信息化校园中视频点播系统的建设与思考

董 姣

自2002年教育部下发了《关于在中小学实施“校校通”工程的通知》，十年来，以校园网、城域网为主要形式的校园信息化建设得到了空前的发展。但是，在校园信息化的建设过程中，却一直存在着“重硬件轻软件”“重拥有轻应用”的现象。在教育界广为流传的“有路无车、有车无货、有货无规”的说法，则从一个侧面反映了信息化校园的现状：花费了大量的财力和人力建设了设施齐全的校园网，购置了应用软件，却不能有效地服务于教学，提升教学质量。其实，笔者以为校园的信息化建设就像城市的交通建设一样，路、车、货、交通规则四者缺一不可。笔者就以我校视频资源库的建设为例，来阐述这一观点。

一、 学校网络的现状—“路的情况”

我校在2009年6月开始的校园网三期改造工作中，每个教室、实验室、计算机房、办公室、会议室、图书馆都设有信息点，全校范围共有500多个信息点，电子阅览室和计算机房都配备了多媒体电脑，同时学校建立了与有线网络平滑连接的无线网络，信号覆盖了包括行政楼、教学楼、大礼堂、体育馆、操场在内的整个校园。

目前，我校已建立了一个以Cisco 6509交换机为核心，实现千兆以太为主干、百兆交换到桌面的校园网络。整个网络在逻辑层上采用三层交换技术，将全校信息点按工作的性质划分成8个子网。在信息中心机房，配备了4台DELL R710服务器作为主服务器，选用WINDOWS 2003 Server作为服务器操作系统。这样的划分，使得我校网络在性能上保障了对图像、语音、视频等数据较好的传输效果，“路”是畅通的。

二、 建设视频点播系统—“车的建造”

1.建设视频点播系统的由来

2009年10月我校“校校通”的改造工作刚刚完成，可问题也紧随着凸现出来：学生们聪明、好学，对网络有着浓厚的兴趣，但不少学生对网络的兴趣和学校建设信息化校园的初衷出现了错位，80%以上的学生上网是热衷于看电影、玩网络游戏、聊天。通过找这些学生谈话笔者了解到：学生是想通过上网学习知识的，可适合高中生学习的网站寥寥无几……

通畅的信息大道上必须有车跑！笔者在全校范围内做了问卷调查，根据学校网络设备现状，最终决定充分利用校园网带宽优势和数字影音技术，建设一个以数字影音制作、点播、下载、学习、交流为特点的校园视频点播系统。

我们将校园视频点播系统做了如下界定：视频点播系统将各种视频资源转换为可处理的视频文件，包括课堂教学使用的多媒体课件、各类实验录像、讲座视频、活动录像等在内的视频资源都可以通过视频压缩技术进行转换，并分类存放，构成校园视频资源库；视频点播系统提供视频点播服务，学生或教师通过联网终端利用视频点播服务从资源库中自主选取视频观看。

视频点播具有如下特点：

(1)视频信息获取是主动和可控的；

(2)视频信息可以无损使用；

(3)视频信息可并发使用。

因此，视频点播系统的开发是双向多媒体教育的需要，是教育资源网络化的需要，是个性化教学的需要。

2.建设目标和指导思想

(1)视频点播系统实现以下的系统功能：①提高学校教学资源利用率，能够将学校内零散分布的各类多媒体教学资源充分利用起来，为教育教学服务；②具有良好的交互性，能够为各类用户提供充分的交互信息；③具有良好的管理便利性，能够为管理员提供用户管理、资源添加、分类、编辑、转换等功能；④具有较好的通用性，能够支持多种流媒体格式文件的播放；⑤具有较高的检索率，为用户查找视频资源提供多种检索方式。

(2)视频点播系统建设的指导思想：适合我校教学实际，最大限度实现资源共享，节约投资。

3.建设视频点播系统的方案选择

基于上述指导思想，在建设视频点播系统之初，笔者做了详细的调查研究，就技术层面而言，市场上一般采用两种视频点播解决方案。

方案一：采用专业的视频服务器和视频点播软件[2]。这种解决方案的特点是系统的整体性能和可扩展性都比较好，但是价格非常昂贵；

方案二：采用通用服务器+基于IIS的视频点播系统[3]。

与方案一相比，方案二不需要专业的视频服务器，大大降低了成本；在性能上，由于基于IIS的视频点播系统采用标准的WWW技术，因此易用、高效、便捷，适合校园网上的多用户并发点播，并且在每路视频小于1 Mbps的流量下，普通的百兆网就可以同时服务几百个用户的并发点播。因此，尽管与方案一相比存在一定差距，但已足够满足学校应用范围的功能需求，故我校视频点播系统的建设确定采纳方案二的体系结构。

4.结合我校实际确定建设方案

视频点播系统是由客户端、中间服务层、后台数据库三层结构组成[4]。

客户端：客户端采用标准的IE浏览器和RealPlayer播放器。

中间服务层：中间服务层集成了RealNetworks公司的RealServer 进行多媒体流的分发和IIS提供WWW服务。

后台数据库：支持SQLSERVER，ORACLE，MYSQL多种数据库，数据库与学校原有信息化平台兼容，包含学生基本信息表、教师基本信息表、用户管理表、管理员信息表、友情交流信息表、视频资源详细信息表、视频信息表等。

了解到这些技术资料以后，笔者决定尝试利用网上的免费软件来制作我校的视频点播系统。在经过多次尝试以后，选择了美萍视频点播系统这样一个免费软件。

5.系统模块划分

借助美萍视频点播系统，我们将学校视频点播系统划分为以下五个模块。

视频播放模块：用户登录后，可以根据需要选取相应的类别，查看视频资源列表，并点选相应的视频资源进行播放查看。

管理模块：为管理员提供管理员密码验证和管理权限，可以对资源库用户进行管理和权限分配，对视频资源类别进行划分，对视频资源进行增加、转换、删除等操作。

检索模块：为用户和管理员提供检索服务，包括精确检索、分类检索、模糊检索等，帮助用户快速检索到相应的视频。

友情交流模块：提供视频资源点评留言、用户通知等服务。

数据统计模块：记录用户登录情况、视频播放情况等，并将信息记入数据库，同时在管理员界面中进行汇总反馈，在用户界面进行播放记录反馈。

6.关键问题和技术要点

问题一：免费视频点播软件的通病是在视频点播时进度条不能拖拉，也就是说，一部60分钟的视频资源，用户看了30分钟后有事离开，下次再看必须从头再来。与专业软件可随意拖拉观看的水平相比，这个缺陷是不能容忍的。

解决方法：采取了以免费视频点播系统为前台，Real Server为后台的构架，将免费视频点播系统的直观、易操作、可检索、可交互，与后台的Real Server可拖拉播放功能通过数据库技术进行整合，解决了这一难题。

问题二：我校校园网为了避免广播风暴，保证数据安全，采用VLAN技术将整个校园网划分成8个网段，即教师电脑、学生机房、电子阅览室、教导处和校长室分属于不同的网段。这就为视频点播系统的全网覆盖带来了难题：视频点播系统仅能在一个网段中使用，也就无法实现最初的目标—师生互动。而网上也没有任何解决此类问题的相关资料可供参考，另外在进一步调查后，发现市场上的商业软件亦无法解决跨VLAN 问题。

解决方法：对于网络上的数据跨VLAN的访问问题，笔者将研究的目标锁定在局域网的核心设备—交换机上。交换机是划分和管理VLAN的设备，笔者采用CISCO公司的交换机提供的一种解决方式：IP Access Lists（IP访问列表）。通过交换机的指令语法，为视频点播服务器在交换机上作了一个特殊的访问列表，指定其数据是否能被其他网段中的客户端访问和接受。据此，在维持原有的网络结构不变的情况下，成功地实现了视频点播系统跨VLAN播放。

7.测试情况

我们在校园网内进行了视频点播测试：100个学生同时点播，每个客户端在350 Kbps的负载状况下，服务器的CPU利用率不超过30%，内存和IO都很轻松，每个客户端仍能取得比较流畅的效果，真正实现Web环境下的实时全屏点播，做到了花费数万元购买的软件所能做到的一切。

三、 视频资源库的建设与管理

视频点播系统建设完毕以后，接下来的任务就是建立视频资源库。

1.视频资源库的建立与组成

(1)视频资源的分类

将视频资源分类，有利于客户查询和管理员维护、更新。根据学校目前情况，将视频资源分成以下几类。

课程类：各学科优秀教师的讲座、教案实录、教学录像、现场实验示范等，学生可以按照自己的学习进度，对点播的内容进程进行控制，以达到更好的学习效果。

课件类：各学科教师的多媒体课件，学生可以下载自己感兴趣的内容进行补充学习。

学校活动（德育类）：每次学校大型活动，如军训、学农、校运动会等的录像。

科技创新活动类：学校创新素养培育项目的相关讲座、校内创新项目评审视频、学生科技讲坛等，并按照科技创新项目划分为数学、计算机科学、工程学、机器人、植物学、动物学、环境科学等。

人文科学类：如Discovery等优秀的视频资源。

影视类：最新的电影、电视连续剧和学生喜爱的动画片等，可以极大地丰富学生们的课余文化生活。

(2)视频资源的数字化

目前学校的视频教学资源已经是数字视频。在采集视频时通过视频捕捉卡从摄像机中采集MPEG格式数字视频。目前，我校的视频资源以MPEG文件、AVI文件和MOV文件为主。这三种视频文件均可以使用暴风影音、Windows Media Player、QuickTime等播放器播放，因此，实现视频资源在联网终端的播放是没有障碍的。但是，由于这三种视频文件的信息量较大，因此，一方面需要为视频资源的存放提供较大的存储设备，另一方面也要考虑视频信息的实时播放。对此，学校为视频点播系统提供了专门的服务器用以存放视频资源，并提供视频服务。为实现实时点播服务，视频播放采用流媒体文件格式，以避免MPEG等文件在网络传输时的延时问题及需要下载到本地后才能播放的问题。流媒体采用流式传输方式，不需要像MPEG文件那样要等到整个文件全部下载完毕后才能够观看，并且具有较高的压缩比，能够在网络上实现文件的分段传输，视频文件在播放时，剩余的文件部分在后台继续下载，这就是边下载边播放。常见的流媒体视频格式文件包括RM格式、ASF格式等，使用绘声绘影、格式工厂等软件能够轻松将MPEG等文件转换为RM格式文件。

(3)网上视频资源的筛选

在现今的因特网上，有很多好的教学网站和教学资源库，里面有很多现成的MPEG文件、RM和ASF文件，我们可以从本校教学需要出发，从中筛选出合适的视频资源，免除了转换视频格式的烦琐过程。

(4)开发具有学校特色、适应本校教学的课程资源

我校是一所市属重点中学，学生聪明好学，学习基础扎实，所以很有必要进行符合我校教学实际的本土化的课程资源的开发研究。我们提倡教师要有强烈的资源意识，努力成为学生课程资源的设计者，引导学生走出教科书，走出课堂和学校，让学生在浩瀚的知识海洋中，感受到学习的乐趣。2010年我校承接上海市创新素养培育实验项目，校本视频资源库的建设也围绕此展开。学校课程类、创新活动类、德育活动类、人文关怀类等视频资源不断扩充。

2.视频资源库的管理

视频资源库的管理是对数据库进行视频资源的增加、分类、删除等方面的管理与维护。

我校视频资源库的管理，完全由我校学生社团负责。文学社、网络社、环境社、电子社等各社团分别负责不同学科的视频资源收集与转换，由网络社学生统一上传。真实的任务大大激发了学生的兴趣，他们向全校师生发出倡议书，向图书馆教师借资料盘，从网上下载免费视频资源。每天中午、放学，学生们都自觉地来到网络中心“工作”，成了名副其实的控江中学信息化建设主力军，践行了学校学生“自主管理、自主发展”的培育理念。

3.注意事项

(1)规范管理学生社团才能更好地为视频建设服务。

(2)资源库的建设和管理必须符合学校信息化建设的要求，资源库的建设离不开学校领导的统一规划和学校各部门间的统一配合，这也是视频教学资源库将来继续健康成长的必要保证。

四、结束语

要使畅通的校园网络“道路”上能够“路上有车，车上有货”，就必须充分开发和利用校园网。学校视频资源点播系统是学校数字化校园的重要组成部分。构建学校视频点播系统，并建立具有本校特色的校本视频资源库，是传统教育教学资源与现代信息技术的成功整合。我校的视频资源库建立后，得到了学生和教师的热烈响应，学生的自主管理使资源库内的视频资源日渐丰富，并且贴近教师与学生的实际需求，在学校教育教学中正发挥着越来越大的作用。

[1]匡国防,刘维群.基于LiveMedia的视频点播服务器的构建[J].洛阳师范学院学报,2009(2):92-95.

[2]张静.学校视频点播系统的实现策略[J].科技信息:学术研究.2008(1):235-236.

[3]东庭,孙学康.视频点播(VOD)及其在Internet上的实现[J].计算机系统应用,2006(1):26-29.

[4]杨夏,陈军.基于Web方式校园网视频点播系统的设计与实现[J].广西科学院学报,2003(4):189-192.