基于校園網(wǎng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)*

呂明娥 曹毅

湖南工學(xué)院計算機與信息科學(xué)系 湖南衡陽 421002

基于校園網(wǎng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)*

呂明娥 曹毅

湖南工學(xué)院計算機與信息科學(xué)系 湖南衡陽 421002

基于寬帶校園網(wǎng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源在整個校園網(wǎng)內(nèi)的同步共享，大大提升校園網(wǎng)的應(yīng)用價值。介紹多媒體教學(xué)系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)，然后分析系統(tǒng)的基本組成，最后給出多媒體教學(xué)系統(tǒng)的解決方案。>

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；虛擬教室；校園網(wǎng)

AbstractThe applicable value of campus networks has been improved greatly owing to its multimedia network-teaching system based on the campus broad band and the realization of the synchronously share of the high-quality education resources in campus networks. It’s about the introduction of the function and structure of multimedia teaching system, the analysis if the basic structure and feasible solution to this teaching system.

Key wordsnetwork teaching; virtual classroom; campus networks

當今世界處于信息爆炸式的增長并且迅速更新的時代，這一客觀現(xiàn)實對教育改革提出全新的要求。教育體制和教育模式必須有重大變革，才能滿足21世紀要求培養(yǎng)高層次，能夠適應(yīng)社會發(fā)展，而且具有創(chuàng)造性人才的需求。在當前技術(shù)條件下，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實施教學(xué)為教育改革提供了一個可行的解決方案[1]。多媒體教學(xué)是在電子教室中，把圖像、圖形、聲音、動畫以及文字等各種多媒體信息實時動態(tài)地引入教學(xué)過程中，充分利用現(xiàn)有的計算機、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)進行同步教學(xué)活動[2]?；谛@網(wǎng)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)等組成的有機系統(tǒng)，它能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源在整個校園網(wǎng)內(nèi)的同步共享，大大提升校園網(wǎng)的應(yīng)用價值。

1 多媒體教學(xué)系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)

多媒體教學(xué)系統(tǒng)就是利用信息技術(shù)提供一種可行的解決方案，使在教師指導(dǎo)下學(xué)生自主式學(xué)習(xí)的新型教學(xué)模式能夠高效率、高質(zhì)量地開展。在多媒體教學(xué)系統(tǒng)中，不僅教師可以通過局域網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)進行授課、答疑，并可以通過網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生進行可視化講解，為學(xué)生演示各種學(xué)科的應(yīng)用軟件系統(tǒng)；而且學(xué)生可以向教師提問，解決疑問[3]。這些均是通過計算機及網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，教師和學(xué)生不必離開自己的座位，同時教師還可以通過多媒體教室進行其他與課堂相關(guān)的管理[4]。

多媒體教學(xué)系統(tǒng)是一個集成平臺，該平臺面向教學(xué)的全過程，為教學(xué)的各個環(huán)節(jié)服務(wù)，包括教師備課、授課、師生交流、學(xué)生自學(xué)和考試等。

1）教師可以利用多媒體教學(xué)系統(tǒng)方便地制作電子講義和多媒體課件，并能將講義和課件存放在教學(xué)服務(wù)器中，在授權(quán)的條件下還可供學(xué)生瀏覽或下載。

2）教師在講課時能方便地將講義從教學(xué)服務(wù)器中傳送到講課教室給學(xué)生授課。對于大量學(xué)生選修的熱門課程，教師可以在一個多媒體教室（主教室）講課，而學(xué)生則可以分布在多個多媒體教室中聽課，對于在從教室（主講教師不在的教室）聽課的學(xué)生，他們除了看不到教師本人之外，可以接受包括教師聲、像和講義在內(nèi)的所有信息，并且同樣享有和教師課堂交流的權(quán)利。

3）教師和學(xué)生能夠通過教學(xué)系統(tǒng)方便地交流：教師通過教學(xué)系統(tǒng)為學(xué)生提供教師介紹、課程介紹、講課要點等信息，并和學(xué)生進行課程討論，布置作業(yè)，解答疑問；學(xué)生可以通過教學(xué)系統(tǒng)進行教學(xué)咨詢，上交作業(yè)等。

4）通過教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生能夠方便地檢索到自己喜愛的教學(xué)課件，開展自主學(xué)習(xí)。教學(xué)服務(wù)器上存儲有豐富的CAI課件和多媒體教學(xué)軟件，保證絕大多數(shù)學(xué)生在校園任何聯(lián)網(wǎng)計算機上都能學(xué)習(xí)自己感興趣的課程。

5）通過多媒體教學(xué)系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)考試，能及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并且將極大地減輕教師監(jiān)考、判卷的任務(wù)。

圖1 多媒體教學(xué)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

要實現(xiàn)上述功能，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)需要使用一系列協(xié)同工作的子系統(tǒng)構(gòu)成，這些子系統(tǒng)依賴于校園網(wǎng)，將校園網(wǎng)上多媒體課件制作室、多媒體教室、學(xué)生計算機實驗室以及學(xué)生宿舍個人電腦有機地聯(lián)系起來，實現(xiàn)“教”與“學(xué)”的不同環(huán)節(jié)在一個通用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺上進行與統(tǒng)一管理。多媒體教學(xué)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 多媒體教學(xué)系統(tǒng)的基本組成

2.1 用戶終端

學(xué)生可以通過終端運行ixJet Network Video Explorer（NVE）軟件獲得網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的課程內(nèi)容和課程視像資料，還可以選擇將PC機連接大屏幕投影機，在教師的指導(dǎo)下開展公共課教學(xué)；也可以將PC機連接電視機，進行電視廣播教學(xué)。在用戶終端上，學(xué)生可以隨時、任意選擇感興趣的課程，對視像資料進行播放、暫停、快進、快倒、選擇、關(guān)閉節(jié)目的控制操作。

2.2 服務(wù)器系統(tǒng)

服務(wù)器系統(tǒng)包括應(yīng)用服務(wù)器和文件服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器是多媒體教學(xué)系統(tǒng)的信息源，多媒體教學(xué)系統(tǒng)中全部學(xué)生要看的教學(xué)文件是由應(yīng)用服務(wù)器提供；文件服務(wù)器內(nèi)含VOD系統(tǒng)、大型素材庫、課件庫、案例庫等，主要面向教師備課，為教師提供豐富的備課參考資料，包括各種史料、教參以及各種圖像、視、聽材料等。

2.3 網(wǎng)絡(luò)平臺

校園網(wǎng)是多媒體教學(xué)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺，是信息交換及通訊的通道。

2.4 Web應(yīng)用工具

用戶可以開發(fā)既有自己獨特風(fēng)格，又有實時動態(tài)視頻內(nèi)容的超媒體Web頁面，同時也能夠使用流行的Netscape Navigator和Internet Explorer瀏覽器作為一種外部幫助應(yīng)用程序（External Helper Application）。

2.5 授課直播間

授課直播間由直播終端和攝像機組成。直播終端使用一臺PC機，運行ixJet LIVE Server軟件，通過音頻和視頻連接的攝像機，將教師的現(xiàn)場講課情況以電視廣播的方式即時地播放出去。學(xué)生多媒體教室內(nèi)的任何用戶終端，通過運行ixJet LIVE Client軟件，都可以即時地收看現(xiàn)場直播的教學(xué)課程。直播間在每次授課的同時還可以進行節(jié)目錄制，直播完畢后將錄制的節(jié)目送至應(yīng)用服務(wù)器，編入正式的多媒體教學(xué)課件系統(tǒng)，供今后反復(fù)使用。

圖2 多媒體教學(xué)系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖

2.6 電子圖書館

電子圖書館采用光盤陣列的形式存儲電子期刊及重要的圖書資料，在校園網(wǎng)內(nèi)共享。另外，通過Internet將各地電子化圖書館聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，從而形成一個龐大的網(wǎng)上電子圖書館，實現(xiàn)一種全新的圖書資料檢索模式，為學(xué)生、教師提供高質(zhì)量多媒體網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)更寬廣、開放的信息環(huán)境。

3 多媒體教學(xué)系統(tǒng)的解決方案

多媒體教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建在校園網(wǎng)上，沒有網(wǎng)絡(luò)的順暢就沒有教學(xué)系統(tǒng)的正常使用。整體解決方案的軟件系統(tǒng)采用三層C/S結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用基于TCP/IP協(xié)議的交換式快速以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置一臺主交換機通過雙絞線與網(wǎng)關(guān)和域服務(wù)器相連組成網(wǎng)絡(luò)中心。通過雙絞線向下連接設(shè)在各教室的分交換機，每個教室分別設(shè)置終端服務(wù)器、教師機和若干學(xué)生機，每臺學(xué)生機通過交換機集連在一起，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)呈星型[5]。整個網(wǎng)絡(luò)通過專線與外部網(wǎng)絡(luò)相連，其拓撲圖如圖2所示。

系統(tǒng)硬件組成核心包括：1）學(xué)生工作站，為終端設(shè)備；2）終端服務(wù)器，為學(xué)生端設(shè)備提供總體服務(wù)；3）教師機，提供教學(xué)過程，與學(xué)生交流并對學(xué)生端進行控制。

4 結(jié)束語

基于校園網(wǎng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的建成，促進課堂教學(xué)模式改革，促進學(xué)生健康成長，在充分利用教學(xué)資源、提高教學(xué)效率和質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性方面發(fā)揮積極的作用。同時，該系統(tǒng)建成后，也將成為遠程教育的資源基礎(chǔ)，為社會需求強烈的終身教育提供教學(xué)資源。

[1]吳林建,張春剛,薛世輝.淺談基于校園有線電視網(wǎng)的VOD多媒體教學(xué)系統(tǒng)[J].有線電視技術(shù),2010(10):107-108

[2]張曉明.高校網(wǎng)絡(luò)與多媒體教學(xué)系統(tǒng)初探[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2008,24(11):73-75

[3]李祖全.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多媒體教學(xué)系統(tǒng)初探[J].中國教育信息化,2009(9):64-65

[4]楊楠.網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)平臺的設(shè)計與實踐[J].中國科技信息,2009(3):225-227

[5]董向東.第三代交互式集控多媒體教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國教育信息化,2010(2):50-53

Design and Application of Multimedia Network-Teaching System in Campus Networks//

Lv Ming’e, Cao Yi

G393.18

B

1671-489X(2011)06-0097-02

10.3969 /j.issn.1671-489X.2011.06.097

Author’s address Hunan Institute of Technology, Hengyang, China 421008

湖南省普通高校教學(xué)改革研究項目（2008239）；湖南省教育廳科學(xué)研究項目（08C234）。

作者：呂明娥，實驗師，研究方向為計算機應(yīng)用與計算機教學(xué)；曹毅，副教授，研究方向為網(wǎng)絡(luò)安全、電子商務(wù)。