消防救援队伍课堂直播系统设计研究

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摘要：远程网络教学以其丰富的信息资源、友好的交互性能以及优良的开放性等特点越来越受到人们青睐，已经逐渐发展成为一种成熟的教育形式。国家综合性消防救援队伍人才教育培训渠道单一，消防指战员能力素质与所承担的繁重任务不相适应的矛盾也越来越突出。加大培训力度，进一步提高队伍整体素质是消防救援队伍作为应急救援主力军和国家队的一项紧迫任务，但回到学校集中学习不现实也不具有长期性，因此建设一套符合国家综合性消防救援队伍，课程设置合理的远程课堂直播系统非常必要。从消防救援队伍远程教育培训的实际出发，设计了国家综合性消防救援队伍课堂直播系统，这将有利于促进消防指战员自我加压、主动学习、锻炼成才，有利于加强消防指战员从业能力素质建设，有利于提高队伍处置各类灾害事故的本领和能力。

关键词：消防救援队伍；课堂直播系统；设计

1项目背景

1.1背景及意义。当今，信息与知识呈爆炸式增长，网络远程教育作为一种新的教育形式脱颖而出，它提供了学习者能够主动学习的环境，能够满足学习者学习活动的要求。经过十几年的发展，我国远程网络教育软硬件环境取得重大发展。网络远程教育在我国发展成上升态势，初步具备规模，这种自主化的学习、教育、管理以及服务模式最大限度地发挥了学习者的主动性和积极性。国外很多高等院校广泛应用网络教育平台实施教学，英国是世界上最早开展远程教育的国家，世界上第一所开放大学在1969年成立于英国，其教学质量和学生满意度非常高，已经成为世界远程教育的标杆，享誉较高的威望，影响力也很大。美国是目前远程教育规模最大的国家，美国在1996年就提出了全面普及教育信息化行动纲领，基本实现了由传统教育向数字化平台教育的转变。目前，远程教育系统实现形式主要分为3种：点播式教育系统、交互式教育系统以及社会化教育系统。点播式教育系统是以课件为中心，网上展示教育资源，注重的是教育资源的管理；交互式教育系统强调的是通过视频教育培训系统、即时聊天、E-mail、BBS论坛等方式为学生答疑辅导、讨论、以及自评等服务，以此提高学生学习效率以及师生互动水平；社会化教育系统主要特点是社会化，强调学习社会化，知识共享。这些远程教育系统运用的主流技术主要包括流媒体技术、P2P技术、视频会议技术、分布式技术以及视频压缩编码等技术。1.2设计思路。建设国家综合性消防救援队伍课堂直播系统，发挥远程教育优势，有利于完善人才培养机制，有利于促进消防指战员自我加压、主动学习、锻炼成才，有利于加强消防指战员从业能力素质建设。建设国家综合性消防救援队伍远程教育系统，要结合自身特殊应用群体的特点，汲取现有远程教育系统的优点，一方面不要贪大求多，功能泛化。功能过多会影响学习者的注意力，反而忽略了教育这一核心功能。要突出消防特色，提供良好的检索功能；另一方面要重视学习效果的评价和测验，交互性要强。要建设完善的在线答疑功能。学习者在学习过程中遇到问题最期望得到及时解答，这是学习者积极深入学习的前提。

2系统设计

2.1系统功能定位。国家综合性消防救援队伍课堂直播系统是专门设计用来开展消防救援队伍内部远程教育培训的软件系统，借鉴当前主流远程教育系统技术特点，着眼远程教育系统发展趋势设计建设。该系统适用于网络教学、远程培训、即时通信等。系统集成协同工作、课堂管理控制、电子白板、桌面共享以及文档共享等数据协同功能。与传统的硬件远程视频教学培训系统相比，不需要逐级投入建设经费和设置会场，应用突出消防员个体，有效解决教育培训问题。2.2系统总体架构。系统按照C/S的设计模式设计，从软件系统组成上分为客户端、服务器端和教学管理平台。客户端只有通过验证后才能登录服务器、教学管理平台维护用户、课堂教学有关信息，是用户基础信息数据平台。客户端集成远程教学、多方音视频、会场管理控制、电子白板、桌面共享和文档共享等数据协同功能。服务器端由数据库服务器、用户认证服务器、聊天服务器、课堂控制服务器、多媒体服务器和文档服务器组成。数据库服务器为登录、课堂控制和媒体转发服务器访问数据库提供服务，这样客户端就不需要直接访问数据库服务器了。多媒体服务器集成媒体数据转发的功能如图1所示。2.3系统功能结构。国家综合性消防救援队伍课堂直播系统集成多方音视频通信、课堂管理控制、电子白板、桌面共享和文档共享等功能。系统功能结构图如图2所示。2.4系统工作原理。客户端从上到下依次是应用界面层、媒体数据编解码和应用数据封包解包层、协议层以及通信层；服务端从下到上依次是通信层、协议层、封包解包编解码层、应用逻辑处理层。如图3所示。2.5系统模块。2.5.1课堂直播系统客户端子系统。客户端子系统是课堂直播系统最重要、最核心的部分，它给予老师、学生最直观的教学体验，利用客户端子系统老师可以录制课堂视频、授课，学生可以观看课堂视频、听课，老师和学生可以进行课堂互动等操作。客户端界面采用MFC对话框程序，服务器端则是WindowsWebService服务。客户端包括：主窗口、登录业务模块、课堂业务模块、音视频数据采集模块、音视频数据传输模块以及音视频数据播放模块等。客户端子系统的用况图及其描述如图4所示。2.5.2课堂直播系统教学管理控制子系统。教学管理平台是系统用户基础数据支持平台。超级管理员可以看到所有学生、老师账户，并进行增、删、改操作，还可以看到所有课程，及其当前状态，可以创建和删除课程，为课程指定老师、学生以及上课时间。管理员登录，添加、修改、删除老师和学员账号、添加、修改、删除课程信息，为课堂指定老师和学员，有效时间等。管理个人信息，增加或删除副管理员。普通用户包括老师、学生。老师可以看到与其关联的课程列表，以及这些课程相关的学生。学生可以看到其关联的课程以及课程老师的联系方式。可以在超级管理员和普通用户之间添加一个普通管理员，协助教学管理。如图5所示。2.5.3课堂直播系统服务器管理子系统设计。服务器管理子系统是用来集中管理服务器各功能模块。实现服务器数据库管理、登录管理、聊天管理、课堂控制以及多媒体服务管理等后台管理功能。由超级管理员操作。服务器包括数据库服务器、登录服务器、聊天服务器、课堂控制服务器、多媒体服务器和文档服务器，其中多媒体服务器集成转发服务器的功能。数据库服务器为登录、课堂控制和媒体转发服务器访问数据库提供服务。

3结语

叙述了国内外在远程教育信息化方面做的工作，指出了现有远程教育信息系统存在的不足，总结了远程教育信息化的发展趋势。分析了消防救援队伍教育培训方式单一，远程教育体系未建立，不适应现代教育发展的要求。为此，提出了在消防救援队伍内设计一套课堂直播系统，从而满足消防指战员素质培养和远程教育要求。系统设计了网络教学、远程培训、即时通信等核心功能。用户只需使用普通的PC机、标准的视频采集设备、耳机和麦克风，就可以实现远程教学与视频会商。系统还集成课堂管控、电子白板、桌面共享以及文档共享等数据协同功能，采用C/S的方式设计，服务器采用集中管理的方式管理各项服务，以实现登录管理、聊天管理、课堂控制、多媒体服务以及数据库管理等核心数据处理业务，能够满足国家综合性消防救援队伍远程教学使用需要。

参考文献

[1]魏晓俊.国内外网络教育平台发展现状分析研究[J].学理论,2012.

[2]卢来,吴绍军,龙科,等.基于P2P模式的校园网课堂直播系统的构建分析[J].网络安全技术与应用,2015.

[3]方冬梅.基于B/S、C/S混合模式的多媒体教学系统的设计与实现[D].天津：天津大学,2008.

[4]肖品.交互式实时课堂的设计与实现[D].武汉：华中科技大学,2010.

作者:旷彪 单位:深圳市消防救援支队水上大队