邱瀟鈺 劉川 陳宏志
摘 要:基于流媒體的遠程教育是一個突破時空界限,有別于傳統(tǒng)的教學模式,它可以輕易擴大教學規(guī)模,隨時隨地的進行交互式教學。流媒體是一個實時,無需等待下載的網(wǎng)絡傳送技術(shù)。在該文中,為基于流媒體的遠程教育引入了統(tǒng)一的網(wǎng)絡構(gòu)架和用戶功能模塊,并且展望了基于流媒體技術(shù)的遠程教育的將來發(fā)展方向。
關鍵詞:遠程教育 流媒體技術(shù) 教學模式
中圖分類號:TP181 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)03(a)-0120-02
中醫(yī)藥遠程教育[1-2](The Distance Education of Traditional Chinese Medicine),又稱中醫(yī)藥遠距教學、是指使用電視及互聯(lián)網(wǎng)等傳播媒體的教學模式,可以使中醫(yī)藥從業(yè)人員在不離開本地、不離開工作崗位、及不影響日常的醫(yī)療活動的情況下,將他們吸引到中醫(yī)藥教學中來。至今為止,遠程教育已經(jīng)歷了由19世紀中葉興起的函授教育、20世紀初興起的廣播電視教育,20世紀末期出現(xiàn)的雙向交互網(wǎng)絡教育等三個發(fā)展階段。
第三代成人教育是未來教育的發(fā)展趨勢,也是成人高等教育的一種重要形式和發(fā)展方向。據(jù)有關部門的統(tǒng)計,現(xiàn)有中醫(yī)藥從業(yè)人員已達上千萬人。如果以第一、二代成人教育方式吸納這么多的人來學習是可想而不可及的。因此,招生范圍之廣泛、教育之便捷的第三代成人教育體系成為中醫(yī)藥成人教育發(fā)展的主流方向。大力開辦中醫(yī)藥第三代遠程教育可容納最廣泛的生源,從而使中醫(yī)藥教育的辦學規(guī)模獲得空前的發(fā)展。
尤其是在遠程教育中,流媒體有著廣泛的應用,并切實影響著遠程教育的發(fā)展。國內(nèi)關于流媒體在遠程教育中應用的研究也有很多,并取得了一定的成果。第三代遠程教育已經(jīng)在全國范圍內(nèi)廣泛開展,這對網(wǎng)絡的傳輸協(xié)議提出了更高的要求。流媒體技術(shù)可以使多媒體上以實時的、無需下載等待的方式進行播放的傳輸協(xié)議,對第三代遠程教育提供了堅實的運行環(huán)境。流媒體傳輸就是把連續(xù)的聲音和圖像信息經(jīng)過壓縮處理后放到網(wǎng)站服務器上,用戶端在播放之前并不下載整個多媒體文件,只是將開始的部分內(nèi)容存儲到系統(tǒng)緩沖區(qū),當網(wǎng)絡實際連線速度小于播放所耗用資料的速度時,播放程序就會取出這段緩沖區(qū)內(nèi)的內(nèi)容,避免播放的中斷,以保證播放的品質(zhì)。流式傳輸則把多媒體信息通過服務器向用戶實時地提供,客戶端邊接收數(shù)據(jù)邊播放。流媒體改變了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)只能表現(xiàn)靜態(tài)文字和圖片的缺陷,可提供真正互動的視頻課堂,并對大規(guī)模的并發(fā)點播。
下面該文將對流媒體技術(shù)進行說明,并且針對我校開展第三代遠程教育構(gòu)架了網(wǎng)絡模型。
1 流媒體的技術(shù)原理與播放方式
流媒體是從英語Streaming Media中翻譯而來。它是一種可以使音頻、視頻和其它多媒體在Internet及Intranet上以實時的、無需下載等待的方式進行播放的技術(shù),流媒體技術(shù)運用特殊的數(shù)據(jù)壓縮和傳輸技術(shù),使音頻和視頻文件體積變得很小,很適合在網(wǎng)絡上發(fā)布。
1.1 流媒體的技術(shù)原理
流式傳輸?shù)膶崿F(xiàn)需要緩存。因為Internet以包傳輸為基礎進行斷續(xù)的異步傳輸,對一個實時AN源或存儲的AIV文件,在傳輸中它們要被分解為許多包,由于網(wǎng)絡是動態(tài)變化的,各個包選擇的路由可能不盡相同,故到達客戶端的時間延遲也就不等。
為此,使用緩存系統(tǒng)來彌補延遲和抖動的影響,并保證數(shù)據(jù)包的順序正確,從而使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出,而不會因為網(wǎng)絡暫時擁塞使播放出現(xiàn)停頓。通常高速緩存所需容量并不大,因為高速緩存使用環(huán)形鏈表結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù):通過丟棄己經(jīng)播放的內(nèi)容,流可以重新利用空出的高速緩存空間來緩存后續(xù)尚未播放的內(nèi)容。
相對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡媒體播放方式,流媒體技術(shù)有如下特點:
(1)啟動延時短。當用戶點擊播放鏈接時,只需要一段較短的預置時間,文件就開始播放了。
(2)存儲空間小。不需要將多媒體文件全部下載到本地再播放,而是采用邊傳輸邊播放方式,播放過的信息即予以丟棄,因此,只需在本地啟用一個很小的臨時存儲空間,流媒體在遠程教育系統(tǒng)中的應用。
(3)所需帶寬小。由于多媒體文件經(jīng)壓縮后體積大大縮小,所以傳輸?shù)膸捯笠草^低,在網(wǎng)絡環(huán)境下甚至用Modem撥號上網(wǎng)的用戶也可進行視頻點播。
(4)可雙向交流。流媒體服務器與用戶端媒體播放器之間的交流可以是雙向的,服務器在傳送數(shù)據(jù)時還可接收用戶發(fā)送來的反饋信息,在播放期間雙方一直保持聯(lián)系。用戶可以發(fā)出播放控制請求,服務器可自動調(diào)整數(shù)據(jù)發(fā)送。
(5)保護知識產(chǎn)權(quán)。在保護知識產(chǎn)權(quán)方面,流媒體技術(shù)使得用戶不能隨意下載網(wǎng)絡媒體資料文件,不能隨意傳播獨特的媒體內(nèi)容,這對于媒體資源的產(chǎn)權(quán)達到了一定的安全保護作用。
隨著新技術(shù)的發(fā)展,流媒體技術(shù)解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡媒體播放方式的弊端,它不僅在速度上優(yōu)于傳統(tǒng)方式,更重要的是在保護知識產(chǎn)權(quán),彌補遠程教學不足方面提供了有效的解決方案。
2 遠程教育的功能分類
(1)遠程教育網(wǎng)基本設計思想
管理員完成用戶、角色和權(quán)限的管理,進行系統(tǒng)設置和維護、網(wǎng)絡性能管理和安全管理。學生通過學生子系統(tǒng),進入到遠程教學系統(tǒng)中去選擇專業(yè),選擇專業(yè)中的課程,選擇任課教師和輔導教師,選擇課件進行學習;學生的學習過程中,通過評估系統(tǒng),學生可以隨時對教師、課件和系統(tǒng)進行評估,隨時提出自己的意見和建議。教師通過教師子系統(tǒng)進行在線輔導答疑,通過電子郵件和學生交流,上傳電子教學講義,布置作業(yè),發(fā)布教學信息,查看和修改個人信息,通過評估系統(tǒng)進行自我評估等活動。
(2)遠程教育網(wǎng)具體功能分類
①系統(tǒng)管理模塊
超級管理模塊只有具有高級權(quán)限的用戶才可以使用,用來管理注冊用戶的資料,密碼等。網(wǎng)站內(nèi)置完整的用戶管理系統(tǒng)。每個用戶的完整資料由數(shù)據(jù)庫Users.mdb 中的Users表組成。其中包括用戶的基本資料如UserID、權(quán)限、密碼等。endprint
②新聞論壇模塊
新聞論壇模塊有一個BBS系統(tǒng)和一個論壇系統(tǒng)組成,它構(gòu)成網(wǎng)站的信息發(fā)布系統(tǒng)。只有擁有高級權(quán)限的用戶才可以發(fā)布論壇,擁有低級權(quán)限的用戶可以發(fā)布新聞。
3 課程教學模塊
課程教學模塊由課件開發(fā)系統(tǒng),在線課堂,教學評價系統(tǒng)組成。
3.1 課件開發(fā)系統(tǒng),
課件開發(fā)系統(tǒng)可以將培訓講師的影音、現(xiàn)場實況及講義文稿快速、 自動地整合為同步的多媒體課件;同時具有完善的內(nèi)容編輯、影音剪接、課程發(fā)布、后期合成等功能,并能自動輸出成網(wǎng)頁或是光盤,遠端用戶通過IE瀏覽器以及MediaPlayer即可輕松觀看,極大方便學員學習。
3.2 在線課堂
由遠程教育網(wǎng)站,在線學習平臺,在線課堂支持系統(tǒng)等組成。
目前在線課堂提供的網(wǎng)上教學信息,主要包括教學組織管理信息、課程信息、教學動態(tài)、輔導信息、和其他的教務管理信息。教學組織管理信息包括教學計劃、專業(yè)教學實施方案、課程教學設計方案、課程介紹及各種教學過程中的通知、通告等,主要用于對教學過程的總體指導,教學的組織管理安排等。課程信息、教學動態(tài)輔導信息是指按照教學進度要求,及時提供給學生的有針對性的導學信息,包括各章節(jié)教學內(nèi)容的重點、難點講解提示,同步的作業(yè)與測驗題和解析等。其他教務信息還包括班級活動,網(wǎng)校活動的通知,學生學習、生活動態(tài)介紹等。
3.3 教學評價系統(tǒng)
教學評價系統(tǒng)由學生評估和教師評估組成。
學生評估:可以讓學生隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)對學校教學總體評估,對每一位教師教學單獨評估??梢栽O定多級評價指標內(nèi)容;根據(jù)每項指標的重要程度設置不同的權(quán)重,計算出最后得分??茖W的統(tǒng)計方法:統(tǒng)計時可以選擇門檻式或比例式兩種記錄篩選方式;可以指定各選項(例如A、B、C)分別代表的分數(shù)。
教師評估:主要是教師對教師所授課程的指標評估。同時處理多種參評層次,例如校領導、督導組、其他教師等,并可以分別指定不同的權(quán)重計算綜合成績。
4 遠程教育的發(fā)展展望
4.1 人工智能
如果遠程教育系統(tǒng)內(nèi)嵌了專家系統(tǒng),則系統(tǒng)可以根據(jù)網(wǎng)上學生的反饋自動變更整個教育過程,如重放教學錄像,改變問題的難度,詳細解釋某些概念,改變測驗難度等,遠程教育系統(tǒng)的模塊就象一個經(jīng)驗豐富的教師,對不同的學生因材施教,這就是人工智能遠程教育系統(tǒng)ICAI(Intelligent Computer–Aided Instructional System)的由來。人工智能遠程教育系統(tǒng)對每一個受訓者建立一個環(huán)境,記載他的學習過程、進度提示等。人工智能遠程教育系統(tǒng)還很容易從一個學習領域移植到另一個領域,如何減少開發(fā)人工智能遠程教育系統(tǒng)的費用,如何構(gòu)造專家系統(tǒng)使人工智能遠程教育系統(tǒng)的優(yōu)越性更顯著地表現(xiàn)出來,是現(xiàn)在人工智能遠程教育系統(tǒng)的兩大困難。人們正在開發(fā)一些方便的開發(fā)工具,簡化整個人工智能遠程教育系統(tǒng)的開發(fā)過程。在這方面,人工智能遠程教育系統(tǒng)還有很長的路要走。
4.2 CSCW 技術(shù)
遠程教育網(wǎng)必須支持學生與教師在網(wǎng)上進行信息交流,如師生間的網(wǎng)上對話(CHAT)、學生提問與教師回答(Q&A)、學生組內(nèi)組間討論(Discuss)等,所以在遠程教學中必須用到CSCW技術(shù).CSCW (computer supported cooperative work)也就是研究如何利用計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù),支持工作群體成員在共享環(huán)境下的協(xié)同工作、交互協(xié)商、分工合作,共同完成某些任務。網(wǎng)絡信息交流和協(xié)同則以電子白板為基礎的,電子白板是師生間、學生間的計算機交互窗口,分為公用白板(public)和私有白板(private)。在授課時,工作站設有一個公有白板(在服務器上開辟的一緩沖區(qū)),每個學生(包括教師)可以看到該區(qū)域內(nèi)容,并可在其上發(fā)布討論和交流的信息。另外,教師和學生還可以單獨擁有自己的私有白板,模擬筆記本的功能,僅供自己使用。
5 結(jié)語
該文采用了流媒體技術(shù)來傳送遠程教育的數(shù)據(jù),并使基于流媒體技術(shù)的遠程教育取得了良好的效果。不過此問題還有很多值得改進的地方,在今后的工作學習中,結(jié)合其他優(yōu)秀的技術(shù),還可以進一步的優(yōu)化傳送效果,使遠程教育網(wǎng)呈現(xiàn)更好的性能。
參考文獻
[1] 王永輝,馮麗櫻.遠理學習支持服務文化的視角[J].中同遠程教育,2007(5):2.
[2] 馬良生.遠科教育的實踐與研究[M].合肥安徽人民出版杜,2007.endprint
②新聞論壇模塊
新聞論壇模塊有一個BBS系統(tǒng)和一個論壇系統(tǒng)組成,它構(gòu)成網(wǎng)站的信息發(fā)布系統(tǒng)。只有擁有高級權(quán)限的用戶才可以發(fā)布論壇,擁有低級權(quán)限的用戶可以發(fā)布新聞。
3 課程教學模塊
課程教學模塊由課件開發(fā)系統(tǒng),在線課堂,教學評價系統(tǒng)組成。
3.1 課件開發(fā)系統(tǒng),
課件開發(fā)系統(tǒng)可以將培訓講師的影音、現(xiàn)場實況及講義文稿快速、 自動地整合為同步的多媒體課件;同時具有完善的內(nèi)容編輯、影音剪接、課程發(fā)布、后期合成等功能,并能自動輸出成網(wǎng)頁或是光盤,遠端用戶通過IE瀏覽器以及MediaPlayer即可輕松觀看,極大方便學員學習。
3.2 在線課堂
由遠程教育網(wǎng)站,在線學習平臺,在線課堂支持系統(tǒng)等組成。
目前在線課堂提供的網(wǎng)上教學信息,主要包括教學組織管理信息、課程信息、教學動態(tài)、輔導信息、和其他的教務管理信息。教學組織管理信息包括教學計劃、專業(yè)教學實施方案、課程教學設計方案、課程介紹及各種教學過程中的通知、通告等,主要用于對教學過程的總體指導,教學的組織管理安排等。課程信息、教學動態(tài)輔導信息是指按照教學進度要求,及時提供給學生的有針對性的導學信息,包括各章節(jié)教學內(nèi)容的重點、難點講解提示,同步的作業(yè)與測驗題和解析等。其他教務信息還包括班級活動,網(wǎng)校活動的通知,學生學習、生活動態(tài)介紹等。
3.3 教學評價系統(tǒng)
教學評價系統(tǒng)由學生評估和教師評估組成。
學生評估:可以讓學生隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)對學校教學總體評估,對每一位教師教學單獨評估??梢栽O定多級評價指標內(nèi)容;根據(jù)每項指標的重要程度設置不同的權(quán)重,計算出最后得分。科學的統(tǒng)計方法:統(tǒng)計時可以選擇門檻式或比例式兩種記錄篩選方式;可以指定各選項(例如A、B、C)分別代表的分數(shù)。
教師評估:主要是教師對教師所授課程的指標評估。同時處理多種參評層次,例如校領導、督導組、其他教師等,并可以分別指定不同的權(quán)重計算綜合成績。
4 遠程教育的發(fā)展展望
4.1 人工智能
如果遠程教育系統(tǒng)內(nèi)嵌了專家系統(tǒng),則系統(tǒng)可以根據(jù)網(wǎng)上學生的反饋自動變更整個教育過程,如重放教學錄像,改變問題的難度,詳細解釋某些概念,改變測驗難度等,遠程教育系統(tǒng)的模塊就象一個經(jīng)驗豐富的教師,對不同的學生因材施教,這就是人工智能遠程教育系統(tǒng)ICAI(Intelligent Computer–Aided Instructional System)的由來。人工智能遠程教育系統(tǒng)對每一個受訓者建立一個環(huán)境,記載他的學習過程、進度提示等。人工智能遠程教育系統(tǒng)還很容易從一個學習領域移植到另一個領域,如何減少開發(fā)人工智能遠程教育系統(tǒng)的費用,如何構(gòu)造專家系統(tǒng)使人工智能遠程教育系統(tǒng)的優(yōu)越性更顯著地表現(xiàn)出來,是現(xiàn)在人工智能遠程教育系統(tǒng)的兩大困難。人們正在開發(fā)一些方便的開發(fā)工具,簡化整個人工智能遠程教育系統(tǒng)的開發(fā)過程。在這方面,人工智能遠程教育系統(tǒng)還有很長的路要走。
4.2 CSCW 技術(shù)
遠程教育網(wǎng)必須支持學生與教師在網(wǎng)上進行信息交流,如師生間的網(wǎng)上對話(CHAT)、學生提問與教師回答(Q&A)、學生組內(nèi)組間討論(Discuss)等,所以在遠程教學中必須用到CSCW技術(shù).CSCW (computer supported cooperative work)也就是研究如何利用計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù),支持工作群體成員在共享環(huán)境下的協(xié)同工作、交互協(xié)商、分工合作,共同完成某些任務。網(wǎng)絡信息交流和協(xié)同則以電子白板為基礎的,電子白板是師生間、學生間的計算機交互窗口,分為公用白板(public)和私有白板(private)。在授課時,工作站設有一個公有白板(在服務器上開辟的一緩沖區(qū)),每個學生(包括教師)可以看到該區(qū)域內(nèi)容,并可在其上發(fā)布討論和交流的信息。另外,教師和學生還可以單獨擁有自己的私有白板,模擬筆記本的功能,僅供自己使用。
5 結(jié)語
該文采用了流媒體技術(shù)來傳送遠程教育的數(shù)據(jù),并使基于流媒體技術(shù)的遠程教育取得了良好的效果。不過此問題還有很多值得改進的地方,在今后的工作學習中,結(jié)合其他優(yōu)秀的技術(shù),還可以進一步的優(yōu)化傳送效果,使遠程教育網(wǎng)呈現(xiàn)更好的性能。
參考文獻
[1] 王永輝,馮麗櫻.遠理學習支持服務文化的視角[J].中同遠程教育,2007(5):2.
[2] 馬良生.遠科教育的實踐與研究[M].合肥安徽人民出版杜,2007.endprint
②新聞論壇模塊
新聞論壇模塊有一個BBS系統(tǒng)和一個論壇系統(tǒng)組成,它構(gòu)成網(wǎng)站的信息發(fā)布系統(tǒng)。只有擁有高級權(quán)限的用戶才可以發(fā)布論壇,擁有低級權(quán)限的用戶可以發(fā)布新聞。
3 課程教學模塊
課程教學模塊由課件開發(fā)系統(tǒng),在線課堂,教學評價系統(tǒng)組成。
3.1 課件開發(fā)系統(tǒng),
課件開發(fā)系統(tǒng)可以將培訓講師的影音、現(xiàn)場實況及講義文稿快速、 自動地整合為同步的多媒體課件;同時具有完善的內(nèi)容編輯、影音剪接、課程發(fā)布、后期合成等功能,并能自動輸出成網(wǎng)頁或是光盤,遠端用戶通過IE瀏覽器以及MediaPlayer即可輕松觀看,極大方便學員學習。
3.2 在線課堂
由遠程教育網(wǎng)站,在線學習平臺,在線課堂支持系統(tǒng)等組成。
目前在線課堂提供的網(wǎng)上教學信息,主要包括教學組織管理信息、課程信息、教學動態(tài)、輔導信息、和其他的教務管理信息。教學組織管理信息包括教學計劃、專業(yè)教學實施方案、課程教學設計方案、課程介紹及各種教學過程中的通知、通告等,主要用于對教學過程的總體指導,教學的組織管理安排等。課程信息、教學動態(tài)輔導信息是指按照教學進度要求,及時提供給學生的有針對性的導學信息,包括各章節(jié)教學內(nèi)容的重點、難點講解提示,同步的作業(yè)與測驗題和解析等。其他教務信息還包括班級活動,網(wǎng)?;顒拥耐ㄖ?,學生學習、生活動態(tài)介紹等。
3.3 教學評價系統(tǒng)
教學評價系統(tǒng)由學生評估和教師評估組成。
學生評估:可以讓學生隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)對學校教學總體評估,對每一位教師教學單獨評估??梢栽O定多級評價指標內(nèi)容;根據(jù)每項指標的重要程度設置不同的權(quán)重,計算出最后得分??茖W的統(tǒng)計方法:統(tǒng)計時可以選擇門檻式或比例式兩種記錄篩選方式;可以指定各選項(例如A、B、C)分別代表的分數(shù)。
教師評估:主要是教師對教師所授課程的指標評估。同時處理多種參評層次,例如校領導、督導組、其他教師等,并可以分別指定不同的權(quán)重計算綜合成績。
4 遠程教育的發(fā)展展望
4.1 人工智能
如果遠程教育系統(tǒng)內(nèi)嵌了專家系統(tǒng),則系統(tǒng)可以根據(jù)網(wǎng)上學生的反饋自動變更整個教育過程,如重放教學錄像,改變問題的難度,詳細解釋某些概念,改變測驗難度等,遠程教育系統(tǒng)的模塊就象一個經(jīng)驗豐富的教師,對不同的學生因材施教,這就是人工智能遠程教育系統(tǒng)ICAI(Intelligent Computer–Aided Instructional System)的由來。人工智能遠程教育系統(tǒng)對每一個受訓者建立一個環(huán)境,記載他的學習過程、進度提示等。人工智能遠程教育系統(tǒng)還很容易從一個學習領域移植到另一個領域,如何減少開發(fā)人工智能遠程教育系統(tǒng)的費用,如何構(gòu)造專家系統(tǒng)使人工智能遠程教育系統(tǒng)的優(yōu)越性更顯著地表現(xiàn)出來,是現(xiàn)在人工智能遠程教育系統(tǒng)的兩大困難。人們正在開發(fā)一些方便的開發(fā)工具,簡化整個人工智能遠程教育系統(tǒng)的開發(fā)過程。在這方面,人工智能遠程教育系統(tǒng)還有很長的路要走。
4.2 CSCW 技術(shù)
遠程教育網(wǎng)必須支持學生與教師在網(wǎng)上進行信息交流,如師生間的網(wǎng)上對話(CHAT)、學生提問與教師回答(Q&A)、學生組內(nèi)組間討論(Discuss)等,所以在遠程教學中必須用到CSCW技術(shù).CSCW (computer supported cooperative work)也就是研究如何利用計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù),支持工作群體成員在共享環(huán)境下的協(xié)同工作、交互協(xié)商、分工合作,共同完成某些任務。網(wǎng)絡信息交流和協(xié)同則以電子白板為基礎的,電子白板是師生間、學生間的計算機交互窗口,分為公用白板(public)和私有白板(private)。在授課時,工作站設有一個公有白板(在服務器上開辟的一緩沖區(qū)),每個學生(包括教師)可以看到該區(qū)域內(nèi)容,并可在其上發(fā)布討論和交流的信息。另外,教師和學生還可以單獨擁有自己的私有白板,模擬筆記本的功能,僅供自己使用。
5 結(jié)語
該文采用了流媒體技術(shù)來傳送遠程教育的數(shù)據(jù),并使基于流媒體技術(shù)的遠程教育取得了良好的效果。不過此問題還有很多值得改進的地方,在今后的工作學習中,結(jié)合其他優(yōu)秀的技術(shù),還可以進一步的優(yōu)化傳送效果,使遠程教育網(wǎng)呈現(xiàn)更好的性能。
參考文獻
[1] 王永輝,馮麗櫻.遠理學習支持服務文化的視角[J].中同遠程教育,2007(5):2.
[2] 馬良生.遠科教育的實踐與研究[M].合肥安徽人民出版杜,2007.endprint