多媒體網絡教學淺談

摘要：當前，教育已經進入了數字化、智能化、個性化的發展階段，針對多媒體網絡教學的研究已經成為熱點。該文通過比較不同的多媒體網絡教學系統結構，提出將P2P技術應用到多媒體網絡教學系統平臺中，使師生之間能夠更方便的交流協作。

關鍵詞：多媒體網絡教學；C/S結構；B/S結構；P2P技術

中圖分類號：TP37文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)34-1973-02

The Tray Talks about Multi-media Network Teaching

XIA Shu-hua

(Hunan Judicial Police Vocaional College， Changsha 410131， China)

Abstract: Currently，education has entered the digital， intelligent and personalized era， For multimedia teaching and research has become a hot spot. In this paper， by comparing the different multi-media teaching system network structure， brings forward applying the P2P technology in the multimedia teaching field， through the platform， teachers and students can cooperate with each other.

Key words: multi-media network teaching; C/S structure; B/S structure; Peer to Peer

1 引言

隨著互聯網的普及和多媒體技術的發展，為傳遞最新的教學信息與知識提供了更多的途徑，著名科學家錢學森曾經對未來教育做出論述：“未來教育=人腦+電腦+網絡”。傳統教育模式正面臨著新的機遇和挑戰，教學手段、教學方法、教學形式、課堂教學結構正從單一的面授向多元化發展，教育己經進入了數字化、智能化、個性化的發展階段[1]。近些年來，基于 Internet 的多媒體教學系統成為當前的研究熱點。

2 研究背景

多媒體網絡教學是指在計算機網絡環境下，在教學中通過網絡和特定軟件系統將圖形、視頻、音頻等信息通過演示設備輸出到投影屏或學生機上，把枯燥、難以理解的內容生動地表現出來，實現教學目標的一種現代教學方式。通過網絡，學生還能對所學內容作出反應并反饋給教師，實現交互式教學，調動學習者的學習積極性，從而改進教學效果。這樣即繼承傳統教學媒體的合理成份，又適當地引進現代教學媒體，并使兩者有機結合，各展所長，互為補充，相輔相成，構成教學信息傳輸與反饋調節的優化教學媒體群，共同參與了課堂教學的全過程，達到了教學過程的優化。現在的多媒體網絡教學系統很多采用的是C/S(Client/Server)結構或B/S(Browser/Server）結構（如圖1所示）[2-4]。

這兩種結構的特點就是由網絡中的服務器提供教學信息和教學課件，教學資源或是先集中上傳到服務器保存，然后再分別下載，或是信息按服務器上專有的規則處理后才能在網絡上傳遞（如電子郵件）。用戶通過服務器或瀏覽器進入系統進行學習，如系統通過視頻點播方式進行課堂教學，教師和學生通過服務器的聊天室或公告欄等工具進行學習情況交流和反饋。但是客戶端間的交流受限于服務器的運行狀態，如果服務器出現異常或者負荷過大的話，客戶端的交流就受到影響而不能正常進行。

此外，所有的教學資源都放在服務器上，必須訪問服務器才能得到所需的資源，雖然可以基本滿足課堂教學的需求，但對于課前教師的課程準備工作與學生的課后復習、預習以及擴大知識面來說，這種結構存在著交互不夠及時、消耗帶寬大的缺點，且大量的客戶端設備之間不能相互交流，只能與服務器打交道，隨著客戶端數目增多，服務器往往會成為整個系統的瓶頸，特別是隨著流媒體課件的逐漸增多，流媒體數據量大及對網絡資源要求高的特點，更會加重服務器處理能力和服務器出口帶寬的負擔，造成服務質量的下降，影響教學效果。如何設計一個充分利用現有的計算資源和網絡資源，降低服務器資源和網絡帶寬的消耗，實現高擴展性和可靠性，提供高質量的網絡教學系統是當前研究的熱點。

3 多媒體網絡教學現狀

從20世紀70年代起至今，多媒體教學經歷了一個由嘗試、興起到蓬勃發展的過程，這是現代教育技術和教學手段的一個巨大進步和質的飛越。

3.1 國外現狀

國際上網絡教學起步的較早，最初是在一些計算機網絡比較發達的國家，如美國、英國、新加坡等。在很短的時間內網絡教學的應用和普及發生了巨大變化。在美國，幾乎所有大學都建立了校園網，幾乎每一所高等院校都已建立了自己的為本校或本社區教育服務的專門化計算機網絡。學生、教師和其他研究人員在教學科研中可通過網絡獲取、交流更多的信息獲得更完善的服務。英國在這方而采取的行動也令人矚目，University of Lincolnshire and Humberside(ULH)開發的Learning System 是基于計算機網絡的學習系統，如學生首次進入學習系統時，系統通過測試確定學生認知模型并在學習過程中根據學生學習情況動態調整教學策略和教學方法并提供個性化教學指導[5]。

目前國外較為知名的網絡教學系統有Blackboard、BigTree、英屬哥倫比亞大學計算機系開發的WebCT、Cisco的遠程教學系統、WBT Syste公司的TopClass、加拿大Simon Fraser大學開發的Virtual U等。這些系統都在全球發展了一定的用戶群，每種軟件都至少有10所大學或公司在使用，各開設了上百門課程，授課學生人數均超過5000人次。但目前大量的網上教學支撐平臺還只是大學實驗室的產物，處于繼續開發或測試階段。其中，WebCT和Blackboard網絡教學平臺使用最為廣泛。

3.2 國內現狀

我國教育部曾明確指出：要加快教育現代化和信息化的建設步伐，建立覆蓋全國的現代遠程教育網絡，構建終身學習體系，提高中國教育與科研網(CERNET)的國家主干網和地區網的傳輸速率，通過加強教育信息資源搜集和信息庫建設，鼓勵和支持更多的高等學校和有條件的中學與CERNET聯網，打破教育資源的區域限制，使不同地區的教育水平通過優勢互補，從而提高全國范圍內的教育教學水平。進入21世紀，隨著高等教育改革的實施和深化發展，我國的多媒體網絡教學進入了蓬勃發展時期。從1998年教育部批準四所大學進行遠程教育試點開始到現在，中國共有68所大學設立了網絡教育學院，而其它高校或公司自行發布在網絡上的教學站點就更是如雨后春筍般層出不窮，全國各地已建成學習中心2000多個，現有在讀學生300多萬。

現在各種與多媒體教學相關的軟硬件產品也相繼出現，教師可方便的進入所授課程發布通知、備課、網上布置作業，進行討論、答疑等輔助教學活動。很多軟件企業開發了多媒體網絡教學的商業性平臺，如網梯遠程教育平臺、安博網絡教學平臺、南大易學公司的天空教室網絡教學平臺、南京遠志資訊公司的LanStar多媒體網絡教學系統等。大多數產品對最新的協議提供了支持，接入方便，使用簡單，但缺點是價格昂貴，需要專門的人員進行管理，維護代價高；在低比特網絡中實時性效果太差，嚴重影響了學習效果，無法在因特網實現大面積的應用。

4 將P2P技術應用于多媒體網絡教學系統

近年來，隨著Napster和ICQ類軟件的流行，對等網P2P技術又重新進入了人們的視線，引起了越來越多人的關注。P2P網絡與傳統的模式相比，對等點之間通過直接互連共享、處理、存儲甚至高速緩存資源，無需依賴集中式服務器或資源就可完成。每個節點具有相同的地位，既可以請求服務，也可以提供服務。也就是說P2P技術采用節點自己組織的方式工作，強調無中心的結構，很好地適應了節點隨機加入和退出的動態性，因而在實時性、通用性和數據可用性具有不可替代的優勢：

1) 提高了網絡服務響應性能。基于P2P模式的網絡服務性能與基于C/S模式的網絡服務性能相比較，P2P技術的網絡應用能夠將服務器從日益臃腫的性能負荷中解脫出來，在性能優越的客戶端支持下實現網絡通訊的低成本和高可靠性運行，降低服務器的性能和運行狀態對網絡服務性能的限制。整個網絡還可以被用作具有海量存儲能力和巨大計算處理能力的超級計算機。

2) 通用性強。系統運行的基礎平臺可以是各種通用的操作系統、數據庫軟件以及相關的Web服務器，因此，P2P技術模式并不依賴于高端的商用設備和大型數據庫軟件來保證性能和穩定性，可以和現有的多數網絡教育系統進行無縫結合。

3) 實現數據傳輸的實時性。P2P模式遠遠超越已有Web系統的技術局限，這種網絡技術可以提供用戶實時在線交流的便利手段，提高多媒體網絡教育系統的性能、效率和穩定性，獲得更好的客戶滿意度，從而擴展網絡教育的應用范圍和模式，增強網絡教育的吸引力。

由于P2P結構和C/S結構各有特點，導致了它們在常見互聯網服務和性能方面存在較大的差異，表1對 P2P技術與客戶端/服務器技術性能進行了比較。

從表1中可以看到，C/S技術造成互聯網絡上的集中，無論信息資源還是成本資源均向同一方向集中，這樣的模式符合一對多、強對弱的社會關系形式，如政府對個人、對企業，大企業對小企業，學校對學生，企業對職工等等關系。而P2P技術將會導致信息數量、成本資源都向互聯網各點均勻分布，也就是所謂“邊緣化“的趨勢，這種模式符合“一對一”的特點。這兩種方式會共存，P2P技術會有其獨特的市場空間，將會成為現有互聯網應用的有益補充。

5 結束語

將P2P技術應用于多媒體網絡教學系統總體設計，將為廣大師生提供一個更為方便和快捷的交流和學習平臺。通過此平臺，師生之間可以對資料進行共享和交流，能夠高效利用現有資源，實現學生主動式學習，教師能動式授課，解決C/S模式的系統瓶頸問題，使教師之間、教師和學生之間、學生和學生之間能夠方便的交流協作，提高師生間解決學習問題和處理事務的效率。

參考文獻：

[1] 楊靜.面向遠程教學系統的TSC對等資源管理模型及實現技術研究（博士學位論文）[D].上海:華東師范大學，2005.

[2] 吳雪松，葛文杰，李輝. 遠程協同教學中的網頁同步展示系統實現[J].計算機應用研究，2002，19(6):156-160.

[3] 申瑞民，丁大宇，汪啟軍，等. 基于WBCL模型的交互式協同虛擬教學環境——Web Classroom[J].上海交通大學學報，2000，34(7):994-998.

[4] 陳洪，劉雙與，楊玉華. P2P技術發展與應用[J].計算機工程，2003，29(19):127-130.