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1、基于C S C L 的多媒体学习系统仇芒仙1 ，陈岭2 ，陈根才2( 1 ，山西师范大学教学与计算机科学学院，山西临汾0 4 1 0 0 42 浙江大学计算机科学与技术学院，浙江杭州3 1 0 0 2 7 )摘要：本文分析了国内外计算机支持的协同学习( C o m p u t e rS u p p o r t e dC o o p e r a t i v eL e a r n i n g ，C S C L ) 系统开发应用的现状，指出现有C S C L 系统缺陷，并提出了基于W e b 的多媒体学习系统的构架、实现原理与关键技术美键词：计算机支持的协同工作；计算机支持的协同学习；通信技术；共享
2、白板；视频会议AC o o p e r a t i v eM u l t i m e d i aL e a r n i n gS y s t e mB a s e do nC S C LQ I UM a n g x i a n l ，C H E NL i n 9 2 ，C H E NG e n c a i 2( 1 C o l l e g e M a t h e m a t i c sa n d C o m p u t e rS c i e n c e ，S h a n x i T e a c h e r s U n i v e r s i t y ，L i n g f e n4 1 0 0
3、0 4 ，C h i n a2 C d l e g eo fC o m p u t e rS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，Z h q i a n gU n i v e r s i t y ，H a n g z h o u3 1 0 0 2 7 ，C h i n a )A b s t r a c t ：T h ed e v e l o p i n ga n di m p l e m e n t i n gs t a t eo fC o m p u t e rS u p p o r t e dC o o p e r a t i v eL e a r n
4、 i n g ( C S C L ) s y s t e mw a sa n _a l y z e d ，a n dt h ed i s a d v a n t a g e so fe x i s t i n gC S C Ls y s t e m sw e r ep o i r l t e dO U t F u r t h e r m o r e ，an e wW e bb a s e dm u l t i m e d i al e a r n i n gs y s t e mw a sp r e s e n t e d T h es y s t e ma r c h i t e c t u
5、 r e ，k e yt e c h n o l o g i e sa n ds y s t e mi m p l e m e n t a t i o nw e r ed e s c r i b e d K e yw o r d s ：C S C W ；C S C L ；c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y s h a r e dw h i t e b o a r d ；v l d e oc o n f e r e n c e1 引言随着计算机技术、网络技术、多媒体技术的发展，多媒体网络教学越来越显示它的优越性为了提高网络教学的效率，基于计算
6、机支持的协同学习模式倍受教育专家们的关注，计算机支持的协同学习( C o m p u t e rS u p p o r tf o rC o l l a b o r a t i v eL e a r n i n g ，C S C L ) 是由计算机支持的协同工作( C o m p u t e r S u p p o r t e dC o l l a b o r a t i v eW o r k ，C S C W ) 与协同学习( C o l l a b o r a t i v eL e a r n i n g ，C L )的理论与方法相结合的产物，是一门新兴的计算机学科本文首先分析C S C L
7、 的应用现状与不足，并讨论基于C S C L 多媒体在线讨论学习系统的两种基本学习模式以主持人为主和以个体为主的学习模式的实现原理与关键技术，以促进基于W e b 的C S C L 系统的应用与实践1 1C S C L 概述计算机支持的协同学习是集计算机技术、信息技术、教育学、心理学、社会学等知识为一体的综合技术，在C S C L 平台的支持下，学生们可以突破地域和时间上的限制，进行同伴互教、小组讨论、小组练习、小组课题等合作性学习活动，从而使获得的知识紧密地结合起来，使处于不同年龄、时间、地点的人们开展协作学习成为可能C S C L 的核心是在计算机环境中以学习小组为共同目的而协同学习，它起
8、源于C S C W 的深入研究及有关协同学习理论的研究，综合了计算机作者简介z 仇芒仙( 195 4 一) 女，教授主要从事C B E 、智能C A I 、多媒体网络教学与C S C L 等方面的研究陈蛉( 19 7 7 一) t 男，博士t 主要从事C S C W 、网络虚拟环境等方面的研究陈根才( 19 5 0 一) ，男，教授，主要从事数据库、C S C W 和人工智能等方面的研究1 4 2计算机支持协同工作与智能信息网络研究进展技术、教育心理学、认知理论、教育哲学等方面的知识，是一门交叉学科1 2C S C L 应用现状自2 0 世纪8 0 年代以来，国外对协作学习的研究比较多，无论是
9、在理论上还是实践上都有了很大发展因此也涌现出一批优秀的基于网络的协作学习支撑平台如：B r i t i s hC o l u m b i a 计算机 科学系开发的w e bC T 系统、加拿大s i m o nF r a s e r 大学开发的V i r t u a l U 系统、美国P e n n s y l v a n i a 州立大学研制的W I S H ( W E BI n s t r u c t i o n a lS e r v i c e sH e a d q u a r t e r s ) 系统，其特点是提供教学资源管理服务，网络教学功能是通过一些通用的工具来实现的、L u V
10、I T ( I 。u n dU n i v e r s i t yV i r t u a lI n t e r a c t i v eT 0 0 1 ) 、C l a s s F r o n t e r ( 课堂) 、P R E P 等系统在国内基于网络的协作学习还处于文献引入阶段，目前尚无真正的完全以协作学习的服务对象的网络教学支撑平台但在我国教育技术工作者的努力下，有一些部分技术实现的成果例如：金海航新数字学校、“方正校园解决方案”、V c l a s s 系统等都是国内开发比较全面的一套基于W e b 的教学支持平台。包括网上课堂开发系统、网上教学支持系统、网上教务管理系统和网上教学资源
11、管理系统等几部分目前基于C S C L 的网络教学虽然有不少的成果，但大都是部分的实现协同学习，没有真正的应用系统，并存在不少的遗憾，其不足之处有：( 1 ) 交流方式有一定的局限性在以C S C L 支持的学习环境中由于互联网带宽的限制，协作成员一般是不可见的，它缺少面对面交流时共享的立体空间以及一些有效的形体语言交互，不能真正做到W Y W I S ( “W h a t Y O H i s W h a t I S e e ”) 有些系统也可勉强实现，但网络带宽又带来了限制( 2 ) 信息过载在线讨论学习的过程中，如果某一成员离开一段时间再返回时，就可能堆积起大量的信息，解决的办法之一是定期
12、对信息作分类和过滤处理 ( 3 ) 成员参与欲望不强烈W e b 和C S C L 系统的开放性以及协作学习的特点，使之并非适合所有的学生及教师，有些学生更愿意选择独立学习模式，参与协作学习的意愿不强烈；有些学生不能平等地参与协作，或没有协作精神；有些学生在讨论时缺乏自发性；小组成员知识结构差异太大等，这些都可能影响小组协作学习的效果( 4 ) 小组讨论的内聚力不强现实生活中小组成员如果相互不认识，就难在网上增强小组的内聚力相互熟悉的成员可能不愿意参与网络协作学习成员间计算机操作能力的差异，协作过程中能力的落差都会影响小组的内聚力针对以上网络教学存在的缺陷，本文提出基于C S C L 的多媒体
13、学习系统能真正实现w Y W I S 系统的特点有：( 1 ) 人一人界面的在线讨论学习系统在系统中参加学习的学员之间彼此可以在各自的屏幕上看见参加学习的所有成员，听到发言者的声音，且每个发言人可以举手请求发言，真正做到w Y W I S ，弥补了缺陷1 的某些不足( 2 ) 音频与视频信息的迭加在视频会议上视频与音频可以同步实现传输，以做到既看到你的体态与表情也能听到你发言的声音，真正感知到面对面的学习氛围环境( 3 ) 实时管理本系统通过实验测试，提出两种控制权限的策略基于主持人的控制与基于个体的控制策略，有效地克服了缺陷3 、缺陷4 ，在策略的具体实施中，发言人以“主题意思”的方式请求权
14、限，有目的地进行问题的讨论学习，能激发学生的参与热情，并增强小组讨论的内聚力，提高学习讨论的效盎2 基于C S C L 的多媒体学习系统的结构基于W e b 的多媒体学习系统的学习模式根据应用时间的需求，可以将协同学习模式分为两类：即同步应用与异步应用。同步应用也称实时交互- 即群体成员在同一时间进行同一任务的协作，我们也称它为在线模式；异步应用，即群体成员在不同时间进行同一任务的协作，与同步相对应，我们称之为离线模式这里我们主要讨论基于C S C L 的学习系统的在线模式2 1 基于C S C L 的在线讨论学习系统结构 基于C S C L 的在线讨论学习系统是以W e b基于C S C I
15、 。的多媒体学习系统1 4 3为依托的，其系统结构如图1 所示图1 基于C S C L 的在线讨论的系统结构服务器端主要功能模块：共享白板管理、通信模块、会议控制模块和数据服务器共享白板管理：用于参加讨论学习的学员进行文本、图形等信息的发表；通信模块：用于和所有参加实时在线学员之间的数据通信与信息交换；会议控制模块：对参加讨论的学员进行权限控制，并记录与本次讨论的有关信息数据服务器：用于存放本次讨论的基本信息；客户端主要功能模块：通信模块、权限控制模块；通信模块：用于和会议服务器建立连接并进行数据交换；权限控制模块：用于两种控制方式( 响应方式与等待方式) 的切换以及两种方式下的权限控制2 2
16、 基于C S C L 的多媒体学习系统的拓扑结构在线讨论的拓扑结构如图2 所示( 基于主持人的学习模式) 2 3 基于C S C L 的在线讨论的学习模式基于C S C L 的在线讨论的学习模式有两种：即以主持人为主的讨论学习模式和个体化的学习模式2 3 1以主持人为主的学习模式在此模式中，以主持人为主进行讨论学习主持人要完成如下环节：提出任务、指定发言人、总结、结束讨论，其流程如图3 ( a ) 所示其他成员进行发言，即对于学习者来说，要完成发言，有以下几个环节：请求发言、请求通过、发言；其流程如图图2 基于C S C L 的在线讨论的拓扑结构( a ) 主持人的工作流程( b ) 发言人的工作流程图3以支持人为主的讨论学习模式流程3 ( b ) 所示如果有一个成员请求发言，在当前状态没有 人发言，则主持人就将发言权限授予他；如果同时有几个成员请求发言，则主持人就根据控制策略将发言权授予某一个成员，其方法有：先来先发言、发言少者先
