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1、第 1 页 共 4 页基于园区网的远程教学系统 WebLearning 的设计与实现摘要：基于园区网的远程教学系统已成为教师与学生交流的有效工具。本文介绍了我们设计实现的远程教学系统 WebLearning 的设计思想与目标、总体结构与功能、实现技术及与其他系统的比较情况。关键字：远程教学，MPEG-1，多播，比较 1 引言随着我国Internet/Intranet 网的飞速发展，适应知识经济发展的网上远程教育已成为网络应用新的热点。远程教育的发展将直接产生两个方面的效益1：在教育方面，将促进对已有教育方法的改进和新教育方法的发展；在技术方面，将综合利用信息和通信技术实现新的远程教育方式，即依
2、托远程教育系统或环境来实现远程教育。目前，在 Internet 网上开展远程教育仍存在以下问题：1.网络带宽不足，网络多媒体通信质量无法保证。这使得在Internet 网上无法开展同步教学，只能开展异步教学服务。 2.同步教学与异步教学功能的结合有待进一步完善。目前建成的远程教学系统大都是同步教学系统与异步教学系统相互独立，无法有效的结合。典型的方式是：同步教学采用会议电视技术，而异步教学采用基于 Web 的方式。.课件的同步播放方式基本采用数据会议标准T.120 的共享应用方式。在 Windows 环境下，透明共享机制一般采用集中体系结构，要求传输变化的屏幕信息，因此，需要较高的网络带宽，而
3、且对课件中的视音频传输无能为力。4.没有一个较完善第 2 页 共 4 页的远程教育管理与评估系统。从远程教育的方法来讲，可分为合作教育和个人自学两种。如何灵活地支持这两种方式并进行有效的评价，将是评价远程教育系统成功与否的重要因素。针对以上问题，结合我国校园园区网和 Internet 发展的现状与趋势，我们设计和开发了一个基于园区网的远程教学系统 WebLearning。本文将就其设计思想与目标、总体结构与功能以及实现技术等有关问题作逐一阐述。2 设计思想与目标 2.1 设计思想一、以园区网同步教学功能为中心建设远程教学系统“老师的言传身教”是学习的最佳方式。因此，我们设计 WebLearni
4、ng 的主导思想确定为以园区网同步教学功能为中心，以此带动异步教学。更确切地讲，以教师来带动异步教学，而不同于以课件带动异步教学的模式。具体的设计思想是：在园区网上统一组织安排同步教学活动，所有同步授课活动记录下来，课后转化为点播的多媒体课件，既可以在园区网，也可以通过 Internet 进行课件点播。二、采用多播通信与点到点反馈相结合的方式实现同步教学在同步教学活动中，以一门课程授课为例，老师一般是一个人，学生不只一个，老师的授课过程实际抽象为一对多的通信过程。若采用会议电视或视频会议技术，其典型实现结构如图 1 所示：基于园区网的远程教学系统 WebLearning 的设计与实现(2) 类
5、型：实训报告 时间：2011 年 6 月 3 日 -图 1 这种结构适合于采用电路交换的通信信道，而对于采第 3 页 共 4 页用包交换的 IP 网络，这种方式就不太适合。因为 IP 网络就具有广播和多播功能，不用 MCU，而利用多播协议可以实现分布多点结构。可以利用多播通信协议实现教师对多个学生的实时授课，而用点对点视频会议技术实现学生对教师的反馈。三、同步授课课件以 WWW 课件为标准，并实现 WWW 课件的同步播放与记录技术 WWW 课件因为其固有的超媒体特性和优良的交互能力，将成为网上远程教育课件的标准。尤其是微软公司新近推出的Powerpoint2000 具有将 Powerpoint
6、 课件自动转化为用 DHTML 编写的 WWW 课件的功能，使得教师无须懂得 HTML 语言的编程，就可以创建图文并茂的多媒体课件。解决 WWW 课件的同步播放与记录技术，就可以在同步播放课件的同时，将课件与教师视音频的同步信息记录下来，利用微软的 Media Technology 形成点播课件。四、设计基于 Web 的远程教学管理系统利用 Web 信息发布与数据库技术，对远程教学的全过程进行管理，包括教师/学员/管理者管理、实时授课申请与审批、进入实时课堂、WWW 课件与点播课件管理、多媒体教室管理等。通过学生进入实时课堂日志，可以统计某门课的上课人次与总听课时间，以此为依据，可以对课程进行
7、初步的评估。五、采用非对称视音频交互性能，减少系统投资为充分利用园区网的宽带优势（一般在 100Mbps 以上） ，并考虑减少系统投资。教师端采用高质量的 MPEG-1 卡进行采集压缩，并多播给学生端。学生端只要用软件就可以收看教师高质量的视音频。而学生端只要使用第 4 页 共 4 页廉价的 USB 摄像头和全双工声卡。利用软件采集压缩，传送给教师，教师同样用软件就可以收看学生的视音频，只是质量差一些。2.2 设计目标根据以上设计思想，我们确定了以下设计目标：1.采用多播技术实现的基于 Internet/Intranet 的网络教学系统，能够完成一对多和多对多的网络教学应用模式；2.具有教师端教学实况多播功能，教师的视音频信息以 MPEG-1 压缩格式多点传输到一组学生终端；3.能够在直播教师视音
