多媒体交互式协同教学环境的构建与应用

多媒体交互式协同教学环境的构建与应用

作者：梁柏榉

来源：《中国信息技术教育》2011年第18期

摘要：随着信息技术的快速发展与广泛应用，对于多媒体交互式教学环境的需求越来越高。对多媒体交互式协同教学环境的构建与应用进行探讨，并对其在多媒体教学中所发挥的功能加以研究，将有力地促进多媒体交互式协同教学的健康发展。 关键词：交互式；协同；教学环境；多媒体课室

多媒体交互式协同教学环境系统充分利用网络技术，实现了资源共享、多课堂教学、同步式互动教学。由于其不受时空和地域的局限，实现了“校校通”、“班班通”，体现了双向交流和趣味教学，激发了学生积极思维，培养了学生分析问题和解决问题的能力，提高了教学和学习效果，节省了师资力量，有利于教学改革的发展。多媒体交互式协同教学环境应该是未来多媒体课室发展的一个主流方向，它将推动基础教育和职业教育信息化的建设和应用水平，推动教学改革，特别是教学模式的变革。 ● 多媒体交互式协同教学环境的特点 1.互动化

讲授和参与结合，能够实时交互、反馈。打破了以往传统的、单向的教学，可实现多向的校园交互、虚拟互动。打破空间、时间，除课堂外，课后还可进行互动交流学习，将课堂转变为交互式教学中心。 2.智能化

数字化、自动化程度高，具备直接监控处理并适应系统条件的自我检测、运行、服务。其主要功能包括IC卡管理、智能嵌入数据、嵌入课程资源、动态监控、智能评卷、自动反馈、远程控制；教学内容的下载和实时广播教学、教学转播都是通过网络进行的，不需要人工干预。

3.流媒体化

流媒体技术是网络技术及视、音频技术的有机结合，流媒体在播放前不需要下载整个文件，节省了下载等待时间和存储空间。流媒体技术在多媒体课室广泛应用，将全面提升学生的学习效率。

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4.协同化

以探索为目标，发挥团队合作精神，进行一系列的同步式、异步式、虚拟式、交互式、讨论式、思考式的协同化学习；通过网络交互式多媒体信息系统发布及运用互联网服务和微博、博客、QQ、BBS论坛，学生可以在不同的地域进行讨论，可视化观看教师的演示操作、即时讲解和批注，形象生动，应用自如，交互性强。 ● 多媒体交互式协同教学环境功能分析

目前，大多数学校都采用了普及型的多媒体设备，主要由计算机、投影机、实物投影仪、录像机、DVD机、音响、主控制台等构成，缺乏互动的功能。在信息技术飞速发展的今天，多媒体交互式教学系统将逐步进入各学校的多媒体课堂，发挥着越来越重要的作用。 1.支持互动学习

多媒体交互式协同教学环境，以课件为中心，围绕主题，即时进行互动交流和解答问题，形成师生、生生之间的互动交流，使交流学习具有较强的针对性，极大地调动了学生的学习兴趣和思维。 2.支持信息共享

通过信息共享来帮助教师和学生获得他们所需要的学习材料和相关信息，从而为教师备课和规划课程提供资源，也能提高学生的综合素质。 3.支持协同学习

通过互联网或校园网可以实现远程互动交流，使多媒体交互式协同教学环境下的多媒体课室成为学习的大课堂。 4.支持信息发布

在网络AMS发布系统平台上可以发布视频、图片、字幕、Flash动画、网页、幻灯片等多种多媒体信息，为教学提供高质量的多媒体信息服务。还可以运用交互式多媒体教学的互联网服务和微博、博客、电子邮箱、QQ、BBS论坛发布信息和反馈信息，进行互动和交流，实现多媒体信息交互式传播。 5.支持电视直播和节目点播

用60cm甚至更小的天线就可以很方便地收到数十套高质量的卫星数字电视节目，通过高质量的卫星接收机或其他设备将卫星信号接收下来转换成AV信号，通过压缩卡直接采集压缩到网络流媒体直播系统，对电视节目的现场直播进行实时解析，可以接收网络可视、网络录播

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教学节目；还可以集IPTV较高级的应用模式（流媒体直播系统、AMS发布系统、Web－Vod点播系统）于同一平台来实现主流格式的音视频电影、视频文件及动态插播滚动字幕、图片、音频和视频文件的播放。所有的播放、控制、管理通过一套软件管理实现。 ● 多媒体交互式协同教学环境系统设计

多媒体交互式协同教学环境是集计算机、云计算、多媒体、流媒体、网络等技术于一体的新一代教学系统。它利用交互式电子白板将文字、数字、图片、动画和视频、音频等多种媒体有机结合，采用讲授与参与、交流与互动相结合的教学模式，贯穿于教学的整个过程；同时具有实时远程互动教学、卫星直播教学的功能，搭建了新的教学环境。这个教学环境的实现需要的硬件条件和软件条件如下。 1.硬件配置

由从教到学的一系列配套设备组成的系统，主要由多媒体课室、数字化教学实验室、网络管理系统、远程教学系统、多媒体资源库等组成，包括交互系统、大尺寸高清DID数字液晶拼接显示屏、主服务器、流媒体直播服务器、文件服务器、视频点播服务器和多媒体终端（包括IP机顶盒、卫星接收系统）等。 2.软件支持

软件主要有：交互式Notebook 软件、流媒体Web－Vod点播管理软件、网络交互式多媒体信息发布系统和文件服务器端软件及管理端软件。 3.数据流描述

图1为系统数据流传输设计图。数据流的传输流程是这样的：直播视频流通过DSL、以太网、卫星、有线和LMDS等宽带和无线、有线网络传送一体式主文件、流媒体和视频点播服务器，再经多媒体终端接收、解码和播放输出到显示终端电子白板或显示屏；调出交互式的数据库课件资料传到现场显示端互动学习，根据教学需要，可传送多媒体终端，经过网络再传到远程终端交互学习、讨论；学习端实时与交互系统交换信息，同时通过多媒体终端向远程终端发换信息、交互信息；教师通过文件服务器、多媒体终端发布教学公告，张贴教学内容；学生对教学内容进行反馈，学生之间可以交互，如网上讨论；教师可以对学生的作业进行评价、批改。实现了师生互动、生生群体互动；学生在终端上结合自己收集到的学习资源进行创作，通过多媒体终端再展示在平台上，进行探索性协作学习。在整个流程中，系统同时自动进行存储节目和再生节目。

● 多媒体交互式协同教学环境应用模式

下页图2是多媒体交互式协同教学环境应用模式简图。在多媒体交互式协同教学环境之中，教师调出资源库的课件进行讲解，根据课程的需要提出问题和难点，让学生操作并回答，

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各学习团队成员发布信息进行互动、讨论。交互设备智能回答是为了学生更好地掌握课程，教师进一步综合分析课文，解答难点问题，实现双向交流，互相学习，共同提高。根据具体需要，播放和点播教学节目；同时还可以进行同步或异步交流，通过校园网实现班与班、校与校之间不同范围内进行互动交流学习和探讨，解答问题。这种新的教学模式从本质上体现了媒体与技术在教学中的应用价值。

● 多媒体交互式协同教学环境整合和完善中需解决的问题 1.交互技术与流媒体的整合

流媒体直播、点播和网络交互式多媒体信息发布与交互式技术系统的整合，便于流媒体功能在多媒体交互式协同教学环境中应用。因此，需要流媒体格式传输的技术融入交互式系统。但需注意两点，一是选用适当的缓存技术来进行处理，二是需要合适的FTP或UDP传输协议支持。

2.多媒体投影与液晶的整合

投影机往往因亮度过早变暗、图像不清晰致使投影效果差，同时因投影机工作时间过长，散热不好，导致自我保护不足的现象出现，所以应用新一代的高清DID数字液晶拼接显示屏取代投影机并及时投入到多媒体课室的建设中来。 3.交互式课件制作技术

在拍摄中如何处理好曝光和光线问题；如何处理字幕记录内容与交互问题；如何更好地收集音频及其他素材；如何进行课件的选材并兼顾其交互性等问题都需要认真考虑。 4.接收卫星电视直播和节目点播

要使学生更好地学习外语、真实地模拟听说情景，了解世界以及各国的历史和文化，应在交互式系统中加入接收卫星电视直播和节目点播。 5.构建多媒体课室标准体系

教育主管部门要及时提出多媒体交互式协同教学环境建设标准，供各学校参照，有利于以后多媒体课室建设。 6.建设优质教育资源中心

因教学资源组件相对不足，需要自行开发和完善交互式资源库建设。将媒体与技术整合在教学设计与教学资源当中，根据各学科教学需要，健全基础学科、专业学科语音资源、课件资

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源、图像资源，深化课程教材，突出特色教学资源优势，为教学资源库的建设提供高效实用的特色教学资源。 7.优化师资队伍

培养实验教师队伍，适应多媒体交互式协同教学环境下的管理和操作，制作交互式课件，并探究数字课程、精品课程的开发和利用，发挥优质教育资源开发和共享的新模式，提高教育管理水平。

● 学校的应对措施

如何建设和优化多媒体课室，营造多媒体交互式协同教学环境，就个人经验而言，我认为学校应按照教育改革总体思路，认真思考，着力做好以下工作：及时更新建设观念，一定要转移到以节能、低碳以及数字化、网络化、互动化为核心的层面上来，这是建设的基本指南；要进行可行性分析，认真规划并留有可持续发展的空间；加大经费投入，不断引进先进设备，启动多媒体实验课室建设解决方案；尽早落实队伍建设和制度建设，保证新技术的有序开发与运用；以教育信息化为手段，加快推进多媒体课室整合建设，尽早将多媒体交互式协同教学环境引入课堂。 ● 结束语

综上所述，多媒体交互式协同教学环境，无论从功能、技术还是发展趋势都更符合教学要求，更具有发展潜力。它代表了一种技术发展的趋势，是一种新的教育媒体与技术在课堂中的应用与整合，成为构建教学环境必不可少的要素。因此，随着云计算技术和多媒体技术的不断发展，多媒体交互式协同教学环境将更有利于促进信息技术在教学中的应用，为教学改革和教学观念的更新提供条件。