基于實時交互模式的在線課程直播教學(xué)平臺的研究

商娟葉

摘要：目前，在線課程直播教學(xué)模式的實現(xiàn)，仍然存在一定的問題，包括硬件支持不足、靈活性低、交互性弱。同時，在整個在線課程教學(xué)過程中，教師不了解學(xué)生的具體學(xué)習(xí)效果，對于確定下一個教學(xué)計劃缺乏可靠的依據(jù)。提出一種實時交互技術(shù)以增強(qiáng)整個在線課程教學(xué)平臺的互動性;同時，結(jié)合學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控方法，在整個在線課程學(xué)習(xí)過程中展示學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，最終構(gòu)建在線課程直播教學(xué)平臺。測試結(jié)果表明，在線課程直播教學(xué)平臺可以提高學(xué)生的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：實時交互模式;網(wǎng)絡(luò)課程;直播教學(xué);過程監(jiān)控

中圖分類號：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

ResearchonOnlineCourseTeachingPlatformBasedon

RealtimeInteractiveMode

SHANGJuanye

（CollegeofTechnology，XianInternationalUniversity，Xian710077，China）

Abstract：Atpresent，theimplementationoftheonlinecourseliveteachingmodestillhascertainproblems，includinginsufficienthardwaresupport，lowflexibility，andweakinteractivity.Atthesametime，duringtheentireonlinecourseteachingprocess，theteacherdoesnotunderstandthespecificlearningeffectofthestudents，andlacksareliablebasisfordeterminingthenextteachingplan.Thisstudyproposesarealtimeinteractivetechnologytoenhancetheinteractivityoftheentireonlinecourseteachingplatform.Atthesametime，combinedwiththemonitoringmethodofthelearningprocess，thestudentslearningeffectisdisplayedthroughouttheonlinecourselearningprocess，andfinallytheonlinecourseliveteachingplatformisconstructed.Thetestresultsshowthattheonlinecourseliveteachingplatformcanimprovetheteachingeffectofstudents.

Keywords：realtimeinteractivemode;onlinecourse;liveteaching;processmonitoring

0引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)為公民提供的功能越來越多，如在線多媒體技術(shù)，也稱為網(wǎng)絡(luò)課程技術(shù)，可有效在教學(xué)過程中提供服務(wù)。該手段與多媒體技術(shù)在日常教學(xué)工作中的區(qū)別在于，離線多媒體技術(shù)在教學(xué)工作中通過多媒體系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)演示，并通過計算機(jī)上的實時顯示完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)。通過多媒體技術(shù)開展相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)稱為單一離線教學(xué)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，通過互聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)越來越多的教學(xué)功能。因此，網(wǎng)絡(luò)課程直播教學(xué)平臺作為一個適合互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展要求的新型在線課程教學(xué)平臺。

在整個網(wǎng)絡(luò)課程執(zhí)行過程中，師生之間的互動是最重要的因素。本文提出的網(wǎng)絡(luò)課程直播教學(xué)平臺以體育網(wǎng)絡(luò)課程為主要研究對象，旨在作為不同體能訓(xùn)練的訓(xùn)練基礎(chǔ)，提高體能訓(xùn)練師的基本技能，糾正學(xué)生在體能訓(xùn)練中的姿勢?；隗w育教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，需要師生之間的實時信息交流，這也是該網(wǎng)絡(luò)課程直播教學(xué)平臺互動模式的基礎(chǔ)。只有采用這種互動模式，整個網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和效果[12]。

在線課程直播教學(xué)平臺的實現(xiàn)以在線多媒體通信技術(shù)為基礎(chǔ)，除了對在線多媒體語音通信的需求外，研發(fā)機(jī)構(gòu)對于網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的硬件產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入了大量的資源，主要是編解碼芯片的設(shè)計，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)直播產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)于在線多媒體的發(fā)展，從20世紀(jì)80年代開始，美、日、歐洲等國就投入了大量的IT力量進(jìn)行研發(fā)，隨著互聯(lián)網(wǎng)以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的在線語音通信已經(jīng)不能滿足需求，視頻通信更是成為了當(dāng)前用戶的迫切需求，因此網(wǎng)絡(luò)課程直播教學(xué)需求研究逐漸向智能化，模塊化，自動化和虛擬化發(fā)展。如美國在網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)推廣方面處于領(lǐng)先地位，文獻(xiàn)[3]中研究了在工程課程和環(huán)境保護(hù)教學(xué)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)直播課程，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)廣播持積極態(tài)度：在干預(yù)的五周內(nèi)，提前觀看網(wǎng)絡(luò)直播的學(xué)生比例為80%92%。然而網(wǎng)絡(luò)程直播教學(xué)平臺仍然存在交互性不足的缺點(diǎn)，在整個教學(xué)過程中，教師不能與學(xué)生進(jìn)行實時交互，無法準(zhǔn)確了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，因此需要針對教學(xué)過程中的實時交互需求，通過設(shè)計網(wǎng)絡(luò)課程終端監(jiān)控方法、服務(wù)器和學(xué)習(xí)過程，實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋，從而改善學(xué)生學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效率。

1實時交互的在線直播教學(xué)平臺設(shè)計

1.1關(guān)鍵技術(shù)

該平臺設(shè)計的核心在于網(wǎng)絡(luò)課程終端、服務(wù)器和學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控方法，該監(jiān)控方法的主要目的是通過數(shù)據(jù)庫方法監(jiān)控用戶瀏覽在線直播視頻的行為，以便用低負(fù)載服務(wù)器進(jìn)行學(xué)習(xí)。整個監(jiān)控方法包括多個功能模塊：視頻瀏覽模塊，日志模塊和信息報告模塊。通過視頻瀏覽模塊，可以訪問在線視頻，并且可以在上述網(wǎng)絡(luò)課程終端上顯示相應(yīng)的視頻;日志模塊與視頻瀏覽模塊連接，定期存儲視頻瀏覽模塊訪問的視頻聯(lián)動和訪問時間;信息報告模塊與日志記錄連接[46]。

模塊將記錄在日志模塊中的視頻和訪問時間上傳到外部服務(wù)器。通過數(shù)據(jù)庫對聯(lián)動視頻進(jìn)行存儲，主要通過相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)課程的指定視頻的鏈接;輸入模塊，萬層外部網(wǎng)絡(luò)課程終端發(fā)送的視頻的鏈接和訪問時間的接收;判斷模塊，與輸入模塊和視頻聯(lián)動數(shù)據(jù)庫連接，用于對比輸入的視頻聯(lián)動是否與數(shù)據(jù)庫中的視頻聯(lián)動一致，判斷視頻瀏覽時間是否符合時間要求。系統(tǒng)監(jiān)控方法的架構(gòu)圖，如圖1所示。

由圖1可見，在整個監(jiān)控方法中，核心在于對整個監(jiān)控反饋時間是否能夠滿足用戶的響應(yīng)需求。

1.2系統(tǒng)設(shè)計

本文研究的網(wǎng)絡(luò)直播平臺以體育運(yùn)動教學(xué)作為研究對象，由于在體育運(yùn)動教學(xué)過程中，教師與學(xué)員之間需要在運(yùn)動、呼吸及意識形態(tài)方面形成統(tǒng)一狀態(tài)體，便于教師能夠?qū)崟r了解到學(xué)員的學(xué)習(xí)狀態(tài)情況。系統(tǒng)主要包含網(wǎng)絡(luò)直播模塊、實時交互模塊及結(jié)果評估模塊，采用B/S架構(gòu)，支持教學(xué)過程中各類終端的登陸應(yīng)用[7]。

（1）網(wǎng)絡(luò)直播模塊

網(wǎng)絡(luò)直播模塊主要包括兩部分：教學(xué)資源采集和教學(xué)資源的播放。教學(xué)資源收集，教學(xué)資源的收集需要收集教師的音頻/視頻信息，并在教學(xué)過程中捕捉相應(yīng)的教學(xué)行動。收集完相應(yīng)的信息后，數(shù)據(jù)被壓縮并傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)終端服務(wù)器。

屏幕捕獲編碼模塊將教師的屏幕劃分為16個，并且通過Hook技術(shù)監(jiān)視16個視頻區(qū)域。教學(xué)資源收集過程，如圖2所示。

通過音視頻播放技術(shù)實現(xiàn)對教學(xué)資源的播放，教學(xué)資源播放包括音頻，視頻和屏幕解碼播放。通過服務(wù)器將相關(guān)教學(xué)資源的代碼發(fā)送給客戶端的播放模塊，通過播放模塊對播放資源進(jìn)行解碼和播放。關(guān)鍵問題是解決音視頻同步問題，確認(rèn)整個系統(tǒng)的相應(yīng)參考時鐘并確認(rèn)相應(yīng)的呼叫功能為無效播放，在數(shù)據(jù)開始時間和結(jié)束時間確認(rèn)相應(yīng)的時間標(biāo)簽，在整個播放過程中，系統(tǒng)讀取相應(yīng)的時間標(biāo)簽并根據(jù)參考時鐘上的時間播放。

（2）實時交互模塊

在網(wǎng)絡(luò)課程直播教學(xué)平臺中引入實時交互模塊。老師和學(xué)生可以通過模塊實時討論，當(dāng)學(xué)生遇到問題時，他們可能會通過麥克風(fēng)和相機(jī)等音頻—視頻傳輸工具進(jìn)行問題提問。教師可以根據(jù)問題進(jìn)行相應(yīng)的分析，或通過攝像機(jī)實時傳輸?shù)囊曨l糾正學(xué)生的動作。該模塊可以有效地促進(jìn)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)參與，有助于提高學(xué)習(xí)效率。

音視頻交互模塊主要包括兩部分：客戶端的視頻解碼部分和網(wǎng)絡(luò)傳輸部分。在網(wǎng)絡(luò)傳輸部分，實時交互模塊實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，音頻視頻資源分別通過Nellymoser編碼器和On2Vp6編碼器實現(xiàn)音頻/視頻資源的編碼和解碼。實時交互模塊的傳輸過程，如圖3所示。

（3）教學(xué)評估模塊

教學(xué)結(jié)果評估是對系統(tǒng)用戶關(guān)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程的重要組成部分，通過對學(xué)生在線上課時間、觀看視頻時間、與教師互動頻率等仿麥呢進(jìn)行綜合性評價，可為教師更好的了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程。

2系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果測試

系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果采用對比的方式對系統(tǒng)性能進(jìn)行測試，選用20名用戶分成2組進(jìn)行系統(tǒng)測試，分別為實驗組和對照組，對照組采用傳統(tǒng)的離線教學(xué)模式，實驗組采用網(wǎng)絡(luò)課程直播教學(xué)平臺教學(xué)，采用問卷調(diào)查的方式進(jìn)行教學(xué)結(jié)果的評估，并通過分析軟件對結(jié)果進(jìn)行分析，問卷統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，兩組中對于教學(xué)方法和教學(xué)結(jié)果的認(rèn)可度分別為80%和90%，顯著高于對照組（40%和60%）。這表明在線直播教學(xué)平臺對于提高學(xué)生學(xué)生效率方面有明顯的作用。

3總結(jié)

在線交互對于教學(xué)而言有重要的改革提升，本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于交互模式的網(wǎng)絡(luò)課程直播教學(xué)平臺，并探討了新的課程教學(xué)模式和方法的適用性。同時，在分析了基于互動模式的網(wǎng)絡(luò)課程直播教學(xué)平臺的教學(xué)效果后，這種網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)確實可以提高學(xué)生在學(xué)習(xí)課程中的學(xué)習(xí)興趣和效率。

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（收稿日期：2019.09.17）