集自動化控制、通道安全管理、人員通行記錄、警報處理、多系統聯動為一體，通過非接觸式刷卡的方式，實現了對人員的放行、拒絕、記錄等操作，有效控制人員出入，實現對出入口的安全管理，從而為學校考勤與安全防范管理提供了有效的解決方案，具有推廣應用的實用價值。

3 設計與實現

智能教室考勤系統如圖1所示，主要由數據采集及處理模塊，ZigBee無線傳輸模塊和上位機顯示模塊組成。

數據采集以及處理模塊由兩組紅外對射管AA’和BB’以及RFID身份識別模塊組成。兩個部分同時工作，紅外光電傳感器一前一后放置在門的內外兩側，RFID身份識別模塊放在紅外光電傳感器的中間，當紅外發射管和接收管沒有物體遮擋時輸出為穩定低電平，當人進入時發射管和接收管被遮擋，這時會產生一個上升沿，可以判斷有人經過。當學生進入教室的時候門口的A’A率先被遮擋而觸發了一個上升沿，隨后等待RIFD的刷卡信息，而RFID身份識別的模塊在刷卡以后可以得到學生的個人信息同時在液晶上顯示學生姓名和學號等等。

當學生進入教室時首先AA’紅外對射管被遮擋由低電平產生了一個上升沿，隨后學生進入不再遮擋AA’電平恢復平穩，然后學生刷卡RFID讀取學生信息后學生進入，然后觸發BB’紅外管產生上升沿，計數加1，同時錄入學生信息，若中間過程出錯，上位機則會報錯致使蜂鳴器響并且清除刷卡信息，這樣可以有效防止學生持多卡代簽，以及多人持一卡簽到等考勤作弊現象的發生。

ZigBee無線傳輸模塊：利用ZigBee無線組網方式將紅外對射管和RFID身份識別模塊采集的信息發送給LM3S9B96主協調器進行數據處理，處理完之后將產生的數據傳輸到上位機軟件并且顯示。上位機顯示模塊通過RS-232接口接收監控節點發送過來的數據，做進一步處理和顯示。總體流程如圖2所示。

3.1 ZigBee無線傳輸模塊設計

無線傳輸模塊主要是基于ZigBee的無線組網，ZigBee是一種近距離、低復雜度、低功耗低成本的雙向無線通信技術，完全符合本次設計的無線數據傳輸的要求，對于無線組網我們采取了星型組網來實現短距離的無線傳輸數據。本設計使用的是CC2420的射頻收發器，CC2420的主要參數：

（1）工作頻帶范圍：2.4～2.4835GHz；

（2）采用IEEE 802.15.4規范要求的直接序列擴頻方式；

（3）數據速率達250kbps，碼片速率達2MChip/s；

（4）采用Q-QPSK調制方式；

（5）超低電流消耗（RX：18.18mA、TX： 17.4mA）高接收靈敏度（-95dBm）；

（6）抗鄰頻道干擾能力強（39dB）；

（7）內部集成有VCO、LNA、PA以及電源整流器，采用低電壓供電（2.1V～3.6V）；

（8）輸出功率編程可控；

（9）IEEE 802.15.4的MAC層硬件可支持自動幀格式生成、同步插入與檢測、16位CRC校驗、電源檢測、完全自動MAC層安全保護（CTR，CBC――MAC，CCM）；

（10）與控制微處理器的接口配置容易（4總線SPI接口）。

采用QLP-48封裝，外形尺寸只有7*7mm，系統預設了CC2420無線模塊與RDID模塊接口。

3.2 監控節點芯片LM3S811

LM3S811支持最大主頻為80MHz的ARM Cortex-M3內核，256KByte FLASH，96KByte SRAM，LQFP-100封裝。集成10/100MHz以太網、2路CAN控制器、USB OTG、外部總線EPI、ROM片上StellarisWare軟件、睡眠模塊、正交編碼器、16路ADC、帶死區PWM、模擬比較UART、SSI、通用定時器、I2S、CCP、高精度震蕩器、DMA等外設。

3.3 主協調器模塊

LM3S9B96是TI 公司的基于ARM Cortex-M3 的32位MCU，具有先前8位和16位MCU的價格成本，CPU工作頻率80MHz，100DMIPS性能，集成了10/100MHz以太網模塊，并可以方便的高質量、快速度的完成我們需要的數據采集與處理的任務。

3.4 RS-232電平轉換電路

該部分主要完成LM3S9B96與PC通信或者控制實驗箱上的外擴Wi-Fi模塊（所用芯片為MAX3232）。如圖3所示。

4 總結

本文提出了一個新的智能教室考勤系統。此智能教室考勤系統的創新之處在于：相比其它的考勤系統，具有方便快捷、管理高效，實現簡單，費用廉價等優點，具有較強的實用性和開發價值。

參考文獻

[1]樂潔.課堂刷卡考勤系統設計與實現[J].湖北經濟學院學報（人文社會科學版），2013（04）：188-189.

篇7

隨著“中央7號文件”的下發（2007年）以及國家新修訂的中小學《體育與健康課程標準》的頒布（2011年），全面增強學生體質的健康教育被切實提到最重要的位置，因此，體育與健康教育中的健身技能的學習（非運動技術學習）就成為未來體育教育改革新的亮點。

但是，用什么手段去實現“中央7號文件”的精神？用什么手段去實現《體育與健康課程標準》的要求？我們依托當前數字健身器材和健身技術的發展，依托當前教育技術和器材的發展，關注到當前體育健康知識的發展。設想，如果能夠將這些結合成一個系統應用于體育教學，將是一個完美的創新。這也必將成為實現“中央7號文件”精神，滿足《體育與健康課程標準》要求，使學生學到科學的健身技能，提高體育科學素養和能力的最佳途徑。

這里的健身器材指的是數字健身器材，因為其有利于學習健身技術；這里的教育器材指的是數字化的班級教學設備，因為其有利于教師進行教學組織、交流、評價和控制；這里的體育健康知識是指根據《體育與健康課程標準》要求學習的相關知識的總和。

二、數字健身教學系統結構（見圖1）

1.數字健身器子系統（以數字健身車為例）：這是硬件系統。該子系統是學生運動和消耗體能的平臺。

2.顯示子系統。其功能包括實現顯示個體速度、距離、心率、卡路里等實時狀態，個體和群體競賽實況，風景背景、體育健身知識問答（出自《體育與健康課程標準》要求的不同學段的體育知識試題庫）、休閑娛樂游戲等的顯示。

3.教學與競賽子系統（以數字健身車為例）：這是一個軟件系統。包括個人規定距離騎行1千米、3千米，5千米等；個人規定時間騎行，5分鐘，10分鐘，15分鐘等；團體騎行：4人、8人等；個體自由騎行，自定計劃騎行；花樣騎行；障礙騎行；健身知識評價系統（試題庫），鍛煉評價系統等。此系統是實現教學內容（健身類別）選擇和小團體教學的平臺。

4.音樂子系統：包括配置音響設備，可以調控不同的節奏，不同風格的音樂，以配合、滿足教學中不同運動節奏、不同運動強度和不同運動量的運動需求。音樂系統預留個體音樂輸入端口，以滿足不同學生學習自備音樂的需求。

5.教學輔助設備子系統（可略）：包括環境系統，由于是在室內，為滿足良好教學環境需求而配置的空調、防火安全系統等。還包括為科學健身和學生全面發展而配置的力量與柔韌器材，國家規定的中小學體質監測器材等。

6.教學總控系統：總控系統是以服務器為基礎，以數字健身教學控制器為平臺。它是本系統的核心。通過總控系統，教師可以組控學生健身學習和比賽、單控學生健身學習和比賽，可以與學生進行雙向交流和反饋，也可以使學生之間進行交流。系統通過輸入學生體質監測指標并以此為依據，給出學生運動建議并可以測評學生運動健身的科學性。總控系統配教學監視器，觀察學生健身狀況和情緒。健身系統通過建立符合《體育與健康課程標準》要求的不同學段的體育知識試題庫，教師可以根據需要對學生進行測試和評價。

三、數字健身教學系統配備的利弊分析

數字健身教學系統應該是當前學校體育教學改革和體育器材改革的突破點之一，是體育教學科學化的重要途徑，是常態體育教學的重要補充形式，是學生實現終身體育與學會科學鍛煉的重要手段。

其不利的方面是，這套系統沒有列入國家關于中小學體育器材配備目錄，經費問題可能成為學校“望而卻步”的原因。

篇8

1引言

網絡教育是現代技術條件與教育活動相融合而實現的一種新型的教育模式,它依靠網絡共享資源,傳遞信息,是目前發展最快、優點最多,也是最有前景的教育信息載體。但是,利用網絡教育系統進行輔導、批改作業、分發試卷、網上答疑、注冊、交費、續費等過程時,由于信息的存儲、傳遞、處理等過程都是在開放的網絡上進行的,所以信息容易受到偽造、修改、竊聽等威脅。

2網絡教育安全威脅

不管是網絡教育管理者還是網絡教育用戶,在使用信息產品和服務的時候都開始對安全問題表現出不同程度的擔憂。當前網絡教育主要存在信息泄露、破壞信息的完整性、竊聽、假冒、抵賴5種安全威脅,具體如下:(1)信息泄露:信息被泄露或透露給某個非授權的網絡教育實體。(2)破壞信息的完整性:網絡教育系統的數據被非授權地進行增刪、修改或破壞而受到損失。(3)竊聽:用各種可能的合法或非法的手段竊取網絡教育系統中的信息資源。(4)假冒:通過欺騙系統達到非法網絡教育用戶冒充成為合法網絡教育用戶。(5)抵賴:網絡教育管理者否認自己曾經過某些信息。網絡教育平臺也和其他平臺類似,具有保密性、完整性、非否認性、抗抵賴性等基本安全需求。如何確保教育信息在傳輸過程中不被竊取、竊聽、篡改;如何確認網絡教育信息的發送方和接收方的身份;如何確保網絡教育信息在傳遞完成后,雙方對信息的不可抵賴性等,都成為網絡教育非常重要的安全問題。因此,網絡教育安全成了網絡教育系統急需解決的重要問題這一。

3數字簽名在網絡教育安全中的應用

數字簽名技術具有直接支持完整性、機密性和非否認性等特性,能防止數據在傳輸過程中被竊取、竊聽和篡改。它有別于一般的信息安全技術,如加密技術、訪問控制技術、認證技術以及安全審計技術等,這些大多用于預防,如果信息被攻破,根本無法保證信息的完整。例如,在網絡教育系統中網絡教育管理者(SC)要向網絡教育用戶(ST)發送一個信息,ST應該有方法確認信息是SC發的。

3.1數字簽名的提出數字簽名是電子信息技術發展的產物,是針對電子文檔的一種簽名方法,所要達到的目的是對數字對象的合法性、真實性進行標記,并提供簽名者的承諾。利用它可以對在網絡上傳輸的文件進行電子簽名,任何得到該簽名的實體都可以對簽名的有效性進行驗證。采用公鑰密碼體制進行加密的過程（圖略）這類算法的特點是:用接收者的公鑰做加密密鑰,用接收者的私鑰做解密密鑰,即只有接收者才能解密密文,得出明文。在計算上很難實現已知加密密鑰和密碼算法,確定解密密鑰。網絡教育信息在傳輸過程中要做到不被攻擊者獲取,采取的措施是對信息進行加密及必要的電子簽名。

3.2數字簽名方案簡述SC簽名:(1)F用哈希算法對預傳輸文件(m)產生摘要,并隨機選取一個大素數p,p-1有大素數因子。g∈Z*p-1是一個生成元。(2)隨機選取數（式略）(3)ST驗證:網絡教育用戶收到簽名(r,s,m)后,計算h(m),（式略）E1Gamal數字簽名方案實現數字簽名安全且方便,但是若攻擊者非法得到簽名者選擇的隨機數t,便容易得出私鑰x,進而破解系統,所以偽隨機生成器要足夠安全。

3.3多重簽名當網絡教育涉及到網上授課、網上招生、網上答疑、網上考試、網上提交作業等過程時,有些過程并非一個人能同時完成,比如網上考試過程,需要網絡教育部門先將考試題分發給每個網上學習的考生,假如試題很多,為了減輕一個人的工作量,他可以將權力委托給其他人,也就是他去完成試題的分發。這樣就涉及到簽名,需要人對每套試題進行數字簽名,以保證試卷的可靠性、完整性。在基本的簽名體制中,原始簽名人可以將其(部分)簽名權力委托給一個或多個簽名人,使得簽名人能代表原始簽名人在一定條件下生成數字簽名,實現的方案稱之為多重簽名。此方案一般由委托過程、簽名過程、驗證過程組成。下面簡單介紹基于離散對數的多重簽名方案。簽名參與的實體是:原始簽名者SC,簽名這個算法的主要性質是:(1)基本的不可偽造性。假設一個攻擊者想偽裝成簽名者來對消息進行簽名,由上面的簽名過程中可知,需要偽造簽名者SC的簽名密鑰,由已知信息獲得簽名密鑰的難度是基于離散對數的。(2)簽名的不可偽造性。SC和B都能收到簽名,但是其他第三方難以偽造一個有效的簽名。(3)不可抵賴性。任何人都不能偽造SC、B的簽名。(4)可驗證性。每個接收者都可以計算（式略）

3.4多重簽名在網絡教育系統中的應用系統構成:網絡教育管理者,簽名者,簽名收集者,網絡教育用戶。系統實現:網絡教育管理者委托簽名人利用3.3中簽名算法進行簽名,簽名收集者通過驗證（公式略）

篇9

會議中，主會場與分會場可以同時觀看精神文明建設宣傳片、PPT等資料。遠程發言、外接移動攝像機、現場頒獎等活動也做到了主會場與分會場的無縫對接。清晰的畫面、語音，讓身在基層單位的參會人員也能像親臨現場一樣，感受熱烈的會議氛圍。借助網絡視頻會議系統，朝陽區教育系統基層單位之間實現了隔空互動交流。

自2012年3月30日開通網絡視頻會議系統至今，朝陽區教委利用該系統召開了5次全區會議，20余次局部會議，同時在全區利用該系統開展調研30余校次，業務培訓千余校次。集團辦學、共同體學校、一校多址學校頻頻使用該系統。

網絡視頻會議系統讓參會人員省去了路途奔波的艱辛，也讓會議更加高效、便捷。通過建設遠程視頻會議系統，朝陽區構建起了全新的數字神經網絡，使朝陽教育走在了“智慧朝陽”的前沿。網絡視頻會議系統也成為朝陽區從教育大區向教育強區邁進的強勁助推器。

朝陽教育率先大規模應用網絡視頻會議系統

朝陽區所轄面積470平方公里，是北京市人口最多、發展最快的區縣，教育需求量大，需求類型多，高端需求增長快。朝陽區目前擁有學校240余所，非學校教育單位361址，教育總量約占全市的1/10。“十二五”期間，是朝陽從教育大區向教育強區全面推進的新時期。一直以來，朝陽區教委致力于建立務實、高效、服務型的教育機構，并通過“機關干部走基層”等多種途徑轉變機關工作作風，提高服務能力和服務效率。但當前政府會議多、溝通多而導致的政務成本居高不下是一個不爭的事實。在探求如何切實提升工作實效性的過程中，網絡視頻會議系統進入了區教委、教工委（簡稱“兩委”）的視線。

網絡視頻會議系統以其便捷、高效、互動、溝通性良好等特性一直備受大型社會機構信息化辦公的支持。為了將更多的時間歸還學校、將更多的精力投入到“辦人民滿意的教育”中，有效降低時間成本、交通成本、溝通成本，兩委果斷決定建設全委系統的網絡視頻會議系統。

2011年12月，朝陽區率先在全市教育系統啟動網絡視頻會議系統建設工程。77天后，一個全新的網絡視頻會議系統在朝陽區教育系統正式建成并投入使用！

據悉，網絡視頻會議系統不僅能夠滿足全區各類型會議的召開，還能對兩委的臨時需求做出快速及時的響應。同時，網絡視頻會議系統還能夠提高會議和活動效率，節約人力、物力和財力等“三公”經費，有效提升教育系統政務辦公信息化水平。

為檢驗網絡視頻會議系統的前期建設成果，教工委領導決定將原定集中召開的“朝陽教育系統開展基層組織建設年工作動員部署會”改為視頻會議形式，會議涉及全區所有教育單位，設有260余個分會場。

坐鎮教委，就可以與基層單位溝通，便捷、高效的方式讓兩委領導備感滿意！

不出學校，就可以實現遠程開會，省去了來回路上的奔波時間，參會的校長、教師備感驚喜！

在第一次視頻會議成功召開后，兩委各科室、直屬單位、各學校紛紛申請使用網絡視頻會議系統，進行工作部署和業務交流。

網絡視頻會議系統將實現優質資源全區共享

北京市陳經綸中學目前擁有5個校區，校區之間距離較遠，受空間限制，平時教師之間的溝通交流較為不便。如今，利用網絡視頻會議系統就可以實現各校區之間資源共享，各校區的教師還可以同時備課、研討和交流，各校區的學生可以同上一堂課。

通過網絡視頻會議系統，學校內部（一校多址）以及學校之間均可以進行教育教學的示范、研討和交流，通過實時的語音和視頻對話，促進區域教育教學工作的協同發展。

教育均衡是一直以來亟需破解的教育難題。農村學校、基礎薄弱學校受師資、資源限制，發展較為緩慢也是不可回避的現實。今后，朝陽區的網絡視頻會議系統將為農村學校、基礎薄弱校插上騰飛的翅膀。依托網絡視頻會議系統，區內的優質資源將實現全區共享，名師的課程將面向全區開放，薄弱校的教師可以實時觀看名師的視頻課，還可以實時與名師研討、交流。

“以前一位優秀教師上課只能惠及一個班的學生，今后，通過網絡視頻會議系統對課程進行直播，將惠及全區所有學生，這將為薄弱校的師生成長搭建一個更大、更寬廣的舞臺。”朝陽區教委領導說。現代化的網絡視頻會議系統將為朝陽區的均衡教育書寫上濃墨重彩的一筆。

網絡視頻會議系統將為政務工作帶來新革命

“除了提高教委機關工作效率，網絡視頻會議系統的投入使用還帶來了一系列的社會效益：一次視頻會議可以節約油耗1345升，減少碳排放3.7噸，節約人力2152小時…… ”朝陽區教委相關負責人說。

網絡視頻會議系統的建設，不僅僅是朝陽區教育系統政務工作的信息技術支撐設備，從宏觀層面看，系統的成功建設構建了朝陽教育系統的數字神經網絡，系統的深化應用將極大促進教育系統縱向、橫向順暢地進行業務溝通和協作，有效提升兩委對基層學校的服務、指揮和管理效率。

隨著網絡視頻會議系統的大規模使用，該系統的優勢將被逐漸挖掘出來：

——區委教工委、教委組織的全委工作部署會議，教委各科室舉辦的定期、不定期例行會議以及部門會議，各種工作部署會、學習討論會，該系統均可以提供技術保障。

——教委及各教育單位有緊急事務需要協調處理時，第一時間利用系統，在任何地方（包括國外、國內其他地區）均可以通過該系統的移動終端召集各有關部門參加協調討論，做好相應部署。

——遇到突發事件時，可以使用手機、iPad、手提電腦等多種接入方式，進入該系統視頻通信，進行實時的遠程調度，并可以實現與安防監控系統、有線電視系統、考試巡查監控的結合，根據現場情況進行實時調度，提高對事件的響應和處理速度，通過網絡以最快的速度解決現場問題。

……

“一旦網絡視頻會議系統與兩委政務無縫連接、有效融合，其應用價值將實現最大化。”朝陽區教委領導說。

篇10

【關鍵詞】因子分析；交通運輸經濟指標；聚類分析

一、引言

近幾年我國的進出口貿易總額體現出貿易總額大，增長速度快，持續性順差等特點。作為海陸運輸樞紐節點的港口，尤其是大型海港城市在區域物流運輸中的地位和作用日益突出。港口城市作為區域物流的中心。其交通運輸行業的發展狀況更直接影響著區域運輸的能力和效率。本文的目的就是通過挑選具有代表性的影響因素來進行運輸經濟指標的因子分析，構筑若干個意義明確的公因子，以此來進行綜合評價，同時使得評價的結果具備很好的解釋性。

二、分析方法與模型設計

1.因子分析法簡介

因子分析法是一種數據降維方法，作為主成份分析的推廣，不僅借助變量之間的線性相關性可以將多變量化為少數幾個線性無關的綜合變量，而且構筑若干意義較為明確的公因子使得新的變量有明確的解釋性，便于進行替代性建模分析。

因子分析中的主要步驟是從指標相關系數矩陣出發，推算因子載荷矩陣。這一過程類似于主成份分析。然后對載荷矩陣進行旋轉，得到具有明確意義的解釋變量。最后，根據因子得分對觀測進綜合評價和歸類分析。

2.樣本數據評價指標的建立

擬采用十個指標：

1)港口貨物吞吐量

2)集裝箱吞吐量

3)鐵路貨運量

4)公路貨運量

5)水運貨運量

6)航空貨運量

7)第三產業總值

8)交通運輸倉儲服務業生產總值

9)生產用泊位長度

10)生產用泊位數量

樣本城市為：大連；秦皇島；天津；青島；上海；寧波和廣州。

三、分析與計算過程

1.因子分析的可行性檢驗（見表1）

其中相關系數大于等于0.3的數據占相關陣的70%，證明此數據相關性較強，適宜作因子提取分析。

2.因子的提取

擬提取三個公因子，其方差的解釋程度如下表。（見表2，表3，表4）

其中表2顯示，當提取3個主成分時對10個指標的方差解釋度均大于83%，具有較高的解釋度。

表3顯示三個主成分各自的方差貢獻率經旋轉后分別為0.36699，0.25778，0.24286，使其較旋轉前的方差貢獻率更加均勻，為后續因子可命名性做準備。其三個主成分的累積方差貢獻率達到86.763%，解釋了原變量大部分信息，說明提取因子數量是比較適合的。

圖4說明當提取3個主成分時其方差解釋的跨度約為5.3-1.2，而第3個至第6個主成分解釋方差的跨度約為1.2-0.5，而6個主成分后基本無方差信息變化，說明提取3個因子數量是合適的。

3.因子的命名（見表5）

表5說明經過旋轉后的主成分在代表各變量的信息類別上較為整齊。第1個主成分在解釋第1個和2個變量時有很高的解釋度，將其合并為一類，命名為交通運輸行業產值因子。同理第3至第8個指標合并至第2個因子，命名為樞紐城市貨運總量因子。第9個和第10個指標歸為第3個因子，命名為港口生產性泊位規模因子。

4.因子的得分（見下表6）

5.結果分析（見表7）

其中綜合排名的權重指數采用三個因子各自旋轉后的方差貢獻率作為模型權重。

可以看出，對綜合評分指標影響較大的因子是貨運總量因子，其排名基本決定了綜合排名的最終情況。

聚類結果如下圖（表8）

可以從樹狀圖讀出：

大連，秦皇島，天津，青島歸為一類，可理解為地區性輻射型樞紐城市；

寧波，廣州歸為一類，可理解為區域性集散型樞紐城市；

上海獨自成為一類，可理解為國際化中心型樞紐城市。

四、分析及建議

1.分析

（1）從綜合排名看，寧波，上海，廣州，天津各為我國經濟發達的長三角，珠三角，環渤海經濟區域的運輸樞紐城市，集中了大部分的貨運量，其自身的港口建設規模和配套的交通運輸業也較為成熟。（2）從交通運輸行業產值因子方面看，天津因為在2007年被國務院定位于北方經濟中心，服務于東北亞的國際化港口城市。其城市的產業結構特別是資源對交通運輸，倉儲和郵政方面的傾斜性配置較為明顯。相比之下，上海的產業結構更為成熟和穩定，其運輸系統和配套設施相對更成熟和完善，故交通運輸業占第三產業比重相對較低。（3）從樞紐城市貨運總量和港口生產性規模上看，上海的貨物運輸的供求矛盾較為尖銳，尤其是港口運輸方面。港口生產性泊位規模明顯無法滿足巨大的海上貨運需要。天津港也同樣存在類似的問題。寧波，廣州和大連則發展潛力較大，港口配套設施較為完善與充裕。

2.建議

（1）上海在貨運量方面遠遠的超出了其他城市。但上海港的泊位建設較自身內陸貨運量和行業規模而言相對落后。應該加大對港口基礎設施的建設投入。港口作為海陸運輸的節點，若滯后于內陸運輸的發展則會限制運輸業整體發展，同時也不利于今后的長遠經濟建設。（2）寧波和廣州則在港口泊位規模方面表現優異。擁有較長的泊位碼頭和較多的泊位數則意味著擁有更多的港口貨運發展潛力。但是寧波的行業產值并不突出，應促進配套產業的發展，發揮港口基礎設施的優勢，讓資產產生效益，更好的服務于區域經濟尤其是對外貿易的發展。（3）天津青島和大連的交通運輸運輸行業產值較其他城市有優勢，但是在泊位資源方面則比較落后。這三個港口城市地理位置優越，周邊地區經濟活躍。所以可以在保證現有產值的同時，加強泊位建設，挖掘持續發展的潛力。（4）秦皇島則可以抓住能源貨運的專業化優勢，不必盲目做大做強，針對本城市和港口的貨運品種特色，重點發展相配套的交通運輸基礎設施，在能源和煤炭運輸領域做大做強。

參考文獻

[1]張堯庭,方開泰.多元統計分析引論[M].科學出版社,2005.

[2]何曉群.現代統計分析方法與應用[M].中國人民大學出版社,2007.