基于流媒體技術的微課學習平臺的設計與實現(xiàn)

謝建梅 閩北職業(yè)技術學院

基于流媒體技術的微課學習平臺的設計與實現(xiàn)

謝建梅 閩北職業(yè)技術學院

流媒體技術的發(fā)展為網絡化教學提供了良好的技術支撐，通過流方式進行傳輸，實現(xiàn)了網絡媒體資源實時傳輸，解決了媒體傳播流暢性問題，微課作為一種網絡化教學手段，越來越普及，本文主要研究基于流媒體技術的微課學習平臺設計和實現(xiàn)，通過平臺開發(fā)實現(xiàn)微課資源的共享。

流媒體技術 微課學習平臺 設計和實現(xiàn)

隨著現(xiàn)代教育技術的發(fā)展，微課以其短小精悍、新穎活潑的形式博得了學習者的眼球，讓學習者能在快節(jié)奏的生活中充分利用零碎時間，隨時隨地進行學習，而利用流媒體技術來開發(fā)微課學習平臺，使微課學習更加方便、快捷、流暢，共享性好，互動性強，便于傳播。

1 流媒體技術概述

1.1 流媒體技術

流媒體技術主要指的是在網絡傳輸的過程中利用流傳播方式的媒體格式，使用流的方式，主要是在網絡上實現(xiàn)視頻以及音頻的傳播。流媒體技術的優(yōu)勢主要是用戶不需要將所有的信息進行全部下載，也能正常進行觀看。而且以往的視頻觀看必須要進行整個文件下載，目前的流媒體技術克服了這一缺點，因此實現(xiàn)了信息的高效傳播。在微課教學的過程中使用流媒體技術具有較大的優(yōu)勢，主要是可以更好的發(fā)揮教學資源的價值，可以合理利用當前的網絡，并且在流媒體技術的支持下接收高質量的音頻信息，保證用戶的最佳體驗。利用流媒體技術，不僅可以減少服務器的負荷，同時也可以節(jié)約硬件投入，因此節(jié)約了更多的成本，具有較大的優(yōu)勢。

1.2 流媒體的傳輸原理

流式傳輸實現(xiàn)途徑，首先，要注意短時間內如果沒有實現(xiàn)大量音頻或者是視頻的傳輸，就需要利用流媒體技術來處理音頻的數據，預處理的方式可以解決質量的問題。第二，由于傳統(tǒng)媒體需要對資料進行下載，這種方式的弊端很大，主要是由于下載的過程中會導致資料的觀看被迫暫停，影響用戶的體驗，尤其是緩存的過程中會影響網絡的使用。采用流媒體技術，主要是可以避免這一問題，可以起到數據的緩沖作用，使用流媒體技術可以在文件播放之前，先對數據進行處理，然后將其留在系統(tǒng)中，這屬于一個預置的過程。如果需要緩存數據和提前播放文件，也會因為留存了數據能夠保證文件的正常播放。第三，在這一過程中要求具備合適的傳輸協(xié)議，主要是為了保證文件的正常運輸。使用流媒體技術時，可以采用HTTP/TCP協(xié)議，可以確保文件的實時傳播。

流媒體的具體傳輸流程如圖所示：

1.3 流媒體技術的傳播方式

1.3.1 單播方式

單播方式主要是指在客戶端以及媒體服務器之間創(chuàng)建單獨的數據通道，然后能夠實現(xiàn)將服務器傳輸的每個數據績效傳輸。這一方式主要是可以滿足客戶機對媒體服務器查詢的要求，然后可以在拷貝數據之后，讓媒體服務器直接根據數據通道向用戶發(fā)出。目前單播方式會存在一定的弊端，因此需要不斷的提高服務質量。

1.3.2 組播方式

流媒體的組播方式，一般是指使用IP組播技術，主要是可以將路由器一次性復制到多個通道上，這樣可以防止出現(xiàn)延時的情況。假如數據量較大，可以傳達單個數據信息包，并且將客戶都傳送到服務器端，并且可以連接到數據流，提高寬帶的傳播效率。

1.3.3 點播和廣播的方式

點播方式是從客戶端主動向服務器發(fā)出鏈接指令，初始化的過程中可以實現(xiàn)內容的連接，然后對數據進行控制。廣播方式是利用多媒體和客戶對接的方式，保證將資源傳給客戶。

2 基于流媒體技術的微課學習平臺設計和制作思路

學生在學習的過程中，可以將微課用于課后復習以及自己的深入學習。微課需要結合某個知識點進行詳細講解。教師在課堂上講解知識點時，由于需要20分鐘以內的時間，但是這么長時間的微課則不適合學生的使用，因此在設計和制作微課的過程中，需要保證這一時間能夠滿足學生的接受車高度。注意將微課的時間控制在五分鐘以內最好。還有一些知識點可以控制在一分鐘左右。不過這是一個新的問題，也就是知識點過于零散。將這些知識點進行結合的方法是以知識點文本為基礎將這些資源進行連接，形成交互式電子書或者是微課資源包，便于學生進行配套學習。

學生在學習的過程中，使用微課資源的類型有兩種，主要是教師講解以及學生學習過程展示。教師講解類型的資源，也會因為教師講解方式的不同而分為幾種類型，比如結果講解，就是教師利用一些具體的定義然后使用這些知識進行問題的講解。此外，還有來龍去脈型，主要是從知識的來源一直到知識的用途進行徹底的講解。學生學習過程展示型的微課資源，一般是把學生的學習過程進行記錄，然后也可以分為幾個類型，比如從學生的聽講、問答到討論等基本的過程。當然也包括一些實驗的制作等，學生可以通過這種微視頻來進行學習，能夠及時回顧教師在課上講解的基本知識。此外，微課平臺的設計也可以提供一些幫助教師提高教學能力的微課資源，例如培訓微課資源，教師可以隨時在微課平臺上查找這類型的資源，然后提高自己的教學水平。

3 基于流媒體技術的微課學習平臺的實現(xiàn)

在微課平臺中，便于學生科學利用教學資源，并且可以利用視頻資源進行網絡的學習，一些微課視頻可以為學生提供具有針對性的知識講解。所以在利用計算機技術的同時，微課平臺的設計和制作也要符合現(xiàn)代教育的基本規(guī)律。

3.1 系統(tǒng)硬件環(huán)境體系

為了給學生提供一個更好的微課學習平臺以及網絡環(huán)境，需要合理的利用計算機技術，并且在計算機網絡中心的支持下，學生可以在不同地點根據自己的需求進行選擇，微課學習平臺中主要包含接入模塊、服務器模塊以及開發(fā)模塊等多個模塊。這些模塊主要就是為教師和學生提供更多的網絡資源，學生可以利用微課平臺獲取自己需要的信息，利用流媒體技術，可以實現(xiàn)教學資源的采集和開發(fā)，并且合理的利用教育資源。

3.2 系統(tǒng)功能模塊設計

利用流媒體技術的優(yōu)勢設計微課學習平臺，可以選擇Real Player作為流媒體播放器，教師端可以使用Real Producer和Real Presenter作為流媒體制作工具，此外，Real Server作為流媒體服務器。

微課學習平臺的設計主要是為了合理的利用學時以及非學時教學的結合，并且結合線現(xiàn)有的網絡資源和教育資源為學生提供一個良好的學習環(huán)境。因此微課平臺的設計需要包含視頻點播教學、遠程教學、資源下載、課程管理、學習交流等基本的功能。也可以根據學生的需求劃分為三個模塊即學習模塊，資源管理模塊以及系統(tǒng)管理模塊。

學習模塊主要包含的是，學生可以自主瀏覽課程信息并且進行選擇，可以實時聽課，可以在觀看視頻的時候進行評價，下載資源等，這一模塊主要是為學生提供的，便于學生尋找相關的教學資源。

資源管理模塊，主要是包含了所有的教學資源，還有教師的資源庫，包括可以進行資源采集，教師可以利用這一模塊為學生提供更高質量的微課視頻。

系統(tǒng)管理模塊主要是包含了所有用戶的公告信息，用戶驗證，課程管理，訪問記錄，管理員管理等內容，便于進行整個微課學習平臺的管理。

3.3 系統(tǒng)實現(xiàn)主要技術

3.3.1 視頻媒體轉化成流媒體技術

采用6步法制作技術實現(xiàn)視頻媒體向流媒體的轉化，流媒體編碼轉化就是通過Windows Media Encoder軟件來實現(xiàn)，具體過程如下表：

3.3.2 利用Windows media player控件實現(xiàn)客戶端媒體播放

通過客戶端頁面代碼實現(xiàn)在WEB頁面嵌入Windows media player控件，從而實現(xiàn)視音頻文件的播放。

3.3.3 搭建流媒體服務器

一個完整的流媒體服務系統(tǒng)需要三個部分組成：編碼器、流服務器和播放器。編碼器通過對內容來源（如MP3文件或者麥克風輸入）進行編碼，并將編碼過的內容發(fā)送到流服務器，流服務器再將它們發(fā)布到Internet，這樣客戶端的播放器只要連接到流服務器就可以進行在線播放了。

微課的主要用途主要是促進學生更好的實現(xiàn)個性化的學習，此外也能夠幫助教學提高教學的能力和質量。因此微課學習平臺的開發(fā)和使用具有重要的意義，在這一過程中，需要確保微課視頻的質量，明確學生和教師的基本需求，然后有針對性的進行完善，才能在流媒體技術的基礎上更好的發(fā)揮微課的作用,實現(xiàn)微課資源的共享。

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閩北職業(yè)技術學院2017年度教學改革項目，項目名稱：閩北職業(yè)技術學院微課開發(fā)與管理研究—以計算機應用技術專業(yè)為例，項目編號：MJGA1709。

謝建梅，女，1983年7月生，福建省南平市人，閩北職業(yè)技術學院，大學本科，大學講師，研究方向：計算機應用技術。