試論網絡多媒體教學的系統(tǒng)結構

1、<p>　　試論網絡多媒體教學的系統(tǒng)結構</p><p>　　【論文關鍵詞】計算機網絡　應用軟件　多媒體教學　系統(tǒng)結構</p><p>　　【論文摘要】網絡多媒體教學系統(tǒng)是一個由硬件、軟件、教學內容、教學管理機構組成的一體化有機的系統(tǒng)。本文以某院校網絡教學中心的教學為實際環(huán)境，從系統(tǒng)物質基礎、教學系統(tǒng)支撐平臺、學生學習、教學工作四個方面考察了網絡多媒體教學的系統(tǒng)結構，并分析了客戶

2、端界面等問題。</p><p><b>　　</b></p><p>　　一、Internet與遠距離教育</p><p>　　21世紀是計算機和網絡的世紀。Internet正以其龐大的用戶數(shù)量和驚人的增長速度顯示出旺盛的生命力。World Wide Wed已成為Internet上最流行和最具潛力的信息查詢、發(fā)布和交互方式，被廣泛地用于

3、資源共享和技術共享，而且這些技術在教育方面的潛力越來越明顯，尤其在開放的和遠程的教學方面。</p><p>　　傳統(tǒng)的遠距離教育中，最大缺點是缺乏師生間的實時交互，從而造成教學效率低下，學員的學習積極性不高。如何幫助學員解決疑難問題，提高學員的學習積極性，是我們在學習遠距離教育系統(tǒng)過程中急需解決的問題之一。</p><p>　　由于互聯(lián)網絡具有影響范圍廣，能夠方便快捷的傳遞信息，具有近

4、乎實時的交互性，為我們解決傳統(tǒng)遠距離教育模式中存在的問題帶來了希望。利用Internet來進行遠程教學，與傳統(tǒng)遠距離教育模式相比，有如下優(yōu)勢： </p><p>　　1、極大地增強了教師和學生、學生和學生之間的交互性。</p><p>　　2、學習的異步性。</p><p>　　3、學習信息的廣泛性。</p><p>　　4、評價的及

5、時性。</p><p>　　利用網絡進行遠距離教育的上述優(yōu)良特性，克服了傳統(tǒng)遠距離教育的局限性，它可以適用于學校教育、成人教育、自學考試繼續(xù)教育等各類遠程教育的需要。它必將在我國和世界范圍內的遠距離教育領域起到越來越重要的影響。</p><p>　　二、基于網絡的教學模式</p><p>　　在基于Internet的教育網絡環(huán)境下，可以最大限度地發(fā)揮學習者的主

6、動性、積極性，既可以進行個別化教學，又可以進行協(xié)作型教學，還可以將“個別化”與“協(xié)作型”二者結合起來，所以是一種全新的網絡教學模式。學習者可以在家里或是在辦公室學習（通過計算機終端），也可以在旅途中學習（通過筆記本電腦或PDA）。 </p><p>　　在基于Internet的教育網絡中，除了可實施傳統(tǒng)的講授式策略、討論式策略以及個別輔導策略以外，還可實施最具網絡特色的探索式教學策略和協(xié)作式教學策略。<

7、/p><p>　　三、網絡多媒體教學系統(tǒng)的結構</p><p>　　我們要研究的基于Internet的多媒體教學系統(tǒng)是一個由硬件、軟件、教學內容、教學管理機構組成的一體化有機的系統(tǒng)，應從兩個方面對它進行考察：要了解系統(tǒng)實施的物質基礎，可以看它的硬件結構；要了解教學系統(tǒng)支撐平臺（環(huán)境），要看它的軟件結構。</p><p><b>　　1、硬件結構</

8、b></p><p>　　（1）拓撲結構。支撐網絡教學系統(tǒng)的物質基礎就是一個實際的計算機網絡，一般是一個網絡中心，它根據(jù)支持的學生人數(shù)、范圍、學生訪問網絡的方式等諸多因素的不同，變化很大，組織結構形式也不相同。常見的拓撲結構有多種，多媒體系統(tǒng)廣泛應用的拓撲結構有星型、環(huán)形、總線結構和混合型結構。</p><p>　　（2）系統(tǒng)基本物理結構。雖然硬件組織結構有多種方式，具體到我們要研

9、究的系統(tǒng)來說，都具有如下模塊：接入模塊（電話撥號和Internet接入）、交換模塊、服務器模塊、網絡管理與計費模塊、撥號用戶與局域網用戶模塊、課件制作與開發(fā)模塊，雙向交互式同步教學模塊。</p><p><b>　　2、軟件結構</b></p><p>　　一個完整的基于Internet的教學系統(tǒng)，不僅需要系統(tǒng)軟件的支持，如網絡操作系統(tǒng)、WEB服務器、FTP服務器

10、等等，還需要一些專門支持教學的應用軟件。我們在這里僅研究教學支持系統(tǒng)。</p><p>　　（1）適應性超媒體學習系統(tǒng)。遠程教學系統(tǒng)必須能夠針對不同能力的學生，提供不同形式的教學。適應性超媒體教學指根據(jù)學生的個別能力特征，動態(tài)呈現(xiàn)與學習者當前學習能力最相關的基于超媒體教學內容。</p><p>　?。?）多媒體授課系統(tǒng)。從功能上可以分成兩個部分：一個是課件點播系統(tǒng)，一個是同步廣播授課系

11、統(tǒng)。</p><p>　?。?）師生交互工具。為了有效地支持分布在異地的師生間交流，遠程交流工具應不僅僅提供傳統(tǒng)的基于文本交流，還應提供包括圖形、語音、視頻等多媒體的支持。</p><p>　?。?）網絡題庫管理系統(tǒng)。網絡題庫也和普通教學中的題庫一樣，用于對學員的測試和考核，但它的實現(xiàn)方式更加快捷，處理手段也更加靈活，還應能對學生的測驗結果進行統(tǒng)計分析。</p><

12、;p>　?。?）考試與評價系統(tǒng)。考試以及對考試結果的分析與評價，在遠程教育中起著重要的作用。由于借助了計算機和國際互聯(lián)網，使得遠程考試在許多方面優(yōu)越于傳統(tǒng)考試。</p><p>　　（6）教學資源庫管理系統(tǒng)。資源庫系統(tǒng)主要功能是對各種教學資源進行采集、管理、檢索和利用。它由兩部分組成：CAI軟件庫和學習資源庫。</p><p>　?。?）自動答疑系統(tǒng)。自動答疑是一個適應性的知識庫

13、系統(tǒng)，它類似于一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。它分自動答疑與人工答疑兩大部分。</p><p>　?。?）學習管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的教學管理應具備如下功能：針對性的輔導、疑難解答、協(xié)作監(jiān)控和實施智能個性化的遠程學習環(huán)境。 </p><p>　?。?）作業(yè)批閱系統(tǒng)。作業(yè)批閱系統(tǒng)是基于WWW的協(xié)作式作業(yè)批改系統(tǒng)，學生可以通過該系統(tǒng)提交作業(yè)，具體可以電子郵件方式或實時修改方式。獲取作業(yè)批改結果，并根據(jù)教師建議來修

14、改和編輯作業(yè)。</p><p>　　（10）網絡課件寫作系統(tǒng)。開發(fā)網絡課件寫作系統(tǒng)的主要目的是為了方便不具有專業(yè)編程經驗的各站點教師編制網絡教學軟件。在該平臺上構建的網絡課程，就能直接在網絡上運行。 </p><p>　?。?1）教學管理系統(tǒng)。遠程教學管理系統(tǒng)將基本覆蓋教學活動的各個環(huán)節(jié)，如從學生入學到學生畢業(yè)的各項活動，其管理的范圍不僅僅是管理機構和行政部門，而且包括教學涉及的所有對

15、象和資源。</p><p>　?。?2）基于WEB的虛擬實驗室。虛擬實驗環(huán)境可以針對物理實驗、化學實驗、計算機組成原理實驗等各個不同的科目分別設計具體的實驗，這需要特殊的實驗軟件來實現(xiàn)。</p><p><b>　　四、信息組織結構</b></p><p>　　信息組織主要有六個組成部分：辦公室、同步教室、自習室、答疑室、BBS論壇、虛擬圖

16、書館等。</p><p><b>　　1、辦公室</b></p><p>　　辦公室完成對用戶的登記和管理工作。用戶首先要通過WWW到虛擬行政辦公室進行登記，獲取學生賬號和密碼，正式成為該校的一名學生。另外，所要發(fā)布的一些公告信息，都存放在這里，比如招生簡章，課程設置等等。</p><p><b>　　2、同步教室</b

17、></p><p>　　同步教室實際上是一個課件庫。已經開發(fā)出來的課件和其它學習材料以HTML文檔的形式存放在網絡的服務器上，用戶通過WWW瀏覽器選擇自己需要的課件或材料。</p><p><b>　　3、自習室</b></p><p>　　自習室允許學生進行在線測試，以對自己的學習效果進行評估。</p><p&

18、gt;<b>　　4、答疑室</b></p><p>　　這是一個集中解答學生在學習中各種疑難問題的地方，在這里，學生和學生，學生和教師之間，可以進行直接的、實時的交流。</p><p><b>　　5、BBS論壇</b></p><p>　　BBS為老師與學生、學生與學生之間進行交流提供一種場所，學生之間可以互相聊

19、天，也可以就某個學科的問題進行學術研討，既可以了解別人在該學科熱點問題上的看法，也可以自由地發(fā)表自己的見解。</p><p><b>　　6、虛擬圖書館</b></p><p>　　虛擬圖書館存放著各類電子雜志和電子報紙以及其它相關的學習資源供學生查找和學習，虛擬圖書館還提供了其它一些大學圖書館的圖書目錄以及其它大學的WWW地址等。</p><

20、p>　　五、某院校遠程多媒體教育設計實例</p><p>　　通過對網絡多媒體教學系統(tǒng)結構的理論研究，現(xiàn)就作者參與設計的某院校多媒體交互教學系統(tǒng)作一概述。</p><p><b>　　1、提出問題</b></p><p>　　我們在考慮校內網與各類教育機構聯(lián)系時，詢問了不少教師和同學，就他們關心的和本人研究的有關問題，提出了以下要求

21、，總結如下： </p><p>　?。?）能否實現(xiàn)主播室與遠端教室進行實時雙向交互？</p><p>　?。?）能否把主播室計算機屏幕操作、電子白板信息及時傳到遠端？</p><p>　　（3）系統(tǒng)傳輸質量情況？圖象連續(xù)是否連續(xù)，圖象與聲音是否同步，時延有多少？</p><p>　?。?）能否實時錄制課件？ </p>

22、<p>　　2、遠程多媒體交互教學系統(tǒng)和功能特點</p><p>　　教師和同學提出的遠程多媒體交互教學系統(tǒng)， 其功能特點有：</p><p>　　支持多個教室同時上課，具有多教室、帳號管理功能；上課課件流程管理，不同用戶具有不同的上課課表；通過視頻、網頁、電子白板、屏幕、應用程序廣播等多種手段達到同步授課；可對學生的系統(tǒng)狀態(tài)、實時視頻進行監(jiān)控；網絡影院提供影視頻文件的廣播，

23、現(xiàn)場課程的錄制、點播、以及再次廣播；支持USB攝像頭和各種視頻采集卡。</p><p><b>　　3、系統(tǒng)要求 </b></p><p>　　對于要完成以上我們提出的解決方案，該系統(tǒng)所需的系統(tǒng)要求大致為：</p><p>　　客戶端計算機操作系統(tǒng) Windows 2003/XP/vista CPU Intel 2.0G以上，內存512M

24、，配有聲卡，耳麥，攝像頭，手寫板（或者觸摸屏）</p><p>　　服務器計算機 Windows 2003/XP/vista ，CPU Intel 酷睿雙核2.3G以上 ，1G以上內存，100M網卡，服務器的出口帶寬依據(jù)實際應用而定，一般需要100Mbps帶寬即可達流暢的教學效果。</p><p>　　4、遠程多媒體教學系統(tǒng)結構圖</p><p>　　我們

25、所構想設計的某院校多媒體教學的系統(tǒng)結構和第三部分講到的硬件結構大體一致，但更加具體化。該結構分為遠程實時教學和實時輔導答疑兩個子系統(tǒng)：</p><p>　?。?）遠程實時教學系統(tǒng)服務器安裝在互聯(lián)網站點，注冊的學生和教師可以在家里或者辦公室通過網絡登錄到服務器上。在預定的某個時間內，教師可采用音頻、視頻、課件、屏幕、白板等廣播手段教課、講解。師生、學生之間通過語音、文字相互交流提問。教師能夠錄制上課的內容便于下次

26、廣播、點播。 </p><p>　?。?）實時輔導答疑系統(tǒng)服務器安裝在互聯(lián)網站點，注冊的學生和教師可以在家里或者辦公室通過網絡登錄到服務器上。在預定的某個時間內，學生可以通過語音、文字提問，教師給予實時回答，并且通過電子白板等工具進行交流。因而能夠應用在大學的遠程教育教學中的答疑、考前答輔導、遠程家教等。其特點是占用較少的網絡帶寬，達到實時溝通交流的目的。</p><p>　　5、客戶

27、端界面設計</p><p>　　以下是作者設計的學生進行遠程登錄后進行學習的操作區(qū)域</p><p>　　區(qū)域1：功能區(qū)—包括系統(tǒng)主要功能菜單</p><p>　　區(qū)域2：系統(tǒng)工具欄區(qū)——在這里主要為一些系統(tǒng)功能如白板，網頁顯示進行切換</p><p>　　區(qū)域3：座位及課件顯示區(qū)——用于顯示當前在教室中的成員列表，對于教師端還顯示課

28、件列表。</p><p>　　區(qū)域 4：音視頻顯示窗口——顯示本機或來自其它廣播源的音視頻數(shù)據(jù)。</p><p>　　區(qū)域5：音視頻工具欄區(qū)——集合了一些對音視頻的控制、課件的錄制及回放等功能的按鈕。</p><p>　　區(qū)域6：課件播放區(qū)——用于電子白板的繪寫、網頁瀏覽及屏幕廣播數(shù)據(jù)的接收及顯示。</p><p>　　區(qū)域 7：消息

29、文字區(qū)——用于顯示消息、文本討論及兩兩交談信息。</p><p>　　區(qū)域 8：系統(tǒng)信息區(qū)——顯示系統(tǒng)信息，及對錄音源的選擇、播放音量的控制。</p><p>　　這個界面的各個區(qū)域可方便的實現(xiàn)學生的學習和教師的管理功能，而且比較直觀，操作簡單，參與者不需要掌握專業(yè)的多媒體技術就可以輕松學習，并且可以和其他用戶互相交流，能夠比較完整的實現(xiàn)我們提出的任務。</p><

30、;p><b>　　六、結語</b></p><p>　　在網絡上實現(xiàn)多媒體遠距離教育，就是以計算機網絡為基礎，充分利用軟件和硬件進行組網，教師通過網絡把教學信息傳給每個學員，學生通過連網的計算機來進行學習和接受信息。本文先是以論述的形式對網絡多媒體教學系統(tǒng)的背景知識，目前的問題，框架結構等作了大體的描述。然后又針對具體的教學環(huán)境作了相應設計。利用Internet來進行遠程教學，不但方

31、便快捷，與傳統(tǒng)遠距離教育模式相比還可以最大限度地發(fā)揮學習者的主動性、積極性，所以是一種全新的網絡教學模式。這種教學模式可以完全按照個人的需要進行，不論是教學內容、教學時間、教學方式甚至指導教師都可以按照學習者自己的意愿或需要進行選擇。另外，現(xiàn)在不少地區(qū)已經將這種網絡多媒體教學模式應用到各行各業(yè)的學習中來，給廣大的自學者提供一個更廣闊的自我學習的空間，加快學員的學習步伐。同時也給學員們提供了一個相互交流學習和生活經驗的平臺，這必將使遠程教

32、育更加的普及，使越來越多的有志之士加入到不斷學習的大潮之中！</p><p><b>　　【參考文獻】</b></p><p>　　[1]何克抗.基于Internet的教育網絡與21世紀的教育革新.北京師范大學出版社，1998.</p><p>　　[2]沈立強.計算機網絡基本原理與Internet實踐.清華大學出版社，2008.&l