網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展與進(jìn)步，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來裝備數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的高校已越來越多，這不僅可以提高課堂教學(xué)的質(zhì)量，同時(shí)也對(duì)教育事業(yè)產(chǎn)生了巨大影響。文章基于在校園網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，闡述了網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室；教學(xué)

1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的主要設(shè)計(jì)構(gòu)想

現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的種類比較繁多，設(shè)計(jì)模塊大同小異，各有所長。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的特點(diǎn)可以概括為兩點(diǎn)：一，集成化程度較高，功能齊全，較全面地兼容目前同類產(chǎn)品的優(yōu)勢；二，突出教學(xué)的實(shí)用性和信息時(shí)代特點(diǎn)。目前，建構(gòu)主義教學(xué)在國內(nèi)高校比較流行，各廠家開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)，正好迎合了建構(gòu)主義這種新型教學(xué)模式的需求。因此，這種軟件系統(tǒng)的先進(jìn)性，不僅僅體現(xiàn)在技術(shù)和功能上，更體現(xiàn)在它的教學(xué)功能和設(shè)計(jì)理念上。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室一般包括四個(gè)功能模塊：課堂教學(xué)系統(tǒng)、交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)、視頻語音系統(tǒng)、虛擬Internet系統(tǒng)。課堂教學(xué)系統(tǒng)和交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要用于以班級(jí)為單位的課堂教學(xué)；視頻語音系統(tǒng)主要用于教師和學(xué)生點(diǎn)播在公共服務(wù)器上存儲(chǔ)的音、視頻文件，光盤和教師制作的CAI課件等；虛擬Internet瀏覽系統(tǒng)主要是為了在網(wǎng)絡(luò)條件有限的情況下模擬Internet上的情景，使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行Internet知識(shí)的學(xué)習(xí)及實(shí)踐。

2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的功能設(shè)計(jì)

2.1 視頻傳輸功能

視頻傳輸功能是實(shí)現(xiàn)教學(xué)課件的演示和廣播的一個(gè)重要功能。當(dāng)教師開始授課前，先將事先準(zhǔn)備好的課件拷貝到教師主機(jī)，然后使用系統(tǒng)的視頻傳輸功能，將該課件的畫面?zhèn)鬏數(shù)剿袑W(xué)生機(jī)屏幕上，使得每一個(gè)學(xué)生所見到的畫面與教師的是一致的。教師事先準(zhǔn)備好的課件應(yīng)該是用HTML格式編制的超文本鏈接文件，這樣可以在不同的課件之間方便的跳轉(zhuǎn)，向?qū)W生講授各種相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。在教師轉(zhuǎn)換不同的課件內(nèi)容時(shí)，學(xué)生所見到屏幕也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

2.2 語音傳輸功能

在教師的授課過程之中，教師的語音是重要的信息來源。學(xué)生在上課時(shí)，在看見教師的教學(xué)課件時(shí)，同時(shí)聽見教師的講解語音，這樣才能“聲圖并茂”真正理解教師講述的內(nèi)容。教師授課時(shí)，使用語音傳輸功能，將麥克風(fēng)中語音，實(shí)時(shí)傳輸?shù)矫恳慌_(tái)學(xué)生機(jī)，并且為了保證教學(xué)的實(shí)際效果必須使得語音傳輸時(shí)間延時(shí)不超過20毫秒。

2.3 會(huì)話示范功能

在教師的正常授課過程中，會(huì)出現(xiàn)教師向某一學(xué)生提問或某一學(xué)生請(qǐng)求發(fā)言的情況。此時(shí)，教師即可使用此項(xiàng)功能。在提問結(jié)束后或該學(xué)生發(fā)表完意見后，教師取消其發(fā)言權(quán)，以便解答他的提問和繼續(xù)。另外，教師在沒有學(xué)生請(qǐng)求發(fā)言時(shí)，也可強(qiáng)制指定某一學(xué)生發(fā)言，即對(duì)其提問，這種情況下學(xué)生必須應(yīng)答。

2.4 分組討論功能

在教師授課時(shí)或結(jié)束后，可以安排課堂討論，讓學(xué)生自由發(fā)表意見，以加深對(duì)課程的理解。此時(shí)教師可使用系統(tǒng)的分組討論功能，即使用“電子白板”。該功能為教師和學(xué)生提供三種方式的交流：圖形、文本、語音。在本功能中教師和學(xué)生都是積極參與的。圖形方式和文本方式是自由輸入，每個(gè)人都可以見到其他人輸入的圖形和文本，其中文本被冠之以發(fā)言人的姓名，作圖的工具類似于Windows自帶的畫筆工具，教師和學(xué)生使用諸如：筆、線、圓、標(biāo)簽等。語音交流時(shí)，為了避免不必要的混亂，采用自由競爭發(fā)言的方法。

2.5 演示功能

⑴VCD及課件播放功能：教師在日常教學(xué)過程中，為了充分使用現(xiàn)有的教學(xué)資源、豐富教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量和效率，經(jīng)常需要將某些教學(xué)VCD節(jié)目及課件演示給學(xué)生觀看，教師在本地就可以控制VCD文件及課件播放位置和進(jìn)度，以便控制教學(xué)的重點(diǎn)和重復(fù)播放內(nèi)容。

⑵網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)音視頻功能：在某些課程的教學(xué)中，如能看見教師授課時(shí)的形象對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是很有幫助的，這與傳統(tǒng)方式的教學(xué)模式極其相似，容易被廣大教師和學(xué)生所接受。如果將其它音視頻源接入本系統(tǒng)，同樣可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)廣播。因此應(yīng)用本功能實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的綜合音視頻服務(wù)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了資源的共享。

2.6 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

⑴一致性：系統(tǒng)界面中的功能區(qū)須保持相對(duì)固定，經(jīng)常用到的信息和提示位置要一致。

⑵校正性：錯(cuò)誤信息應(yīng)使用非技術(shù)性語言提示，信息的含義應(yīng)當(dāng)對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的用戶和初學(xué)者都很明確。

⑶及時(shí)性：通過某種方式的提示，確認(rèn)用戶的輸入。在可行的情況下，應(yīng)及時(shí)顯示系統(tǒng)狀態(tài)信息。

⑷交互性：交互的重要環(huán)節(jié)必須提供幫助功能。

3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的實(shí)現(xiàn)

3.1 屏幕傳輸功能

屏幕傳輸，就是將教師主機(jī)屏幕上的內(nèi)容傳送到網(wǎng)絡(luò)上的其它一臺(tái)或多臺(tái)學(xué)生機(jī)上進(jìn)行顯示，不必理會(huì)所傳送的內(nèi)容。在實(shí)現(xiàn)“屏幕傳輸”時(shí)，遇到的是大數(shù)據(jù)量的問題。假設(shè)用一種典型的情況來考慮：1024*768的分辨率、16位的真彩，那么每一幀畫面的數(shù)據(jù)量就是：1024*768*16=1.5MB，這么大的數(shù)據(jù)量如果不進(jìn)行壓縮就直接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，以現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)寬帶狀況顯然是不易實(shí)現(xiàn)的。因此必須在網(wǎng)絡(luò)傳輸之前進(jìn)行壓縮然后再傳輸。所以，實(shí)現(xiàn)屏幕傳輸要滿足下面幾個(gè)步驟：

⑴首先取得將要傳輸?shù)钠聊怀叽纾缓笠勒掌聊怀叽鐒?chuàng)建一個(gè)位圖，再獲取當(dāng)前的顯示設(shè)備，然后創(chuàng)建一個(gè)與之兼容的內(nèi)存設(shè)備MEMDC，將事先建立的位圖調(diào)入內(nèi)存，再用Windows提供的API將當(dāng)前顯示設(shè)備的內(nèi)容拷貝到內(nèi)存，這樣就把屏幕上的內(nèi)容抓取到我們要的位圖中了，然后，釋放當(dāng)前的顯示設(shè)備。⑵在傳送屏幕數(shù)據(jù)時(shí)，采用的是數(shù)據(jù)報(bào)UDP的方式，而不是面向連接的TCP方式。這樣可以減少對(duì)CPU的消耗，無論有多少個(gè)學(xué)生機(jī)只要一次發(fā)送操作就可以了，并且即使有一些數(shù)據(jù)報(bào)丟失，學(xué)生機(jī)只會(huì)出現(xiàn)一閃而過的亂屏，而不會(huì)影響學(xué)生機(jī)的屏幕顯示。⑶在接收端將一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀拼接完后，即可對(duì)其進(jìn)行解壓縮了。當(dāng)我們得到了經(jīng)過壓縮的數(shù)據(jù)后，需要將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄W(xué)生機(jī)的屏幕上去。為此我們首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)位圖，將這些數(shù)據(jù)填充進(jìn)去，然后再將此位圖拷貝到當(dāng)前的顯示設(shè)備中，這樣就完成了屏幕傳輸?shù)墓ぷ鳌?/p>

在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室中，影響圖像傳輸及回放效果的因素很多。線路的傳輸速度當(dāng)然有待提高，而更重要的是如何提高現(xiàn)有線路條件下的數(shù)據(jù)壓縮比，降低數(shù)據(jù)傳輸量，以減少圖像的失真度，因此各種壓縮的算法研究和比較仍是需要不斷探索的主要問題。屏幕傳輸功能的成功實(shí)現(xiàn)，使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)字教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性問題得以解決，使多媒體課件的數(shù)據(jù)傳輸成為可能，因此，該方法的使用在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)中取得了較好的效果。

3.2 文件傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

既要提高文件傳輸?shù)乃俣龋忠ＷC傳輸?shù)姆€(wěn)定性，那么就必須建立一種應(yīng)答機(jī)制，要使發(fā)送端的程序知道，網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)可用，能夠繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，應(yīng)該設(shè)計(jì)一種簡單的內(nèi)部應(yīng)答協(xié)議，它的工作原理應(yīng)是：首先由教師機(jī)打開將要傳輸?shù)奈募x取第一塊數(shù)據(jù)，向所有的學(xué)生機(jī)依次發(fā)送，然后進(jìn)入等待。每一個(gè)學(xué)生收到這一塊數(shù)據(jù)后，向教師機(jī)發(fā)送一條命令，告知教師機(jī)，“我已經(jīng)收到了！”。在教師機(jī)這一端，保存著一個(gè)計(jì)數(shù)，用來統(tǒng)計(jì)學(xué)生機(jī)的應(yīng)答的個(gè)數(shù)，當(dāng)這一計(jì)數(shù)增長到當(dāng)前學(xué)生數(shù)目時(shí)，教師機(jī)認(rèn)為所有的學(xué)生都已經(jīng)收到了上一塊數(shù)據(jù)了，于是開始讀取第二塊數(shù)據(jù)，并開始發(fā)送，如此循環(huán)進(jìn)行下去直到文件全部傳輸結(jié)束。

4 結(jié)語

為了使網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室實(shí)現(xiàn)各種教學(xué)功能，除了對(duì)教室硬件環(huán)境有所要求外，一些網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)必須得到滿足。然而，隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)將層出不窮，其功能也越來越強(qiáng)大，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字語言實(shí)訓(xùn)室的設(shè)計(jì)也將日臻完善，必將更好地為教育事業(yè)服務(wù)。

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