遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：遠(yuǎn)程教學(xué)是網(wǎng)絡(luò)教育的重要組成部分，視頻多媒體的傳輸受網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的影響較大，成為了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的瓶頸，文章闡述了遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)與網(wǎng)絡(luò)安全一些問題。對(duì)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教學(xué)；安全威脅；系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

一、遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全威脅分析

1.黑客攻擊，黑客攻擊是遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)所面臨的主要網(wǎng)絡(luò)安全威脅之一。黑客是網(wǎng)絡(luò)之中一個(gè)十分復(fù)雜的群體，他們能夠在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的漏洞，并利用這些漏洞對(duì)主機(jī)進(jìn)行攻擊。攻擊的方式多樣，例如修改網(wǎng)頁、非法進(jìn)入主機(jī)破壞教學(xué)系統(tǒng)程序、竊取用戶的教學(xué)平臺(tái)信息、給用戶發(fā)送非法的電子郵件，并可在短時(shí)間內(nèi)發(fā)布大量的“網(wǎng)絡(luò)垃圾數(shù)據(jù)包”，以此造成網(wǎng)絡(luò)堵塞等問題。黑客攻擊對(duì)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)造成的損失同樣也是無法估量的。

2.計(jì)算機(jī)病毒，計(jì)算機(jī)病毒是一種高級(jí)的計(jì)算機(jī)程序，它由程序編織者采用高級(jí)計(jì)算機(jī)語言編制出來，能夠快速自我復(fù)制，一旦侵入主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，便能夠通過自我復(fù)制、感染主機(jī)數(shù)據(jù)等途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的侵害。計(jì)算及病毒具有較強(qiáng)的破壞性、復(fù)制性和傳染性。計(jì)算機(jī)病毒對(duì)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的侵害也可體現(xiàn)在多個(gè)方面。例如，病毒一旦感染了遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，便可利用其自身的寄生型特性，侵入系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，修改或盜取遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)上的個(gè)人信息或教學(xué)資源；一些“蠕蟲”型病毒在感染遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)后，可利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多次傳播，將自身的病毒通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，從而使更多的網(wǎng)路教學(xué)平臺(tái)受到感染和威脅。

二、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

1.遠(yuǎn)程教學(xué)的方式是多樣化的，信息的交流具有實(shí)時(shí)性和異步性，比如可以利用流媒體技術(shù)把事先錄制好的課堂教學(xué)視音頻信息或事先制作好的多媒體教材，通過網(wǎng)絡(luò)供學(xué)生隨時(shí)點(diǎn)播學(xué)習(xí)，這是遠(yuǎn)程教學(xué)方式的異步性體現(xiàn)。遠(yuǎn)程教學(xué)的重點(diǎn)在于教學(xué)活動(dòng)的實(shí)時(shí)互動(dòng)性上，而雙向?qū)崟r(shí)交互式又是當(dāng)前采用的先進(jìn)方式，如數(shù)字化的會(huì)議電視或視頻會(huì)議技術(shù)，利用視音頻交互、文字交互、白板及圖片圖形等共享，可以讓參與到遠(yuǎn)程教學(xué)的師生就像傳統(tǒng)的課堂上那樣進(jìn)行實(shí)時(shí)的互動(dòng)交流，這也比使用BBS、E-mail、留言板要便捷得多。

2.系統(tǒng)既要根據(jù)國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境適用不同的帶寬，同時(shí)也要適應(yīng)國內(nèi)信息化教育的總體水平。遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)在結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教室中實(shí)用的、優(yōu)秀的功能基礎(chǔ)上，應(yīng)增加大量易操作、實(shí)用的功能，如同步瀏覽課件、網(wǎng)頁功能等。系統(tǒng)既要考慮信息資源的充分共享，更應(yīng)注意信息的保護(hù)和隔離，如系統(tǒng)安全機(jī)制、數(shù)據(jù)存取的權(quán)限控制等。

三、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

要形成基于Internet實(shí)時(shí)雙向交互式遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生和教師擁有一臺(tái)計(jì)算機(jī)便可以通過軟件進(jìn)行遠(yuǎn)距離教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互動(dòng)。系統(tǒng)的功能主要分為課件教學(xué)功能和交互教學(xué)功能。

（一）課件教學(xué)功能

1.課件列表。教師可將所需的圖片、各種office文檔、網(wǎng)頁課件等多媒體資源裝入課件列表，在上課時(shí)實(shí)現(xiàn)主控式的同步瀏覽。

2.課件同步。系統(tǒng)能將課件自動(dòng)壓縮上傳服務(wù)器，教師和學(xué)生可以同步以網(wǎng)頁的方式瀏覽。此外，系統(tǒng)也可以讓學(xué)生自動(dòng)下載課件到本地，教師與學(xué)生同步瀏覽時(shí)，直接打開本地文件，不用訪問，這樣可以提高課件訪問速度，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。

3.錄制播放。教師和學(xué)生都能根據(jù)自己的需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)課程制作，教師端還支持已錄制的課件再次廣播。教師可以允許或禁止學(xué)生錄制課件。

（二）交互教學(xué)功能

1.視音頻交互系統(tǒng)。本系統(tǒng)的用戶截面最多可以同時(shí)顯示八路視頻端，用戶可以根據(jù)自己的需要隨時(shí)對(duì)需要顯示的界面進(jìn)行切換；教師可以將授課內(nèi)容及教學(xué)情景實(shí)時(shí)的傳送到網(wǎng)絡(luò)教室中去，或者也可以播放某個(gè)學(xué)生的視頻；在教師廣播自己視頻時(shí)，也可以監(jiān)視某個(gè)學(xué)生的視頻。教師能把自己的聲音廣播出去，同時(shí)可以允許某個(gè)學(xué)生說話，或者同時(shí)允許兩個(gè)學(xué)生廣播聲音；在系統(tǒng)沒有開啟語音廣播時(shí)，教師、學(xué)生之間可以私聊，可以一對(duì)一，也可以一對(duì)多。教師端有學(xué)生舉手狀態(tài)的顯示框，教師可以選擇舉手的學(xué)生并允許發(fā)言。學(xué)生在被允許發(fā)言時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，提醒學(xué)生發(fā)言。

2.文字交互系統(tǒng)。在文字討論區(qū)，教師可以與全體學(xué)生，也可以與某個(gè)學(xué)生進(jìn)行文字交流，教師一旦在人員列表中選定對(duì)一個(gè)人發(fā)送信息時(shí)，進(jìn)行一對(duì)一的交流，其他教師成員則看不到。文字交互系統(tǒng)中還有關(guān)于教師操作信息的系統(tǒng)提示和公告等，如教師允許某人發(fā)言，錄制課件等。另外，系統(tǒng)還有詞典過濾功能，可以過濾那些出現(xiàn)的不文明用語。

四、系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)的用戶界面設(shè)計(jì)直觀，具有良好的操作性，包括文字、圖標(biāo)、圖形、色彩和其他視覺方面的設(shè)計(jì)。屏幕的界面設(shè)計(jì)考慮到學(xué)習(xí)者的視覺心理特點(diǎn)，突出整體，具有統(tǒng)一的界面風(fēng)格。同時(shí)注重了界面內(nèi)容的交互性和可控制性，以及教學(xué)內(nèi)容超級(jí)連接的有序性。界面區(qū)域工包括五大控制板塊：視頻顯示區(qū)、電子白板、課堂成員列表、文件共享區(qū)域、文字交互。用戶可以根據(jù)自己的需要對(duì)各板塊自由拖動(dòng)、改變大小，移動(dòng)板塊改變其在界面中的相對(duì)位置，選擇或隱藏板塊等。

2.遠(yuǎn)程多媒體實(shí)時(shí)交互教學(xué)系統(tǒng)，通過壓縮教師教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)的視頻、音頻流結(jié)合同步瀏覽課件命令，形成教學(xué)資源流，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)端學(xué)生的電腦上，學(xué)生可以及時(shí)通過舉手提問、共享教師端程序、文字交流等方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)。本系統(tǒng)可運(yùn)行在Internet、Intranet、衛(wèi)星網(wǎng)、校園網(wǎng)、局域網(wǎng)，提供文字、音視頻、課件、電子白板、互動(dòng)廣播教學(xué)的平臺(tái)，并在虛擬現(xiàn)實(shí)中的教室打破時(shí)空限制，讓異地師生通過音視頻實(shí)時(shí)交互，如同置身于同一課堂之中。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

劉黎婷（1995.10—），女，籍貫：河南省鄧州市；學(xué)歷：本科；現(xiàn)就讀于河南師范大學(xué)；現(xiàn)有職稱：學(xué)生。