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實時雙向交互式遠程教學系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
畢業(yè)論文網(wǎng) 2009/7/11
摘要：遠程教學是網(wǎng)絡教育的重要組成部分，實時雙向交互式遠程教學系統(tǒng)能為遠程教育提供一個符合信息化教育規(guī)律的真正高效的現(xiàn)代化教學手段。文章闡述了系統(tǒng)設計的理論依據(jù)，對該系統(tǒng)進行了設計和實現(xiàn)。
關鍵詞：遠程教學；系統(tǒng)；設計
一、引言
傳統(tǒng)的教學模式在目前的教育教學體系中仍然占據(jù)著重要的地位，但其仍存在著一些局限性。遠程教育利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)教學方式在空間層面上的跨地域性，可以利用網(wǎng)絡進行實時交互，更可以通過把優(yōu)秀的教育資源置于網(wǎng)絡服務器上，達到資源共享。遠程教育是網(wǎng)絡教育的重要組成部分，所謂實時雙向交互式遠程教學，就是利用計算機網(wǎng)絡通信技術和多媒體技術，以網(wǎng)絡作為載體，進行教學工作，克服地理區(qū)域和時間上的限制，使任何地方的用戶都能夠通過網(wǎng)絡進行學習，使師生雙方能進行實時的、雙向交互的教與學的活動。
二、系統(tǒng)設計的理論依據(jù)
（一）設計的理論基礎
隨著Internet技術的普及，遠程教育正經(jīng)歷由“遠”到“近”的轉變過程。雖然物理距離仍然存在，然而學生之間的實際學習“空間”更近了。網(wǎng)絡教學可以傳統(tǒng)教室里獲得更好的交互性，不僅如此，Internet和WWW的應用和推廣，還使得遠程教育從行為注意學習理論逐漸向建構注意學習理論轉變。由皮亞杰（J.Piaget）提出的建構主義（Constructivism）學習理論認為：知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。
通過Internet進行遠程教學，在教學上不受時間和地點的限制，教師和學生可以在適合自己的時間、地點上網(wǎng)，能夠提供給教師與學生之間、學生與學生之間通過網(wǎng)絡進行實時的交互。因此，基于Internet的遠程教學更能為學習者提供一個建構主義的學習環(huán)境，充分體現(xiàn)學生的首創(chuàng)精神，學生有更多的機會在不同的情境下去運用他們所學的知識，而且學生能根據(jù)自身行動的反饋信息來形成對客觀事物的認識和解決實際問題的方案。
（二）系統(tǒng)的設計原則
系統(tǒng)的設計目標是在最大程度上滿足實時雙向交互式遠程教學活動的需要，在Internet上實現(xiàn)教學活動的各個環(huán)節(jié)。系統(tǒng)的基本設計原則有：交互性、開放性、實用性、可擴展性、安全性等。
遠程教學的方式是多樣化的，信息的交流具有實時性和異步性，比如可以利用流媒體技術把事先錄制好的課堂教學視音頻信息或事先制作好的多媒體教材，通過網(wǎng)絡供學生隨時點播學習，這是遠程教學方式的異步性體現(xiàn)。遠程教學的重點在于教學活動的實時互動性上，而雙向實時交互式又是當前采用的先進方式，如數(shù)字化的會議電視或視頻會議技術，利用視音頻交互、文字交互、白板及圖片圖形等共享，可以讓參與到遠程教學的師生就像傳統(tǒng)的課堂上那樣進行實時的互動交流，這也比使用BBS、E－mail、留言板要便捷得多。
系統(tǒng)既要根據(jù)國內的網(wǎng)絡環(huán)境適用不同的帶寬，同時也要適應國內信息化教育的總體水平。遠程教學系統(tǒng)在結合網(wǎng)絡教室中實用的、優(yōu)秀的功能基礎上，應增加大量易操作、實用的功能，如同步瀏覽課件、網(wǎng)頁功能等。系統(tǒng)既要考慮信息資源的充分共享，更應注意信息的保護和隔離，如系統(tǒng)安全機制、數(shù)據(jù)存取的權限控制等。
三、系統(tǒng)功能設計
要形成基于Internet實時雙向交互式遠程教學系統(tǒng)，學生和教師擁有一臺計算機便可以通過軟件進行遠距離教學活動，實現(xiàn)實時互動。系統(tǒng)的功能主要分為課件教學功能和交互教學功能。
（一）課件教學功能
1、課件列表。教師可將所需的圖片、各種office文檔、網(wǎng)頁課件等多媒體資源裝入課件列表，在上課時實現(xiàn)主控式的同步瀏覽。
2、課件同步。系統(tǒng)能將課件自動壓縮上傳服務器，教師和學生可以同步以網(wǎng)頁的方式瀏覽。此外，系統(tǒng)也可以讓學生自動下載課件到本地，教師與學生同步瀏覽時，直接打開本地文件，不用訪問，這樣可以提高課件訪問速度，節(jié)省網(wǎng)絡帶寬。
3、錄制播放。教師和學生都能根據(jù)自己的需要進行現(xiàn)場課程制作，教師端還支持已錄制的課件再次廣播。教師可以允許或禁止學生錄制課件。
（二）交互教學功能
在這樣的系統(tǒng)中，學生可以進行學習、考試、討論等，學生和教師之間可以傳輸圖像、文字、圖形、聲音等各種信息。系統(tǒng)的主要功能包括：視音頻交互、文字交互、白板交互、文件交互等。
1、視音頻交互系統(tǒng)。本系統(tǒng)的用戶截面最多可以同時顯示八路視頻端，用戶可以根據(jù)自己的需要隨時對需要顯示的界面進行切換；教師可以將授課內容及教學情景實時的傳送到網(wǎng)絡教室中去，或者也可以播放某個學生的視頻；在教師廣播自己視頻時，也可以監(jiān)視（未完，下一頁）
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