浅析远程职业培训技术平台的系统设计
摘要：利用网络及多媒体技术开展的远程职业培训是一种全新的培训手段，它不受时空限制、节约资源等优势使其成为现代社会劳动者接受终身培训的最佳选择。教学管理系统是在网络环境下，对教师、学员、资源进行统一管理的平台，通过对学习过程跟踪、评测指标等参数的采集分析为决策和管理提供依据。针对职业培训的特点，将实时学习系统、异步点播系统、资源管理系统和电子商务系统有机结合，使管理者都能做到灵活高效的组织培训工作。
关键词：远程 职业培训 系统 设计
正文：
发展远程职业培训，利用现代化技术手段开发多元化、低成本、高效率的职业培训模式，为城乡劳动者、大学毕业生提供优质的职业培训资源，是职业培训事业的发展方向。利用网络及多媒体技术开展的远程职业培训是一种全新的培训手段，它不受时空限制、节约资源等优势使其成为现代社会劳动者接受终身培训的最佳选择。
一、实时教学系统的设计
实时教学系统旨在实现多媒体教室教学现场的大规模同步直播与师生交互，直播内容包括教室/教师的视音频、电子教案（计算机屏幕）、电子白板、鼠标操作以及其他数据流，应支持地面计算机网络和卫星链路双传输平台，以地面网为基本传输平台，在地面网无法到达的地方，可以采用卫星传输。
1、系统功能
实时授课系统要求能够根据网络条件自适应地将授课现场的视频、音频以及授课机的屏幕信息传输到远程的听课端。其主要功能包括：
（1）授课实况直播：将教师或教室的视音频、计算机屏幕内容以及教师操作、电子白板等现场数据同步直播到各个听课端。
（2）自然板书授课：支持教师以手写板书方式表达或讲解，提供电子教鞭功能，使学生感受到真实的教学现场。
（3）教学现场录制：自动录制教学过程，生成流媒体课件，并上网发布，供学生课后上网点播。
（4）师生交互：学生可以随时向授课教师进行电子举手，授课教师可以与任意一个听课端进行语音、视频等多媒体方式的交互对话。
（5）电子白板：师生可以运用文字、图形、粘贴等工具进行相互协作讨论。
（6）服务管理：支持多媒体服务质量QoS管理，采用分布式软MCU和动态自适应QoS控制技术，解决了IP网上多媒体自适应传输问题。
（7）课堂监管：配置课堂服务中心，可以随时监测各教室的状态、视音频等。
（8）辅助功能：如文本交互（Chat）、身份验证、课件目录浏览以及课件点播等远程教学的辅教功能。
（9）集中课堂管理：能够在线地管理多个授课端、听课端的状态信息，维护实时课堂信息。
2、技术要求和性能指标
（1）传输方式：支持地面网传输和卫星传输，既可以在单一的地面上运行，也可以在卫星平台上运行，或者在两者结合的平台上传输。
（2）听课端个数：在地面计算机网环境下，可同时支持1000个以上的听课点同步接收授课端的教学实况，即：授课端的教学现场可直播到1000个以上听课端。
（3）教案格式：要求支持各种格式的教案和应用程序，典型的有：ppt、Word文档、网页、Excel、Flash等电子文档，支持Windows常见应用程序的共享。
（4）视频分辨率：至少可以用800×600窗口或1024×768全屏方式显示课件内容；
（5）视频指标：要求提供MPEG-IV、H.264、IV50、MSVC、WMV9等多种视频编码算法，支持CIF、QCIF、DCIF、4CIF等多种窗口的视频采集，支持教师视频的全屏显示。视频采样帧数达到25fps。
（6）音频指标：提供G.711、DVI、G.729、GSM610、MP3等多种语音编码算法。
（7）网络带宽：要求在240Kbps~2Mbps之间，自适应调整。
（8）QoS机制：有。
（9）远程听课端支持ADSL、LAN、WLAN以及其他网络接入手段，也能支持卫星接入。
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二、教学管理系统的设计
教学管理系统是在网络环境下，对教师、学员、资源进行统一管理的平台，通过对学习过程跟踪、评测指标等参数的采集分析为决策和管理提供依据。充分发挥WEB技术的优势，实现教师授课，学生学习、教学教务管理、行政管理等功能。针对职业培训的特点，将实时学习系统、异步点播系统、资源管理系统和电子商务系统有机结合，使管理者都能做到灵活高效的组织培训工作。
1、系统/模块的功能
教学管理系统应包括的基本功能：
(1) 招生管理：学生报名、资格审核、入学测试、录取等信息进行管理。
(2) 学生学籍管理：学生从入校到毕业离校所有学籍学历信息的管理与维护，包括学籍基本信息、学籍异动、奖励信息、处罚信息、结业发证、换证补证、特殊发证等等。
(3) 教师管理：教师个人信息、教授课程、考核及评价等信息的管理。
(4) 教务管理：按照职业培训的特点，可以专业或工种为单位组织培训活动，包括培训计划、学员选课、培训安排等。
(5) 培训站点管理：管理各远程培训站、点。可授予或收回远程培训站点的招生、授课、考试、收费等权限。
(6) 学习日志记录及评价：对学习系统日志进行统计分析，分析学员网上学习的内容、时间、参与讨论和答疑的次数等，作为学习成绩的评定依据之一。
(7) 成绩管理：包括成绩录入、查询与修改。支持
(8) 教材管理：对教材库存、教材计划、教材预定、班级预收款、教材采购及教材销售进行管理。
(9) 考务管理：根据培训计划、学生信息自动生成考试计划，能够自动和手动编排考试时间、场地、监考老师并生成监考安排。
(10) 报表统计：能够按照培训的对象、层次、类别等进行统计分析，生成统计报表。
(11) 培训市场的需求预测：能够根据培训的历史数据、市场信息以及上级主管部门的政策导向，进行职业培训市场的动态预测，并作为下一步培训工作的参考依据。
(12) 信息查询：学员可查询自己的成绩、补考、重修通知等、教师可查询自己的上课安排，学生学习情况等。
教学管理系统应具备以下技术特点：
（1） 灵活性：根据职业培训动态性特点，可及时增加专业、课程，灵活安排授课、实习实践
等教学环节。
（2） 易用性：完全基于B/S架构，只需要使用浏览器就能完成绝大部分的管理工作和信息查询工作，并有详细的操作向导和错误提示。
（3） 安全性：采用多角色的用户管理机制，用户帐户和密码采用加密传输，封装数据库访问帐户使其对用户透明。
（4） 可靠性：能满足大范围和大用户量的使用、并保证系统的稳定性，平均无故障时间在168小时以上。
（5） 系统架构：B/S模式。
（6） 系统容量：可支持10万以上注册用户，同时在线人数不少于2000人。
三、异步（课后）点播系统的设计
异步（课后）点播系统要求以B/S模式的系统架构，为接受远程教育的学生提供非实时的学习近平台，学生可随时点播相应的课件资源，以实现网络教育资源的共享。
1、系统/模块的功能
异步（课后）点播系统要求有身份验证的功能，即未注册的用户需填写相应的注册信息获取合法的帐号，已注册用户使用合法的帐号登录系统后，根据该帐号的权限可随时点播相应的课件资源。
异步（课后）点播系统主要包括：
（1）用户注册：填写注册信息，获取帐号。
（2）课件资源浏览。
（3）课件资源搜索。
（4）用户权限管理。
（5）课件点播，能够支持流媒体、网页、Flash等典型网络课件资源的点播。
（6）网上学习日志的查看及维护。
（7）个人信息维护。
2、性能指标
（1）系统架构：B/S模式。
（2）资源格式：支持.asf、.rm、.mov等格式的流媒体点播。
（3）至少支持两路以上的视音频流媒体点播。
（4）资源描述所遵循的规范：符合教育部现代远程教育技术规范教学资源元数据规范，或者符合人社部建议的《职业技能培训多媒体课程开发标准》。
（5）同时支持的最大用户数（单台服务器）在300人以上。
四、资源管理系统的设计
资源管理系统要求对远程教育中不同专业、不同层次的多种媒体类型的、非结构化的、越来越多的教育资源根据需求进行有效的管理、分发、优化、跟踪、记录，为接受远程教育的学生提供丰富而有价值的学习资源。
1、系统/模块的功能
资源管理系统以B/S模式为系统架构，采用Oracle数据库，要求与课件制作系统协同工作，能够自动地将课件制作系统生成的课件在无需人工干预的情况下自动上传到资源管理系统，以提高工作的效率。该系统要求有课件资源的注册，上传、目录修改、维护以及资源使用情况的统计分析等功能。
资源管理系统主要分为三个模块：
(1) 教师子模块：
(a)申请或修改课程信息
(b)查看自己课件资源
(c)查看课件资源
(d)搜索课件资源
(e)维护个人信息
(2) 资源管理员子模块：
(a) 浏览、点播课件资源
(b) 增、删、改目录类别及课件资源
(c) 新资源的导入
(d) 审核资源
(e) 资源使用情况的统计与分析
(f) 用户权限管理
(g) 个人信息维护
（3）系统管理员子模块：
(a) 其它管理员的登记授权
(b) 审核注册用户
(c) 系统参数的配置
(d) 个人信息的维护
(e) 日志查询
(f)点播权限管理
(g)资源的备份与恢复
2、性能指标
（1）系统架构：B/S模式。
（2）资源格式：支持常见格式的课件资源。
（3）资源描述所遵循的规范：
符合教育部现代远程教育技术规范教学资源元数据规范，或者符合人社部建议的《职业技能培训多媒体课程开发标准》
（4）资源存储方式：支持大规模网络教育资源的分布存储。
（5）资源分类：多级分类，动态扩充。
（6）用户角色分类：
系统管理员、资源管理员、教师三种用户角色
五、实时交互和答疑系统的设计
实时交互和答疑系统要求以地面网为传输平台，将授课端实时采集的视频、音频、授课机屏幕等信息实时地传输给远程的听课端，也可以将交互的听课端的视频和音频信息实时地传输到授课端及其它听课端，实现师生交互和答疑。
1、系统/模块的功能
（1）电子举手
（2）教师应答
（3）交互讨论
（4）答疑记录
（5）答疑情况的统计分析
2、性能指标
（1）传输方式：地面网，可以支持多种典型的Internet接入方式，如：LAN, ADSL，WLAN，ISDN等。
（2）视频交互：提供MPEG-IV、H.264、IV50、MSVC等多种视频编码算法。
（3）语音交互：提供G.711、DVI、G729、GSM610等多种语音编码算法。
（4）视音频同步：唇音同步误差≤0.25秒。
（5）系统延迟：小于1秒。
（6）网络带宽：要求在200Kbps~2Mbps之间。
六、非实时答疑和讨论系统的设计
远程培训中的辅导答疑系统主要包括BBS和智能答疑模块，其中BBS系统除了具备一般BBS的功能之外，还应根据远程培训的具体需求提供一些专用功能，智能答疑是指系统能够自动回答学生提出的问题，这里的自动回答是指对已经存在答案的问题。非实时的辅导答疑系统是一个学习的沙龙，以生动活泼和互动交互的形式为学生提供一个自由的讨论和交流平台，便于师生之间和学生之间进行自由交流。
1、系统/模块的功能
（1）智能答疑：学生可以用文字方式提出问题，系统能自动地在系统知识库中寻找相近或相似的问题答案呈现给学生，当提出的问题系统不能自动地给出满意的答案时，学生可以选择将问题直接提交给教师，直到问题得到解答；
（2）语音答疑功能：学生可以通过语音进行提问，教师也可以通过语音进行问题的回答。
（3）BBS的登陆与注册：要求用户输入已注册的用户名进行登录,或者进行新用户注册。新用户注册需要告知系统将选用的用户名、登录密码及一些个人资料，系统会自动给出问题及回答样板供新用户参考。
（4）讨论区：提供大量用户发表的文章,这些文章按主题内容分列各讨论区,每个讨论区由系统管理员设定主题。每一位注册用户都可向感兴趣的讨论区投递文章,或针对他人的问题、看法提出意见(意见同样会发表于讨论区内)
（5）电子邮件：BBS站内各用户之间可互通电子邮件,电子邮件内容只有收、发信人可读。也可将信件发往所在站点之外的某个电子邮件地址。
（6）多人实时谈话：BBS的用户可以与其他在线用户进行实时屏幕交谈。
（7）在线帮助：提供极为方便、有效的帮助功能,用户使用BBS过程中遇到的困难一般都可借助系统帮助服务功能加以解决。
（8）支持图像、数学公式以及表格的编辑。为方便用户之间进行用文本不能明确表达的内容的交流。
2、性能指标
（1）可以保存1年的讨论内容。
（2）图形化的用户界面。
（3）至少支持10万以上的注册用户数。
（4）基本BBS的功能参考FirebirdBBS的基本功能。
七、网上实验管理与指导系统技术要求
该系统旨在为用户提供一套面向职业技能培训所需要的各类实验管理与指导系统，使得学员可以通过网络方便快捷地了解到实验计划、实验目的、实验步骤、实验仪器、实验难点、实验效果及常见问题解答等和实验相关的问题。
1、主要功能
（1） 实验公告：为学生、指导教师以及提示实验或者工作安排的提醒。主要包括一些公共信息，管理员负责实验公告的登载操作。
（2） 工作任务：为学生、指导教师、教务人员以及管理员提供个性化的任务安排与提示。对于学生来说任务由指导教师安排的实验、教务部门的实验要求等任务。对于指导教师来说任务包括学生的提问、修改实验报告的提示以及教务部门的关于实验的安排。
（3） 实验课程指导：包括实验指导课件管理功能、实验材料学习记录、实验进程提示等。
（4） 个人文件夹：存放个人资料，每人
（5） 信息反馈：将实验中心使用过程中的问题提交给管理员的功能
（6） 实验BBS：用于实验问题的交流。
（7） 实验软件管理：提供课程实验软件和三维虚拟实验室软件的下载、记录、调用、记录使用情况等功能。
2、虚拟实验室浏览模块
根据前面对虚拟实验室的需求分析，我们为学员提供虚拟实验室的主要包括以下功能：
（1）实验室环境展示。
（2）实验器材、仪器、仪表、电子元件的介绍，包括结构和外观。
（3）可以第一人称方式在虚拟实验室中自由漫游。
（4）可以选取实验室中的物品，查看功能介绍。
（5）可以对设备进行任意方向的观察。
（6）支持TCP/IP协议可以将用户使用情况反馈给虚拟实验中心。
3、虚拟实验的性能技术指标要求
（1）实验管理中心模块采用J2EE技术开发。
（2）虚拟实验室浏览模块，采用真3维技术开发，可支持用户在线浏览。
（3）提供实验管理中心模块的源代码。
（4）可同时支持1000人以上的在线浏览和网上实验的访问与指导。
（5）系统运行稳定。
八、课件自动生成及制作系统
课件制作系统可以将授课端实时录制的教学现场（视音频）和电子教案（计算机屏幕以及鼠标操作或HTML、JPG、PPT、GIF、FLASH等多媒体素材）进行同步合成，生成可供学生课后网上点播或离线学习的媒体格式，如流媒体或VCD格式，形成课件资源。
1、系统/模块的功能
（1）教学场景课件自动录制及生成：能实时在线地录制课堂的教学场景，包括视频、音频、计算机屏幕、电子教鞭、电子白板以及鼠标操作等数据流，并进行实时压缩和同步合成，最后生成包括教学现场各路数据流的多源流媒体课件，并可支持上网发布和网上点播。
（2）课件素材制作：支持各种类型的课件素材的制作。
（3）课件合成：教师能够根据课件素材制作生成自己需要的课件。
（4）课件发布：能够生成HTML格式的课件，或制作成VCD/DVD光盘。
2、技术要求
可以支持多种格式的多媒体素材整合并最终转换成可通过网络点播学习或单机学习的资源。并提供有关的转换工具。
九、电子商务部分技术要求：用于课程的收费管理
远程培训中的电子商务是指整个培训过程中，有偿培训部分的商务活动的电子化。这里的商务活动是指培训机构和被培训者之间的选择培训内容以及支付培训费用等相关活动，属于B
1、系统/模块的功能
（1）查询功能：按照客户的要求对网站数据库进行全方位的检索。
（2）分类检索功能：类似于搜索引擎的分类检索功能，根据不同的类别一层一层浏览下去，直到显示出所有产品。
（3）在线支付功能：支持银联卡进行在线支付，提供与银行之间联系的接口。
（4）用户注册、登录功能：用户可进行在线注册，免费成为会员。注册成会员后可以在网站的登录位置进行登录。
（5）用户管理功能：管理用户的注册信息，添加、更改、删除用户登录的信息。
（6）管理员管理功能：对产品的管理：可以方便地添加、删除、修改产品资料。管理界面与用户浏览界面大致相同，在每项产品处都有添加、删除、修改选项，以便对每项产品进行管理。对用户的管理：可以方便地对用户资料进行管理，删除没有用的用户资料，修复损坏的用户信息。对特殊用户（如累计购买金额达一定数量时）进行管理（如升级为 VIP 用户、进行抽奖、送礼等活动）。
（7）信息分析功能：产品分析功能，以图形和数据的方式分析显示所有产品的热销程度。针对每一产品分析该产品购买者的年龄层次、学历、工作环境、收入等的分布情况。用户分析功能，分析在该网站进行消费的用户年龄层次、学历、工作环境、收入等资料的分布情况。针对每一客户，分析客户的消费习惯。
2、性能指标要求：
（1）用户的每个交易的响应速度小于8秒；
（2）可以支持100个用户的并发交易申请；
（3）负载均衡：当一台服务器或一组服务器的负荷增加时，系统自动分配新的访问流量到空闲的或更轻松的服务器，从而保证了对用户最快速的响应。
（4）集中的安全管理：集中的管理应用和系统的安全。授权功能可以保证只有授权的用户才能访问Web资源。对于安全认证的方式，支持基本的用户名/口令模式、表单登陆模式以及客户端证书模式。
