遠程教學系統的設計與實現

摘 要：遠程教學是網絡教育的重要組成部分，視頻多媒體的傳輸受網絡傳輸速度的影響較大，成為了網絡教學的瓶頸，文章闡述了遠程教學系統設計的理論依據與網絡安全一些問題。對遠程教學系統進行了設計和實現。

關鍵詞：遠程教學；安全威脅；系統；設計

一、遠程教學系統網絡安全威脅分析

1.黑客攻擊，黑客攻擊是遠程教學系統所面臨的主要網絡安全威脅之一。黑客是網絡之中一個十分復雜的群體，他們能夠在最短的時間內發現計算機系統或網絡平臺上的漏洞，并利用這些漏洞對主機進行攻擊。攻擊的方式多樣，例如修改網頁、非法進入主機破壞教學系統程序、竊取用戶的教學平臺信息、給用戶發送非法的電子郵件，并可在短時間內發布大量的“網絡垃圾數據包”，以此造成網絡堵塞等問題。黑客攻擊對遠程教學系統造成的損失同樣也是無法估量的。

2.計算機病毒，計算機病毒是一種高級的計算機程序，它由程序編織者采用高級計算機語言編制出來，能夠快速自我復制，一旦侵入主機或網絡服務器，便能夠通過自我復制、感染主機數據等途徑實現對主機的侵害。計算及病毒具有較強的破壞性、復制性和傳染性。計算機病毒對遠程教學系統的侵害也可體現在多個方面。例如，病毒一旦感染了遠程教學系統，便可利用其自身的寄生型特性，侵入系統的內部數據庫，修改或盜取遠程教學平臺上的個人信息或教學資源；一些“蠕蟲”型病毒在感染遠程教學系統后，可利用網絡平臺實現多次傳播，將自身的病毒通過網絡發送，從而使更多的網路教學平臺受到感染和威脅。

二、系統的設計原則

1.遠程教學的方式是多樣化的，信息的交流具有實時性和異步性，比如可以利用流媒體技術把事先錄制好的課堂教學視音頻信息或事先制作好的多媒體教材，通過網絡供學生隨時點播學習，這是遠程教學方式的異步性體現。遠程教學的重點在于教學活動的實時互動性上，而雙向實時交互式又是當前采用的先進方式，如數字化的會議電視或視頻會議技術，利用視音頻交互、文字交互、白板及圖片圖形等共享，可以讓參與到遠程教學的師生就像傳統的課堂上那樣進行實時的互動交流，這也比使用BBS、E-mail、留言板要便捷得多。

2.系統既要根據國內的網絡環境適用不同的帶寬，同時也要適應國內信息化教育的總體水平。遠程教學系統在結合網絡教室中實用的、優秀的功能基礎上，應增加大量易操作、實用的功能，如同步瀏覽課件、網頁功能等。系統既要考慮信息資源的充分共享，更應注意信息的保護和隔離，如系統安全機制、數據存取的權限控制等。

三、系統功能設計

要形成基于Internet實時雙向交互式遠程教學系統，學生和教師擁有一臺計算機便可以通過軟件進行遠距離教學活動，實現實時互動。系統的功能主要分為課件教學功能和交互教學功能。

（一）課件教學功能

1.課件列表。教師可將所需的圖片、各種office文檔、網頁課件等多媒體資源裝入課件列表，在上課時實現主控式的同步瀏覽。

2.課件同步。系統能將課件自動壓縮上傳服務器，教師和學生可以同步以網頁的方式瀏覽。此外，系統也可以讓學生自動下載課件到本地，教師與學生同步瀏覽時，直接打開本地文件，不用訪問，這樣可以提高課件訪問速度，節省網絡帶寬。

3.錄制播放。教師和學生都能根據自己的需要進行現場課程制作，教師端還支持已錄制的課件再次廣播。教師可以允許或禁止學生錄制課件。

（二）交互教學功能

1.視音頻交互系統。本系統的用戶截面最多可以同時顯示八路視頻端，用戶可以根據自己的需要隨時對需要顯示的界面進行切換；教師可以將授課內容及教學情景實時的傳送到網絡教室中去，或者也可以播放某個學生的視頻；在教師廣播自己視頻時，也可以監視某個學生的視頻。教師能把自己的聲音廣播出去，同時可以允許某個學生說話，或者同時允許兩個學生廣播聲音；在系統沒有開啟語音廣播時，教師、學生之間可以私聊，可以一對一，也可以一對多。教師端有學生舉手狀態的顯示框，教師可以選擇舉手的學生并允許發言。學生在被允許發言時，系統會彈出一個對話框，提醒學生發言。

2.文字交互系統。在文字討論區，教師可以與全體學生，也可以與某個學生進行文字交流，教師一旦在人員列表中選定對一個人發送信息時，進行一對一的交流，其他教師成員則看不到。文字交互系統中還有關于教師操作信息的系統提示和公告等，如教師允許某人發言，錄制課件等。另外，系統還有詞典過濾功能，可以過濾那些出現的不文明用語。

四、系統界面設計及系統實現

1.系統的用戶界面設計直觀，具有良好的操作性，包括文字、圖標、圖形、色彩和其他視覺方面的設計。屏幕的界面設計考慮到學習者的視覺心理特點，突出整體，具有統一的界面風格。同時注重了界面內容的交互性和可控制性，以及教學內容超級連接的有序性。界面區域工包括五大控制板塊：視頻顯示區、電子白板、課堂成員列表、文件共享區域、文字交互。用戶可以根據自己的需要對各板塊自由拖動、改變大小，移動板塊改變其在界面中的相對位置，選擇或隱藏板塊等。

2.遠程多媒體實時交互教學系統，通過壓縮教師教學現場的視頻、音頻流結合同步瀏覽課件命令，形成教學資源流，利用網絡實時傳送到遠端學生的電腦上，學生可以及時通過舉手提問、共享教師端程序、文字交流等方式實現遠程互動教學。本系統可運行在Internet、Intranet、衛星網、校園網、局域網，提供文字、音視頻、課件、電子白板、互動廣播教學的平臺，并在虛擬現實中的教室打破時空限制，讓異地師生通過音視頻實時交互，如同置身于同一課堂之中。

參考文獻：

[1]李玉海.電子商務網絡建設[M].華中師范大學出版社，2002.

[2]陳信年，朱貽盛，龔麗等.第三代遠程教育系統的研究和設計[J].計算機工程，2003（11）.

作者簡介：

劉黎婷（1995.10—），女，籍貫：河南省鄧州市；學歷：本科；現就讀于河南師范大學；現有職稱：學生。