基于流媒体技术的微课学习平台的设计与实现
2017-12-01谢建梅闽北职业技术学院
谢建梅 闽北职业技术学院
基于流媒体技术的微课学习平台的设计与实现
谢建梅 闽北职业技术学院
流媒体技术的发展为网络化教学提供了良好的技术支撑，通过流方式进行传输，实现了网络媒体资源实时传输，解决了媒体传播流畅性问题，微课作为一种网络化教学手段，越来越普及，本文主要研究基于流媒体技术的微课学习平台设计和实现，通过平台开发实现微课资源的共享。
流媒体技术 微课学习平台 设计和实现
随着现代教育技术的发展，微课以其短小精悍、新颖活泼的形式博得了学习者的眼球，让学习者能在快节奏的生活中充分利用零碎时间，随时随地进行学习，而利用流媒体技术来开发微课学习平台，使微课学习更加方便、快捷、流畅，共享性好，互动性强，便于传播。
1 流媒体技术概述
1.1 流媒体技术
流媒体技术主要指的是在网络传输的过程中利用流传播方式的媒体格式，使用流的方式，主要是在网络上实现视频以及音频的传播。流媒体技术的优势主要是用户不需要将所有的信息进行全部下载，也能正常进行观看。而且以往的视频观看必须要进行整个文件下载，目前的流媒体技术克服了这一缺点，因此实现了信息的高效传播。在微课教学的过程中使用流媒体技术具有较大的优势，主要是可以更好的发挥教学资源的价值，可以合理利用当前的网络，并且在流媒体技术的支持下接收高质量的音频信息，保证用户的最佳体验。利用流媒体技术，不仅可以减少服务器的负荷，同时也可以节约硬件投入，因此节约了更多的成本，具有较大的优势。
1.2 流媒体的传输原理
流式传输实现途径，首先，要注意短时间内如果没有实现大量音频或者是视频的传输，就需要利用流媒体技术来处理音频的数据，预处理的方式可以解决质量的问题。第二，由于传统媒体需要对资料进行下载，这种方式的弊端很大，主要是由于下载的过程中会导致资料的观看被迫暂停，影响用户的体验，尤其是缓存的过程中会影响网络的使用。采用流媒体技术，主要是可以避免这一问题，可以起到数据的缓冲作用，使用流媒体技术可以在文件播放之前，先对数据进行处理，然后将其留在系统中，这属于一个预置的过程。如果需要缓存数据和提前播放文件，也会因为留存了数据能够保证文件的正常播放。第三，在这一过程中要求具备合适的传输协议，主要是为了保证文件的正常运输。使用流媒体技术时，可以采用HTTP/TCP协议，可以确保文件的实时传播。
流媒体的具体传输流程如图所示：
1.3 流媒体技术的传播方式
1.3.1 单播方式
单播方式主要是指在客户端以及媒体服务器之间创建单独的数据通道，然后能够实现将服务器传输的每个数据绩效传输。这一方式主要是可以满足客户机对媒体服务器查询的要求，然后可以在拷贝数据之后，让媒体服务器直接根据数据通道向用户发出。目前单播方式会存在一定的弊端，因此需要不断的提高服务质量。
1.3.2 组播方式
流媒体的组播方式，一般是指使用IP组播技术，主要是可以将路由器一次性复制到多个通道上，这样可以防止出现延时的情况。假如数据量较大，可以传达单个数据信息包，并且将客户都传送到服务器端，并且可以连接到数据流，提高宽带的传播效率。
1.3.3 点播和广播的方式
点播方式是从客户端主动向服务器发出链接指令，初始化的过程中可以实现内容的连接，然后对数据进行控制。广播方式是利用多媒体和客户对接的方式，保证将资源传给客户。
2 基于流媒体技术的微课学习平台设计和制作思路
学生在学习的过程中，可以将微课用于课后复习以及自己的深入学习。微课需要结合某个知识点进行详细讲解。教师在课堂上讲解知识点时，由于需要20分钟以内的时间，但是这么长时间的微课则不适合学生的使用，因此在设计和制作微课的过程中，需要保证这一时间能够满足学生的接受车高度。注意将微课的时间控制在五分钟以内最好。还有一些知识点可以控制在一分钟左右。不过这是一个新的问题，也就是知识点过于零散。将这些知识点进行结合的方法是以知识点文本为基础将这些资源进行连接，形成交互式电子书或者是微课资源包，便于学生进行配套学习。
学生在学习的过程中，使用微课资源的类型有两种，主要是教师讲解以及学生学习过程展示。教师讲解类型的资源，也会因为教师讲解方式的不同而分为几种类型，比如结果讲解，就是教师利用一些具体的定义然后使用这些知识进行问题的讲解。此外，还有来龙去脉型，主要是从知识的来源一直到知识的用途进行彻底的讲解。学生学习过程展示型的微课资源，一般是把学生的学习过程进行记录，然后也可以分为几个类型，比如从学生的听讲、问答到讨论等基本的过程。当然也包括一些实验的制作等，学生可以通过这种微视频来进行学习，能够及时回顾教师在课上讲解的基本知识。此外，微课平台的设计也可以提供一些帮助教师提高教学能力的微课资源，例如培训微课资源，教师可以随时在微课平台上查找这类型的资源，然后提高自己的教学水平。
3 基于流媒体技术的微课学习平台的实现
在微课平台中，便于学生科学利用教学资源，并且可以利用视频资源进行网络的学习，一些微课视频可以为学生提供具有针对性的知识讲解。所以在利用计算机技术的同时，微课平台的设计和制作也要符合现代教育的基本规律。
3.1 系统硬件环境体系
为了给学生提供一个更好的微课学习平台以及网络环境，需要合理的利用计算机技术，并且在计算机网络中心的支持下，学生可以在不同地点根据自己的需求进行选择，微课学习平台中主要包含接入模块、服务器模块以及开发模块等多个模块。这些模块主要就是为教师和学生提供更多的网络资源，学生可以利用微课平台获取自己需要的信息，利用流媒体技术，可以实现教学资源的采集和开发，并且合理的利用教育资源。
3.2 系统功能模块设计
利用流媒体技术的优势设计微课学习平台，可以选择Real Player作为流媒体播放器，教师端可以使用Real Producer和Real Presenter作为流媒体制作工具，此外，Real Server作为流媒体服务器。
微课学习平台的设计主要是为了合理的利用学时以及非学时教学的结合，并且结合线现有的网络资源和教育资源为学生提供一个良好的学习环境。因此微课平台的设计需要包含视频点播教学、远程教学、资源下载、课程管理、学习交流等基本的功能。也可以根据学生的需求划分为三个模块即学习模块，资源管理模块以及系统管理模块。
学习模块主要包含的是，学生可以自主浏览课程信息并且进行选择，可以实时听课，可以在观看视频的时候进行评价，下载资源等，这一模块主要是为学生提供的，便于学生寻找相关的教学资源。
资源管理模块，主要是包含了所有的教学资源，还有教师的资源库，包括可以进行资源采集，教师可以利用这一模块为学生提供更高质量的微课视频。
系统管理模块主要是包含了所有用户的公告信息，用户验证，课程管理，访问记录，管理员管理等内容，便于进行整个微课学习平台的管理。
3.3 系统实现主要技术
3.3.1 视频媒体转化成流媒体技术
采用6步法制作技术实现视频媒体向流媒体的转化，流媒体编码转化就是通过Windows Media Encoder软件来实现，具体过程如下表：
3.3.2 利用Windows media player控件实现客户端媒体播放
通过客户端页面代码实现在WEB页面嵌入Windows media player控件，从而实现视音频文件的播放。
3.3.3 搭建流媒体服务器
一个完整的流媒体服务系统需要三个部分组成：编码器、流服务器和播放器。编码器通过对内容来源（如MP3文件或者麦克风输入）进行编码，并将编码过的内容发送到流服务器，流服务器再将它们发布到Internet，这样客户端的播放器只要连接到流服务器就可以进行在线播放了。
微课的主要用途主要是促进学生更好的实现个性化的学习，此外也能够帮助教学提高教学的能力和质量。因此微课学习平台的开发和使用具有重要的意义，在这一过程中，需要确保微课视频的质量，明确学生和教师的基本需求，然后有针对性的进行完善，才能在流媒体技术的基础上更好的发挥微课的作用,实现微课资源的共享。
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闽北职业技术学院2017年度教学改革项目，项目名称：闽北职业技术学院微课开发与管理研究—以计算机应用技术专业为例，项目编号：MJGA1709。
谢建梅，女，1983年7月生，福建省南平市人，闽北职业技术学院，大学本科，大学讲师，研究方向：计算机应用技术。
