試論網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　【摘要】網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)是一個由硬件、軟件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理機構(gòu)組成的一體化有機的系統(tǒng)。本文以某院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中心的教學(xué)為實際環(huán)境，從系統(tǒng)物質(zhì)基礎(chǔ)、教學(xué)系統(tǒng)支撐平臺、學(xué)生學(xué)習(xí)、教學(xué)工作四個方面考察了網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并分析了客戶端界面等問題。

　　【關(guān)鍵詞】計算機網(wǎng)絡(luò)　應(yīng)用軟件　多媒體教學(xué)　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　一、Internet與遠(yuǎn)距離教育

　　21世紀(jì)是計算機和網(wǎng)絡(luò)的世紀(jì)。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越明顯，尤其在開放的和遠(yuǎn)程的教學(xué)方面。

　　傳統(tǒng)的遠(yuǎn)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(xué)效率低下，學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性不高。如何幫助學(xué)員解決疑難問題，提高學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，是我們在學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離教育系統(tǒng)過程中急需解決的問題之一。

　　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，具有近乎實時的交互性，為我們解決傳統(tǒng)遠(yuǎn)距離教育模式中存在的問題帶來了希望。利用Internet來進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)，與傳統(tǒng)遠(yuǎn)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(xí)的異步性。

　　3、學(xué)習(xí)信息的廣泛性。

　　4、評價的及時性。

　　利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)距離教育的上述優(yōu)良特性，克服了傳統(tǒng)遠(yuǎn)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?yán)^續(xù)教育等各類遠(yuǎn)程教育的需要。它必將在我國和世界范圍內(nèi)的遠(yuǎn)距離教育領(lǐng)域起到越來越重要的影響。

　　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(xí)者的主動性、積極性，既可以進(jìn)行個別化教學(xué)，又可以進(jìn)行協(xié)作型教學(xué)，還可以將“個別化”與“協(xié)作型”二者結(jié)合起來，所以是一種全新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。學(xué)習(xí)者可以在家里或是在辦公室學(xué)習(xí)(通過計算機終端)，也可以在旅途中學(xué)習(xí)(通過筆記本電腦或PDA)。

　　在基于Internet的教育網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)策略以外，還可實施最具網(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(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　我們要研究的基于Internet的多媒體教學(xué)系統(tǒng)是一個由硬件、軟件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理機構(gòu)組成的一體化有機的系統(tǒng)，應(yīng)從兩個方面對它進(jìn)行考察：要了解系統(tǒng)實施的物質(zhì)基礎(chǔ)，可以看它的硬件結(jié)構(gòu);要了解教學(xué)系統(tǒng)支撐平臺(環(huán)境)，要看它的軟件結(jié)構(gòu)。

　　1、硬件結(jié)構(gòu)

　　(1)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。支撐網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)就是一個實際的計算機網(wǎng)絡(luò)，一般是一個網(wǎng)絡(luò)中心，它根據(jù)支持的學(xué)生人數(shù)、范圍、學(xué)生訪問網(wǎng)絡(luò)的方式等諸多因素的不同，變化很大，組織結(jié)構(gòu)形式也不相同。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有多種，多媒體系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、環(huán)形、總線結(jié)構(gòu)和混合型結(jié)構(gòu)。

　　(2)系統(tǒng)基本物理結(jié)構(gòu)。雖然硬件組織結(jié)構(gòu)有多種方式，具體到我們要研究的系統(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(wù)器模塊、網(wǎng)絡(luò)管理與計費模塊、撥號用戶與局域網(wǎng)用戶模塊、課件制作與開發(fā)模塊，雙向交互式同步教學(xué)模塊。

　　2、軟件結(jié)構(gòu)

　　一個完整的基于Internet的教學(xué)系統(tǒng)，不僅需要系統(tǒng)軟件的支持，如網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、WEB服務(wù)器、FTP服務(wù)器等等，還需要一些專門支持教學(xué)的應(yīng)用軟件。我們在這里僅研究教學(xué)支持系統(tǒng)。

　　(1)適應(yīng)性超媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)。遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)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(yīng)性超媒體教學(xué)指根據(jù)學(xué)生的個別能力特征，動態(tài)呈現(xiàn)與學(xué)習(xí)者當(dāng)前學(xué)習(xí)能力最相關(guān)的基于超媒體教學(xué)內(nèi)容。

　　(2)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統(tǒng)。

　　(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(yuǎn)程交流工具應(yīng)不僅僅提供傳統(tǒng)的基于文本交流，還應(yīng)提供包括圖形、語音、視頻等多媒體的支持。

　　(4)網(wǎng)絡(luò)題庫管理系統(tǒng)。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，但它的實現(xiàn)方式更加快捷，處理手段也更加靈活，還應(yīng)能對學(xué)生的測驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

　　(5)考試與評價系統(tǒng)。考試以及對考試結(jié)果的分析與評價，在遠(yuǎn)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(wǎng)，使得遠(yuǎn)程考試在許多方面優(yōu)越于傳統(tǒng)考試。

　　(6)教學(xué)資源庫管理系統(tǒng)。資源庫系統(tǒng)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(xí)資源庫。

　　(7)自動答疑系統(tǒng)。自動答疑是一個適應(yīng)性的知識庫系統(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。

　　(8)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的教學(xué)管理應(yīng)具備如下功能：針對性的輔導(dǎo)、疑難解答、協(xié)作監(jiān)控和實施智能個性化的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境。

　　(9)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(xué)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?qū)崟r修改方式。獲取作業(yè)批改結(jié)果，并根據(jù)教師建議來修改和編輯作業(yè)。

　　(10)網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)。開發(fā)網(wǎng)絡(luò)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(jīng)驗的各站點教師編制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件。在該平臺上構(gòu)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(tǒng)。遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)將基本覆蓋教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)，如從學(xué)生入學(xué)到學(xué)生畢業(yè)的各項活動，其管理的范圍不僅僅是管理機構(gòu)和行政部門，而且包括教學(xué)涉及的所有對象和資源。

　　(12)基于WEB的虛擬實驗室。虛擬實驗環(huán)境可以針對物理實驗、化學(xué)實驗、計算機組成原理實驗等各個不同的科目分別設(shè)計具體的實驗，這需要特殊的實驗軟件來實現(xiàn)。

　　四、信息組織結(jié)構(gòu)

　　信息組織主要有六個組成部分：辦公室、同步教室、自習(xí)室、答疑室、BBS論壇、虛擬圖書館等。

　　1、辦公室

　　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(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，比如招生簡章，課程設(shè)置等等。

　　2、同步教室

　　同步教室實際上是一個課件庫。已經(jīng)開發(fā)出來的課件和其它學(xué)習(xí)材料以HTML文檔的形式存放在網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器上，用戶通過WWW瀏覽器選擇自己需要的課件或材料。

　　3、自習(xí)室

　　自習(xí)室允許學(xué)生進(jìn)行在線測試，以對自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估。

　　4、答疑室

　　這是一個集中解答學(xué)生在學(xué)習(xí)中各種疑難問題的地方，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、實時的交流。

　　5、BBS論壇

　　BBS為老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間進(jìn)行交流提供一種場所，學(xué)生之間可以互相聊天，也可以就某個學(xué)科的問題進(jìn)行學(xué)術(shù)研討，既可以了解別人在該學(xué)科熱點問題上的看法，也可以自由地發(fā)表自己的見解。

　　6、虛擬圖書館

　　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(guān)的學(xué)習(xí)資源供學(xué)生查找和學(xué)習(xí)，虛擬圖書館還提供了其它一些大學(xué)圖書館的圖書目錄以及其它大學(xué)的WWW地址等。

　　五、某院校遠(yuǎn)程多媒體教育設(shè)計實例

　　通過對網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理論研究，現(xiàn)就作者參與設(shè)計的某院校多媒體交互教學(xué)系統(tǒng)作一概述。

　　1、提出問題

　　我們在考慮校內(nèi)網(wǎng)與各類教育機構(gòu)聯(lián)系時，詢問了不少教師和同學(xué)，就他們關(guān)心的和本人研究的有關(guān)問題，提出了以下要求，總結(jié)如下：

　　(1)能否實現(xiàn)主播室與遠(yuǎn)端教室進(jìn)行實時雙向交互?

　　(2)能否把主播室計算機屏幕操作、電子白板信息及時傳到遠(yuǎn)端?

　　(3)系統(tǒng)傳輸質(zhì)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?

　　(4)能否實時錄制課件?

　　2、遠(yuǎn)程多媒體交互教學(xué)系統(tǒng)和功能特點

　　教師和同學(xué)提出的遠(yuǎn)程多媒體交互教學(xué)系統(tǒng)， 其功能特點有：

　　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(wǎng)頁、電子白板、屏幕、應(yīng)用程序廣播等多種手段達(dá)到同步授課;可對學(xué)生的系統(tǒng)狀態(tài)、實時視頻進(jìn)行監(jiān)控;網(wǎng)絡(luò)影院提供影視頻文件的廣播，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。

　　3、系統(tǒng)要求

　　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：

　　客戶端計算機操作系統(tǒng) Windows 2003/XP/vista CPU Intel 2.0G以上，內(nèi)存512M，配有聲卡，耳麥，攝像頭，手寫板(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(nèi)存，100M網(wǎng)卡，服務(wù)器的出口帶寬依據(jù)實際應(yīng)用而定，一般需要100Mbps帶寬即可達(dá)流暢的教學(xué)效果。

　　4、遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　我們所構(gòu)想設(shè)計的某院校多媒體教學(xué)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和第三部分講到的硬件結(jié)構(gòu)大體一致，但更加具體化。該結(jié)構(gòu)分為遠(yuǎn)程實時教學(xué)和實時輔導(dǎo)答疑兩個子系統(tǒng)：

　　(1)遠(yuǎn)程實時教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)器安裝在互聯(lián)網(wǎng)站點，注冊的學(xué)生和教師可以在家里或者辦公室通過網(wǎng)絡(luò)登錄到服務(wù)器上。在預(yù)定的某個時間內(nèi)，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)生之間通過語音、文字相互交流提問。教師能夠錄制上課的內(nèi)容便于下次廣播、點播。

　　(2)實時輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)服務(wù)器安裝在互聯(lián)網(wǎng)站點，注冊的學(xué)生和教師可以在家里或者辦公室通過網(wǎng)絡(luò)登錄到服務(wù)器上。在預(yù)定的某個時間內(nèi)，學(xué)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(jìn)行交流。因而能夠應(yīng)用在大學(xué)的遠(yuǎn)程教育教學(xué)中的答疑、遠(yuǎn)程家教等。其特點是占用較少的網(wǎng)絡(luò)帶寬，達(dá)到實時溝通交流的目的。

　　5、客戶端界面設(shè)計

　　以下是作者設(shè)計的學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄后進(jìn)行學(xué)習(xí)的操作區(qū)域

　　區(qū)域1：功能區(qū)—包括系統(tǒng)主要功能菜單

　　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(wǎng)頁顯示進(jìn)行切換

　　區(qū)域3：座位及課件顯示區(qū)——用于顯示當(dāng)前在教室中的成員列表，對于教師端還顯示課件列表。

　　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)。

　　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。

　　區(qū)域6：課件播放區(qū)——用于電子白板的繪寫、網(wǎng)頁瀏覽及屏幕廣播數(shù)據(jù)的接收及顯示。

　　區(qū)域 7：消息文字區(qū)——用于顯示消息、文本討論及兩兩交談信息。

　　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。

　　這個界面的各個區(qū)域可方便的實現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(shù)就可以輕松學(xué)習(xí)，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(wù)。

　　六、結(jié)束語

　　在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)多媒體遠(yuǎn)距離教育，就是以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，充分利用軟件和硬件進(jìn)行組網(wǎng)，教師通過網(wǎng)絡(luò)把教學(xué)信息傳給每個學(xué)員，學(xué)生通過連網(wǎng)的計算機來進(jìn)行學(xué)習(xí)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(tǒng)的背景知識，目前的問題，框架結(jié)構(gòu)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(yīng)設(shè)計。利用Internet來進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)，不但方便快捷，與傳統(tǒng)遠(yuǎn)距離教育模式相比還可以最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動性、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人的需要進(jìn)行，不論是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時間、教學(xué)方式甚至指導(dǎo)教師都可以按照學(xué)習(xí)者自己的意愿或需要進(jìn)行選擇。另外，現(xiàn)在不少地區(qū)已經(jīng)將這種網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)模式應(yīng)用到各行各業(yè)的學(xué)習(xí)中來，給廣大的自學(xué)者提供一個更廣闊的自我學(xué)習(xí)的空間，加快學(xué)員的學(xué)習(xí)步伐。同時也給學(xué)員們提供了一個相互交流學(xué)習(xí)和生活經(jīng)驗的平臺，這必將使遠(yuǎn)程教育更加的普及，使越來越多的有志之士加入到不斷學(xué)習(xí)的大潮之中!

　　【參考文獻(xiàn)】

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