曹育紅

【摘 要】以大規(guī)模流媒體技術(shù)為核心的直播課堂學(xué)習(xí)給現(xiàn)代教育注入了新的生命力，在實(shí)時(shí)的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境中，將分布在各地的學(xué)生和教師聯(lián)系起來(lái)，突破了時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享?；诖耍诖笠?guī)模流媒體直播課堂交互結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出由流媒體服務(wù)器系統(tǒng)、流媒體信息源、功能控制、消息系統(tǒng)和直播課堂管理中心組成的大規(guī)模流媒體功能模塊結(jié)構(gòu)，將基于CDN原理的流媒體交互技術(shù)和大規(guī)模流媒體交互服務(wù)傳輸方式作為直播課堂實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)，從而進(jìn)一步提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

【關(guān)鍵詞】直播課堂；大規(guī)模流媒體；P2P

【中圖分類號(hào)】G434【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1001-8794(2014)06-00-04

一、大規(guī)模流媒體直播課堂的實(shí)用價(jià)值

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，在教育領(lǐng)域中通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送音頻、視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上直播課堂教學(xué)，即使身處各地的學(xué)生都能得到一流教師的指導(dǎo)，突破了傳統(tǒng)教育資源和教學(xué)方法在時(shí)間、空間、地域上的限制，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)秀教育真正意義上的資源共享。借助于大規(guī)模流媒體技術(shù)，學(xué)生可以在任何一個(gè)接入點(diǎn)直播課堂上實(shí)時(shí)觀看現(xiàn)場(chǎng)直播的授課，在教師與學(xué)生之間營(yíng)造了一種“面對(duì)面”的教學(xué)環(huán)境，教師可以采用各種教學(xué)手段和各種信息媒體，將教學(xué)內(nèi)容完整地展現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生則接受多重感官刺激，調(diào)動(dòng)深層次思維加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。大規(guī)模流媒體技術(shù)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改變了傳統(tǒng)以服務(wù)器為中心的傳輸模式，使每一終端都互為服務(wù)器、客戶端，基于Adobe Connect建立的直播課堂中，任何一個(gè)終端都可以起到服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)作用，可以解決網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸問(wèn)題。直播課堂為教學(xué)注入新的活力和生機(jī)，充分體現(xiàn)了其教學(xué)系統(tǒng)的開放性，既可以直接再現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)中教師的講解和對(duì)課程的說(shuō)明場(chǎng)景，同時(shí)利用大規(guī)模流媒體技術(shù)將教師授課內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和其對(duì)應(yīng)的音視頻素材在時(shí)間上進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在所建立的索引標(biāo)題區(qū)域，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，選擇合適的時(shí)間進(jìn)行課堂直播學(xué)習(xí)。直播課堂提供了一個(gè)教師與學(xué)生雙向溝通的渠道，實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與媒體之間的全方位交互，以視頻教學(xué)資源的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行多種感官刺激，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力，提高了教學(xué)的完整性和交互能力，更好地滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。學(xué)生可以按照自己的認(rèn)知水平，自主選擇直播課堂進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，自由安排時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，自主調(diào)控學(xué)習(xí)的進(jìn)度，控制和管理學(xué)習(xí)的過(guò)程，使學(xué)生由被動(dòng)地接受知識(shí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程，這有助于突出學(xué)生的主體地位，挖掘?qū)W生的潛能，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

二、基于Adobe Connect的大規(guī)模流媒體直播課堂架構(gòu)

(一)大規(guī)模流媒體直播課堂交互結(jié)構(gòu)

大規(guī)模流媒體直接課堂以Adobe Connect作為底層支撐，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)大規(guī)模的開放(如圖1所示)，采用A、B、C為三種部署群集方案，根據(jù)課堂直播場(chǎng)景需要進(jìn)行選用。其中A方案由網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡軟件和兩個(gè)外部數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成；B方案由BIG-IP硬件負(fù)載平衡設(shè)備、群集和兩個(gè)外部數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成；C方案由兩個(gè)BIG-IP硬件負(fù)載平衡設(shè)備、群集和兩個(gè)外部數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖1 大規(guī)模流媒體直播課堂交互結(jié)構(gòu)

大規(guī)模流媒體直播課堂利用群集技術(shù)將一組云虛擬服務(wù)器相互連接，每臺(tái)虛擬服務(wù)器都執(zhí)行相同的作業(yè)。在Cloud connect群集中，群集的每臺(tái)服務(wù)器上安裝Cloud connect副本，如果群集中的某一臺(tái)主機(jī)發(fā)生故障，另一臺(tái)主機(jī)可接管任務(wù)，繼續(xù)承載同一直播課堂。在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用硬件或軟件為群集提供負(fù)載平衡，多臺(tái)硬件負(fù)載平衡設(shè)備承載Cloud connect的服務(wù)器群集，承擔(dān)SSL加速器的作用，在多臺(tái)外部計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ) SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)等任務(wù)。保證了可靠的目標(biāo)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有相同的組件，如果一個(gè)組件發(fā)生故障，另一相同的組件可接管同一直播事務(wù)。

(二)大規(guī)模流媒體直播課堂功能模塊

大規(guī)模流媒體直播課堂應(yīng)用系統(tǒng)由流媒體服務(wù)器系統(tǒng)、流媒體信息源、功能控制、消息系統(tǒng)和直播課堂管理中心等五個(gè)部分組成(如圖2所示)。

圖2 大規(guī)模流媒體直播課堂功能模塊結(jié)構(gòu)

1.流媒體服務(wù)器系統(tǒng)

流媒體服務(wù)器系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，流媒體服務(wù)器系統(tǒng)主要由實(shí)時(shí)課程服務(wù)器、電子教室服務(wù)器、教學(xué)資源服務(wù)器、課件服務(wù)器、直播服務(wù)器構(gòu)成。

2.流媒體信息源采集系統(tǒng)

流媒體信息源采集系統(tǒng)通過(guò)流媒體服務(wù)器系統(tǒng)，將課堂教學(xué)情景以音視頻的形式進(jìn)行存儲(chǔ)和播放，提供直播課堂學(xué)習(xí)。多媒體電教室負(fù)責(zé)視頻實(shí)時(shí)錄制，視頻錄制模塊與攝像頭建立連接并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，然后調(diào)用緩沖管理模塊將音頻流存入服務(wù)器的緩沖區(qū)。緩沖管理模塊負(fù)責(zé)流媒體數(shù)據(jù)的管理，在傳輸過(guò)程中對(duì)流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼運(yùn)算。

3.功能控制

功能控制包括音頻直播、視頻直播和屏幕直播三個(gè)核心模塊。其中音頻直播模塊將麥克風(fēng)錄到的音頻實(shí)時(shí)傳輸，使得在直播課堂上學(xué)生既可以看見教師的教學(xué)課件和影像，也可以聽見教師的講解音頻，促進(jìn)學(xué)生真正理解教師講述的內(nèi)容。視頻直播模塊實(shí)時(shí)采集視頻并發(fā)送給學(xué)生端，使學(xué)生身臨其境地感受直播課堂的魅力。屏幕直播模塊的功能是在教師授課時(shí)抓取教師機(jī)的屏幕畫面，經(jīng)圖像壓縮后傳輸?shù)綄W(xué)生機(jī)的屏幕，使得學(xué)生的屏幕畫面與教師授課的內(nèi)容一致。

4.消息系統(tǒng)

消息系統(tǒng)模塊提供對(duì)消息的發(fā)送、接收和處理的服務(wù)，當(dāng)學(xué)生端注冊(cè)并發(fā)出申請(qǐng)連接到某個(gè)直播頻道時(shí)，各種請(qǐng)求被封裝成不同的消息，服務(wù)器與頻道上的節(jié)點(diǎn)連接，由節(jié)點(diǎn)管理模塊負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)的管理和查詢工作，記錄上傳音視頻數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)、下載音視頻數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，以及可能下載的音視頻數(shù)據(jù)的候選節(jié)點(diǎn)。

5.直播課堂管理中心

直播課堂管理中心負(fù)責(zé)管理整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作，提供技術(shù)支持和相關(guān)服務(wù)。系統(tǒng)設(shè)置提供注冊(cè)、退出、查詢等系統(tǒng)維護(hù)服務(wù)，保證直播課堂教學(xué)活動(dòng)的正常開展。用戶交互負(fù)責(zé)圖形用戶界面的維護(hù)與事件的響應(yīng)，包括查詢直播頻道、直播課堂以及實(shí)時(shí)顯示連接上的用戶信息。

三、大規(guī)模流媒體直播課堂的關(guān)鍵技術(shù)

(一)基于CDN原理的流媒體交互技術(shù)

隨著用戶群體在地理分布以及支撐規(guī)模上的擴(kuò)展，針對(duì)大規(guī)模流媒體直播課堂交互服務(wù)的需求，采用CDN技術(shù)部署邊緣服務(wù)器，以透明連接方式將客戶端連接到邊緣服務(wù)器，邊緣服務(wù)器連接到源服務(wù)器，這樣用戶就像直接連接到承載視頻交互的源服務(wù)器一樣。為進(jìn)一步拓展邊緣服務(wù)器的服務(wù)規(guī)模，以邊緣服務(wù)器為中心形成P2P網(wǎng)絡(luò)，邊緣服務(wù)器充當(dāng)種子服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)可以據(jù)此找到候選同伴，從而實(shí)現(xiàn)媒體內(nèi)容的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分發(fā)。這樣，在一個(gè)較小區(qū)域內(nèi)的邊緣服務(wù)器與其所服務(wù)的本地用戶建立本地化的P2P用戶區(qū)域，擴(kuò)展了傳統(tǒng)CDN網(wǎng)絡(luò)可以服務(wù)的用戶數(shù)目。

目前，P2P流媒體直播結(jié)構(gòu)主要基于樹狀結(jié)構(gòu)、改進(jìn)的多樹結(jié)構(gòu)、覆蓋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等三種技術(shù)。為了克服樹狀結(jié)構(gòu)無(wú)法保證帶寬以及難于應(yīng)付的節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)性、多樹結(jié)構(gòu)構(gòu)造，以及維護(hù)的復(fù)雜性、覆蓋網(wǎng)絡(luò)的流量過(guò)大等問(wèn)題，綜合樹狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，采用如圖3所示的P2P用戶區(qū)域的系統(tǒng)架構(gòu)。在P2P用戶區(qū)域中，邊緣服務(wù)器的主要角色有三個(gè)，即在P2P操作中，引導(dǎo)用戶節(jié)點(diǎn)找到候選同伴的Tracker服務(wù)器；在P2P操作中，作為分配給它的用戶節(jié)點(diǎn)的種子；作為NAT穿越的輔助節(jié)點(diǎn)。

圖3 P2P用戶區(qū)域的系統(tǒng)架構(gòu)

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(二)大規(guī)模流媒體交互服務(wù)傳輸方式

大規(guī)模流媒體自主點(diǎn)播學(xué)習(xí)系統(tǒng)交互服務(wù)的流媒體傳輸方式采用加密連接傳輸和非加密連接傳輸(如圖4所示)。

圖4 大規(guī)模流媒體交互服務(wù)傳輸方式

1.加密連接傳輸方式

加密連接傳輸方式通過(guò)HTTPS和RTMPS協(xié)議來(lái)建立，按照?qǐng)D4所示的路徑傳輸數(shù)據(jù)。具體傳輸過(guò)程是首先由A.客戶端Web瀏覽器通過(guò)HTTPS：443上的安全連接請(qǐng)求在線課堂或內(nèi)容的URL；然后由B.Web服務(wù)器做出響應(yīng)，通過(guò)安全連接傳輸內(nèi)容或向客戶端提供建立安全在線課堂連接的相關(guān)信息；接下來(lái)由C.客戶端通過(guò)RTMPS：443請(qǐng)求與服務(wù)器建立安全連接；最后由D.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模媒體數(shù)據(jù)流打開安全的永久連接。

2.非加密連接傳輸方式

未加密連接傳輸方式通過(guò)HTTP和RTMP協(xié)議來(lái)建立，按照?qǐng)D4所示的路徑傳輸數(shù)據(jù)。具體傳輸過(guò)程是，首先由客戶端Web瀏覽器通過(guò)HTTP：80請(qǐng)求會(huì)議或內(nèi)容的URL；然后由2.Web服務(wù)器做出響應(yīng)，傳輸內(nèi)容或向客戶端提供建立會(huì)議連接的相關(guān)信息；接下來(lái)由3.客戶端通過(guò)RTMP：1935請(qǐng)求會(huì)議連接，由3a.客戶端通過(guò)RTMP：80請(qǐng)求會(huì)議連接；最后由4.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模流媒體數(shù)據(jù)流打開永久連接，由4a.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模流媒體數(shù)據(jù)流打開隧道連接。

四、基于Adobe Connect大規(guī)模流媒體直播課堂的實(shí)施

大規(guī)模流媒體直播課堂具有在線實(shí)時(shí)互動(dòng)與在線學(xué)習(xí)支持、學(xué)習(xí)管理、學(xué)習(xí)內(nèi)容管理的功能。提供豐富的在線教學(xué)功能，包括電子白板、文檔共享、協(xié)同瀏覽、桌面共享、文字討論、私聊與交互、批注工具、共享批注等功能，以滿足輔助教學(xué)和在線交互需求下各種可能的交互需求；實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)管理的功能，包括學(xué)習(xí)活動(dòng)定義、創(chuàng)建與執(zhí)行，在線學(xué)習(xí)資源裝載和推送，在線學(xué)習(xí)過(guò)程追跡與管理(如學(xué)習(xí)互動(dòng)過(guò)程記錄、學(xué)習(xí)互動(dòng)結(jié)果記錄、學(xué)習(xí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)等)；依據(jù)在線互動(dòng)活動(dòng)的類型，支持實(shí)時(shí)互動(dòng)(實(shí)時(shí)課堂)、在線培訓(xùn)與學(xué)習(xí)(包括內(nèi)容、課程、課程表、虛擬教室等)和大規(guī)模在線活動(dòng)支持(包括學(xué)習(xí)活動(dòng)注冊(cè)、邀請(qǐng)、提醒和報(bào)告等)，從而覆蓋多類型的在線交互需求。大規(guī)模流媒體直播課堂通過(guò)Webservice方式與Adobe Connect進(jìn)行整合(如圖5所示)，充分利用Connect的內(nèi)容、會(huì)議及課程的特性，以及流媒體轉(zhuǎn)化和處理能力實(shí)現(xiàn)直播課堂學(xué)習(xí)、在線課程學(xué)習(xí)和在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)等功能。

圖5直播課堂與Adobe Connect的集成

(一)直播課堂學(xué)習(xí)

直播課堂基于Connect視頻會(huì)議提供教師和學(xué)生直播授課的形式，教師可以進(jìn)行文件共享、桌面共享，完成教學(xué)過(guò)程，學(xué)生可以點(diǎn)擊這個(gè)直播課堂，進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)，同時(shí)，教師也可以將教學(xué)過(guò)程中各類資源(上傳的資源、上課的錄像)分享給學(xué)生。創(chuàng)建直播課堂的流程是，管理員、課程管理員通過(guò)創(chuàng)建直播課堂功能來(lái)創(chuàng)建記錄，教師可以在直播課堂中以視頻的方式直播教學(xué)過(guò)程，所有參與人員在直播課堂中可以同步地接收到教師的教學(xué)視頻，并可以使用錄像功能，將直播的課程進(jìn)行錄制，供學(xué)習(xí)者復(fù)習(xí)。同時(shí)，教師也可以將錄像分享給不同的學(xué)生，進(jìn)行差異化教學(xué)。

(二)在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)

在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)提供教師和學(xué)生在Connect視頻會(huì)議系統(tǒng)中進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，支持對(duì)不同地域的教師進(jìn)行培訓(xùn)，以及教師組織不同學(xué)生進(jìn)行在線教學(xué)活動(dòng)。教師可以使用Connect的視頻/音頻傳遞、文件共享、桌面共享、白板應(yīng)用、分組私聊，完成教學(xué)過(guò)程，并可以將教學(xué)過(guò)程中各類資源(上傳的資源、上課的錄像)分享給學(xué)生。在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)使用流程是管理員、課程管理員創(chuàng)建相應(yīng)記錄，將相關(guān)人員(學(xué)生、助教等)通過(guò)添加人員的方式添加到在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，所有人員便可以登錄直播課堂在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)交互系統(tǒng)，看到與自己相關(guān)的在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容，并點(diǎn)擊在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)連接，進(jìn)入到Connect視頻會(huì)議系統(tǒng)中，進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。利用“通知”功能給剛剛錄入的人員發(fā)送E-mail，及時(shí)通知相關(guān)人員參與該在線項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。利用“上傳資源”功能，可以看到所有參與人員在教學(xué)過(guò)程中上傳以及分享的各種資源文件。并且可以在流媒體服務(wù)器中打開該文件。利用“錄像”功能可以查看在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中，錄制的錄像信息，教師既可以播放教學(xué)過(guò)程錄像，也可以將錄像下載到本地(下載的是錄像流媒體的URL地址)，同時(shí)將錄像資源分享給指定的學(xué)習(xí)者。利用“報(bào)告”功能可以查看各登記人員進(jìn)入該在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)的具體時(shí)間，以及停留時(shí)間，從而掌握各用戶的學(xué)習(xí)狀態(tài)，跟蹤學(xué)習(xí)過(guò)程。參與人員進(jìn)入在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)頁(yè)面會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到Connect的會(huì)議系統(tǒng)中，教師可以為不同參與人員設(shè)定不同的角色，進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的操作，同時(shí)可以對(duì)整個(gè)布局進(jìn)行自定義調(diào)整，所有用戶均可以通過(guò)聊天室進(jìn)行在線討論。

(三)在線課程學(xué)習(xí)

在線課程使得來(lái)自不同地域的教師、學(xué)生可以異步的、依據(jù)各自工作時(shí)間狀態(tài)，按需進(jìn)行學(xué)習(xí)，管理者可以發(fā)布課程、定義課程學(xué)習(xí)策略、上傳課程學(xué)習(xí)資源等，系統(tǒng)可以自動(dòng)記錄學(xué)員的學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)狀態(tài)以及取得的學(xué)習(xí)效果等。系統(tǒng)支持進(jìn)行有效的在線課程管理與使用。這一模式既方便了管理者的管理，也有效地解決了當(dāng)前教師培訓(xùn)中嚴(yán)重的工、學(xué)矛盾。在線課程學(xué)習(xí)實(shí)施流程是管理員、課程管理員利用“創(chuàng)建在線課程”功能來(lái)創(chuàng)建記錄，通過(guò)“通知”功能給剛剛錄入的人員發(fā)送E-mail，通知他們參與該課程學(xué)習(xí)；學(xué)生進(jìn)入在線課程后以流媒體方式進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，利用“報(bào)告”功能查看各登記人員進(jìn)入該課程學(xué)習(xí)的具體時(shí)間，以及停留時(shí)間，掌握各用戶的學(xué)習(xí)狀態(tài)；教師可以上傳具有較強(qiáng)互動(dòng)功能的教學(xué)課件(如Presenter課件)，在課件中設(shè)置題目觀察學(xué)生的答題情況，進(jìn)行在線課程學(xué)習(xí)狀態(tài)追蹤。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]李尚柱，劉延昕.利用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上直播課堂教學(xué)[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，(10).

[3]王同明.流媒體視頻資源在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].衡水學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，(1).

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[5]張小磷.基于流媒體技術(shù)的音視頻直播和點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

The implementation of Live classroom learning system Based on Adobe connect Large-scale stream media technology

CAO Yu-hong

(Guangdong Polytechnic Normal University，Guangzhou 510262，China)

【Abstract】The large-scale streaming media technology as the core of the live classroom learning to modern education has injected new vitality，in interactive learning environment，real-time distributed in all of the students and teachers together，break through the limitations of time and space，the sharing of high quality teaching resources，make the students be personally on the scene，the immediate feeling.In the large-scale live streaming classroom interaction structure，the large-scale streaming media function module structure by the streaming media server system， the source of streaming media，control，information system and live classroom management center，the principle of CDN streaming media interactive technology and large-scale streaming media transmission method based on interactive service as the key technology for live the classroom implementation.

【Key words】Open educational resources；Turning the classroom；model of instruction； teaching model

(編輯/喬瑞雪)

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(二)大規(guī)模流媒體交互服務(wù)傳輸方式

大規(guī)模流媒體自主點(diǎn)播學(xué)習(xí)系統(tǒng)交互服務(wù)的流媒體傳輸方式采用加密連接傳輸和非加密連接傳輸(如圖4所示)。

圖4 大規(guī)模流媒體交互服務(wù)傳輸方式

1.加密連接傳輸方式

加密連接傳輸方式通過(guò)HTTPS和RTMPS協(xié)議來(lái)建立，按照?qǐng)D4所示的路徑傳輸數(shù)據(jù)。具體傳輸過(guò)程是首先由A.客戶端Web瀏覽器通過(guò)HTTPS：443上的安全連接請(qǐng)求在線課堂或內(nèi)容的URL；然后由B.Web服務(wù)器做出響應(yīng)，通過(guò)安全連接傳輸內(nèi)容或向客戶端提供建立安全在線課堂連接的相關(guān)信息；接下來(lái)由C.客戶端通過(guò)RTMPS：443請(qǐng)求與服務(wù)器建立安全連接；最后由D.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模媒體數(shù)據(jù)流打開安全的永久連接。

2.非加密連接傳輸方式

未加密連接傳輸方式通過(guò)HTTP和RTMP協(xié)議來(lái)建立，按照?qǐng)D4所示的路徑傳輸數(shù)據(jù)。具體傳輸過(guò)程是，首先由客戶端Web瀏覽器通過(guò)HTTP：80請(qǐng)求會(huì)議或內(nèi)容的URL；然后由2.Web服務(wù)器做出響應(yīng)，傳輸內(nèi)容或向客戶端提供建立會(huì)議連接的相關(guān)信息；接下來(lái)由3.客戶端通過(guò)RTMP：1935請(qǐng)求會(huì)議連接，由3a.客戶端通過(guò)RTMP：80請(qǐng)求會(huì)議連接；最后由4.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模流媒體數(shù)據(jù)流打開永久連接，由4a.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模流媒體數(shù)據(jù)流打開隧道連接。

四、基于Adobe Connect大規(guī)模流媒體直播課堂的實(shí)施

大規(guī)模流媒體直播課堂具有在線實(shí)時(shí)互動(dòng)與在線學(xué)習(xí)支持、學(xué)習(xí)管理、學(xué)習(xí)內(nèi)容管理的功能。提供豐富的在線教學(xué)功能，包括電子白板、文檔共享、協(xié)同瀏覽、桌面共享、文字討論、私聊與交互、批注工具、共享批注等功能，以滿足輔助教學(xué)和在線交互需求下各種可能的交互需求；實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)管理的功能，包括學(xué)習(xí)活動(dòng)定義、創(chuàng)建與執(zhí)行，在線學(xué)習(xí)資源裝載和推送，在線學(xué)習(xí)過(guò)程追跡與管理(如學(xué)習(xí)互動(dòng)過(guò)程記錄、學(xué)習(xí)互動(dòng)結(jié)果記錄、學(xué)習(xí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)等)；依據(jù)在線互動(dòng)活動(dòng)的類型，支持實(shí)時(shí)互動(dòng)(實(shí)時(shí)課堂)、在線培訓(xùn)與學(xué)習(xí)(包括內(nèi)容、課程、課程表、虛擬教室等)和大規(guī)模在線活動(dòng)支持(包括學(xué)習(xí)活動(dòng)注冊(cè)、邀請(qǐng)、提醒和報(bào)告等)，從而覆蓋多類型的在線交互需求。大規(guī)模流媒體直播課堂通過(guò)Webservice方式與Adobe Connect進(jìn)行整合(如圖5所示)，充分利用Connect的內(nèi)容、會(huì)議及課程的特性，以及流媒體轉(zhuǎn)化和處理能力實(shí)現(xiàn)直播課堂學(xué)習(xí)、在線課程學(xué)習(xí)和在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)等功能。

圖5直播課堂與Adobe Connect的集成

(一)直播課堂學(xué)習(xí)

直播課堂基于Connect視頻會(huì)議提供教師和學(xué)生直播授課的形式，教師可以進(jìn)行文件共享、桌面共享，完成教學(xué)過(guò)程，學(xué)生可以點(diǎn)擊這個(gè)直播課堂，進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)，同時(shí)，教師也可以將教學(xué)過(guò)程中各類資源(上傳的資源、上課的錄像)分享給學(xué)生。創(chuàng)建直播課堂的流程是，管理員、課程管理員通過(guò)創(chuàng)建直播課堂功能來(lái)創(chuàng)建記錄，教師可以在直播課堂中以視頻的方式直播教學(xué)過(guò)程，所有參與人員在直播課堂中可以同步地接收到教師的教學(xué)視頻，并可以使用錄像功能，將直播的課程進(jìn)行錄制，供學(xué)習(xí)者復(fù)習(xí)。同時(shí)，教師也可以將錄像分享給不同的學(xué)生，進(jìn)行差異化教學(xué)。

(二)在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)

在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)提供教師和學(xué)生在Connect視頻會(huì)議系統(tǒng)中進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，支持對(duì)不同地域的教師進(jìn)行培訓(xùn)，以及教師組織不同學(xué)生進(jìn)行在線教學(xué)活動(dòng)。教師可以使用Connect的視頻/音頻傳遞、文件共享、桌面共享、白板應(yīng)用、分組私聊，完成教學(xué)過(guò)程，并可以將教學(xué)過(guò)程中各類資源(上傳的資源、上課的錄像)分享給學(xué)生。在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)使用流程是管理員、課程管理員創(chuàng)建相應(yīng)記錄，將相關(guān)人員(學(xué)生、助教等)通過(guò)添加人員的方式添加到在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，所有人員便可以登錄直播課堂在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)交互系統(tǒng)，看到與自己相關(guān)的在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容，并點(diǎn)擊在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)連接，進(jìn)入到Connect視頻會(huì)議系統(tǒng)中，進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。利用“通知”功能給剛剛錄入的人員發(fā)送E-mail，及時(shí)通知相關(guān)人員參與該在線項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。利用“上傳資源”功能，可以看到所有參與人員在教學(xué)過(guò)程中上傳以及分享的各種資源文件。并且可以在流媒體服務(wù)器中打開該文件。利用“錄像”功能可以查看在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中，錄制的錄像信息，教師既可以播放教學(xué)過(guò)程錄像，也可以將錄像下載到本地(下載的是錄像流媒體的URL地址)，同時(shí)將錄像資源分享給指定的學(xué)習(xí)者。利用“報(bào)告”功能可以查看各登記人員進(jìn)入該在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)的具體時(shí)間，以及停留時(shí)間，從而掌握各用戶的學(xué)習(xí)狀態(tài)，跟蹤學(xué)習(xí)過(guò)程。參與人員進(jìn)入在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)頁(yè)面會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到Connect的會(huì)議系統(tǒng)中，教師可以為不同參與人員設(shè)定不同的角色，進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的操作，同時(shí)可以對(duì)整個(gè)布局進(jìn)行自定義調(diào)整，所有用戶均可以通過(guò)聊天室進(jìn)行在線討論。

(三)在線課程學(xué)習(xí)

在線課程使得來(lái)自不同地域的教師、學(xué)生可以異步的、依據(jù)各自工作時(shí)間狀態(tài)，按需進(jìn)行學(xué)習(xí)，管理者可以發(fā)布課程、定義課程學(xué)習(xí)策略、上傳課程學(xué)習(xí)資源等，系統(tǒng)可以自動(dòng)記錄學(xué)員的學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)狀態(tài)以及取得的學(xué)習(xí)效果等。系統(tǒng)支持進(jìn)行有效的在線課程管理與使用。這一模式既方便了管理者的管理，也有效地解決了當(dāng)前教師培訓(xùn)中嚴(yán)重的工、學(xué)矛盾。在線課程學(xué)習(xí)實(shí)施流程是管理員、課程管理員利用“創(chuàng)建在線課程”功能來(lái)創(chuàng)建記錄，通過(guò)“通知”功能給剛剛錄入的人員發(fā)送E-mail，通知他們參與該課程學(xué)習(xí)；學(xué)生進(jìn)入在線課程后以流媒體方式進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，利用“報(bào)告”功能查看各登記人員進(jìn)入該課程學(xué)習(xí)的具體時(shí)間，以及停留時(shí)間，掌握各用戶的學(xué)習(xí)狀態(tài)；教師可以上傳具有較強(qiáng)互動(dòng)功能的教學(xué)課件(如Presenter課件)，在課件中設(shè)置題目觀察學(xué)生的答題情況，進(jìn)行在線課程學(xué)習(xí)狀態(tài)追蹤。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張躍.基于P2P架構(gòu)流媒體直播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文，2009.

[2]李尚柱，劉延昕.利用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上直播課堂教學(xué)[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，(10).

[3]王同明.流媒體視頻資源在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].衡水學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，(1).

[4]謝勇均.P2P視頻直播傳輸系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].北京：中國(guó)科學(xué)院研究生院碩士學(xué)位論文，2006.

[5]張小磷.基于流媒體技術(shù)的音視頻直播和點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

The implementation of Live classroom learning system Based on Adobe connect Large-scale stream media technology

CAO Yu-hong

(Guangdong Polytechnic Normal University，Guangzhou 510262，China)

【Abstract】The large-scale streaming media technology as the core of the live classroom learning to modern education has injected new vitality，in interactive learning environment，real-time distributed in all of the students and teachers together，break through the limitations of time and space，the sharing of high quality teaching resources，make the students be personally on the scene，the immediate feeling.In the large-scale live streaming classroom interaction structure，the large-scale streaming media function module structure by the streaming media server system， the source of streaming media，control，information system and live classroom management center，the principle of CDN streaming media interactive technology and large-scale streaming media transmission method based on interactive service as the key technology for live the classroom implementation.

【Key words】Open educational resources；Turning the classroom；model of instruction； teaching model

(編輯/喬瑞雪)

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(二)大規(guī)模流媒體交互服務(wù)傳輸方式

大規(guī)模流媒體自主點(diǎn)播學(xué)習(xí)系統(tǒng)交互服務(wù)的流媒體傳輸方式采用加密連接傳輸和非加密連接傳輸(如圖4所示)。

圖4 大規(guī)模流媒體交互服務(wù)傳輸方式

1.加密連接傳輸方式

加密連接傳輸方式通過(guò)HTTPS和RTMPS協(xié)議來(lái)建立，按照?qǐng)D4所示的路徑傳輸數(shù)據(jù)。具體傳輸過(guò)程是首先由A.客戶端Web瀏覽器通過(guò)HTTPS：443上的安全連接請(qǐng)求在線課堂或內(nèi)容的URL；然后由B.Web服務(wù)器做出響應(yīng)，通過(guò)安全連接傳輸內(nèi)容或向客戶端提供建立安全在線課堂連接的相關(guān)信息；接下來(lái)由C.客戶端通過(guò)RTMPS：443請(qǐng)求與服務(wù)器建立安全連接；最后由D.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模媒體數(shù)據(jù)流打開安全的永久連接。

2.非加密連接傳輸方式

未加密連接傳輸方式通過(guò)HTTP和RTMP協(xié)議來(lái)建立，按照?qǐng)D4所示的路徑傳輸數(shù)據(jù)。具體傳輸過(guò)程是，首先由客戶端Web瀏覽器通過(guò)HTTP：80請(qǐng)求會(huì)議或內(nèi)容的URL；然后由2.Web服務(wù)器做出響應(yīng)，傳輸內(nèi)容或向客戶端提供建立會(huì)議連接的相關(guān)信息；接下來(lái)由3.客戶端通過(guò)RTMP：1935請(qǐng)求會(huì)議連接，由3a.客戶端通過(guò)RTMP：80請(qǐng)求會(huì)議連接；最后由4.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模流媒體數(shù)據(jù)流打開永久連接，由4a.服務(wù)器做出響應(yīng)，并為大規(guī)模流媒體數(shù)據(jù)流打開隧道連接。

四、基于Adobe Connect大規(guī)模流媒體直播課堂的實(shí)施

大規(guī)模流媒體直播課堂具有在線實(shí)時(shí)互動(dòng)與在線學(xué)習(xí)支持、學(xué)習(xí)管理、學(xué)習(xí)內(nèi)容管理的功能。提供豐富的在線教學(xué)功能，包括電子白板、文檔共享、協(xié)同瀏覽、桌面共享、文字討論、私聊與交互、批注工具、共享批注等功能，以滿足輔助教學(xué)和在線交互需求下各種可能的交互需求；實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)管理的功能，包括學(xué)習(xí)活動(dòng)定義、創(chuàng)建與執(zhí)行，在線學(xué)習(xí)資源裝載和推送，在線學(xué)習(xí)過(guò)程追跡與管理(如學(xué)習(xí)互動(dòng)過(guò)程記錄、學(xué)習(xí)互動(dòng)結(jié)果記錄、學(xué)習(xí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)等)；依據(jù)在線互動(dòng)活動(dòng)的類型，支持實(shí)時(shí)互動(dòng)(實(shí)時(shí)課堂)、在線培訓(xùn)與學(xué)習(xí)(包括內(nèi)容、課程、課程表、虛擬教室等)和大規(guī)模在線活動(dòng)支持(包括學(xué)習(xí)活動(dòng)注冊(cè)、邀請(qǐng)、提醒和報(bào)告等)，從而覆蓋多類型的在線交互需求。大規(guī)模流媒體直播課堂通過(guò)Webservice方式與Adobe Connect進(jìn)行整合(如圖5所示)，充分利用Connect的內(nèi)容、會(huì)議及課程的特性，以及流媒體轉(zhuǎn)化和處理能力實(shí)現(xiàn)直播課堂學(xué)習(xí)、在線課程學(xué)習(xí)和在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)等功能。

圖5直播課堂與Adobe Connect的集成

(一)直播課堂學(xué)習(xí)

直播課堂基于Connect視頻會(huì)議提供教師和學(xué)生直播授課的形式，教師可以進(jìn)行文件共享、桌面共享，完成教學(xué)過(guò)程，學(xué)生可以點(diǎn)擊這個(gè)直播課堂，進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)，同時(shí)，教師也可以將教學(xué)過(guò)程中各類資源(上傳的資源、上課的錄像)分享給學(xué)生。創(chuàng)建直播課堂的流程是，管理員、課程管理員通過(guò)創(chuàng)建直播課堂功能來(lái)創(chuàng)建記錄，教師可以在直播課堂中以視頻的方式直播教學(xué)過(guò)程，所有參與人員在直播課堂中可以同步地接收到教師的教學(xué)視頻，并可以使用錄像功能，將直播的課程進(jìn)行錄制，供學(xué)習(xí)者復(fù)習(xí)。同時(shí)，教師也可以將錄像分享給不同的學(xué)生，進(jìn)行差異化教學(xué)。

(二)在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)

在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)提供教師和學(xué)生在Connect視頻會(huì)議系統(tǒng)中進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，支持對(duì)不同地域的教師進(jìn)行培訓(xùn)，以及教師組織不同學(xué)生進(jìn)行在線教學(xué)活動(dòng)。教師可以使用Connect的視頻/音頻傳遞、文件共享、桌面共享、白板應(yīng)用、分組私聊，完成教學(xué)過(guò)程，并可以將教學(xué)過(guò)程中各類資源(上傳的資源、上課的錄像)分享給學(xué)生。在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)使用流程是管理員、課程管理員創(chuàng)建相應(yīng)記錄，將相關(guān)人員(學(xué)生、助教等)通過(guò)添加人員的方式添加到在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，所有人員便可以登錄直播課堂在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)交互系統(tǒng)，看到與自己相關(guān)的在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容，并點(diǎn)擊在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)連接，進(jìn)入到Connect視頻會(huì)議系統(tǒng)中，進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。利用“通知”功能給剛剛錄入的人員發(fā)送E-mail，及時(shí)通知相關(guān)人員參與該在線項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。利用“上傳資源”功能，可以看到所有參與人員在教學(xué)過(guò)程中上傳以及分享的各種資源文件。并且可以在流媒體服務(wù)器中打開該文件。利用“錄像”功能可以查看在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中，錄制的錄像信息，教師既可以播放教學(xué)過(guò)程錄像，也可以將錄像下載到本地(下載的是錄像流媒體的URL地址)，同時(shí)將錄像資源分享給指定的學(xué)習(xí)者。利用“報(bào)告”功能可以查看各登記人員進(jìn)入該在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)的具體時(shí)間，以及停留時(shí)間，從而掌握各用戶的學(xué)習(xí)狀態(tài)，跟蹤學(xué)習(xí)過(guò)程。參與人員進(jìn)入在線項(xiàng)目學(xué)習(xí)頁(yè)面會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到Connect的會(huì)議系統(tǒng)中，教師可以為不同參與人員設(shè)定不同的角色，進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的操作，同時(shí)可以對(duì)整個(gè)布局進(jìn)行自定義調(diào)整，所有用戶均可以通過(guò)聊天室進(jìn)行在線討論。

(三)在線課程學(xué)習(xí)

在線課程使得來(lái)自不同地域的教師、學(xué)生可以異步的、依據(jù)各自工作時(shí)間狀態(tài)，按需進(jìn)行學(xué)習(xí)，管理者可以發(fā)布課程、定義課程學(xué)習(xí)策略、上傳課程學(xué)習(xí)資源等，系統(tǒng)可以自動(dòng)記錄學(xué)員的學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)狀態(tài)以及取得的學(xué)習(xí)效果等。系統(tǒng)支持進(jìn)行有效的在線課程管理與使用。這一模式既方便了管理者的管理，也有效地解決了當(dāng)前教師培訓(xùn)中嚴(yán)重的工、學(xué)矛盾。在線課程學(xué)習(xí)實(shí)施流程是管理員、課程管理員利用“創(chuàng)建在線課程”功能來(lái)創(chuàng)建記錄，通過(guò)“通知”功能給剛剛錄入的人員發(fā)送E-mail，通知他們參與該課程學(xué)習(xí)；學(xué)生進(jìn)入在線課程后以流媒體方式進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，利用“報(bào)告”功能查看各登記人員進(jìn)入該課程學(xué)習(xí)的具體時(shí)間，以及停留時(shí)間，掌握各用戶的學(xué)習(xí)狀態(tài)；教師可以上傳具有較強(qiáng)互動(dòng)功能的教學(xué)課件(如Presenter課件)，在課件中設(shè)置題目觀察學(xué)生的答題情況，進(jìn)行在線課程學(xué)習(xí)狀態(tài)追蹤。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張躍.基于P2P架構(gòu)流媒體直播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文，2009.

[2]李尚柱，劉延昕.利用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上直播課堂教學(xué)[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，(10).

[3]王同明.流媒體視頻資源在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].衡水學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，(1).

[4]謝勇均.P2P視頻直播傳輸系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].北京：中國(guó)科學(xué)院研究生院碩士學(xué)位論文，2006.

[5]張小磷.基于流媒體技術(shù)的音視頻直播和點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

The implementation of Live classroom learning system Based on Adobe connect Large-scale stream media technology

CAO Yu-hong

(Guangdong Polytechnic Normal University，Guangzhou 510262，China)

【Abstract】The large-scale streaming media technology as the core of the live classroom learning to modern education has injected new vitality，in interactive learning environment，real-time distributed in all of the students and teachers together，break through the limitations of time and space，the sharing of high quality teaching resources，make the students be personally on the scene，the immediate feeling.In the large-scale live streaming classroom interaction structure，the large-scale streaming media function module structure by the streaming media server system， the source of streaming media，control，information system and live classroom management center，the principle of CDN streaming media interactive technology and large-scale streaming media transmission method based on interactive service as the key technology for live the classroom implementation.

【Key words】Open educational resources；Turning the classroom；model of instruction； teaching model

(編輯/喬瑞雪)

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