王永昌

摘要：文章通過分析職業(yè)技能公共服務系統(tǒng)的社會意義與技術架構，分別從服務系統(tǒng)研發(fā)、仿真錄播系統(tǒng)集成、視頻編解碼技術嵌入等技術入手，打造面向全社會的職業(yè)技能服務平臺，并詳細闡述了具體的技術實現(xiàn)，從而實現(xiàn)由信息技術作為橋梁構建起職業(yè)院校與社會職業(yè)技能需求的相互融合。

關鍵詞：e-Learning；職業(yè)技能；系統(tǒng)集成；數(shù)據(jù)訪問技術；解碼技術

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）09-2143-03

1 背景

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會對勞動力素質(zhì)的需求也越來越高，勞動者尋求技術提高與再學習的要求也日趨迫切；同時，國家正在大力發(fā)職業(yè)教育，職業(yè)院校的教學環(huán)境、教學條件與教學資源建設越來越完善。如何讓每個勞動者共享教學資源？如何把職業(yè)教育的優(yōu)質(zhì)師資與社會職業(yè)技能需求相統(tǒng)一？讓職業(yè)教育真正肩負起服務地方經(jīng)濟，服務社會發(fā)展的重要使命，是許多有識之士深入思考的問題。

職業(yè)技能公共服務系統(tǒng)其實是面向全社會的遠程學習系統(tǒng)，屬于E-learning理念的在線學習平臺范疇。在線學習平臺解決方案被廣范應用于各行業(yè)的遠程教育、培訓與在線考試等領域。在美國e-Learning解決方案已經(jīng)占美國企業(yè)教育培訓市場的三分之一，例如思科公司，已經(jīng)把e-Learning完美地從企業(yè)培訓運用到銷售渠道；IBM公司則運用e-Learning解決方案組織虛擬社會中的各種技能培訓活動來提升員工能力。在國內(nèi)，e-Learning應用較早的行業(yè)，包括政府、銀行、保險、電信等，投入了大量的資金、人力，也建立起一批形象工程，如電力遠程教育培訓系統(tǒng)、稅務遠程教育培訓系統(tǒng)、各類公職人員的繼續(xù)教育系統(tǒng)等。而面向社會勞動者職業(yè)技能的服務并不多見。

隨著流媒體技術與終端服務技術的不斷提高，集職業(yè)技能類的數(shù)字資源、多媒體資源共享，支持在線學習、勞動力信息交流于一體的開放式公共服務系統(tǒng)將是E-learning發(fā)展的主流方向。

2 研究的重點內(nèi)容

職業(yè)技能公共服務系統(tǒng)研究開發(fā)內(nèi)容主要包括服務系統(tǒng)研發(fā)、技能仿真錄播系統(tǒng)集成、視頻編解碼技術嵌入等三個重點內(nèi)容：

2.1 服務系統(tǒng)研發(fā)

1）功能設置：服務系統(tǒng)是一套具有自主產(chǎn)權的E-learning開方式教學平臺，可以作為職業(yè)院校在校學生的業(yè)余學習的教學輔助；解決職業(yè)院校頂崗實習階段學生的學習與技能提高管理；面向社會勞動者職業(yè)技能的再學習。在功能上實現(xiàn)成品資源庫、仿真視頻庫、自建資源庫、互動學習、互動交流相結合的專業(yè)性開放式教學平臺。實現(xiàn)了職業(yè)學校、公共實訓基地自建各種資源，指定實習內(nèi)容，指定作業(yè)內(nèi)容，指定測試內(nèi)容，指定實況課堂；學員、勞動者在職業(yè)學校、公共實訓基地教師的指導下，進行網(wǎng)上學習，網(wǎng)上作業(yè)，網(wǎng)上測試，網(wǎng)上課堂回放等；并實現(xiàn)資源的管理。

2）欄目設置：確定互聯(lián)網(wǎng)入口欄目：教學互動、網(wǎng)上學習、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上測試、實況課堂。職業(yè)學校、公共實訓基地項目實施教師入口欄目：仿真資源、教學互動、題庫系統(tǒng)、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上學習、網(wǎng)上測試、實況課堂。管理員入口設置欄目：學時管理、資源統(tǒng)計、成品資源。

2.2 技能仿真錄播集成系統(tǒng)

該系統(tǒng)利用目前先進的錄播與視頻攝像采集技術，把職業(yè)院校技能實訓項目錄制成高清視頻，進行系統(tǒng)處理后發(fā)布至服務系統(tǒng)，形成技能實訓仿真視頻資源。這些仿真視頻資源可以按專題、按項目、按學科進行存儲，便于訪問者檢索，訪問者在觀看這些技能實訓視頻時就象師傅在言傳身教一樣。

技能仿真錄播集成系統(tǒng)設備包括高清攝像機、錄播服務器、數(shù)據(jù)存儲設備、操作電腦、音控系統(tǒng)等。由高清攝像機拍攝實訓操作過程與技巧，音控系統(tǒng)同步拾音；音頻、視頻經(jīng)錄播服務器，由錄播系統(tǒng)錄制成數(shù)字視頻，并根據(jù)用戶需求存放于數(shù)據(jù)存儲設備，整個操作流程，通過操作電腦實現(xiàn)。這些存放于數(shù)據(jù)存儲設備的仿真視頻可以跟服務系統(tǒng)聯(lián)動，發(fā)布于互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)資源的方便的攝錄、發(fā)布、共享。

2.3 視頻編解碼技術的嵌入

通信方式多樣化，特別是互聯(lián)網(wǎng)和移動網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，終端設備品種出現(xiàn)了前所未有的繁榮?？繎]到服務系統(tǒng)訪問終端的復雜性，單一性播放技術常常不能滿足現(xiàn)今復雜多樣的終端環(huán)境。職業(yè)技能公共服務系統(tǒng)研究開發(fā)過程中，嵌入了新一代終端視頻解碼技術。該解碼技術核心優(yōu)勢是視頻編解碼的分層，將視頻流以層為單位分成多個分辨率、質(zhì)量和幀速率進行存貯，終端訪問時，根據(jù)訪問設備的軟、硬件環(huán)境，網(wǎng)絡環(huán)境，采用軟件的方式選擇其中一種編碼層對應的形式進行解碼。這樣用戶終端使用PC、平板電腦、智能手機，用戶的通訊環(huán)境是局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)絡等所對應的視頻編解碼技術和視頻流質(zhì)量也不一樣，軟、硬件環(huán)境，通訊帶寬決定了編解碼技術的選擇。在職業(yè)技能公共服務系統(tǒng)的服務端嵌入以分層存貯為特點的視頻編碼技術，克服了以仿真視頻資源為主的服務系統(tǒng)在視頻訪問效率上的難點。

這三部分組成了本系統(tǒng)的建設過程，構建了利用先進的錄播與視頻攝像采集技術，把職業(yè)院校技能實訓錄制成高清視頻，進行系統(tǒng)處理后發(fā)布至服務系統(tǒng)，形成技能實訓仿真視頻資源，并以層為單位分成多個分辨率、質(zhì)量和幀速率進行存貯。終端軟件在用戶訪問服務系統(tǒng)時，根據(jù)用戶軟、硬件環(huán)境，選擇解碼形式，確保視頻播放過程的流暢度。在觀看這些技能實訓視頻時就像師傅在言傳身教一樣。

3 技術關鍵及主要創(chuàng)新點

根據(jù)研發(fā)內(nèi)容，設計三層技術架構：業(yè)務采集層、系統(tǒng)服務層、終端應用層。對應各層的關鍵技術為：服務系統(tǒng)的軟件技術、仿真錄播的集成技術、視頻編解碼的嵌入技術。職業(yè)技能公共服務系統(tǒng)技術架構如圖1所示。

3.1 服務系統(tǒng)的軟件技術

服務系統(tǒng)的軟件技術主要是指系統(tǒng)編程技術，服務系統(tǒng)采用ASP.NET技術B/S結構，研發(fā)工具為Microsoft Visual Studio 2010集成環(huán)境。以Entity Framework（ADO.NET Entity Framework）為數(shù)據(jù)訪問技術，SQL SERVER2005為后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，采用三層編程技術架構。Entity Framework數(shù)據(jù)訪問技術集成于.NET Framework框架，與.NET的其他技術進行無縫結合，并且使用簡單，開發(fā)效率高，運行效率高。同時AJAX技術在交互的處理、實時數(shù)據(jù)的傳輸、前后臺數(shù)據(jù)的及時刷新提供了強有力的手段。具有實戰(zhàn)性的編程技巧、算法模型、數(shù)據(jù)存儲方式；網(wǎng)絡環(huán)境下的個性化交互、AJAX技術的應用等都是本系統(tǒng)的亮點技術。

3.2 仿真錄播的集成技術

仿真錄播的集成技術是在理解視頻錄播原理的基礎上，組建的一項集網(wǎng)絡技術、音視頻技術、多媒體技術、環(huán)境控制技術、軟件應用技術等于一體的高科技系統(tǒng)集成工程。由網(wǎng)絡攝像機、高清視頻服務器、錄播系統(tǒng)、網(wǎng)絡交換機、終端控制設備經(jīng)過高度集成，實現(xiàn)仿真項目的錄制、傳輸、發(fā)布等功能?？紤]到當今網(wǎng)絡技術、多媒體傳輸技術和音視頻處理技術迅猛發(fā)展的趨勢，仿真錄播系統(tǒng)以TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議為基礎，采用全數(shù)字化、模塊化、安全而開放的設計結構，基于B/S的應用平臺，視音頻綜合壓縮編碼策略，仿真視頻資源格式的自適應播放，資源分配及流量控制最優(yōu)化，數(shù)據(jù)安全保護備份技術及分布式網(wǎng)絡技術等先進的設計思想，提供標準化和技術成熟的軟硬件產(chǎn)品，并在在圖像、數(shù)據(jù)、聲音的多媒體綜合處理及實時傳輸、交換、存儲、顯示等方面進行深度優(yōu)化。

3.3 視頻編解碼的嵌入技術

視頻編解碼的嵌入技術主要是把分層編解碼技術以中間件的形式內(nèi)嵌在視頻流播放系統(tǒng)中。針對不同種類的網(wǎng)絡和用戶終端，以及多樣化的交互，傳統(tǒng)編碼技術具有單一特性，雖盡可能高的編碼效率，顯然，對于實際應用中的各種不同特性的網(wǎng)絡結構和終端設備并非十分優(yōu)化。視頻編解碼的嵌入技術采用多種編碼模式和子像素精度運動矢量等新的編碼工具，在空間分辨率下采樣的轉碼中運用宏塊預測模式信息的快速轉碼算法，并兼顧移動網(wǎng)絡環(huán)境下的容錯編碼、轉碼技術應用，減小信道誤碼帶來的丟包現(xiàn)象。

本系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點是仿真錄播的集成系統(tǒng)為視頻資源的收集與存貯系統(tǒng)，在線學習服務系統(tǒng)作為業(yè)務支持平臺，視頻編解碼的嵌入為終端訪問進行了本質(zhì)上的優(yōu)化。上述三者的綜合形成了一個由職業(yè)院校產(chǎn)生資源、本項目提供技術支撐、實現(xiàn)職業(yè)技能教學服務于社會的效應。

4 效益與展望

本項目的實施與研發(fā)過程預期實現(xiàn)以下成效，并且具有一定的產(chǎn)業(yè)價值。

4.1 技術應用成效

1）建成技能仿真錄播集成系統(tǒng)，應用于職業(yè)院校的實訓教學，通過建設技能仿真錄播集成系統(tǒng)，實時廣播教師的實訓演示，并進行存貯，可以實現(xiàn)一次演示，多次復用的效果，為各校提供了未來實訓教學的信息化解決方案，改善了原來的教師演示只有少數(shù)學生可以看到，或要進行反復演示進行實訓教學的不足之處。

2）研發(fā)提供遠程在線學習的服務系統(tǒng)，應用于在校學生的自主式遠程學習，解決頂崗實習階段的學生遠程學習與管理，通過構建遠程在線服務系統(tǒng)，形成業(yè)務支持平臺，可以為學生提供共公資源與自建資源，可以實現(xiàn)在教師的指導下，進行網(wǎng)上學習，網(wǎng)上作業(yè)，網(wǎng)上測試，網(wǎng)上課堂回放等，并實現(xiàn)對學生及學習資源進行管理。

3）積累專業(yè)資源量達一定規(guī)模，當系統(tǒng)資源積累到一定規(guī)模時，可應用于社會學員、勞動者的遠程自主學習提高。在職業(yè)院校、公共實訓基地的資源建設達到一定規(guī)模時，社會學員、勞動者可以通過勞動部門的各培訓點、個人終端，對服務系統(tǒng)進行訪問；本系統(tǒng)根據(jù)訪問情況提供仿真技能資源、公共技能資源、實況課堂回放等服務。

4.2 社會效益

1）探索了目前職業(yè)院校技能教學與教育現(xiàn)代化整合之路。由本項目提出的的錄像、錄播、甚至遠程直播式的實訓仿真教學，是錄播系統(tǒng)、錄像系統(tǒng)在職業(yè)教學中的深入應用；解決了頂崗實習學生的業(yè)余教學與遠程管理。

2）推進了職業(yè)教育成果共享。職業(yè)教育建設成果的應用不再局限在校內(nèi)而是為全社會所共享，為勞動力繼續(xù)教育探索出一條新途徑。

4.3 技術轉化，形成產(chǎn)業(yè)

系統(tǒng)實施過程，也是職業(yè)院校資源建設過程。一旦職業(yè)院校成果與社會需求達到某種供求關系的時候，便會形成拓展。為各技能培訓點、各大中型企業(yè)、勞動力市場等提供優(yōu)質(zhì)的技能教育服務。

職業(yè)技能公共服務系統(tǒng)是基于WEB的在線服務系統(tǒng)，采用微軟ASP.NET技術架構，適用于在線學習與視頻仿真教學。旨在構建起職業(yè)學校與社會之間的橋梁，把職業(yè)學校的優(yōu)質(zhì)教學資源、教師資源經(jīng)過整合為全社會所合理共享，最終實現(xiàn)職業(yè)教育切實服務地方經(jīng)濟的美好構想，筆者的團隊在解決各項技術方案的基礎上，正在進行實質(zhì)性的研發(fā)，愿與各位專家進行此方面的深入交流。

參考文獻：

[1] 張亞芳.基于J2EE架構的職業(yè)技能鑒定系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學，2008.

[2] 湯曉華，呂景泉，洪霞. 基于職業(yè)能力的技能人才知識、技能、素質(zhì)系統(tǒng)化模型建模與研究[J].職業(yè)技術教育，2012（2）.