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多媒体教学系统范文1
关键词：数据同步；缓冲区；时间戳
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007—9599 （2012） 14—0000—02
随着信息技术的飞速发展，多媒体教学系统所具备的优势越来越被人们所认同。但是由于种种原因导致市场上的多媒体教学系统的质量并不如人意。在多媒体教学系统中，往往出现延时较长、播放换乱、画面与语音不同步等问题，严重影响了多媒体教学系统的应用。
一、多媒体数据同步的影响因素分析
在多媒体教学系统中，多媒体数据必须要经过网络传输，但是在网络传输的过程中，由于各种因素的影响，使得多媒体数据之间的时序约束关系遭到破坏，从而造成多媒体数据的不同步。多媒体数据的不同步包含两种含义：一种是多媒体内部的不同步，即发送端后发送的多媒体数据先一步到达接收端并且进行播放，从而导致接收端的多媒体数据播放混乱；另一种是多媒体之间的不同步，即同时采集的音频数据和视频数据在接收端不同时播放，从而导致画面与语音的不同步。
在多媒体教学系统中影响多媒体数据同步关系的因素主要有如下几种：
（一）延时抖动
延时抖动即多媒体信息从一个网络节点传输到另外一个网络节点之间的延时变换。例如CPU、存储单元、网络传输等多方面的因素都会导致多媒体数据传输的延时抖动。由于在多媒体教学系统中，视频数据和音频数据时分开处理和传输的，因此不同多媒体数据的延时抖动不同，从而导致接收端接受的视频数据与音频数据之间的同步性遭到破坏。
（二）时钟偏差
在无全局时钟的多媒体教学系统中，由于受到温度、湿度因素的影响，使得多媒体系统中的教师端计算机与学生端计算机之间的时钟频率产生偏差，经过一端时间之后，会造成视频数据或者音频数据的溢出，从而导致多媒体数据的不同步。
（三）数据丢失
在网络中传输的视频数据或者音频数据没有按时达到目的地，从而破坏多媒体数据之间的同步性。
二、多媒体数据的同步技术
（一）基于缓冲区的多媒体数据同步技术
即在多媒体数据接收端分别为视频数据和音频数据设置不同的缓冲区，来减少网络传输抖动对多媒体数据之间同步性的影响。由于受到网络传输条件变换以及时钟偏移等因素的影响，缓冲区中的多媒体数据时不断变化的。为此，在多媒体数据的接收端需要对缓冲区中的数据量进行周期性的检测，如果缓冲量高于或者低于预设的阈值，即缓冲区中的多媒体数据将要溢出或者抽空时，需要采取相应的措施来保证多媒体数据之间的同步性。所采取的措施一般有发送端处理和接收端处理两种。但是一般数据的发送端都是进行周期性的多媒体数据采集和发送，所以一般都是在发送端采取相应措施来进行多媒体数据的同步。在数据接收端一般采取如下的措施来保证缓冲区中的数据量恢复到正常水平：1.加快或者放慢多媒体数据的播放频率；2.跳过或者重复播放某些多媒体数据。
（二）时间戳同步技术
时间戳技术即在多媒体数据的发送端将视频数据和多媒体数据按照时间的顺序划分成若干部分，并且依据同一个时间轴给每个部分标上时间戳。在多媒体数据的接收端，将处具有相同时间戳的视频数据和多媒体数据同时播放，从而达到多媒体数据的同步。
三、多媒体数据同步策略设计
根据前面对多媒体教学系统中多媒体数据同步的影响因素，以及多媒体数据同步技术的研究，在本文中主要对基于RTP协议的多媒体教学系统中的多媒体数据同步问题进行研究。本文所研究的多媒体数据同步的关键技术如下：
由于在多媒体教学系统中不存在全网同步时钟，因此只能采用时间戳技术，而无法使用RTCP协议中的SR分组来实现系统中多媒体数据的同步。首先，在发送端，将视频和音频数据的采集时间加入到RTP包头中的额时间戳字段中，同时，考虑到音频数据与视频数据采集、编码时的时间差，因此，在发送时还需要对多媒体数据进行进一步的同步校准；然后，在接收端，使用缓冲区策略来保证多媒体数据的内部同步，并且利用时间戳技术，通过同步算法实现多媒体数据之间的同步播放。
四、多媒体数据同步实现
（一）媒体内部同步控制
多媒体内部的同步控制主要采用缓冲区策略。其中对于音频数据而言，主要采用播放时限的方案，即在接收端设置一个带有门限值M的缓冲区，其中M的计算的计算如下所示：
其中dmax表示网络预期最大延迟，dmin表示网络逾期最小延迟，r表示多媒体数据的传输速率。在多媒体教学系统的多媒体接收端开始接收音频数据开始，一直到缓冲区的音频数据量大于M时，才开始进行播放。
而对于视频流而言，为了保证音频数据与视频数据之间的同步，因此视频数据的播放采用事件驱动的方式进行播放，即根据所播放音频数据的时间戳选取合适的视频数据进行播放。
（二）多媒体之间的同步控制
相对于视觉而言，听觉对声音的连续性更为敏感，为此在多媒体播放时，主要采取音频为主流进行播放，而视频通过时间戳同步依据音频进行播放。其中音频、视频的同步控制流程如图1所示：
音频、视频同步播放算法如下：
1.规定音频数据域视频数据的不同步播放容忍度为Ta=100ms。定时从音频缓冲区中读取音频数据进行播放，并且记录播放音频数据的时间戳Tp，如果音频数据的延时不超过门限值M，那么就可以保证音频缓冲区中的数据可以连续播放。
2.将视频缓冲区中的视频数据按照时间戳进行排序，并选取最早的视频数据对其时间戳Tv进行判断：如果Tp—Ta≤Tv≤Tp+Ta，则播放该视频；如果Tv≤Tp—Ta，则表示视频数据滞后于音频数据超过了不同步播放的容忍度，则将该视频数据抛弃；如果Tv≥Tp+Ta，则表示视频数据超前于视频数据超过了不同步容忍度，则重复播放该视频数据，直到下一次播放音频数据时，再进行判断。
五、结束语
针对由于多媒体教学系统中多媒体数据不同步所造成的教学质量问题，本文采用缓冲区技术和时间戳技术进行了研究，并采取音频数据实时播放，视频数据依据音频数据时间戳进行播放的策略，来消除多媒体教学系统中的多媒体数据不同步问题。
参考文献：
[1]白跃彬.分布式多媒体系统同步机制的研究.计算机工程与应用，2001（7）：P17—19
多媒体教学系统范文2
多媒体教学系统是以多媒体中控为核心，将电脑、投影机、话筒、功放等信号源整合起来，实现对多媒体设备的控制和信号切换，满足教学与培训的需求。
中控作为多媒体教学系统的核心设备，近年来的改进与发展在很大程度上引导了多媒体教学及管理方式的变化，可以分为以下几个阶段。
1 单机版中控（普通型）
单机版中控是指每间多媒体教室使用的中控都是独立的，中控可以控制教室内设备的电源开关、信号切换、音量调节等，该类型的中控对设备的控制是单键式的，即所有设备的开关和切换都要教师按步骤一键一键完成。
2 单机版中控（一键控制型）
该类型的中控在设备的开关控制上实现了一键开关的功能，即教师上课前只需按上课键即可打开教室的设备，下课时按下课键即关闭所有设备，教师在上课过程中只需对简单的环节（音量调节，信号切换）进行控制即可。
另外，还有一种通过刷卡来控制设备开关的中控，教师将经过授权的IC卡插入中控卡槽，所有设备自动打开，将卡拔出，设备自动按时序延时断电关闭。
一键控制型中控降低了教师操作设备的繁杂程度，教师可以将更多的精力集中于授课过程。
3 集中控制多媒体系统（网络型）
以上两种类型中控都是在单个多媒体教室内独立操作，不带网络远程控制功能，最新一代中控可以通过一套多功能网管系统对所有教室的设备进行集中管理，系统可跨网段，能够远程配置各种设备参数，另外还具备以下主要功能。
3.1设备集中控制功能
可通过集中控制系统，实现对各个教室的多媒体设备的远程集中控制。
3.2 设备远程检测功能
可实时监测教室端设备使用状态，如随时了解教室端设备的使用时间、开启次数等。
3.3 资产管理功能
系统可以远程准确、快速地搜集教师机、投影机的软、硬件信息，及时形成并输出资产报表。
3.4 远程诊断功能
通过系统及时捕获远程教师机、投影机、网络中控等多媒体教学设备的运行状况。
3.5 远程协助功能
在主控室可以通过网络远程监看和操作教室终端设备，帮助、协助教师完成一些常规操作。
3.6 设备安全报警功能
教室内配置的多媒体网络中控具有安防报警接口，可实现多种探测式、短路保护等报警功能。
3.7 使用权限管理功能
通过系统对设备使用人员进行IC卡授权管理，记录上下课信息，统计各教室使用频率。
3.8 教学质量督导、点评功能
系统允许用户在查看授课视频画面的同时，进行有效的督导和点评。
4 可视化多媒体管理系统
在以上网络型多媒体中控系统的基础上，还衍生出一种具有远程观察功能的管理系统，可称之为可视化多媒体管理系统，该系统具有以下特点：
1）每个教室配置1～2台摄像机采集教室的图像，摄像机可预置多机位，通过拾音设备采集教室的声音信号，由网络中控配置的视音频编码模块进行编码后通过网络同步传输，可在主控中心实时显示，也可通过服务器进行录制和存储。
2）管理系统具有远程观察的功能，可以实时观察任意教室的图像，还可以控制云台镜头的移动，对教室内视频进行画面的调整。
3）每个教室可配置硬件IP电话，基于网络实现教室与主控中心IP电话对讲的功能，IP电话呼叫中心时，可以将教室的视频信号同时回传到主控室终端上显示。
4）在管理中心配置媒体转发服务器，可向局域网内各教学管理客户端或教室实时转发视频直播任意教室内的视频图像。
5）具备电子监考、监控功能。教室端配置的视频采集与编码设备，在满足教学应用的同时还可以实现电子监考、安保监控功能。
5 常态化录播系统
随着具有录播功能的网络中控的出现，常态化录播系统应运而生。常态化录播系统除具有视音频采集编码功能，还具有VGA信号硬件采集编码的功能，可以将多路信号编码后同步传输，实现了按需对教师的授课进行录制存储以及直播的功能要求。系统具有以下功能：
1）常态化录播教室要具有2路视频信号（1路教师、1路学生画面）和1路VGA信号（投影机显示的VGA画面）的同步编码传输，支持组播及单播的方式。
2）实时录制课堂教学场景和声音，达到唇音同步，支持多种模式的录制直播功能，具有单画面、双画面、多画面电影模式的录制直播功能，多画面模式在播放和回放时可以任意切换主窗口的图像，并且提供PPT索引；支持资源分割，自动提取PPT文字内容作为资源描述。视频中多路数据流须保持同步。支持自动分割和手动分割。
3）常态化课件录播设备实现VGA纯硬件采集、视音频采集功能，将采集的VGA信号和视频信号采用通用格式封装，在B/S架构下不需安装专有插件，在服务器上实现集中录像存储以及课件的等功能。
4）支持自动添加片头片尾、索引功能，通过剪辑软件就可以编辑录制存储的课件文件。
5）所有常态化录播教室都可以实现实时的录制直播功能，将本教室的教学情况直播到任意指定教室。同时也可以接收其他常态化录播教室的直播功能。
6 精品课程录播系统
精品课程录播系统主要功能是对精品课的课堂教学过程进行质量要求较高的音视频录制。手动录制或自动录制，具有多路视音频、1路VGA（硬件采集编码）同屏编码传输的功能。系统具有下面一些功能。
1）多画面录播主机支持多路视频，一路VGA及音频输入，通过多画面录播主机实现学生场景、课件演示及教师场景的同屏显示；教室教学场景及教学活动的声音通过多画面录播主机进行实时录制及网络直播；VGA采集支持投影机显示的所有设备的VGA信号。
2）支持单画面和多画面两种录制模式。录播系统在录制的过程中可自动地将现场画面进行主画面或多画面（计算机、教师、学生）同屏录制。保留整个教室最完整的教学过程，后期点播回放时可以任意切换主窗口的现实画面，也可以单画面全屏显示。
3）能真实再现授课情景，可以实时生成为标准流媒体格式的文件，并可以进行后期非线性编辑；可以通过局域网实现远程直播，真实、生动地再现授课情景。
4）配置多点感应的智能定位系统，不受灯光等环境因素的影响，可自动感知教师的实际位置，流畅切换录制的画面，不再需要有专人配合操作完成整个教学过程的录制，使系统根据讲课的进程自动进行主场景的切换。
5）系统具备多种编辑方式，包括录课时可根据系统内置的多种模板自动生成片头、片尾，自动或手动对录制好的课件添加索引和目录，点击索引时自动跳转到相应的位置，方便进行课后的复习查找和对课件进行后期处理。
7 远程实时教学系统
目前，视频会议系统正被广泛地应用于远程实时教学，从而使现代教学与培训模式产生了极大的变化。远程实时教学系统由主播教室和多个远程听课教室组成，即采用了一点到多点的教学模式。远地的听课教室可以通过ADSL或ISDN专线与主播教室中的MCU相联接。
远程实时教学具有以下几方面的特点。
1）实时性：主播教室的授课教师视频和电脑画面可以及时传输到异地的听课教室中，分隔在不同地域的师生如同身处一地可以实时交流。
2）交互性：主播教室的教师可以及时了解各个远程教室中学生的听课情况，可以提问学生，学生也可以向主播教室中的教师提问，主讲教师与远端学生可以利用视频会议系统自由讨论，实现真正意义上的交互。
3）多媒体性：视频会议系统能同时提供声音、视频流以及其他多媒体信息，极大地丰富了教学内容。
4）共享性：只要接通基于视频会议系统的远程教学系统，任何人都可以在同一时间听讲同一门课。
多媒体教学系统范文3
班级多媒体设备管理的核心是管理与维护好这些教学设备，使之更好地为教学服务。俗话说，三分技术七分管理，既然要管理，就要有方法。从设备安装完成到投入使用的过程中，我们不断探索，总结经验教训，逐步摸索出一些实用的管理维护办法。
1.成立教育技术装备管理领导小组
成立由校长为组长，分管副校长为副组长，信息技术中心、各班班主任为成员的教育技术装备管理领导小组，负责学校教育技术装备特别是班级多媒体教学系统使用管理制度的制定和监督落实，并保障必要的维护更新管理费用。
2.培养班级多媒体教学系统协管员，建立维护人员队伍
我校有37个教学班，为了保障系统正常运行，更好地为教育教学提供服务，结合我校实际，采用班级负责制进行管理。各班班主任为班级多媒体教学系统管理的第一责任人，科任教师为第二责任人。在开学初，由信息技术中心技术员、项目安装公司技术员负责对全体教师进行操作培训，保证人人基本过关。各班再根据班级实际情况，选拔一至两名责任心强、会电脑基本操作的学生作为班级多媒体系统协管员，上报信息技术中心备案，通过统一培训指导后，由班主任明确其具体工作职责，协助班主任进行日常管理。
信息技术中心组承担班级多媒体教学系统的维护工作，定期检修，保证设备完好率，熟悉系统硬件架构和常见故障排除方法，掌握不同渠道资源的获取和整合方法，指导其他学科教师正常使用系统完成备课、上课等教学教研任务，提高教师使用积极性。同时在各年级组中培养一名技术骨干，合理计算其工作量，负责对本年级组的其他教师进行日常操作使用培训，小组成员间相互学习，共同提高。
3.制定切实可行的管理维护制度
结合本校实际情况，制定切实可行的班级多媒体教学系统管理维护工作制度，形成健全的管理维护体系，分工明确，责任到人，加强资料建设，规范项目管理，杜绝设备闲置等不良现象出现。由于我校教学班多，教室分布广，为此，信息技术中心组采取维护技术人员分段包干，组内成员相互协作的方式，有效解决了日常维护难题。各班出现系统故障，科任教师无法处理时，都能联系信息技术中心相关责任人及时进行维护。如果遇到维护难题，中心组成员共同探讨解决，保障了系统设备正常运行。建立常规管理督查制度，由校装备管理领导小组每周末进行一次例行设备检查，制定检查细则，逐项检查，包括环境卫生、设备整理、系统开关机状态、系统运行状况等，同时做好设备防火、防盗工作，保证用电和师生人身安全。教育学生爱惜公物，制定教师、学生文明使用公约，对故意损毁者进行适当处罚。将日常管理维护情况进行汇总存档，与教师绩效考核挂钩。
4.建立管理维护档案
建立包括检修、报修、配件更换、耗材添置记录等在内的维护档案。遇到无法排除的故障，应及时联系售后服务商进行维修，及时总结使用维护经验，提高教师自身的系统维护水平。
5.建立多媒体教学设备报修系统
由于各种原因，多媒体设备经常会出现一些教师无法解决的问题，需要联系专业人员进行维修。但是由于我校教学班很多，信息技术中心组维护人员少，同时维护人员还有很多其他工作，有时根本来不及进行故障记录和故障排除。为了及时记录设备故障情况，在最短时间内排除故障，方便联系维修人员上门维修，信息技术中心建立了多媒体教学设备报修系统。学校的电教设备若出现故障，只需登录网上报修系统，填写相关信息即可完成报修。信息技术中心维护人员随时可以查看该系统，做到对症下药，有针对性地处理问题。遇到无法处理的故障，中心组负责及时联系专业的维修人员上门维修，为快速解决问题提供了保障。
二、加强学习培训工作
对于西部地区的教师来说，班级多媒体教学系统是一场教育技术的革命。由于很多教师已经习惯了传统的教学模式，习惯了一间教室和一位教师板书、讲授的方式，突然面对多媒体教学系统会感到茫然。刚安装的时候，教师们感到新奇、兴奋，同时对它又有些畏惧。为了提高教师应用班级多媒体教学系统的积极性，克服畏难情绪，我校积极加强校本培训工作，有计划、分层次地提高教师对系统的驾驭能力。培养班级多媒体教学系统日常应用维护的骨干教师，确保所有学科教师都能正确熟练地使用设备。
1.系统设备操作方法培训指导
每学期，信息技术中心组都要制订校本培训计划，整理完善校本培训材料，认真开展有针对性、分层次的培训活动，把校本培训活动纳入学期工作计划，有计划、有实施、有考核，努力营造学用教育技术、提高教学效果的良好氛围。
在系统运用之初，我校与邛崃市教育局电教站联系，聘请了设备安装公司技术人员对全体教师进行了设备操作方法的培训指导，使教师掌握了操作要领和方法，克服了畏难的心理，为系统的日常使用扫除了障碍。
在设备的前期使用过程中，系统出现故障的频率较高，常见的有：系统突然断电、话筒出现串音、音箱没有声音等。通过调查我们发现，这些故障大多是由于不当操作造成的。为此，我们利用教师会，或专门召开教育技术装备管理应用培训会，或到班个别指导，对全体教师和班级协管员进行技术指导，逐步使所有设备操作使用人员掌握操作要领和方法。对于“系统突然断电”现象，通过了解，是由于在关机时没有关闭中央控制系统主机电源，第二次开机时，由于负荷较大，导致外接电源空气开关掉闸所致；而话筒出现串音，造成邻近教室相互讲话干扰的现象，多是因为教师在使用话筒时，没有预先对音响进行对频所致。经过培训指导后，这些现象基本没有再出现了。
2.电子白板教学应用培训
针对教师们普遍感到电子白板应用难的问题，我们聘请了相关企业的专业人员到校为全体教师进行培训（如图2、图3所示）。为了更新教师的教学观念，适应教育现代化发展的趋势，我们还聘请了成都市知名教育专家和优秀教师为我校教师上电子白板的应用示范课。在活动中，教师和专家、名师积极互动，极大地提高了应用热情和信心。
结合我校每学期开展的教研月活动，信息技术中心组负责对相关教师进行设备操作及电子白板教学应用指导培训，使一大批中青年教师成长起来，成为学校教育技术骨干。
三、加强教学应用工作
为了充分发挥班级多媒体教学系统在教育教学中的促进作用，提高课堂教学效益，学校充分发挥学科教研组的作用，由骨干教师引领，积极开展应用教研活动，通过上示范课，带动全组教师积极投入到教学应用中去，切实发挥多媒体教学环境的各种优势（如图4、图5所示）。
开始阶段，着力解决教师因怕麻烦不愿意使用和因对系统不熟悉抵触使用的问题，让教师从一个现成的课件、一小段视频的使用开始，逐渐形成使用习惯。学校采取措施提高设备使用率，做好系统使用记录，包括使用时间、课程、使用者、使用效果等，加强常规督查，把班级多媒体的应用纳入日常教学管理范畴。
多媒体教学系统范文4
关键词:CAI;B/S;C/S;多媒体教学
从20世纪末到21世纪初，多媒体技术蓬勃发展，应用已遍及人类活动的方方面面，对人类的生产和生活产生了巨大的影响。多媒体具有声形并茂，视听会一的特点，能提供最形象的仿真模式，对提高教学质量和效率起到了前所未有的作用，引起了对传统教学模式和教学方法的转变。多媒体教学对于当代教学活动具有重大意义。
一、计算机教学系统按其体系结构的分类
由于计算机和网络通讯技术的飞速发展，以计算机为核心的多媒体辅助教学也在发展。而能否实现知识的共享又是衡量一个教学系统的重要指标，教学系统的网络化就显得极其重要。计算机教学系统按体系结构可大致分为三类:单机教学系统、C/S结构教学系统，B/S结构教学系统。
(一)单机教学系统
单机的教学系统是上世纪80年代CAI(计算机辅助教学)刚刚兴起的时候发展起来的，它是将多媒体素材通过一系列手段做成固定的课件存放在介质或计算机中，然后应用于教学。较为著名的课件工具如Authorware，PowerPoint，3D等。单机系统的缺点就是共享性差，很难适应教学网络化的要求。但因为单机的教学系统是本地运行的，可以满足大容量的存储，如DVD，3D动画等，所以目前仍然在广泛应用。
(二)C/S结构的教学系统
C/S结构的教学系统兴起于上世纪90年代网络教室、校园网等局域网络的发展。C/S (Client/Server)结构，即大家熟知的客户机和服务器结构，在形式上属于两层结构。通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销，在共享性方面较单机的系统有很大提高，把课件中常用的、经常调用的知识性内容放在客户端，服务器端只保存与客户端相关的接口模块和教学方法、教授艺术等内容，以便在客户端接口程序的配合下，提供一个群体协作化的学习环境，以达到良好的教学效果。C/S结构的教学系统是网络通讯技术与多媒体教学的结合。但C/S架构需要高昂的维护成本且投资大。网络管理工作人员既要对服务器维护管理，又要对客户端维护和管理，这需要高昂的投资和复杂的技术支持，维护成本很高，维护任务量大，很难适应百台电脑以上局域网教学同时使用。C/S结构的软件还需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件，由于教学内容的更新十分快，代价高和低效率已经不适应实际教学需要。
(三)B/S结构的教学系统
B/S结构的教学系统兴起于上世纪末Internet技术的发展。B/S(Browser/Server)结构，即浏览器和服务器结构。它是对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现，主要事务逻辑在服务器端(Server)实现，server端访问数据库，形成所谓三层3-tier结构。B/S结构使用的http协议，就是针对超级文本的，而超级文本自身就带着多媒体的韵味。如今WEB技术的日益成熟，B/S结构浮出水面并呈现逐渐取代C/S的形势，使得教学软件系统的网络体系结构跨入一个新阶段。
二、B/S结构教学系统的优缺点
B/S结构有很多优势，第一，它网络适应性好，只要web应用一经，就能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式(比如LAN， WAN， Internet/Intranet等)使用教学系统，实现最大的资源共享。第二，它兼容性好，能跨平台使用，无论什么操作系统，只要有浏览器，能上网，就可以很容易实现对教学系统的访问，无需安装庞大的客户端软件。第三，它成本相对较小，简化了客户端，减轻了系统维护的成本和工作量，它是一次性到位的开发，只需要对服务端进行开发维护，降低了开发的总体成本。第四，它操作简单，易于识别。今天所有电脑的浏览器界面，不仅直观和易于使用，更主要的是基于浏览器平台的任何应用软件其风格都是一样的，对学习者操作培训的要求不高。
经过一个时期的应用，B/S体系结构的教学系统也暴露出了许多不足地方。首先，由于浏览器只是为了进行WEB浏览而设计的，当其应用于WEB应用系统时，许多功能不能实现或实现起来比较困难。在多媒体教学中，进行大量声音图像交互都是比较困难和不便的，运行复杂的应用构造困难，相对于发展已非常成熟的C/S结构的开发体系来说，有很多限制。其次，HTTP可靠性低有可能造成应用故障，非凡是对于管理者来说，采用浏览器方式进行系统的维护是非常不安全与不方便的。再次，WEB服务器同时要处理与客户请求以及与数据库的连接，而教学活动并发的访问较多，当访问量大时，服务器端负载过重。WEB服务器成为对数据库的唯一的客户端，所有对数据库的连接都通过该服务器实现，一旦服务器崩溃后果不堪设想。
三、相关技术的研发使B/S结构教学系统锦上添花
但B/S模式的新奇与流行，和在某些方面相对于C/S的巨大改进，也使人们忽略了B/S不足的一面，纷纷投入B/S结构体系的研发。ActiveX是由微软公司开发的用于INTERNET的一种对象链接与嵌入技术。对于基于WEB的应用而言，ActiveX提供了使组件嵌入到WEB页面以扩展交互功能的应用机制。客户端控件是面向用户的，以可视化的图形视频或文字界面、或者音频形式在浏览器上出现。但它可能并不是浏览器的组成部分。这些控件原先是放在服务器上的。当浏览器发出请求时，WEB服务器回传页面，由浏览器负责解释。在解释过程中，若发现页面中要求调用ActiveX控件时，则提示由浏览器自动到所在的服务器上的路径上去下载并且自动完成在本地的安装注册，使该控件成为本地资源，供今后使用，这就是所谓“一次下载，永久使用”。客户端控件一旦在本地安装完毕，就等价于一个可执行的应用程序，它能访问使用本地的资源，也能进行远程访问。类似于在B/S结构中加入了一个小客户端端的C/S结果，如此处理，可充分发挥B/S结构在安全性、保密性和响应速度等方面的优点。同时，Sun公司的Java多媒体嵌入技术也给B/S结构锦上添花，Java的跨平台特性弥补了ActiveX只运行在windows操作系统下的不足。
多媒体教学系统范文5
关键词：网络教学 建构主义 宽带IP网 计算机教育 教育技术
自二十世纪八十年代以来，为了迎接信息化社会对教育提出的种种挑战，国内外的学者作了许多探索，从CAI、ICAI、卫星电视、多媒体到教育网络，努力运用各种最新的信息技术手段来优化教育与教学过程，并且取得了显著的成效。到了九十年代，随着计算机网络技术和教育、教学理论的发展，计算机教育从传统的计算机辅助教学（CAI）向着网络教学（NI）发展。这主要表现为，多媒体化与网络化（指基于Internet 的教育应用迅速发展）的结合日益紧密；认知主义和建构主义在教学理论中日益得到重视。前者使教学条件、教学环境大为改观，后者使教师从传统的知识授予者转变为学习的促进者，学生不再是被动的知识接受者而是知识的主动建构者，媒体则由原来的简单的辅助工具向复杂的教学环境转变。因此，网络教学是现代教育技术理论研究的重点课题之一，也是现代教育技术的重要组成部分。
网络教学的概念和理论基础
网络教学（NI-Network Instruction）是以计算机网络作为传输教学信息的载体，将计算机网络技术与多媒体技术以及现代化教学设备相结合，使学习者从知识的被动接受者转为知识的主动建构者，使教学管理更为简便、科学的一种新型的教育技术。它改变了传统教师课堂授课的线性教学模式，而转变为学习者突破时间和空间限制的非线性自主学习模式。
网络教学是计算机网络技术在教育学中的应用，它是基于计算机科学、教育学、心理学、行为科学等多学科而发展起来的一门新兴技术。它日益受到重视的原因，除了技术和教学资源的支持之外，更重要的是现代教育、教学理论的发展为其提供了全面的指导。
1、建构主义学习理论
二十世纪计算机教育应用的理论基础曾有过三次大的演变。图1是计算机教育应用的三大发展阶段。
行为主义学习理论强调教育就是要不断地对学生进行“刺激”，强化记忆，大部份CAI课件都是基于第一代行为主义学习理论而开发的。认知主义学习理论要求CAI课件作为一种辅助媒体，让学生自己选择学习的对象和内容，着重于引导学生内部心理结构、知识结构由“不平衡”向“平衡”的转变。由于加入了计算机多媒体技术，华丽的界面，加上播放课堂录像式的AVI文件，以及简单的跳转、链接是这类课件的共同特征。典型的有计算机学习软件“开天辟地”和“万事无忧”等。
建构主义学习理论强调以学生为中心。它不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，而且要求教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。这就意味着教师应当在教学过程中采用全新的教学模式、全新的教学方法和全新的教学设计思想，因而必然要对传统的教学理论、教学观念提出挑战，从而在形成新一代学习理论——建构主义学习理论的同时，逐步形成与建构主义学习理论、学习环境相适应的新一代教学模式、教学方法和教学设计思想。
网络教学正是基于建构主义学习理论而产生的。计算机网络为学习者提供了良好的建构学习环境，主要包括丰富的学习资源、信息检索与查询工具、各种通信工具等，支持学习者独立或合作获取知识。在网络教学的环境中，教师根据教学目标，确定问题的种类，然后利用网络技术中的信息检索与查询等工具，确立达到目标的最佳学习环境，促进学生进行建构学习。学习者则可以根据自己的实际情况建构知识，完成学习任务。
2、合作学习理论
合作学习理论强调在师生真诚的合作中实现目的与手段、教学与教育、教学与发展的深刻的一致性。学生在网络教学环境中，可以通过计算机的信息网络系统快速、准确地查阅有关的知识，在Internet和Intranet中，学生还可以通过BBS、Chat Room、E-mail、ICQ等计算机网络功能进行交流，学习者可以选择性地对某一问题展开讨论、协商、会话，每个人根据自己对问题的看法与解决方案发表意见，实现学习者之间的信息交流，同时培养学习者的社交能力与创造能力。
3、个别化学习理论
个别化学习理论是以个体各自特点为出发点，以发展个性为目标，以服务社会为归宿，以适应个人需要为原则，以学生自我管理和自主学习为活动方式的教学。从教学活动本身看，个别化教学包括两方面：第一，在个别化教学中，教学活动让位与学习活动，教学从学习者本人出发，把教学的对象变成自我教育的主体，受教育的人成为自我教育的人；第二，学习者成为教育与教学活动的中心，随着个体的发展允许他有的自由越来越大，并且学习者决定其学习内容、学习方式以及学习时间与地点、教学内容与方法。网络教学中的电子阅览室就是个别化学习理论的最好体现，它为学习者提供了种类繁多、数量庞大的知识信息，既有面向教学需要的系统教学内容，又有扩大学习者知识面的各种学习资源。学习者可以根据自己的能力、水平、爱好，选择所需要的知识内容，明显适合于个别化自主学习。自学能力强的学习者可以从中获取个人所需的大量信息，自学能力差的学习者可以根据自己的实际情况适当的选择学习内容，循序渐进地学习知识。因此，在目标明确的条件下，学习者可以自己找到问题的答案，问题解决的过程就是自学能力锻炼成长的过程。
随着计算机网络技术和教育、教学理论的发展，教学不再是教师简单地课堂讲授，而是通过网络教学实现教师、学生之间的相互合作、相互促进的关系。网络教学系统平台是网络教学得以实现的关键所在，设计一个好的网络教学系统平台是网络教学成功与否的基础。
网络教学系统平台的设计
网络教学是一种新兴的教育技术，也是一种全新的教学模式，它可以完全按照个人的需要进行，不论是教学内容、教学时间、教学方式甚至指导教师都可以按照学习者自己的意愿或需要进行选择。由于在这种教学模式下，能为学习者提供图文音像并茂的、丰富多采的交互式人机界面，能为学习者提供符合人类联想思维与联想记忆特点的、按超文本结构组织的大规模知识库与信息库，因而很易于激发学习者的学习兴趣，并为学习者实现探索式、发现式学习创造有利条件。从而有可能在这种教学模式下，真正达到让学习者主动建构知识的意义、实现自己获取知识自我更新甚至创造新知识的理想目标。
1、网络教学系统的组成结构
根据建构主义学习理论、合作学习理论、个别化学习理论，网络教学系统的设计应考虑可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性，既保留传统的教师授课模式，又可以进行个别化学习，以及合作学习，还可以将“个别化”与“合作”二者结合起来。这就要求网络教学系统应具备Internet接入、网络化多媒体教室子系统、音视频子系统、信息数据库子系统、教学资源网站子系统、电子阅览室子系统、课件制作子系统、教学管理子系统、Internet远程教育子系统以及BBS、E-Mail、Chat-Room、ICQ等子系统。图2是网络教学系统结构示意图。
2、分层的网络教学系统
经过对网络教学系统的研究与实践，网络教学系统可以分为四层：即网络层、软件层、资源层、应用层。图3是分层网络教学系统示意图。
网络层(NetworkLayer)是网络教学系统的基础。由于音视频是网络教学不可缺少的教学手段，而MPEG1格式提供VCD质量的画质，带宽为200Kbps~1.5Mbps，MPEG2则提供广播级的DVD质量图像，带宽为1.5Mbps~15Mbps，同时，为满足网络信息资源的查询以及远程教育，与互联网相连也是必不可少的，因此，只有宽带IP网才能满足网络教学的需要，这也适应当代网络发展的方向。
软件层(Software Layer)是网络教学的手段和桥梁。通过聊天室、电子邮件和电子论坛等，可以实现教师与学生、学生与学生、教师与教师之间跨时间、跨空间的交流，使用音视频点播、音视频实时转播可以取代传统的广播式电视教学和非网络多媒体教学模式，同时它增加了学习者学习的随时性和现场感。基于BROWSER/SERVER模式是网络教学软件开发的基本模式。
资源层(Source Layer)是网络教学实现的关键。所有的教学内容都集中在资源层。各教学资源网站、信息资源数据库为学习者提供了广泛的学习资源，同时也为教师提供教学资源。教学资源网站包含各种教师和学生所需要的教学内容，教师的教案以及课程辅导内容均存放在网站内；信息资源数据库包含各种光盘数据库、图书资料信息以及试题库等；教学管理不仅包含所有教师和学生的个人信息、课程设置以及课表等，还是整个网络教学系统运行的中枢。
应用层(Application Layer)是网络教学实施的场所。教师可以通过网络化多媒体教室形象、生动地传授知识，学生也可以通过电子阅览室查询和访问分布在世界各地的各种信息，跨时间、跨空间地与学生或教师进行咨询、辅导、讨论和交流，和教师或其他学习者共享或共同操纵某个软件或文档资料的内容，也可以自己选择所需要的知识，完成自主对知识的建构，培养自己的社交能力。由于采用宽带IP网，真正意义上的远程教育也就变得不再遥远。
3、网络教学的实践
基于分层的网络教学系统模型，我校网络中心经过系统设计，系统建设，功能模块开发，功能组合，试验运行等发展阶段，初步在我校建立起了新型的网络教学系统，并在教学区和家属区全面建立了以光缆为骨干的宽带IP网络，保证教师、学生方便有效地在网上备课、制作网络化教学课件以及自主学习。我校研制和实施的网络教学系统与传统的广播式电视教学及非网络多媒体教学相比，具有以下特点：
·基于统一的浏览器(Web) 使用模式，降低了使用难度，便于教师和学生普遍掌握使用。
·基于网络的教学系统信息传播模式多样、灵活。 视频点播、音频点播、网络动画以及音、视频实时转播等技术代替了传统电视广播教学中的录像、录音等材料的使用。
·可以提供适合互联网的交互式超文本课件。使教材、教案结构立体化，非线性化。
·可以提供交互式的电子公告板、电子留言板、电子邮件、课件下载等多种教学交互手段。并将这些材料的使用由单向改变为双向可交互式使用。
·突破了时间和空间的限制。改变了远程教学的模式，学生在网上的学习可以不受时间和和空间的限制，同时由于可以使用交互功能，为远程解答问题、辅导、交流、讨论等创造了条件，还可以简单方便地利用广域网中的教学资源，共享全球各地的各种知识和信息资源。
·对课堂教学模式产生了重大影响。网络化多媒体教室的使用效果特别明显，受到校内外的重视，目前出现供不应求的局面，同时，电子阅览室的使用率也相当高。
结束语
网络教学解决了原来教育技术存在的瓶颈和限制。教师可以在计算机网络环境下，不受时间和空间的限制，在广阔的网络空间中编辑、制作、存储和使用教学材料，利用新型教学设备展示网络上的教学材料，更有效地进行课堂教学和课后辅导，高效率的进行教学活动。学员可以在网络环境下，突破时间和空间的限制，充分利用多种手段自主地获取知识。教学管理部门也可以通过网络更加有效地检查和管理教学。
由于网络教学是一种新兴的教育技术，目前存在的主要问题是软件平台设计中的动态性与复杂性，如何把各种网络软件集成在一起，并与理想的教学模式相结合，有待于教育工作者的进一步研究。
随着网络化教学系统的实施和发展，教育模式、教育结构和教学管理体系必将进入一个崭新的阶段。
参考文献
1. 黄济，王策三. 现代教育论. 人民教育出版社 1996，3
2. 刘儒德. 论有关计算机辅助教学效果的研究. 心理学报 Vol.30 No.1 Jan.，1998
多媒体教学系统范文6
【关键词】远程教学系统;IP网络;卫星通信
构建科学、完善的远程教学系统是开展远程教育最重要的基础环节之一。远程教学系统的构建应该根据实际的教学内容以及教学目标来确定系统设计方案。远程教学系统的设计首先应该以实现其基础功能为前提，再根据教学实现的环境来对系统功能进行细化，以此来构建一个高效、便捷、安全、灵活的网络多媒体远程教学系统。目前，虽然我国的通信网络建设的整体水平已经有了比较大的提升，但是，由于地区经济发展水平的差异，使得不同地区的网络通信建设水平存在比较大的差异。因此，如何克服这一差异，加强多媒体远程教学系统的设计与应用成为一个关键问题。
一、多媒体远程教学系统的建设需求分析
教育教学与多媒体和互联网技术的融合是现代教育的一个重要发展方向，远程教育正是这一融合趋势的重要发展产物。开展远程教育，有助于打破教育教学的空间限制，实现教育资源的大范围共享，不仅能够实现在校内教学的传递，也能够通过远程教学通信系统实现校内与校外教学授课的传递和教学沟通，实现立体化的远程交互教学。多媒体远程教学系统的构建，是开展远程教育的重要基础条件之一。
二、多媒体远程教学系统设计方案分析
根据各个学校的教学管理目标以及开展远程教学的需要，在对我国网络通信状况进行详细了解的基础上，积极利用各种网络通信技术设计出相应的远程教学系统方案。笔者根据自身的经验，重点阐述了基于IP通信网络与基于卫星通信网络构建而成的远程教学系统。基于IP网络通信技术构建的远程教学系统能够联结校外的学习中心，并且保持较好的通信信号质量，起到丰富教学功能的目的。而基于卫星通信技术构建起来的远程教学系统则具有覆盖范围广的优势。
（一）基于IP网络通信技术构建的远程教学系统设计方案
此设计方案主要是通过IP通信网络以及H.323标准视频会议系统来实现的。通过视频会议系统，连接IP通信来将教师的现场授课的图像、声音等实时传输到IP通信网络另一端的授课的终端系统上，并且实现主讲授课现场与各分会场视讯终端的影音多向交互。这种方案能够实现单播和组播两种远程教学模式，单播能够让系统另外一端的学生更好地参与进教学之中。而组播则能够保证数据通讯传播的质量，但是它的交互性比不上单播。
（二）基于卫星通信网络技术构建的远程教学系统设计方案
基于IP网络通信构建的远程教学系统已经能够承载比较完善的远程教学功能，但是，这种远程系统的构建对通信网络的要求非常高，在一些网络通信状况并不十分理想的偏远地区，此种远程教学系统不能很好地发挥其应有的效果。而利用卫星通信技术则能够有效克服网络通信传输不稳的问题，能够实现远程教学的大范围实施交互，尤其是在远程教学的接收点数多且分散的状况下，通过卫星通信技术能够有效实现远程教学的目标。该方案重点就是要充分运用卫星通信技术与DirecPC技术将卫星通信网络与国际互联网联结起来，使服务器能够实现对卫星接收站同时发送连续的数据流，如此一来，就能够保证教学信息的同步传输。同时，结合卫星同喜的流媒体组播技术以及地面服务器的数据流网络回传，能够实现远程教学的双向传输，构建交互式的实时传输远程教学环境。
三、多媒体远程教学系统的应用
（一）基于IP网络通信的远程教学系统的应用实现
1.系统组成部分
基于IP网络通信的远程教学系统主要由通信传输网络、视频会议中心、多媒体教学系统这三部分构成。
（1）通信传输网络
远程教学系统的应用需要依靠运营商提供的通信线路来进行构建，主要是为了保证通信网络的带宽以及传输网络服务的顺利运营。系统的主网络是通过在中心节点上配置的Cisco7240的路由器来将局域网与视频会议中心的MCU服务器、视频会议系统服务器等连接起来。而在教学中心系统用较高的带宽接入，连接系统的录制、点播等服务终端设备。连接校外教学中心的网络则是通过一Cisco2620的路由器与网内的中心节点进行连接，带宽在2M左右。在各个节点上开放支持多媒体多点通信等功能。
（2）视频会议中心
视频会议中心的终端所使用Vcon公司的视频终端设备，主播教室配备Media Connect8003型号的视频终端设备，在接收方则配备Media Connect8001型号的视频终端设备。而在网内的中心节点则应该配置Media Center中心控制服务器、GateKeeper和相应的管理服务器设备，并且允许不同速率的视频会议终端接入同一个会议。
（3）多媒体教学系统
构建多媒体教学系统的主播教室，给主播教室配备Media Connect8003型号的视频终端设备，并且配置基本的电子白板、投影仪、摄像机、投影屏幕、录像机、麦克风、功放音响、调音台等多媒体教学辅助设备。
2.多媒体远程系统功能的应用实现
基于IP网络通信技术构建的多媒体远程教学系统利用IP网络实现了远程异地教学的交互传输活动。利用电子白班、投影机、摄录机等设备将主播教室里的教学过程通过IP网络通信传送到系统另一端的接收教室。交互式的远程教学系统也能够使在远端的学生通过系统对主播教室的教师进行提问，实现双方的教学互动，这种教学模式打破了空间限制，实现了异地的双向交互教学交流，它可以算作是一种传统面对面教学的升级版。
（二）基于卫星通信的远程教学系统的应用实现
1.系统组成部分
基于卫星通信的远程教学系统主要由主教学中心、卫星中上行站、校外学习中心这三部分构成。
（1）教学中心
教学中心是基于卫星通信技术构建的多媒体远程教学系统非常重要的一部分，它主要配备一些常规的远程教学系统设备，包括相关的网络传输设备、卫星网络地面接收专线设备、计算机系统、音视频辅助设备等。卫星网络地面专线设备主要是负责将多媒体数据流发送到卫星上行站，并且将一些多媒体控制信息传回到控制中心。
（2）卫星上行站
卫星上行站主要负责多媒体数据流的上行传输以及用户的信息回传接口，它是远程教学系统传输网络的关键。通过配置各种服务功能模块以及管理控制服务器，以此来保持多媒体流通信服务的顺利运行。将各类教学资源以及教学信息通过卫星专线或者互联网络上传到卫星上行站，并且通过各类服务功能模块和管理服务器传送到卫星上，通过卫星传输实现远程教学的大范围覆盖。
（3）校外学习中心
将多媒体流通过卫星传送到用户终端是远程教学过程的最后一部分。它主要是将计算机连接上USB插口的Direce PC卡。通过卫星天线以及Direce PC来接收卫星上行站的广播传输内容。将远端的接收教室配置连接系统的计算机系统，并且通过连接大的投影屏幕来将远端教师的授课内容实时传送给学生。卫星传输数据的速率一般在64K-24Mbps左右，具体的传输速率根据远程教学的传输内容来定。还可以根据教学的内容划分为多个卫星传输频道，实现远程教学的分类管理。如果需要进行远程交互教学，则可以通过调制解调器进行拨号连接，通过卫星进行信息的同步传输。
2.多媒体系统功能的应用实现
基于卫星通信构建的多媒体远程教学系统能够很好地在主教学中心生成实时的多媒体音视频流，并且通过地面的卫星传输专线将多媒体流传输到卫星上行站，然后传送到卫星，最后通过卫星广播传送到全国各地。而远程教学系统的校外学习中国心可以通过安装的各类卫星数据接收设备来接收各类数据流信号。此外，远程教学的远端用户也可以通过调制解调器或者互联网的拨号上网的方式来进行多媒体数据流的回传，实现稳定的异地远程教学的交互传播。
参考文献
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