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(gè)由硬件、軟件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理機(jī)構(gòu)組成的一體化有機(jī)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(shí)際環(huán)境，從系統(tǒng)物質(zhì)基礎(chǔ)、教學(xué)系統(tǒng)支撐平臺(tái)、學(xué)生學(xué)習(xí)、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(tǒng)結(jié)構(gòu)，并分析了客戶端界面等問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(zhǎng)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(lái)越明顯，尤其在開(kāi)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(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(xí)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(xí)積極性，是我們?cè)趯W(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離教育系統(tǒng)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(tǒng)遠(yuǎn)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(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(shì)：
1、極大地增強(qiáng)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(píng)價(jià)的及時(shí)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(guó)和世界范圍內(nèi)的遠(yuǎn)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(xí)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(jié)合起來(lái)，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(guò)計(jì)算機(jī)終端)，也可以在旅途中學(xué)習(xí)(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(tǒng)的講授式策略、討論式策略以及個(gè)別輔導(dǎo)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(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(gè)由硬件、軟件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理機(jī)構(gòu)組成的一體化有機(jī)的系統(tǒng)，應(yīng)從兩個(gè)方面對(duì)它進(jìn)行考察：要了解系統(tǒng)實(shí)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(tái)(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(gè)實(shí)際的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，一般是一個(gè)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(wèn)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(jiàn)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(lái)說(shuō)，都具有如下模塊：接入模塊(電話撥號(hào)和Internet接入)、交換模塊、服務(wù)器模塊、網(wǎng)絡(luò)管理與計(jì)費(fèi)模塊、撥號(hào)用戶與局域網(wǎng)用戶模塊、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(jié)構(gòu)
一個(gè)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?cè)谶@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(duì)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(gè)別能力特征，動(dòng)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(gè)部分：一個(gè)是課件點(diǎn)播系統(tǒng)，一個(gè)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(yǔ)音、視頻等多媒體的支持。
(4)網(wǎng)絡(luò)題庫(kù)管理系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)題庫(kù)也和普通教學(xué)中的題庫(kù)一樣，用于對(duì)學(xué)員的測(cè)試和考核，但它的實(shí)現(xiàn)方式更加快捷，處理手段也更加靈活，還應(yīng)能對(duì)學(xué)生的測(cè)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
(5)考試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)。考試以及對(duì)考試結(jié)果的分析與評(píng)價(jià)，在遠(yuǎn)程教育中起著重要的作用。由于借助了計(jì)算機(jī)和國(guó)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(kù)管理系統(tǒng)。資源庫(kù)系統(tǒng)主要功能是對(duì)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(kù)和學(xué)習(xí)資源庫(kù)。
(7)自動(dòng)答疑系統(tǒng)。自動(dòng)答疑是一個(gè)適應(yīng)性的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)，它類似于一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。它分自動(dòng)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(duì)性的輔導(dǎo)、疑難解答、協(xié)作監(jiān)控和實(shí)施智能個(gè)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(guò)該系統(tǒng)提交作業(yè)，具體可以電子郵件方式或?qū)崟r(shí)修改方式。獲取作業(yè)批改結(jié)果，并根據(jù)教師建議來(lái)修改和編輯作業(yè)。
(10)網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)。開(kāi)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(yàn)的各站點(diǎn)教師編制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件。在該平臺(tái)上構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)課程，就能直接在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)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(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，如從學(xué)生入學(xué)到學(xué)生畢業(yè)的各項(xiàng)活動(dòng)，其管理的范圍不僅僅是管理機(jī)構(gòu)和行政部門，而且包括教學(xué)涉及的所有對(duì)象和資源。
(12)基于WEB的虛擬實(shí)驗(yàn)室。虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境可以針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)等各個(gè)不同的科目分別設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)，這需要特殊的實(shí)驗(yàn)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
四、信息組織結(jié)構(gòu)
信息組織主要有六個(gè)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(duì)用戶的登記和管理工作。用戶首先要通過(guò)WWW到虛擬行政辦公室進(jìn)行登記，獲取學(xué)生賬號(hào)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(shè)置等等。
2、同步教室
同步教室實(shí)際上是一個(gè)課件庫(kù)。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)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(guò)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(cè)試，以對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)估。
4、答疑室
這是一個(gè)集中解答學(xué)生在學(xué)習(xí)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、虛擬圖書館
虛擬圖書館存放著各類電子雜志和電子報(bào)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(jì)實(shí)例
通過(guò)對(duì)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(jì)的某院校多媒體交互教學(xué)系統(tǒng)作一概述。
1、提出問(wèn)題
我們?cè)诳紤]校內(nèi)網(wǎng)與各類教育機(jī)構(gòu)聯(lián)系時(shí)，詢問(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(jié)如下：
(1)能否實(shí)現(xiàn)主播室與遠(yuǎn)端教室進(jìn)行實(shí)時(shí)雙向交互?
(2)能否把主播室計(jì)算機(jī)屏幕操作、電子白板信息及時(shí)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(shí)延有多少?
(4)能否實(shí)時(shí)錄制課件?
2、遠(yuǎn)程多媒體交互教學(xué)系統(tǒng)和功能特點(diǎn)
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(diǎn)有：
支持多個(gè)教室同時(shí)上課，具有多教室、帳號(hào)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(guò)視頻、網(wǎng)頁(yè)、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(duì)學(xué)生的系統(tǒng)狀態(tài)、實(shí)時(shí)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(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(tǒng)要求
對(duì)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī) 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(shí)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(jì)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(shí)時(shí)教學(xué)和實(shí)時(shí)輔導(dǎo)答疑兩個(gè)子系統(tǒng)：
(1)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)器安裝在互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)，注冊(cè)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(yù)定的某個(gè)時(shí)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(guò)語(yǔ)音、文字相互交流提問(wèn)。教師能夠錄制上課的內(nèi)容便于下次廣播、點(diǎn)播。
(2)實(shí)時(shí)輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)服務(wù)器安裝在互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)，注冊(cè)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(yù)定的某個(gè)時(shí)間內(nèi)，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(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(diǎn)是占用較少的網(wǎng)絡(luò)帶寬，達(dá)到實(shí)時(shí)溝通交流的目的。
5、客戶端界面設(shè)計(jì)
以下是作者設(shè)計(jì)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(yè)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(duì)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(jī)或來(lái)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(duì)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(yè)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(duì)錄音源的選擇、播放音量的控制。
這個(gè)界面的各個(gè)區(qū)域可方便的實(shí)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(jiǎn)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(shí)現(xiàn)我們提出的任務(wù)。
六、結(jié)束語(yǔ)
在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)多媒體遠(yuǎn)距離教育，就是以計(jì)算機(jī)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(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(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)和接受信息。本文先是以論述的形式對(duì)網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)的背景知識(shí)，目前的問(wèn)題，框架結(jié)構(gòu)等作了大體的描述。然后又針對(duì)具體的教學(xué)環(huán)境作了相應(yīng)設(shè)計(jì)。利用Internet來(lái)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(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(nèi)容、教學(xué)時(shí)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(lái)，給廣大的自學(xué)者提供一個(gè)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(shí)也給學(xué)員們提供了一個(gè)相互交流學(xué)習(xí)和生活經(jīng)驗(yàn)的平臺(tái)，這必將使遠(yuǎn)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(xí)的大潮之中!
【參考文獻(xiàn)】
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