【摘要】远程网络教育平台设计属于较为成熟的技术,各种媒体和网站都提出了适应不同环境和机制的方案。主要从工程的角度探讨构架远程网络教育平台设计思想、相关技术以及系统的结构组成,完成多媒体实时非实时的交互教学与网络教育管理系统功能,可以最大限度地使用网络手段模拟现实生活中的教育流程。阐述了多流并发、课件的存储机制、安全防护以及课程内容的录播与直播等网络平台设计的重点和难点问题。
　　【关键词】网络教育;B/S体系结构;JSP;流媒体;网络安全防护
　　0引言
　　远程网络教育是现代信息技术应用于教育后产生的一种新的教育形式，是以学习者为主体的运用多种媒体和多种交互手段帮助学习者更方便更有效学习的教育形态，是计算机技术和网络技术在远程教育领域的应用，也将是今后教育发展的主流。大力发展现代远程教育，对于促进我国教育的跨跃式发展和建立终身教育体系，具有重大的现实意义。该系统可以最大限度的使用网络手段模拟现实生活中的教育流程，传送教学内容，在网上实施教学、管理教学，并进行网上测试和网上交流，完成多媒体实时、非实时的交互教学与网络教育管理系统功能，并且利用计算机系统的强大计算能力，进行教学成果的跟踪、统计、分析，改善了传统教学手段在这方面的不足。
　　1平台结构和环境的选择
　　该远程教育平台采用Java技术开发，包括客户端的JavaApplet技术，服务器端的JSP、Servlet、JavaBeans、JDBC技术，因为Java具有跨系统性和可移植性，可以运行在不同的操作系统上，可满足Linux、Windows2000/XP等多种操作系统的需求。平台的设计是基于Browser/Server的三层结构，分为表示层、业务逻辑层、及基础架构层。表示层主要处理用户和软件的交互，主要职责是为用户提供信息，以及翻译用户的指令，并且传送给业务层和基础架构层，采用JSP、Servlet和Applet技术和Web方式，使得远程教育平台成为一个以用户为中心的分布式、开放的、高性能应用平台。业务逻辑层包括输入和存储数据的计算，验证表示层来的数据，根据表示层的指令指派一个基础架构层逻辑，并且将计算的结果反馈给表示层，采用了JavaBeans组件技术。一方面与表示层分离，降低系统的耦合度，减少维护的工作量和难度，实现了代码的重用；另一方面与表示层的JSP和Servlet技术紧密结合，具有高度的兼容性和良好的性能。基础架构层包括处理和其它系统的通信，代表系统执行任务。例如数据库系统交互，和其它应用系统的交互等，对于远程教育平台，基础架构层的主要逻辑就是存储持久数据，以数据源的方式，通过JDBC驱动访问数据库，支持存储过程、事务等特性。
　　该平台在具体设计中采用Jbuild9.0连接SQL2000数据库，并利用Dreamvevermx开发页面元素，利用JSP技术来组织代码。使用JDBC作为访问数据库的接口，以可以方便地在Oracle、DB2、MySQL等数据库之间移植，为不同级别的应用提供了灵活的选择。采用的运行环境为：操作系统：Windows2000Server，Web服务器系统：Tomcat4.0，Media服务器系统：WindowsMedia平台，数据库系统：SQLServer2000。
　　2系统概要设计和基本设计思想
　　多媒体远程教育平台系统主要完成对学生、教师、教务以及系统的管理。多媒体远程网络教育平台系统的基本设计思想：
　　·学生通过入学申请可以得到一个登录账号。通过登录账号，学生可以进入到远程教学系统中去选择专业，选择专业中的课程，选择教学方式(实时授课或非实时授课)，选择任课教师和辅导教师，选择课件进行学习；学生可以随时查看和修改个人信息；完成某一课程的学习之后，学生可以申请该课程的考试；当完成所选择的专业课程的学习并达到该专业所规定毕业要求之后，学生可以申请毕业。在学生的学习过程中，通过评估系统，学生可以随时对教师、课件和系统进行评估，随时提出自己的意见和建议。
　　·教师通过登录账号进入远程教育教学支撑系统。教师可以进行在线辅导答疑，通过电子邮件和学生交流，上传电子教学讲义，布置作业，发布教学信息，查看和修改个人信息，通过评估系统进行自我评估等活动。
　　·教务管理员登录到系统后，主要利用教务管理系统处理教学活动中与学生、教师和专业等相关的事务，发布教务信息。
　　·系统管理员则完成用户、角色和权限的管理，进行系统设置和维护、网络性能管理和安全管理。
　　3系统的具体组成
　　该系统由3个子系统组成：网上教学支持系统、网上教学管理系统和网上评估系统，分别完成Web教学实施、Web教学管理及网上教与学的双向评估的功能。
　　3.1网上教学支持系统
　　网上教学支持系统的功能分为学生子系统和教师子系统。学生子系统则包括：身份认证、学生入学管理、学生选课管理、学生考试管理几个模块。它是远程教育教学管理系统中的重点，学生通过这一系统，进行课件的学习、教学资源的查找和下载，同时可方便的和老师、同学进行学习交流。教师子系统主要是为授课老师进行课程教学提供的管理系统。包括课程课件的制作及上传，学生情况的查询、教育计划的制定与发布、教学任务的管理等功能。学生工作区为学生身份登录后使用的功能模块，通过这一系统，学生进行教学课件、教学资源的学习，同时方便地和老师、同学进行学习交流。学生通过“我的课程”学习所选的课程。登录正确的学生可以进行个人信息查询、修改和统计；自己在线选择课程；可以进行实时在线交流，同时显示各种提示信息，包括相关公告，以及作业和答疑以及成绩等信息。教师工作区是为授课教师进行个性化教育提供管理的功能模块。包括课件的编写、学生情况的查询、学生作业的查询、教育计划与教学任务管理等功能，以便监控学生学习情况，了解学生学习进展，及时发现问题，进行引导。登录正确的教师可以查看教师信息的显示和修改，包括教师的姓名，编号，密码等个人信息以及教师登录次数等统计信息；可以通过视频交流和聊天室和学生进行交流；可以看到在线其他用户的信息；可以查看最新的发布的各个课程的公告以及为教师给出作业
　　和答疑的提示信息；可以选择教材，辅导学生的毕业论文。
　　3.2网上教学管理系统
　　网上教学管理系统相当于传统教学中的教务处，完成跟学生相关的学籍、成绩等事务管理和各项审核、批准的任务，跟教师相关的排课管理，跟教学相关的专业设置及管理、专业课程设置及管理、课件管理，教务信息管理(如教务信息的发布)，集成数据库工具，实现在线自动管理。
　　3.3网上评估系统
　　传统教学模式的教学过程是以教师为中心的，现代远程网络教育的教学过程中，学生成为了教学的中心。学生可以选择非实时交互的学习方式，也可以选择实时交互的学习方式。学生可以根据自己的兴趣爱好进行自主的个性化学习。为了更好地为学生提供教学服务，就要及时获得学生对教师和系统的反馈。学生通过评估子系统可随时反馈对教师、课程、课件和系统的意见和建议，系统把这些建议反馈给相关人员，据此对教学和系统进行完善和改进。
　　4技术细节及关键技术难点
　　相对来说，远程网络教育平台设计属于较为成熟的技术，各种媒体和网站都提出了适应不同环境和机制的方案，但诸如多流并发、课件的存储机制、安全防护以及课程内容的录播与直播等问题，还是网络平台设计的难点，也是当前函待解决的主要问题。
　　4.1存储设备的设计
　　对于宽带网络媒体平台来说，存储设备是非常重要和投资较大的部分。存储设备的设计主要考虑3个方面：①能够支持大容量，比如对于DVD(1M)质量的节目，每小时所占的存储约为0.45G，1T的存储设备可以存储约2222小时DVD质量的节目。所以随着新专业及课程的增加对存储容量的需求也在增加，网络学校可根据自己的需求来选配合适容量的存储设备；②能够支持高速访问，因为音视频内容的访问需要较高的访问带宽，比如要支持1000个VCD(500K)质量的并发点播访问，就需要62.5MB的硬盘访问带宽；③能支持多服务器的并发访问，因为大容量流媒体并发访问通常需要多台服务器来实现，一般一台双奔四服务器可以支持约200个流，如果要支持1000并发流就可能需要5台媒体服务器同时访问存储设备的课程内容，所以存储设备能否同时支持多台媒体服务器的高速并发访问就非常重要。目前市场上的存储设备主要包括SAN和NAS两类，SAN结构的存储设备采用光纤
　　HUB连接速度较快，但一般存储设备和服务器之间的距离较近，而且SAN结构的存储设备一般比较贵。NAS结构的存储设备采用以太网络连接，存储设备和媒体服务器可以距离很远，但NAS存储设备访问速度相对较慢。
　　4.2采编设备的设计
　　对课程内容的采编和制作是直接体现网络教学质量的一个重要方面，采编设备包括两种：直播设备和内容编辑设备。选择直播设备应主要考虑同时支持多少路讲课内容直播，每路视频质量是什么，另外能否支持自动录播功能等。对远程网络教育网站的运营来说也非常重要，因为自动录播功能可以根据课程表的预先设定自动启动进行定时直播，并根据设定进行录播存储并自动在网站发布。内容编辑设备主要是指非线编功能以及一些格式转换和流媒体文件的切割和编辑。该系统提供的专业视频直播工作站包括机架式和便携式两种，最多可以同时支持4路音视频的直播，单路的直播的质量最高可达640x48030fps；另外该系统的直播设备还预装了自动录播的软件，使得直播设备可实现定时自动直播，自动录播，自动上传，自动发布等功能，与后台管理系统一起形成完整的课程自动录播解决方案。目前国内大洋、索贝、奥维讯等公司都提供了非常成熟的非线性编辑设备，配合系统提供的。