基于Internet〈計(jì)算機(jī)〉之多媒體教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、基于Internet計(jì)算機(jī)之多媒體教學(xué)論文集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    雙向交互式同步教學(xué)模塊是一個(gè)基于高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)雙向可視會(huì)話系統(tǒng)，它可以將演播教室中教師之講解情況實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程多媒體教室，教師在講解中，還可以看到遠(yuǎn)程教室中學(xué)生之表情與神態(tài)，并能接收到學(xué)生之詢問，類似于本地課堂教學(xué)。此模塊之核心設(shè)備是基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如H.320）之視頻會(huì)議終端、MCU（多點(diǎn)控制單元）、攝像機(jī)等。MCU是一種多端口設(shè)備，通過它可以使得多個(gè)視頻終端在一個(gè)會(huì)話中互相通信，其主要控制功能包括音頻混合、音頻切換、視頻混合和視頻切換。三軟件結(jié)構(gòu)（僅指教學(xué)支持系統(tǒng)）一個(gè)完整之基于Internet

2、之教學(xué)系統(tǒng)，不僅需要系統(tǒng)軟件之支持，如網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、WEB服務(wù)器、FTP服務(wù)器等等，還需要一些專門支持教學(xué)之應(yīng)用軟件。1 適應(yīng)性超媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)：由于參與遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)之學(xué)員來自各行各業(yè)，他們沒有一個(gè)統(tǒng)一之起點(diǎn)，能力參差不齊，因此，遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)必須能夠針對不同能力之學(xué)生，提供不同形式之教學(xué)。適應(yīng)性超媒體教學(xué)指根據(jù)學(xué)生之個(gè)別能力特征，動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)與學(xué)習(xí)者當(dāng)前學(xué)習(xí)能力最相關(guān)之基于超媒體教學(xué)內(nèi)容。它有兩個(gè)含義，首先是學(xué)習(xí)內(nèi)容之選擇上，系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)歷史記錄和能力估計(jì)，選擇學(xué)生沒有掌握或是沒有學(xué)習(xí)過之教學(xué)內(nèi)容，這些學(xué)習(xí)內(nèi)容是與當(dāng)前學(xué)生能力最接近之。學(xué)習(xí)內(nèi)容之選擇與組織以認(rèn)知單元為最小單元，一個(gè)認(rèn)知單元就是教學(xué)目標(biāo)中

3、所規(guī)定之最小之一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，針對這一個(gè)小知識(shí)點(diǎn)所展開之教學(xué)內(nèi)容稱之為一個(gè)認(rèn)知單元。每個(gè)學(xué)習(xí)階段，可以選擇一個(gè)或幾個(gè)認(rèn)知單元。其次，是在學(xué)習(xí)內(nèi)容之組織上，系統(tǒng)將根據(jù)對學(xué)生估測之能力和學(xué)生之認(rèn)知風(fēng)格，選擇最適合學(xué)習(xí)者之內(nèi)容呈獻(xiàn)方式，在適應(yīng)性學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，每個(gè)認(rèn)知單元之教學(xué)展開都有好幾種形式，有一些詳細(xì)、有一些簡略；有一些具體形象、有一些抽象；另外，提供給學(xué)生之相關(guān)輔助材料，練習(xí)試題等等，都各不相同。學(xué)習(xí)內(nèi)容之組織，主要以超媒體之方式進(jìn)行，差別主要體現(xiàn)在鏈接之層次和鏈接之單元上，它將根據(jù)不同能力之學(xué)生，有所不同。具體說，本系統(tǒng)之主要功能有：（1） 教學(xué)內(nèi)容之動(dòng)態(tài)適應(yīng)；（2） 教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)航之適應(yīng)； （3）

4、 教學(xué)內(nèi)容之動(dòng)態(tài)構(gòu)建之適應(yīng)；（4）協(xié)作式之問題解決；（5）自主選擇學(xué)習(xí)策略之適應(yīng)。2多媒體授課系統(tǒng)從功能上可以分成兩個(gè)部分：一個(gè)是課件點(diǎn)播系統(tǒng)，一個(gè)是同步廣播授課系統(tǒng)。3師生交互工具為了有效之支持分布在異地之師生間交流，遠(yuǎn)程交流工具應(yīng)不僅僅提供傳統(tǒng)之基于文本交流，還應(yīng)提供包括圖形、語音、視頻等多媒體之支持。同時(shí)，類似于傳統(tǒng)之教室教學(xué)中之黑板，身處異地之師生也能夠通過特定之軟件白板來交換意見。軟件共享白板：軟件共享白板是一個(gè)為在Internet環(huán)境進(jìn)行教學(xué)之教師和學(xué)生提供文本以及圖形共享之區(qū)域。教師可以將一張圖片貼入共享白板中，并利用系統(tǒng)提供之特定畫圖工具和文本輸入工具，在所貼之圖片上進(jìn)行標(biāo)記、

5、說明。教師端之白板中之圖形和文字可以通過Internet 同步傳遞到交流環(huán)境中之其他學(xué)生端白板中。學(xué)生可以同步之察看教師在白板中之板書內(nèi)容，這樣，共享白板實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)教室中黑板之功能。語音交互：語音交互是異地師生之間一種有效之交流方式。視頻交互：為了增加師生教學(xué)過程之生動(dòng)性，也需要師生間能夠看到各自之視頻圖象。教師可以任意選擇特定之學(xué)生端視頻，也可以同時(shí)看到多個(gè)學(xué)生端之視頻圖象。學(xué)生端可以選擇觀看教師端視頻。傳統(tǒng)文本交談：與一般之文本聊天客戶端程序有相同之功能，包括私人交談和公眾交談兩種方式。在私人交談模式下，教師可以選定特定之一個(gè)在同一交流環(huán)境中之學(xué)生進(jìn)行文本交流。也可以是一個(gè)學(xué)生與同環(huán)境中之

6、另一個(gè)學(xué)生之間進(jìn)行私人交談。在公眾交談模式下，一個(gè)教師或者學(xué)生之鍵入之文本信息可以被同一交流環(huán)境中之其他學(xué)生和教師共享。同步瀏覽機(jī)制：在交流過程中，能夠提供同步瀏覽之機(jī)制。教師可以通過鍵入U(xiǎn)RL地址，并將該地址廣播到同一交流環(huán)境中之所有學(xué)生端瀏覽器，使得學(xué)生端之瀏覽器與教師端之瀏覽器達(dá)到同步顯示。這樣教師可以定位在同一個(gè)環(huán)境中之所有學(xué)生端之瀏覽器，從而指導(dǎo)學(xué)生在Internet中瀏覽學(xué)習(xí)資源。 4網(wǎng)絡(luò)題庫管理系統(tǒng)基于Web之題庫系統(tǒng)用于支持教師和學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組卷并進(jìn)行各種類型之測試。題目內(nèi)容主要是各級(jí)各類學(xué)科內(nèi)容之測試題、達(dá)標(biāo)題等，支持各種類型之測試，并可以根據(jù)不同之測試目之提供相應(yīng)之組卷

7、策略，包括智能組卷、相對評價(jià)組卷、絕對評價(jià)組卷，教師可以根據(jù)不同之測試目之，通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)組卷后，下載到本地進(jìn)行使用。基于Web之題庫系統(tǒng)能夠完成一般之題目管理功能，如題目增加、刪除、修改等等。試題內(nèi)容支持圖形、語音、公式等多種形式之媒體。還應(yīng)能對學(xué)生之測驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。5考試與評價(jià)系統(tǒng)考試以及對考試結(jié)果之分析與評價(jià)，在遠(yuǎn)程教育中起著重要之作用。由于借助了計(jì)算機(jī)和國際互聯(lián)網(wǎng)，使得遠(yuǎn)程考試在許多方面優(yōu)越于傳統(tǒng)考試。 6教學(xué)資源庫管理系統(tǒng)資源庫系統(tǒng)主要功能是對各種教學(xué)資源進(jìn)行采集、管理、檢索和利用。它由兩部分組成：CAI軟件庫和學(xué)習(xí)資源庫。CAI軟件庫包括通過各種渠道收集到之國內(nèi)外繼續(xù)教育優(yōu)秀課

8、件，可能是一門完整之課程，也可能是一節(jié)課或一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。CAI軟件庫中之CAI軟件應(yīng)滿足學(xué)科齊全、內(nèi)容豐富和形式多樣等要求，以適合不同層次、不同學(xué)科之繼續(xù)教育培訓(xùn)之需要或個(gè)別化培訓(xùn)之需要。學(xué)習(xí)資源庫為各級(jí)各類學(xué)校提供豐富之學(xué)習(xí)背景材料、擴(kuò)展學(xué)習(xí)材料以及其他各種分類多媒體素材。學(xué)習(xí)資源庫也可用作培訓(xùn)教師備課用參考資料(包括各種史料、教參、優(yōu)秀教案和優(yōu)秀課例之分析等)。資源庫中之CAI軟件庫和學(xué)習(xí)資源庫可通過光盤庫或磁盤陣列來儲(chǔ)存和管理。磁盤陣列可以作為資源之臨時(shí)存放地，分門別類之后刻錄到光盤中永久儲(chǔ)存。CAI軟件庫和學(xué)習(xí)資源庫應(yīng)當(dāng)分開，既可以通過同一個(gè)資源庫系統(tǒng)管理軟件進(jìn)行管理和維護(hù)，也可以分別開

9、發(fā)CAI軟件庫管理軟件和學(xué)習(xí)資源庫管理軟件進(jìn)行管理和維護(hù)。學(xué)習(xí)資源庫后臺(tái)管理軟件是服務(wù)器端管理軟件，服務(wù)器端管理軟件負(fù)責(zé)整個(gè)學(xué)習(xí)資源庫之管理和維護(hù)，同時(shí)提供和客戶端瀏覽器之接口。服務(wù)器端管理軟件應(yīng)具有以下功能：（1） 詢、修改資源庫之索引數(shù)據(jù)庫；（2） 覽并能全文檢索資源庫中之內(nèi)容；（3） 讀取和下載資源庫中之內(nèi)容；（4） 剪輯資源庫中之內(nèi)容；（5）支持并發(fā)訪問。7自動(dòng)答疑系統(tǒng)自動(dòng)答疑是一個(gè)適應(yīng)性之知識(shí)庫系統(tǒng)，它分自動(dòng)答疑與人工答疑兩大部份。在教學(xué)設(shè)計(jì)階段，教師將本學(xué)科最常見之疑難問題按一定之組織方式，存放到領(lǐng)域知識(shí)庫中，當(dāng)學(xué)生在遇到疑難問題時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程提交問題之描述，系統(tǒng)將根據(jù)學(xué)生提交之

10、問題描述，對領(lǐng)域知識(shí)庫進(jìn)行智能搜索（主要采用之技術(shù)有中文詞語之切分、全文檢索、語義網(wǎng)絡(luò)匹配、關(guān)鍵詞索引等），按照檢索內(nèi)容相關(guān)程度之高低，將對該問題之解答呈現(xiàn)給學(xué)生。當(dāng)在知識(shí)庫中沒有檢索到對該問題之解答時(shí)，系統(tǒng)將通知學(xué)生，并采取兩種方法進(jìn)行后續(xù)處理：（1）問題通過電子郵件之方式發(fā)送到主持這門課程之學(xué)科教師，當(dāng)教師對該問題進(jìn)行回答后，系統(tǒng)將自動(dòng)將解答發(fā)送到學(xué)生之電子信箱；（2）將問題公布在答疑布告牌上，征求解答，有人對其解答后，系統(tǒng)將通過電子郵件通知該學(xué)生。8學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)不管系統(tǒng)具備多么高之智能性，計(jì)算機(jī)并不能替代人類教師，計(jì)算機(jī)可以把人類從簡單之重復(fù)性之智力勞動(dòng)中解放出來，但教學(xué)過程中之高級(jí)診斷

11、、管理、推理必須由人類教師來完成，可以說，缺乏人類教師參與之學(xué)習(xí)系統(tǒng)，不是一個(gè)完美之學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在基于Internet之教學(xué)系統(tǒng)中，人類教師之參與仍然非常重要，它可以彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之復(fù)雜智能之不足。具體之說，系統(tǒng)之教學(xué)管理應(yīng)具備如下功能：針對性之輔導(dǎo)、疑難解答、協(xié)作監(jiān)控和實(shí)施智能個(gè)性化之遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境。 9作業(yè)批閱系統(tǒng)作業(yè)批閱系統(tǒng)是基于WWW之協(xié)作式作業(yè)批改系統(tǒng)，學(xué)生可以通過該系統(tǒng)提交作業(yè)，獲取作業(yè)批改結(jié)果，并根據(jù)教師建議來修改和編輯作業(yè)。經(jīng)過幾輪交互后，教師可對最后作業(yè)作出評價(jià)。作業(yè)系統(tǒng)具備之幾個(gè)功能有： 教師發(fā)布作業(yè)； 學(xué)生完成并提交作業(yè)； 教師批改并點(diǎn)評作業(yè)；作業(yè)庫之管理；作業(yè)轉(zhuǎn)發(fā)；協(xié)作批閱

12、；分析與評價(jià)。10網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)之主要目之是為了方便不具有專業(yè)編程經(jīng)驗(yàn)之各站點(diǎn)教師編制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件。該系統(tǒng)應(yīng)該具備基本之多媒體之集成功能，并能制作基本之HTML網(wǎng)頁，也就是首先要具備一些通過用軟件之基本功能，其次要具備一些支持教學(xué)課件之寫作功能，一是要有素材庫之管理功能，二是內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)之理論指導(dǎo)，三是要有大量之課件寫作模板，四是要支持各種各樣之教學(xué)策略。多媒體課件制作工具用于向教學(xué)單位或教師提供各類素材，構(gòu)建新之網(wǎng)絡(luò)課程或新教學(xué)模塊平臺(tái)。教學(xué)單位或教師可以通過該軟件抓取素材庫中之素材來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程或網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模塊。在該平臺(tái)上構(gòu)建之網(wǎng)絡(luò)課程，就能直接在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。 11教學(xué)

13、管理系統(tǒng)遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)將基本覆蓋教學(xué)活動(dòng)之各個(gè)環(huán)節(jié)，如從學(xué)生入學(xué)到學(xué)生畢業(yè)之各項(xiàng)活動(dòng)，其管理之范圍不僅僅是管理機(jī)構(gòu)和行政部門，而且包括教學(xué)涉及之所有對象和資源，如學(xué)生、教師、課件等。同時(shí)，它將以學(xué)生為中心，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)個(gè)性化、智能化之遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境，其具體功能有：學(xué)生注冊；學(xué)生學(xué)籍管理；專業(yè)課程之管理； 教師管理； 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；信息查詢功能；計(jì)費(fèi)；行政公文管理；系統(tǒng)設(shè)置維護(hù)。12基于WEB之虛擬實(shí)驗(yàn)室基于WEB之虛擬實(shí)驗(yàn)就是在WEB中創(chuàng)建出一個(gè)可視化之三維環(huán)境，其中每一個(gè)可視化之三維物體代表一種實(shí)驗(yàn)對象。通過鼠標(biāo)之點(diǎn)擊以及拖曳操作，用戶可以進(jìn)行虛擬之實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境可以針對物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)

14、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)等各個(gè)不同之科目分別設(shè)計(jì)具體之實(shí)驗(yàn)環(huán)境。 四信息組織結(jié)構(gòu)信息組織主要有六個(gè)組成部分：辦公室、同步教室、自習(xí)室、答疑室、虛擬咖啡屋、虛擬圖書館等。1辦公室完成對用戶之登記和管理工作。用戶首先要通過WWW到虛擬行政辦公室進(jìn)行登記，填些一份電子登記表，包括用戶之名字、身份證號(hào)、帳號(hào)、Email地址、所在之地區(qū)等。其次，用戶要設(shè)置一個(gè)用戶密碼，在確認(rèn)無誤后發(fā)送給虛擬行政辦公室，行政辦公室在收到用戶之登記信息后就會(huì)反饋給用戶一個(gè)登記號(hào)。這樣“入學(xué)手續(xù)”就告完成，用戶正式成為該校之一名學(xué)生。另外，所要發(fā)布之一些公告信息，都存放在這里，比如招生簡章，課程設(shè)置等等。辦公室還負(fù)責(zé)定期向注

15、冊學(xué)生發(fā)送一些重要之教學(xué)研究信息，比如學(xué)習(xí)方法、考試趨勢、重要時(shí)事、專家論談等等。2同步教室實(shí)際上是一個(gè)課件庫。已經(jīng)開發(fā)出來之課件和其它學(xué)習(xí)材料以HTML文檔之形式存放在網(wǎng)絡(luò)之服務(wù)器上，用戶通過WWW瀏覽器選擇自己需要之課件或材料。在中心服務(wù)器上之這些基于WWW之課件與用戶平臺(tái)無關(guān)，用戶無需對課件進(jìn)行安裝和設(shè)置，只要用戶機(jī)器上有WWW瀏覽器，就可以進(jìn)行學(xué)習(xí)。課件以超文本組織方式為主，并附有基于JAVA之交互式教學(xué)軟件、基于RealAudio和Real Video之多媒體音像資料，可真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)；為充分利用網(wǎng)絡(luò)傳輸反饋信息快捷之優(yōu)勢，每一門課程都有一個(gè)學(xué)科之教學(xué)專家主持這門課程之教學(xué)，

16、當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到問題之時(shí)候，有兩種方法獲得教學(xué)專家之幫助，一種方法是通過發(fā)送E-mail之方式向老師請教，老師通過E-mail解答；另一種方式是以在線交談之方式向老師提出問題，老師可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行輔導(dǎo)。學(xué)生還可以用相同之方式從同學(xué)那兒獲得幫助。3自習(xí)室允許學(xué)生進(jìn)行在線測試，以對自己之學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估。在線測試有兩種方式，一種是將測試作為課件之一部分，在使用課件之過程中進(jìn)行測試，另一種是獨(dú)立于課件之測試。自習(xí)室中基于網(wǎng)絡(luò)之聯(lián)機(jī)測試系統(tǒng)，可以在WWW上實(shí)現(xiàn)我們通常所見之各種交互方式，如：多重選擇題、填空題、匹配題等。4答疑室是一個(gè)集中解答學(xué)生在學(xué)習(xí)中各種疑難問題之地方，它分三個(gè)部分，第一部份是

17、問題解答布告欄，它公布學(xué)生問過之典型問題以及學(xué)科教學(xué)專家對問題詳細(xì)之解答，在這里之解答都是正式之解答，是經(jīng)過學(xué)科教學(xué)專家直接回答或?qū)彶檫^之；對于這些答案，讓學(xué)生可以以查詢之方式進(jìn)行全文檢索，也可以以超文本之方式逐項(xiàng)查看；第二部分問題征集布告欄，學(xué)生可以通過填寫布告欄中之各項(xiàng)表單，按提交按鈕后，問題便顯示在布告欄上，它可以由老師或其它學(xué)生進(jìn)行解答，這些解答經(jīng)過學(xué)科專家審查合格后，將放在問題解答布告欄中，若沒有人進(jìn)行解答，則由學(xué)科教學(xué)專家直接解答。另外，每一門課程，都有一個(gè)專家答疑信箱，學(xué)生可以直接通過電子郵件向?qū)W科教學(xué)專家請教；第三部份是一個(gè)聯(lián)機(jī)之討論組，每個(gè)課程都有一個(gè)，并有專門之老師進(jìn)行主持

18、。在這里，學(xué)生和學(xué)生，學(xué)生和教師之間，可以進(jìn)行直接之、實(shí)時(shí)之交流。5虛擬咖啡屋是一個(gè)虛擬論壇，為老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間進(jìn)行交流提供一種場所，學(xué)生之間可以互相聊天，也可以就某個(gè)學(xué)科之問題進(jìn)行學(xué)術(shù)研討，既可以了解別人在該學(xué)科熱點(diǎn)問題上之看法，也可以自由地發(fā)表自己之見解。6虛擬圖書館存放著各類電子雜志和電子報(bào)紙以及其它相關(guān)之學(xué)習(xí)資源，如：部分課件之文檔資料、學(xué)術(shù)性文章、會(huì)議報(bào)告、影像資料、音頻資料等。此外，虛擬圖書館還提供了其它一些大學(xué)圖書館之圖書目錄以及其它大學(xué)之WWW地址等。在虛擬圖書館里，學(xué)生還可以學(xué)習(xí)使用查找信息之方法和技巧。 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)之管理者們鼓勵(lì)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和個(gè)人把他們之研究成果或?qū)W術(shù)論文放到虛擬圖書館發(fā)表，以便有更多之資料供學(xué)生查找和使用。五職能部門之組織結(jié)構(gòu)同其它教學(xué)系統(tǒng)一樣，基于Internet網(wǎng)絡(luò)之教學(xué)系統(tǒng)同樣需要一個(gè)機(jī)構(gòu)來維持它之運(yùn)行，進(jìn)行日常研究、管理和教學(xué)工作，這里從四個(gè)方面加以分析。