網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)是隨著計算機的普及和互聯(lián)網(wǎng)的崛起而發(fā)展起來的一種新型教學(xué)方式，并隨著技術(shù)和設(shè)備等各方面的成熟將成為國民教育尤其是成人終生教育的一種主流形式。與傳統(tǒng)的廣播、電視的單向、定時播放的遠程教育方式有所不同，網(wǎng)絡(luò)遠程教育可借助于計算機的人機交互功能完成多媒體教學(xué)，而且是雙向式，個性化教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)由教育編制多媒體教學(xué)課件，經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)到聯(lián)網(wǎng)的單機播放，既突破了學(xué)生年齡、時間、空間的限制，又突破了傳統(tǒng)面授"大鍋飯"的做法，每位學(xué)員都可以通過交互功能設(shè)置個性化的授課方案，起到良好的教學(xué)效果。

1 目前網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)中存在的問題 網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)分同步、異步兩種教學(xué)模式。目前網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)由于受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，多采用異步教學(xué)模式，也就是采用Web瀏覽技術(shù)，教師先將多媒體課件放到服務(wù)器上，用戶需要時將其到本地計算機再進行播放。這種模式下學(xué)員可以在任何自己認為適當?shù)臅r間學(xué)習(xí)，由于犧牲了授課的實時交互性，師生之間基本上沒有直接交流，使得教學(xué)的生動性大打折扣。由于受網(wǎng)絡(luò)帶寬和多媒體占用存儲空間大的影響，目前大部分教育網(wǎng)站采用的網(wǎng)頁異步教學(xué)形式主要以文本、圖片為主，偶爾插入小段二維動畫和聲音媒體提供教材、講義、練習(xí)等內(nèi)容，有成本小、制作快、存儲容量小等優(yōu)勢，但從本質(zhì)上說，這種網(wǎng)頁教學(xué)只是簡單的將教學(xué)內(nèi)容由書面形式改為電子形式，不能達到生動有趣的教學(xué)效果。另外多媒體信息的數(shù)據(jù)量大，在目前網(wǎng)絡(luò)接入速度較低的情況下需要很長的時間將課件到本地計算機，并且需要占用大量硬盤存儲空間，給用戶帶來很大不便。

設(shè)計一個理想的網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)模式就是讓每個學(xué)員都能感受"面對面"同步教學(xué)，可以和同組人員協(xié)作學(xué)習(xí)，也可以和老師實時溝通。這種模式要求教師授課場景、授課文字、圖片、動畫等內(nèi)容都要實時通過網(wǎng)絡(luò)傳向單機，學(xué)員的問題和意見也將實時傳遞給遠方的教師，這需要大量的聲音、視頻數(shù)據(jù)的編碼、傳輸，在現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)帶寬和技術(shù)支持下很難完成，需要一種新的技術(shù)--流媒體技術(shù)的支持。

2 流媒體的原理和特點

2．1 原 理

流媒體簡單說就是應(yīng)用流媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w文件。流媒體技術(shù)是為解決以Internet為代表的中低帶寬網(wǎng)絡(luò)上多媒體信息(以視、音頻信息為主)傳輸問題而產(chǎn)生發(fā)展起來的一種網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)。流媒體技術(shù)把連續(xù)的影像和聲音信息分成一些小片段，經(jīng)壓縮處理后放在網(wǎng)站服務(wù)器上，當用戶端發(fā)出請求后，由服務(wù)器向用戶連續(xù)、實時傳遞這些小片段，存于用戶機內(nèi)存，當預(yù)先一小段資料到內(nèi)存中作為緩沖后，用戶就可以利用解壓縮設(shè)備(播放器)進行播放。用戶可以邊邊觀看，而無需等到整個壓縮文件完畢后才開始播放。由于有一段緩沖資料在內(nèi)存中，因此不會因傳輸延時，傳輸速度不均發(fā)生畫面抖動甚至播放中斷的現(xiàn)象。

目前流媒體產(chǎn)品主要有以下3種：Real Networks公司的Real Media，Apple計算機公司的QuickTime以及Microsoft公司的Advanced Straming Format(ASF)。由于Real Media技術(shù)成熟較早，產(chǎn)品性能優(yōu)越，成為商用主流產(chǎn)品，但Microsoft公司的Windows Media Technology后來居上，其ASF文件是一種包含音、視頻、圖像及控制命令、腳本等多媒體信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)格式，稱ASF流。Microsoft公司提供了從制作到發(fā)布、播放的全套解決方案和優(yōu)越的性能更讓人愛不釋手。

2．2 數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)

流媒體技術(shù)采用MPEG-4視、音頻編碼算法對視、音頻信息進行壓縮編碼。常用的VCD，DVD視、音頻基于MPEG-1，MPEG-2編碼，視頻部分采用以矩形為單位的移動補償技術(shù)和JPEG壓縮編碼方法，壓縮率達26：1到30：1。MPEG-4的視頻編碼部分支持內(nèi)容基的編碼和解碼功能，對場景使用分割算法抽取任意感興趣的物理對象和內(nèi)容(任意形狀)進行編碼和解碼，并形成單獨的圖像對象層。使用合適的和專門的內(nèi)容基移動預(yù)測工具，可以明顯提高場景中某些圖像對象的壓縮率，對于速率為150kb／s的一小時節(jié)目來說，經(jīng)MPEG-4壓縮后其數(shù)據(jù)量為67．5MB，是普通MPEG格式數(shù)據(jù)量的1／10左右。流媒體數(shù)據(jù)壓縮過程由Windows Media Encoder等工具完成，生成的ASF文件存儲供Media Server使用。

2．3 流媒體的數(shù)據(jù)發(fā)布

Windows Media Server主要負責流媒體數(shù)據(jù)的存儲和發(fā)布，他可以播出的節(jié)目源有3個：既可以是保存在存儲設(shè)備上的流媒體文件，也可以是視、音頻編碼器實時傳送過來的節(jié)目，還可以是從其他媒體服務(wù)器上獲取的節(jié)目。Windows Media Encoder在編碼時可針對不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境生成一個多達6種不同數(shù)據(jù)傳輸率的文件，這樣不同用戶接人帶寬可以選擇一種接近的速率傳輸節(jié)目，當然低速率傳輸?shù)膱D像質(zhì)量會較差一些。另一方面，在節(jié)目播放過程中，傳輸速率還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化而動態(tài)地調(diào)整，確保始終處于播放速率，避免信息流的中斷。一臺Media Server可同時提供上百人并發(fā)點播，用戶只要通過集成在IE 5．0中的Windows Media Player就可以實現(xiàn)實時在線觀看和在線點播。

2．4 流媒體集成技術(shù)

SMIL(同步媒體集成語言)是W3C組織于1998年6月推出，專為流式多媒體設(shè)計的?？赏ㄟ^SMIL對聲音、影像、文字及圖形文件進行順序安排。從這一點上講，SMIL可將教師的授課視頻流和音頻流、教師板書、資料、作業(yè)的文字、圖形流等各種媒體素材關(guān)聯(lián)起來集成到同一個窗口播放，構(gòu)件出一個完整的網(wǎng)上多媒體教學(xué)環(huán)境。SMII。在編制上與HTML語言相似，本身是一個純文本文件，可通過任何文本編輯器來創(chuàng)建修改，采用標記、元素、屬性對相對獨立的視頻、音頻或圖片、文本文件之間進行關(guān)聯(lián)設(shè)置，而不是打包成一個大文件。

3 流媒體在網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)中的應(yīng)用

3．1 使用流媒體技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠程同步教學(xué)

流媒體壓縮率高，邊邊播放的特性可以將教師授課場景、板書、資料等內(nèi)容現(xiàn)場采集制作，以廣播或組播方式實時發(fā)布、播放。學(xué)生在不同地點通過網(wǎng)絡(luò)在同一時間聆聽教師講授，實現(xiàn)資源共享。這種實時教學(xué)可使學(xué)生有身臨其境的感覺，通過學(xué)生與教師在線交互，學(xué)生與學(xué)生之間通過電子白板、討論組、聊天室及電子郵件以文字、聲音、視頻和圖形方式進行交流，實?quot;虛擬課堂"，達到"面對面"授課效果，增加了親切感，獲得良好的教學(xué)效果。

3．2 利用流媒體技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠程異步教學(xué)

SMIL流媒體集成技術(shù)可將大量授課場景視頻流、文字流、圖片動畫流等多種形式的流媒體文件，經(jīng)后期制作做成生動直觀的流媒體網(wǎng)絡(luò)課件放在網(wǎng)站上供學(xué)生在不同時間點播，課件場景逼真、內(nèi)容生動直觀、圖像質(zhì)量好、延時小、交互性強，滿足了受時間和其他因素限制不能參加實時授課學(xué)生的需要，這些學(xué)生根據(jù)自身特點和要求有選擇地點播學(xué)習(xí)內(nèi)容，用戶可以通過開始、停止、后退、快進或暫停流實現(xiàn)對流的控制，實現(xiàn)因材施教，交互式教學(xué)。

4 展 望

流媒體技術(shù)已成為影響網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)的重要技術(shù)，基于流媒體傳輸?shù)倪h程教學(xué)模式必將大大提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的傳輸利用效率，推動現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)改革與發(fā)展。