翁宗琮

一、問題的提出

移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)正在改變人們在信息時代的生活，用戶對于移動應用，特別是其中的互動、生活輔助應用的需求越來越大[1]。越來越多的教師持有智能手機和平板電腦等智能終端，校園內的有線網(wǎng)絡端口在數(shù)量上無法滿足日益增長的互聯(lián)網(wǎng)接入需求。因此，尋找一種高效的網(wǎng)絡解決方案，正是實現(xiàn)服務教學、保障教學目標的重要途徑。

二、無線局域網(wǎng)的優(yōu)勢

1.簡易性

有線網(wǎng)絡的前期安裝工序比較煩瑣，需要一定的技術基礎。無線網(wǎng)絡的安裝過程簡單，只要給無線路由器接上電源，然后進行簡單設置就可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的連接，無需重新布線即可實現(xiàn)網(wǎng)絡覆蓋。無線局域網(wǎng)可以彌補有線網(wǎng)絡在使用上的不足，以達到高效使用校園網(wǎng)的目的，為師生提供全面、便捷的網(wǎng)絡平臺。

2.擴展性

通過各種可以接入無線局域網(wǎng)的設備，教師可以在校園內的任何地方進行視頻點播，包括已經(jīng)存儲在服務器中的教學視頻資料以及各種獲獎的優(yōu)秀課例，從而改變傳統(tǒng)的教學方式。此外，教師隨時可以進行教學反思與總結，也可以隨時登錄學校的電子圖書館查閱相關的文獻資料，有利于教師的專業(yè)化發(fā)展。

3.實用性

在校園內建立安全監(jiān)控網(wǎng)絡可以有效避免校園暴力、盜竊等事件的發(fā)生，從而為師生提供和諧穩(wěn)定的工作、生活和學習的環(huán)境。利用無線傳輸?shù)膬?yōu)勢可以避免有線接入帶來的各種限制，同時具備隱蔽性好，見效快的優(yōu)點，而且監(jiān)控點的位置可以根據(jù)需要隨時做出調整，設備可以重復使用。

4.前瞻性

物聯(lián)網(wǎng)指通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上延伸和擴展的網(wǎng)絡[2]。物聯(lián)網(wǎng)概念下依托各種無線傳感器構建的理化生實驗室是需要無線局域網(wǎng)支撐的，通過這種實驗室，學生可以將理論和實踐相結合，加深對無線傳感器網(wǎng)絡的特點、數(shù)據(jù)采集、傳輸以及處理等相關技術的理解。

三、校園無線局域網(wǎng)應用實例

1.全向覆蓋

我校的校園網(wǎng)建于2000年，由于各種原因，每個年級辦公室僅配備了3～4個信息點，后期通過辦公桌改造，教師的桌面配備了一個信息點。在每個年級辦公的教師約有20名，有的教師需要同時使用筆記本電腦和臺式機，另外隨著智能手機和平板電腦等移動終端的普及，越來越多的教師需要使用各種無線終端接入互聯(lián)網(wǎng)，因此原有的信息點存在數(shù)量不足的問題，而且智能手機等移動終端一般也無法使用傳統(tǒng)的網(wǎng)線接入校園網(wǎng)。筆者采用的方法是每個樓層配備一個無線路由器和一條15 DB的全向增益天線進行覆蓋，除臺式機以外均使用無線局域網(wǎng)接入校園網(wǎng)。

但是在實際應用過程中，組建無線局域網(wǎng)最需要考慮的問題就是無線路由器的穿墻能力。因為同一樓層的教師不可能都在同一個辦公室辦公，如何讓不同辦公室的教師都能夠充分使用無線局域網(wǎng)是組建無線局域網(wǎng)的一個重要問題。

無線的實際傳輸受很多因素的影響，比如：墻體結構、材料和環(huán)境干擾等。天線是無線產(chǎn)品發(fā)射和接收無線信號的一個重要部件，是無線產(chǎn)品通信的基本保障。無論是信號發(fā)送還是信號接收，射頻信號都是由天線以電磁波輻射的形式傳遞。但是，在部署無線路由器的時候，僅僅考慮天線的增益是不夠的，在關心天線增益、駐波比、輸入阻抗，組建校園無線局域網(wǎng)的過程中，更重要的是了解無線路由器搭載的芯片方案、品牌的研發(fā)水平、采用的材料品質等因素。因此，一些對穿墻有特別需求的功能場室，采用了帶雙SMA天線接口的路由器搭配兩個平板定向天線來進行無線信號的覆蓋。只有充分考慮各種綜合因素，才能讓不同辦公室的教師都能夠高效率地使用無線局域網(wǎng)。

2.定向覆蓋

我校的體育科組辦公室距離教學主樓比較遠，超過了300米，而且中間有樹木遮擋。一般來說，網(wǎng)線傳輸理論值最大為100米，但實際上由于網(wǎng)絡布線環(huán)境因素等影響超過60米以上傳輸效果已明顯變差。如果通過拉光纖的方式，300米的距離又顯得有些小題大做。我們采用的解決方案是用無線路由器搭配一條八木天線將無線局域網(wǎng)信號定向傳送到體育科組辦公室。通過這種方式，讓體育科組的教師也能夠通過無線的方式使用校園網(wǎng)的相關資源和獲取相關的信息。

3.無線視頻監(jiān)控

目前無論是校園安防還是考場監(jiān)控，視頻監(jiān)控對學校來說越來越重要，但是對于一些無法布線的場所，安裝攝像頭的難度很大。這個時候可以安裝支持無線局域網(wǎng)的無線攝像頭來解決這一難題，對于無阻隔環(huán)境來說，無線監(jiān)控攝像頭既節(jié)省了布線的麻煩和相關的費用，也能隨意改變監(jiān)控的位置，具有普通攝像頭無法比擬的優(yōu)勢，而且可以通過任意連入校園網(wǎng)的機器利用IE進行監(jiān)控，使用十分簡單。

4.中學物理探究實驗

筆者在物理教學過程中使用Arduino WiFi小車輔助物理探究實驗教學。以2012人教版八年級物理新教材第八章《運動和力》當中的牛頓第一定律的探究實驗為例，可以用小車代替普通小車從軌道上滑落到粗糙程度不同的介質表面，利用小車搭載的攝像頭可以記錄下滑過程中的第一人稱視角，讓學生通過電腦實時感受在粗糙程度不同的表面上車子逐漸慢下來的過程，小車還可以將車子運動的相關數(shù)據(jù)通過無線局域網(wǎng)實時傳送到電腦上，讓學生進行分析和探討。無線局域網(wǎng)不僅可以極大地提高學生對物理的學習興趣，同時也可以讓教師的教學創(chuàng)新能力得到擴展與發(fā)揮的空間。

5.中學生物課外活動

電子書包是一種可以隨身攜帶，承載著豐富的數(shù)字化教育資源，具有網(wǎng)絡支持與服務功能，支持學校、家庭、社會教育系統(tǒng)中各要素之間的協(xié)同互動，并滿足學習者個性化學習的移動學習媒體[3]。以中學七年級生物第一章第二節(jié)《調查周邊環(huán)境中的生物》為例，教師使用電子書包通過無線局域網(wǎng)所展示的網(wǎng)絡學習資源來創(chuàng)設學習情境，讓學生從生活實際出發(fā)，激發(fā)學習興趣。學生分工合作，組建興趣小組，在校園里進行植物辨別、植物測量、校園植物標本制作等活動。在活動進行過程中，學生借助電子書包采集校園中植物的相關數(shù)據(jù)，并通過無線局域網(wǎng)連接相關的網(wǎng)絡資源進行植物識別，而且還可以通過無線局域網(wǎng)與教師、同學進行交流，分享學習經(jīng)驗。

四、結束語

對于校園環(huán)境來說，無線局域網(wǎng)絡具備有線網(wǎng)絡所不具備的移動性和漫游功能，使得在無線信號覆蓋的范圍之內，教師和學生不管在任何地方都可以實時訪問信息。無線校園網(wǎng)絡能夠支持移動辦公與移動網(wǎng)絡管理，教師和學生可以隨時隨地在校園網(wǎng)內部安全地接入網(wǎng)絡，并使用校園網(wǎng)的相關資源。而且由于無線局域網(wǎng)的安裝過程既快速又簡單，將越來越受到各個學校的重視。但是在使用無線局域網(wǎng)的同時，安全問題也是不容忽視的。搭建功能強大的無線校園網(wǎng)的同時，要做好相關的安全防范措施，要能夠保證無線局域網(wǎng)內用戶信息和傳輸消息的安全性和保密性，維護校園無線局域網(wǎng)的安全。

[1]翁宗琮.對移動協(xié)同教育APP功能需求的分析與探討[J].軟件導刊,2013(05):192-193.

[2]孫其博,劉杰,黎葬.物聯(lián)網(wǎng):概念,架構與關鍵技術研究綜述[J].北京郵電大學學報,2010,33(3):1-9.

[3]翁宗琮.電子書包在中學物理探究實驗教學中的應用研究[J].中國教育技術裝備,2013(6):118-119.

[4]劉繁華,于會娟,譚芳.電子書包及其教育應用研究[J].電化教育研究,2013(1):73-76,85.