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作者:成吉思單位:同濟(jì)大學(xué)
授課功能授課功能主要考慮的是教師服務(wù)端如何方便、靈活地給學(xué)生授課;同時(shí)能迅速有效的對(duì)實(shí)時(shí)視頻音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和傳輸控制。在授課教室應(yīng)配有聲音采集設(shè)備采集教師講課的語(yǔ)音;圖像采集設(shè)備采集教師的動(dòng)作演示。同時(shí),在授課教室還應(yīng)有音頻視頻播放設(shè)備以接收聽(tīng)課教室傳來(lái)的語(yǔ)音和圖像信息。
音頻視頻等多媒體數(shù)據(jù)應(yīng)使用哪種網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是能否實(shí)現(xiàn)流暢的教學(xué)過(guò)程的重要關(guān)鍵。同時(shí),教師應(yīng)該可以方便地控制各種多媒體信息的播放、各種視頻源的切換以及教室環(huán)境的控制。比如:通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制學(xué)生視頻源的切換、多媒體課件同步播放,以及遠(yuǎn)程控制學(xué)生的發(fā)言請(qǐng)求和選擇回答問(wèn)題,并在回答時(shí)把視頻圖像切換到該學(xué)生,同時(shí)音頻與視頻同步。
聽(tīng)課功能聽(tīng)課功能相對(duì)授課功能來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單一些。音頻方面要求設(shè)備能接收來(lái)自授課教室的語(yǔ)音信號(hào),同時(shí)能發(fā)送學(xué)生回答問(wèn)題或提問(wèn)的語(yǔ)音信息。視頻要求主要是要有能攝取學(xué)生圖像并發(fā)送到教學(xué)端的視頻采集設(shè)備,以及能播放教學(xué)視頻信息的播放設(shè)備。同時(shí),要求聽(tīng)課教室要有一臺(tái)能接收授課教室傳來(lái)的多媒體課件、文件、問(wèn)答、共享程序以及教師現(xiàn)場(chǎng)手寫(xiě)內(nèi)容或文檔材料的本地工作站。而學(xué)生終端設(shè)備上要配有能進(jìn)行發(fā)言請(qǐng)求及發(fā)言控制的設(shè)備。
師生交流功能利用網(wǎng)絡(luò),師生間可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行音頻視頻交流。同時(shí)也應(yīng)提供非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交流功能用于公布作業(yè)和提交作業(yè)等活動(dòng)。當(dāng)然也可以開(kāi)通BBS及E-Mail服務(wù)使師生間交流更方便快捷。
組播技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教育上的可行性
1組播技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教育的優(yōu)點(diǎn)
1)提高了網(wǎng)絡(luò)教育的覆蓋率由于組播數(shù)據(jù)流可以通過(guò)組播骨干網(wǎng)(MBone)傳輸?shù)绞澜缛魏我粋€(gè)角落,所以網(wǎng)絡(luò)教育可以無(wú)視地理分布帶來(lái)的障礙。
2)解決了網(wǎng)絡(luò)傳輸中的鏈路擁塞問(wèn)題通過(guò)組播技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)可以節(jié)省大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬和服務(wù)器系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。特別是網(wǎng)絡(luò)教育所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一般都是大字節(jié)的音頻視頻數(shù)據(jù),如果用單播技術(shù)傳輸,勢(shì)必造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞和服務(wù)器的嚴(yán)重負(fù)擔(dān),而網(wǎng)絡(luò)的擁塞和服務(wù)器的低速響應(yīng)又必然造成數(shù)據(jù)流的延遲,影響教學(xué)質(zhì)量。如果用組播技術(shù)傳輸,由于無(wú)論有多少個(gè)組成員,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的任何一條鏈路都只需傳輸一份的數(shù)據(jù)包,所以不僅能減小服務(wù)器的開(kāi)銷(xiāo)、提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男剩鼙WC教學(xué)的流暢性。
3)支持網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)交流由于組播組的源并不是固定的,所以任何組成員發(fā)起的組播會(huì)話都能立刻被傳到剩余所有的組成員處。教師講課的內(nèi)容所有學(xué)生固然能收到;而有學(xué)生的提問(wèn)或回答問(wèn)題,不僅老師可以收到,所有的學(xué)生也能收到。師生就如同在一個(gè)虛擬教室中一樣,使教學(xué)效果倍增。
2組播技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教育的缺點(diǎn)
1)組成員的身份驗(yàn)證由于組播的開(kāi)放性,任何主機(jī)不需要任何的身份驗(yàn)證就能加入組播組,組播源并不能對(duì)組播組成員進(jìn)行身份確認(rèn)。解決方法是在高層協(xié)議或軟件上使用身份驗(yàn)證機(jī)制。
2)組成員的連接計(jì)時(shí)由于組播源并不能對(duì)組成員進(jìn)行控制,所以也無(wú)法統(tǒng)計(jì)組成員的連接時(shí)間,也就無(wú)法根據(jù)學(xué)員的連接時(shí)間進(jìn)行計(jì)費(fèi)。解決方法是在教學(xué)軟件上加入計(jì)時(shí)統(tǒng)計(jì)功能。
應(yīng)用組播技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育模型
該文嘗試構(gòu)建了一個(gè)基于組播傳輸技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育模型,該模型能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步教學(xué)和非實(shí)時(shí)的課件點(diǎn)播功能。模型采用組播密集模式路由協(xié)議,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。
1)實(shí)時(shí)同步教學(xué)部分教師在電子教室的現(xiàn)場(chǎng)授課經(jīng)過(guò)攝像系統(tǒng)和調(diào)制系統(tǒng)處理成數(shù)字信號(hào)后被送到組播源服務(wù)器。由IGMP協(xié)議來(lái)建立和維護(hù)組播源服務(wù)器與組播組成員的關(guān)系,通過(guò)使用PIM-DM協(xié)議將組播數(shù)據(jù)流傳輸?shù)浇M成員,學(xué)生利用PC機(jī)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聽(tīng)講。
2)非實(shí)時(shí)課件點(diǎn)播部分網(wǎng)絡(luò)教育中心制作的各種學(xué)習(xí)資源可以通過(guò)教學(xué)服務(wù)器傳到組播服務(wù)器,以組播方式發(fā)送給各組成員,由學(xué)生下載到本地PC機(jī)上進(jìn)行課后的復(fù)習(xí)。
結(jié)束語(yǔ)
該文通過(guò)分析組播技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸原理和特性,闡述了組播技術(shù)在大流量會(huì)話的應(yīng)用中是非常有效率的,將其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教育,可以減輕網(wǎng)絡(luò)鏈路和終端的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo),同時(shí)可保持教學(xué)活動(dòng)的流暢。目前,基于組播技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育作為一種新的教育手段,仍舊受組播技術(shù)本身缺陷的限制,只能在一定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。但隨著IPv6組播網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā),這些缺陷已獲得修正,相信在不久的將來(lái),基于組播技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育將會(huì)越來(lái)越普及,而從中收益的人也將越來(lái)越多。