基于WEB的通用网络多媒体学习平台设计与技术解决方案探讨.doc

1、基于WEB的通用网络多媒体学习平台设计与技术解决方案探讨摘要：网络多媒体学习环境的建设是当前网络多媒体教学软件开发的主要方向之一。如何构造一高效的、高实时性、交互性的网络学习环境，以提高教育教学质量，扩大教育范围，一直是信息时代教育工作者追求的目标。本文结合作者参与设计开发基于web的通用网络多媒体学习平台的实践，就网络通用多媒体学习环境构建的设计模式、总体结构及系统技术方案进行初步的探讨。关键词：网络多媒体技术 B/S三层结构 网络学习平台中图分类号：G434一、前言网络多媒体技术是现代教学技术领域中新崛起的前沿技术，随着它的飞速发展，探讨如何实现网络教育信息与教育资源的交流共享，扩大教育教

2、学的范围，实现教育教学的最优化已成为现代教育教学发展的研究方向。而构建交互式网络教学与学习环境就成为解决方案之一，利用现代网络技术、网络多媒体技术与现代学习理论相结合，通过构建交互式网络教学学习环境，来实现现有各种分散的教育教学资源充分共享，以有效实施个性化教育及实现教学双方之间的充分沟通交流，使传统模式下的封闭或半封闭的课堂教学环境变成一个充满交互与交流的网络虚拟学习社区。从目前多媒体网络教学系统技术实现的形式和方法来看，大致可分为两种学习模式。一种是以视频会议系统为主的在线式网络教学，它是通过控制与传输基于视音频的教育教学信息，将在空间上分离的教师和学生联结在一起，进行实时的、可视的交互式

3、教学。从整个教学过程来看，它仍是基于课堂教学的思想，仍坚持以教师为主的原则，只是突破时空限制，将传统的课堂范围进行扩大，使学生在课程的选择与学习进度控制方面有较大的灵活性，如现在市场上大量出现的视频点播系统等，都属于这种类型，它可以说是一种纯技术性的传统课堂教学的翻版，突出教育信息的共享，但在学习理论方面并没有任何新的突破；另一种是基于Web技术的完全自主式网络教学，它是将教学内容、教学资料、课后练习教学资源以数据库或Web页面的形式，存放在Web服务器上，利用现代网络技术、超文本与超媒体技术，进行相互交流和学习，整个学习过程和模式，完全由学生来进行控制，如可采用自主式学习、探索式学习、协作式

4、学习和辩论式学习等等，以极大激发学习者的学习积极性及主动性，是今后网络教学与学习环境构建的主要方向。因此，探讨关于基于web的通用网络多媒体学习平台的系统模式的设计思想与创造思路，就具有十分重要的现实的作用与意义，本文以笔者参与设计开发的通用多媒体网络教学与学习环境为例，就充分利用网络信息资源、探索新的网络学习模式，系统开发技术方面与大家进行探讨。二、系统的设计目的网络教育的目的就是为身处不同地方的人们提供尽可能多的学习资源与机会，软件设计的目的也如此：一方面要求系统设计的体系结构合理，技术先进，充分体现现代教育与学习的需求，另一方面要求尽量避免类似系统的重复开发，降低开发的成本，强调系统的通

5、用性。因此，在设计开发基于Web的通用媒体交互式学习平台时候，我们最先考虑的是充分利用现有校园网络与Internet，充分利用校园网的宽带网络软硬件资源，运用现代网络技术与多媒体技术，最大限度的实现教学资源的交流与共享。在系统体系结构设计时运用先进的Web的面向对象的开发技术，以最经济的投入，为我院的网上教学及广大Internet网上学习者提供一种前所未有的交互、开放、通用的全新环境。为教师增加或拓宽网上教学资源提供丰富高效的技术手段及其软件工具。要实现系统的设计目的，在进行系统设计时，必须坚持教学内容与技术手段相结合，以教学内容为主，立足于当今先进网络多媒体信息技术，同时又考虑未来技术发展，

6、兼顾不同学科的教学特点，以适用于尽可能多的用户群的通用性要求，做到以尽可能低廉的投入而获得尽可能高效的教学效益的经济性要求。例如，笔者参与设计的基于web的通用多媒体网络学习平台课题，就是根据学院网络化建设发展的要求进行的，自1998年建立校园网已来，已经过两次大规模的改造，网络的性能得到了大幅度提高，网络的应用已渗透到了教学、科研、管理等各个领域，为学院的教学科研水平的提高起了巨大的作用。2001年7月，又首次开通了校内外的宽带网络（并以100M宽带速率与Internet连接），彻底解决了这一长期制约网络多媒体教育教学信息传输的瓶颈问题，为开发基于视音频教育信息的宽带网络多媒体教学与学习环境

7、的构建奠定了坚实的硬件基础。因此，开发基于Web的通用多媒体教学与学习平台的意义主要是为了充分利用现有的网络教学硬件环境，以最大限度实现教育教学资源的共享，并通过学习模式的改变，使学生完成由受传统教学模式约束的被动的学习者转化为自主学习的主动发现式的学习者。三、系统需求与功能设计根据现代学习理论与认知心理学的原理，学习过程作为一个新知识新技能的认识过程，首先是一个不断反复的过程，是一个螺旋式上升的过程。因此，我们可以将学习者的整个学习过程分为两个阶段，前一阶段为学，主要拓宽自己的知识面，学习新的知识，目前，在校的学生很大程度上依靠正常的课堂教学来完成，而随着网络技术的发展，可以通过视频点播的方

8、式通过网络在任何地方任何时间进行学习。后一阶段为习（包括预习、复习与测试），这是一个反复过程，没有任何一个学习者可以一次性的掌握所学的新知识技能。前一阶段为教学的主体，后一阶段为前一阶段提供教学效果反馈信息，对学生学习效果进行有效评价，为整个教学过程的优化与完善提供依据。我们设计的基于Web的通用媒体交互式学习平台系统，作为一个网络虚拟学习环境，其功能的实现也主要根据这一理论来进行设计的，在新知识的学习选择、旧知识的复习、学习进程的安排上，充分强调学习者的主导地位，教师只是一个信息资源的提供者与学习过程的辅助者，整个系统可由以下三部分功能组成：第一、新知识与技能的学习功能。系统主要是利用现代建

9、构主义学习理论，将每门课程的教学内容与教学重点按教学大纲要求，利用现代网络数据库的特点与要求，将知识点在数据库中进行重新组合。学习者所显示的信息都是从数据库中取得，这样，一方面可以大大方便网络学习者对于新知识的理解与掌握。另一方面，从技术角度来说，由于数据库的存在，规定了信息编排的格式，使所有教学内容都是按照特点的规律进行编排的，也有利于消除学科知识间的形式差异，增强了系统的通用性。第二、旧知识与技能的复习功能。系统提供包括知识点的复习，知识点实例分析，复习题等方式，让学习者有充分的材料进行已有知识的复习，完成对现有知识的强化与巩固。并利用网络的交互性，就学习过程中碰到的各种问题，通过BBS、

10、E_mail、视频会议或聊天室的方式，使学生可以通过网络及时与相关教师相互交流探讨，有利于增强学习者的自学效率，并可通过实时网络交流，增加师生情感交流，突破以往多媒体CAI教学中师生情感交流的不足。第三、自我评价功能，系统集成了网络自测考试的功能。针对不同的章节，不同的知识点，不同的题型，采用了不同的评价方式，系统通过基于结果判断和基于过程判断两种方式相结合的评价方式，最大限度地提高评价的准确性与公平性，以便对学习者的测试结果作出知识点的正确评估，准确找出学习者学习上的不足，有针对性提供学习指导意见，以便于学习者对知识的掌握。四、系统体系结构许多研究者认为，在现代教学过程中，让学生自己来选择学

11、习的内容和方式，让他们自己控制学习的进度和方向，这不但会极大促进学生主动学习的意向，而且会促进学生在学习过程中进行积极的思考。在基于Web的通用媒体交互式学习平台的设计中，采用了以学习者自主学习为主的学习机制。计算机网络与教师在整个系统中只充当资源的提供者和学习帮助的作用。整个学习过程，包括新知识的学习、旧知识的复习、教师提供的答疑解难以及学习者的网络自我考试评价系统，全部由学习者自主进行控制。系统构成框图如下所示：整个系统分为两部分的数据流，一部分是学习者从左到右数据流，控制学习的整个过程，包括知识的学习、复习、自我评价等，学习者可以自主的选择符合自身特点的方式和学习模式进行学习，完成知识的

12、学习与掌握；另一部分是从右到左的教师的数据流，从图中可以看出，教师在学习环境中的作用与地位已发生了重大的改变，由传统教学过程中的知识的传授者转变为网络教学信息资源的提供者、学习评价的评判者以及学生学习的交流与辅导者，并维持网络学习环境中的人性交流因素。教师数据流的加入，一方面可始终保持教学信息的时效性及完整性，另一方面可弥补网上教学存在的师生交流不足的问题。五、系统技术解决方案要实现网上多媒体教学，必须在充分考虑实际网络资源的前提下，突出解决网络流量和客户端应用问题。基于校园网环境下，网络速度比较快，用户集中，实现各种Web交互技术都是成熟的，在资源利用上也是经济的。为有效减少网络流量，防止客

13、户端肥大和易于数据更新，易于实现系统间的连接，3层C/S结构，客户端、Web服务器端和数据库端各层次间的应用程序相互独立，不仅具有很强的软硬件环境变化的适应能力和可伸缩性，而且便于分布式开发和动态更新。Web的交互特性是它可用于实现网上教学。服务器响应教学请求是通过HTTP协议完成，用户通过浏览器访问Web页面接受多媒体教学信息，而静态或动态的Web页面是具有HTML格式的教学信息文件。借助各种ActiveX组件和各种可视化编程环境,可以快速简易地开发界面美观、功能丰富的HTML页面；借助JavaApplet、JavaScript和VB Script语言，可以设计出多媒体动态Web页面，并且J

14、ava程序可以嵌入Web文档，将静态Web页面变成客户机上的应用程序。因此，采用基于3层C/S结构的Web发布技术开发多媒体教学平台是确保开发经济性和高效性的解决方案。基于web的通用多媒体网络学习平台，目的是为了建立一个学习者的学习与学习效果评价相结合的通用的跨学科、跨专业的网络学习环境，实质上是一个可操作的教学信息资源的数据库管理系统。基于3层C/S结构在数据处理方面的优越性，在进行基于web的通用多媒体网络学习平台的技术方案设计时，就采用B/S三层结构的网络数据库方式来进行设计，根据三层结构的要求，系统平台分成3部分：教学信息表示层、教学应用功能层和教学资源数据层。如下图所示：第1层是教

15、学信息表示层：全部是在Web浏览器上完成，是学习者及教师操作的主要交互界面。技术原理是：用户使用Web浏览器登录系统，提出课程学习申请，Web服务器接受申请并用HTTP协议把所需的教学资源传输给客户机并在浏览器上输出；第2层教学应用功能层：实质上是一个具有CGI或ODBC接口的应用层Web服务器，它介于Web浏览器和数据库服务器之间，负责用户输入信息的接受和动态网页的形成，完成主要教学应用功能。Web服务器接受学习申请后，执行ASP和php服务器网页程序，通过web服务器及ODBC接口与教学信息数据库连接并进行相关处理，最后将处理结果返回Web服务器，再传至客户端；第3层是教学资源数据层：实质

16、上是一个数据库服务器(如MicrosoftSQLSERVER2000)，根据教学的要求，通过提供对现有多种资源进行再次利用的技术方式方法，实现对知识信息不断进行新的加工、组合和整理，完成知识重组，意义建构、资源整合等工作。按照B/S结构的网络数据库的形式将整个系统设计分为两个两部分：后台数据库结构设计部分及前台程序设计。后台数据库设计主要是完成教学信息资源库结构的建设，以便于教学信息的数据化。系统采用MicorsoftSQLserver7.0数据库管理系统来设计，主要包括如下几个表：学习者用户信息数据库(对学习者的个人信息、学习过程进行记录)、课程名称数据库、课程知识点数据库、习题库等部分。前台程序设计采用ASP与PHP进行混合编程，完成全部数据的传递工作。六、结束语新世纪的今天，利用网络技术、多媒体技术大力发展网络教育、远程教育，已成为教育发展的主流，网络教育、远程教育的发展，最终将引起教育方式和教学模式的变革，为素质教育营造一个更加良好的环境。(作者单位：华东地质学院现代教育技术中心临川344000)参考文献1张明敏.网络多媒体技术与应用，清华大学出版社，1998；2徐剑辉、刘少凌.多媒体软件开发与设计，清华大学出版社，1997；3刘升俭、郑仲.基于Web技术构建校园网上多媒体教学平台，西安陆军学院，Internet文摘。