研究论文：远程教学系统的设计与实现

140586 学科教育论文

远程教学系统的设计与实现

一、远程教学系统网络安全威胁分析

1.黑客攻击，黑客攻击是远程教学系统所面临的主要网络安全威胁之一。黑客是网络之中一个十分复杂的群体，他们能够在最短的时间内发现计算机系统或网络平台上的漏洞，并利用这些漏洞对主机进行攻击。攻击的方式多样，例如修改网页、非法进入主机破坏教学系统程序、窃取用户的教学平台信息、给用户发送非法的电子邮件，并可在短时间内发布大量的“网络垃圾数据包”，以此造成网络堵塞等问题。黑客攻击对远程教学系统造成的损失同样也是无法估量的。

2.计算机病毒，计算机病毒是一种高级的计算机程序，它由程序编织者采用高级计算机语言编制出来，能够快速自我复制，一旦侵入主机或网络服务器，便能够通过自我复制、感染主机数据等途径实现对主机的侵害。计算及病毒具有较强的破坏性、复制性和传染性。计算机病毒对远程教学系统的侵害也可体现在多个方面。例如，病毒

一旦感染了远程教学系统，便可利用其自身的寄生型特性，侵入系统的内部数据库，修改或盗取远程教学平台上的个人信息或教学资源；一些“蠕虫”型病毒在感染远程教学系统后，可利用网络平台实现多次传播，将自身的病毒通过网络发送，从而使更多的网路教学平台受到感染和威胁。

二、系统的设计原则

1.远程教学的方式是多样化的，信息的交流具有实时性和异步性，比如可以利用流媒体技术把事先录制好的课堂教学视音频信息或事先制作好的多媒体教材，通过网络供学生随时点播学习，这是远程教学方式的异步性体现。远程教学的重点在于教学活动的实时互动性上，而双向实时交互式又是当前采用的先进方式，如数字化的会议电视或视频会议技术，利用视音频交互、文字交互、白板及图片图形等共享，可以让参与到远程教学的师生就像传统的课堂上那样进行实时的互动交流，这也比使用BBS、E-mail、留言板要便捷得多。

2.系统既要根据国内的网络环境适用不同的带宽，同时也要适应国内信息化教育的总体水平。远程教学系统在结合网络教室中实用的、优秀的功能基础上，应增加大量易操作、实用的功能，如同步浏览课件、网页功能等。系

统既要考虑信息资源的充分共享，更应注意信息的保护和隔离，如系统安全机制、数据存取的权限控制等。

三、系统功能设计

要形成基于Internet实时双向交互式远程教学系统，学生和教师拥有一台计算机便可以通过软件进行远距离教学活动，实现实时互动。系统的功能主要分为课件教学功能和交互教学功能。

（一）课件教学功能

1.课件列表。教师可将所需的图片、各种office文档、网页课件等多媒体资源装入课件列表，在上课时实现主控式的同步浏览。

2.课件同步。系统能将课件自动压缩上传服务器，教师和学生可以同步以网页的方式浏览。此外，系统也可以让学生自动下载课件到本地，教师与学生同步浏览时，直接打开本地文件，不用访问，这样可以提高课件访问速度，节省网络带宽。

3.录制播放。教师和学生都能根据自己的需要进行现场课程制作，教师端还支持已录制的课件再次广播。教师可以允许或禁止学生录制课件。

（二）交互教学功能

1.视音频交互系统。本系统的用户截面最多可以同时显示八路视频端，用户可以根据自己的需要随时对需要显示的界面进行切换；教师可以将授课内容及教学情景实时的传送到网络教室中去，或者也可以播放某个学生的视频；在教师广播自己视频时，也可以监视某个学生的视频。教师能把自己的声音广播出去，同时可以允许某个学生说话，或者同时允许两个学生广播声音；在系统没有开启语音广播时，教师、学生之间可以私聊，可以一对一，也可以一对多。教师端有学生举手状态的显示框，教师可以选择举手的学生并允许发言。学生在被允许发言时，系统会弹出一个对话框，提醒学生发言。

2.文字交互系统。在文字讨论区，教师可以与全体学生，也可以与某个学生进行文字交流，教师一旦在人员列表中选定对一个人发送信息时，进行一对一的交流，其他教师成员则看不到。文字交互系统中还有关于教师操作信息的系统提示和公告等，如教师允许某人发言，录制课件等。另外，系统还有词典过滤功能，可以过滤那些出现的不文明用语。

四、系统界面设计及系统实现

1.系统的用户界面设计直观，具有良好的操作性，包括文字、图标、图形、色彩和其他视觉方面的设计。屏幕的界面设计考虑到学习者的视觉心理特点，突出整体，具有统一的界面风格。同时注重了界面内容的交互性和可控制性，以及教学内容超级连接的有序性。界面区域工包括五大控制板块：视频显示区、电子白板、课堂成员列表、文件共享区域、文字交互。用户可以根据自己的需要对各板块自由拖动、改变大小，移动板块改变其在界面中的相对位置，选择或隐藏板块等。

2.远程多媒体实时交互教学系统，通过压缩教师教学现场的视频、音频流结合同步浏览课件命令，形成教学资源流，利用网络实时传送到远端学生的电脑上，学生可以及时通过举手提问、共享教师端程序、文字交流等方式实现远程互动教学。本系统可运行在Internet、Intranet、卫星网、校园网、局域网，提供文字、音视频、课件、电子白板、互动广播教学的平台，并在虚拟现实中的教室打破时空限制，让异地师生通过音视频实时交互，如同置身于同一课堂之中。