一、数字化地球与教育的数字化

计算机、网络与多媒体数字技术的发展向人类提出了数字化地球的宏伟目标 ：类似于物理地球（包括自然界与人类社会）由基本的原子和分子组成，数字化地球就是用二进制位（0和1）和字节模拟、仿真、重塑虚拟的数字地球。它将在存储空间、传输速度等诸多方面优于物理地球 ：最新微机的64位中央处理器有64根地址总线，其寻址能力高达264≈1.8×1019字节。假设微机具有对应的内存与硬盘容量，一台微机就可以具有保存、检索和处理7.5×1012本百万中文字符的书籍，超过全世界中小学图书馆的藏书能力。目前硬盘存储容量已达1011字节，可存储5千本这样的书籍 ；而通过因特网，1秒钟内就可将１本大百科全书传到世界的任何一个角落，下一代因特网的传输速度还将提高一个以上数量级。

数字化地球的重要工作之一，就是中小学教育的数字化，包括建设校园网（近期条件不成熟的中小学可在微机室或教室建立局域网），实现校校通，建立教学服务器，建设网络课程、数字教室、数字实验室和数字图书馆，实现教学与管理的数字化与网络化等。

应该指出，就像数字地球不可能取代物理地球，但它将对物理地球产生巨大的反作用一样，教育的数字化和网络化将促进教学改革与教学发展，但它不可能完全取代传统教育。

二、最重要的是观念的更新

1.因特网的发展为建构主义学习理论的应用发展奠定了物质与技术基础

建构主义学习理论认为 ：知识是学习者在一定的情景即社会文化背景下，利用必要的学习资料，借助他人的帮助，通过意义建构的方式获得的。该理论强调以学生为“中心”和“主体”，强调“情境”对意义建构和学习的作用，强调利用各种学习资源来支持“学习”，强调教师对学习环境的设计，强调教师对学生学习的督促、激励和帮助作用，强调协作学习对意义建构的关键作用。

因特网有助于将以教师为中心的教学模式发展为在教师指导下以学生为主体的教学模式 ：教师可充分利用因特网的各类信息服务与资源（尤其是Web服务与资源）为学生建构基本与扩展的学习资源与学习环境 ；并利用各类因特网专题组、基于Web的虚拟论坛、实时键盘对话与讨论等为学生营造交流与协作学习环境，开展在教师指导下的自主学习与协作学习。

2.因特网将突破传统学校的各种局限，让不同地区学生获得平等的受教育机会

典型的传统学校由教师，教室、黑板加书本，图书馆加资料，实验室加仪器，电化教室加音像设备等组成，学校教学水平难于突破教学经费、图书资料、教师水平的限制，受到校园与围墙的制约。从这个意义上来看，不同地区的学生受教育的机会与条件是不平等的。

连通因特网的学校可以突破上述限制，充分利用全人类资源（最好的教师、专家、教材、资料和信息），即让各类学校的学生均可获得平等受教育的机会。

3.因特网为教学改革提供了新的任务和机遇

网络信息技术给各学科教学改革带来新的“金矿”和“活力”，基于因特网的教学改革需要将因特网及其信息服务应用于教学的各个环节，包括 ：

◇建立基于TCP/IP的校园网（或局域网），实现校校通，重点是建立学校、教研室与教师自己的教学服务器，而不是以连通主干网为惟一目的。

◇围绕教学活动提供因特网的各类应用信息服务，开发、收集与组织网络资源与网络素材，研究、设计、开发、建设网络辅助与管理教学系统，创建网络课程，组织课外学习活动，建立网络学校，为学生提供网络辅助教学环境。

4.网络教育应成为实施素质教育、创新教育和创业教育的重要环节

目前国内网络教育的主要问题在于 ：缺乏教师主持人，应试教育，因循守旧，用传统教育与电化教育的“经验”办网校。

中小学是对学生进行素质教育和创新教育的关键阶段，素质教育涉及到学生的基本素质，诚信，学习自觉性与学习习惯，独立解决问题的能力，克服困难的信息与勇气，乐于助人，合作学习与协作精神等。创新教育涉及到鼓励学生发现教学中的问题，提出不同见解，敢于向老师和权威挑战。

在实现校园网与校校通之后，网络教育改革中最重要的工作是研究与实践网络教学理论、思想、目的、模式、结构、内容和方法，研究与实践基于因特网的素质、创新与创业教育。

网络教育不可能取代传统教育，教师的作用也不可取代。因此，我们应尊重并充分发挥教师的积极性，除了鼓励教师在收集、开发与组织各类教学资源，设计、建立与完善学生自主与协作学习环境，创建具有教师个性的基于网络的教学系统外，还应倡导教师在基于因特网的教学改革中发挥主导作用，努力展示自己的人格魅力和吸引力，不断激发学生学习兴趣，不断调动学生学习热情，不断督促与帮助学生克服学习惰性，不断帮助学生在遇到困难时建立信心与勇气，不断给予学生具体的学习方法的指导，积极采取措施，引导学生正确应用网络，由教师回答问题开始，引导、鼓励和培养学生互助协作精神，不断鼓励学生发现教学中的问题，培养学生创新精神。

5.未来中小学教师应成为网络服务器的熟练用户

就像大家都已具有现代化交通工具应用意识一样，每个中小学教师都应建立计算机和因特网的应用意识。截止于2001年底，我国的因特网用户已达3370万，超过中国人口的2% ；教育者应先受教育，作为一名中小学教师，应该也必须成为这2%中国人的一员！

未来教育已对中小学教师提出了新的要求 ：既要成为单机的熟练用户，还要成为网络客户机的熟练用户，以及网络服务器的熟练用户（而非管理者），能熟练将其服务应用于教学活动中。

首先，我们必须树立自信心。与传统自然科学，如数学、物理、化学等学科要求有扎实的基础，难于跨阶段发展不同，信息技术发展快、更新周期短，在其每一个新的发展阶段，大家都在同一条起跑线上，机会是均等的。实践证明，从应用的角度出发，由于现代软件开发平台界面简单友好，非专业的中小学教师完全可以掌握客户机和服务器的教学应用，其中已有部分教师独立建立服务器，开发出不少出色的多媒体网络课件。因此，最重要的是更新观念，合理抢跑！今天的先进与落后不意味着明天的先进与落后，谁立即抢先一步，谁就能位于潮流的浪尖。希望大家认准一个目标，苦干3～5年，必见成效！因特网的发展历史是年轻人创业的历史，因此，要更多地发动年轻的教师（包括非计算机专业的教师）和学生参加到基于因特网的教学改革活动中来。事实证明很多非计算机专业教师已经做出了成绩。

其次，信息技术的发展永无止境，基于因特网的教学改革也永无止境。王选先生说 ：“没有55岁以上的计算机权威，只有55岁以上的犯错误一大堆。”如果不持续学习新知识，任何一个计算机权威都会很快变成一个过时的专家。因此，要不断学习，活到老，学到老。

因特网的精神是开放（提供健全而非残疾的服务让大家充分使用）、平等（全球用户具有获取因特网服务的平等权利，每个人既可以是学生，也可以是老师）、协作（团结、协作、互助）和共享（全球资源共享，即我为人人，人人为我），我们必须用这一精神来管理与应用因特网。

三、因地制宜，抓好“校校通”与教学服务器的建设

1.对因特网、服务器与客户机的形象理解

公路（包括跨江河湖海的大桥）将“全世界”每个角落连在一起，因特网通过通信线路与网关将全世界的网络连在一起。

公路两旁有两类建筑：提供服务的大楼或平房（其中提供同一类服务的建筑组成自己的服务网，如银行、邮局和饭店等）和居民住宅。因特网上有两类主机 ：服务器（每一类信息服务器组成该类信息服务网络，如万维网、电子邮件等）和客户机。

公路的建设是要将每个城市、单位与外界连接起来，因特网的建设则是要把每个网络与因特网连接起来（对于中小学就是“校校通”）。

我们发展民居建设，就是要让每个公民有自己的家 ；此外，还必须建设配套的服务设施。我们建立微机室，就是要让每个教师学生有自己的微机 ；此外，还必须安装可以获取各类服务的客户程序。

我们发展公共服务，就是向每个社区公民提供各类服务（注意 ：根据需求和客户量建设，可以由一栋大楼只提供一种服务，也可以由一间平房同时提供多种服务，还可以由一个房间提供多种服务）。进行教学服务器的建设，就是向本校师生提供各类网络教学服务（注意 ：根据需求与用户量，可由一台计算机提供一种服务，也可以由一台计算机同时提供多种服务）。

实践证明，采用一台普通奔腾微机，就可以实现因特网上目前流行的全部信息服务，并可满足数百用户的访问，足以满足一般规模中小学现阶段“信息技术”课程中网络部分内容的教学需求，同时为教师提供基于网络的教学改革的平台。而随网络教学水平的发展，在需求增大的几年以后，用同样的投资将可添置性能价格比高得多的设备。反之，在需求不大的今天，盲目添置高档服务器，无疑是一种浪费。

2.目前多数中小学存在的主要问题

近一年来我们到过国内近20个省市，发现在中小学“校校通”与“服务器”的建设上存在下列问题 ：

◇未联网或带宽太小（路不通或路太窄）。

◇多数只有客户机没有服务器（好比只有民居，没有配套服务），需要访问单位外的服务器（好比需要到其他单位、城市、国家寻求服务）。

◇部分建了服务器，但基于对等网，没有采用因特网协议，不能满足“信息技术”课程教学需求。

◇少部分建了多台服务器，但只提供有限服务（小村庄建了多栋几十层的高楼），有的学校由于采用盗版系统，甚至于不能收发电子邮件。

3.“校校通”与“服务器”建设的建设性意见

落实教育部的中小学“校校通”的最佳结果是建立与因特网主干网宽带连接的校园网和服务器，但是对于绝大多数中小学来说，要在短期内实现这一目标是不现实的。一个简化的方案是建设基于TCP/IP协议的局域网和教学服务器，并结合实际情况选用一种方案（直通光缆、有线电视线路、ADSL非对称数字用户电话线路、ISDL电话线路、普通电话线路）连通因特网。对实在不具备连接因特网条件的学校，则不必苛求非连通不可。

对于带宽足够的学校，可以向教师和学生提供访问因特网的服。对于连通带宽小的学校，可只向教师提供访问因特网的服务，以支撑校内教学服务器资料的下载和更新，而向学生只提供访问校内服务器的权限。对于没有连通因特网的学校，可借助光盘和校内的服务器，向教师和学生提供因特网的信息服务。

“服务器”与“校校通”的辩证关系如下 ：通了但没有自己服务器，好比用远水解近渴，连通带宽不够时就会缺水喝。连通带宽小或不通但建立了自己的服务器，好比就地打井，近水解近渴，既可以支撑“信息技术”课程教学活动，也可以为教师和学生提供开展基于因特网教学改革的平台。

4.一种适合我国中小学校情的服务器建设方案

我们的原则 ：既要适合我国国情与绝大多数中小学校情（即经费不足，但需要支撑“信息技术”教学和开展基于因特网的教学改革），又要与世界接轨，还要建立一个安定团结的教学环境。

我们的方案：采用VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网技术），利用一台奔腾微机作为服务器，采用Linux系统，提供下列服务 ：外部与内部网关服务（采用192.168内部网段，有效解决IP地址不足的问题），外部与内部域名服务（有效解决建立因特网镜像站点的问题），基于SMTP、POP3和HTTP的电子邮件服务，公共匿名、用户组、用户的FTP文件传送服务，公共、用户组与用户的远程登录服务，自动与半自动电子函递名单（邮件列表）服务，专题新闻组服务，教学BBS服务，Web虚拟论坛服务，Gopher信息浏览服务，公共与个人Web信息查询与浏览服务，实时音频与视频点播和广播等服务。

方案的优点是在学校没有条件与Internet主干网相连时，在内部网中亦能实现基于TCP/IP协议的Intranet内联网服务，开发与世界接轨的、基于Intranet的学校管理与辅助教学应用系统 ；可为教师和学生提供真正的Intranet账号和各类应用信息服务平台，教师可以利用该服务器开发与应用网络课程系统；有效解决IP地址不足的问题，为数百台计算机提供服务，以及为“信息技术”课程提供网络教学平台；稳定、安全、技术相对简单、费用低（等同于市场上的许多因特网模拟系统）且兼容性好，一旦有条件联到主干网时，与因特网完全兼容。

方案适用范围为校园网与主干网络连接带宽高，但没有向教师和学生提供账号及各类信息服务的中小学 ；校园网与主干网连接带宽一般或较低的中小学 ；短期内不可能建立校园网的中小学。

 

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