試論網(wǎng)絡(luò )多媒體教學(xué)的系統結構
【摘要】網(wǎng)絡(luò )多媒體教學(xué)系統是一個(gè)由硬件、軟件、教學(xué)內容、教學(xué)管理機構組成的一體化有機的系統。本文以某院校網(wǎng)絡(luò )教學(xué)中心的教學(xué)為實(shí)際環(huán)境，從系統物質(zhì)基礎、教學(xué)系統支撐平臺、學(xué)生學(xué)習、教學(xué)工作四個(gè)方面考察了網(wǎng)絡(luò )多媒體教學(xué)的系統結構，并分析了客戶(hù)端界面等問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】計算機網(wǎng)絡(luò ) 應用軟件 多媒體教學(xué) 系統結構
一、Internet與遠距離教育
21世紀是計算機和網(wǎng)絡(luò )的世紀。Internet正以其龐大的用戶(hù)數量和驚人的增長(cháng)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(xún)、發(fā)布和交互方式，被廣泛地用于資源共享和技術(shù)共享，而且這些技術(shù)在教育方面的潛力越來(lái)越明顯，尤其在開(kāi)放的和遠程的教學(xué)方面。
傳統的遠距離教育中，最大缺點(diǎn)是缺乏師生間的實(shí)時(shí)交互，從而造成教學(xué)效率低下，學(xué)員的學(xué)習積極性不高。如何幫助學(xué)員解決疑難問(wèn)題，提高學(xué)員的學(xué)習積極性，是我們在學(xué)習遠距離教育系統過(guò)程中急需解決的問(wèn)題之一。
由于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )具有影響范圍廣，能夠方便快捷的傳遞信息，具有近乎實(shí)時(shí)的交互性，為我們解決傳統遠距離教育模式中存在的問(wèn)題帶來(lái)了希望。利用Internet來(lái)進(jìn)行遠程教學(xué)，與傳統遠距離教育模式相比，有如下優(yōu)勢：
1、極大地增強了教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的交互性。
2、學(xué)習的異步性。
3、學(xué)習信息的廣泛性。
4、評價(jià)的及時(shí)性。
利用網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行遠距離教育的上述優(yōu)良特性，克服了傳統遠距離教育的局限性，它可以適用于學(xué)校教育、成人教育、自學(xué)考試繼續教育等各類(lèi)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(lǐng)域起到越來(lái)越重要的影響。
二、基于網(wǎng)絡(luò )的教學(xué)模式
在基于Internet的教育網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，可以最大限度地發(fā)揮學(xué)習者的主動(dòng)性、積極性，既可以進(jìn)行個(gè)別化教學(xué)，又可以進(jìn)行協(xié)作型教學(xué)，還可以將“個(gè)別化”與“協(xié)作型”二者結合起來(lái)，所以是一種全新的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)模式。學(xué)習者可以在家里或是在辦公室學(xué)習(通過(guò)計算機終端)，也可以在旅途中學(xué)習(通過(guò)筆記本電腦或PDA)。
在基于Internet的教育網(wǎng)絡(luò )中，除了可實(shí)施傳統的講授式策略、討論式策略以及個(gè)別輔導策略以外，還可實(shí)施最具網(wǎng)絡(luò )特色的探索式教學(xué)策略和協(xié)作式教學(xué)策略。
三、網(wǎng)絡(luò )多媒體教學(xué)系統的結構
我們要研究的基于Internet的多媒體教學(xué)系統是一個(gè)由硬件、軟件、教學(xué)內容、教學(xué)管理機構組成的一體化有機的系統，應從兩個(gè)方面對它進(jìn)行考察：要了解系統實(shí)施的物質(zhì)基礎，可以看它的硬件結構;要了解教學(xué)系統支撐平臺(環(huán)境)，要看它的軟件結構。
1、硬件結構
(1)拓撲結構。支撐網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統的物質(zhì)基礎就是一個(gè)實(shí)際的計算機網(wǎng)絡(luò )，一般是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中心，它根據支持的學(xué)生人數、范圍、學(xué)生訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )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(jiàn)的拓撲結構有多種，多媒體系統廣泛應用的拓撲結構有星型、環(huán)形、總線(xiàn)結構和混合型結構。
(2)系統基本物理結構。雖然硬件組織結構有多種方式，具體到我們要研究的系統來(lái)說(shuō)，都具有如下模塊：接入模塊(電話(huà)撥號和Internet接入)、交換模塊、服務(wù)器模塊、網(wǎng)絡(luò )管理與計費模塊、撥號用戶(hù)與局域網(wǎng)用戶(hù)模塊、課件制作與開(kāi)發(fā)模塊，雙向交互式同步教學(xué)模塊。
2、軟件結構
一個(gè)完整的基于Internet的教學(xué)系統，不僅需要系統軟件的支持，如網(wǎng)絡(luò )操作系統、WEB服務(wù)器、FTP服務(wù)器等等，還需要一些專(zhuān)門(mén)支持教學(xué)的應用軟件。我們在這里僅研究教學(xué)支持系統。
(1)適應性超媒體學(xué)習系統。遠程教學(xué)系統必須能夠針對不同能力的學(xué)生，提供不同形式的教學(xué)。適應性超媒體教學(xué)指根據學(xué)生的個(gè)別能力特征，動(dòng)態(tài)呈現與學(xué)習者當前學(xué)習能力最相關(guān)的基于超媒體教學(xué)內容。
(2)多媒體授課系統。從功能上可以分成兩個(gè)部分：一個(gè)是課件點(diǎn)播系統，一個(gè)是同步廣播授課系統。
(3)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的基于文本交流，還應提供包括圖形、語(yǔ)音、視頻等多媒體的支持。
(4)網(wǎng)絡(luò )題庫管理系統。網(wǎng)絡(luò )題庫也和普通教學(xué)中的題庫一樣，用于對學(xué)員的測試和考核，但它的實(shí)現方式更加快捷，處理手段也更加靈活，還應能對學(xué)生的測驗結果進(jìn)行統計分析。
(5)考試與評價(jià)系統�？荚囈约皩荚嚱Y果的分析與評價(jià)，在遠程教育中起著(zhù)重要的作用。由于借助了計算機和國際互聯(lián)網(wǎng)，使得遠程考試在許多方面優(yōu)越于傳統考試。
(6)教學(xué)資源庫管理系統。資源庫系統主要功能是對各種教學(xué)資源進(jìn)行采集、管理、檢索和利用。它由兩部分組成：CAI軟件庫和學(xué)習資源庫。
(7)自動(dòng)答疑系統。自動(dòng)答疑是一個(gè)適應性的知識庫系統，它類(lèi)似于一個(gè)數據庫系統。它分自動(dòng)答疑與人工答疑兩大部分。
(8)學(xué)習管理系統。系統的教學(xué)管理應具備如下功能：針對性的輔導、疑難解答、協(xié)作監控和實(shí)施智能個(gè)性化的遠程學(xué)習環(huán)境。
(9)作業(yè)批閱系統。作業(yè)批閱系統是基于WWW的協(xié)作式作業(yè)批改系統，學(xué)生可以通過(guò)該系統提交作業(yè)，具體可以電子郵件方式或實(shí)時(shí)修改方式。獲取作業(yè)批改結果，并根據教師建議來(lái)修改和編輯作業(yè)。
(10)網(wǎng)絡(luò )課件寫(xiě)作系統。開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò )課件寫(xiě)作系統的主要目的是為了方便不具有專(zhuān)業(yè)編程經(jīng)驗的各站點(diǎn)教師編制網(wǎng)絡(luò )教學(xué)軟件。在該平臺上構建的網(wǎng)絡(luò )課程，就能直接在網(wǎng)絡(luò )上運行。
(11)教學(xué)管理系統。遠程教學(xué)管理系統將基本覆蓋教學(xué)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節，如從學(xué)生入學(xué)到學(xué)生畢業(yè)的各項活動(dòng)，其管理的范圍不僅僅是管理機構和行政部門(mén)，而且包括教學(xué)涉及的所有對象和資源。
(12)基于WEB的虛擬實(shí)驗室。虛擬實(shí)驗環(huán)境可以針對物理實(shí)驗、化學(xué)實(shí)驗、計算機組成原理實(shí)驗等各個(gè)不同的科目分別設計具體的實(shí)驗，這需要特殊的實(shí)驗軟件來(lái)實(shí)現。
四、信息組織結構
信息組織主要有六個(gè)組成部分：辦公室、同步教室、自習室、答疑室、BBS論壇、虛擬圖書(shū)館等。
1、辦公室
辦公室完成對用戶(hù)的登記和管理工作。用戶(hù)首先要通過(guò)WWW到虛擬行政辦公室進(jìn)行登記，獲取學(xué)生賬號和密碼，正式成為該校的一名學(xué)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(jiǎn)章，課程設置等等。
2、同步教室
同步教室實(shí)際上是一個(gè)課件庫。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的課件和其它學(xué)習材料以HTML文檔的形式存放在網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)器上，用戶(hù)通過(guò)WWW瀏覽器選擇自己需要的課件或材料。
3、自習室
自習室允許學(xué)生進(jìn)行在線(xiàn)測試，以對自己的學(xué)習效果進(jìn)行評估。
4、答疑室
這是一個(gè)集中解答學(xué)生在學(xué)習中各種疑難問(wèn)題的地方，在這里，學(xué)生和學(xué)生，學(xué)生和教師之間，可以進(jìn)行直接的、實(shí)時(shí)的交流。
5、BBS論壇
BBS為老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間進(jìn)行交流提供一種場(chǎng)所，學(xué)生之間可以互相聊天，也可以就某個(gè)學(xué)科的問(wèn)題進(jìn)行學(xué)術(shù)研討，既可以了解別人在該學(xué)科熱點(diǎn)問(wèn)題上的看法，也可以自由地發(fā)表自己的見(jiàn)解。
6、虛擬圖書(shū)館
虛擬圖書(shū)館存放著(zhù)各類(lèi)電子雜志和電子報紙以及其它相關(guān)的學(xué)習資源供學(xué)生查找和學(xué)習，虛擬圖書(shū)館還提供了其它一些大學(xué)圖書(shū)館的圖書(shū)目錄以及其它大學(xué)的WWW地址等。
五、某院校遠程多媒體教育設計實(shí)例
通過(guò)對網(wǎng)絡(luò )多媒體教學(xué)系統結構的理論研究，現就作者參與設計的某院校多媒體交互教學(xué)系統作一概述。
1、提出問(wèn)題
我們在考慮校內網(wǎng)與各類(lèi)教育機構聯(lián)系時(shí)，詢(xún)問(wèn)了不少教師和同學(xué)，就他們關(guān)心的和本人研究的有關(guān)問(wèn)題，提出了以下要求，總結如下：
(1)能否實(shí)現主播室與遠端教室進(jìn)行實(shí)時(shí)雙向交互?
(2)能否把主播室計算機屏幕操作、電子白板信息及時(shí)傳到遠端?
(3)系統傳輸質(zhì)量情況?圖象連續是否連續，圖象與聲音是否同步，時(shí)延有多少?
(4)能否實(shí)時(shí)錄制課件?
2、遠程多媒體交互教學(xué)系統和功能特點(diǎn)
教師和同學(xué)提出的遠程多媒體交互教學(xué)系統， 其功能特點(diǎn)有：
支持多個(gè)教室同時(shí)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(hù)具有不同的上課課表;通過(guò)視頻、網(wǎng)頁(yè)、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(xué)生的系統狀態(tài)、實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行監控;網(wǎng)絡(luò )影院提供影視頻文件的廣播，現場(chǎng)課程的錄制、點(diǎn)播、以及再次廣播;支持USB攝像頭和各種視頻采集卡。
3、系統要求
對于要完成以上我們提出的解決方案，該系統所需的系統要求大致為：
客戶(hù)端計算機操作系統 Windows 2003/XP/vista CPU Intel 2.0G以上，內存512M，配有聲卡，耳麥，攝像頭，手寫(xiě)板(或者觸摸屏)
服務(wù)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(wǎng)卡，服務(wù)器的出口帶寬依據實(shí)際應用而定，一般需要100Mbps帶寬即可達流暢的教學(xué)效果。
4、遠程多媒體教學(xué)系統結構圖
我們所構想設計的某院校多媒體教學(xué)的系統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(shí)時(shí)教學(xué)和實(shí)時(shí)輔導答疑兩個(gè)子系統：
(1)遠程實(shí)時(shí)教學(xué)系統服務(wù)器安裝在互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)，注冊的學(xué)生和教師可以在家里或者辦公室通過(guò)網(wǎng)絡(luò )登錄到服務(wù)器上。在預定的某個(gè)時(shí)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(xué)生之間通過(guò)語(yǔ)音、文字相互交流提問(wèn)。教師能夠錄制上課的內容便于下次廣播、點(diǎn)播。
(2)實(shí)時(shí)輔導答疑系統服務(wù)器安裝在互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)，注冊的學(xué)生和教師可以在家里或者辦公室通過(guò)網(wǎng)絡(luò )登錄到服務(wù)器上。在預定的某個(gè)時(shí)間內，學(xué)生可以通過(guò)語(yǔ)音、文字提問(wèn)，教師給予實(shí)時(shí)回答，并且通過(guò)電子白板等工具進(jìn)行交流。因而能夠應用在大學(xué)的遠程教育教學(xué)中的答疑、遠程家教等。其特點(diǎn)是占用較少的網(wǎng)絡(luò )帶寬，達到實(shí)時(shí)溝通交流的目的。
5、客戶(hù)端界面設計
以下是作者設計的學(xué)生進(jìn)行遠程登錄后進(jìn)行學(xué)習的操作區域
區域1：功能區—包括系統主要功能菜單
區域2：系統工具欄區——在這里主要為一些系統功能如白板，網(wǎng)頁(yè)顯示進(jìn)行切換
區域3：座位及課件顯示區——用于顯示當前在教室中的成員列表，對于教師端還顯示課件列表。
區域 4：音視頻顯示窗口——顯示本機或來(lái)自其它廣播源的音視頻數據。
區域5：音視頻工具欄區——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。
區域6：課件播放區——用于電子白板的繪寫(xiě)、網(wǎng)頁(yè)瀏覽及屏幕廣播數據的接收及顯示。
區域 7：消息文字區——用于顯示消息、文本討論及兩兩交談信息。
區域 8：系統信息區——顯示系統信息，及對錄音源的選擇、播放音量的控制。
這個(gè)界面的各個(gè)區域可方便的實(shí)現學(xué)生的學(xué)習和教師的管理功能，而且比較直觀(guān)，操作簡(jiǎn)單，參與者不需要掌握專(zhuān)業(yè)的多媒體技術(shù)就可以輕松學(xué)習，并且可以和其他用戶(hù)互相交流，能夠比較完整的實(shí)現我們提出的任務(wù)。
六、結束語(yǔ)
在網(wǎng)絡(luò )上實(shí)現多媒體遠距離教育，就是以計算機網(wǎng)絡(luò )為基礎，充分利用軟件和硬件進(jìn)行組網(wǎng)，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把教學(xué)信息傳給每個(gè)學(xué)員，學(xué)生通過(guò)連網(wǎng)的計算機來(lái)進(jìn)行學(xué)習和接受信息。本文先是以論述的形式對網(wǎng)絡(luò )多媒體教學(xué)系統的背景知識，目前的問(wèn)題，框架結構等作了大體的描述。然后又針對具體的教學(xué)環(huán)境作了相應設計。利用Internet來(lái)進(jìn)行遠程教學(xué)，不但方便快捷，與傳統遠距離教育模式相比還可以最大限度地發(fā)揮學(xué)習者的主動(dòng)性、積極性，所以是一種全新的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)模式。這種教學(xué)模式可以完全按照個(gè)人的需要進(jìn)行，不論是教學(xué)內容、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)方式甚至指導教師都可以按照學(xué)習者自己的意愿或需要進(jìn)行選擇。另外，現在不少地區已經(jīng)將這種網(wǎng)絡(luò )多媒體教學(xué)模式應用到各行各業(yè)的學(xué)習中來(lái)，給廣大的自學(xué)者提供一個(gè)更廣闊的自我學(xué)習的空間，加快學(xué)員的學(xué)習步伐。同時(shí)也給學(xué)員們提供了一個(gè)相互交流學(xué)習和生活經(jīng)驗的平臺，這必將使遠程教育更加的普及，使越來(lái)越多的有志之士加入到不斷學(xué)習的大潮之中!
【參考文獻】
[1]何克抗.基于Internet的教育網(wǎng)絡(luò )與21世紀的教育革新.北京師范大學(xué)出版社，1998.
[2]沈立強.計算機網(wǎng)絡(luò )基本原理與Internet實(shí)踐.清華大學(xué)出版社，2008.
[3]苗鳳君.局域網(wǎng)技術(shù)與組網(wǎng)工程.清華大學(xué)出版社，2010.
[4]劉冰.現代網(wǎng)絡(luò )與多媒體技術(shù)基礎.機械工業(yè)出版社，2003.
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