多媒體互動教學(xué)系統(tǒng)講解

1、多媒體互動教學(xué)系統(tǒng)講解一、系統(tǒng)介紹遠(yuǎn)程多媒體交互教學(xué)系統(tǒng)，通過壓縮教師教學(xué)現(xiàn)場的視頻、音頻流結(jié)合同步瀏覽課件命令，形成教學(xué)資源流，利用網(wǎng)絡(luò)實時傳送到遠(yuǎn)端學(xué)生的電腦上，學(xué)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(xiàn)遠(yuǎn)程互動教學(xué)。ActiveClass 可運行在Internet、Intranet、衛(wèi)星網(wǎng)、校園網(wǎng)、局域網(wǎng)，提供文字、音視頻、課件、電子白板、互動廣播教學(xué)的平臺。ActiveClass虛擬現(xiàn)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。       遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)工程方案適用于多

2、種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，Internet、Intranet、校園網(wǎng)、局域網(wǎng)、以及衛(wèi)星網(wǎng)和微波網(wǎng)。系統(tǒng)可應(yīng)用在企業(yè)、事業(yè)單位、軍隊等處的遠(yuǎn)程實時互動式教學(xué)培訓(xùn)；系統(tǒng)可應(yīng)校用在遠(yuǎn)程大學(xué)的異地實時授課，語音文字答疑；應(yīng)用在校校通環(huán)境下，不出校門即可觀摩其它學(xué)的現(xiàn)場公開課等；應(yīng)用在校園網(wǎng)、多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，可實現(xiàn)目前流行的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的全部功能；二、用戶需求分析1 能實現(xiàn)主播室與遠(yuǎn)端教室進行實時雙向交互（含音頻、視頻、文字等）動實時情景教學(xué)系統(tǒng)音視頻交互系統(tǒng)和BBS文字交互系統(tǒng)a) 在視頻方面，教師能夠把自己的視頻廣播到教室中，或者廣播某個學(xué)生端的視頻；在教師廣播自己視頻時，也可以監(jiān)視某個學(xué)生的視頻。b) 在音頻

3、方面，教師能把自己的聲音廣播出去，同時可以允許某個學(xué)生說話，或者同時允許兩個學(xué)生廣播聲音；在系統(tǒng)沒有語音廣播時，教師、學(xué)生之間可以私聊，可以一對一，也 可以一對多。c) 在文字交互方面，教師和學(xué)生可以用文字交互系統(tǒng)交流，允許對全體人員或?qū)δ硞€用戶交流。另外，還有消息系統(tǒng)，也可進行文字交流。 2 / 16 2 能把主播室計算機屏幕操作、電子白板信息及時傳到遠(yuǎn)端。實時情景教學(xué)系統(tǒng)中，采用屏幕廣播能把教師的計算機屏幕廣播出去，一般情況下，屏幕廣播要求帶寬為300Kbps。在主播教室，學(xué)生可以在教師授權(quán)下，一起在白板上寫字、畫圖或粘貼等，并可以傳給其他學(xué)生。3 要求系統(tǒng)傳輸質(zhì)量較好

4、，圖象連續(xù)，與聲音同步，時延較小。實時情景教學(xué)系統(tǒng)的視頻傳輸，質(zhì)量穩(wěn)定，在匹配的帶寬條件下，視頻圖象連續(xù)，聲音與視頻完全同步，網(wǎng)絡(luò)延遲不到1秒。比如，要傳輸相當(dāng)與VCD質(zhì)量的圖象，我們建議使用512Kbps的帶寬。4多媒體教學(xué)設(shè)備可用音頻或文字的方式提問。在前面已經(jīng)提到，主播室能與各教學(xué)點音視頻、文字交互，教學(xué)點完全可以通過舉手，在老師許可的情況用語音提出問題。或者直接通過BBS或消息發(fā)送來提問。教師端有學(xué)生舉手狀態(tài)的顯示框，教師可以選擇舉手的學(xué)生，并允許發(fā)言。學(xué)生在被允許發(fā)言時，系統(tǒng)會彈出一對話框，提醒學(xué)生發(fā)言。5 支持多種網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。網(wǎng)動實時情景教學(xué)系統(tǒng)能夠支持局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、VPN虛擬

5、專用網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等。鑒于本標(biāo)書情況，我們認(rèn)為還是先用互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在需要時再升級到衛(wèi)星系統(tǒng)。6 要求能遠(yuǎn)程輔導(dǎo)計算機程序操作網(wǎng)動教學(xué)系統(tǒng)中，教師可以把自己機器上的應(yīng)用程序共享給某個學(xué)生，并把操作過程廣播所有同學(xué)。教師也可以遙控學(xué)生的機器，共同操作學(xué)生的程序。7 有嚴(yán)格的權(quán)限管理功能我們的教學(xué)系統(tǒng)中，可以對教師、學(xué)生上課的權(quán)限進行控制，通過管理者程序來設(shè)定用戶登陸的名字、密碼和教室的權(quán)限。另外，在學(xué)生上課過程中，還可以臨時處理不遵守課堂紀(jì)律的學(xué)生，把學(xué)生踢出教室，并可設(shè)定若干分鐘后才能登陸。8 要求能實時錄制課件。在使用網(wǎng)動實時情景教學(xué)系統(tǒng)時，在按下主控模式按鈕后，教師的上課一切操作都被錄制下來，形

6、成一個可流式點播的課件。再次播放該課件時，以前的上課過程將被還原出來。另外，學(xué)生在教師的允許下也能錄制課件，課件可以通過系統(tǒng)自帶的播放器進行播放（播放器是免費的）三、系統(tǒng)設(shè)計原則及特點1、系統(tǒng)設(shè)計原則我們認(rèn)為一套遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，它應(yīng)該解決以下幾方面的問題：先進性、方便性通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠(yuǎn)程教育的關(guān)鍵問題，就是如何向教師和學(xué)習(xí)者之間的充分溝通和交互提供先進的、方便的遠(yuǎn)程教學(xué)支撐平臺。所有的溝通和交互都是需要一些專用的工具來支持，這些工具主要有：BBS系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)、電子白板、視頻會議系統(tǒng)、舉手提問機制、作業(yè)機制、網(wǎng)絡(luò)考試等。教師在交互式教學(xué)過程中，往往需要在不同的交互系統(tǒng)之間，進行頻繁的切換，這就要

7、求遠(yuǎn)程教學(xué)平臺提供全面的、統(tǒng)一工具支持，而不需要在各種工具切換上花費精力。多功能、實用性我們在設(shè)計遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)時，考慮到遠(yuǎn)程教學(xué)不僅要突破教室的時空間概念，而且遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)作為基于互聯(lián)網(wǎng)的一種新的教學(xué)方式，它不能完全沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)方式，必須是以學(xué)習(xí)者為中心，教師從知識的傳授者和教學(xué)的組織者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的幫助者和引導(dǎo)者的主控式教學(xué)方式。因此，通過該套遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，既要支持實時交互教學(xué)方式，也要支持非實時的課件教學(xué)方式；既要提供傳統(tǒng)的現(xiàn)場情景教學(xué)支撐環(huán)境，也要提供一個學(xué)習(xí)者主動的、探索式學(xué)習(xí)的場所。在設(shè)計遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)中，我們考慮到系統(tǒng)的實用性，既要根據(jù)國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境適應(yīng)不同的帶寬，同時也要適應(yīng)國內(nèi)信

8、息化教育的總體水平。目前國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教室使用較多，網(wǎng)動遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)在結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教室中實用的、優(yōu)秀的功能基礎(chǔ)上，增加了大量易操作、實用的功能，如系統(tǒng)中增加的同步瀏覽課件、網(wǎng)頁功能，錄制和播放廣播功能，課堂評價功能（含課堂測試），文件發(fā)送功能和程序共享功能。開放性、可擴展性遠(yuǎn)程教學(xué)所涉及的行業(yè)范圍大，教學(xué)的資料來源廣泛，所需輔助的教學(xué)工具很多，這就要求遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)能解決各種常用的教學(xué)資源和教學(xué)程序之間的兼容問題。本系統(tǒng)支持所有能在Windows環(huán)境下運行的輔助教學(xué)程序，能夠支持所有能形成IE瀏覽的各種文件。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展非?？?，要求系統(tǒng)通過自身的升級來保證先進性外，對于橫向和縱向的可擴展性也非常重要。

9、在橫向方面，系統(tǒng)支持ITU-H.323/H.320國際標(biāo)準(zhǔn)，可同時支持多種網(wǎng)絡(luò)接入（衛(wèi)星、LAN、WAN等），支持ISDN、DDN、ADSL等多種傳輸方式，并在系統(tǒng)容量方面可支持服務(wù)器集群和二級分發(fā)服務(wù)器。在縱向方面，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)留有一些接口，可同其他標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)或產(chǎn)品相結(jié)合。易用性系統(tǒng)采用C-S結(jié)構(gòu)，各客戶端平等、并聯(lián)接入系統(tǒng)，系統(tǒng)借用了網(wǎng)絡(luò)教室的成功經(jīng)驗，若老師使用過網(wǎng)絡(luò)教室，則無須培訓(xùn)可直接使用，初次使用的用戶，也能在半個小時內(nèi)學(xué)會全部使用方法。系統(tǒng)中界面人性化，功能按鈕符合人們平常習(xí)慣。在系統(tǒng)維護方面，無須專業(yè)人員維護，一般能在Windows下操作計算機者，懂得WIN2000的

10、組件安裝和連接上網(wǎng)即可。安全性網(wǎng)動遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)既考慮信息資源的充分共享，更要注意信息的保護和隔離，因此系統(tǒng)應(yīng)分別針對不同的應(yīng)用和不同的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，采取不同的措施，包括系統(tǒng)安全機制、數(shù)據(jù)存取的權(quán)限控制和支持專用網(wǎng)等。2、系統(tǒng)功能特點我們把遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)中的主體部分定義為實時交互的情景教學(xué)系統(tǒng)實時交互的情景教學(xué)系統(tǒng)是一整套提供實時的遠(yuǎn)程教學(xué)服務(wù)的系統(tǒng)軟件，它采用音視頻交互系統(tǒng)、文件共享交互系統(tǒng)、電子白板、BBS系統(tǒng)等多種系統(tǒng)的整合，為教師與學(xué)生提供了方便、適用交流工具。它是學(xué)校的教室課堂在互聯(lián)網(wǎng)上的延伸，突破了教室空間的概念，它把教師和學(xué)生緊密聯(lián)結(jié)在一起。實時交互的情景教學(xué)系統(tǒng)不僅是先進的計算機科

11、學(xué)和技術(shù)體現(xiàn)，更重要的是能夠為遠(yuǎn)程教育提供一個符合信息化教育規(guī)律，真正高效的現(xiàn)代化教學(xué)手段。該系統(tǒng)特點是（1）通過各種現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育教學(xué)的交互手段，保證現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育得以方便、順利實施。（2）為各遠(yuǎn)程教育機構(gòu)，提供切實可行的遠(yuǎn)程教育操作平臺，解決遠(yuǎn)程教育過程中可能遇到的實際工程上的問題。（3）通過學(xué)生狀態(tài)記錄系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)測試、作業(yè)機制等系統(tǒng)，系統(tǒng)地記錄學(xué)生學(xué)習(xí)的過程、態(tài)度、積極性和平時測試成績，為遠(yuǎn)程教育提供一個適應(yīng)素質(zhì)教育的公正的學(xué)習(xí)評價系統(tǒng)。（4）采用統(tǒng)一、完整的界面，教師和學(xué)生都在同一個登錄界面下以不同的身份登錄，教師能夠教師界面下完成其教學(xué)所需的一切操作，學(xué)生也能夠通過學(xué)生界面完成學(xué)習(xí)所需的

12、一切聯(lián)結(jié)。（5）通過先進的課件流多路廣播技術(shù)，最大限度地利用教師的勞動成果，讓更多的學(xué)生參加教師的教學(xué)活動。（6）通過提供最能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)特色的主控式的教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)教學(xué)中強迫式教學(xué)方式，增強學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性。（7）支持多教室、多科目的同時教學(xué)。（8）能實現(xiàn)powerpoint分頁同步瀏覽，其他能形成IE瀏覽的（9）有較嚴(yán)格的系統(tǒng)權(quán)限管理和認(rèn)證管理。實時交互的情景教學(xué)系統(tǒng)是由服務(wù)器、客戶端（包含教師端和學(xué)生端）組成，根據(jù)遠(yuǎn)程教育實際工程的需要，我們還設(shè)計了服務(wù)器集群和二級服務(wù)器來增加允許同時在線人數(shù)。該系統(tǒng)架構(gòu)于互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺上，有較強的適應(yīng)性，能夠在40K以上的不同帶寬環(huán)

13、境下運行。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：實時交互的情景教學(xué)系統(tǒng)拓?fù)鋱D3、系統(tǒng)的性能特點采用先進的MPEG4實時軟件壓縮視頻算法，允許視頻從25kbps到1Mbps的質(zhì)量，512k即可達(dá)全屏25幀MPEG-I的播放質(zhì)量。支持G723.1, G721, G723等音頻壓縮算法，允許6.4kbps到40kbps的語音質(zhì)量，可達(dá)到原聲音質(zhì)l 512kbps以上帶寬即可實現(xiàn)基本實現(xiàn)視頻、音頻、電子白板、屏幕的零延遲傳輸在56kModem上可達(dá)到電話級音質(zhì)、實時小窗口視頻，電子白板，網(wǎng)絡(luò)課件的同步單服務(wù)器：支持25個教室、500人同時在線 四、系統(tǒng)實現(xiàn)功能 1、課件教學(xué)功能a) 課件列表：教師可將

14、上課所需的圖片、各種office文檔、網(wǎng)頁課件等多媒體資源裝入課件列表，在上課時實現(xiàn)主控式的同步瀏覽。b) 課件同步：系統(tǒng)能將課件自動壓縮上傳服務(wù)器，教師和學(xué)生可以同步以網(wǎng)頁的方式瀏覽。另外，系統(tǒng)也可以讓學(xué)生自動下載課件到本地，教師與學(xué)生同步瀏覽時，直接打開本地文件，不用訪問服務(wù)器，可以提高課件訪問速度，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。c) 錄制播放功能：教師和學(xué)生都能根據(jù)自己的需要進行現(xiàn)場課程的錄制，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(xué)生錄制課件。d) 課件點播：教師能將制作好的課件、視頻，遠(yuǎn)程上傳到服務(wù)器，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)時點播，具體點播權(quán)限由點播系統(tǒng)管理員來控制。2、交互教學(xué)功能e) 音視

15、頻交互系統(tǒng)：教師能夠把自己的視頻廣播到教室中，或者廣播某個學(xué)生端的視頻；在教師廣播自己視頻時，也可以監(jiān)視某個學(xué)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(xué)生說話，或者同時允許兩個學(xué)生廣播聲音；在系統(tǒng)沒有語音廣播時，教師、學(xué)生之間可以私聊，可以一對一，也可以一對多。教師端有學(xué)生舉手狀態(tài)的顯示框，教師可以選擇舉手的學(xué)生，并允許發(fā)言。學(xué)生在被允許發(fā)言時，系統(tǒng)會彈出一對話框，提醒學(xué)生發(fā)言。（語音教學(xué)、師生對講）f) 文字交互系統(tǒng)：在文字討論區(qū)，教師、學(xué)生可以與全體人員或某個人進行文字交談，當(dāng)選擇對一個人發(fā)送信息時，其他教室成員則看不到。文字交互系統(tǒng)中還有關(guān)于老師操作信息的系統(tǒng)提示和教室公告

16、，如教師允許某人發(fā)言、教師允許某人錄制課件等。另外，系統(tǒng)還有詞典過濾功能，可以過濾那些經(jīng)常出現(xiàn)的不文明的詞匯。g) 白板交互系統(tǒng)：教師和學(xué)生可以同時在白板上畫圖、寫字、粘貼圖片、粘貼編輯好的圖形等，并且所有的人都能看到；教師可以對白板使用權(quán)限進行控制，可以允許或禁止其他人使用白板。h) 消息系統(tǒng)：消息發(fā)送、一對一的交流，提供消息收發(fā)的管理機制i) 學(xué)生示范：上課模式下，主持人允許他人進行視頻、音頻等進行廣播，允許電子舉手。j) 程序共享：教師能夠?qū)⒁恍┙虒W(xué)輔助程序的操作權(quán)開放，讓學(xué)生和教師共同操作一個程序，有利于逐步輔導(dǎo)學(xué)生進行某項操作，并把該過程轉(zhuǎn)播給其他學(xué)生。（教學(xué)示范、轉(zhuǎn)播教學(xué)）3、輔助

17、教學(xué)功能 k) 屏幕廣播：能把教師的計算機屏幕廣播到學(xué)生端，在屏幕廣播時，還可以使用電子教鞭進行電子標(biāo)注。（廣播教學(xué)）l) 文件發(fā)送：可以通過多播發(fā)送一些文檔資料。（文件傳輸）m) 課堂測驗：可進行現(xiàn)場學(xué)習(xí)效果測試，對于客觀題有自動判卷機制。（相當(dāng)于電子搶答，系統(tǒng)會顯示學(xué)生搶答的時間，結(jié)果）n) 網(wǎng)絡(luò)影院：在帶寬的允許下，師生可同步欣賞教師機播放的影片；（建議在互聯(lián)網(wǎng)上不使用）o) 遠(yuǎn)程控制：教師能夠遙控輔導(dǎo)學(xué)生、鎖定學(xué)生機器，執(zhí)行遠(yuǎn)程命令等。4、管理功能p) 教室頻道管理：通過系統(tǒng)管理員，可以設(shè)定或修改教室頻道。q) 用戶管理：對師生的帳號、密碼進行權(quán)限管理和分組管理r) 選擇教室：支持多個

18、教室同時上課，具有多教室、帳號等管理功能s) 座位列表：具有學(xué)生簽到功能，教師能一目了然的查看學(xué)生登錄情況。t) 學(xué)生狀態(tài)監(jiān)視：對學(xué)生的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、對學(xué)生的視頻、屏幕監(jiān)視，可對學(xué)生上課的舉手、發(fā)言、上課實到時間進行記錄。u) 系統(tǒng)設(shè)置：教師端可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境情況，選擇相應(yīng)的視頻壓縮格式，從而調(diào)整教學(xué)系統(tǒng)所需的帶寬。5、擴展功能v) 點播功能：支持用本系統(tǒng)錄制的課件流媒體點播，同時也支持下載。自適應(yīng)帶寬，確保當(dāng)前點播者的數(shù)據(jù)流暢良好的可擴展性，支持多網(wǎng)卡與及多服務(wù)器集群工作；w) 專業(yè)視頻會議系統(tǒng)：能夠遠(yuǎn)程開展視頻會議，能在一屏幕上同時觀看58路視頻（可選模塊）x) 異步遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)平臺：WEB結(jié)構(gòu)的教學(xué)平臺，主要功能模塊有：課程管理、作業(yè)發(fā)布、答疑社區(qū)、評價系統(tǒng)等；（可選模塊）y) 遠(yuǎn)程資源管理平臺： 可以對課件資源進行管理、允許老師建立自己的收藏夾。（可選模塊）五典型應(yīng)用1互聯(lián)網(wǎng)方案某大學(xué)，需要在互聯(lián)網(wǎng)上建設(shè)一套100用戶的遠(yuǎn)程交互教學(xué)系統(tǒng)，它的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦聢D所示，系統(tǒng)服務(wù)器托管在電信數(shù)據(jù)中心，通過100M共享對外連接（根據(jù)具體情況考慮雙