基于Internet的多媒體教學系統(tǒng).doc

淺議Internet的多媒體教學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)摘 要：Internet的多媒體教學系統(tǒng)是一個由硬件、軟件、教學內(nèi)容、教學管理機構(gòu)組成的一體化有機的系統(tǒng)。本文從系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)、教學系統(tǒng)支撐平臺、學生如何進行學習、如何實際開展教學工作四個方面來討論。 關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用軟件、信息、多媒體教學引言Internet的多媒體教學系統(tǒng)是一個由硬件、軟件、教學內(nèi)容、教學管理機構(gòu)組成的一體化有機的系統(tǒng)，對它的整體結(jié)構(gòu)需從四個方面認識：要了解系統(tǒng)實施的硬件基礎(chǔ)，可以看它的硬件結(jié)構(gòu)；要了解教學系統(tǒng)支撐平臺（環(huán)境），要看它的軟件結(jié)構(gòu)；要了解學生如何進行學習，要看它的教學內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)；若是想了解如何實際開展教學工作，則需要看它的教育管理職能部門的組織結(jié)構(gòu)。本文從這四個角度來介紹基于Internet的多媒體教學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。一硬件結(jié)構(gòu)支撐網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)就是一個實際的計算機網(wǎng)絡(luò)，一般是一個網(wǎng)絡(luò)中心，它根據(jù)支持的學生人數(shù)、范圍、學生訪問網(wǎng)絡(luò)的方式等諸多因素的不同，變化很大，組織結(jié)構(gòu)形式也各不相同，但一般來說，都具有如下模塊：接入模塊、交換模塊、服務(wù)器模塊、網(wǎng)絡(luò)管理與計費模塊、局域網(wǎng)用戶模塊、課件制作與開發(fā)模塊，雙向交互式同步教學模塊，其網(wǎng)絡(luò)基本物理結(jié)構(gòu)示意圖：圖1 接入模塊的主要設(shè)備是路由器。路由器的主要作用是通過網(wǎng)絡(luò)專線將整個網(wǎng)絡(luò)接入Internet，從而使本網(wǎng)的用戶能夠訪問Internet資源，而其它網(wǎng)絡(luò)用戶能夠訪問本網(wǎng)信息。交換模塊是整個網(wǎng)絡(luò)連接與傳輸?shù)暮诵?，主要的設(shè)備有主干交換機、分支集線器和連接各模塊的網(wǎng)絡(luò)電纜，由它們組成整個骨干網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)器模塊主要負責信息的收集、儲存、發(fā)布，它們是對外提供教學與信息服務(wù)主要實體，一般有Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、E-mail服務(wù)器、DNS服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等等，它們可以由一臺或多臺高性能的計算機承擔。網(wǎng)絡(luò)管理模塊主要對整個網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控、運行性能的監(jiān)測、故障的預警和診斷等等；計費模塊主要是記錄網(wǎng)絡(luò)使用者的資費信息，以控制網(wǎng)絡(luò)資源的有償使用。局域網(wǎng)用戶模塊主要功能是讓學生和教師通過校園網(wǎng)與CERNET互聯(lián)，訪問網(wǎng)絡(luò)資源，從而達到教學或?qū)W習的目的。課件制作與開發(fā)模塊主要是開發(fā)、維護網(wǎng)上的教學內(nèi)容與教育資源，以實現(xiàn)教育信息的不斷更新與豐富。雙向交互式同步教學模塊是一個基于高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)雙向可視會話系統(tǒng)，它可以將演播教室中教師的講解情況實時傳送到遠程多媒體教室，教師在講解中，還可以看到遠程教室中學生的表情與神態(tài)，并能接收到學生的詢問，類似于本地課堂教學。此模塊的核心設(shè)備是基于相關(guān)標準（如H.320）的視頻會議終端、MCU（多點控制單元）、攝像機等。二軟件結(jié)構(gòu)（僅指教學支持系統(tǒng)）一個完整的基于Internet的教學系統(tǒng)，不僅需要系統(tǒng)軟件的支持，如網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、WEB服務(wù)器、FTP服務(wù)器等等，還需要一些專門支持教學的應(yīng)用軟件。1 適應(yīng)性超媒體學習系統(tǒng)：適應(yīng)性超媒體教學指根據(jù)學生的個別能力特征，動態(tài)呈現(xiàn)與學習者當前學習能力最相關(guān)的基于超媒體教學內(nèi)容。它有兩個含義，首先是學習內(nèi)容的選擇上，系統(tǒng)根據(jù)學習歷史記錄和能力估計，選擇學生沒有掌握或是沒有學習過的教學內(nèi)容，這些學習內(nèi)容是與當前學生能力最接近的。由于參與遠程學習的學員來自各行各業(yè)，他們沒有一個統(tǒng)一的起點，能力參差不齊，因此，遠程教學系統(tǒng)必須能夠針對不同能力的學生，提供不同形式的教學。具體說，本系統(tǒng)的主要功能有：（1） 教學內(nèi)容的動態(tài)適應(yīng)；（2） 教學內(nèi)容導航的適應(yīng)； （3） 教學內(nèi)容的動態(tài)構(gòu)建的適應(yīng)；（4） 協(xié)作式的問題解決；（5） 自主選擇學習策略的適應(yīng)。2多媒體授課系統(tǒng)從功能上可以分成兩個部分：一個是課件點播系統(tǒng)，一個是同步廣播授課系統(tǒng)。3師生交互工具為了有效的支持異地的師生間交流，遠程交流工具應(yīng)不僅僅提供傳統(tǒng)的基于文本交流，還應(yīng)提供包括對圖形、語音、視頻等多媒體的支持。軟件共享白板：軟件共享白板是一個為在Internet環(huán)境進行教學的教師和學生提供文本以及圖形共享的區(qū)域。語音交互：語音交互是異地師生之間一種有效的交流方式。視頻交互：為增加師生教學過程的生動性，教師可以任意選擇一個或多個學生端的視頻圖象，學生端可以選擇觀看教師端視頻。傳統(tǒng)文本交談：與一般的文本聊天客戶端程序有相同的功能，包括私人交談和公眾交談兩種方式。同步瀏覽機制：在交流過程中，能夠提供同步瀏覽的機制。教師可以通過鍵入URL地址，并將該地址廣播到同一交流環(huán)境中的所有學生端瀏覽器，使得學生端的瀏覽器與教師端的瀏覽器達到同步顯示。這樣教師可以定位在同一個環(huán)境中的所有學生端的瀏覽器，從而指導學生在Internet中瀏覽學習資源。 4網(wǎng)絡(luò)題庫管理系統(tǒng)基于Web的題庫系統(tǒng)用于支持教師和學生通過網(wǎng)絡(luò)進行組卷并進行各種類型的測試。題目內(nèi)容主要是各級各類學科內(nèi)容的測試題、達標題等，支持各種類型的測試，并可以根據(jù)不同的測試目的提供相應(yīng)的組卷策略，包括智能組卷、相對評價組卷、絕對評價組卷，教師可以根據(jù)不同的測試目的，通過網(wǎng)絡(luò)自動組卷后，下載到本地進行使用?；赪eb的題庫系統(tǒng)能夠完成一般的題目管理功能，如題目增加、刪除、修改等等。試題內(nèi)容支持圖形、語音、公式等多種形式的媒體。還應(yīng)能對學生的測驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析。5考試與評價系統(tǒng)考試以及對考試結(jié)果的分析與評價，在遠程教育中起著重要的作用。由于借助了計算機和國際互聯(lián)網(wǎng)，使得遠程考試在許多方面優(yōu)越于傳統(tǒng)考試。 6教學資源庫管理系統(tǒng)資源庫系統(tǒng)主要功能是對各種教學資源進行采集、管理、檢索和利用。它由兩部分組成：CAI軟件庫和學習資源庫。它的服務(wù)器端管理軟件應(yīng)具有以下功能：（1） 查詢、修改資源庫的索引數(shù)據(jù)庫；（2） 瀏覽并能全文檢索資源庫中的內(nèi)容；（3） 讀取和下載資源庫中的內(nèi)容；（4） 編輯資源庫中的內(nèi)容；（5） 支持并發(fā)訪問。7自動答疑系統(tǒng)自動答疑是一個適應(yīng)性的知識庫系統(tǒng)，它分自動答疑與人工答疑兩大部份。在教學設(shè)計階段，教師將本學科最常見的疑難問題按一定的組織方式，存放到領(lǐng)域知識庫中，當學生在遇到疑難問題時，通過網(wǎng)絡(luò)遠程提交問題的描述，系統(tǒng)將根據(jù)學生提交的問題描述，對領(lǐng)域知識庫進行智能搜索，按照檢索內(nèi)容相關(guān)程度的高低，將對該問題的解答呈現(xiàn)給學生。當在知識庫中沒有檢索到對該問題的解答時，系統(tǒng)將通知學生，并采取兩種方法進行后續(xù)處理：（1）問題通過電子郵件發(fā)送到主持這門課程的學科教師，當教師對該問題進行回答后，系統(tǒng)將自動將解答發(fā)送到學生的電子信箱；（2）將問題公布在答疑布告牌上，征求解答，有人對其解答后，系統(tǒng)將通過電子郵件通知該學生。8學習管理系統(tǒng)在基于Internet的教學系統(tǒng)中，教師的參與仍然非常重要，它可以彌補計算機系統(tǒng)的復雜智能的不足。具體的說，系統(tǒng)的教學管理應(yīng)具備如下功能：針對性的輔導、疑難解答、協(xié)作監(jiān)控和實施智能個性化的遠程學習環(huán)境。 9作業(yè)批閱系統(tǒng)作業(yè)批閱系統(tǒng)是基于WWW的協(xié)作式作業(yè)批改系統(tǒng)。它具備的幾個功能有： 教師發(fā)布作業(yè)； 學生完成并提交作業(yè)； 教師批改并點評作業(yè)；作業(yè)庫的管理；作業(yè)轉(zhuǎn)發(fā)；協(xié)作批閱；分析與評價。10網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)的主要目的：是為了方便不具有專業(yè)編程經(jīng)驗的各站點教師編制網(wǎng)絡(luò)教學軟件。該系統(tǒng)應(yīng)該具備基本的多媒體的集成功能，并能制作基本的HTML網(wǎng)頁，也就是首先要具備一些通過用軟件的基本功能，其次要具備一些支持教學課件的寫作功能，一是要有素材庫的管理功能，二是內(nèi)容教學設(shè)計的理論指導，三是要有大量的課件寫作模板，四是要支持各種各樣的教學策略。11教學管理系統(tǒng)遠程教學管理系統(tǒng)將基本覆蓋教學活動的各個環(huán)節(jié)，如從學生入學到學生畢業(yè)的各項活動，其管理的范圍不僅僅是管理機構(gòu)和行政部門，而且包括教學涉及的所有對象和資源，如學生、教師、課件等。同時，它將以學生為中心，為學生創(chuàng)造一個個性化、智能化的遠程學習環(huán)境，其具體功能有：學生注冊；學生學籍管理；專業(yè)課程的管理； 教師管理； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析；信息查詢功能；計費；行政公文管理；系統(tǒng)設(shè)置維護。12基于WEB的虛擬實驗室基于WEB的虛擬實驗就是在WEB中創(chuàng)建出一個可視化的三維環(huán)境，其中每一個可視化的三維物體代表一種實驗對象。通過鼠標的點擊以及拖曳操作，用戶可以進行虛擬的實驗。虛擬實驗環(huán)境可以針對物理實驗、化學實驗、計算機組成原理實驗等各個不同的科目分別設(shè)計具體的實驗環(huán)境。 三信息組織結(jié)構(gòu)信息組織主要有六個組成部分：辦公室、同步教室、自習室、答疑室、虛擬咖啡屋、虛擬圖書館等。1辦公室完成對用戶的登記和管理工作。用戶首先要通過WWW到虛擬行政辦公室進行登記，填些一份電子登記表，包括用戶的名字、身份證號、帳號、Email地址、所在的地區(qū)等。其次，用戶要設(shè)置一個用戶密碼，在確認無誤后發(fā)送給虛擬行政辦公室，行政辦公室在收到用戶的登記信息后就會反饋給用戶一個登記號。這樣“入學手續(xù)”就告完成，用戶正式成為該校的一名學生。另外，所要發(fā)布的一些公告信息，都存放在這里，比如招生簡章，課程設(shè)置等等。辦公室還負責定期向注冊學生發(fā)送一些重要的教學研究信息，比如學習方法、考試趨勢、重要時事、專家論談等等。2同步教室實際上是一個課件庫。已開發(fā)出來的課件和學習材料以HTML文檔的形式存放在網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器上，用戶通過WWW瀏覽器選擇自己需要的課件或材料。為充分利用網(wǎng)絡(luò)傳輸反饋信息快捷的優(yōu)勢，每一門課程都有一個學科的教學專家主持這門課程的教學，當學生在學習過程中遇到問題的時候，有兩種方法獲得教學專家的幫助，一種是通過發(fā)送E-mail的方式向老師請教及解答；另一種是以在線交談的方式向老師提出問題，老師可以實時地進行輔導。學生還可以用相同的方式從同學那兒獲得幫助。3自習室允許學生進行在線測試，以對自己的學習效果進行評估。在線測試有兩種方式，一種是將測試作為課件的一部分，在使用課件的過程中進行測試，另一種是獨立于課件的測試。自習室中基于網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)機測試系統(tǒng)，可以在WWW上實現(xiàn)我們通常所見的各種交互方式，如：多重選擇題、填空題、匹配題等。4答疑室是一個集中解答學生在學習中各種疑難問題的地方，它分三個部分，第一部份是問題解答布告欄；第二部分問題征集布告欄；第三部份是一個聯(lián)機的討論組，每個課程都有一個專門的老師進行主持。在這里，學生和學生，學生和教師之間，可以進行直接的、實時的交流。5虛擬咖啡屋是一個虛擬論壇，為老師與學生、學生與學生之間進行交流提供一種場所，學生之間可以互相聊天，也可以就某個學科的問題進行學術(shù)研討，既可以了解別人在該學科熱點問題上的看法，也可以自由地發(fā)表自己的見解。6虛擬圖書館存放著各類電子雜志和電子報紙以及其它相關(guān)的學習資源，如：部分課件的文檔資料、學術(shù)性文章、會議報告、影像資料、音頻資料等。在虛擬圖書館里，學生還可以學習使用查找信息的方法和技巧。四職能部門的組織結(jié)構(gòu)同其它教學系統(tǒng)一樣，基于Internet網(wǎng)絡(luò)的教學系統(tǒng)同樣需要一個機構(gòu)來維持它的運行，進行日常研究、管理和教學工作，這里從四個方面加以分析。 1教學研究組研究基于網(wǎng)絡(luò)的各種教學模式的特點，開發(fā)適合于網(wǎng)絡(luò)教學的文字教材，研究網(wǎng)絡(luò)教學發(fā)展動向，研究國家教育政策的發(fā)展變化趨勢。主要的工作成果的形式是：用于網(wǎng)絡(luò)教學的文字教材；論述網(wǎng)絡(luò)教學的論文；網(wǎng)絡(luò)教學優(yōu)化的具體意見等等。2教學支持組負責主持學生學習，對學生反饋信息的應(yīng)答，如疑問解答，作業(yè)評閱等等；主要工作的成果是對學生反饋信息的應(yīng)答的文字資料等等。 3技術(shù)支持組主要職能：負責將文字教材制作成網(wǎng)絡(luò)上電子教材，教學業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)與維護，教學業(yè)務(wù)運作中總技術(shù)支持，學生反饋信息的收集，教師應(yīng)答信息的發(fā)布，服務(wù)器的管理與維護，網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的維護與開發(fā)。主要工作成果是：課程的電子教材，業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟硬件的正常運作等等。4財務(wù)負責所有項目的財務(wù)審核與結(jié)算。五結(jié)束語在Internet上實現(xiàn)遠距離教育，就是以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，教師通過網(wǎng)絡(luò)把教學信息傳給每個學員，學生通過連網(wǎng)的計算機來進行學習和接受信息。利用Internet來進行遠程教學，與傳統(tǒng)遠距離教育模式相比可以最大限度地發(fā)揮學習者的主動性、積極性，既可以進行個別化教學，又可以進行協(xié)作型教學（通過各種協(xié)作式教學策略的運用而實現(xiàn)），還可以將“個別化”與“協(xié)作型”二者結(jié)合起來，所以是一種全新的網(wǎng)絡(luò)教學模式。這種教學模式可以完全按照個人的需要進行，不論是教學內(nèi)容、教學時間、教學方式甚至指導教師都可以按照學習者自己的意愿或需要