（東北師范大學理想信息技術研究院，吉林長春 130117）

一、研究背景

近年來，越來越多的遠程教育專家關注基于FMS（Flash Media Server） 的遠程教學系統(tǒng)的研究并取得了一定的成果?；贔MS的教學系統(tǒng)已具備了遠程教學系統(tǒng)的基本功能并且在不斷地發(fā)展變化。經(jīng)過筆者對相關研究成果的內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)，在教育領域，針對FMS教學系統(tǒng)的研究主要包括以下幾個維度：比較分析國內(nèi)外FMS的教育應用情況；從理論角度探討構(gòu)建基于FMS的遠程教學系統(tǒng)的可行性；從技術角度對系統(tǒng)功能、架構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲做了全面的設計。其中，系統(tǒng)的技術實現(xiàn)無疑是當前研究的熱點。有的研究者以.NET和FMS技術為支撐，重點探索系統(tǒng)中音視頻文件錄制、播放、交流等功能的實現(xiàn)；有的研究者對系統(tǒng)中基于FMS的網(wǎng)絡視頻答疑模塊進行了詳細的描述。進一步分析發(fā)現(xiàn)，這類注重技術實現(xiàn)的文獻都重視FMS的實時音視頻播放功能的實現(xiàn)，而且討論了在基于FMS的教學系統(tǒng)中應用實時音視頻播放功能時產(chǎn)生的理論及技術問題。

目前，遠程教學系統(tǒng)都普遍把視頻授課過程當成視頻直播過程，將教師的教學活動過程及課件內(nèi)容通過攝像頭捕捉，最后轉(zhuǎn)換成視頻信號發(fā)布到教學系統(tǒng)中，學生只需訪問該直播的頁面即可。這種方式看似完全呈現(xiàn)了課堂原貌，實現(xiàn)了教師－學生的直接“交流”，但其實由于整個教學過程加入了除教師、學生以外的第三者（錄制人員），學生在學習過程中無法自行選擇關注焦點，而是受錄制人員畫面切換方式的控制，只能完全按照畫面中呈現(xiàn)的圖像來決定學習進程，如做筆記、觀看教師活動。這大大降低了學生的參與度，讓學生成為教學的旁觀者。為解決此類問題，本文提出了利用FMS的實時通信功能，采用SWF課件形式構(gòu)建遠程教學系統(tǒng)，滿足學生的需要。

二、基于FMS的遠程教學系統(tǒng)設計

1.系統(tǒng)設計目標

在現(xiàn)代多媒體教學環(huán)境下，教學視頻直播既要體現(xiàn)教師的活動、狀態(tài)、表情、語言，還要完全展示教師使用的課件內(nèi)容。如前文所說，傳統(tǒng)的遠程教學系統(tǒng)中存在一些弊端，由于視頻需要多個鏡頭，不同機位分別對教師、課件進行拍攝，因此，呈現(xiàn)在教學系統(tǒng)中的視頻畫面常常是在教師與課件之間交替切換，且切換的課件由于經(jīng)過攝像機、計算機的信號轉(zhuǎn)換處理，呈現(xiàn)在學生端的電腦屏幕上往往出現(xiàn)失真、模糊不清，無法顯示細節(jié)等現(xiàn)象，給學生的學習帶來一定的不便。因此，本研究所設計的遠程教學系統(tǒng)的基本目標就是把課件內(nèi)容從攝像頭捕捉的畫面中分離出來而獨自形成一個畫面，使學生能夠清晰地看到課件內(nèi)容。

2.SWF 課件設計

SWF（Shock Wave Flash）是一種支持矢量和點陣圖形的動畫文件格式，被廣泛應用于網(wǎng)頁設計、動畫制作等領域。SWF文檔通常也被稱為Flash文件，可以由Macromedia Flash 8、Adobe Flash CS、Flash Builder 等開發(fā)工具創(chuàng)建。SWF普及程度很高，幾乎能被所有操作系統(tǒng)所讀取，只要用戶端支持flash文件的播放，就可以進行播放觀看。SWF格式是以多個幀（Frame）組合生成的。Macromedia Flash8開發(fā)環(huán)境下以10個幀構(gòu)成的SWF文件編輯圖實例如圖1所示。

圖1 以10個幀構(gòu)成的SWF文件編輯圖實例

傳統(tǒng)課件是由多個幻燈片構(gòu)成的。SWF課件也可以包含多個幻燈片。在SWF課件中，每一幀就是一個幻燈片，只需按一個導航按鈕（或可以用別的方法設置）就可以轉(zhuǎn)換到其他的幻燈片。例如：圖1所示的SWF課件就是由10個幻燈片構(gòu)成的。SWF文件支持文本、圖像、圖片、動畫等格式內(nèi)容的顯示，能夠很好地滿足幻燈片設計的需要。而幻燈片數(shù)量、每個幻燈片的具體內(nèi)容、導航方法都可以由教師自行設定。如圖2所示，即是一個SWF課件幻燈片實例。

圖2 SWF課件幻燈片實例

3.基于FMS的遠程教學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本文提出的基于FMS的遠程教學系統(tǒng)仍用攝像頭捕捉教師的表情和動作，通過網(wǎng)絡傳達給學生。但視頻畫面中不再切換課件的內(nèi)容，而是應用FMS提供的實時通信功能，把課件內(nèi)容傳遞給學生。

基于FMS的遠程教學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 基于FMS的遠程教學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

從圖3可以看出，教師端不是發(fā)送SWF課件的全部內(nèi)容，只是發(fā)送幻燈片號碼和鼠標位置。教師和學生各自獨立運行一樣的SWF課件，教師端每次導航幻燈片和移動鼠標時發(fā)送其幻燈片號碼和鼠標位置。

FMS提供的實時通信功能把幻燈片號碼和鼠標位置實時傳達到學生端，學生端接收幻燈片號碼和鼠標位置時立刻把自己運行中的SWF課件導航到其幻燈片以及把鼠標（或者指教師鼠標位置的標志）移動到其（x,y）坐標。按此方式，教師導航到哪個幻燈片學生就導航到哪個幻燈片，教師把鼠標移動到哪里學生端SWF課件的對應的標志就移動到哪里。通過這種方式實現(xiàn)教師端與學生端課件畫面的同步。

4.界面結(jié)構(gòu)

教師端界面實例設計如下（如圖4所示）。

圖4 教師端界面實例

學生端界面實例設計如圖5所示。

圖5 學生端界面實例

如圖4、圖5所示，教師端和學生端的界面都以課件畫面為主要部分。其他顯示區(qū)域（學生畫面和教師畫面）較小。學生端的課件幻燈片與教師端幻燈片同步播放，學生端的紅色箭頭標志按教師端鼠標位置變化跟著移動。為避免講課時出現(xiàn)混亂，學生端的導航按鈕功能無效。

在遠程授課前，教師需要按計劃設計SWF課件，并上傳到遠程教學系統(tǒng)里面。教師與學生在上課前首先訪問教學頁面進行登陸，登錄需選擇不同的權(quán)限（教師權(quán)限或?qū)W生權(quán)限），教師選課后進入講課界面，就可以講課，學生選課時系統(tǒng)自動把該課件下載到學生端。登錄時給予的學生權(quán)限使導航按鈕功能無效，選課后進入聽課界面。

三、基于FMS的遠程教學系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術

基于FMS的遠程教學系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術是FMS提供的實時通信功能。此功能可以由共享對象SharedObject的兩種函數(shù)來實現(xiàn)。

1.onSync 函數(shù)

由共享對象SharedObject的onSync函數(shù)來實現(xiàn)。把幻燈片號碼和鼠標坐標變化存在共享對象中，共享對象里面的數(shù)據(jù)變化時,onSync立刻自動運行，onSync讀取共享對象的數(shù)據(jù)從而實現(xiàn)教師端和學生端課件的同步。

SWF課件中需要的主要代碼實例如下：

2.send 函數(shù)

由共享對象SharedObject的send函數(shù)來實現(xiàn)。以教師端的幻燈片號碼和鼠標坐標為其函數(shù)的參數(shù)值，每次幻燈片號碼或鼠標位置變化時運行send函數(shù)，就可以實時發(fā)送到學生端。

SWF課件中需要的主要代碼實例如下：

[1]盛小清,吳偉信.基于Flash Media Server的視頻教學系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].佳木斯大學學報(自然科學版),2011,(5):722－725.

[2]吳征遠.基于FMS的網(wǎng)絡視頻答疑系統(tǒng)設計[J].牡丹江大學學報,2011,(8):117－119.

[3]周永健.基于Flex＋FMS遠程交互視頻教學系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].成都:四川師范大學，2010.

[4]魯志剛.基于FlashMediaServer（FMS）的網(wǎng)絡教育系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D].長春:東北師范大學,2008.

[5]李銀勝.基于凡段上技術的遠程教育教學系統(tǒng)開發(fā)研究[D].上海:復旦大學，2010.

[6]陳榮.基于FMS的交互教學系統(tǒng)的研究與設計[D].成都:電子科技大學，2010.

[7]武勇.基于FMS的遠程多媒體教學系統(tǒng)的研建[D].北京:北京林業(yè)大學，2008.

[8]戴光麟.基于FMS的遠程互動教學系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D].杭州:浙江工業(yè)大學，2007.

[9]尹元花.基于FMS流媒體技術的遠程教育教學系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].曲阜:曲阜師范大學,2011.

[10]尤亮.基于流媒體技術的在線視頻教學系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].廈門:廈門大學,2008.