（计算机应用技术专业论文）支持flash流媒体点播的教学资源模块的研究与实现.pdf

北京邮i 【1 人学硕i j 论文 支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：垄翅丝日期：2 丝：坐至 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释： 本学位论文不属于儇密范围，适用本授权书。 本人签名：垫奎垄日期：2 丝生垄 导师签名：左i ：盗日期：坐生：垒：圭 支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 支持fia s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 摘要 本文分析了当前多媒体网络教育系统中资源平台和资源库的现 状以及存在的一些问题，结合f l a s h 流媒体技术、s o a 架构以及j 2 e e 技术，基于当多媒体网络教学系统，提出了一套新型的资源平台的建 设方案。 本文要研究的内容以及解决方案有：( 1 ) 研究如何建设标准化 的资源平台以及提高资源的互操作和共享，通过分析确定采用c e l t s 标准来建设资源，并且使用s o a 来实现资源平台的互操作和共享； ( 2 ) 研究如何使得资源的组织更容易地被检索，使用户更加方便快 捷的找到所需资源，确定使用知识点为导向的方式来组织和检索资 源；( 3 ) 研究如何使得多媒体资源更有效地传播，确定使用流媒体 技术；( 4 ) 研究采用什么流媒体技术和平台，通过分析和比较三大 流媒体平台( w i n d o w sm e d i a ，r e a l ，q u i c k t i m e ) ，确定使用f l a s h 流媒体技术；( 5 ) 研究采用什么技术来实现资源管理子系统，确定 使用轻量级j 2 e e 架构来实现系统。 本文第一章绪论将介绍论文的背景、研究目的、研究内容以及 研究意义，接着分析现有资源库的现状，然后第三章提出全新的基于 f l a s h 流媒体资源库的整体设计方案；接着第三章和第四章分别介绍 论文提出的全新资源库组成部分的具体研究和实现，包括：多媒体资 源库管理系统的设计和实现以及f l a s h 流媒体点播平台的设计和实 现；第五章将对系统的创新点、实现效果等等做归纳和总结；最后是 最后的总结论述。 关键词：资源平台、f l a s h 流媒体、轻量级j 2 e e 、s o a t 髓i 也s e a r c ha n di 冱a l i z a t l 0 no fm i ，t i m e d i a r e s o u r c ei 己e s e r 、厂o i r t hb a s i n gf l a s h s t r e a m n n gm 匝d i ab o r a d c a s t i n g a b s t r a c t t h i sp a p e ra n a l y z e st h es t a t u sa n ds o m ep r o b l e m so fc u r r e n t r e s o u r c er e s e r v o i ra n dn e t w o r ke d u c a t i o n s y s t e mr e s o u r c ep l a t f o l m ， i n t e g r a t e sw i t hf l a s hs t r e a m i n gm e d i at e c h n o l o g y , s o aa r c h i t e c t u r ea n d j 2 e et e c h n o l o g y , t h e n p r e s e n t s an e wc o n s t r u c t i o n a ls o l u t i o no f f u n d a m e n t a le d u c a t i o nr e s o u r c er e s e r v o i rb a s i n gm u l t i m e d i an e t w o r k e d u c a t i o ns y s t e m t h er e s e a r c h e dc o n t e n t sa n dr e s o l v e ds o l u t i o n si n c l u d e ：( 1 ) r e s e a r c h h o wt ob u i l ds t a n d a r dr e s o u r c ep l a t f o r ma n de n h a n c et h ec o o p e r a t i o n a n dt h es h a r i n go fr e s o u r c ep l a t f o r m ，a n dh o wt ou s es o a t or e a l i z et h e c o - o p e r a t i o na n dt h es h a r i n go fr e s o u r c ep l a t f o r m ；( 2 ) r e s e a r c hh o wt o s e a r c hr e s o u r c e s e a s i l y , a n d d e c i d e u s i n g t h e m e t h o d o f k n o w l e d g e - o r i e n t e dt oo r g a n i z ea n ds e a r c hr e s o u r c e s ；( 3 ) r e s e a r c hh o w t om a k et h em u l t i m e d i ar e s o u r c e st r a n s m i te f f e c t i v e l y , t h e nd e c i d eu s i n g s t r e a m i n gm e d i at e c h n o l o g y ；( 4 ) r e s e a r c ha d o p t i n gw h i c hs t r e a m i n g m e d i at e c h n o l o g ya n d p l a t f o r m s ，t h e na n a l y z ea n dc o m p a r et h r e e s t r e a m i n gm e d i ap l a t f o h n s ，a n dd e c i d eu s ef l a s hs t r e a m i n gm e d i a t e c h n o l o g y ；( 5 ) r e s e a r c hu s ew h i c ht e c h n o l o g yt or e a l i z er e s o u r c e m a n a g e m e n ts y s t e m ，a n dd e c i d eu s el i g h t w e i g h tj 2 e ea r c h i t e c t u r et o r e a l i z es y s t e m a tt h ef i r s tc h a p t e ro ft h i sp a p e r , w ew i l li n t r o d u c eb a c k g r o u n do f p a p e r , r e s e a r c hp u r p o s e ，r e s e a r c hc o n t e n ta n dr e s o u r c es i g n i f i c a t i o n ， a n a l y z et h ec u r r e n ts t a t u so fr e s o u r c er e s e r v o i r t h e np r e s e n tan e w c o n s t r u c t i o n a ls o l u t i o no ff u n d a m e n t a le d u c a t i o nr e s o u r c er e s e r v o i ra tt h e t h i r dc h a p t e r ；a n da tt h et h i r da n df o u r t hc h a p t e r , w ew i l li n t r o d u c et h e r e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o no ft h en e wr e s o u r c ep l a t f o r m ，i n c l u d i n gt h e 3 d e s i g na n dr e a l i z a t i o no fm u l t i m e d i ar e s o u r c ep l a t f o r mm a n a g e m e n t s y s t e ma n dt h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no ff l a s h s t r e a m i n g m e d i a b r o a d c a s t i n gs y s t e m ；a t t h ef i f t h c h a p t e r , w e w i l lm a k es o m e s u m m a r i z a t i o no fs y s t e m si n n o v a t i o na n ds y s t e m sa c t u a lp e r f o r m a n c e ； i nt h ee n d ，w ew i l lm a k el a s ts u m m a r i z a t i o nd e m o n s t r a t i o n k e y w o r d s ：r e s o u r c ep l a t f o r m ，f l a s hs t r e a m i n gm e d i a ，l i g h t w e i g h t j 2 e ea r c h i t e c t u r e ，s o a 4 北京邮电大学硕士论文支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 1 1 论文背景 第一章绪论 中国正式启动了教育信息化建设工程，而教育信息化建设的基础是教学资源 的建设，特别是标准化的资源平台的建设。物质资源、能源资源和信息资源是现 代社会经济与技术发展的三大支柱性资源。教育信息资源作为信息资源的重要组 成部分，在提高教育教学质量，挖掘教育的发展潜力上发挥着重要的作用【l l 。 随着i n t e r n e t 技术向宽带、高速、多媒体方向的发展，它以更具人性化的应 用方式推动着教育的信息化的飞速前进。已悄然登上教改舞台的网络教育跨越了 时间和空间的距离，把获取信息的途径由教室、实验室和图书馆，扩展到因特网 所覆盖的任何场所。然而，网络只是信息传播的载体，信息资源的汲取和共享才 是人们使用网络的目的所在。要发挥网络教育区别于传统教育的优势，就必须有 丰富的教学信息资源支持。因此，在教育领域，发展网络教育的核心是网络化教 学信息资源库的建设。 教育信息化建设不只是简单的现代化的硬件设施建设，更应是软硬件的协同 作用，缺少软件的支持，硬件只能是简单的摆设，不可能发挥出其对教学的强大 支持作用。因此，为教学科研和开发等提供保障的信息资源库建设成为教育信息 化建设的关注点之一，从根本上解决信息化过程中“有路无车、有车无货的矛 盾【2 1 。 同时，现在一些教育资源库或资源模块大多数是供用户下载，这样如果多媒 体资源很大的话，用户需要很长时间才能获取这个资源，这种模式存在着很大的 弊端，对资源的推广和传播有很大的限制。因此，我们结合当前流行的f l a s h 流 媒体技术，对多媒体资源提供点播服务，这样的话学习者可以边下载边播放，同 时也可以控制媒体资源的播放。因此，在多媒体网络教学系统中，建立一个支持 f l a s h 流媒体点播的教学资源模块显得很有意义。 1 2 研究目的 本文所提及的资源平台，主要是网络教学系统中的资源模块以及资源库平 北京邮电大学硕士论文支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 台。本文所研究的目的如下： ( 1 ) 本文致力于研究多媒体网络教学系统中，支持f l a s h 流媒体点播的标准化 的资源模块的构建，主要解决：文本、图形、图像、视频、动画及多媒体形式的 课件点播，流媒体发布，以及资源文件的上传、下载和相关的管理； ( 2 ) 为学习者提供一个“以学习者为中心”的网络化在线学习环境。 1 3 研究内容 ( 1 ) 在网络教学系统中，研究如何建设标准化的资源模块； ( 2 ) 研究如何使得 资源的组织更便于检索和浏览；( 3 ) 研究如何使得多媒体资源更有效地传播和使 用，使用户能“在线学 - - j ；( 4 ) 研究不同的多媒体网络教学系统的资源之间的 互操作，以及如何更有效地共享这些资源。 1 4 研究意义 通过研究以上内容，我们将在多媒体网络教育系统中，提出一套建设资源模 块的全新解决方案。这套方案中将利用现有流行的s o a 架构以及f l a s h 流媒体 技术来解决当前资源模块或者资源库的一系列的问题，同时将对资源的组织结构 和检索方式进行优化和设计。 符合c e l t s 标准化的资源的建设，这样有利于导入导出以及提高与其它平 台的数据交换和资源共享，以及更好地检索需要的资源，使得教育资源得到最大 化的共享和传播。同时s o a 架构的应用，让资源的共享以及不同教学平台和资 源的互操作成为了现实。 我们结合流式传输技术在媒体数据处理方式中的应用，使得网络教学中的 学习资源建设模式发生了重要变化。使得学习者在课程的难易程度、学习的时间、 地点等方面可以真正具有深层次的主动选择权，增强了学习者的主动性和视频音 频资源的可控制性，更好地满足了学习者的学习需求【3 】。 同时，本文提出方案，对其他网络教育系统的资源模块建设以及大型资源 库平台的建设，有一定的参考和借鉴意义。 1 5 资源平台现状 随着数字化和信息化教育的不断发展，教育资源平台的建设越来越受到重 视。近年来，我国各级教育部门、各高校、中小学以及一些教育软件开发公司开 发了不少的网络教育系统和教育资源模块，其中有：k 1 2 ( h t t p ：w w w k 1 2 t o m o n ) 、 北京邮电大学硕士论文支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 国家基础资源网 ( h t t p ：w w w c b e r n g o v c n i n d e x j s p ) 、 科利华 ( h t t p ：b e i j i n g c l e v e r s c h 0 0 1 c o r n ) 、f e d e r a lr e s o u r c e sf o re d u c a t i o n a le x c e l l e n c e ( h t t p ：w w w f r e e e d g o v ) 、清华大学教育媒体资源库( h t t p ：1 6 6 1 1 1 1 1 8 1 3 0 ) 、 人大附中网校( h t t p ：w e b r d f z e o m ) 等等。 教育资源建设是利用信息科技手段，对教育教学资源进行整合，最终建成 互动化、多媒体化的共享式资源仓库。目前，教育软件企业、机构、学校在中小 学基础教育资源建设上进行着大量有益的探索。但是目前教育资源建设还难以满 足实际需求。教育资源的内容和形式不适应课程教材改革的需求。尽管许多教育 软件企业拥有相当的研发能力，但大都“一头雾水 ，凭着自己对教育的理解“闭 门造车刀【4 】。 大多数教育软件企业是在自定义的基础上进行教育资源的建设与开发，极 力突出技术的先进性，但是各个企业相互之间底层技术不统一、兼容性差，资源 分类不规范，所以当海量的资源涌来时，使用者反倒无处下手、无所适从。这不 仅不适应教育教学的实际需要，还造成资源建设的重复与浪费。换句话说，教育 信息化建设中的“路、车、货”都有了，但是使用者没有办法分出谁的“车 上 究竟有什么“货刀，需要的“货究竟在哪个“车一上，又该怎样找到需要的“货 。 通观现有的资源平台的建设，若是属于企业性质的，都离不开一个“效益、 利益”问题，所建设的资源平台成了资源的简单堆积，然后再做上漂亮的外包装， 就作为产品推向市场；而各地教育行政机构建设的资源平台，不但缺少资金，而 且还缺少技术支持，基本都离不开一个“大家子办小家子事 的现象，架子不小， 可就是没有多少实际的资源内容。另外值得注意的问题还有：全国各地各家教育 行政机构、商业公司建设的资源库所依据的规范是什么? 教育教学资源库与学科 教育教学是何种关系? 以及教育教学资源库在学科教学中的地位如何? 却没有 一个很好的定论。资源库的建设也就没有什么统一的标准，各家资源库之间就更 没有什么兼容性可言，从而造成人力、物力、资源、资金等的极大浪费【5 】。 1 6 资源平台存在的问题 从这些现状中，我们知道这些资源平台都存在着不同的问题，k 1 2 资源库 没有符合相关的标准并且资源分类和检索不合理，主要是以学科来分类；国家基 础媒体资源库虽说是符合c e l t s 标准，但是系统不能导入和导出符合这种标准 的资源包，如下图1 1 ，图1 2 ，因此不能更好地与其他资源库共享资源，这种 符合标准也没有实际的意义，还有就是多媒体资源只能下载，不能点播实现在线 学习；同时还有其他一些支持点播的系统中，大部分系统采用了w i n d o w sm e d i a 或者是r e a l 方式，播放效果不太好，而且对客户端的播放器和浏览器有较大的 9 北京邮电大学硕士论文 支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 依赖性。针对当前资源平台的现状，存在以下几点问题。 中牛人民榭口叠蝻部基础教青司措导中央电化教育饽生办 囊投所有中央也化教霄港联蓉电话：0 1 0 - r , 4 9 0 镐1 图1 - 1 国家基础教育资源网主页 1 资源未标准化，有些标准化没起到作用 现在市场上的资源平台，总体上来说还是缺乏规范性，相互的共享与兼容 也就很难做到，这样就造成了各方面的浪费，本来资源建设就是一个投入大、建 设周期长的大项目，由于缺少必须的规范性，各家企业、教育机构在资源建设中 都在重复着同一件事，总体投入与产出不成比例，特别是国家投入大量资金建设 的各地资源平台，基本上资源建设都没有较大的起色，不只是重复性的劳动，而 且不存在兼容性，属性的标注处于混乱之中，同一个标注在不同的地方有着不同 的含义，只要离开本地其他外地的用户是很难使用同样的方法搜索到同样的资 源。 1 0 北京邮电大学硕士论文支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 语誊与文譬弗霄簟6 2 1 个斑疆 l 苒蒎检索臻 啊蟹墨窭啊啊囵瞳盈明圈豳口瞻盈瞳盈瞄豳 i 是1 龌冀礁嫒自盼哆一 j 率域斑鞭 8 1 糟。烈8 麓量收豫勰协专擞 ：爨 国 语文艘 本地资溺9i 嘲 警秀簿箍? 毒：、麓i 。“i 攀糟舞灞巍a s 尊 謇辛嘲i斑捌i7 谤裒麟七麓醪瓷鄹匿。4 | 掌埔糍蹲 语盆版七年掘上舶馑攒王本地斑讽 蠲够黟嘲畔黪孝碧黟| ih ；磐嗲暌_ 鬓嘲乡土臻潍及现代教育援奉地斑璐 7 2 s x i 自自目蠢萋j ? 慧麓黉；荔雾臻鬻，i 嚣鼍? ，二薯l 辅自j 龋誊i 职业高中人文絮莽觳意一= 本地资疆 城盯静擘设计 i 蠢i 孽埔鞠镧醚l 钾疆。 嚣| 。 席潮b 辱谡 “- 黼婚t _ 舔曝赫影一? 量毒。纛拳埔舞鼹 ? i 、一一l | “ 盥i 乡憋率域斑潦 毒酶撼礴l 繁o ：。量川蔓。一+ 席i 爿蝴i 壤 l 一敖或磺螬毗置釉涝说朝e 事童车矧圆匿谨 为5 1 蒺瓣蒸鬻纛 ；，、x 、端# “。 。i 童看 辨 ! 誊 h l l 羞f 壹看 盔誊 褒酱 躺 盔着 错 蠢看 盔看 查看 蜜看 董看 躺 l 娥 钕藏 收稿i 峻糖 收 毫 啦瓣 收糠 收城 垮r 靠 坩礴毫 收藏 i 期孵 收糍 啦漉 收霜i 堪瀛 f 惫艇风车的敛事本地斑耀 1 盟1 0 3囊看收藏 ；餮妊镧鳓磷缫篓雾i 萋。：鼍誓| i 衙自磷酸毫。蠢2 1 ，1 1 ：翟”j。憾整看酶蹶 一 。 r 7；。* ，o i ? 一 - 叫_ ；是飞机蔼黢的时髌 本地斑豫 b - ? o b - l 5 5 叠量 收藏 分为3 啦页当前量嚣第l 弭t 页上页- t e - - 曩 束受至第_ 页 l 一一 图1 - 2国家基础教育资源网资源列表页面 2 不能在线学习，实时点播 加a 帑翱 劫驴# t 怒 加入帑糍 擅茂辔_ 霸i 规 专厨l 魏糟0 警魁 棚嘲诹 抽a 考掰 女乳k 岢鼹 奄k 帮撼 嘏入曹锺 热魄絮磨 抽a 鹰慰 棚a 专题 抽入专i g 规；自r | 匪 搬入专怒 q 丸锶 棚专题 潮托 这几乎是现在所有资源平台的一个问题，资源往往只能是下载，不提供播 放功能。这样的网络教育系统，学习者也只能对资源先下载后才能学习使用，直 接导致学习的连贯性得到破坏，而且浪费了大量的等待时间。因此，“在线学习， 实时点播”将是区别资源平台质量好坏的一个重要分水岭。 乱；i獬?臀。_霉_誓i；犟m瑚冀躞 黪套国霉黪曦簿瓣 北京邮电大学硕1 ：论文支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 l 惫魁燃五笼翳茏磊塑愿盘氅纛恩磊差曼懋瘟；夔曼曼魅；惹妻曼慧茏裹墅! 毳熬。囊 缁灞嗣 菰躁文奎上健著上箨日期钎镊 撩佳 l 口国单韵母ao e uv 的家学w m v 2 0 6 m b 戴金辉0 7 0 7 2 63 d 积分。下载 口园声母：z hc hs h 的视频教学w m v 7 3 4 m b 郑美苏0 7 1 0 7 1 2 63 0 积分 下载 口图豳囝雪孩子p p t 6 4 0 m b 戴金辉0 7 0 1 2 03 口积分囝下我 口暖汉语拼音( aoe iuo ) s w f2 2 2 k b 戴金辉0 6 0 8 0 3l o 积分。下虢 口蟊曩称象课本剧m p g6 0 2 m b 戴金辉0 6 0 3 1 85 0 积分q 下载 口鹱；乌鸦喝水z i p 4 4 3 m b 戴金辉0 6 1 0 3 1 1 85 0 积分。下载 口疆春晓e x e 1 1 8 m b 戴金簿0 6 1 0 2 1 0 82 0 积分。下载 口磊曩柳树盟了，r a r 8 6 9 m b 戴金簿0 6 1 0 2 1 0 82 0 积分。下裁。 口i 裔比尾巴教学误件斗r a r 8 o l m b 戴金辉0 5 1 0 2 82 0 积分下我 口自a 四季教学演示瀑件e x e1 9 8 m b 戴金辉0 5 z o 0 33 d 积分 下载 口毛嚣一去二三里教学谋件s w f 6 9 7 k b 戴金垮0 5 z o 0 32 0 积分囝下载 口毛嚣操场上 教学渲示误件e x e 12 6 m b 戴金辉0 5 t l o 0 12 0 积分。下载 口日0 1 、拼音乐晃l v 2 1 0 e x e1 2 5 m b 戴金辉0 5 1 z o l o zi 0 积分 下载i 口窖嘶做语拼立1 3 教学痿示课 6 3 7 m b 戴金j 霉0 5 1 1 0 l o z2 0 积分 下载 “件e x e 一 一。” 口霎弧极、语拼立1 2 教学演示误 3 7 0 m b 戴金挥0 5 1 1 0 l o z2 0 积分囝下载 一件e x e 一一”一 。劳蔫1 9 中转鲁麓瞎躺受穗 参与资源兵遣更多资垤下我更多 图卜3k 1 2 资源列表页面 3 点播效果不好，对平台( 软件) 依赖性大 有些网络教学系统的流媒体平台，其实也提供了点播功能，但是学习者并 没有完全的满意，什么原因呢? 因为点播效果不好，主要包括：有时候需要等待 很长时间资源才能正常播放、播放时断断续续，这些都直接影响了学习者的对系 统的信任和信心，也影响了学习的质量；同时现有的这些流媒体平台往往需要客 户端( 学习者一端) 安装一定的播放软件，以及对客户端的操作系统也有依赖性， 也就是说只能一定的平台下才能正常的使用流媒体的点播，这样造成了一定的不 便利性和局限性。其实跨平台性一直是衡量现代软件系统优劣的一个重要指标， 很显然这样的系统将是一个很大的缺陷。 4 资源的组织混乱，分类不细，浏览和检索不方便 当前的网络环境是导致信息检索困难、下载缓慢的原因之一，而资源库的 组织结构、搜索查询功能的设置是导致这种现象的另一个原因。目前的资源平台 大都按资源的存储类型进行建设，建库容易而使用困难，学习者查询相关的知识 点需要不断从一个页面跳转到另一个页面，而搜索功能单一又很难让学习者立即 获得需要的内容。不同的学习者之问存在显著的个性差异，而目前的资源大都处 于资源共享阶段，不能满足学习者个性化、高效率的学习要求【6 1 。 北京邮电大学硕士论文支持h a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 资源组织结构的好坏直接影响了资源平台的效率，现有一些资源平台，如 图1 1 、图1 3 中所示的国家基础教育资源库和k 1 2 学习网，资源的组织结构基 本是以学科来分类，例如：语文一大类资源、数学一大类资源，这种资源的组织 结构可以说分类不够细致，学习者一时也很难找到学习所需的资源；同时如图 1 1 所示，资源的检索方式基本是以关键字的方式来查询的，这样一个造成系统 资源的负担，再就是让学习者使用起来也极其的不方便。 5 不能与其他资源平台互操作以及共享和交换资源 可以这么说，现有的资源平台基本都处于半封闭的状态，几乎不能与其他 资源平台直接交换和互操作，比如其他资源库或网络教学系统中的资源模块，这 样势必造成重复建设。比如图2 1 所示的国家基础教育资源网，他们资源建设时 是按照c e l t s 标准来建设的，但是我们却找不到其可以导出标准资源包的功能 和借口，也就是说其他资源平台不能与其互操作，它也没有能够共享其标准化后 的资源。 6 资源总体质量不高 教师普遍反映，虽然资源库容量很大，但在开展综合课程主题教学活动时， 发现教育资源库中适用的资源严重不足，其以学科逻辑体系划分的资源远远不能 满足教学要求。教育资源平台中的资源大多是死的学科素材，不仅远离生活实际， 而且缺乏素材间的跨学科联系。 现有资源平台中，教学素材种类可谓详尽，教学设计、教案示例、教学要 求、习题剖析、能力测试等，花样繁多，而且还有同类素材的对比。但这些素材 普遍缺少的是前人的经验体会或失败教训、教学反思、学生的感受、可能出现的 意外情况、师生的困惑等情感内容，恰恰这些内容能够给教师以启迪。实际上这 些饱含情感体验的素材很多，却往往被资源提供者忽略。如果教育资源库在这点 有所改进的话，就会从冰冷的产品变成教师的知心朋友。 网上虽然有丰富的资源，但适合直接用于课堂教学的资源却少得可怜，若 让学生在时间有限的课堂上，从海量的资源里找出课堂学习所需要的信息并非易 事，既浪费了课堂时间，又难以保证学习效果。实践已经证明，网络资源是不适 合直接用于学生课堂学习的【7 1 。 1 7 研究生期间工作 研究生期间在实验室先后参加了一些科研活动和项目，使得自己不管是技 术方面还是解决实际问题的能力都得到了较大的进步和提高，主要如下： 1 参与“虚拟实验宣传网站”建设 参与“虚拟实验宣传网站中投票模块的开发，根据网站建设的需求以及 北京邮电大学硕十论文支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 实际情况，完成了投票模块的开发。 2 参与“中小学网络多媒体教学系统 的开发 在这个国家项目中，先后担任小组长负责过两个模块的设计和开发，包括 “教学论坛一和“教学资源”模块。首先是根据需求，对论坛进行了设计，包括 数据库相关的库表和字段的设计，然后按照分层思想，分别对表示层、业务层和 持久层进行设计，最后组织小组成员进行开发。完成此模块后，又设计了“教学 资源”模块，独立设计了多媒体点播功能以及相应的其他功能，并最终开发和测 试此模块。 3 参与“教育部科技司网站 维护建设 作为负责人，根据现有网站的情况，重新设计了网站外网的美工以及添加和 整合了一些附属功能。 1 4 北京邮电大学硕士论文支持h a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 第二章支持f l a s h 流媒体点播的教学资源 模块的整体设计方案 2 1 相关概念介绍 1 资源库 资源库可以从两方面来理解，一个是教学资源的汇集，它以录像、录音、 动画、图、文、超文本、点播课程、软件程序的形式，提供了课文、科普、课外 知识、教学案例、题目、练习、自测、试卷及问题解答，存储于数据库库表、文 件及文件包中；二是资源库管理子系统，它是为用户提供一个可供上传、下载资 源以及其他辅助功能的平台。 本文所研究和实现的资源平台，是基于多媒体网络教育系统，作为此系统 的资源模块，其中主要包括三个部分：多媒体教学资源、资源管理模块以及流媒 体点播模块。 2 c e l t s 标准 c e l t s ，即中国网络教育技术标准体系，它是我国信息技术标准化技术委 员会教育技术分委员会通过分析国际标准工作，参照i e e e l 4 8 4 标准，并根据我 国教育实际情况编写而成的。c e l t s 标准包含5 类标准指导性标准：学习环境 相关标准、学习资源相关标准、学习者相关标准和教育管理相关标准，与我们开 发的平台相关的标准主要有学习对象元数据规范c e l t s 3 和基础教育资源 元数据应用规范c e u s 4 2 【引。 基础教育资源元数据应用规范c e l t s 4 2 是在学习对象元数据规范 c e l t s 3 的基础上，结合我国基础教育的实际定义的一组面向基础教育的教学 资源元数据元素。其主要目的是为各单位开发网络教育资源而制定开发的指导规 范，使各学校开发的资源能够在大范围内共享。c e l t s - 4 2 标准相对于c e l t s 3 标准更加符合我国的实际国情。 3 流媒体 流媒体( s t r e a m i n gm e d i a ) ，指的是在网络中使用流式传输技术的连续时基 媒体，即在因特网上以数据流的方式实时发布音、视频多媒体内容的媒体，音频、 视频、动画或者其他形式的多媒体文件都属于流媒体之列。如下图2 1 所示， 北京邮电大学硕十论文 支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 流媒体是在流媒体技术支持下，把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网 络服务器上，让浏览者一边下载一边观看、收听，而不需要等到整个多媒体文件 下载完成就可以即时观看的多媒体文件。 大容壁 文件 小容量教据流 啼声曼善量胄童皇l 巨要童 标准撵件 汛编码救件流媒体格式 文件格式 或硬件 图2 - 1 流媒体传输过程 流媒体是由各种不同软件构成的，这些软件在各个不同层面上互相通信， 基本的流媒体系统包含以下3 个组件：播放器( p l a y e r ) ，用来播放流媒体的软件； 服务器( s e r v e r ) ，用来向用户发送流媒体的软件；编码器( e n c o d e ) ，用来将原 始的音频视频转化为流媒体格式的软件 9 1 。这些组件之间通过特定的协议互相通 信，按照特定的格式互相交换文件数据。有些文件中包含了由特定编解码器解码 的数据，这种编解码器通过特定算法压缩文件的数据量。 2 2 教学资源模块建设的总策略 首先，是教育资源的适用性问题，也即学校、教师和学生需要什么软件、 我们的基础教育发展对教育资源建设有什么新要求的问题。紧密结合中小学课堂 教育教学的基本规律和需求，紧密结合科学技术的发展，用最实用的技术方式满 足广大中小学校的需求。当前的教育资源平台大都是教育素材的堆积，通用性强， 专业性缺乏，教学能力弱，在教学实践中无法发挥什么重要作用。 其次，是教育资源平台建设规范性的问题。规范性，即结合信息技术发展 的基本特点，充分考虑资源数据的基本规范，同时结合中小学教育教学的基本特 点，充分考虑中小学对于教育资源内容和使用需求的同一性特点。这两方面的规 范，有利于更大范围地实现资源共享、推广及应用。对教育资源库而言，如果缺 少统一的规范，资源的检索就会混乱，资源的共享就是空谈。因此，解决教育资 源建设规范性的问题已成为重中之重。 再者，必须强调资源建设的开放性。开放性指两方面的“开放”：一是资源 技术规范的开放，特别是底层技术标准实现开放。开发出的资源平台，技术与内 容最好分开做，内容可以是个性化的，但技术和资源结构应有统一规范，不同的 资源建设者可以共同提供适应网络技术发展的教育资源，学校也可基于相同的环 1 6 北京邮电大学硕士论文支持h a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 境平台共享各种资源：二是资源建设机制的开放，吸引更多的软件企业投入其中， 他们是创作资源的主力军，同时也吸收蕴涵更强生命力的创作者如学生，他 们不仅是资源的使用者，也应该并可能成为资源的提供者和制作者。 最后，是教育资源平台的可持续性问题。教育资源库的持续发展依赖于库 中教育资源的不断丰富、及时更新，同时也依赖于所提供信息的可信度和权威性。 在信息爆炸而经费有限的今天，如何做到入库速度匹配信息发生的速度，如何保 证入库资料的质量，是每个教育资源平台建设者都必须考虑的问题【l 们。 2 3 系统的功能设计 资源平台是资源提供者和资源使用者之间的桥梁【l ，资源提供者可以上传 资源，并提供资源的详细信息，系统根据这些信息对资源按照c e l t s 进行标准 化。资源使用者则可以检索到这些资源，并利用f l a s h 流媒体点播或者下载使用， 同时对资源还可以推荐和收藏。系统管理员主要对资源进行组织和管理，如审核 资源、批量导入导出( 包括与其他平台) 符合c e l t s 标准的资源等。在设计系 统的功能时，我们遵循软件工程的方法，从分析用户需求入手，分角色进行。通 过对整个网络教学系统的研究以及对支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的调 研，确定了此教学资源模块应实现的功能，下图2 2 为模块用例图。 图2 - 2 用例图 ( 1 ) 浏览资源 资源平台是个庞大的数据系统，为了能清晰地向用户展现各类资源之间的逻 1 7 北京邮电大学硕士论文 支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 辑联系，浏览模块提供了两种导航方式。一种方式是按资源分类显示资源，通过 分页机制，用户可以快速浏览某一类型的大量资源：另一种方式是根据资源适用 的年级、知识节点等属性来组织资源，形成树状结构，供用户浏览。这两种方式 都是以列表的形式显示资源，当用户点击某个具体资源时，可以查看该资源的详 细信息，并预览资源。并且以知识节点为导向的这种方式，是本文通过分析现有 资源库后，提出的一种新型的解决方案。这样的话，用户可以以知识树为中心， 以知识节点为导向，有目的、有针对性地学习，同时保持了学习的连续性。 ( 2 ) 导入导出资源 对符合标准的资源直接的导入教学系统的资源库，对不符合标准的资源可 以通过填写和选择相关的信息，然后系统生成相关的元数据进行标准化；系统采 用f t p 方式上传到服务器；同时对导入的各种视频资源都统一转换成f l v 格式。 同时还可以下载和导出符合c e l t s 标准的资源包供用户或者与其他的资源库使 用。 ( 3 ) 资源点播 学习者对检索或浏览到的资源直接点播，通过客户机的浏览器和相关的 f l a s h 播放器对f l v 格式的资源“边下载边播放 。学习者还可以通过f l a s h 播放 器的控制按钮控制资源暂停、快进以及后退等。实现了资源的快速传播和使用， 同时学习者可以反复学习以及选择性学习。 ( 4 ) 检索中心 检索中心模块提供了一个快速查找资源平台所有资源的检索引擎。用户可 以通过输入资源标题，上传者等信息，也可以选择资源的类型、适用的年级等资 源元数据信息来设定查找的范围。系统将根据用户的输入，确定它们的逻辑关系 与或非等自动产生查询条件，查找出符合条件的记录，并列表显示。 ( 5 ) 资源管理 普通用户对资源可以进行评价以及星级投票；对喜欢的资源可以收藏起来， 以方便随时查看和学习；同时对可以把资源推荐给其他的学习者等。对管理员来 说，资源管理主要提供审核资源、管理知识点和管理元数据等功能。 用户上传的资源存放在临时资源库中，并对它进行审核，以保证资源的有 效性。只有通过审核的资源才能进入总资源库，供用户下载使用。 资源的建设是个动态的过程。在建设的过程中，资源将不断增加，同时教 学大纲以及教材可能会变化和根该，所以可能会出现新的知识点。因此，需要对 知识点进行管理，利用知识点管理模块，管理人员可以增加、删除和修改知识点， 保持知识节点树与实际的教学大纲和知识点同步。 元数据是资源库的基础，不管是资源的存取、检索还是不同资源库之间交 北京邮电大学硕：t 论文支持f l a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 换数据，都需要元数据的支持。因此对元数据的有效管理十分重要，特别是在与 其他资源库进行交换时。需要通过对元数据进行适当管理，这样才能更好地促进 不同平台之间的数据交换，减少同类资源的重复建设。因此，系统提供了对新资 源的元素据的生成保存功能，对已有的旧资源提供了修改和维护元素据功能。 2 4 技术路线 1 轻量级j 2 e e 架构 这种轻量级架构以s p r i n g 框架为核心，以a o p 和i o c 模式为指导思想，把 系统按逻辑分为三层：表示层、逻辑层和持久层。 表示层负责数据的提交和显示，以及页面流程的控制和转向，主要用m v c 模式的s t r u t s 框架来实现：业务层负责系统的核心业务，包括事务处理和业务逻 辑，其中事务处理时利用a o p 来实现；持久层是负责数据的持久性操作，利用 o r m 映射框架h i b e r n a t e 来实现，利用h i b e r n a t e 还可以实现缓存和并发功能。 在各层中间的联系和调用是利用s p r i n g 的i o c 来实现。 这种解决方案的优点有如下：简单易用，容易普及，开发效率高；轻量级 的容器和组件模型，加上s 研n g 和h i b e r n a t e 提供的事务管理、资源池和连接池 以及加上对w e b 服务器集群的支持，适用于大型的企业级应用；不需要e j b 容 器，应用程序可以部署和运行在w e b 容器上，因此成本低廉，为中小学教育系 统的普及和推广排除了经济问题；有更为方便和强大的o r m 映射，解决了持久 性问题。 2 面向方面编程( a o p ) a o p 的全称是面向方面编程( a s p e c to r i e n t e dp r o g r a m m i n g ) ，它是一种与 o o p 截然不同的看待应用程序结构的方式，按照a o p 的观念，系统被分解为方 面( a s p e c t ) 或者关注点，而不是对象。一个关注点可以是一个特定的问题、概 念，或者是应用程序的兴趣区间总而言之，应用程序必须达到的目标。比如： 事物管理、性能监控以及安全性检查都是系统常见的关注点，而这些关注点又是 系统各个模块中都有的。因此，使用a o p 定义一些通用功能，在各模块的某些 时候和地方要用到这些通用功能时，只需要利用配置文件声明式定义就行，而不 需要修改代码。这样做的好处有两个，一、现在每个业务逻辑放在一个地方，而 不是分散到代码的各个角落；二、服务模块现在更加清晰，因为它们只包含它们 的核心功能，辅助功能转移到切面( 关注点) 中【1 2 】。 在系统中把a o p 应用在日志管理、权限管理、异常处理等方面，以减少系 统的重复代码，降低模块间的耦合度，实现了“低耦合，高内聚”。同时有利于 增加系统的可扩展性和可维护性。 1 9 北京邮电大学硕士论文支持h a s h 流媒体点播的教学资源模块的研究与实现 3 f l a s h 流媒体( f m s 、r e d 5 ) f l a s h 流媒体是一种全新的流媒体平台，它主要是利用f l a s hm e d i as e r v e r 服务器通过r t m p 协议来对f l v 格式的流式视频进行控制，从而实现流式播放。 f l a s hm x 以前，f l a s h 中的视频文件得导入是一帧一帧变成位图，结果导 致文件巨大，限制了它的应用范围。随着f l a s hm x 的推出，m a c r o m e d i a 公司开 发了属于自己流式视频格式f l v ，这种格式是在s o r e n s o n 公司的压缩算法的 基础上开发出来的 1 3 1 。f l v 格式通过r t m p 协议从f l a s hm e d i as t , t v e r 服务器上 流式播出。 4 面向服务的架构( s o a