鐘九洲

達州職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心 四川 635000

0 前言

長期以來，由于我國高等教育重理論輕實踐，職業(yè)教育人才培養(yǎng)脫離社會需求和企業(yè)實際，使高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)目標無法得以落實。為此，國務(wù)院在《關(guān)于大力推進職業(yè)教育改革與發(fā)展的決定》中指出要“深化職業(yè)教育辦學(xué)體制改革，形成政府主導(dǎo)、依靠企業(yè)、充分發(fā)揮行業(yè)作用、社會力量積極參與的多元辦學(xué)格局”，“要充分依靠企業(yè)舉辦職業(yè)教育”，并闡述“產(chǎn)學(xué)研合作是高等職業(yè)教育的必由之路”。隨著教育裝備行業(yè)的飛速發(fā)展，以及現(xiàn)代化信息化教學(xué)的需要，信息化教學(xué)已成為我國教育發(fā)展的必然趨勢。而作為培養(yǎng)專業(yè)技能人才的搖籃職業(yè)教育尤其需要搭建功能強大的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，以便于師生進行信息化教學(xué)，讓課堂教學(xué)更加生動、形象，并實現(xiàn)廣泛的教學(xué)互動，讓學(xué)生深入理解、掌握教材內(nèi)容和職業(yè)技能，提高專業(yè)水平。

本著“易用、實用、好用、互聯(lián)、互通、互動”的原則，以及滿足現(xiàn)代信息化教學(xué)的需求，達州職業(yè)技術(shù)學(xué)院通過與中國移動達州分公司、達州市中心醫(yī)院、達州市職業(yè)技術(shù)學(xué)院附屬醫(yī)院、達州市地區(qū)幼兒園、達州市鋼鐵廠等單位深層合作，通過整合多媒體基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)備、豐富優(yōu)質(zhì)的教育資源以及可靠的企業(yè)教學(xué)實習(xí)點，校企互動信息化教學(xué)系統(tǒng)”的建設(shè)和探索，能夠滿足信息技術(shù)教學(xué)、遠程互動教學(xué)等需求，能夠?qū)崿F(xiàn)無線互動，協(xié)同學(xué)習(xí)，協(xié)同教研，促進學(xué)生全面而有個性的發(fā)展；通過音視頻的同步傳輸，打破空間阻隔，實現(xiàn)工學(xué)結(jié)合、校企合作，時時掌控第一手學(xué)習(xí)資料，大大提升學(xué)習(xí)效果，提高專業(yè)水平。

1 系統(tǒng)分析

1.1 系統(tǒng)分析

結(jié)合學(xué)院開設(shè)專業(yè)的實際情況，學(xué)院主要開設(shè)有護理專業(yè)、醫(yī)學(xué)專業(yè)、師范專業(yè)等，同時職業(yè)院校培養(yǎng)學(xué)生主要強調(diào)動手能力，因此許多職業(yè)院校推進了“校企合作”，學(xué)校企業(yè)深度合作，也建立校企合作教學(xué)平臺。但傳統(tǒng)的互動交流系統(tǒng)幾乎都采用B/S結(jié)構(gòu)，通過瀏覽器來實現(xiàn)互動交流，主要交流手段是文字、圖片。但我們學(xué)院重點專業(yè)如護理專業(yè)、醫(yī)學(xué)專業(yè)、師范專業(yè)，社會對畢業(yè)學(xué)生的實際操作能力要求十分特殊，因此建立一個基于網(wǎng)絡(luò)視頻的互動平臺，讓學(xué)生在教室通過多媒體設(shè)備實時觀看校外導(dǎo)師實際工作場景，適當時間提出問題，討論問題、解決問題，從而讓學(xué)生結(jié)合理論深刻的理解知識，是十分必要的。校企互動信息化教學(xué)平臺，須達到下列功能：

(1) 系統(tǒng)必須實現(xiàn)聲音、視頻同步傳輸。

(2) 系統(tǒng)必須實現(xiàn)直播功能，同時通過校園網(wǎng)直播到全校任意20個教室。

(3) 系統(tǒng)可實現(xiàn)課堂互動，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠程同步教學(xué)，并可擴展至多間教室。

(4) 系統(tǒng)必須具有手工和自動等操作方式。多畫面表現(xiàn)教師與學(xué)生之間的交互，教師能自己操作的“一鍵式”全自動的錄制方式也必須共存。

(5) 系統(tǒng)的全自動直播必須能實現(xiàn)企業(yè)教師自動跟蹤、扳書定位跟蹤拍攝等功能，教師自動跟蹤系統(tǒng)要實現(xiàn)全教室的跟蹤，特殊的定位跟蹤要實現(xiàn)特寫功能。

1.2 建設(shè)原則

(1) 實用性

系統(tǒng)的設(shè)計必須符合實用性原則，設(shè)計的最基本的目標是建立一個適應(yīng)實際環(huán)境的，可運行、能滿足用戶需求的多功能的實用系統(tǒng)；可充分利用用戶原有的系統(tǒng)設(shè)備。

(2) 先進性

實現(xiàn)教學(xué)直播互動的方案和產(chǎn)品很多，在堅持實用性的前提下，充分采用高可靠性和高穩(wěn)定性的硬件產(chǎn)品。

(3) 開放性

在系統(tǒng)設(shè)計中，充分考慮目前和將來的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及用戶需求，采用標準的開放協(xié)議來構(gòu)架整個系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)和現(xiàn)有系統(tǒng)的良好集成性；同時系統(tǒng)能夠支持多種內(nèi)容的接入，實現(xiàn)數(shù)字視頻資源的廣泛融合。

(4) 可擴展性

目前互聯(lián)網(wǎng)上的新的應(yīng)用模式不斷涌現(xiàn)，作為一個教學(xué)直播互動系統(tǒng)，應(yīng)當能夠具備良好的接口以提供對這些新應(yīng)用整合。同時，系統(tǒng)本身應(yīng)當能夠提供良好的擴展性能，當用戶量增加，業(yè)務(wù)擴展時，能夠通過簡單的硬件設(shè)備擴充或者分布節(jié)點的增加實現(xiàn)系統(tǒng)的平滑擴容。

(5) 穩(wěn)定性

直播互動系統(tǒng)應(yīng)當能夠達到 7*24小時的可用，系統(tǒng)可用率要達到99.99%，同時一旦有突發(fā)事件發(fā)生，系統(tǒng)應(yīng)當能夠提供良好的容災(zāi)備份手段，保證對用戶端的應(yīng)用不被中斷，同時記錄下用戶日志。

(6)可維護性

系統(tǒng)的可維護性對系統(tǒng)的生命力至關(guān)重要，系統(tǒng)要求采用模塊化設(shè)計、標準的高級語言編程，靈活的功能模塊重組，提供基于WEB的友好的應(yīng)用維護界面使系統(tǒng)具有良好的可維護性。

1.3 建設(shè)目標

通過三年建設(shè)，搭建一個功能完備、操作便捷的校企互動信息化教學(xué)平臺，學(xué)院可以通過系統(tǒng)觀看企業(yè)導(dǎo)師工作、授課的過程，在校學(xué)生通過系統(tǒng)與企業(yè)導(dǎo)師進行互動交流。最終實現(xiàn)畢業(yè)學(xué)生“校企無縫轉(zhuǎn)型”。學(xué)校還能夠利用校企互動平臺引入各界企業(yè)參與到學(xué)校教育中，實現(xiàn)教產(chǎn)合作、校企一體和工學(xué)結(jié)合，促進學(xué)生專業(yè)技能的提高，加強職教“專才”的輸出。最終通過校企互動信息化教學(xué)平臺推動，使得校企雙方合作的更深層發(fā)展，進一步體現(xiàn)了我院“以市場為導(dǎo)向，以服務(wù)為宗旨，走產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”的辦學(xué)理念。

首期實現(xiàn)地區(qū)機關(guān)幼兒園學(xué)前教育和附屬醫(yī)院臨床、護理專業(yè)校外指導(dǎo)教學(xué)點現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)音視頻直播。

二期實現(xiàn)地區(qū)機關(guān)幼兒園學(xué)前教育和附屬醫(yī)院臨床、護理專業(yè)校外指導(dǎo)教學(xué)點現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)音視頻直播、網(wǎng)絡(luò)互動、精品直播錄播。

最后實現(xiàn)二家幼兒園、三家醫(yī)院、多個專業(yè)對應(yīng)校外指導(dǎo)教學(xué)點網(wǎng)絡(luò)直播、互動、錄播。

2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

為了校企互動信息化教學(xué)平臺視頻清晰、聲音保真等，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)十分重要，需要到校外實習(xí)點鏈接專線(采用移動公司跳釬方式)，同時結(jié)合校園網(wǎng)實際情況新購一臺校園網(wǎng)絡(luò)核心交換機，減輕原先核心交換機的負擔。系統(tǒng)核心主要由視頻跟蹤，集中控制管理、錄播服務(wù)組成。學(xué)院到幼兒園教室、醫(yī)院協(xié)議手術(shù)室等，鋪設(shè)一條專線，專線鏈接到學(xué)院中心機房，教室計算機通過網(wǎng)絡(luò)訪問校外的幼兒園教室、醫(yī)院協(xié)議手術(shù)室等現(xiàn)場，或通過投影儀放大現(xiàn)場畫面。校外現(xiàn)場有完成直播功能的攝像機，圖像跟蹤系統(tǒng)、以及拾音器等設(shè)備，校內(nèi)集體互動，由于教室十分多，只能在規(guī)定的教室互動，主要設(shè)備有攝像機、圖像跟蹤系統(tǒng)、以及拾音器等設(shè)備(如拓撲圖1)。

圖1 拓撲圖

圖像跟蹤系統(tǒng)：主要是對于每一個視頻源，都有特定的圖像識別程序進行特定識別，標記出相關(guān)信息，并根據(jù)視頻源畫面圖像的變化，智能識別講授者的位置，并驅(qū)動攝像頭云臺對講授者進行跟蹤拍攝，被攝者無需佩戴任何標識性物品，簡單、易用。

視頻處理服務(wù)器：主要是對現(xiàn)場視音頻數(shù)據(jù)壓縮、處理的嵌入式設(shè)備，它由視音頻壓縮編碼器、輸入/輸出通道、網(wǎng)絡(luò)接口、視音頻接口、RS485/RS232串行接口、協(xié)議接口、軟件接口等構(gòu)成。

視頻處理服務(wù)器通過采集、處理將視頻壓縮成 Flash視頻格式，F(xiàn)lash視頻格式采用了低碼率傳輸技術(shù)，帶寬占用少，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)壓力小，能夠在校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保證師生流暢地觀看、交流。

數(shù)據(jù)服務(wù)器：包括管理服務(wù)器、WEB服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器。其主要是為系統(tǒng)應(yīng)用提供服務(wù)，服務(wù)包括查詢、更新、視頻管理、索引、高速緩存、查詢優(yōu)化、安全及多用戶存取控制等。

2.2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

為了方便學(xué)生跟校外、校內(nèi)老師交流，方便查看企業(yè)教學(xué)錄像，建立一個平臺十分重要。平臺采用B/S結(jié)構(gòu)，使用J2EE框架進行開發(fā)。根據(jù)需求分析，平臺用戶分為：管理員、教師、學(xué)生、校外導(dǎo)師，關(guān)系圖如圖2。

圖2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

系統(tǒng)根據(jù)實際情況分為4個子系統(tǒng)，介紹如下：

(1) 賬戶管理子系統(tǒng)

主要是對賬號信息、角色進行管理。新帳號注冊、注冊信息包括姓名，帳號、所屬系部、密碼、聯(lián)系方式等。管理員審核通過，并對相關(guān)帳號分配角色。其中還包括帳號修改個人信息和忘記密碼，根據(jù)自己信息找回密碼。主要包括頁面有新帳號注冊頁面、帳號信息修改頁面、密碼找回頁面、管理員管理頁面(如圖3)。

圖3 注冊和登錄結(jié)構(gòu)圖

(2) 教學(xué)資源管理子系統(tǒng)

教學(xué)資源管理子系統(tǒng)主要是對各種類型的教學(xué)資源進行分類匯總，并且為權(quán)限帳號提供上傳功能，以及為所有帳號提供檢索、下載教學(xué)資源功能。主要由學(xué)科實習(xí)介紹、教學(xué)資源、校外資源、幾個頁面組成。

(3) 交流平臺子系統(tǒng)

交流平臺系統(tǒng)主要提供師生交流平臺，學(xué)生在遇到問題，可以在平臺上提問，校外導(dǎo)師、老師、同學(xué)可以及時幫助解決問題。老師也可以把新的問題留給學(xué)生，讓學(xué)生自我、協(xié)助解決。

(4) 系統(tǒng)管理員管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)管理員子系統(tǒng)主要系統(tǒng)管理員通過系統(tǒng)管理頁面對系統(tǒng)進行全面的管理。主要功能有帳號審核、開通、權(quán)限的分配、刪除，教學(xué)資源的管理、上傳資源的審核、管理，交流平臺留言的管理，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的備份，網(wǎng)站欄目的添加、刪除、修改等。具體流程圖如下：

圖4 系統(tǒng)管理流程圖

系統(tǒng)中4個子系統(tǒng)關(guān)系圖如下

圖5 系統(tǒng)關(guān)系圖

2.3 J2EE結(jié)構(gòu)技術(shù)分析

系統(tǒng)采用J2EE框架技術(shù)，利用J2EE可以簡化系統(tǒng)開發(fā)、部署和管理。系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)使用的是 web方式，J2EE框架提供了中間層集成框架用來滿足無需太多費用而又需要高可用性、高可靠性以及可擴展性的應(yīng)用需求。同時對現(xiàn)有的應(yīng)用程序提供整合功能，增強安全機制，提供了性能。

系統(tǒng)采用J2EE的struts MVC框架，以Hibemate作為持久化層，采用Spring對其中間層業(yè)務(wù)層進行改造。表示層使用 Struts來實現(xiàn)完成，主要功能是頁面的請求和轉(zhuǎn)發(fā)。Hibemate主要是對數(shù)據(jù)的封裝以及數(shù)據(jù)庫的持久化的管理。Spring用來完成業(yè)務(wù)層業(yè)務(wù)的流轉(zhuǎn)、管理。表示層調(diào)用業(yè)務(wù)層完成邏輯運算，業(yè)務(wù)層調(diào)用持久層對數(shù)據(jù)庫進行讀寫操作，各層之間相互獨立，層與層之間低耦合。不僅可以滿足性能的需求，而且可以提高開發(fā)的效率。

2.4 系統(tǒng)安全機制

(1) 身份驗證。對登錄系統(tǒng)的用戶、管理者等用戶進行省份驗證，以保證使用資源的合法性、正確性。例如;下載教學(xué)資源，發(fā)言提問等。

(2) 完整性。數(shù)據(jù)必須要求完整性，在系統(tǒng)中發(fā)布的資源必須是完整的，沒有被篡改的。例如：發(fā)布的視頻錄像。

(3) 保密性。保護數(shù)據(jù)的機密性，是系統(tǒng)組成的重要部分。例如：各種注冊信息等。

(4) 約定性。由于系統(tǒng)設(shè)計到直播、錄播，必須學(xué)院和企業(yè)有一定的約定性，從而保證雙方的合法權(quán)益。

3 結(jié)語

探索校企互動信息化教學(xué)系統(tǒng)可以讓高職院校的學(xué)生更加生動的學(xué)習(xí)專業(yè)知識，同時也為老師提供了一個跟學(xué)生交流的平臺，有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，更拉近了師生的關(guān)系。

[1]馬穎峰.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教與學(xué):網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式論.北京:科學(xué)出版社.2005.

[2]任泰明.基于B/S結(jié)構(gòu)的軟件開發(fā)技術(shù).西安:西安電子科技大學(xué)出版社.2006.

[3]李桂華，李志偉.信息技術(shù)在職業(yè)教育中校企合作間的應(yīng)用.2008中國信息技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)論壇論文集.2008.