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利用远程答疑系统促进中小学教师的学习
作者：李 敏 王 聪
来源：《中国教育信息化·基础教育》2008年第02期
摘要：利用网络条件有效组织学习信息，提供研究型、开放性的学习环境，是当前网络教育研究的重点。实时远程答疑是开放学习环境的重要组成部分，它集实时视频、实时语音、教学辅助工具为一体，有效地实现网络教学和远程辅导答疑。本文详细设计了实时远程答疑系统的方案，为中小学教师利用网络学习提供了全方位的平台支持。 关键词：远程答疑；捕获回放；编码解码；组播；媒体同步
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1673-8454(2008)04-0062-03
随着多媒体技术、网络技术迅猛发展，中小学教师也利用网络学习提高教学水平。在网络学习过程中，最基本的要求是将信息传递给学习者，并有效地组合起来，以达到更好的教学效果。在这里需要传递的信息可能是多元的，包括各种类型的数据，如视频、音频、文本、图片等。如何利用网络条件将这些学习信息有效组织起来，提供研究型、开放性的学习环境，是当前网络教育研究的重点。
远程答疑系统基于流媒体技术，集实时视频、实时语音、教学辅助工具为一体，通过网络实现教师在线学习时异地之间的信息共享和交流，完成交互、协作学习、实时答疑和教学管理等功能，为网络学习提供全方位的软件支持服务。系统模拟面对面的教学环境，授课的方法基本与传统方法相同，只不过面对的是摄像头、计算机和电子白板，通过网络把讲课或辅导的各类信息传送出去；学习者通过计算机和网络就可以参加远程学习，与教师和同学展开交流，共享网络学习经验。系统在网络环境下实现教师与学生、学生与学生之间的实时信息交互，为教与学之间搭建起虚拟的课堂环境，使身处不同时间、不同地点的人们参与学习，共同完成知识的建构。
一、远程答疑系统的功能
1.界面布局
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远程答疑系统用户界面由用户信息控制、视音频显示、信息共享和文字交流四部分组成，如图1所示。系统设计可同时显示16路视音频信号。为了说明整体界面布局，这里只截取4路视音频情况加以说明。 ⑴ 用户信息控制区
用户信息控制区显示当前课堂名称、在线教师和学生姓名、成员状态等信息，实现角色的分配、权限的控制等功能。 ⑵ 视音频显示区
视音频显示区主要显示当前在线教师和学生的视频窗口和发言人的声音音量波动情况。 ⑶ 信息共享区
信息共享区主要显示教师和学生的共享教学信息，实现教学过程中电子白板书写、文档教案共享、网页协同浏览等功能。 ⑷ 文字交流区
文字交流区实现教师与学生、学生与学生的文字交流功能。 2.远程答疑系统的主要功能
远程答疑系统能够实现交互式教学、网络答疑和广播式教学等功能。 ⑴ 交互式教学功能
系统可同时显示16个视频窗口，支持教师与学生、学生与学生视音频共享交流，完成视音频教学功能。 ⑵ 网络答疑功能
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答疑者拥有音频优先权。此外，每一时刻有且只有一个发言人，即拥有对音频通信信道的占有权。
⑶ 广播式教学功能
课堂的视频共享首先是教师影像的广播式共享，除共享教师的视频外，还可以共享其他15个学生的视频，并可轮流播放所有人的视频。
二、远程答疑系统总体方案
1.远程答疑系统结构
远程答疑系统结构如图2所示。系统运行时，由计算机终端将视音频编码信息上传至服务器后，服务器以组播的模式在整个学习组内进行分发。在此过程中，服务器主要完成学习课堂组的开设与建立、角色权限的分配与收回等基本控制工作，而教师和学生终端则完成网络状况判断、传输质量控制、声音混合和同步处理等任务。 2.开发运行环境
远程答疑系统选择B/S架构，简单易用，学习者无论在什么地方，打开IE浏览器便可开展实时授课、辅导、答疑或协作式教学活动。同时选用SQL Server数据库作为数据的存储核心，对上网人员进行管理和控制，大大提高了系统的安全性和实用性。服务器端搭建Web Server，实现与客户端的会话， Web Server选用IIS平台，建设的投入少，效益高。客户端采用Windows 2000/2003 server操作系统，通过运行IE等浏览器软件访问服务器，可以方便实现系统的管理、客户端应用程序的下载和安装，以及相互之间的交互和通信。
三、视音频媒体的设计