基于校園網的多媒體教學平臺
摘要：目前的多媒體教學還停留在教師通過視頻單一的向學生展示。真正的師生之間的互動性很少，一方面是由于目前校園網構建技術還停留在簡單的信息訪問階段，沒有真正實現(xiàn)師與生、生與生的實時互動平臺及有效的控制。另一方面大部分教師還停留傳統(tǒng)教學模式當中，不善于使用多媒體教學，加之現(xiàn)存的媒體教學軟件操作復雜。這樣就談不上師生之間的互動，發(fā)揮學生的主體作用。本文以多媒體技術和網絡教學平臺實現(xiàn)技術為理論基礎，通過教學管理系統(tǒng)軟件實現(xiàn)教師與學生以及學生與學生之間的實時互動，從而共同完成教學任務。
關鍵詞：多媒體教學、教學平臺、實現(xiàn)技術、教學實踐。
校園網是校園信息資源建設的基礎設施。校園網建設的根本目的是為學校的教學科研和管理提供一個先進實用的信息網絡環(huán)境。在校園網環(huán)境下實現(xiàn)網絡多媒體教學不僅能達到圖文并茂、聲像俱佳的交互式教學效果，又能優(yōu)化共享教學資源,有效地實施個性化教育，已成為現(xiàn)代教育技術改革與發(fā)展的方向，同時也是推動創(chuàng)新教育的重要途徑。建立支持網上多媒體教學的應用平臺是實現(xiàn)網絡多媒體教學的技術基礎。當前寬帶校園網的建設為建立校園網上多媒體教學平臺創(chuàng)造了的條件,基于3層C/S結構的Web數(shù)據(jù)庫技術和交互式動態(tài)頁面技術的發(fā)展成熟為校園網上多媒體教學平臺的建立提供了契機。因此，建立基于Web技術的校園網上的多媒體教學平臺既成為可能也將走向必然，是校園網應用系統(tǒng)資源建設的重要任務之一。
充分利用校園網的軟硬件資源，應用Web的開放式技術，以最經濟的投入，建立校園網上的多媒體教學支撐平臺的基本目標就是為院校的網上教學提供一種前所未有的交互、開放、易用的全新環(huán)境和豐富、高效的技術手段及開發(fā)工具，以達到共享教學資源，實施個性化教學，提高教學質量。圍繞實現(xiàn)這個目標，應用平臺的開發(fā)設計必須突出堅持教學內容與技術手段相結合以內容為主的主體性要求;既要立足當今先進技術，又要考慮未來技術發(fā)展的前瞻性要求;適應于各種軟硬件環(huán)境，兼顧不同學科的教學特點，適用于不同水平用戶群的通用性要求;以盡可能低廉的投入而獲得盡可能高效的教學效益的經濟性要求。
多媒體教學平臺構建的基本出發(fā)點在于：網上教學不僅僅是將教學內容在網上發(fā)布，更多的是學生與教師之間、學生與學生之間的充分溝通與交流。由于遠程教學教師與學生之間在空間上的距離，這種溝通與交流就顯得尤為重要。多媒體教學平臺為教師在網上實施教學提供了全面的工具支持，使教師能夠集中精力教學，也使得網上教學從簡單的教學信息發(fā)布變成一個充滿交互與交流的虛擬學習社區(qū)。并充分利用校園網的軟硬件資源，應用Web的開放式技術，以最經濟的投入，建立校園網上的多媒體教學支撐平臺。具體的在校園網環(huán)境下多媒體教學平臺的實現(xiàn)至少應包括以下幾個功能系統(tǒng)：1、教學管理系統(tǒng);2、網上授課系統(tǒng);3、自主學習系統(tǒng);4、課件開發(fā)系統(tǒng)。
一、多媒體教學平臺
1、教學管理系統(tǒng)
教學管理系統(tǒng)主要為網上教學管理維護提供支持。將基本覆蓋教學活動的各個環(huán)節(jié)，其管理的范圍不僅僅是管理機構和行政部門，而且包括教學涉及的所有對象和資源。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。⑴課程管理：提供課程介紹，包括課程的整體框架、內容要求及考試方法等;推薦課程學習進度表和指導性建議;發(fā)布教師授課要點，包括多媒體課件的組成框架及使用提示、教案提綱和補充材料索引等。⑵教師管理：提供教師介紹，包括本院校各學科優(yōu)秀教師和聘請的全國全軍知名專家教授情況介紹;各學科任課教師的基本情況，包括職稱學歷、學識水平及教學能力等。⑶考試管理：具有審核入考資格，提供電子注冊功能;提供分級測試標準，授權題庫系統(tǒng)隨機生成試卷;為學生網上答題、“提交”答卷提供便捷界面，并具有將成績自動登入成績檔案庫等功能。⑷信息發(fā)布：提供類似BBS討論區(qū)、Email自動回復等功能，具有接受來自各方面對教學的反饋信息，如教學問卷、學習要求及期望等，并提供相應的信息處理和對外發(fā)布功能。
2、網上授課系統(tǒng)
主要為教師在網上開展多媒體教學提供支持。⑴課件教學：為教師提供一個利用網上多媒體教學資源，在多媒體教室或網絡教室開展多媒體課件教學的服務。通過建立導航查詢等，使教師根據(jù)教學對象快速可靠地在線選擇不同的學習路徑，并與相應課件數(shù)據(jù)庫服務器鏈接，達到靈活地組織教學資源，高效地實施教學控制。⑵作業(yè)處理：提供網上教師布置作業(yè)、批改作業(yè)以及學生獲取作業(yè)題目、提交作業(yè)、取回批改后作業(yè)的界面。⑶輔導答疑：通過電子白板，學生可向教師提出問題，教師定期在網頁上公布典型解答，使傳統(tǒng)意義上的輔導答疑不再受時間和地點的限制。⑷網上討論：通過電子郵件、公告牌等，學生和教師可以建立多向異步在線交流，給學生充分自主權和發(fā)言權，如對課程的某些主題可以在網上展開討論，各自發(fā)表見解等。在網上盡管可能是部分人之間的討論，但各自獨立的學生可以在線看到圍繞課程展開了哪些討論，使大多數(shù)人從中獲得啟發(fā)和受益。⑸教師工作室：主要為教師開展網上教學活動提供不間斷的技術支持。教師可以在工作室中利用提供的各類軟件工具和友好的操作界面，對授課要點、網上教材、教學信息、學習進度和課外討論區(qū)等進行更新維護。
3、自主學習系統(tǒng)
如何在教學中將學生感興趣的內容與教學內容溶為一體，成為學生學習本門課程，進一步提高計算機水平的關鍵。將自主學習及個性化設計思想與教學過程溶為一體將有助于學生對計算機知識學習的興趣。自主學習即讓學生自己思考、自己動手，自己體會，而個性化設計可以讓學生設計出有自己個性的界面，它一方面可以培養(yǎng)學生的自主學習的能力，同時通過教師的引導，把教學的內容溶入學生自主學習中，使學生在學習過程中，不僅得到知識，更重要的要懂得自己如何去學習。具體實現(xiàn)功能應從以下幾個方面入手：⑴注冊登錄：通過建立驗證機制，提供審驗學生入網學習資格、注冊授權登錄功能。讓學生擁有一個自己的網絡空間。⑵自主學習：通過應用靈活多樣的導航技術，為注冊學生自主地選學必修或相關課程及內容提供快速確定路徑的方式，并由學生通過檢索鏈接數(shù)據(jù)庫服務器上相關的多媒體CAI軟件建構自身知識結構，以實現(xiàn)自主式個別化學習。⑶咨詢交流：提供學生向教師咨詢問題和交流信息的相應功能。⑷聯(lián)機考試：提供學生利用服務器中的題庫資源，自主選題或自動組題，進行模擬考試、解答試題的相應功能。
4、課件開發(fā)系統(tǒng)
多媒體課件開發(fā)是開展多媒體教學的的關鍵。目前在校園網上主要是開發(fā)兩類多媒體課件：一類是用于教師網上授課的廣播式課件,一類是用于學生網上自主學習的交互式課件。課件開發(fā)的主體應該是教師，有時也需學生的共同參與，系統(tǒng)應為他們提供一個集成化開發(fā)環(huán)境，并為這個環(huán)境配備相應的集成化開發(fā)工具。開發(fā)工具可以針對不同學科的特點，將該學科的教學模式抽象為多個可以直接套用的模板，并給予相應素材資源庫的支持，有了豐富的資源和使用簡單的教學設計模板，就可方便地完成多媒體課件對交互性的要求。在課件編寫過程中，由于每一步都有模板的提示支持，普通教師經過較短時間的學習就可以輕松地完成課件的編制工作。在課件開發(fā)系統(tǒng)中應該要實現(xiàn)以下幾個功能：⑴課件總體設計：從可視化的角度，基于不同的學習風格，提供總體上完成教學內容設計、稿本設計，包括課件結構、各章節(jié)間的層次、框架結構，相應各章、節(jié)、頁面間的導航結構、課件頁面風格和交互界面的定制等。⑵媒體素材組合：提供素材組合和建立多媒體音頻、視頻資料庫的技術環(huán)境。⑶基本頁面制作：提供基本頁面制作環(huán)境和相應的超媒體編輯系統(tǒng)。⑷課件數(shù)據(jù)庫開發(fā)：采用組件對象的可視編程工具，提供可視化的多媒體課件數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺。⑸課件合成發(fā)布：為分布開發(fā)的課件提供動態(tài)合成、發(fā)布更新的管理功能。
二、多媒體平臺實現(xiàn)技術
1、基于3層C/S結構的Web發(fā)布技術
目前建成的校園網，從經濟性和實用性方面考慮，主干采用千兆或100M交換式以太網或ATM。一般選用微軟的BackOffice產品作為自己的后臺軟件平臺，其應用系統(tǒng)開發(fā)主要采用傳統(tǒng)的C/S方式和先進的B/S方式交叉并用的結構。實現(xiàn)網上多媒體教學必須在充分考慮校園網資源實際的前提下，突出解決網絡流量和客戶端應用問題。基于在校園網環(huán)境下，實現(xiàn)Web發(fā)布在技術是成熟的，在資源利用上也是經濟的，為有效減少網絡流量，防止客戶端肥大和易于數(shù)據(jù)更新，易于實現(xiàn)系統(tǒng)間的連接，確定系統(tǒng)實現(xiàn)采用3層C/S分布式計算結構的Web發(fā)布技術，形成基于Web數(shù)據(jù)庫應用下的WWW教學環(huán)境。
Web的交互特性是它可用于實現(xiàn)網上教學。服務器響應教學請求是通過HTTP協(xié)議完成，用戶通過瀏覽器訪問Web頁面接受多媒體教學信息，而靜態(tài)或動態(tài)的Web頁面是具有HTML格式的教學信息文件。借助各種ActiveX組件和各種可視化編程環(huán)境,可以快速簡易地開發(fā)界面美觀、功能豐富的HTML頁面;借助JavaApplet、javascript和VBScript語言，可以設計出多媒體動態(tài)Web頁面，并且Java程序可以嵌入Web文檔，將靜態(tài)Web頁面變成客戶機上的應用程序。采用基于3層C/S結構的Web發(fā)布技術開發(fā)多媒體教學平臺是確保開發(fā)經濟性和高效性的解決方案。
2、Web數(shù)據(jù)庫中間控件及鏈接技術
校園網環(huán)境下多媒體教學資源是由Web數(shù)據(jù)庫管理和維護�；赥CP/IP的超文本傳輸，用戶透明地通過瀏覽器Web頁面，這是因為Web數(shù)據(jù)庫采用3層C/S結構方式，通過在服務器端執(zhí)行由Web服務器管理的一組中間控件和后臺數(shù)據(jù)庫交互。中間控件的開發(fā)目前主要有CGI、JDBC和ASP等技術。ASP是微軟新一代開發(fā)動態(tài)網頁的技術，它是一種服務器端腳本執(zhí)行環(huán)境，完全和HTML集成，可擴展ActiveXServer組件，它能克服用戶請求很多時CGI占資源大的缺點，其中ADO是ASP訪問數(shù)據(jù)源的應用級接口，簡單易用，便于多種編程方式實現(xiàn)。其實現(xiàn)過程是用戶通過調用ASP文件，在服務器端得到執(zhí)行，從相關數(shù)據(jù)庫中取出數(shù)據(jù)，再向瀏覽端發(fā)出超文本表示的查詢結果。綜合考慮瘦客戶端訪問需要，采用ASP和ADO技術構造Web頁面和數(shù)據(jù)庫交互的Web數(shù)據(jù)庫中間件是一種理想的方法。
多媒體數(shù)據(jù)庫是當前多媒體應用的熱點,也是網上多媒體教學平臺實現(xiàn)的關鍵。從數(shù)據(jù)模型的角度來說,面向對象的數(shù)據(jù)庫(ODBMS)較適合多媒體應用的要求。在多媒體數(shù)據(jù)庫中,Jasmine是目前具有完全集成的多媒體數(shù)據(jù)庫開發(fā)環(huán)境,內置多媒體功能和對Web頁面的支持，并且能與現(xiàn)有應用數(shù)據(jù)集成為具有開放能力的純對象數(shù)據(jù)庫。
3、網絡CAI課件開發(fā)技術
網絡CAI課件是多媒體教學平臺的重要資源。目前網上信息的內容和種類已基本不受技術條件的制約，課程內容的開發(fā)可以根據(jù)需要，選擇合適的媒體形式，如文字、圖形、圖像、動畫、音頻、視頻等。一般來說，這些基本媒體素材的制作創(chuàng)建都可以利用相關的專用軟件，如文字圖形可以用字處理軟件產生，圖像可以用圖像處理軟件加工，動畫可以用動畫制作工具生成。課件總體框架、目錄導航結構及動態(tài)Web頁面設計應采用流行的可視化開發(fā)工具開發(fā)實現(xiàn);各種多媒體素材以插件形式插入Web頁面，并配以相應的激活熱區(qū)或驅動程序;Web頁面以HTML格式,按其在總體框架中所在章節(jié)層次存入相應的文件夾，僅將其章節(jié)文件名超級鏈接到課件數(shù)據(jù)庫中;各熱鍵間、文件間、頁面間的切換可以用超文本技術實現(xiàn)。
網上教學和傳統(tǒng)的課堂教學的差別在于，課堂教學內容層次性的展現(xiàn)是由老師通過講述一步一步完成的;而網上教學時，老師需要將這些關聯(lián)通過內容的組織立體地揭示出來，引導學生自己去體會，同時要注意不能影響學生對課程主干框架的理解，不能使學生感到內容混亂。因此，網上課件開發(fā)工具要為開發(fā)人員提供課程內容的構建框架，提供方便老師針對不同學生設計不同教學路徑的功能。實現(xiàn)這一功能提供兩種做法：一是提供內容的層次樹，另一種是提供內容的關聯(lián)圖。具體課程內容的切換可以通過設置按鈕、熱區(qū)和超媒體鏈接方式實現(xiàn)，并要提供界面友好邏輯性強的導航系統(tǒng)。
本文給出了應用Web技術組織和管理網上數(shù)據(jù)的通用的方法，相信對構建校園網環(huán)境下的各種應用系統(tǒng)具有一定的參考意義�；诰W絡技術的分布與協(xié)同，融入人工智能思想，研究完善校園網環(huán)境下多媒體教學系統(tǒng)的完整、開放、先進、經濟的的綜合解決方案是今后進一步加強校園網信息資源建設，推動網絡教育邁上更高層次的重要任務。
參考文獻
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