简述远程教育教学系统的设计简答题_远程教育中互动教学系统的设计研究

　　摘要:本文总结目前远程教育的发展进程,针对远程教育中缺少实时互动性,探讨将网络视频会议系统应用在教学活动中,设计开发远程互动教学系统,实现远程教育中实现实时互动教学要求。互动教学系统可应用多校区、多校之间的教学活动中。
　　关键词:视频会议系统 远程教育 互动教学
　　
　　Design and Research on Interaction Teaching System of Distant Education
　　Pan Yi PengXu Xi Jian
　　Abstract: The teaching action is an interaction course. Now, the distant education is short of real time interaction. This paper tries to build the distant interaction teaching system that based on network video conference. The distant interaction teaching system can achieve the real interaction teaching. The system can perfect the inadequate of the distant education.
　　Key words : network video conference ;distant education ;interaction teaching
　　
　　1引言
　　 教学互动是教学活动的一个重要环节,在远程教育技术研究中,实现远程教育的互动教学是一个重要的研究领域。根据相关研究结果,教学互动可分为三种类型:学习者与学习内容、学习者与教师、学习者与学习者之间的互动,其中学习者与教师的互动是教学互动的主要内容,是教学的主要方式,通过教师的讲解不但促进学习者对知识的学习, 而且让教师检查学生的学习情况, 提供学习的支持[1]。学习者与教师之间的互动是远程教育中人文因素的重要组成部分,也是本文所要讨论的互动类型。
　　 本文认为学习者与教师互动的过程中,双方都是活动的主体,其互动性体现在:教师通过板书、教案、讲解、肢体表达等传递所讲授的内容;学生在课堂中从声音、影像中进行学习;并且,双方还可以对所涉及的教学内容进行互动交流,进一步促进教学内容的理解。可以说,学习者与教师双方之间互动的效果是教学高效率、高质量的保障。
　　
　　2远程教育方式实践进展
　　 远程教育是一种非常便捷的学习手段,通过远程教育,学习成为一种没有时间、空间界限的活动。远程教育技术在发展过程中出现了三类的远程教育方式:第一代文字函授远程教育、第二代以广播、电视为主要载体的远程教学方式、第三代以信息网络技术为基础的网络远程教育[2]。第三代远程教育是目前远程教育中最普遍的教学方式,其实现手段包括:网络下载教学课件、教学视频点播,均以课件形式体现,这种方式主要是学习者与学习内容的互动,缺乏学习者与教师的互动[3]。学习者遇到学习瓶颈时,无法及时向教师提问,势必会造成了学习的漏洞,而且学习者过后还要再次补充学习,降低学习效率。
　　 因此,解决目前第三代基于网络远程教育方式中的不足,本文探讨结合网络、信息、视频、音频等技术,设计一套具备实时性、互动性的远程互动教学系统。该互动教学系统将具备实时传输图像、声音、电子文档,实现实时语音互动交流,从而满足远程教学活动的实时性、互动性要求。同时,设计开发教学管理平台,实现课程管理、教学过程录制、课件发布、下载管理功能。该互动教学系统的目标将是实现远程、异地、多点人员的实时互动教学,提高远程教学的效率与质量。
　　
　　3远程互动教学系统概述
　　 远程互动教学是将教学的全过程,包括教师板书、电子教案、讲解、肢体表达同步展现在远程教室内,远程教室的学生通过本地教室接收到上课教师的影像、声音、文字等信息来听课;其次,教师能与远程学生进行互动交流。本系统的最大特点是要能实现实时性交互,现代网络应用中,网络视频会议系统则是实现远程、多点接入、实时性交互的应用代表,远程互动教学系统与其有同样的技术需求,因此远程互动教学系统可基于该应用进行的开发。
　　 网络视频会议系统是指通过网络技术来实现的虚拟会议,将人物的静、动态图像、语音、文字、图片等多种资料分送到各个用户的计算机上,使得在地理上分散的用户可以共聚一处,通过影像、声音实现即时、互动沟通,达到会议交流的目的。网络视频会议系统组成包括视频会议服务器、会场终端、PC终端等几个部分。各类终端都连入视频会议服务器组成一个视频会议网络进行数据交换。视频会议服务器是视频会议系统的核心部分,为用户提供多会场的连接服务;会场终端是在用户的会场使用,连接视频、音频采集设备,还通过电视机、投影仪等将其他会议室的场景显示出来。
　　 结合网络视频会议系统组成,互动教学系统其核心设备是具备视频服务器功能的互动教学服务器,用于负责多点教室终端的接入服务;教室终端则与会议室终端功能相近,采集教室内的视频、音频信息,并显示其他教室的场景。互动教学系统与会议系统的不同之处还在于需要对课件、课程、授课老师进行管理,因此还要有一套完备的教学管理平台,用于实现课件录制、编辑、下载、课程管理等功能。互动教学服务器、互动教学终端、管理服务器均通过网络实现连接。
　　
　　4互动教学过程包括4个步骤
　　 (1)在互动教学服务器上配置一个课程互动教室。(2)各教室的教学PC通过网络加入到这个课程互动教室中。(3)教室内的互动教学终端则将教室内的图像、声音、电子教案等信息采集后,发送至互动教学服务器,教学服务器则将各教室的信息进行转发。(4)通过各教室图像、声音的交互,从而实现多个教室的互动。
　　
　　5 该系统具备教学保障功能
　　 (1)具备课件管理功能,教学系统在课程开始后会自动进行录制,课件发布后提供下载。
　　 (2)具备远程监控管理功能,技术人员在远程监控教室系统运行情况,包括网络、视频质量、音频质量。整个流程可由互动教学系统自动控制。因此,在互动教学系统中包括课程管理子系统、课件管理子系统、课件下载网站等。系统结构示意如图1所示。
　　6互动教学系统功能详细设计
　　6.1 互动教学功能
　　 互动教学功能可以简化为两个教室的视音频交互,这主要是由教学终端采集教室产生的电子教案、视音频信息,对信息编码后传输到服务器;服务器把接收到的数据转发给其他加入的教学终端,教学终端接收数据后还原成各类信息,并展现出来,教学功能数据流如图2所示。
　　 因此,互动教学功能的实现过程简述如下:
　　 (1)主教室内开始上课,教学终端将麦克风、摄像头、教学PC采集到的教室声音、教师图像、电子文档数据流进行编码。(2)各教学终端将编码后的数据流通过网络传送给教学服务器,同时本地的显示终端如投影仪则将教学数据流显示出来。(3)互动教学服务器将收集到的数据转发给加入该课程教室的其他互动教学终端。(4)其他教室的互动教学终端在接收到数据后进行解码,将数据还原成主教室内的声音、图像、电子文档信息,并在教室中展现出来,学生通过声音、图像、电子文档信息听课。
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　　 远程监控提供远程教室互动教学系统参数配置功能,实时监控网络状态,优化视频采集质量,辅助远程课件录制和上传。远程监控的实现是通过把监控者作为一个教学参与者,也加入到课程教室中,获取各教学终端的信息,观看各个教室的上课状态,监控人员通过向教学终端发送控制参数而达到优化目的。监控功能数据流图如图3所示,监控功能的实现过程简述如下:
　　 (1)监控者启动监控端软件,通过网络连接教学服务器,加入到虚拟教室中。(2)监控端软件接收到教学服务器传送的教室数据,在监控软件中观看各教室的运行状态。(3)监控者根据互动教室在线状态、网络质量、视音频质量进行监控。根据需要优化教室终端参数,保障好的质量。
　　6.3 课件管理功能
　　 教学系统提供课件录制功能,课件录制的相关数据流如图4所示,课件管理方式如下:
　　 课件录制功能是指在本地教室上课的同时,互动教学系统能够在教学PC上直接进行课件的录制,录制的内容包括声音、图像、电子文档信息,与发送给教学服务器的内容一致。课程结束后,再由教学PC上传至课件数据库。教学监控软件作为教学活动的一个参与者,也可以在本地进行课件录制,作为课件管理的保障手段。
　　7互动教学系统的应用
　　7.1 增加高校各校区之间的教学能力
　　 互动教学系统是运行在网络平台上,在校园网具有稳定的网络质量条件下,互动教学系统能够达到很好的运行效果,目前许多高校均有多个校区,如厦门大学就有校本部、漳州校区与海韵校区,通过互动教学系统的建设,可以实现一些公共课程在各校区之间同时进行,让更多的学生能够在同时进行学习,提高教学资源的利用率;借助互动教学系统也能实现多校区同时活动的能力,例如,在校本部组织一个专业讲座,其他校区学生通过该系统也能够同时听讲座,或者组织校区之间的辩论赛等活动等,不受地域的限制。
　　7.2 实现高校之间教学资源的共享
　　 实现两校间的师资资源得到增值。互动教学系统不仅能组织局域网内的实时教学功能,而且也能通过Internet组织多校间的互动教学功能。中国教育与科研网是一个十分成熟的网络,网络质量优异,网络运行稳定,带宽也满足传输视频数据的要求,因此,在接入教科网的基础上,互动教学系统完全可以实现多校间的互动教学,使优质的教学资源得到共享。
　　 在教育部对口支援西部地区高校项目中,厦门大学与贵州师范大学成为对口单位,两校的对接活动除了互相派出老师到对方学校进行实地工作外,还通过建设数字化教室实现教学资源的支援。数字化教室的设计建设是基于该互动教学系统方案。数字化教室开通后,分处两地的贵州师大与厦大学生就像同时坐在一个教室里,听厦大老师讲课,实现互动教学,这样使好的教学资源得到增值。
　　
　　参考文献
　　[1] 辛娜敏.远程教育中互动的理念及派别之述评[J].中国远程教育,2003,(17):27-33.
　　[2] 顾桂明,李军.小议网络远程教育中的互动式学习[J].江苏高教,2002,6:132-133.
　　[3] 李绪堂.远程教育中的新建教学模式――互动式教学[J].中国成人教育,2007,9:123-124.
　　[4] 王淑霞,李庚芹.互动式远程教育系统的研究与设计[J].通化师范学院学报,2006.3,27(2):108-110.
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