一对一数字移动平台

2024-07-01

一对一数字移动平台（通用6篇）

一对一数字移动平台篇1

●概述

“十二五”期间, 以“智慧教育”为抓手, 许多地方正在积极出台以校校通、班班通和人人通, 即三通两平台为主线的各种智慧教育解决方案。2014年6月下旬, 华南师范大学教育信息技术学院未来教育中心团队的成员受邀在东莞松山湖实验学校进行了一次别开生面的智慧教育研讨会。会议主要分三个阶段进行, 第一阶段:以“学创教育”平台作为案例剖析智慧教育平台的功能结构, 并结合相关平台对比分析各自的优劣;第二阶段:分析研讨式的教学活动设计环节;第三阶段:对研讨活动进行总结。

●智慧教育

研讨会第一阶段首先对智慧教育平台的功能结构进行了剖析。

智慧教育是经济全球化、技术变革和知识爆炸的产物, 也是教育信息化发展的必然阶段。分析认为, 智慧教育要落地生根、开花结果, 需要以智慧学习环境为技术支撑、以智慧教学法为催化促导、以智慧学习为根本基石。[1]智慧教育的愿景是支持协同学习, 移动学习, 个性化学习和远距学习, 提倡教师、家长、学生和内容之间的相互作用。一个成熟的智慧教育平台应该有一套良好的课堂互动管理系统, 这样的系统能使教师和学生共同参与课堂, 提升教学效率。一个比较全面的课堂互动管理系统主要包括自动点名系统、开放式授课系统、开放式电子白板系统、过程性评价系统、多屏动态即时互动系统、错题系统和课堂板书记录系统。

东莞松山湖从试点到示范三年来, 成效显著, 主要体现:第一, 学生学习兴趣高涨, 专注力增强, 学习成效显著;第二, 课堂效率显著提高, 课堂管理更加方便;第三, 教师对学生可以进行个性化辅导;第四, 教师在教研探索中教学方式逐步改变。

随着移动互联网的到来, 越来越多的移动终端开始进入学校, 学生和教师人手一台笔记本电脑或者平板电脑等设备在一些发达地区已经司空见惯, 由这些新型设备所创造的教学环境叫做一对一数字化环境, 其显著特征是每位学生拥有一个移动终端, 这种新型的学习方式叫做一对一数字化教学。有研究者对一对一数字化学习提出了三条标准:一位学生始终对应着同一台设备, 设备能够接入互联网, 学生按照学校的要求使用设备完成学习任务 (Penuel, 2006) 。[2]西蒙·佩伯特甚至认为如果现在学校的计算机如果不是建立在一对一的基础上, 真正的教学改革难以到来 (Maine learning TechnologyInitiative, 2010) 。[3]对一对一数字化学习的研究伴随着个人便携式电脑的兴起, 就已经开始。然而, 在最新的移动互联技术的影响下, 主要表现为基于移动终端的一对一数字化学习。

移动终端的种类很多, 以各类平板电脑为典型代表, 有基于安卓系统的, 有基于IOS系统的iPad。不管是安卓平板的课堂, 还是基于iPad的课堂, 都属于一对一数字化学习环境的范畴, 这种环境中均包含数量众多的工具以及种类丰富的资源, 如各类教育App以及各种电子书资源、在线网络资源等。然而设备仅仅是设备, 当它们进入课堂后, 共同面临的问题就是:教师和学生应该如何利用这些资源和工具来进行有效的教学?基于零散的工具和资源的教学容易使课堂间断、片段化, 而且学生的学习行为数据和轨迹不能够被记录, 课堂上生成的教学资源和内容也不能够被存储, 我们亟需一个能够整合各类工具和资源, 并能够支撑教师的课堂教学流程的平台来完成对工具和资源的整合, 并能够提供课堂管理、课堂评价等服务功能, 这样的平台可以称之为一对一数字化环境下的课堂互动平台。

就目前的情况来看, 安卓系统以其开放源代码的特性, 在一对一数字化环境下的课堂互动平台产品的研发上更容易汇集力量, 其产品在课堂管理、课堂互动上优势比较明显, 确实能够提高传统课堂的效率。例如, 教师通过教师终端直接向学生发送任务指令, 学生的反馈即时呈现在大屏幕上, 教师根据反馈结构做出教学策略的调整。又如, 教师通过积分系统来对课堂上学生的表现进行可视化的管理和评价。基于IOS系统的一对一数字化环境下的课堂互动平台产品目前数量不是很多, IOS系统的封闭性提高了开发者的门槛, 然而这类平台基于IOS天然的优势, 如App store中种类丰富的教育应用, 质优量多的电子书资源等, 如果能够出现这样一种平台, 其潜力也不容小觑。总之, 两类平台各有优势, 需要取长补短。当然, 对比目前IOS和Android系统在教育方面的差异, 关键为一点, Android系统比较集成, 是通过架构系统来管理课堂的, 而IOS系统几乎都是采用各类App来进行管理, 所以比较分散, 两者在其他方面的差距越来越小, 都是以学生的需求为出发点和落脚点。

国外的同类产品中, 一个名叫Nearpod (http://www.nearpod.com/) 的产品比较值得我们借鉴, 它同样提供一些互动课堂的常见功能, 如测试、投票、画图、视频、网页链接、幻灯片、音频、作业布置等功能, 但它在演示上更具有互动性, 除了采用了增强型的演示, 它还提供形成性评价工具如投票、交互式图片来增强教师和学生间的互动。重庆聚奎中学的两位老师曾对这一工具进行了专门了介绍, 并详细说明了它是如何帮助教师实现互动式教学的[4], 这个平台值得我们深入研究和学习。

●新型教学法:从“讲练评”到“练评讲”

智慧教育中对数字化学习进行有效的设计和控制是一门课有效的关键, 这也是华南师大未来教育中心汪晓东博士在研讨会第二阶段中对第一阶段的整个研讨活动进行设计的原因。他指出, 在传统课堂中, 教师采取了讲授式的教学方法, 教学活动环节:讲授—练习—评价, 即“讲练评”教学法, 这种方法并没有很好地发挥学生的创造力和探索精神, 是一种接受性, 第一个阶段的研讨会也是基于此教学法开展的。首先是讲解智慧教育的整体解决方案, 包括智慧教育的内容、教学模式、教学法等, 然后通过情境式教学进行练习, 通过不同学科的演练和不同功能的使用, 最后让大家进行讨论学习, 这是一种典型的“讲练评”教学法。但是在如今的信息时代, 一种新的模式被提出:练习—评价—讲授, 即“练评讲”的教学法。练评讲教学法由桂江一中现任校长龙海平创建, 已在该校实施多年, 并取得了令人瞩目的成绩。该教学法理念先进, 体系完善, 运作方便, 可为中小学校有效实施素质教育、创新学校管理、打造教育品牌提供宝贵经验。[5]让学生走在教师的前面, 首先是对所学的知识进行练习, 然后进行评价, 最后教师进行讲授, 主要进行疑难解答, 这种教学法的意义具有针对性, 能够帮助学生自主学习, 提高学生在学习过程中的问题解决能力, 因此汪晓东博士结合自身多年的教学经验和在高校进行翻转课堂的案例现身说法一对一数字化环境下的智慧教育模式。练评讲教学法很好地诠释并突出了在一对一数字化环境下学生的自主性, 在这样的平台上采用翻转课堂的模式开展教学, 正是符合现代倡导的教学理念。

●活动总结

研讨会最后一个环节是焦建利教授进行总结, 他利用案例导入, 从TED的一个演讲者乔·萨比亚《讲故事的技术》讲起, 从故事第一次开始被保存, 从歌剧到杂技, 从无声电影到有声电影, 彩色电影和3D电影, 从录像带到DVD, 它们都是在传承一种精神——梅根多尔弗尔的精神。技术在不断进步, 讲故事的艺术并没有改变, 大部分故事流传下来, 但是人们讲故事的技术和方法, 已经不断创新, 不停改进。这也告诉我们, 技术终究仅仅只是技术, 在课堂教学中关键还是要看教师如何去教。同时, 还讲到了克拉克·奎因的移动学习理论模型即4C模型, 用来解释在移动学习过程中移动终端和移动技术所发挥的四种功能, 或者说是移动学习系统的功能。这4C分别是内容 (Content) 、计算 (Compute) 、获取 (Capture) 以及沟通 (Communicate) , 克拉克·奎因的4C模型, 可以说是在移动学习理论上的积极探索[6] (如右图所示) 。内容管理系统 (CMS) 、课程著作系统 (CAS) 和教学管理系统 (TMS) 是一个在一对一数字环境下的课堂互动平台下的关键系统, 从备课、准备课程材料, 到发布作业、内容, 存储传送文件, 再到点名、抢答、游戏和连线等都是教学必备的环节, 一个课堂互动环节的好坏无疑是在系统中这些活动是否有导入。

不管任何平台及技术, 我们首先要考虑的是一对一数字化教学最根本的还是教师应该如何教、学生应该如何学。目前, 我们看到的平台很多都是基于传统课堂教学习惯的, 虽然技术提高了课堂的效率, 但难免又会陷入由“人灌”到“机灌”的误区, 学生们学得更多更快了, 但是他们更多的还是被动式参与, 学生的创作活动、学生间的交互、学生自主学习活动都还比较缺乏。未来针对一对一数字化环境下的课堂互动平台的开发, 我们应该考虑课堂互动平台的本质, 同时, 我们作为未来的相关研究和实践的突破点还可以有以

下几点:

◇该如何体现移动终端的移动性?

◇如何满足学生的个性化学习需求?

◇如何培养学生的自主学习能力?

◇如何才能让学习真正“移动”起来?

电子书包项目在国内各地陆续开展了试点工作, 不管是基于Android还是IOS系统类型的电子书包, 其核心还是课堂互动平台的设计与应用方面, 针对我国电子书包目前所处的初步发展期, 未来的发展将是一项任重而道远的任务。

摘要：智慧教育的出现, 引起教育界的变革。本文结合在东莞松山湖实验学校开展的一次研讨会, 分析一对一数字化环境中的课堂互动平台及其给教学带来的影响, 同时探讨在课堂互动平台如何开展教学, 并最终给出研究的趋势和未来研究的方向。

关键词：一对一数字环境,课堂互动平台,练评讲教学法

参考文献

[1]祝智庭, 贺斌.智慧教育:教育信息化的新境界[J].电化教育研究, 2012, 12:5-13.

[2]Maine Learning Technology Initiative About MLTI.[EB/OL].[2011-09].http://www.maine.gov/mlti/about/index.shtml.

[3]Penuel, W.R.Implementation and effects of one-to-one computing initiatives:A research synthesis.Journal of Research on Technology in Education, 2006 (3) , 329-348.

[4]兰艳, 岳培培.利用Nearpod, 激活iPad的课堂教学[J].中国信息技术教育, 2013 (07-08) :193:194.

[5]汪晓东.基于实用主义的教育改革[J].广东教育 (综合版) , 2012 (0) :55.

[6]http://www.jiaojianli.com/6046.html焦建利:教育技术学自留地.

一对一数字移动平台篇2

关键词：数字化远程学习平台；移动互联网；应用

现代社会，信息量剧增，人们对于信息及时性、准确性及方便性有着越来越高的要求，旧有的信息传播方式已跟不上时代的要求，人们迫切需要高速性、准确性、方便性的信息来源。近年来，移动互联网通过迅猛的发展，已经成为主流网络中举足轻重的一员。文章将要探讨在这一背景下，数字化远程学习平台（以“江苏学习在线”网站为例）通过推出移动网络终端应用拓展其应用范围的前景。

移动互联网及视频应用

移动互联网（Mobile Internet）是指互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践的活动的总称。移动互联网是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业态，包含终端、软件和应用三个层面。终端层包括智能手机、平板电脑、电纸书等；软件包括操作系统、中间件、数据库和安全软件等；应用层则包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等不同应用与服务。

相对于传统互联网，移动互联网的优势主要体现在以下两个方面：

1、移动便捷性，用户可以随时随地接入互联网；

2、个性化，通过手机号码或其它方式，可以唯一辨识用户，便于为用户提供特有的个性化服务。

目前，我国移动互联网系统已经进入到相互贯通、高速发展的的时期。我国移动互联网系统发展速度很快，已建成总投资200亿元的各省市互联网，部分地区和省市已实现互联，全国移动互联网联网的省市（区）已有29个。

2012年5月，我国网络视频用户覆盖率达到96%，用户规模首次超越搜索服务跃居第一，在我国的5.13亿网民中，有超过4.9亿人通过网络收看视频。网络视频服务也成为了中国互联网近几年最被看好的行业之一，与网络社交、电子商务并称为未来互联网行业三大金矿。随着智能手机及平板电脑等设备的普及，移动视频流量出现了爆发性增长。根据国内最大的视频网站优酷土豆优酷发布的移动流量数据报告显示，截至2013年3月，优酷移动端日视频播放量达到1.5亿，日独立访问用户高达2000万，人均日访问时长70分钟，月度覆盖用户达到1亿。随着移动互联网的飞速发展，互联网视频争夺战的主战场正逐步转移到移动终端。

来自另一家在国内市场份额位居前列的视频网站爱奇艺的这一数据在2013年已超过30%。CNNIC（中国互联网络信息中心）报告显示，截至 2013年12月，我国手机端在线收看或下载视频的用户数为2.47亿，与2012年底相比增长了1.12亿人，增长率高达83.8%。

“江苏学习在线”

“江苏学习在线”网站（网址www.js-study.cn）是是由江苏省教育厅主管，江苏省社会教育服务指导中心主办，江苏开放大学承建的一个社区教育综合服务平台。网站的宗旨是推进全民终身学习、促进人的全面发展。

网站的建设目标定位了三个方向：1、江苏社区教育的门户网站，全省社会教育政策宣传、理论引领、信息发布的主流平台；2、国内社会化终身学习知名网站导航，全省社区教育在线学习网站链接与建设成果的展示窗口；3、集社会教育课程学习、资源管理、成果认证等功能为一体的学习平台。同时通过“区域试点”等模块，为区域社会化学习和行业系统的项目实践提供专项服务。

网站自2009年开始运营，初期实现了全省社会教育新闻资讯、政策文件的发布及视频课程的在线观看两大功能。2010年，“建好江苏学习在线网站”被写入了江苏省委省政府印发的《江苏省中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》。2011年，得到江苏省教育厅及江苏省会教育服务指导中心的大力支持和进一步投入后，“江苏学习在线”新版网站开发完成，正式上线。改版“江苏学习在线”网站实现了新闻多级审核发布、在线课程学习进度记录和成果存储、社区教育建设成果多媒体展示等新功能。

经过近5年的建设与发展，网站的推广应用已取得了一定的成果：截止至2014年4月，网站注册用户近十万人，其中实名注册用户三万八千余人，平均每日有近两千人登录网站观看视频课程并获得学分。这一数据在国内具有政府背景的在线远程学习网站中已堪称翘楚，但与一些主流视频服务网站相比仍然有着数量级上的差距。究其原因，最根本的还是要解决推广难的问题。目前网站主要的推广方法是通过面向教育工作者、在校学生及老年人开展先下实体网站应用培训班。这一方法虽然可以培育一定数量的用户群体，但也存在着极大的局限性。无法在网络平台上直接面向网络用户开展推广在很大程度上制约了推广的效果。然而，时至今日，传统互联网已完全成熟，竞争异常激烈，开展网站推广必然耗费大量的财力。“江苏学习在线”作为一个公益性质免费学习网站显然无法承担巨额的推广费用。

要想改变这样的局面，如何把握移动网络兴起这一机遇就成为了关键。

“江苏学习在线”移动终端应用前景

来自CNNIC（中国互联网络信息中心）的数据显示，截至2013年6月底，中国网民规模已经达到5.91亿，其中手机网民规模达4.64亿，较2012年底增加4379万人，手机成新增网民第一来源。网民中使用手机上网的人群占比提升至78.5%，手机作为第一上网终端的地位更加稳固。同时，智能终端的普及使得台式机，笔记本电脑与移动终端的界限越来越模糊，许多以前只能在台式机或笔记本实现的功能已经越来越多可以在智能移动终端上实现了。目前，移动终端应用领域视频在线学习还未得到国内各视频课程学习网站的重视，相关移动互联网应用几乎还是空白，“江苏学习在线”在这样的市场形势下推出移动终端应用，面临的竞争相对于传统互联网会小很多。而移动终端应用的推广低成本、用户粘性高、精准营销等特性也有利于网站以较低的成本面向有学习需求的潜在用户开展推广。

移动移动联网将带来新型消费模式。移动互联网的消费模式与台式机和笔记本电脑有很大不同，用户希望有更多的个性化服务。

“小巧轻便”及“通讯便捷”两个特点，决定了移动互联网与PC互联网的根本不同之处，发展趋势及相关联之处。除了睡眠时间，移动设备一般都以远高于PC的使用时间伴随在其主人身边。这个特点决定了，使用移动设备上网，可以带来PC上网无可比拟的优越性，即沟通与资讯的获取远比PC设备方便。移动设备通讯的基本功能代表了移动设备方便、快捷的特点。而延续这一特点及设备制造的特点，移动通讯用户不会接受在移动设备上采取复杂的类似PC输入端的操作——用户的手指情愿用“指手划脚”式的肢体语言去控制设备，也不愿意在巴掌方寸大小的设备上去输入26个英文字母长时间去沟通，或者打一篇千字以上的文章。

根据移动互联网的特点，“江苏学习在线”的移动终端应用程序设计必须以用户体验为中心，遵循定位准确、功能明确、界面简洁及操作简便的原则。“江苏学习在线”网站的功能主要包括社会教育新闻资讯的编辑、审核、发布、浏览，全省学习网站导航，全省社会教育创建成果展示以及视频课程在线学习等四大功能。其中，前三项功能属于全省社会教育门户功能，对于普通用户而言平没有足够的吸引力，因此程序应只保留视频课程在线学习这一项功能，定位为纯粹的视频课程在线学习软件。为保障视频课程在线学习功能的正常运行，除课程收藏、学习进度记录等相关功能外，程序还应提供基本的用户注册、登陆，用户信息管理以及用户学习成果浏览等功能。此外，为了简化用户的操作，程序还应实现用户与手机号码绑定并自动登录的功能，让用户免于每次打开程序学习都必须输入冗长的用户名及密码，提升用户体验。

结语

在当前国内移动互联网还未大规模普及的大环境下，如果“江苏学习在线”可以及时推出能够在移动互联网终端设备运行的应用软件，以简洁的界面及操作方式提供视频课程在线学习功能，并实现手机号码与用户账号绑定，相信将会很有竞争力，有利于进一步拓宽网站的服务面。尽早推出移动互联网应用也可以令“江苏学习在线”抢占移动互联网视频在线学习领域的制高点，更好的为江苏乃至全国人民服务，为学习型社会的建设做出更大的贡献。

一对一数字移动平台篇3

关键词：学习金字塔理论,一对一数字化,个性学习

一、小学英语学习常见问题分析

笔者所处的学校为国家级教育信息化试点学校、广东省现代教育技术实验学校、广东省英特尔未来教育示范学校, 每间课室、功能室配备多媒体平台, 为英语课堂教学提供了多元化的帮助。但近年却发现, 在英语课堂教学中, 还存在以下问题:

1. 忽视个性学习问题。由于班额较大, 课堂上教师不能充分了解每一个学生的学习情况, 并有针对性的对课堂进行调整;学生在英语学习中存在两极分化现象, 部分孩子缺失英语学习动力, 对英语学习没有兴趣。

2. 忽视培养综合能力问题。课堂上教师讲得过多、满堂灌, 学生参与过少, 教师更多关注做题技巧和分数忽视学生情感、态度、价值观及能力的培养。

3. 忽视教学资源整合问题。教师在备课时习惯性的备教学内容, 忽视备学生, 对所有学生一刀切;有时给学生提出问题, 学生还没来得及思考, 就马上要求其回答, 这样剥夺了学生课堂思考的时间;有时让学生阅读课文、讨论、交流、做巩固练习等, 不提任何要求, 学生漫无目的地阅读与交流, 课堂组织松散, 时间利用率低;多媒体的实物展台利用率高, 变评讲工具, 而大大束缚了学生的个性学习发展等。

二、“学习金字塔”理论

针对以上英语课堂教学出现的困惑, 我们不防从以下的“学习金字塔”去寻求解决的办法。

学习金字塔是美国缅因州的国家训练实验室研究成果, 它用数字形式形象显示了:采用不同的学习方式, 学习者在两周以后还能记住内容 (平均学习保持率) 的多少。它是一种现代学习方式的理论。最早它是由美国学者、著名的学习专家爱德加 ? 戴尔1946年首先发现并提出的。

在分析图中, 第一种学习方式——“听讲”Lecture, 也就是老师在上面说, 学生在下面听, 这种我们最熟悉最常用的方式, 学习效果却是最低的, 两周以后学习的内容只能留下5%。第二种, 通过“阅读”Reading方式学到的内容, 可以保留10%。第三种, 用“声音、图片”Audiovisual的方式学习, 可以达到20%。第四种, 是“示范”Demonstration, 采用这种学习方式, 可以记住30%。第五种, “小组讨论”Discussion, 可以记住50% 的内容。第六种, “做中学”或“实际演练”Practice Doing, 可以达到75%。最后一种在金字塔基座位置的学习方式, 是“教别人”或者“马上应用”Teach Others, 可以记住90% 的学习内容。

爱德加 ? 戴尔提出, 学习效果在30% 以下的几种传统方式, 都是被动学习;而学习效果在50% 以上的, 都是团队学习、主动学习和参与式学习。

而纵观我区小学英语课堂教学现状, 相当比例的老师依然使用第一、二、三种方法进行授课, 学生表现出来更多的是被动学习, 他们所学的知识遗忘率高, 学习效率当然大打折扣。

针对学生被动学习的问题, 笔者利用一对一数字化学习平台, 运用学习金字塔的主动学习理论, 让学生成为学习的主人, 尝试改变传统的一位教师面对一群学生的教学模式, 从课堂的单一学习环境逐渐转变为课堂、网络、社会立体式学习环境, 从单一课本逐渐转变为学习资源网络化、数字化、多媒体化。通过自主, 探究与合作三个基本元素, 师生之间开展协作讨论与合作学习, 并通过对资源的收集利用, 探究知识, 发现知识, 创造知识和展示知识的方式进行教与学。力求为学生提供多种感官参与英语学习的氛围, 充分让学生动眼、动耳、动脑、动口、动手, 边想、边做、边练来感知事物, 领悟概念, 掌握原理, 使学生由被动学习变为主动学习 , 从而解决我区小学英语教学中忽视学生个性学习、培养综合能力及教学资源整合等问题。

三、案例分析

如何在课堂上通过一对一数字平台, 去引导学生实现学习金字塔理论的主动学习, 提高学习保持率, 从而提升学习效率?笔者结合亲自参与并执教的一节“My Sport Star”课例来分析, 此课同时与广州越秀区东山培正小学师生进行远程同步互动, 充分体现个性学习、协助合作、知识综合运用、资源云整合等优点。

1. 教材及学习者分析

此课选用PEP Primary English教材中对人物外貌、性格描写的语言知识作为授课内容。学习者为从三年级开始学习英语的五年级学生。经过两年多时间的学习与积累, 他们已经掌握了不少的词汇以及日常对话用语。另外, 学生在学校或家里都能实现人手一机的可能性, 同时也初步掌握使用电脑或平板电脑搜集图片、视频, 资料等, 并运用于英语交流的能力。

2. 学习内容、目标及重难点分析

本节课教学内容为:梳理, 整合以往各单元零散的形容词及句子 (tall, short, strong, thin, smart, funny, He/She has…, He’s/She’s…He/She likes…, He/She can…etc.) , 运用于本节课对自己喜爱的明星的描述、角色扮演等进行实际交际交流学习活动。主线为搜集体育明星的资料, 并能结合资料用自己的话有条理地介绍这些体育明星, 通过书写小短文与他人分享。

本节课要培养学生的能力是:能认真倾听同学发言, 能运用整合的知识进行情景交流、发表看法。

本节课的情感目标是:围绕话题, 讲清楚喜欢体育明星的原因, 以及从他们的故事中受到的教育, 分享自主学习带来的快乐, 能从体育明星身上有所感悟。

本节课利用了一对一数字化教学平台 (包括平板电脑, 一体机端教学平台等) 让学生以小组为单位通过搜集相关的体育明星的图片、视频、资料等进行个性化学习与交流。

3. 教学环节分析

(1) 课前学习阶段 (学习金字塔的Audiovisual视听法)

Greeting之后, 教师用多媒体课件展示奥运明星们的精彩瞬间。然后揭示话题:“今天, 我们把这些明星请到课堂。”师生分享各自喜欢的明星。此环节, 通过视频、师生间互动对话, 舒缓学生紧张的情绪, 也对以往描述人物的知识点得到充分的复习。为接下来的教学活动作好铺垫。

这一环节与学习金字塔的Audiovisual视听法相对应, 运用教学平台, 实现直观生动的语言输入, 在设计的情境中听觉感知 (录音) 与视觉 (图片影视) 感知相结合, 大大提高认识语言的深度。

(2) 创设情境阶段 (学习金字塔的Demonstration演示法)

通过搜索展示, 共享明星图片, 描述自己关注的明星。利用的语言点有Do you know who my sports star is ? Look. My star is Lin Dan. He’s…He has…. He can…I like Lin Dan very much. What about your star? 学生通过老师的引导, 踊跃搜索自己的明星照, 并积极上台发言。此环节通过抽查个别学生对知识的综合运用情况, 引导其余学生巩固, 整理以往知识。同时激发了学生的学习兴趣, 有利于下面教学环节知识的拓展与输出。

此环节运用了学习金字塔的Demonstration演示法, 教师通过个人学习平台提供的云资源, 为学生创设多元化语言情境, 提高学生的学习兴趣、发展观察能力和抽象思维能力, 减少学习中的困难。

(3) 启发思考阶段 (学习金字塔的Teach Others教授他人)

小组展示: (采访明星) 老师率先角色扮演自己喜爱的明星人物, 让学生代表扮演记者作简短人物采访。然后学生小组互相角色扮演, 并以小组为单位上台展示采访秀。教师按上一环节, 顺理成章的“邀请”自己的偶像来现场接受同学们的采访。 (教师夸张的角色扮演明星, 上场高歌一曲, 让全场气氛高涨, 为的是让学生毫无保留的开口交流说英语。) 接着让学生通过分组、分工合作完成采访明星的情境表演。此时, 以往更多的知识得以拓展与运用:age, like, colour, food. 通过小组合作与交流, 所学知识得到交互性的运用, 角色扮演让学生真正在真实的情景中综合的运用知识。他们的各种思维、表达能力在此环节也迅速活跃起来。

由于老师课前已经有针对性地安排了不同学习层次的学生到每一个学习小组, 因此, 小组合作角色扮演实现了学生间最高效的互教互助互学行为, 从而小组里每位学生的英语水平都得到不同程度的提升。

这一环节利用学习金字塔的Teach Others教授他人法则, 通过个人学习平台, 整合了模仿学习、实践交流、互助修正等活动, 让学生把习得的知识作自我展示, 并教授别人, 取得高效的语言学习效果。

(4) 自主学习, 自主探究阶段 (学习金字塔的Practice Doing操作实践法)

通过搜索资料, 写一份邮件, 内容关于自己喜爱的体育明星, 通过小组推荐选送到共享平台, 作为小组优秀作品展示。展示自己的小短文, 引导学生参与写作。教师先展示自己的小短文, 引导学生参与写作, 学生根据例文与教师提供的归纳性知识点 (词汇与重点句) , 独立完成小练笔, 并分享作品, 选送作品, 目的是发展学生读与写的综合能力。

这里运用了学习金字塔的Practice Doing操作实践法, 通过个人学习平台, 实现个人学习、作品即时上送、互动评价与反馈等综合的动手操作活动, 令学生习得的语言知识架构得以升华。

(5) 协作交流阶段 (学习金字塔的Discussion讨论法)

通过网络视频与同时授课的广州越秀区东山培正小学师生进行远程同步互动, 双方学生代表就各自喜爱的明星进行分享与交流, 让学生的交际环境更开阔, 更真实, 更具个性学习、个性发展的特点。接着, 通过个人平板电脑给每个团队评价, 打分, 说明原因。教师通过一体机, 实时对学生掌握知识、运用知识的能力进行评价。在这环节, 学生通过评价打分这一手段与组员交换对各作品的意见, 组员互相协作交流, 体现学生个性化学习的主体性。

此一环节与学习金字塔的Discussion讨论法相对应, 通过个人学习平台终端, 实现课程的远程同步互动, 让语言环境无限拓展, 让学生跨校充分讨论互动, 实现真正的交际目的。

(6) 总结提高阶段

小结本节课的任务完成情况, 让学生感受到明星的辉煌来自平时踏踏实实的努力与付出, 是学生学习的动力和方向。

通过以上案例, 我们能深刻体会到, 在一对一数字化学习环境下, 学生成为了课堂的真正参与者, 各不同学习层次的学生都得到不同程度的习得收获与满足感, 这不仅提高了他们的信息素养、学习能力, 也大大提高了课堂英语学习的效率与保持率。与此同时, 基于技术平台提供的即时、动态的学习反馈数据, 教师也能够即时把握真实学情, 准确把握学生的学习行为, 及时调整教学策略, 提高教师教学的科学性、有效性、针对性。

参考文献

[1]祝智庭.教育技术前瞻性研究报道[J].电化教育研究, 2012 (4) .

一对一数字移动平台篇4

随着3G时代的到来,移动网络传输带宽的提升,促使流媒体技术深度发展的同时,在广度上也不断拓延。流媒体又叫流式媒体,是一种新的媒体传送方式[1],采用流式传输方式在网络上播放,将整个音视频文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包,由视频服务器向用户终端连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中,多媒体文件的剩余部分在后台的服务器内继续下载,前台则为用户展示连续的实时视音频节目。笔者采用流媒体技术接入中国移动平台,基于GPRS/EGPRS/3G网络实现在移动终端上的数字电视节目直播。

2 系统设计

2.1 功能分析

系统在处理过程中,节目源为对传输网络要求相对灵活和成本相对较低的ASI复用信号,可将多路节目信号捆绑在一起,其中嵌入的视频格式为MPEG-2格式,音频为Dolby Digital格式,然后进入采集系统解析出所需要的音视频信号[2],而完成采集功能的元件采用具有良好音视频同步技术和先进DMA技术的View Cast公司Ospery560采集芯片,通过Encode软件获取音视频信号,这一步很关键,因为视频编码为H.263和H.264,音频编码为AMR-NB和AAC,然后在实时传输协议(RTP)的基础上合成封装成3GP文件,传至播出管理模块,之所以要采取不同的视音频编码是因为目前3种移动网络(GPRS,EGPRS,3G)的网络带宽、承载量、覆盖区域、适合机型芯片等因素不同,如果在移动终端上看直播,必须针对每种网络类型提供不同的编码格式。而具体实施部分则为:对3G网络覆盖区域提供3G的流媒体直播文件,视频码率为108 kbit/s,音频码率为12 kbit/s;对EGPRS网络覆盖区域提供高码率的流媒体直播内容,视频码率为60～72 kbit/s,音频码率为7.95 kbit/s;对GPRS网络覆盖区提供低码率的流媒体直播内容,视频码率为22～36 kbit/s,音频码率为5.9 kbit/s。待封装后的3GP文件传输至直播处理模块并在直播服务器处理就绪后,也就完成了整个流程,这时用户可以在所处网络覆盖下的移动终端上观看内容丰富的直播节目。图1所示的功能流程图中,信号源为播控机构提供的ASI复用信号,直播服务器全部安置在中国移动视频基地。

2.2 硬件结构设计分析

在功能分析的基础上进行详细的硬件系统设计,总体上硬件系统包括2个子部分,分别是节目信号采集解析转换和采集编码压缩封装。如图2所示,虚线框里的设备集合完成了信号源的获取、解码、ASI转换SDI功能;在实线框里完成SDI视音频信号的采集、编码、压缩、封装等关键功能。ASI复用信号经过分配器后分解成多路ASI复用信号,分配器为专用的ASI信号分配器,经过解码器解析出所需要的频道频率并进行量化处理转化为SDI信号,然后经过采集、编码、压缩、封装服务器进行编码合成封装,采集服务器是该硬件系统结构中的关键元件,由OS,Ospery560,Encode软件等构成,完成SDI信号的捕获、解析、编码和压缩封装功能,随后通过协议传输至直播处理模块,等待直播服务器的实时数据处理,进而完成流媒体的直播。

硬件系统搭建完毕后,为使其正确、稳健、自动和高效地运行,要将采集到的信号解析、编码、压缩并进行协议封装,最终合成所需要的3GP文件。

2.3 软件结构设计分析

建立数据采集、编码、压缩、封装程序[3]的主要步骤如下:1)启动I/O模块,调用接口函数Live_Conn;2)调用端口函数Live_Port_Config,确定数据方向和数据块大小;3)调用Live_Setting_Config,设置采样率、请求方式等参数;4)如果改变触发方式则需要调用函数Live_Trig ger_Config,否则采用默认方式;5)将数据导入实时缓冲区,调用Live_Buffer_Config;6)启动Live_Check函数,检查数据是否传输完毕;7)调用Live_Encode_Encap函数对数据流进行实时编码封装;8)当1次采集编码封装完成,调用Live_Clear函数,刷新缓冲区。图3为整个系统软件的流程图。

如图3所示,首先启动软件的I/O端口,打开Ospery560的底层驱动,获取句柄和芯片缓存地址,启动Live_Port_Config函数,打开系统处理端口并获取PC内存空间,接下来进行所要采集数据的参数设置,如帧率、编码格式、比特率等,然后控制数据流的方向使其流入Buffer_Zone进行数据整流,确定其流出方向、特性与所设置参数一致,然后判断溢出,并检测数据流是否接收完整,如满足要求则开始将视频信号编制成H.263或H.264,音频编制成AMR_NB或AAC等,然后函数处理分组,压制成3GP数据流格式,随后经RTP格式封装,经TCP/IP协议函数处理、打包、分组,通过采集服务器与播控服务器端的TCP Socket对来承载数据流的接收。然后播控服务器收到采集端RTP数据包后,给以适当的缓冲,利用RTP包的时间戳和序号信息重组、还原数据包,并等待移动终端发来播放指令请求,判断是否给其资源进行播放。在整个流程中,视音频信息的编码压缩封装算法[4,5]可以简单描述如下:

以上完成了对数字信号的采集、编码、封装以及整合协议传输的全过程,并在移动终端实现了电视直播功能。目前,根据该原理建设的模拟视音频信号的接入直播系统已经在中国移动平台试播,且播出质量良好。

2.4 测试

整个测试过程是在GPRS,EGPRS,3G 3种网络制式下观看直播节目,测试终端分别是Nokia 6120C和COOLPAd6168H。画面播放流畅、画质清晰、无爆音现象,直播效果如图4、图5、图6所示。

3 小结

基于数字信号的移动终端直播系统,采用了时移功能良好的H.264编码,在测试中选择视频平均编制码率为85 kbit/s,音频平均编制码率为8.61 kbit/s,在3种网络制式下呈现的图像质量和音质效果良好。但由于其传输通道为移动无线网络,如果片面追求画面质量,过度增加音视频码率,会使终端接收的流量增大、费用增加,所以图像质量与网络流量形成了矛盾,解决这个矛盾要从技术和运营商的角度考虑,在技术作基础支撑的同时,运营商在费用上进行评估研究,使其能最大限度地满足人民群众对流媒体的需求。随着3G时代的到来,技术研究一直在不断前进,手机电视在国内还处于起步阶段,不仅需要工程人员的开发和试验,还需要整个社会共同参与推进向前。

摘要：提出了通过中国移动通信网络实现移动终端观看数字节目直播的方案。该方案的硬件结构结合Ospery560采集芯片进行音视频采集、解码和信号I/O操作,软件方面依据实时传输协议(RTP)基于底层的驱动支持,进行信号流的编码、压缩和封装,并通过测试证明该设计方案的可行性。

关键词：流媒体,手机电视,直播,3G,RTP

参考文献

[1]庄捷.流媒体原理与应用[M].北京:中国广播电视出版社,2007.

[2]巩伟,谷秀莲.PXI6534数字采集卡的原理和应用[J].海军工程大学电子工程学院学报,2002(3):29-32.

[3]张春元.流处理器研究与设计[M].北京:电子工业出版社,2009.

[4]孙海民.精通Windows Sockets网络开发——基于Visual C++实现[M].北京:人民邮电出版社,2008.

一对一数字移动平台篇5

关键词：移动学习,数字校园,云计算

移动学习,在我国也称作移动教育,英文表述为M-Learning或者Mobile Learning。移动学习因其可以随时随地开展任何内容学习地便捷性,悄然改变着人们的学习习惯。

麦克劳希尔教育根据对美国约1700 名高校学生的调查,在2015 年3 月公布的《科技对高校学生学习习惯的影响》报告中指出:81%的学生使用移动设备(如智能手机和平板电脑)学习,66%的学生表示,在移动设备上学习对他们相当重要或非常重要,移动设备成为必需品。高校数字校园通过移动设备学习的增长,不仅仅因为智能手机和平板电脑在校园的普及,而是移动设备适合学生的学习。

在我国的高校课堂中,手机“低头族”已然是一个广泛存在的群体。针对学生上课使用手机的现象,高校采取的方法有堵有疏,都在尝试摸索意图找到恰当的解决方案。手机有着丰富资讯和即时沟通的特性,高校需要创新教育模式,充分利用现有的网络资源,想办法在课程中结合移动学习,使借助手机的学习成为课堂教学的有效补充。

1 移动学习平台的需求分析

高校学生进行移动学习的学习环境可大致分为两类:正式环境(Formal Context)和自由环境(Free Context)[1]。正式环境,是移动学习与传统学习方式的结合,其教学仍然是在学校安排的固定教室或实验室中教师一对多的既定课程内容的教学。正式环境中,通过移动学习平台,教师和学生可以在线互动实现上课出勤记录实时统计、学习资料在线分发以及实验报告和课堂作业的在线提交,学生还可以通过个人手持移动设备在无线校园的支持下实现课堂在线随堂测验、知识点教学统计、游戏互动比赛等活动,教师可通过平台实时得到一份学生回答生成的统计报表或者是图表,从而快速了解学生的学习情况,并基于统计结果及时对教学内容做出调整,或者向学生展示结果并进行协作讨论。在正式环境中,师生处于实时互动中,要求大家能够实时访问教学平台并且对平台访问速度有较高的要求。

自由环境中学习基本上与环境无关,只需要学生能够对自己所需要的内容在任何时间任何地点进行访问。自由环境中的移动学习常常通过两种方式来实现:第一种方式为自由访问下载。学生通过移动终端浏览器或者App访问学习平台,在线浏览学习内容与资源,学生在线学习情况实时反馈到平台供教师查阅;或者学生将课程资源下载到设备本地,供离线时学习使用,平台亦可以将学生学习情况保存在设备本地,联网时再自动上传到学习平台。第二种方式是内容推送下发。教师通过学习平台布置学习内容、测试或作业等,系统按照课程学生名单为每位同学自动生成相关内容,然后以推送方式下发到学习者的移动设备上。

自由环境中的学习常常是个体行为,移动学习平台可以通过自由环境下的资源共享或者创建学习组,促进个体学习转向协作学习,加强学生之间、师生之间的联系,也有利于促进移动学习共同体的形成。

移动学习平台还可以对学生提供日常学习的提醒和帮助等,譬如向学生发送课程表、课堂知识点归纳、考试复习提示等信息,发送作业或者测试,并将作业或者测试的结果进行反馈。

2 移动学习平台的层次结构

移动学习平台可分为从下往上四个逻辑层次,分别是基础平台支撑体系层、课程资源层、系统服务层和移动接入层,上层通过调用其下层的服务来实现本层的功能和服务。图1 为移动学习平台整体层次结构。

基础支撑体系层由数字校园数据服务平台、云计算数据中心、无线校园组成,它们为移动学习平台提供重要的基础支撑服务体系。云计算数据中心为整个平台运行提供服务器计算资源和存储空间,保障整个体系的稳定运行;无线校园为学生在线学习提供快速稳定的无线接入,用户访问平台系统快速,互动畅通;数字校园数据服务平台通过数字校园统一身份认证平台和统一数据库平台为学习平台系统提供身份认证服务和各项数据服务,既免除了基础数据管理问题,同时也保障了数字校园范围内数据的一致性。

课程资源层包括课程设计、知识点、教学大纲、各种形式的讲义内容(文本、音频、图片、动画、视频等)以及作业测试题库和学习知识库等,它们共同构成了移动学习的基石。课程资源不能简单地将传统内容搬移到移动学习平台,它们必须根据移动学习平台的特点重新组织,形成具有特点有吸引力的资源库。

系统服务层是直接为学生和教师提供具体的服务应用,它涵盖学习、管理、分析各方面功能。系统运行在云数据中心虚拟机上,是教学各角色之间的纽带。

学生通过自己的手持移动终端,向移动学习平台发起学习的请求,移动学习平台做出不同响应,从而完成移动学习过程,是教学资源与过程的呈现载体。

3 移动学习平台的模块设计

3.1 移动学习平台的功能模块结构

根据移动学习平台的总体设计,对其功能模块设计如图2所示。模块结构主要分4 个大的部分,包括基础服务功能模块、课程资源管理模块、移动教学管理系统和查询与分析服务模块。

3.3 基础服务

基础服务部分主要为系统提供基础数据管理,包括用户管理、权限管理、系统基础数据管理。在数字校园环境下,用户登录采取统一身份认证系统接口;用户信息和课程信息与数字校园公共数据库对接同步;移动学习平台系统自身基础数据的定义要注重各种数据及属性定义的标准规范,以保证系统后期运行过程中数据的一致性和高可用性。

3.4课程资源管理

课程资源管理部分主要实现课程资源的上传、审核发布以及存储和访问管理。

课程资源主要来源于教材和讲义,但老师和学生的互动、学生之间的交流中产生的信息,凡是能促进学生专业学习的经验、感受等等,都可以成为课程资源。移动学习平台允许学生共同参与课程资源建设,系统对资源上传者(学生)和资源均采取评分标记,根据审核以及用户浏览评价,调整资源上传者和资源积分。所上传资源获得的好评越多,用户和资源的评分均可提高。用户评分越高,权限就越高;资源评分越高,将获得更多的推荐机会;反之,用户权限将消减,资源也可能由平台自动清除。

3.3 课程管理

课程管理主要包括课程设置、课程注册、资源推送和评教评学等具体功能。

课程设置是在教学过程之初就设置课程基本信息,包括课程简介、教学大纲、教学团队、课程表、考核标准等信息;在教学之中不断更新课程进度和讲义等课程资源,作业管理、课堂测试分析等。

移动学习平台不仅为学校学分课程的教学提供辅助,也为学生自发性的学习要求(非学分课程)提供学习辅助。学分课程,指学校课表所给出的必修课和选修课,课程信息以及对应的学生信息等直接从数字化校园公共数据平台获取,来源为教务系统。自发性学习的课程,由教师向管理部门提出开课申请,审批通过后由管理员在平台系统中添加授权,然后在由授课教师进行课程设置。自发性学习课程的学习由学生通过课程注册提出上课申请,审核通过后开始学习。

资源推送分两种情形:学分课程的资源推送,系统将根据课程实时进度以及班级实际教学情况,由任课教师人工推送,或设置为定时的自动推送;非学分课程的资源推送,需要在课程资源入库时科学分类,并标上明确的信息,譬如所属学科,应用领域等等。移动学习平台采用一定的推荐算法,来实现此类资源的个性推送。能够实施资源推送的是教师和管理员,学生仅仅是推送资源的接收者。

评教模块的设计主要以调查问卷的形式进行,主要为选择题等客观题,既可以规范学生提交的内容,也方便统计分析。对学分课程类的课程评教,课将学生出勤率设为打分权重系数,让评教更公平合理。

3.5 课堂教学

课堂教学主要是考勤签到、课件浏览、课堂测试与课堂互动等方面。

利用移动平台签到可以让学生在签到开启的一段时间内自主签到,可实现考勤记录与分析工作。

课堂测试可方便地实现在线知识点检测,教师及时掌握学生掌握情况。课堂测试题目由教师课前设置,老师还可设置题目供选答案的排列顺序,设置测试有效时间等等。测试完成后,系统根据预设答案自动改卷,形成报表。

课堂互动时,老师推出问题,学生可以通过平台,与老师进行一对一交流,也可以通过平台建立起讨论小组实现分组讨论,或者全班参与的“群聊”。该模块可以充分利用网络上流行的社交平台(如微信)接口来实现。

3.6 自主学习

自主学习模块包括课堂回顾、自定义学习、练习与测试和交流协作等。

自定义学习主要针对非学分类课程,学生注册登记后,根据学习要求和自身计划灵活安排学习方案。学习平台将学生学习痕迹完整保留,并根据课程要求,定时对学生提出事宜提醒,促进学生学习。

自主学习时的学生互相交流,大多发生在课堂之外的讨论,教师多处于离线状态,此时可以考虑部署智能型的代理(Agent)系统,对讨论过程进行监控,适时引导讨论主题,对学生的讨论进行智能帮助。

3.7 系统管理

系统管理主要对系统各项属性与辅助功能进行管理,包括如通知公告、学习工具、在线帮助和情况反馈等。包含的主要功能如:站内短信、读书笔记、日程安排、通讯录等。

3.8 数据查询分析

系统为使用者(学生、教师、管理员)提供功能全面的查询与统计报表。

移动学习平台详细记录了教与学的全过程,积累了大量日志数据信息。学校或者教师构造相应的数据模型,对日志数据进行分析,可以对学生的行为特征有一个更深层次的了解。

4结束语

一对一数字移动平台篇6

数字电视可从节目内容、技术角度和用户角度来解释。从用户收视角度解释,用户采用IRD或数字电视接收机(DVB接口)收看的节目,方为真正意义上的数字电视节目;按节目内容来源划分,数字电视节目可以是电视节目,也可以是电影;从技术角度解释,数字电视节目可以是以数字方式拍摄、制作、存储、播出和传输的电影和电视,也可以是以前库存的资料片经数字化处理所制成的电影和电视[1,2,3]。

嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化,类似与BIOS的工作方式。具有软件代码小,高度自动化,响应速度快等特点。特别适合于要求实时的和多任务的体系。本文采用的是基于intel PXA270的ARM开发平台的嵌入式系统[4,5,6]。

可以看出移动数字电视将是目前市场发展的一个趋势,所以我们将从这个方面的研究入手,打造一台“属于自己”的移动数字电视。制作出一台具有理想的人机界面,并能够通过人机界面选台观看电视节目的移动数字电视机。本文的实现过程主要分为三个部分:开发平台系统移植;DVB-T设备调试;MPEG-2 TS解码,下面分别介绍移植流程。

一、系统移植

移植的广泛定义,是让一套软体可以在一套选定的硬件平台上正常运作。对于操作系统而言,这种移植通常是跨平台的、与硬件相关的,即硬件系统结构、甚至CPU不同的环境。Linux系统移植分两大部分,对于系统移植而言,Linux系统实际上由两个比较独立的部分组成,即内核部分和系统部分,而系统移植实际上是一个最小系统的重建过程,最核心的部分就是内核的重建[7]。

1.1内核移植

内核,是一个操作系统的核心。它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统,决定着系统的性能和稳定性[8,9]。

1.1.1建立linux交叉编译环境

移植前需要在宿主机上建立ARM的交叉编译环境,建立交叉编译环境的目的在于使用普通的PC机作为宿主机来调试目标开发板。建立ARM的交叉编译环境主要用到的开发工具有:binutils、arm-linux-gcc、glibc。所有需要用到的工具可以下载源码自行编译,然后在宿主机上进行安装,就可以建立起ARM的交叉编译环境。

1.1.2剪裁和配置内核

Linux作为一个自由软件,在广大爱好者的支持下,内核版本不断更新。新的内核修订了旧内核的bug,并增加了许多新的特性。如果想要使用这些新特性,或想根据自己的系统度身定制一个更高效,更稳定的内核,就需要重新编译内核[10,11]。

Linux内核的设置是通过内核设置编辑器完成的。内核设置编辑器可对每个内核设置变量进行描述,帮助决定哪些变量需要被清除,哪些需要写入内核,或者编成一个可加载内核模块在需要时进行加载。Linux 2.6内核采用新的图形设置编辑器使内核的编译和设置变量的从属关系确定变得更加简单。本文运用make menuconfig配置内核,界面如图1所示。

配置过程主要是进行以下几项:选择处理器类型,选择板级支持、选择对RAMdisk支持、对设备驱动的支持以及对文件系统的支持。此外,根据嵌入式系统明确的功能定义,在内核的设定中只留下必要的选项或模块,其他不必要的都可以舍弃。例如并口、软驱、光驱、鼠标等开发板上不需要的设备驱动程序都可以被裁减。

1.1.3编译内核

在配置工作完成后,就可以进行内核编译。可以把内核编译成两种内核方式:一种是压缩方式,另一种是非压缩方式。本文采用了make zImage进行编译,编译完成后就能得到zImage内核映象文件,通过bootloader烧写至开发板Flash就可以正常使用了。

1.2文件系统移植

1.2.1文件系统类型选择

这里选择的是ext2类型文件系统。ext2文件系统(即second extended filesystem)是Linux默认直接支持的文件系统。ext2的核心是两个内部数据结构,即superblock和inode。superblock是一个包含文件系统重要信息的表格,比如标签、大小、inode的数量等,它是对文件系统结构的基础性的、全局性的描述。inode是基本的文件级数据结构,文件系统中的每一个文件都可以在其中一个inode中找到其描述。存储方式采用了ramdisk方式。

1.2.2文件系统创建与配置

1)执行dd if=/dev/zero of=8M bs=1k count=8k创建一个8M的全零文件;

2)执行mkfs.ext2/dev/loop1在loop1上创建ext2文件系统;

3)执行setup/dev/loop1 8M,将loop1与8M的空文件关联;

4)执行mount/dev/loop1 disk,将loop1挂载至文件夹disk,可以将这个disk目录看成一个虚拟的分区。使用它就象使用其它的目录一样。如果对ramdisk的格式化失败,那就是所用的内核不支持ramdisk。此时就可以通过修改disk内容来定制文件系统内容了。

此时将linux系统所需文件及相关模块,应用软件等拷贝至disk文件夹内,即完成了文件系统的修改,用umount移除loop1到disk文件夹的挂载,再将8M文件用gzip压缩成镜像下载到开发板子flash中就可以使用了。

1.2.3文件系统的挂载

首先须在内核中选择了对文件系统类型的支持,这里是ext2文件系统以ramdisk方式加载。

其次需要修改启动项,修改Boot options--->Default kernel command string:

console=ttyS0,115200 mem=64M root=/dev/ram rw initrd=0xA1000000,0x300000

建立档案架构的时候,必须注意权限的设定。因为快闪记忆体的可覆写次数有限(约为一百万次),所以会以唯读的方式挂上(mount)系统。而/var/dev等目录须为可读写的,或是记录一些暂存档和记录档等,都可以利用系统的记忆体空间来模拟可写入的档案系统(RAM disk),但。透过建立符号化连结(symbolic link)取得写入权限,余下的则由唯读的方式被保护在快闪记忆体之上。如果大量的记录档必须在关机后留下的话,外挂硬碟至系统/var/log是比较适当的做法。小量的记录档是可以写入快闪记忆体中,但一定要使用缓冲记忆体,否则频繁的写入会使其使用寿命缩短。

1.3 linux启动过程

在嵌入式系统中,通常没有像PC上BIOS那样的固件程序(注,有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序),因此整个系统的加载启动任务就完全由Boot Loader来完成。图2就是一个装有Boot Loader、内核的启动参数、内核映像和根文件系统映像的固态存储设备Flash的典型空间分配结构图。

简单地说,Boot Loader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

1.3.1内核启动流程

内核启动的流程[10,11,12,13]如图3所示。首先,系统上电复位后,根据系统设置,系统程序计数器(PC)指针先指向片SRAM的地址0处,完成必要的系统初始化。然后,PC跳转到FLASH的0地址处。执行FLASH开始处大约一百字节的flashloader代码,完成系统SDRAM的初始化工作,然后将后面Bootloade代码复制到SDRAM的0地址。然后将PC指针再次跳转到RAM空间开头,在SDRAM存储器内部执行bootloader内核加载代码。采用在SDRAM内而不在FLASH内执行bootloader的原因是在SDRAM内执行代码程序速度比在FLASH内快很多,有利于加快系统启动速度。接下来Bootloader所做的工作就是从FLASH里把压缩的内核映像复制到SDRAM内,并且把根盘文件系释放到SDRAM内,将所在地址参数传递给内核。之后,PC指针又跳转到内核之后的空间进行内核解压,执行内核启动内核启动过程中根据bootloader传递过来的地址参数去寻找根盘文件系统,将其加载到嵌入式系统上。这样,整个ARMLinxu被引导启动起来,进入正常工作状态。

二、设备驱动调试

本文选用了TwinhanDTV Magic Box(VP7041)设备,内置法国DiBcom公司对DVB-T信号进行解调制的DIB7000-H芯片组,该设备在linux kernel 2.6.9以上版本中支持度较好,内核中已具备该设备的驱动。其他设备的选择可参阅www.linuxtv.org或www.dvb.org。图4即为双汉科技推出的数位无线电视接收盒(Digital Terrestrial USB Box)。

2.1设备驱动安装

如上文提到的,VP7041设备驱动在linux kernel 2.6.9以上版本中已经包含,但内核编译时需要把它编译进去,利用make menuconfig配置内核时需选择:

或是选择M,则模块化编译后确定具有以下模块,并将其拷贝至文件系统内:

2.2设备加载

1)如果内核编译时,DVB部分是选择编译的,则需insmod以上4.3.2所提到的ko文件模块。

2)将对应的fw固件驱动文件放入/lib/firmware或/usr/lib/hotplug/firmware/目录中,模块中包含的dvb-dibusbfirmware.c程序将会自动到以上目录中寻找对应的固件文件,并使用它。

3)如果USB驱动能够正常运行,设备插入,模块中的dvb-dibusb-core.c及前端驱动程序将对设备初始化,显示:

4)ls–l/dev/dvb/adapter0显示如下

此时设备是否存在,就需要利用下面的工具来检测。

2.3设备调试

从linuxtv.org下载linuxtv-dvb-1.1.1.tar.bz2并解压。这里需要用到里面的scan频道扫描程序来测试设备。如过是在PC上使用直接执行make,如果在开发板上使用就需修改./util/scan下Makefile,将CC=gcc改为CC=arm-linux-gcc.执行交叉编译,得到ARM下使用的版本。

2.3.1设置频道扫描列表

在scan文件下建立一个*.conf文件,编辑频道扫描列表:

T 690000000 8MHz 2/3 NONE QPSK 8k 1/4 NONE T 690000000 8MHz 2/3 NONE QPSK 2k 1/4 NONE T 690000000 8MHz 2/3 NONE QAM16 8k 1/4 NONE T 690000000 8MHz 2/3 NONE QAM16 2k 1/4 NONE

(这里已经查到了信号的频率,否则必须依次扫描所有频率或查询所需频率。)

以上DVB-T系统的参数[17]包括:IFFT(载波模式)的大小(指定OFDM载波数目2k或8k);载波调制方式(QPSK、16QAM和64QAM);内码纠错的编码码率FEC(1/2、2/3、3/4、5/6和7/8);保护间隔宽度GI(OFDM符号持续时间的1/4、1/8、1/16和1/32);非分级或分级调制和信道编码;频道带宽(6MHz、7MHz和8MHz);单频网(SFN)和多频网(MFN)等等。选择不同的参数组合,在8MHz频带内传输的有效净比特率在4.98~31.67Mb/s之间。

2.3.2频道扫描测试

执行./scan channels.conf/*scaning设定的*.conf文件*/#./scan scan_channels.conf

以下为扫描过程中的部分数据:

从结果可以看出搜索到了NJ T V DV B-T1和NJ T V DVB-T2两个频道。说明设备能够正常运行。这里需要把扫描到的频道保存一下。

根据以上扫描结果,南京数字移动电视系统参数暂设定为:

IFFT=8K;调制方式:QAM16;REC=2/3;GI=1/4TS码流传输码率:6.64Mbps

建立/root/.mplayer/channels.conf文件,以供后面解码播放使用,添加内容如下:NJT V2:690000000:IN V ERSION_AUTO:BA N DWIDTH_8_M H Z:FEC_2_3:F E C_N O N E:Q A M_16:T R A N S M IS SIO N_M O D E_8 K:GUARD_INTERVAL_1_4:HIERARCHY_NONE:501:502:500

N J T V 1:6 9 0 0 0 0 0 0 0:I N V E R S I O N_A U T O:BA N DWIDTH_8_M HZ:FEC_2_3:FEC_NON E:QA M_16:TR A NSMISSION_MODE_8K:GUAR D_INTERVAL_1_4:HIERARCHY_NONE:101:102:100

三、解码

移动电视的应用,涉及大量的视频解码,目前所采用的方案中,有许多方案是基于DSP+软解码库来实现解码,软解码库有mpeg-2,mpeg-4和AVS等。

目前国内还没有人做出相对成熟的mpeg2解码库,开发商开发自己的产品时,从芯片、操作系统到解码库仍然需要向其它国家交纳license费用,核心技术仍然被其他国家所把握。所以在此自制软解码的话是比较困难的。这里采用了一个直接的方法,移植了Mplayer软件至开发板实现软解码功能。

3.1软解码与Mplayer

软件解码过程:数据→系统总线→播放软件解码→输出。

移植Mplayer软件至开发板,利用它的解码库来实现解码功能。MPlayer是Linux下最优秀的多媒体播放器之一,播放速度是最快的,支持的文件格式也是最多的。

3.2移植Mplayer

1)确定有编译工具arm-linux-gcc-3.3.2;

2)进入解压后对应文件夹开始编译,先是配置,主要有几个要注意的地方,命令如下:

(--host-cc=gcc是用来编译一些需要在host上执行的中间文件的,如codec-cfg,切记不能少了!

--cc=arm-linux-gcc确定使用交叉编译。如果上面没有将arm-linux-gcc的位置加入到$PATH中的话,在这个指定绝对路径好了。

--target=arm-armv4l-linux这个参数要注意的是一个分三部分,第一部分的arm是指arch,这里设定为arm;第二部分的armv4l是指具体的版本,这个要注意了,一定要跟libavcodec目录下的平台目录名一致,否则为这个平台的优化代码没办法编译进去;第三部分是系统平台。