淺析遠程職業培訓技術平台的系統設計
摘要：利用網絡及多媒體技術開展的遠程職業培訓是一種全新的培訓手段，它不受時空限制、節約資源等優勢使其成為現代社會勞動者接受終身培訓的最佳選擇。教學管理系統是在網絡環境下，對教師、學員、資源進行統一管理的平台，通過對學習過程跟蹤、評測指標等參數的採集分析為決策和管理提供依據。針對職業培訓的特點，將實時學習系統、異步點播系統、資源管理系統和電子商務系統有機結合，使管理者都能做到靈活高效的組織培訓工作。
關鍵詞：遠程 職業培訓 系統 設計
正文：
發展遠程職業培訓，利用現代化技術手段開發多元化、低成本、高效率的職業培訓模式，為城鄉勞動者、大學畢業生提供優質的職業培訓資源，是職業培訓事業的發展方向。利用網絡及多媒體技術開展的遠程職業培訓是一種全新的培訓手段，它不受時空限制、節約資源等優勢使其成為現代社會勞動者接受終身培訓的最佳選擇。
一、實時教學系統的設計
實時教學系統旨在實現多媒體教室教學現場的大規模同步直播與師生交互，直播內容包括教室/教師的視音頻、電子教案（計算機屏幕）、電子白板、鼠標操作以及其他數據流，應支持地面計算機網絡和衞星鏈路雙傳輸平台，以地面網為基本傳輸平台，在地面網無法到達的地方，可以採用衞星傳輸。
1、系統功能
實時授課系統要求能夠根據網絡條件自適應地將授課現場的視頻、音頻以及授課機的屏幕信息傳輸到遠程的聽課端。其主要功能包括：
（1）授課實況直播：將教師或教室的視音頻、計算機屏幕內容以及教師操作、電子白板等現場數據同步直播到各個聽課端。
（2）自然板書授課：支持教師以手寫板書方式表達或講解，提供電子教鞭功能，使學生感受到真實的教學現場。
（3）教學現場錄製：自動錄製教學過程，生成流媒體課件，並上網發佈，供學生課後上網點播。
（4）師生交互：學生可以隨時向授課教師進行電子舉手，授課教師可以與任意一個聽課端進行語音、視頻等多媒體方式的交互對話。
（5）電子白板：師生可以運用文字、圖形、粘貼等工具進行相互協作討論。
（6）服務管理：支持多媒體服務質量QoS管理，採用分佈式軟MCU和動態自適應QoS控制技術，解決了IP網上多媒體自適應傳輸問題。
（7）課堂監管：配置課堂服務中心，可以隨時監測各教室的狀態、視音頻等。
（8）輔助功能：如文本交互（Chat）、身份驗證、課件目錄瀏覽以及課件點播等遠程教學的輔教功能。
（9）集中課堂管理：能夠在線地管理多個授課端、聽課端的狀態信息，維護實時課堂信息。
2、技術要求和性能指標
（1）傳輸方式：支持地面網傳輸和衞星傳輸，既可以在單一的地面上運行，也可以在衞星平台上運行，或者在兩者結合的平台上傳輸。
（2）聽課端個數：在地面計算機網環境下，可同時支持1000個以上的聽課點同步接收授課端的教學實況，即：授課端的教學現場可直播到1000個以上聽課端。
（3）教案格式：要求支持各種格式的教案和應用程序，典型的有：ppt、Word文檔、網頁、Excel、Flash等電子文檔，支持Windows常見應用程序的共享。
（4）視頻分辨率：至少可以用800×600窗口或1024×768全屏方式顯示課件內容；
（5）視頻指標：要求提供MPEG-IV、H.264、IV50、MSVC、WMV9等多種視頻編碼算法，支持CIF、QCIF、DCIF、4CIF等多種窗口的視頻採集，支持教師視頻的全屏顯示。視頻採樣幀數達到25fps。
（6）音頻指標：提供G.711、DVI、G.729、GSM610、MP3等多種語音編碼算法。
（7）網絡帶寬：要求在240Kbps~2Mbps之間，自適應調整。
（8）QoS機制：有。
（9）遠程聽課端支持ADSL、LAN、WLAN以及其他網絡接入手段，也能支持衞星接入。
（10）
二、教學管理系統的設計
教學管理系統是在網絡環境下，對教師、學員、資源進行統一管理的平台，通過對學習過程跟蹤、評測指標等參數的採集分析為決策和管理提供依據。充分發揮WEB技術的優勢，實現教師授課，學生學習、教學教務管理、行政管理等功能。針對職業培訓的特點，將實時學習系統、異步點播系統、資源管理系統和電子商務系統有機結合，使管理者都能做到靈活高效的組織培訓工作。
1、系統/模塊的功能
教學管理系統應包括的基本功能：
(1) 招生管理：學生報名、資格審核、入學測試、錄取等信息進行管理。
(2) 學生學籍管理：學生從入校到畢業離校所有學籍學歷信息的管理與維護，包括學籍基本信息、學籍異動、獎勵信息、處罰信息、結業發證、換證補證、特殊發證等等。
(3) 教師管理：教師個人信息、教授課程、考核及評價等信息的管理。
(4) 教務管理：按照職業培訓的特點，可以專業或工種為單位組織培訓活動，包括培訓計劃、學員選課、培訓安排等。
(5) 培訓站點管理：管理各遠程培訓站、點。可授予或收回遠程培訓站點的招生、授課、考試、收費等權限。
(6) 學習日誌記錄及評價：對學習系統日誌進行統計分析，分析學員網上學習的內容、時間、參與討論和答疑的次數等，作為學習成績的評定依據之一。
(7) 成績管理：包括成績錄入、查詢與修改。支持
(8) 教材管理：對教材庫存、教材計劃、教材預定、班級預收款、教材採購及教材銷售進行管理。
(9) 考務管理：根據培訓計劃、學生信息自動生成考試計劃，能夠自動和手動編排考試時間、場地、監考老師並生成監考安排。
(10) 報表統計：能夠按照培訓的對象、層次、類別等進行統計分析，生成統計報表。
(11) 培訓市場的需求預測：能夠根據培訓的歷史數據、市場信息以及上級主管部門的政策導向，進行職業培訓市場的動態預測，並作為下一步培訓工作的參考依據。
(12) 信息查詢：學員可查詢自己的成績、補考、重修通知等、教師可查詢自己的上課安排，學生學習情況等。
教學管理系統應具備以下技術特點：
（1） 靈活性：根據職業培訓動態性特點，可及時增加專業、課程，靈活安排授課、實習實踐
等教學環節。
（2） 易用性：完全基於B/S架構，只需要使用瀏覽器就能完成絕大部分的管理工作和信息查詢工作，並有詳細的操作嚮導和錯誤提示。
（3） 安全性：採用多角色的用户管理機制，用户帳户和密碼採用加密傳輸，封裝數據庫訪問帳户使其對用户透明。
（4） 可靠性：能滿足大範圍和大用户量的使用、並保證系統的穩定性，平均無故障時間在168小時以上。
（5） 系統架構：B/S模式。
（6） 系統容量：可支持10萬以上註冊用户，同時在線人數不少於2000人。
三、異步（課後）點播系統的設計
異步（課後）點播系統要求以B/S模式的系統架構，為接受遠程教育的學生提供非實時的學習近平台，學生可隨時點播相應的課件資源，以實現網絡教育資源的共享。
1、系統/模塊的功能
異步（課後）點播系統要求有身份驗證的功能，即未註冊的用户需填寫相應的註冊信息獲取合法的帳號，已註冊用户使用合法的帳號登錄系統後，根據該帳號的權限可隨時點播相應的課件資源。
異步（課後）點播系統主要包括：
（1）用户註冊：填寫註冊信息，獲取帳號。
（2）課件資源瀏覽。
（3）課件資源搜索。
（4）用户權限管理。
（5）課件點播，能夠支持流媒體、網頁、Flash等典型網絡課件資源的點播。
（6）網上學習日誌的查看及維護。
（7）個人信息維護。
2、性能指標
（1）系統架構：B/S模式。
（2）資源格式：支持、、等格式的流媒體點播。
（3）至少支持兩路以上的視音頻流媒體點播。
（4）資源描述所遵循的規範：符合教育部現代遠程教育技術規範教學資源元數據規範，或者符合人社部建議的《職業技能培訓多媒體課程開發標準》。
（5）同時支持的最大用户數（單台服務器）在300人以上。
四、資源管理系統的設計
資源管理系統要求對遠程教育中不同專業、不同層次的多種媒體類型的、非結構化的、越來越多的教育資源根據需求進行有效的管理、分發、優化、跟蹤、記錄，為接受遠程教育的學生提供豐富而有價值的學習資源。
1、系統/模塊的功能
資源管理系統以B/S模式為系統架構，採用Oracle數據庫，要求與課件製作系統協同工作，能夠自動地將課件製作系統生成的課件在無需人工干預的情況下自動上傳到資源管理系統，以提高工作的效率。該系統要求有課件資源的註冊，上傳、目錄修改、維護以及資源使用情況的統計分析等功能。
資源管理系統主要分為三個模塊：
(1) 教師子模塊：
(a)申請或修改課程信息
(b)查看自己課件資源
(c)查看課件資源
(d)搜索課件資源
(e)維護個人信息
(2) 資源管理員子模塊：
(a) 瀏覽、點播課件資源
(b) 增、刪、改目錄類別及課件資源
(c) 新資源的導入
(d) 審核資源
(e) 資源使用情況的統計與分析
(f) 用户權限管理
(g) 個人信息維護
（3）系統管理員子模塊：
(a) 其它管理員的登記授權
(b) 審核註冊用户
(c) 系統參數的配置
(d) 個人信息的維護
(e) 日誌查詢
(f)點播權限管理
(g)資源的備份與恢復
2、性能指標
（1）系統架構：B/S模式。
（2）資源格式：支持常見格式的課件資源。
（3）資源描述所遵循的規範：
符合教育部現代遠程教育技術規範教學資源元數據規範，或者符合人社部建議的《職業技能培訓多媒體課程開發標準》
（4）資源存儲方式：支持大規模網絡教育資源的分佈存儲。
（5）資源分類：多級分類，動態擴充。
（6）用户角色分類：
系統管理員、資源管理員、教師三種用户角色
五、實時交互和答疑係統的設計
實時交互和答疑係統要求以地面網為傳輸平台，將授課端實時採集的視頻、音頻、授課機屏幕等信息實時地傳輸給遠程的聽課端，也可以將交互的聽課端的視頻和音頻信息實時地傳輸到授課端及其它聽課端，實現師生交互和答疑。
1、系統/模塊的功能
（1）電子舉手
（2）教師應答
（3）交互討論
（4）答疑記錄
（5）答疑情況的統計分析
2、性能指標
（1）傳輸方式：地面網，可以支持多種典型的Internet接入方式，如：LAN, ADSL，WLAN，ISDN等。
（2）視頻交互：提供MPEG-IV、H.264、IV50、MSVC等多種視頻編碼算法。
（3）語音交互：提供G.711、DVI、G729、GSM610等多種語音編碼算法。
（4）視音頻同步：脣音同步誤差≤0.25秒。
（5）系統延遲：小於1秒。
（6）網絡帶寬：要求在200Kbps~2Mbps之間。
六、非實時答疑和討論系統的設計
遠程培訓中的輔導答疑係統主要包括BBS和智能答疑模塊，其中BBS系統除了具備一般BBS的功能之外，還應根據遠程培訓的具體需求提供一些專用功能，智能答疑是指系統能夠自動回答學生提出的問題，這裏的自動回答是指對已經存在答案的問題。非實時的輔導答疑係統是一個學習的沙龍，以生動活潑和互動交互的形式為學生提供一個自由的討論和交流平台，便於師生之間和學生之間進行自由交流。
1、系統/模塊的功能
（1）智能答疑：學生可以用文字方式提出問題，系統能自動地在系統知識庫中尋找相近或相似的問題答案呈現給學生，當提出的問題系統不能自動地給出滿意的答案時，學生可以選擇將問題直接提交給教師，直到問題得到解答；
（2）語音答疑功能：學生可以通過語音進行提問，教師也可以通過語音進行問題的回答。
（3）BBS的登陸與註冊：要求用户輸入已註冊的用户名進行登錄, 或者進行新用户註冊。新用户註冊需要告知系統將選用的用户名、登錄密碼及一些個人資料，系統會自動給出問題及回答樣板供新用户參考。
（4）討論區：提供大量用户發表的文章, 這些文章按主題內容分列各討論區, 每個討論區由系統管理員設定主題。每一位註冊用户都可向感興趣的討論區投遞文章, 或針對他人的問題、 看法提出意見(意見同樣會發表於討論區內)
（5）電子郵件：BBS站內各用户之間可互通電子郵件,電子郵件內容只有收、發信人可讀。也可將信件發往所在站點之外的某個電子郵件地址。
（6）多人實時談話：BBS 的用户可以與其他在線用户進行實時屏幕交談。
（7）在線幫助：提供極為方便、有效的幫助功能, 用户使 用 BBS過程中遇到的困難一般都可藉助系統幫助服務功能加以解決。
（8）支持圖像、數學公式以及表格的編輯。為方便用户之間進行用文本不能明確表達的內容的交流。
2、性能指標
（1）可以保存1年的討論內容。
（2）圖形化的用户界面。
（3）至少支持10萬以上的註冊用户數。
（4）基本BBS的功能參考Firebird BBS 的基本功能。
七、網上實驗管理與指導系統技術要求
該系統旨在為用户提供一套面向職業技能培訓所需要的各類實驗管理與指導系統，使得學員可以通過網絡方便快捷地瞭解到實驗計劃、實驗目的、實驗步驟、實驗儀器、實驗難點、實驗效果及常見問題解答等和實驗相關的問題。
1、主要功能
（1） 實驗公告：為學生、指導教師以及提示實驗或者工作安排的提醒。主要包括一些公共信息，管理員負責實驗公告的登載操作。
（2） 工作任務：為學生、指導教師、教務人員以及管理員提供個性化的任務安排與提示。對於學生來説任務由指導教師安排的實驗、教務部門的實驗要求等任務。對於指導教師來説任務包括學生的提問、修改實驗報告的提示以及教務部門的關於實驗的安排。
（3） 實驗課程指導：包括實驗指導課件管理功能、實驗材料學習記錄、實驗進程提示等。
（4） 個人文件夾：存放個人資料，每人
（5） 信息反饋：將實驗中心使用過程中的問題提交給管理員的功能
（6） 實驗BBS：用於實驗問題的交流。
（7） 實驗軟件管理：提供課程實驗軟件和三維虛擬實驗室軟件的下載、記錄、調用、記錄使用情況等功能。
2、虛擬實驗室瀏覽模塊
根據前面對虛擬實驗室的需求分析，我們為學員提供虛擬實驗室的主要包括以下功能：
（1）實驗室環境展示。
（2）實驗器材、儀器、儀表、電子元件的介紹，包括結構和外觀。
（3）可以第一人稱方式在虛擬實驗室中自由漫遊。
（4）可以選取實驗室中的物品，查看功能介紹。
（5）可以對設備進行任意方向的觀察。
（6）支持TCP/IP協議可以將用户使用情況反饋給虛擬實驗中心。
3、虛擬實驗的性能技術指標要求
（1）實驗管理中心模塊採用J2EE技術開發。
（2）虛擬實驗室瀏覽模塊，採用真3維技術開發，可支持用户在線瀏覽。
（3）提供實驗管理中心模塊的源代碼。
（4）可同時支持1000人以上的在線瀏覽和網上實驗的訪問與指導。
（5）系統運行穩定。
八、課件自動生成及製作系統
課件製作系統可以將授課端實時錄製的教學現場（視音頻）和電子教案（計算機屏幕以及鼠標操作或HTML、JPG、PPT、GIF、FLASH等多媒體素材）進行同步合成，生成可供學生課後網上點播或離線學習的媒體格式，如流媒體或VCD格式，形成課件資源。
1、系統/模塊的功能
（1）教學場景課件自動錄製及生成：能實時在線地錄製課堂的教學場景，包括視頻、音頻、計算機屏幕、電子教鞭、電子白板以及鼠標操作等數據流，並進行實時壓縮和同步合成，最後生成包括教學現場各路數據流的多源流媒體課件，並可支持上網發佈和網上點播。
（2）課件素材製作：支持各種類型的課件素材的製作。
（3）課件合成：教師能夠根據課件素材製作生成自己需要的課件。
（4）課件發佈：能夠生成HTML格式的課件，或製作成VCD/DVD光盤。
2、技術要求
可以支持多種格式的多媒體素材整合並最終轉換成可通過網絡點播學習或單機學習的資源。並提供有關的轉換工具。
九、電子商務部分技術要求：用於課程的收費管理
遠程培訓中的電子商務是指整個培訓過程中，有償培訓部分的商務活動的電子化。這裏的商務活動是指培訓機構和被培訓者之間的選擇培訓內容以及支付培訓費用等相關活動，屬於B
1、系統/模塊的功能
（1）查詢功能：按照客户的要求對網站數據庫進行全方位的檢索。
（2）分類檢索功能：類似於搜索引擎的分類檢索功能，根據不同的類別一層一層瀏覽下去，直到顯示出所有產品。
（3）在線支付功能：支持銀聯卡進行在線支付，提供與銀行之間聯繫的接口。
（4）用户註冊、登錄功能：用户可進行在線註冊，免費成為會員。註冊成會員後可以在網站的登錄位置進行登錄。
（5）用户管理功能：管理用户的註冊信息，添加、更改、刪除用户登錄的信息。
（6）管理員管理功能：對產品的管理：可以方便地添加、刪除、修改產品資料。管理界面與用户瀏覽界面大致相同，在每項產品處都有添加、刪除、修改選項，以便對每項產品進行管理。對用户的管理：可以方便地對用户資料進行管理，刪除沒有用的用户資料，修復損壞的用户信息。對特殊用户（如累計購買金額達一定數量時）進行管理（如升級為 VIP 用户、進行抽獎、送禮等活動）。
（7）信息分析功能：產品分析功能，以圖形和數據的方式分析顯示所有產品的熱銷程度。針對每一產品分析該產品購買者的年齡層次、學歷、工作環境、收入等的分佈情況。用户分析功能，分析在該網站進行消費的用户年齡層次、學歷、工作環境、收入等資料的分佈情況。針對每一客户，分析客户的消費習慣。
2、性能指標要求：
（1）用户的每個交易的響應速度小於8秒；
（2）可以支持100個用户的併發交易申請；
（3）負載均衡：當一台服務器或一組服務器的負荷增加時，系統自動分配新的訪問流量到空閒的或更輕鬆的服務器，從而保證了對用户最快速的響應。
（4）集中的安全管理：集中的管理應用和系統的安全。授權功能可以保證只有授權的用户才能訪問Web資源。對於安全認證的方式，支持基本的用户名/口令模式、表單登陸模式以及客户端證書模式。
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