基于Internet的多媒體教學(xué)系統(tǒng).doc

淺議Internet的多媒體教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)摘 要：Internet的多媒體教學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)由硬件、軟件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理機(jī)構(gòu)組成的一體化有機(jī)的系統(tǒng)。本文從系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)、教學(xué)系統(tǒng)支撐平臺(tái)、學(xué)生如何進(jìn)行學(xué)習(xí)、如何實(shí)際開展教學(xué)工作四個(gè)方面來(lái)討論。 關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用軟件、信息、多媒體教學(xué)引言Internet的多媒體教學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)由硬件、軟件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)管理機(jī)構(gòu)組成的一體化有機(jī)的系統(tǒng)，對(duì)它的整體結(jié)構(gòu)需從四個(gè)方面認(rèn)識(shí)：要了解系統(tǒng)實(shí)施的硬件基礎(chǔ)，可以看它的硬件結(jié)構(gòu)；要了解教學(xué)系統(tǒng)支撐平臺(tái)（環(huán)境），要看它的軟件結(jié)構(gòu)；要了解學(xué)生如何進(jìn)行學(xué)習(xí)，要看它的教學(xué)內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)；若是想了解如何實(shí)際開展教學(xué)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(gè)角度來(lái)介紹基于Internet的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。一硬件結(jié)構(gòu)支撐網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)就是一個(gè)實(shí)際的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，一般是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心，它根據(jù)支持的學(xué)生人數(shù)、范圍、學(xué)生訪問(wèn)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(lái)說(shuō)，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(jì)費(fèi)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(xué)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(guò)網(wǎng)絡(luò)專線將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入Internet，從而使本網(wǎng)的用戶能夠訪問(wèn)Internet資源，而其它網(wǎng)絡(luò)用戶能夠訪問(wèn)本網(wǎng)信息。交換模塊是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接與傳輸?shù)暮诵模饕脑O(shè)備有主干交換機(jī)、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(gè)骨干網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)器模塊主要負(fù)責(zé)信息的收集、儲(chǔ)存、發(fā)布，它們是對(duì)外提供教學(xué)與信息服務(wù)主要實(shí)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(kù)服務(wù)器等等，它們可以由一臺(tái)或多臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)承擔(dān)。網(wǎng)絡(luò)管理模塊主要對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控、運(yùn)行性能的監(jiān)測(cè)、故障的預(yù)警和診斷等等；計(jì)費(fèi)模塊主要是記錄網(wǎng)絡(luò)使用者的資費(fèi)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(xué)生和教師通過(guò)校園網(wǎng)與CERNET互聯(lián)，訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源，從而達(dá)到教學(xué)或?qū)W習(xí)的目的。課件制作與開發(fā)模塊主要是開發(fā)、維護(hù)網(wǎng)上的教學(xué)內(nèi)容與教育資源，以實(shí)現(xiàn)教育信息的不斷更新與豐富。雙向交互式同步教學(xué)模塊是一個(gè)基于高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)雙向可視會(huì)話系統(tǒng)，它可以將演播教室中教師的講解情況實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程多媒體教室，教師在講解中，還可以看到遠(yuǎn)程教室中學(xué)生的表情與神態(tài)，并能接收到學(xué)生的詢問(wèn)，類似于本地課堂教學(xué)。此模塊的核心設(shè)備是基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如H.320）的視頻會(huì)議終端、MCU（多點(diǎn)控制單元）、攝像機(jī)等。二軟件結(jié)構(gòu)（僅指教學(xué)支持系統(tǒng)）一個(gè)完整的基于Internet的教學(xué)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(xué)的應(yīng)用軟件。1 適應(yīng)性超媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)：適應(yīng)性超媒體教學(xué)指根據(jù)學(xué)生的個(gè)別能力特征，動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)與學(xué)習(xí)者當(dāng)前學(xué)習(xí)能力最相關(guān)的基于超媒體教學(xué)內(nèi)容。它有兩個(gè)含義，首先是學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇上，系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)歷史記錄和能力估計(jì)，選擇學(xué)生沒有掌握或是沒有學(xué)習(xí)過(guò)的教學(xué)內(nèi)容，這些學(xué)習(xí)內(nèi)容是與當(dāng)前學(xué)生能力最接近的。由于參與遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的學(xué)員來(lái)自各行各業(yè)，他們沒有一個(gè)統(tǒng)一的起點(diǎn)，能力參差不齊，因此，遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)必須能夠針對(duì)不同能力的學(xué)生，提供不同形式的教學(xué)。具體說(shuō)，本系統(tǒng)的主要功能有：（1） 教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)適應(yīng)；（2） 教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)航的適應(yīng)； （3） 教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)構(gòu)建的適應(yīng)；（4） 協(xié)作式的問(wèn)題解決；（5） 自主選擇學(xué)習(xí)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(gè)部分：一個(gè)是課件點(diǎn)播系統(tǒng)，一個(gè)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(yuǎn)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(duì)圖形、語(yǔ)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(gè)為在Internet環(huán)境進(jìn)行教學(xué)的教師和學(xué)生提供文本以及圖形共享的區(qū)域。語(yǔ)音交互：語(yǔ)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(xué)過(guò)程的生動(dòng)性，教師可以任意選擇一個(gè)或多個(gè)學(xué)生端的視頻圖象，學(xué)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(jī)制：在交流過(guò)程中，能夠提供同步瀏覽的機(jī)制。教師可以通過(guò)鍵入U(xiǎn)RL地址，并將該地址廣播到同一交流環(huán)境中的所有學(xué)生端瀏覽器，使得學(xué)生端的瀏覽器與教師端的瀏覽器達(dá)到同步顯示。這樣教師可以定位在同一個(gè)環(huán)境中的所有學(xué)生端的瀏覽器，從而指導(dǎo)學(xué)生在Internet中瀏覽學(xué)習(xí)資源。 4網(wǎng)絡(luò)題庫(kù)管理系統(tǒng)基于Web的題庫(kù)系統(tǒng)用于支持教師和學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組卷并進(jìn)行各種類型的測(cè)試。題目?jī)?nèi)容主要是各級(jí)各類學(xué)科內(nèi)容的測(cè)試題、達(dá)標(biāo)題等，支持各種類型的測(cè)試，并可以根據(jù)不同的測(cè)試目的提供相應(yīng)的組卷策略，包括智能組卷、相對(duì)評(píng)價(jià)組卷、絕對(duì)評(píng)價(jià)組卷，教師可以根據(jù)不同的測(cè)試目的，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)組卷后，下載到本地進(jìn)行使用。基于Web的題庫(kù)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(yǔ)音、公式等多種形式的媒體。還應(yīng)能對(duì)學(xué)生的測(cè)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。5考試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)考試以及對(duì)考試結(jié)果的分析與評(píng)價(jià)，在遠(yuǎn)程教育中起著重要的作用。由于借助了計(jì)算機(jī)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，使得遠(yuǎn)程考試在許多方面優(yōu)越于傳統(tǒng)考試。 6教學(xué)資源庫(kù)管理系統(tǒng)資源庫(kù)系統(tǒng)主要功能是對(duì)各種教學(xué)資源進(jìn)行采集、管理、檢索和利用。它由兩部分組成：CAI軟件庫(kù)和學(xué)習(xí)資源庫(kù)。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(kù)的索引數(shù)據(jù)庫(kù)；（2） 瀏覽并能全文檢索資源庫(kù)中的內(nèi)容；（3） 讀取和下載資源庫(kù)中的內(nèi)容；（4） 編輯資源庫(kù)中的內(nèi)容；（5） 支持并發(fā)訪問(wèn)。7自動(dòng)答疑系統(tǒng)自動(dòng)答疑是一個(gè)適應(yīng)性的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)，它分自動(dòng)答疑與人工答疑兩大部份。在教學(xué)設(shè)計(jì)階段，教師將本學(xué)科最常見的疑難問(wèn)題按一定的組織方式，存放到領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)中，當(dāng)學(xué)生在遇到疑難問(wèn)題時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程提交問(wèn)題的描述，系統(tǒng)將根據(jù)學(xué)生提交的問(wèn)題描述，對(duì)領(lǐng)域知識(shí)庫(kù)進(jìn)行智能搜索，按照檢索內(nèi)容相關(guān)程度的高低，將對(duì)該問(wèn)題的解答呈現(xiàn)給學(xué)生。當(dāng)在知識(shí)庫(kù)中沒有檢索到對(duì)該問(wèn)題的解答時(shí)，系統(tǒng)將通知學(xué)生，并采取兩種方法進(jìn)行后續(xù)處理：（1）問(wèn)題通過(guò)電子郵件發(fā)送到主持這門課程的學(xué)科教師，當(dāng)教師對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行回答后，系統(tǒng)將自動(dòng)將解答發(fā)送到學(xué)生的電子信箱；（2）將問(wèn)題公布在答疑布告牌上，征求解答，有人對(duì)其解答后，系統(tǒng)將通過(guò)電子郵件通知該學(xué)生。8學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)在基于Internet的教學(xué)系統(tǒng)中，教師的參與仍然非常重要，它可以彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜智能的不足。具體的說(shuō)，系統(tǒng)的教學(xué)管理應(yīng)具備如下功能：針對(duì)性的輔導(dǎo)、疑難解答、協(xié)作監(jiān)控和實(shí)施智能個(gè)性化的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)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(gè)功能有： 教師發(fā)布作業(yè)； 學(xué)生完成并提交作業(yè)； 教師批改并點(diǎn)評(píng)作業(yè)；作業(yè)庫(kù)的管理；作業(yè)轉(zhuǎn)發(fā)；協(xié)作批閱；分析與評(píng)價(jià)。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(yàn)的各站點(diǎn)教師編制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)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(yè)，也就是首先要具備一些通過(guò)用軟件的基本功能，其次要具備一些支持教學(xué)課件的寫作功能，一是要有素材庫(kù)的管理功能，二是內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)，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(xué)策略。11教學(xué)管理系統(tǒng)遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)將基本覆蓋教學(xué)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，如從學(xué)生入學(xué)到學(xué)生畢業(yè)的各項(xiàng)活動(dòng)，其管理的范圍不僅僅是管理機(jī)構(gòu)和行政部門，而且包括教學(xué)涉及的所有對(duì)象和資源，如學(xué)生、教師、課件等。同時(shí)，它將以學(xué)生為中心，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)個(gè)性化、智能化的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境，其具體功能有：學(xué)生注冊(cè)；學(xué)生學(xué)籍管理；專業(yè)課程的管理； 教師管理； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；信息查詢功能；計(jì)費(fèi)；行政公文管理；系統(tǒng)設(shè)置維護(hù)。12基于WEB的虛擬實(shí)驗(yàn)室基于WEB的虛擬實(shí)驗(yàn)就是在WEB中創(chuàng)建出一個(gè)可視化的三維環(huán)境，其中每一個(gè)可視化的三維物體代表一種實(shí)驗(yàn)對(duì)象。通過(guò)鼠標(biāo)的點(diǎn)擊以及拖曳操作，用戶可以進(jìn)行虛擬的實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境可以針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)等各個(gè)不同的科目分別設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。 三信息組織結(jié)構(gòu)信息組織主要有六個(gè)組成部分：辦公室、同步教室、自習(xí)室、答疑室、虛擬咖啡屋、虛擬圖書館等。1辦公室完成對(duì)用戶的登記和管理工作。用戶首先要通過(guò)WWW到虛擬行政辦公室進(jìn)行登記，填些一份電子登記表，包括用戶的名字、身份證號(hào)、帳號(hào)、Email地址、所在的地區(qū)等。其次，用戶要設(shè)置一個(gè)用戶密碼，在確認(rèn)無(wú)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(huì)反饋給用戶一個(gè)登記號(hào)。這樣“入學(xué)手續(xù)”就告完成，用戶正式成為該校的一名學(xué)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(jiǎn)章，課程設(shè)置等等。辦公室還負(fù)責(zé)定期向注冊(cè)學(xué)生發(fā)送一些重要的教學(xué)研究信息，比如學(xué)習(xí)方法、考試趨勢(shì)、重要時(shí)事、專家論談等等。2同步教室實(shí)際上是一個(gè)課件庫(kù)。已開發(fā)出來(lái)的課件和學(xué)習(xí)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(guò)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(shì)，每一門課程都有一個(gè)學(xué)科的教學(xué)專家主持這門課程的教學(xué)，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到問(wèn)題的時(shí)候，有兩種方法獲得教學(xué)專家的幫助，一種是通過(guò)發(fā)送E-mail的方式向老師請(qǐng)教及解答；另一種是以在線交談的方式向老師提出問(wèn)題，老師可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行輔導(dǎo)。學(xué)生還可以用相同的方式從同學(xué)那兒獲得幫助。3自習(xí)室允許學(xué)生進(jìn)行在線測(cè)試，以對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)估。在線測(cè)試有兩種方式，一種是將測(cè)試作為課件的一部分，在使用課件的過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試，另一種是獨(dú)立于課件的測(cè)試。自習(xí)室中基于網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，可以在WWW上實(shí)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(gè)集中解答學(xué)生在學(xué)習(xí)中各種疑難問(wèn)題的地方，它分三個(gè)部分，第一部份是問(wèn)題解答布告欄；第二部分問(wèn)題征集布告欄；第三部份是一個(gè)聯(lián)機(jī)的討論組，每個(gè)課程都有一個(gè)專門的老師進(jìn)行主持。在這里，學(xué)生和學(xué)生，學(xué)生和教師之間，可以進(jìn)行直接的、實(shí)時(shí)的交流。5虛擬咖啡屋是一個(gè)虛擬論壇，為老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間進(jìn)行交流提供一種場(chǎng)所，學(xué)生之間可以互相聊天，也可以就某個(gè)學(xué)科的問(wèn)題進(jìn)行學(xué)術(shù)研討，既可以了解別人在該學(xué)科熱點(diǎn)問(wèn)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(bào)紙以及其它相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，如：部分課件的文檔資料、學(xué)術(shù)性文章、會(huì)議報(bào)告、影像資料、音頻資料等。在虛擬圖書館里，學(xué)生還可以學(xué)習(xí)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(xué)系統(tǒng)一樣，基于Internet網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)系統(tǒng)同樣需要一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)維持它的運(yùn)行，進(jìn)行日常研究、管理和教學(xué)工作，這里從四個(gè)方面加以分析。 1教學(xué)研究組研究基于網(wǎng)絡(luò)的各種教學(xué)模式的特點(diǎn)，開發(fā)適合于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的文字教材，研究網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展動(dòng)向，研究國(guó)家教育政策的發(fā)展變化趨勢(shì)。主要的工作成果的形式是：用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的文字教材；論述網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的論文；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)化的具體意見等等。2教學(xué)支持組負(fù)責(zé)主持學(xué)生學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生反饋信息的應(yīng)答，如疑問(wèn)解答，作業(yè)評(píng)閱等等；主要工作的成果是對(duì)學(xué)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(fù)責(zé)將文字教材制作成網(wǎng)絡(luò)上電子教材，教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)與維護(hù)，教學(xué)業(yè)務(wù)運(yùn)作中總技術(shù)支持，學(xué)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(hù)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的維護(hù)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(yùn)作等等。4財(cái)務(wù)負(fù)責(zé)所有項(xiàng)目的財(cái)務(wù)審核與結(jié)算。五結(jié)束語(yǔ)在Internet上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離教育，就是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把教學(xué)信息傳給每個(gè)學(xué)員，學(xué)生通過(guò)連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)和接受信息。利用Internet來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)，與傳統(tǒng)遠(yuǎn)距離教育模式相比可以最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性、積極性，既可以進(jìn)行個(gè)別化教學(xué)，又可以進(jìn)行協(xié)作型教學(xué)（通過(guò)各種協(xié)作式教學(xué)策略的運(yùn)用而實(shí)現(xiàn)），還可以將“個(gè)別化”與“協(xié)作型”二者結(jié)合起來(lái)，所以是一種全新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。這種教學(xué)模式可以完全按照個(gè)人的需要進(jìn)行，不論是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)方式甚至指導(dǎo)教師都可以按照學(xué)習(xí)者自己的意愿或需要