交互式数字教材

交互式数字教材（精选10篇）

交互式数字教材 篇1

1 概述

教材的数字化浪潮已经席卷全球,韩国在2015年后在中小学已经完全实现教材数字化,美国高校也已经在课堂日常教学中全面推行使用数字化教材。我国目前的高校课堂教学正由纸质教科书一统天下的局面向数字教育课堂悄然转型。

移动交互式数字教材不是纸质书简单添加了一些多媒体内容,而是对教材的重新多媒体改编设计、交互学习设计。据百度百科的定义,移动交互式数字教材给学习者带来全新的学习体验,能在智能手机、PC、IPAD上呈现的数字化书籍,提供视听交互学习,包含了音视频、动画等多媒体教学资源,可实现电子批注、电子笔记、全文检索等功能。

移动交互式数字教材是伴随着数字化学习而快速发展起来。什么是数字化学习呢?数字化学习是指学习者借助手机、PC、IPAD等数字化设备,利用数字化学习资源,在富媒体等数字化学习环境中进行交互学习的过程。

2 移动交互式数字化教材的使用

与纸质教材相比,移动交互式数字教材具备了3大特征:富媒体性、交互性、共享性。

2.1 富媒体性

富媒体是一种不需要受众安装任何插件就可以播放的多媒体,并具有用户交互功能,内嵌于电子教材的视频、案例、作业、测试题库等,富媒体具有延伸阅读资源数量丰富,交互性强,能随时随地学习等特征。

2.2 共享性

移动交互性数字教材的学习资源,学习者可以很方便地共享,共享方式主要二种:第一种方式通过云平台共享使用,例如,数字教材学习过程学习者将记录的云笔记进行分享;第二种方式通过智能设备上使用的微信、QQ等软件,将学习资源进行分享交流。

2.3 交互性

纵观基于智能手机等移动终端设备的教学应用系统,其主要功能有实时教学功能、学习辅助功能、教学管理功能,这3个功能都离不开学习者之间的交互设计。移动交互式数字教材的交互性体现在学习者与学习者之间、学习者与智能设备之间的人人或人机交互。

3 开发制作移动交互式数字教材

数字教材的开发经历经历了近10年时间,分为3个阶段:(1)静态电子书阶段,该阶段主要由纸质教材扫描成PDF数字教材阶段,缺乏交互性特点;(2)多媒体电子书阶段,该阶段主要在静态电子书的基础上嵌入了多媒体元素,初步具备了交互性特点;(3)移动交互式数字教材阶段,根据该阶段学习者使用智能手机、IPAD等移动设备学习特点,开发的数字教材具备了移动性、交互性和富媒体性等特点。

3.1 设计原则

(1)有利于学习者主观能动性

移动交互式数字教材自主学习模块的设计,学习者能根据自身学习状况进行个性化定制。开发移动交互式电子教材,要根据学习者利用移动智能终端的特点,建设相应的学习环境,支持学习者的交互学习。

(2)有利于学习者多媒体认知

多媒体认知的原则是指依据多媒体学习认知理论,从学习机理上解释人类学习多媒体材料的过程,来指导数字教材的设计。例如,多媒体学习认知理论认为无关的信息会争夺工作记忆中的认知资源,分散学习者对重要信息的注意力,干扰信息的加工,因此数字教材要注意文字、图片、视频所占比例数。

3.2 开发方式

目前通常的开发方式有3种途径:

(1)与专业出版社合作开发移动交互式数字教材

专业出版社有,有别于纸质教材,数字教材适应性强,适合移动智能手机浏览,需要专门的软件进行制作。需要出版社编辑的指导。

(2)与专业软件公司合作开发移动交互式数字教材

蓝墨是国内最早从事交互式电子书云数字出版平台和跨平台移动阅读终端应用研发的科技公司,蓝墨科技全称“北京智启蓝墨信息技术有限公司”,专注于移动互联时代数字出版和移动学习领域的新技术研究和平台运营。

公司依托自主研发的Moso Books移动交互式电子书核心技术体系,为高校的数字出版提供整体解决方案。

(3)高校教师依托应用软件自主开发移动交互式数字教材

如果师资、财力各方面准备充分,高校可以自主开发,因为减少了与其他方的沟通环境,教材出版时间将会大大加快。由于编写者都是熟悉专业课程的高职专任教师,对教材编写过程的完善更加方便。

3.3 开发过程

移动交互式数字教材的具体过程涉及到组建开发制作团队、开发制作流程等。

(1)组建开发制作团队,数字教材的开发人员

其组成如表1所示。

(2)开发制作流程

在线开放课程MOOC给高职课程建设带来深刻变化,同时也促使高职教材开发重心由原来的纸质教材向移动交互式数字教材转变。

移动交互式数字教材开发制作流程包含了资料搜集和整理、教材架构脚本设计、交互设计、资源开发制作、数字教材编辑排版、移动设备测试反馈共6个阶段,其开发流程的描述:内容策划->策划审核通过后,静态文本的编写(Word或PDF)->文本审核通过后,完成多媒体元素在Word或PDF中的标注->出版社美术设计人员协助教师完成部分多媒体素材的搜集、加工和版权处理->开发人员完成交互元素开发->完成测试->正式发布,如图1所示。

从图1可以看到,一本移动数字教材从内容策划到发布,所涉及到的人员分为4个团队。(1)教材内容编写团队要完成教材框架和样章文字的编写,包括内容策划与标注和多媒体元素、交互元素的收集创作。(2)教材资源开发制作团队,会根据教材相关内容对素材进行整理和处理,完成多媒体素材的加工制作。(3)教材审核团队对样章审核及配套资源,提出修改反馈意见,教材编写团队和资源开发制作团队完成全书开发制作,并通过最终审核。(4)由出版社组织的测试团队,完成数字教材的测试评估,将数字教材发布到云端。

4 移动交互式数字教材的资源建设

4.1 移动交互式数字化教学资源的建设类型

移动数字化教学资源是指交互式数字教材在制作过程中经过数字化处理,需要添加的各种富媒体素材资源,类型包括图片、视频、音频、动画等类型。

资源在移动数字化教材的标注方法:在需要插入富媒体资源内容的具体位置,使用pdf阅读器“注释-添加备注”的方式标注。标注的内容包括类型、标题、文件名、描述内容、来源等项目。

4.2 移动交互式数字化教学资源的开发方式

(1)对以前资源的收集和改造。高职院校在专业课程建设、精品课建设、资源共享课建设、专业资源库建设过程中积累了大量教学资源,可以进行整理,按照移动交互式数字教学资源的标准,进行加工改造。

(2)自行按需制作。教材编写人员如果有条件自行开发制作,可以新建资源,例如,适合智能手机播放的时长10分钟内的微课视频,需要按照教材的知识点进行制作。

(3)购买第三方成熟的素材资源。例如,高清图片、动画、视频、仿真操作软件配套的3D模型等。

(4)委托第三方开发素材资源。例如,目前许多虚拟漫游类视频资源,可以委托专职进行教学资源研发的企业,完成数字化资源的制作。

5 JITT教学模式

JITT的英文全称Just in Time Teaching,中文含义是及时教学。JITT教学模式是在现代信息技术发展过程中,对传统课堂进行改造,依托数字化环境、信息技术与课程整合形成的新教学模式。教师利用移动交互式数字教材实施信息化教学,是围绕学生移动学习为中心的全新的数字化教学教学模式。

JITT教学模式的特点:利用网络完成课前学习的任务,教师在课前获得学习课前学习的反馈,在课堂上教师根据反馈结果,组织安排小组学习,根据不同学习者的认知发展水平进行教学。在课后组织小组完成更高要求的探究活动。

在此教学模式中,离不开智能手机和IPAD等移动设备的使用,教师在组织学生进行电子教材的学习成为教师备课的重点。

6 结语

移动交互式数字教材正在高职教材中逐步推广使用,特别是在课程中,能够充分利用智能手机等移动终端设备进行教学,学习信息反馈及时有效,受到了教师和学生的欢迎。今后广大高职教师需要在移动交互式数字教材的开发和使用两个方面,继续探索实践,解决数字教材目前在实际开发和使用过程中遇到的诸多问题,例如,移动交互式数字教材的制作成本偏高,对教学环境的依赖性较强,教学资源的开发数量大,资源存储平台要求高。相信随着高职院校的硬件教学设施的进一步完善和教学理念的进一步创新,上述问题必将迎刃而解,为高职专业课程教学的数字化应用摸索出宽广前景。

参考文献

[1]田悦红.交互式数字教材—新媒体时代的图书编辑及应用浅析[J].科教导刊,2016,(12):169-170.

[2]李雅筝,周荣庭.交互式数字教材:新媒体时代的教材编辑及应用研究[J].科技与出版,2016,(01):75-79

[3]李肖霞.JITT教学模式及其平台的构建与应用[J]软件导刊,2014,(03):160-162.

[4]李刚生.数字化教学环境下教学模式的构建[J].软件导刊,2010,(10):64-66.

[5]苏希,吴宝庆.移动交互式数字教学在高职院校的应用研究[J].北京劳动保障职业学院学报,2015,(04).

交互式数字教材 篇2

摘要：职业教育教材交互关系有学习者与教材内容的交互、以教材为媒介的学习者之间的交互、以学习指导活动为主旨的学习者与教师之间的交互。教材交互功能设计应实现创建更符合职业知识学习的环境、启迪职业兴趣唤起学习欲望和作为职业实践的一种方式三个目标。“能做”和“会做”是职业教育教材交互学习方式设计应遵循的主线。在基础知识和职业知识学习中均可采用交互式学习，教材交互功能通过团队学习、学习报告、模拟工作、岗位训练等多种形式实现。

关键词：职业教育；教材设计；交互式学习

互联网时代成长起来的青少年更青睐于交互式学习。交互式学习既是知识网络中知识流动的主要途径，也是转移、共享外部知识进而创造新知识的有效形式。教材作为教育内容的主要载体，对交互式学习效果有着举足轻重的影响。职业教育专业课程教材由于其内容的高度实践性，更需要采用交互式学习达到学习目标。然而，现有的教材虽然在知识体系上采用了项目式、任务式等形式，但普遍缺乏学习过程中的交互关系设计意识，使教材内容的实践性大打折扣。

一、职业教育教材交互活动的具体内容

根据交互式学习理论，通常从两个层面建立交互关系：一是学习者与物化资源的交互，包括与教材的交互、与教学设备设施的交互、与互联网的交互、与其他媒介的交互等；二是学习者与他人的交互，包括与教师的交互、与同学的交互等。交互有多种分类方法，其中穆尔的交互分类被普遍接受，他将交互分为学习者与内容、学习者与指导者和学习者与学习者三类。

从教材使用的角度看，这三类交互具体表现为学习者与教材内容的交互、以教材为媒介的学习者之间的交互、以学习指导活动为主旨的学习者与教师之间的交互。在不同类型的学习项目中，交互学习均以学习过程为主线发生，所发生交互的类型由学习者需要和学习内容决定。学习者与教材内容交互的主要内容有：（1）明确学习目标；（2）激发内在的学习动力；（3）学习基本概念、作用机理、工作原理、工作程序和方法等；（4）评价学习成果。交互形式有自主交互和教师引导交互两种。自主交互的主要方式是阅读、思考、实验和作业等；教师引导下的交互是教师根据“学”与“教”的需要，为使学习者获得规定的特性或状态，对教材进行再设计，然后引导学习者以特定的状态和方法与教材交互。例如，对教材原有内容的深度和广度进行调整，对知识呈现形式进行再设计后，再将教材投入学习过程中。

学习者与教师交互的具体内容是，教师发布任务，采用问题引导方式开展教学，启发学习者思维，回答学习者问题，评价学习效果，提供多种教学资源。

学习者与学习者之间的交互，通过小组学习、问题讨论等方式实现。交互活动可以是针对某一具体问题开展交流，也可以是共同完成某一工作任务。多方交流活动可以促进思想碰撞，加深对具体知识内容的理解，启迪职业思维和创造性思维。

二、基于交互学习思想的职业教育教材设计要求

职业教育教材设计应主要关注教材与职业、教材与知识以及教材与学习这三个维度的关系。从教材与职业的关系看，教材应遵循能力本位理论和就业导向原则设计，知识选择以对职业工作能力培养价值最大化为原则，教育目标是使学习者获得学历文凭和职业资格“双证书”；从教材与知识的关系看，知识要为提高学习者解决实际问题的能力服务，要包括科学、技术和经验三个方面的内容，即应包括本专业的学科性知识、专业对应的职业工作领域知识和职业素质及人本素质培养知识；从教材与学习的关系看，首先要能够吸引学习者，使之产生学习的愿望，并且在知识体系、内容编排和呈现方式等方面，要符合认知规律，符合职业能力形成规律，符合职业人才成长规律。

基于此认识，职业教育教材交互功能的设计应以职业能力培养为聚焦点，赋予学习交互活动三个功能。一是创建一个更符合职业知识学习的环境。与科学知识严谨的逻辑性相比，职业知识之间的联系通常以工作体系为逻辑，因此更适宜采用建构式学习。二是启迪职业兴趣，唤起学习欲望，唤起学生对未知世界的期待，帮助学习者建构适合自己未来从事职业的思维模式。三是作为职业实践的一种方式，在与设备设施、传播媒介等物化资源的交互中培养职业专门能力，在与他人交互中培养通用职业能力。

三、职业教育教材交互方式设计

根据教学实际的需要，深入审视各种技术，并选择最具成本和时间效益的教学交互方式，才能基于现实情况开展最有效的教学l 4l。教学实践中，不恰当的交互方式会被搁置，造成教材交互功能减弱或无效，只有导引到位、与学习者能力匹配、便于实施的交互方式才有生命力。

1.教材交互方式的设计主线

职业教育教材要在理论基础上体现出“基础”和“实用”，在技能培养上体现出“能做”和“会做”。“能做”和“会做”是职业教育学习交互活动的根本目的，也是职业教育教材交互式学习方式设计应遵循的主线。

2.交互式学习教材的结构

图1是基于交互式学习思想的职业教育教材结构模型。该模型中，人才培养目标确定了教材知识体系的知识类型、知识层次和内容等的特定意义，并将知识通过适当的载体载入教材（如学习项目、工作任务等）。教材交互作用的演进在横纵两个方向上发展。交互的类别沿学习过程主线随机变化，交互的内容随着学习过程的推进不断深化。例如，学习者进入学习项目二后，第一步是与教材导学系统产生交互，导学系统以思维导图和职业工作实例作为主体结构，激发学习者兴趣，引发主动性思考。该阶段，交互类别以自学、教师指导为主，交互的内容主要是教师发布学习任务，学习者与导学内容交互，明确学习目标。第二步进入学习项目主体内容，即与实施系统的交互。职业教育教材的实施系统是根据知识类型和认知规律，为实现学习目标而设计的多层次、多方位、多形式呈现知识内容的有机整体。教材实施系统有教师指导学习、自主性学习和能力展示三个部分，交互的类型有自学、教师讲解、特定训练、团队学习、学习报告、模拟工作、岗位实践、评价、多种教学媒介（如互联网）使用等。相对于实施系统来讲，作业系统是交互式学习的第二个回合，故此应具有巩固知识学习成果和帮助学习者完成知识迁移两个功能，交互的内容有重温概念、原理、机理等基础知识，知识模拟应用以及运用知识完成真实工作任务等。

四、教材交互功能设计实例

机械制造技术课程是机械类专业的核心课程。下面以该课程教材《机械制造技术》为例，说明职业教育教材的交互功能实现途径。

1.导学系统设计

学习动机是支持学习者认知行为的内部动力。为产生和维持学习动机，导学系统要设置基础性和探究性两个层次的目标。

在基础性目标层面，采用思维导图表达学习内容主题和要点。图2所示为使用FreeMind软件设计的箱体零件加工学习项目的思维导图，其清晰的脉络可一目了然地看出，项目有认识铣床、选用铣刀、铣床上安装工件、铣削加工、认识镗削和刨削、综合训练等七个学习任务以及各学习任务的内容及其相互联系，有利于学习者迅速准确掌握学习领域的知识系统，明确将要学习的内容及其职业意义。此外，彩色的图像，给人以美的享受，更易引人入胜，激发探究欲望。

在探究性目标层面，导学系统采用真实的职业工作问题作为引导，拉近学习者与自身经验的距离，消除对新知识的陌生感。实例如下。

某变速箱体机械加工后，质量检验结果如下：I轴轴孔圆度误差为0.06 mm，超过标准要求0.01 mm。什么原因引起了轴孔圆度误差超标呢？是机床、夹具、刀具还是工件呢？采取什么工艺措施能够保证加工精度要求呢？

当学习者看到第一问时，首先试图以自己固有的知识和经验去解释这个新事实（现象），然而很快就会发现目前不具备全面解决问题的能力，此时学习欲望和激情将被激发出来。第二个问题是前一个问题的延伸和补充，用于引导学习者的思维走向正确的途径。第三个问题是驱动探究性学习的原动力，要找到问题的答案，学习者必须投入新知识、新技能的学习。

2.实施系统设计

实施系统设计是对多种学习要素，如学习目标、学习者、学习活动等进行综合配置的活动，其实质是对知识传播通道的设计。知识传播通道有“软性”和“硬性”两种。“软性”通道指各种学习方法，如自主学习、岗位实践、理实一体化教学、能力展示等，“硬性”通道指设备、设施、工具和其他相关媒介等，是“软性”通道的支持和保障。知识传播通道设计要突出为学生的自主建构、自主探究提供机会并创设条件。要有明确的知识应用于职业活动的路径，要有助于知识迁移能力、任务实施能力、表达与沟通能力和逻辑思维能力的培养。设计实例如下。

学习任务：铣床上安装工件。

学习课题：工件在夹具上的定位。

学习内容：工件定位方式选择。

学习形式：小组讨论。

活动步骤：

（1）讨论完全定位、不完全定位、欠定位和过定位的概念；

（2）指出给定物品属于哪种定位方式，并说明理由；

（3）齿坯在机床上装夹出现了图示的变形情况，请提出解决问题的方案；

（4）以小组为单位报告解决方案；

（5）小组互评、教师点评解决方案；

（6）修正方案。

评价标准：

（1）能确定定位方式的类型；

（2）能分析过定位方式对工件正确定位的影响，提出消除过定位影响的技术措施；

（3）能够应用多种媒介作为学习手段；

（4）能够正确地表达解决方案（口头和书面），有修正方案的能力；

（5）具有负责任的工作态度，具有良好的团队合作学习精神。

解析：该实施系统采用了自主学习形式（小组讨论）完成了三项具体的交互活动。第一，学习者对陈述性知识——工件不同定位方式的概念进行学习，教师进行指导和答疑，学习者通过基础应用（确定给定物品的定位方式），检验学习成果。第二，进入职业工作任务——齿坯在机床上装夹产生变形的问题，学习者利用多种知识信息传播通道，如教材、互联网、设备设施等，搜集资料，产生解决方案。第三，能力展示。学习者使用学习报告的形式，口头和书面表达解决问题的工作方案内容，展示能力。能力展示是一个综合训练过程，其实质是应用学习报告、模拟工作和岗位实践等不同学习手段，帮助学习者实现由知识到能力的升华。学习报告给予学习者建构知识、内化知识的机会，是知识掌握和迁移情况、文字表达能力、语言表达能力以及沟通交流能力的考核，是学习者能力的全面展示。第四，根据评价意见，改进方案。评价采用教师评估与学生自评、互评相结合的方式。

3.作业系统设计

作业系统的作用是对学习者与资源交互效果的评价、巩固和提高。基于交互学习思想的职业教育教材的作业系统包括基础训练和应用训练两个部分，分别具有知识巩固性和能力升华性功能。基础训练的具体形式有：概念题、简答题、作图题、技术应用题等，帮助学习者回顾、熟悉、理解和掌握知识。不同类型的习题用于习得不同层次的知识，如概念（定义）类题目，出现在学习项目的早期，帮助学习者回顾学习内容；技术应用题出现在学习的后期，加深学习者对知识的理解和应用。应用训练重在培养学习者的知识运用能力和职业素养，如运用知识解决职业工作问题、交流沟通能力、任务实施能力和语言表达能力等，一般采用综合实训、职业技能鉴定真题等形式。

职业教育教材的交互学习功能有助于学习者在更广泛的空间里实现自主学习，符合学习方式变革的趋势。交互式学习更能彰显职业教育教材内容的职业性和实践性特征，更符合职业知识学习特点，因此交互学习功能设计应成为教材设计指导思想的重要组成部分。

[基金项目：北京市教育科学“十二五”规划重点课题“高等职业教育实施职业资格认证制度的基础条件标准和建设研究”（AEA2011094）]

交互式数字教材 篇3

随着移动互联网的迅猛发展,数字出版物。高职教育教学模式正在发生深刻的变革,传统的阅读习惯逐渐被被移动化、数字化的手机阅读所取代。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出:教育数字数字化是国家信息化建设的重要组成部分,其中数字教材的发展被列入建设计划。

什么是移动交互式数字教材?移动交互式数字教材区别于普通电子书,是智能手机上呈现的数字化书籍,支持文字、图片、视音频、动画等富媒体元素,提供移动交互学习的新型电子教材。

二、移动交互式数字教材的应用与开发现状

1、移动交互式数字教材发展概述

移动交互式数字教材是随着移动设备和移动学习的兴起而产生的,移动学习自2009年开始至今,先后经历了五个阶段。移动交互式数字教材的发展,自2010年苹果公司发布i Pad(自带移动数字教材开发工具i Books Author)开始至今,先后经历了“数字教材+配套数字资源包”、“数字教材+移动终端+在线网站资源”、“数字教材+移动终端+云服务”三个阶段的发展历程。

2、移动交互式数字教材在教学中使用的现状

高职学生的形象思维能力强于逻辑思维能力,因此教材的数字化和移动化更加受到高职学生的欢迎。经过高等教育出版社等出版部门的大力推广,目前教材的数字化和移动化呈现加快发展的趋势。

我院课题组制作了有高职教材的数字化和移动化的调查问卷,通过问卷星有效回收了12所高职院校数字教材使用现状,依据调查问卷统计分析得出如下结论:

(1)现状一,数字教材在公共基础课和选修课中使用的比例大,呈现取代纸质教材趋势。总体而言数字教材占所有教材的比例为20%左右;

(2)现状二,移动交互式数字化教材的使用偏低,占数字教材中的比例仅仅达到10%,目前高职院校使用的移动交互式数字化教材是蓝墨科技公司为高职免费配套开发;

(3)现状三,移动交互式数字化教材的配套资源应用问题较多,阻碍了移动交互式数字化教材推广应用。

2.3移动交互式数字教材在高职教学中的使用场合

应用场合一,课堂中的应用。当前高职课堂,学生使用手机的现象非常普遍,此情况宜疏不宜堵,移动交互式数字教材的出现顺应了移动学习的趋势。移动交互式数字教材,学习资源呈现丰富多样化,其中具有的面向移动体验的多媒体体验设计,更能激发学生学习兴趣。

移动交互式数字教材,经过近几年推广,目前正在全国高职课堂中逐步普及。我院在《计算机技术应用》公选课程中进行了有益探索,经过近2年实践,初步形成了“课堂1/3时间使用移动交互式数字教材进行学习,2/3时间进行课堂练习”的教学模式,移动交互式数字教材可以实现对每位学生学习进度跟踪和学习成效评价,学期末教师可以得到每位学生的数字教材学习评估报告。

在课堂教学中,蓝墨云班课可以实现在线测试(统计数据实时反馈)、分享资源、布置批改作业、组织讨论答疑、开展教学互动。

应用场合二,课堂外的应用。当前在高职学生的学习中,碎片化学习已经成为高职学生新的阅读习惯。移动交互式数字教材为高职学生的自主学习提供了有效平台,课外预习、作业、技能培训都可以有效利用数字教材来达成学习目标。课外学生主要通过数字教材的微视频资源进行学习,在数字教材提供的虚拟场景中实现交互性训练。数字化教材改变了以往“教师对学生学习指导、支持严重不足,学生遇到学习困难时学习资源不足,也无处求助”的情况。

三、移动交互式数字教材的特点

1、目前流行移动交互式数字教材使用平台比较

移动交互式数字教材除了普通教材具备的文字和图片传播功能外,更多地承担着学生学习支持工具的功能,而移动平台是支撑移动交互式数字教材能否顺利进入高职教学的关键,目前应用比较广泛的平台有、卓越书城、以及云展网,其技术特点比较,如表1所示。

2、移动交互式数字教材的特点

数字化教材具备富媒体性、学习交互性、移动性、通用跨平台性等特征。

利用富媒体技术将传统纸质内容进行数字化处理,转化为适用于各类电子终端的互动性教材。在互联网上颇受青睐。移动数字教材有如下特点:

(1)富媒体特征是数字教材的外在表现形式

富媒体特征是指,具有能够表现影、音、图、文、网等富媒体的各种出版形态的表现形式。富媒体是在多媒体的概念基础上提出的,可理解为交互式的多媒体,富媒体吧桌面程序和网络程序的优点融合,能更好地提高多媒体的表现力。富媒体实现了学习者与学习资源之间的交互性,提供了学习者的学习效率。

(2)交互性是移动交互式数字教材的关键特征

电子教材具备文档结构交互性、媒体操控交互性等交互性设计。数字教材的使用过程,实际上是学习者与数字教材资源进行交互的过程,具体如表2所示。

(3)移动性是移动交互式数字教材的本质特征

面对学生个性化需求,数字教材资源如何做到主动推送到每个学生?交互式数字教材通过多样化、多层次的内容资源,通过对学习过程的持续记录和管理以及智能化的检测反馈工具,可以形成面向每个学生的个性化数字课程,真正意义上实现因材施教、差异教学和个性化学习。

四、开发制作移动交互式数字教材

在线开放课程MOOC给高职课程建设带来深刻变化,同时也促使高职教材开发重心由原来的纸质教材向移动交互式数字教材转变。

移动交互式数字教材开发制作流程包含了资料搜集和整理、教材架构脚本设计、交互设计、资源开发制作、数字教材编辑排版、移动设备测试反馈共六个阶段,其开发流程如图1所示。

1、资料搜集整理阶段

移动交互式数字教材资料有视频、音频、互联网资源等,数字教学资源要适合碎片化学习,其中视频要制作成10分钟之内的适合移动设备播放的格式文件,例如,当前支持富媒体的典型文件类型有文件扩展名.EPUB的苹果ibooks编辑生成的文件。

资料搜集整理阶段的具体工作任务是对教学资源进行分门别类整理,适合云端和移动端存储,适合教学资源的共享。

2、教材架构脚本设计阶段

使用了CRP云端虚拟实验平台脚本的编写。数字教材的非线性结构特性,非线性编辑是相对于传统上以时间顺序进行线性编辑而言。目前移动交互式数字教材制作的常用软件开发的教材结构,需要适合手机浏览,教材结构有目录式、按钮式、图片式等多种类型,方便数字教材内容间的跳转。

3、教材交互设计阶段

移动交互式数字教材,教材交互设计阶段设计分为文字图片和音视频的人机交互设计。由于移动应用在结构上具备扁平性和简洁性,原本PC端将文字和图片设置超链接,然后通过鼠标点击操作实现交互的方法,已经被替代。

移动交互式数字教材中文字图片的交互性体现在可以通过扫描二维码的方式,文字信息获取方式可以变成听取音频文件方式,极大地方便和拓展了阅读人群。

移动交互式数字教材中音视频的交互性体现在音视频播放的中间,可以设置阶段学习后的重难点内容作为选择题和判断题让学生解答,如果学生回答正确,可以继续观看音视频,这样的交互,可以促使学生掌握学习过程中重难点内容。

五、移动交互式数字教材在高职教学中改进方向

高职教材的移动化和数字化历经近几年的应用实践,数字教材移动化必须和云端同步发展,目前面临的问题:

1、移动交互式数字教材的资源建设问题,由于资源富媒体化,建设任务繁重,光靠教师端建设不现实,需要学院层面通盘规划,与蓝墨等的专业技术公司合作,参与教材建设;

2、移动交互式数字教材的资源使用问题,需要学院层面的政策激励,鼓励教师和学生提高移动交互式教材资源的共享使用,才能最大范围地充分利用移动平台,提高平台多重复用功能。教育资源的数字化和移动化方兴未艾,相信不久的将来,移动交互式数字教材必将在高职中占有主导地位。

摘要：本文将移动交互式数字教材在高职课程中具体应用为主要研究内容,分析了移动交互式数字教材的特点,阐述了移动交互式数字教材的设计思路、素材资源建设、开发制作过程,最后针对移动交互式数字教材在高职教学中目前面临的问题,提出了解决方法。

关键词：移动交互式数字教材,富媒体,高职课程

参考文献

[1]陈桄,龚朝花,黄荣怀.电子教材-概念-功能与关键技术问题[J].开放教育研究,2012(02).

[2]田悦红.交互式数字教材—新媒体时代的图书编辑及应用浅析[J].科教导刊,2016(12).

[3]李雅筝,周荣庭.交互式数字教材:新媒体时代的教材编辑及应用研究[J].科技与出版,2016(01).

[4]赵伟琼.基于移动学习的交互式电子教材的设计与开发[D].四川师范大学,2014.

交互式数字教材 篇4

2007年9月1日凌晨，芬兰的5个模拟电视频道全部关闭，并转为数字电视频道，同时在全国范围内新开播7个数字电视频道，领全球数字电视之先!

更重要的是，芬兰的数字电视直接进入高清与互动时代，提供多套免费的HDTV节目，吸引了广大的电视观众，并让人直观感受到数字电视的优势所在——这对我们有很大借鉴意义，因为高清和交互恰恰正是数字电视在中国推广普及的两大软肋。

从技术方案的角度看，中国的数字电视技术方案与芬兰颇多相似，如有线数字电视采用DVB-C、主管部门倡导“机卡分离”，等等。但在迄今为止的数字电视内容推广中，我们只是一味地标榜“(付费节目)无广告+(数字网络)优质信号”，却不敢说清楚自己到底是不是HDTV。

事实上，自2005年9月1日央视HDTV频道在杭州落地试播之后，目前仅有央视、文广、华诚等寥寥几个HDTV频道，且内容重复度高、价格定位高端，普通用户消费不起，高端用户也很难提起兴趣。

高清：数字电视的时代本质

在上世纪80年代之前，全球对高清电视的研发主要还依赖模拟技术，走过一段弯路。随着数字技术的发展和普及，数字高清晰度电视(HDTV)已成为绝对方向。

接收终端的平板化、大屏化和高清化，为高清晰度数字电视信号的播出提供了广泛而坚实的基础；来自互联网、移动通信网的愈来愈火爆的视频共享应用，则逼迫广播电视业必须打造差异化的核心竞争力——行业内外的双重因素，决定了今天数字电视应用的本质是实现HDTV服务!

由于HDTV技术的严密性，导致电视台在建设HDTV系统初期，必须投入极高的费用。为了降低成本，顺利地完成“模－数”升级，世界各国各地区普遍采取折中性的方案，主要是采用数字压缩编码技术，降低信号带宽，使初期的数字电视清晰度高于模拟电视、低于HDTV。

比如，1996年底时，FCC(美国联邦通信委员会)就规定：“所有美国的HDTV接收机必须采用数字技术，但并不意味着所有数字电视接收机都必须是HDTV，同时还有其他的可能性。”但到了2006年，FCC又非常详细地定义了数字电视及其规范要求，“必须为美国任何处于ITU-R3级NTSC接收地区的固定接收者，提供可靠的19.39Mbps的HDTV服务”。

由此可以看出，模数转换与高清升级，已成为美国数字电视发展的双头战略。这个战略的形成原因，一方面来自于消费者的需求，另一方面则源于技术进步带来的成本迅速降低。

回到我国，数字电视的发展从有线人手，虽然在推进方式上百花齐放，但用户消费的终归到底还是节目。目前通过有线数字电视传送的SDTV节目，其内容丰富性和图像质量比模拟有线电视高不了多少，对广大用户不具有强大的吸引力，其发展道路难免曲折。

在我国有线数字电视用户已近3000万之际，借助2008北京奥运的良机，大力推动HDTV信号的免费低价播出，使中国数字电视的发展呈现“数字化”+“高清化”的双峰形态，此其时也!

交互：决定数字电视的未来

在芬兰，大量交互服务为数字电视用户提供了诸多方便。从天气预报到快餐送货上门、从实况聊天到信息搜索，在广大电视用户和企业之间，搭建起一个开放的交互业务平台。

在美国，使用交互数字电视看《兄弟连》，观众可以随时通过节目关联数据，查询历史背景、军衔、武器等知识，极大地增加了观众的黏性，并激发了电视购物的即时商机。

可以说，交互数字电视在国外已经从技术导入期走向业务深入期，五花八门的交互创意、整体策划，彰显着数字电视的无限活力。

在我国，大部分地区都在进行整体转换，不少地区已经或即将完成。已整转地区都提供数据广播服务，绝大多数开展以网页为主的信息发布业务(如阳光政务、生活信息等)，主要基于单向网络和单向机顶盒终端。当然，也有地区基于双向网络，尝试经营VOD业务。

对于中国的广电网络运营商来说，数字电视的实际推进可以说是喜忧参半。喜的是用户量不断增加，忧的是数字电视不少功能无人问津，如：EPG没有人看，数据广播更无人光顾；台数增多，却让用户不知所措；开路节目太过丰富，付费频道、NVOD轮播更难以激发用户兴趣；按键增多、界面操作复杂，用户觉得麻烦……

其结果，用户会觉得数字电视的增加价值基本为零，而运营商除了每月收视费的提价，其他业务增值很难开展。

笔者认为。这里的困境在于。我们广电人习惯于“把技术等同于业务”。其结果是事倍功半、增值艰难。还会遭遇很多责难。

从用户的角度出发，根据“技业分离”的原则，真正深入基层、深入用户，通过科学的调研和样本分析，描绘出本地用户真正想要、交互数字电视又能实现的业务形态，才能真正开发出好用、适用的交互业务来。

毋庸置疑，电信和互联网的增值业务模式非常成功，但广电人还应仔细分析什么样的电信与互联网业务适合广电网络、适合老百姓在客厅的电视机屏幕上进行消费。

另外，交互数字电视的运营绝不仅仅是运营商的事情，提供开放平台，吸引大量有实力的sP、CP参与，这是电信与互联网成功的精髓之一。对广电行业来说，未来的数字电视运营会吸引越来越多的有实力的公司，参与从技术产品到市场运营然后到资本合作的各层面经营，与广电网络运营商共同发展、一起成长。

结语

从全球的角度观察，随着HDTV节目内容的大量涌现，大多数广播运营商都在试图将服务内容向HDTV转移，有线、地面和卫星广播运营商都将HDTV服务作为业务重点。

就我国而言，今年的奥运会将成为HDTV发展的—个重大转折点，让奥运高清转播见证中国电视的力量!从这个意义上来说，推广HIYFV不仅仅是一个趋势，而是迫在眉睫的要求，更是极富现实意义的数字电视时代本质。

交互式数字视频业务SDV 篇5

值得注意的是, 无论是有线数字电视节目、还是各类增值业务, 其占用的都是有线频带资源。而随着节目数量的增加、高清的不断普及、三网融合后增值业务的持续开展, 有线频带资源将日趋紧张, 直至枯竭。目前国内部分发展较快的运营商已经开始感觉到频点资源的不足, 同时参照发达国家数字电视的发展历程, 结合国内双向化及三网融合的推进速度, 频带资源问题将逐步在国内的各个地区呈现。

交互式数字视频广播 (SDV) 是一种能够在现有广电平台上实现平滑升级, 并解决有线频带资源紧缺、提供更多交互式视频应用的解决方案。而本文旨在通过对目前已有的各类交互式视频技术及架构的分析对比, 提出适合中国广电应用的交互式数字视频解决方案。

1 SDV基本概念

数字电视节目数量的不断增加尽管给终端用户带来更加丰富多彩的收视体验, 但对于频点资源也造成了一定的浪费。面对数以百套的电视节目, 绝大多数用户更加倾向于收看一些热点频道或是经常观看的频道。因此就造成了一种“长尾效应”, 即有80%的终端用户仅收看不到20%的有线电视节目, 而近80%的节目在绝大多数时间内是无人观看的, 这部分节目对于带宽的利用率并不高。而SDV系统恰恰能够有效解决上述问题。

SDV系统是基于数字电视前端广播及互动点播平台基础上建立的“点播式广播平台”。所有节目资源都集中在前端, 并在骨干网上传输, 而调制设备则分布在各个不同的分前端, 将用户点播的节目调制输出。当终端用户选择节目时, SDV系统能够统一分配广播及互动点播系统的频点资源, 将相应的节目内容通过相应分前端的调制设备调制输出, 从而达到有效利用频点资源的目的。因此, 采用SDV系统能够在有限的频带资源中传输超过频带承载能力的海量节目。SDV系统的核心在于播出控制部分, 这部分系统不仅可以完成对机顶盒请求的响应、分析及筛选, 而且能够根据请求内容动态分配前端平台播发的频点资源, 从而有效提高上述“长尾”节目部分占用带宽的利用率。

作为数字电视最发达也是发展最早的地区, 美国是最早采用SDV系统的国家。事实上美国有线电视早在19世纪末年就在数字化过程中面临了包括HFC频谱资源殆尽在内的诸多挑战, 为了应对这一问题, 2002年初, 美国时代华纳公司率先开始了交互式广播技术的研究, 并部署了实验室;2004年底, 时代华纳公司开始在其有线网络上部署SDV系统。截止到目前为止, 全美SDV系统覆盖的终端用户已经超过二千三百万。通过SDV系统节省的带宽资源使终端用户在享受海量高清电视节目的同时, 还能体验包括游戏、音乐、购物在内的丰富多彩的双向互动增值业务。

美国有线电视在发展过程中遇到的频点资源紧缺问题放诸国内亦是如此。尽管目前国内各个省市地区对于有线电视频带资源的使用还有一定的余量, 且看似短期内并不会出现频带资源枯竭的情况, 但从长远来看, 国家广电总局颁布的包括三网融合、试点城市、高清落地、双向网改等在内的一系列政策举措均会占用大量的频点资源。以国内的12个试点城市为例, 目前每个城市现有传输的节目约160套, 而每个试点城市都有10套左右的自办节目, 且这部分节目要互联互通, 因此相当于每个试点城市需要播出约280套节目, 其中包括20套左右的高清节目, 这部分节目需占用55个频点;此外还需要为VOD视频点播业务、互动增值业务、双向交互业务预留至少20～30个频点;加上必须保留的部分模拟节目频点, 有线频带带宽已然告罄。如此一来, 未来的全高清平台何以实现?拓展新业务的频点资源从哪里获得呢?SDV系统恰好可以有效解决上述问题, 其在前端平台节省的频点资源就可以用于开展包括高清、VOD视频点播及双向交互等具有更大市场价值的业务。

2 SDV实现技术架构

SDV系统的实现主要存在两种技术架构:一个是2000年初由时代华纳公司率先提出的基于标准、开放协议的ISA架构;另一个是2007年由Comcast公司联合美国本土几家公司联合推出的基于私有协议框架的NGOD架构。接下来本文将就上述两种技术架构进行分析。

2.1 ISA架构

在ISA架构中, 视频点播系统被分为前端平台、终端机顶盒以及业务管理系统 (BMS) 三大部分, 如图1所示。时代华纳公司分别制定了这三大系统间的连接接口, 并且定义了前端平台中各个子系统之间的接口。只要是符合其规定接口的系统, 均可以快速的相互继承。通过采用开放性的ISA架构可以使运营商在前端平台灵活采用第三方的前端平台设备、业务管理系统, 有效保障运营商已有的投资, 同时也利于未来运营商业务的快速部署。

ISA架构在开放性上的出色表现源于BMS, 而BMS是通过公用对象请求代理程序体系结构 (CORBA) 来实现终端用户、前端平台与BMS的信息交互的。CORBA技术会在软件层面设计一个软件总线, 前端各类应用提供商只需基于这个总线进行开发即可, 无需与后台的服务进程进行一对一的接口开发。而最重要的一点是未来无论是扩展系统规模还是丰富系统功能, 只需向整个系统添加新的应用服务进程即可, 无需对整个系统做结构上的改动。

2.2 NGOD架构

在NGOD架构中, 视频点播服务是核心, 但该架构可通过扩展方式支持其他的点播服务。该架构不仅包括ISA架构中提到的前端平台设备、业务管理系统及机顶盒, 还包括数据存储、资源管理及网络传输部分。

如图2所示, NGOD架构从功能上被划分成许多的组件。每个组件都以一种方式来定义, 且两两之间都被定义了相应的接口协议。这些协议就包括资源管理、资产管理、会话管理、授权管理、推流控制、传输格式等。而上述每一个接口均采用的是私有协议, 即便只是针对其中的某一个接口协议进行集成, 都需要大量的集成测试工作。因此采用NGOD架构组建完整交互视频点播平台是一个非常复杂的过程。

尽管组建过程复杂, 但NGOD架构具有灵活的组建方式, 当多个组件实现同一接口功能时, 可将这几个组件整合成一个单独的产品或解决方案, 并将该产品或解决方案引入整个视频点播系统当中。这种方式不仅提高了系统的整体运行效率, 还一定程度上降低了平台的运营成本。

3 适合中国广电SDV系统的有效解决方案

根据上述技术架构分析可以看出, 无论ISA架构还是NGOD架构, 均是面对整个点播系统进行接口协议规定的。而对于广电前端平台来说, 集成工作需严格按照相应技术架构中的具体要求来实现。

基于标准、开放协议的ISA架构在集成方面相比NGOD架构具有天然的优势, 任何一家IPQAM提供厂商只要按照ISA架构公开的接口、协议标准进行SDV系统的设计开发就能够实现与前端平台的集成。

而NGOD架构是Comcast联合部分美国本土厂商共同推出的架构, 且该架构完全采用私有协议, 只有进入这个组织的企业或机构才能够基于NGOD架构进行产品开发, 在开放性上不如ISA架构。因此基于NGOD架构的SDV系统在与国内大多数前端平台进行集成时对平台中的硬件设备要求较高, 一定程度上会限制运营商在前端平台设备上的选型。然而NGOD架构在算法、接口设计方面的精细化一定程度提高了整个视频交互系统的工作效率, 因此从性能角度要优于ISA架构。

事实上, 无论ISA架构还是NGOD架构, 均是由美国的公司提出的, 其最初的设计初衷也主要是针对其本土市场。中国数字电视技术的发展一直都在紧跟以美国为代表的发达国家, 而参考美国面对带宽资源问题遇到的挑战及解决方案, 我们可以预见在不久的未来中国同样会面临相同的问题。事实上目前除了部分美国本土公司可以提供SDV系统外, 国内厂商也在开始相关领域的研发推广。在2011CCBN展会上, 民族企业数码视讯公司成为国内首家推出SDV系统的企业。

数码视讯SDV系统主要由SDV控制系统、码流调整系统及IPQAM三部分组成, 并可在现有广播电视平台基础上实现平滑升级。

SDV控制系统是系统的核心, 主要由交换式数字视频服务及会话和资源管理服务两部分组成, 前者主要负责系统与终端机顶盒间数据信息交互, 后者主要处理SDV系统内不同设备间的会话交互及资源分配;码流调整系统主要作用是将接收到的来自多种来源的多节目传输流 (MPTS) 解复用为单节目码流 (SPTS) ;而IPQAM则是通过千兆以太网接收基于UDP/IP的SPTS, 提供基于会话的服务以及基于射频信号的视频传输服务。

在处理不同设备间接口集成过程中, 数码视讯SDV系统充分借鉴了ISA及NGOD架构的优势。

首先, 在与机顶盒的集成过程中, 数码视讯SDV系统基于BMS系统中CORBA技术进行开发, 采用标准通信协议DSM-CC通过以太网接口实现与机顶盒间的通信。因此用户终端机顶盒无须更换, 有效降低了用户在使用SDV系统时的复杂性和成本;其次, 在SDV控制系统及IPQAM的集成过程中, 数码视讯SDV系统遵从NGOD架构中对于边缘资源接口的定义, 采用边缘资源管理服务 (ERM) 和IPQAM之间的边缘资源接口负责管理和分配节目资源。通过这个接口, ERM能够有效监控IPQAM的配置、状态和可用资源, 有效提高系统的运行效率。

除了接口方面的考虑外, 数码视讯SDV系统还具有下述特点:

(1) 对于已经在使用数码视讯IPQAM的运营商, 只需对IPQAM的设备进行软件升级即可支持SDV系统, 有效降低了系统升级的成本;

(2) SDV系统能够与VOD系统共享带宽, 从而减少系统对于带宽及设备资源的需求;

(3) SDV系统能够在已建成的全IP前端平台上实现平滑扩展;

(4) SDV系统能够提供从头端到IPQAM, 包括服务器在内的全套安全备份机制, 确保前端平台的组网安全。

综上所述, 数码视讯推出的SDV系统借鉴ISA及NGOD架构中的优点, 同时结合国内数字电视发展的特点, 建立了适合中国互动电视开展的技术架构雏形。该架构采用开放的接口协议标准, 能够便捷地与系统中的其他相关设备进行集成, 在绝大多数广电运营商现有平台上可实现SDV系统的平滑扩展, 最大限度的保障广电运营商的原有前端平台投资。

4 总结

在三网竞争中, 广电已经无法仅仅依靠节目播出来维持竞争力, 全高清、互动体验及宽带数字化等种种业务类型势必会成为未来广电的核心竞争力。而上述业务的开展仅全高清一项就会对有线频带资源带来巨大的挑战。本文从技术原理及实现架构两个层面印证了SDV系统能够有效解决节目播出过程中的带宽利用问题。同时针对中国广电的特点, 基于标准、高效、开放接口协议架构的SDV系统才是真正适合中国国情的解决方案。如果说电视从模拟到数字是一次划时代的飞跃, 那么SDV系统的应用堪称数字电视时代的又一次飞跃。

参考文献

[1]Pegasus Overall Flow.Movie De-livery.Time Warner Cable, 2004.

交互式数字教材 篇6

交互式电视 (ITV) 又称互动电视, 是数字电视技术发展所引起的一场新的革命, 是数字电视发展的方向。第一代数字电视是在传输质量和传输体制上的变革。它从演播室的电视制作开始, 以1982年提出的电视演播室数字编码国际标准、1991年提出的适用于电视和可视电话要求的H.261标准、1993年公布的活动图象压缩编码标准MPEG-1和1994年发表的MPEG-2标准为标志, 现在已发展的十分成熟。交互电视属于第二代数字电视, 它是数字电视在传输业务范围及多功能应用方面的一场变革。目前在数字电视领域里已全面开始了这个阶段, 它的主要表现是由单向传输数字电视向数字交互式电视转变。

2 交互式数字电视的系统结构

交互式数字电视的系统包括前端、网络传输和终端设备三部分组成。系统的特点是实时性强, 更适合交互式点播, 也可以进行广播。信息的传送、分配、回传和管理由系统管理部分完成。具体各部分的作用分述如下:

前端设备具有完成节目采集与存储和服务两种功能。节目采集包含节目的接收、节目的压缩编码或变换编码及格式化、加密和数字版权管理 (DRM) 打包、以及节目生成等。节目存储和服务则完成对节目采集程序处理后生成节目的大规模存储或播送服务。这里的播送服务不仅要将加密的视音频流媒体节目, 以IP单播或组播的方式, 从视频服务器播送出去;而且还要对用户或用户终端设备进行认证, 并从DRM授权/密钥服务器, 向被认证的用户或用户终端设备传送DRM授权/密钥, 使用户能够对已接收的加密视音频流媒体节目进行解密和播放。

节目传送网络系统是由IP骨干网、IP城域网、有线电视前端或电信中心站、以及相应的宽带接入网络完成的。骨干网和城域网基本任务是对以IP单播或组播方式发送的视音频流媒体节目流进行路由交换传输。有线电视前端或电信中心站则根据相应的宽带接入网络, 将IP视音频流媒体节目流以IP over DOCSIS或IP over DSL的方式, 通过放在有线电视前端的CMTS鉴定或电信中心站的数字用户线接入复用器 (DSLAM) 设备, 向用户发送出去。

终端接收用户设备被用来接收、存储和播放及转发IP视音频流媒体节目。终端设备包括STB、PC机、播放机等。基本型ITV用户终端设备的硬件没有内置调制解调器, 只有一个以太网接口, 与外部相接。集成式的ITV用户终端设备则内置多种调制解调器, 可与宽带网络直接相连。电子节目指南 (EPG) 、用户管理、媒体资产管理、收费及各种应用业务的相关软件也是ITV系统之必须具有的部件。

3 交互式数字电视的应用

1) 增强电视。交互数字电视业务通过装饰节目 (例如提供运动员的统计资料和运动队的历史, 在线投票, 以及随同游戏节目一起播放) 补充现有的节目。

2) 电子节目指南 (EPG) 。如今交互数字电视技术最普通的实例就是电子节目指南。EPG可广泛用于所有数字电视平台。EPG是前端接口, 与交互数字电视指南类似, 它使观众能选择它们想看的内容。

3) 按次付费电视 (PPV) 和电视商务。按次付费电视表示观众能够购买获得预订节目。电视商务表示通过电视机能够购买广泛的产品和服务。PPV业务方式是成熟的。同时广播机也已开始提供较广泛的商务机会。

4) 直接的营销/广告。也许最有价值的应用是那些观众从未见过的应用。对广播机构和登广告者来说, 跟踪和报道信息是极为重要的。由于交互性最根本的是允许与观众对话, 所以更多地了解观众是可能的, 这使得市场营销者能开展有针对性的活动。

5) 个人电视记录。个人电视录像机 (PVR) 将电视节目记录在硬盘上, 该硬盘处于机顶盒中, 可容纳20-60个小时的节目。PVR使观众能暂停实况电视节目, 返回到该节目, 跳过广告 (快速向前推进广告) 和赶上实况节目。此外, PVR也能回放捕捉到的视频;记录每日按标题、演员或节目类型选择的节目。PVR也能根据用户的喜好向用户提供喜爱的节目。PVR具有极好的发展前景, 据Informa Media公司预测, 到2010年全球所有电视家庭将有近一半接收某种类型的PVR业务;在发达国家, PVR功能在有线数字电视家庭的普及率将达95%。

6) 点播节目。真正的点播节目已经在商业和技术上成为可行的了。点播节目和准点播节目的缺点是, 它们需要高带宽支持和数字节目内容的海量存储器。然而, 随着带宽和存储器越来越成为日常生活必需化的, 预计观众将需要越来越更多地控制节目安排和内容。

4 交互式数字电视的发展及现状

4.1 交互数字电视在国外的发展及现状

美国对数字高清晰度电视的热情远远超过了欧洲。而作为数字电视的杀手锏应用, ITV在这个国家同样受到了从政府到各有线电视运营商的高度重视。FCC批准Comcast并购AT&T宽带的一条重要原因就是此二者曾许诺:一旦合并成功, 将大力发展数字电视和ITV业务、宽带因特网接入以及有线电话。与此同时, 第二大有线电视公司时代华纳有线 (TWC) 也在紧锣密鼓地向订户开展VOD业务, 以期占领这一ITV战场的制高点。

虽然在发展高清晰度电视方面的热情不及美国, 但在ITV业务开展方面欧洲却不仅走在了美国的前面, 也走在了世界的前面。据Strategy Analytics公司2002年初进行的一项调查显示, 欧洲的ITV家庭总数为3200万户, 是北美的两倍。而另一项来自Yankee Group的调查则显示, 到2005年, 已有8120万个欧洲家庭享受到基于DTV的ITV服务, 超过基于PC的因特网家庭数 (8060万) ;到2005年, 欧洲的ITV市场已从2002年的1.3亿美元发展到71亿美元;而到2006年, 欧洲电视商务的收入也突破170亿美元, 所有有线电视机顶盒都将是数字的。可以说, ITV不仅在欧洲取得了成功, 而且正在步入快速平稳的发展期。

意大利有关公司在ITV业务上取得的成功, 使许多运营商放弃了观望态度。几乎所有的传统电信运营商均开展了ITV的实验, 其中法国电信的态度最为积极, 已经在里昂开通了业务。比利时电信、荷兰电信、奥地利电信和挪威电信都在进行ITV的商用实验。欧洲运营商多采用DSL的方式部署ITV业务, 如德国Hanse Net公司、摩纳哥电信、挪威电信、比利时电信等。Fast Web在最初用光纤接入的方式提供电视业务, 2003年3月开始, 也开始向用户提供DSL的视频点播业务。加拿大电信运营商的ITV用户数到2004年9月份约有5万, 占加拿大全部电视用户总数的2%左右, 到2006年底, IPTV用户数已达到25万, 用户市场份额将占到17%, 其市场份额将稳步提高。

亚太地区日本的Yahoo BB把电视业务与Vo IP等业务捆绑提供, 在促进电视用户增长的同时也使DSL用户数量呈现出快速增长趋势, 这种提供多频道广播电视以及视频点播的业务已经在东京开始展开。

韩国是宽带接入市场的领头羊, 宽带家庭普及率超过60%, 宽带市场已经接近饱和, 在这样的市场环境中, 宽带业务的发展至关重要。韩国电信公司以新的VDSL业务、以太网和光纤接入对目前的宽带业务进行升级, 并推出“Mega Pass”为品牌的家庭媒体业务, 该业务能以DVD效果的分辨率向PC用户或“电视+机顶盒”用户传输视频点播业务。

4.2 交互数字电视在国内的发展及现状

交互数字电视 (ITV) 在中国已经不再是概念上的东西。作为一项有着巨大市场空间的电视增值业务, 它就像一个强大的磁场, 吸引着各个与电视相关的行业涉足其中。目前, 除了中央台的CCTVsi外, 各地方台也在紧锣密鼓地开展交互数字电视业务。另外, 包括康佳、海信、创维、TCL等在内的国内各家电巨头也在纷纷投入巨资研发数字电视。技术进步, 标准先行。与此同时, 国家也在加快制定与数字电视有关的技术标准。许多家电视整机厂已经研制出DTV+ITV的双模STB, 芯片设计公司研制了双向DTV芯片和相关的产品。显示终端也在迎接DTV和ITV市场“热销”。管理职能部门出台了相应的办法, 部分地区也在积极推动DTV和ITV的合作, 并进行了试验。目前的ITV系统技术和相关产品的水平, 可使ITV的VOD业务与DVB-C下行有线数字电视业务, 在有线电视HFC网络的平台上有机地结合, 其中, ITV的VOD业务可以通过有线宽带网络提供, 也可以用特定的QAM频道传送。

5 结束语

交互数字电视代表了电视的未来发展方向, 是对传统电视的一场革命, 是数字电视的主要推动力, 交互数字电视也是未来信息高速公路构架的重要组成部分, 是未来信息服务中宽带业务的灵魂。可以肯定, 随着信息化进程的加快, 交互数字电视也会同其它信息服务一样, 走进我们的生活。

参考文献

[1]鲁业频.数字电视技术[M].合肥:合肥工业大学出版社, 2006.

交互式数字教材 篇7

传统教学中,学生要完成实验任务却难以解决设备资源和时空限制。随着计算机科学的发展,仿真和虚拟技术有了迅速发展,建立虚拟实验平台成为解决实验室诸多弊端的发展方向。经过不断探索,国内外都有了重大突破和实际应用。

从技术层面分析,虚拟仿真大致有基于VRML技术、Active技术、Java技术、Flash技术实现,通过综合分析研究,Flash Builder相比其他虚拟仿真技术具有很多优势:开发周期短,交互性强,对操作系统和浏览器兼容性强等。充分利用其强大的交互能力和方便的互联网支持,设计出了全交互式、网络化数字电路虚拟实验室,实现了基本逻辑电路设计功能,并能对元件进行方便的操作及电路的保存和还原功能,并具有很好的开放性和可扩展性。虚拟实验室的应用减少了教学硬件的资金投入,方便了学生的学习,有利于培养学生的动手能力,促进了教学手段的改革。

1 Flash Builder概述

FB是由Adobe公司开发的RIA平台,涵盖了支持富客户端技术开发和部署的一系列技术组合。只要客户端安装了Flash Player就可以体验富客户端应用,而目前世界上95%的计算机都安装有Flash播放器,FB项目最终编译成的swf文件在Flash Player中是以字节码形式运行,执行效率远远高于浏览器解析执行的JavaScript。不论技术上还是界面处理上,Flex技术堪称目前开发RIA程序最为成熟的技术之一。 FB是一个高效、免费的开源框架,可以通过智能编码、交互式遍历调试以及可视设计用户界面布局等功能加快了应用程序的开发。

FB包括MXML语言和ActionScript语言,一般情况下,FB应用程序是由MXML和ActionScript编写,其中MXML语言便于用户界面设计,而ActionScript语言主要用于客户端逻辑及程序控制处理,并且MXML语言和ActionScript语言都具备访问FB类库的能力,利用类库中的组件、管理器辅助开发,极大提高了开发效率,改善了应用程序。 FB编译器可以把MXML、ActionScript程序及通过它们相关联的FB类库编译成为swf,由Flash Player在客户端执行swf文件实现对应用的访问。

FB具有很多应用程序的开发优势,第一,不需要进行浏览器兼容测试, 不论你用什么样的操作系统和浏览器,只要安装了合适的Flash Player版本就能对FB应用程序进行访问;第二,支持完全自定义皮肤,能设计出绚丽的视觉效果;第三,与Flash无缝衔接,完成复杂动画效果;第四,具有强大的数据展示方式;第五,拥有功能强大的组件和特效,具有丰富的表现力;第六,可以创建突破平面限制的应用;第七,良好的数据传递和处理机制;第八,丰富的人机交互方式,便于开发逻辑性较强的应用。

2 数字电路虚拟实验室设计与实现

2.1 设计方案

数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大部分,此针对组合逻辑电路进行分析研究,数字电路的特点就是逻辑性强,侧重处理布尔类型数据的逻辑运算,主要由输入电平、逻辑元件、输出元件等组成[1]。实现数字电路虚拟实验室设计的关键是分析电路元件功能属性、电路工作原理、电路排错等。另外,实验平台要便于学生操作和师生互动学习。

设计方案具体如下:第一,构建元件库,首先在元件基类中定义元件公有属性和方法,然后各个具体元件类继承元件基类,并根据需要在其中定义自身属性和方法或者重写父类属性和方法,另外,需要单独定义电路板类和导线类;第二,实现电路连线和电路排错功能,排错包括连线实时排错和电路完整性检错;第三,电路元件和导线的常规操作,例如,元件和导线的任意拖动,元件和导线的添加和删除等[4](该部分功能实现比较简单,设计实现部分没做分析);第四,实现电路的保存和打开功能,以便学生分时段进行电路设计[5];第五,实现实验平台的网络化,实现用户管理和在线交流功能。

2.2 设计实现

2.2.1 构建元件库

基于ActionScript类的编程思想设计元件库,首先构造元件接口IElement,其中定义了元件的输入、输出和运算的空方法,然后Element类继承此接口,并具体设定了元件的大小、元件管脚形状和分布规律等公共属性,而后在Element类基础上构造了电平类LevelElement、输出类OutElement、与门类AndElement、或门类OrElement、非门类NotElement和与非门类AndNotElement和异或类XNorElement等,并且单独定义了电路板类和导线类,电路板类主要实现在电路板内鼠标按下、弹起及移动时,实现对元件和导线的相应操作,本文不再做分析。通过基于类的编程思想,实现了元件类程序与主程序的分离,便于后期维护和元器件扩展,为便于虚拟实验室设计,逻辑元件管脚默认低电平[7],元件类Element程序如下:

2.2.2 导线的连接和电路排错

首先定义一个导线类,鼠标只有单击到管脚区域时才能画线,并且实现了导线动态跟随被移动的元件。实时排错是在连线的过程中根据数字电路连线规则在元件类中编程实现,部分连线规则如下:元件输入管脚和元件输入管脚不能相连,元件输出管脚和元件输出管脚不能相连,一个元件输入管脚只能连接一个输入信号等等;同时也实现了电路完整性检错,其实现程序在主程序中,主要检查电路是否缺少电平元件及元件管脚是否均连接了导线等错误,保证设计电路的完整性。导线类的重要部分程序如下[8]:

2.2.3 电路的保存和打开

学生设计电路很多时候需要对对电路进行保存,并根据需要再次打开设计的电路,此结合xml语言,通过xml遍历元件和导线信息并保存其属性信息,反之,根据xml节点信息可以在电路板上还原电路结构。实现电路保存和打开功能的程序如下[9]:

2.2.4 在线交流设计

学生进行实验时,经常需要进行相互交流和讨论,老师也需要在线答疑及安排实验内容,这些都可以在聊天室完成。因此采用FMS设计聊天室,实现虚拟实验室在线交流功能。

3 数字电路虚拟实验室设计效果

3.1 全交互式虚拟实验平台

虚拟实验室的整体布局及实例如图1所示,右下方最大的区域是电路板,其内部的网格便于元件的布局,拖进的元件会自动吸附至最近的网格线。左边是电路器件栏,这些元件可以根据需要按下鼠标拖进电路板,顶部几个按钮依次是导出导入功能按钮,清空实验室功能按钮,删除元件、导线功能按钮、聊天室功能按钮和全屏功能按钮。导出按钮实现设计的电路以XML格式保存到用户本地文件,可以保存器件的类型、位置(x和y坐标)和ID号,以及导线从哪个元件引出,连至哪个元件及导线ID号。导入按钮可以根据保存的电路XML文件信息还原电路。 清空按钮可以清空电路板上已经存在但不需要的元件和导线,删除按钮可以删除某个不需要的元件和导线,使能时(鼠标单击到元件或器件时)显示黑色,不使能时(鼠标未单击到元件或器件时)显示灰色。单击聊天室按钮可以进入聊天室,实现在线交流,全屏按钮可以提供更大的实验操作空间和更好的视觉效果。

图1中连接了一个数字电路实例,从左到右依次是6个输入(假设从上至下序号为1至6),6个逻辑元件和1个输出元件,逻辑表达式是:Y=((I1&&I2)⊕(I3||I4))(!(I5&&I6)),程序设定高电平时管脚显示红色,低电平时管脚显示黑色,单击管脚实现连接导线,当连线不符合电路规则时会提示错误。该电路的XML文件如下:

该xml文件根节点data下有2个子节点,分别是元件节点elements和导线节点lines,节点elements中存储的是电路所有的元件信息,包括元件类型、坐标和ID号,节点lines中存储的是电路所有的导线信息,包括两端连接的元件ID号和导线ID号。

3.2 在线交流平台

聊天室测试成功界面如图2所示,左边是在线用户名,右边是聊天信息框,其顶部是登陆框,底部是发送信息框。在线的用户可以由FMS进行管理,在此交流平台学生可以相互交流技术问题,老师可以在线答疑和布置实验内容。

4 结 语

以往基于flash技术的数字电路虚拟实验室大部分是半交互的或者演示性的,而且多是单机版的,即使是交互式的,其元件多是基于帧的思想进行设计,元件库的扩展和后期维护比较困难。此数字电路虚拟实验室的元件是基于类的思想进行设计,易于元件库的扩展和后期维护,实现了全交互式和网络化。此平台是基于flash技术设计数字电路虚拟实验室的一个创新。目前器件栏的元件数量还很有限,需要进一步扩展,以实现更多虚拟实验设计。

摘要：RIA(富互联网应用)近几年得到了迅速发展,并具有诸多优势,特别是adobe公司的开发的flash builder最具发展优势,并得到了广泛应用。提出以Flash Builder(简称FB)为客户端实现虚拟实验室的前台设计,并实现电路设计的保存和打开;结合FMS(Flash Media server)设计在线聊天室,便于用户技术交流;以集成软件XAMPP实现虚拟实验室网络化和用户管理;通过理论研究和具体设计,实现数字电路虚拟实验室的全交互式。与半交互式和单机版的虚拟实验室相比有明显优势,此实验平台实现了更好的人机交互效果和便于应用推广,促进了教学手段的多元化和信息化。

关键词：Flash Builder,虚拟实验室,网络化,聊天室,全交互式

参考文献

[1]路明礼.数字电子技术[M].武汉:武汉理工大学出版社,2005.

[2]王树昆,赵晓巍.数字电子技术基础[M].2版.北京:中国电力出版社,2010.

[3]宋善德,等.数字逻辑虚拟实验系统的研究与设计[J].计算机工程与科学,2004,26(7):79-96.

[4]杨灵芝,胡润萍,李莹.中学虚拟电路实验系统的设计[J].电脑知识与技术,2009,34(5):9727-9728.

[5]罗卫东.用Flash AS3设计与实现电路实验仿真课件[J].物理教师,2008,29(9):48-49.

[6]郑阿奇.PHP实用教程[M].北京:电子工业出版社,2009.

[7]孙颖.Flash ActionScript3殿堂之路[M].北京:电子工业出版社,2007.

[8]张亚飞,等.至理:精通Flex网络开发技术:整合ActionScript/JavScrript/Ajax动态网站[M].电子工业出版社,2009.

[9]陈爽,付凯.Flex与ActionScript程序开发[M].1版.北京:清华大学出版社、北京交通大学出版社,2010.

交互式数字教材 篇8

HFC网络双向改造以来,数字电视事业蓬勃发展,尤其是交互式视频点播系统。这种技术,使用户可以选择他们需求的媒体资源[1]。随着交互式技术的不断发展、业务的不断推广、客户群体的不断增加,服务器上固有的媒体资源已经难以满足用户的需求,通过一种方式向服务器里增加更多的媒体资源是十分必要的。因此选择一种资产注入方式显得比较重要。资产注入的方式有两种[2],文件形式的分发和流形式的分发。

文件形式的分发,是基于传统的FTP(File Transfer Protocol)分发技术。在分发实现中,要求SS(Stream Server)流媒体服务器要具有FTP客户端的功能,可以从一个FTP服务器上获取媒体资源,又要具有FTP服务端的功能,向FTP客户端提供媒体资源服务。

流形式的分发,是基于组播技术,是将媒体资源从实时源(Real Time Source)以流的方式组播到一组或多组流媒体服务器。流形式的分发是对资产进行实时编码,分发速率和媒体加密速率相同。这种分发技术把一个资产组播到多个流媒体服务器,流分发的速率比文件编码的速率更高。

FTP是常用的文件传输协议,它分别适用于点对点的文件传输和点对多点文件传输。在针对多用户传输大文件时,会造成FTP服务器以及网络负载过重。FTP技术传输安全性高、支持断点续传,并不受IP地址限制。组播适用于点对多点传输,针对多用户传输大文件时,组播相比FTP传输具有优势,但组播没有纠错机制,丢包后难以弥补。FTP技术和组播技术各有优缺点。

本文主要介绍了NGOD2.0架构下运用组播技术进行资产注入。

1 NGOD架构

20世纪90年代后期,美国时代华纳公司制定了以VOD代表交互式服务的ISA网络架构。21世纪初,美国康卡斯特公司汲取ISA架构的经验,提出了自己的标准:下一代视频点播服务标准——NGOD(Next Generation On Demand Video Architecture)架构[3]。

美国康卡斯特公司是集多业务(广播、电视、宽带及IP电话)于一体的有线运营商,先后发布了NGOD1.0,NGOD2.0以及NGOD3.0标准和接口协议。架构中所涉及到的业务组件,可以由一个或多个不同的模块组成,组件功能划分的更细更具体,与之前的ISA架构相比,NGOD架构所规定的组件允许一个物理模块中实现一个或多个组件。

NGOD架构中,提出了控制和管理资产注入组件、RTM(Real Time Management)组件。RTM可以简单有效的方式控制对资产文件的注入和更改处理。RTM定义了2个接口:A4和A5接口。A4接口位于RTM与AMS(Asset Management System)之间用于资产元数据的发布[4],A5接口位于RTM与RTS之间用于控制资产注入。NGOD框架中与资产注入相关的组件如图1所示。

2 RTM组件

RTM是NGOD架构中的一个组件,通过A5接口对RTS进行控制和管理。当管理员要组播一个节目时,首先会通过RTM通知相应的SS去准备接收媒体资源。RTM向RTS发送一条捕获命令的消息,RTS收到捕获命令消息后,进行组播。当第一个包组播完成后,RTS会向RTM发送媒体资源当前的状态。当完成组播后,RTS向RTM发送媒体资源组播完成的状态信息,说明整个媒体资源已经组播完成[5]。

2.1 RTM与RTS之间的socket连接方式

RTM与RTS之间的socket连接方式有两种:短连接(图2所示)和长连接(图3所示)。

在短连接中,RTM向RTS发送请求消息,RTS会根据请求的消息给出相应的响应,之后客户端就关闭连接,之后每次RTM与RTS进行通信都要事先建立连接。在长连接中,RTM向RTS发送请求消息,RTS响应之后,不会关闭连接,而是一直保持连接。如RTM和RTS之间建立了一条通道,该通道建立之后,就一直存在。

这两种连接方式各有优缺点,如RTM与RTS两个组件:RTM为客户端,RTS为服务端。

当用短连接实现客户端与服务端之间的连接时,客户端会用socket与服务端之间建立一个连接,然后发送一个请求,服务端接收到请求之后会根据客户端请求的内容返回一个响应,客户端接收到响应后,就断开这个socket连接。如果客户端发现接收到的响应消息是错误的,那么它会再建立一个socket连接,继续向服务端发送请求,直到接收到正确的响应消息。当然,如果客户端和服务端长时间进行信息来往,每次客户端发送消息的时候都要建立socket连接,这样会造成时间上的延迟和不必要的麻烦。

当用长连接实现时,客户端与服务端之间建立的socket会一直保持连接状态,比如:当客户端向服务端发送请求时,会先建立一个socket连接,这个socket是客户端与服务端唯一标识的通道。客户端发送请求,服务端收到以后响应相应的消息,客户端接收到服务端发送的请求消息响应以后,不会马上关闭socket,而是一直保持连接。当客户端再次发送请求或消息时,不用再次建立socket连接,而是用以前已建立好的socket进行通信。当然,如果在长连接中运用心跳Keep Live,则会根据客户端和服务端之间socket空闲时间长短来决定是否关闭socket,这样可以使资源得到合理的利用。

2.2 RTM的主要接口和业务处理流程[6]

2.2.1 A4接口简介

A4接口主要用于RTM和AMS之间进行资产元数据发布的信息交互。此接口基于HTTP协议,POST方法进行交互,在消息处理过程中,消息的交互是通过XML文本进行传送内容实体,请求头中必须包含请求内容类型(content-type)和请求内容长度(content-length)。

RTM要发布资产的时候,通过A4接口把媒体资源信息发布到应用服务器和资产传播服务器上,以便对媒体列表进行更新。

业务处理主要如下:

1)RTM在组播之前会通过HTTP协议发送资产的元数据信息包给AMS,AMS响应此消息。

2)RTM在组播完成之后也通过HTTP协议发送资产的内容信息给AMS,AMS响应此消息。

2.2.2 A5接口及其业务处理流程

A5接口主要用于RTM与RTS之间进行组播消息的交互。此接口也基于HTTP协议,同样使用POST方法进行交互,在组播消息的交互过程中,消息的交互是通过XML文本进行传送的,请求头中必须包含请求内容类型(content-type)、请求内容长度(content-length)和请求序列号(CSEQ)。

当SS已经准备好接收流媒体资源的情况下,RTM会向RTS发送组播请求,之后RTS开始组播。

RTM表现为HTTP客户端和服务器(具体交互方式如下)。

1)组播流程

(1)RTM向RTS发送组播消息,该消息中包括有关这个资产特有的资产ID、源ID、组播的开始时间、截止时间和组播的URL地址。

(2)当RTS收到这个组播消息时,会从这个组播消息中解析出资产ID、源ID以及组播地址等信息,根据源ID和组播地址等信息选择此源ID所对应的资产,根据组播地址将媒体资源组播。

(3)当媒体资源组播完成一个包之后,RTS向RTM发送媒体资源组播的状态消息,该消息包括该媒体的源ID、组播时间、组播的状态以及组播包的大小等信息。

(4)RTM接收到RTS发送来的状态信息后,可供客户查看媒体资源组播的状态。

(5)当媒体资源组播完后,RTS再次向RTM发送媒体资源组播完成的状态消息,说明该媒体资源组播已经完成。交互流程如图4所示。

2)取消组播请求

(1)当RTS接收到组播消息之后,在RTS组播开始之前,到组播结束的这段时间内,如果RTM要取消组播该资产,则会向RTS发送一条取消组播的消息,该消息包括媒体的源ID(Source ID)、组播的开始时间(Capture Start)以及原因码(Reason Code)。

(2)RTS收到取消组播的请求消息后,RTS会根据消息中媒体的源ID和组播开始时间来断定当前组播的媒体资源,并取消该媒体资源的组播,响应该媒体的状态。交互流程如图5所示。

3)更改组播信息

(1)组播参数的更改。组播参数的更改必须在RTS收到组播消息之后、准备开始组播之前。当RTM改变了组播的节目或改变组播的地址信息时,会向RTS发送更改参数的请求消息,RTS收到该消息进行相应修改后,进行组播。

(2)组播开始时间的更改。组播开始时间也必须在组播开始之前进行更改,RTM向RTS发送组播更改消息。

(3)截止时间的更改。截止时间的更改是从组播开始前到组播完成前的时间段内,如果因其他原因造成组播的延迟,则RTM会向RTS发送组播更改消息,该消息与组播消息里的内容相同,仅仅是对组播的截止时间进行了更改。RTS收到消息后,会根据组播消息的截止时间,对要组播的媒体资源进行相应的延迟。

3 存在的问题[5]

3.1 资产状态迁移

在组播过程中,流媒体服务器对接收媒体资源的状态是否反馈到RTM,以确定媒体资源是否完整的接收未做详细介绍。在RTM与RTS交互过程中,组播开始后,当RTS组播一个包后,RTS会返回一个当前媒体资源的状态信息,流媒体服务器接收到媒体文件的一个包之后,反馈该媒体资源的接收状态信息到AMS之后再反馈到RTM,以便RTM方便查看媒体资源是否完整的组播和完整的接收。在组播的过程中以及组播结束后,任何有关媒体资源状态的迁移都应该及时地反馈到RTM,以方便RTM对媒体文件的管理。

3.2 实时源RTS的选择

在资产的注入过程中可能涉及到中心地区和边缘地区之分,实时源的选择可根据地域的不同而选择,比如中心向边缘进行资产的注入过程中,可能有多个实时源,这些实时源分布在不同的位置,因此选择相应的实时源是比较重要的。可以采取中心与边缘相结合的方式进行资产注入,具有地区性的资产可采取该地区的实时源进行资产注入,具有普遍性的资产可采取中心集体注入。

4 结束语

NGOD架构中利用组播技术进行资产注入,不仅有效地减少了资产注入所占用的网络流量,而且还减轻了服务器负载,因而运用组播技术进行资产的注入是很有效的。但是运用组播技术进行资产注入也有缺点,如没有纠错机制,发生丢包后难以弥补,但可以通过一定的容错机制和QoS加以弥补。这些缺陷理论上都有成熟的解决方案,只是需要逐步应用到现实网络中。

摘要：主要介绍了NGOD架构中交互式数字电视资产注入的一种方式,并提出了目前存在的主要问题。通过在交互式媒体中引入RTM,有效地控制资产的注入和更改,能够使交互式数字电视资产的注入得以实现,不但减少了资产注入所占用的网络流量,而且还减轻了服务器负载。

关键词：NGOD,RTM,组播

参考文献

[1]吴畅渠.浅谈VOD系统[J].赤峰学院学报,2009,25(6):25-26.

[2]Comcast Corp.ASSET architecture version 2.0[Z].[S.l.]:ComcastCorp,2006.

[3]Comcast Corp.NGOD Overall Architecture Version 2.0[Z].[S.l.]:Comcast Corp,2006.

[4]Comcast Corp.ASSET A6 AMS Version2.0[Z].[S.l.]:Comcast Corp,2006.

[5]Comcast Corp.ASSET A5 RTS Version2.0[Z].[S.l.]:Comcast Corp,2006.

《数字逻辑电路》教材改革浅析 篇9

一、压缩了传统内容,增加了新知识

劳动版《数字逻辑电路》第三版(以后简称三版教材)有8章,153页,包含18个实验。第1章删除了学生难以理解的RC瞬态过程,这个内容包括电容的充电和放电,时间常数与瞬态过程快慢的关系,积分电路、微分电路、引导电路等一度作为重点来介绍,虽然很重要,但也是难点,学生不易掌握,造成了课程刚开始学生就产生畏难心理,不利于后续章节的教学,删去这部分内容后,减小了教学难度,知识结构衔接更加合理,可以说为学生扫除了一个学习的障碍。在介绍逻辑门电路时,侧重集成TTL、集成MOS门电路,把分立MOS门电路略去,增加了门电路的应用,既压缩了篇幅,又拓宽了知识面。在讲解组合逻辑电路时,突出了组合逻辑电路的分析和设计,增加了新知识——只读存储器(ROM),这是数字电路的存储单元,是数字系统的重要组成部分,把组合逻辑电路的竞争冒险单独作为一节来讲,解决了学生在设计组合逻辑电路时,因为化简逻辑函数而导致的逻辑错误问题,而用数据选择器实现逻辑函数以及用译码器构成数据分配器,对开阔学生视野很有帮助。在介绍触发器时,沿着触发方式这个主线,不在按TTL和MOS来分别叙述,把主从RS和主从JK放在一节,删除了六门触发器,而强调了触发器的分类和转换,这部分内容改进较多,把知识点重新整合,既增加了内容,又减少了篇幅,为学生学习触发器的应用提供了方便,又便于老师教学,可以说是三版教材的一大亮点。对于时序逻辑电路的改进主要体现在设计方面,过去不讲时序逻辑电路的设计,增添这个部分,虽然起到了拓宽知识面的作用,但是对技校学生来说,设计起来还是比较困难,笔者在教学中,把它作为选学内容处理,只有个别学生对时序逻辑电路设计感兴趣,提出相应的问题。数模和模数转换是沟通模拟电路和数字电路的桥梁,通常称为接口电路,在数字系统中应用日益广泛,三版教材对这个新内容单独在第7章进行了详细的分析,解决了模拟信号的数字化和数字信号模拟化问题,为数字电路处理模拟信号提供了依据。最后又专门新增加第8章来介绍数字集成电路的应用,分析了数字系统的组成,探讨了交通信号灯控制电路和数字式测速仪的设计、组装、与调试两个实例,为提高学生的动手能力和想象空间打下了坚实的基础。

二、突出了实训

三版教材一个突出的特点就是大量增加了实验内容,从二版的7个实验增加到18个,通过实验,学生可以很好地巩固所学的理论知识,开阔视野,发现问题,探索解决的办法,真正做到理论和实践相结合。在带领学生实验实训的过程中,笔者主要是启发学生扩大知识面,要求学生自己动手,从理论出发,结合具体电路,引导学生更全面地理解数字电路的内涵,独立完成数字电路的设计、安装与调试,并能够分析可能出现的各种问题。从数字实验仪器的使用,到各种门电路的特性测试,用不同的门电路实现逻辑功能,设计与调试数字电路,各种组合逻辑电路的结构和应用,时序逻辑电路的应用与调试,再到A/D和D/A转换实验、数字电路的综合应用等,学生们产生了强烈的求知欲望和探究心理,上实验课的积极性空前高涨。有时是单个实验,有时是一个知识模块作为一个课题,突出了技工教育强调实际工作能力的特点,理论紧密联系实际,符合学生的认知规律,通过实例,让学生学会实验仪器的使用,用数字电路器件构成简单的数字系统,最后设计制作出一个复杂的实用型数字系统,使学生全面掌握该课程的学习规律,并着重培养学生的自学能力,为今后继续学习打下良好的基础。

三版教材配套的《数字逻辑电路第三版习题册》精选了大量的习题,题型丰富,难易适度,为学生学习和教师授课提供了方便,但也有个别习题逻辑不够严密,如第1章第2节第三大题第六小题,把下列码转换为十进制数第一题,(111 0100)8421BCD =( )10,笔者认为,少了一个0,应为(0111 0100)8421BCD =()10。希望电子类教材改革的步伐不断加快,推动职业技术教育全面快速发展。

交互式数字教材 篇10

一、交互式电子白板的应用策略

交互式电子白板是一项用于学习、表达和交流的优化教学过程和改善学习成效的有力工具。作为课堂教学的工具, 应用技术的重点在于教学实践中如何结合学科特点掌握基于电子白板的课堂教学策略和教学方法, 可以交替地或者重新组合地应用这些策略, 包括以下方面。

(一) 教师的演示和示范作用

演示是告诉学生怎样做一些事情, 而示范则是为了帮助学生理解概念的结构、关系和过程。而交互式电子白板让教师有能力用一种清晰、有效和动态的方式去呈现教学内容, 使学生在视觉和动感的刺激下发展和加强他们的理解。

例如, 在小学数学课“线段、射线、直线”一课中, 先利用白板的绘画功能, 画出一个点, 然后从点一端画出一条水平线, 学生看后立刻就悟出“射线”是怎样形成的;接着通过这一端的伸缩让学生认识了射线的特性。在其下面画出一个点, 它的两端分别射出一条水平线, 自由地伸缩, 以此来让学生理解直线的生成和“无限延长、不可度量、没有端点“的特点。在白板上画出两个点, 再由一条水平线把这两个点连接起来。学生认识到这就是线段, 它有两个端点, 不可伸缩, 有长度、可度量。通过模拟的情景, 让学生回答与理解问题:“假设发生什么时, 那么怎么样?”来理解教学概念。

(二) 优质教学资源的重组、生产和分享

教师可以不需要花很多时间去开发资源, 可以用白板的图像翻转和批注功能重组网络资源, 并利用存储功能, 把课堂的生成性资源整合到静态演示资源中, 还能通过网络与他人共享。

例如, 小学语文《坐井观天》的课例中, 为了让学生具体、生动、形象地理解“井沿”“无边无际”等词语, 教师课前上网收集了“井、小鸟、青蛙、天空、草原、大海”等相关资料, 教师在课堂讲授中, 在与学生的交流中, 会使用批注, 拖拽等交互功能, 会形成一些生成性资源, 可以储存, 以便下次再用。

(三) 在有效提问中提高课堂交互的质量

在资源的基础上要提出问题, 用问题带动资源的演示。让学生聚焦于白板的问题解决的情景之中, 发展他们的推理能力。

例如, 在小学低年级数学课“统计”中, 让学生想一想:为了做好统计, 你可以怎么分这些图形?教师让学生应用交互式电子白板开展“动手做”的数字化教学活动, 由学生自己来探索图形分类、统计的过程与方法。通过充分运用电子白板的图形展示和拖拽的功能展示知识的形成过程, 用回放与学生一起总结, 达到问题的知识化, 而非就题解题。

问题, 成为交互式电子白板在课堂教学中有效应用的关键与突破口。问题驱动的启发式教学方法促进了教师、学生、学科和技术本身之间的互动。

(四) 拓展学习的广度和深度

白板可以作为融合多种交互技术、模拟仿真和思维表达技术的“平台”, 使教师迅速改变和重新配置教学资源和教学工具, 以提供更高和更深的层次与学生的交互。可以与许多学习软件、学习资源相互应用, 例如, 可以将概念图技术、几何画板软件等在交互式电子白板上应用, 更增强了交互式电子白板探究、交流、表达的作用。

二、基于交互式电子白板教学环境的教学设计策略

俄国心理学家维果茨基说:学习任何事物都要经过两个阶段, 首先是通过和其他人交互, 然后再整合到自己个体智力结构中, 而这个交互中, 师生之间, 学生之间的对话相当重要。也就是说只有在交流、交互的过程中, 知识才能内化。从这个意义中说, 课堂的本质就是“交互”。

以问题引导的交互式学习, 是电子白板在课堂教学应用中的核心问题。相应地, 教学设计、教学策略也要做很大的变化。传统的教学设计是基于教学流程进行预设的, 并通过课件制作和媒体播放开展教学。这种基于流程的设计往往阻碍了课堂的交互和生成。

交互式学习意义下的教学设计是基于教学结构的设计, 重点放在教学活动结构的设计上, 这相当于建筑的骨架, 依靠骨架可以支撑起丰富的、符合教师和学生特点的教学。基于交互式电子白板教学活动的设计重点是对话和交流活动的设计, 它强调三个方面:结合教学内容的问题设计;围绕问题的交互性资源的选择;对话与交流开展的设计。

抓住这三个方面, 我们如何进行交互式电子白板支持下的交互教学设计呢?

(一) 由问题引导的教学任务 (教学任务以问题的方式出现)

根据教学内容, 设计一个或几个比较系统的问题交给学生去学习、思考、讨论和交流, 教师把交互式电子白板从传授的道具转变为学生交流和表达的平台。例如, 科学课《地震》中, 教师设计了地震如何进行能量传递、地震分布与发生、地震的预防等三个问题, 学生在独立思考和小组讨论后用电子白板进行全班交流, 摈弃“碎片式”的问题和浅层次的技术应用, 从而发展了学生的系统思维能力。

(二) 活动内容的设计

围绕问题的分析, 问题的解决设计教师的教学活动、学生的学习活动和师生的交互活动。

例如, 小学数学课“奇妙的图形密铺”一课, 教师围绕“三角形、平行四边形、梯形、正五边形和圆等单一图形是否能够密铺?哪两种图形组合能够密铺?”这一主题, 设计了以下教学活动:1.问题解决过程:师生协作, 通过复制、拖拽, 旋转等方法, 在交互式电子白、上解决“哪些单一图形可密铺, 哪些单一图形不能密铺”的问题。2.归纳:教师归纳密铺的方法与特点。3.分类:学生在交互式电子白板上对图形进行适当分类, 深化认识。4.抢答游戏:学生分组在电子白板上对密铺图形进行抢答游戏, 激发学生的兴趣。5.总结:通过课件回放, 回忆整堂课的教学过程, 师生共同总结其中的要点和重点。整个教学活动一环扣一环, 特别强调了发展学生数学学科思想。

三、考虑资源的应用

在课堂教学设计中, 需要考虑好选择哪些教学资源, 以及这些资源的使用方式等。同时, 可以做一个技术应用方案, 这个方案, 需要进行两方面的设计:1.此活动过程中学科教学的特征是什么?2.围绕学科教学特点如何运用电子白板技术。例如, 上述《奇妙的图形密铺》一课中, 课堂教学特征设计为:让学生从“读数学”到“看数学”再到“做数学”。相应的, 信息技术应用中就设计让学生应用交互式电子白板“动手做”的数字化学习活动, 由学生自己来探索图形密铺的规则。

抓住以上三个要害环节开展教学设计, 再配合常规的教学设计内容 (如学生情况分析、目标分析等) , 我们的教学设计就更能适应这样一种既有预设, 又有生成的课堂, 来实现转变教和学的方式的目的。

摘要：以问题引导的交互式学习, 是电子白板在课堂教学应用中的核心问题。相应地, 教学设计、教学策略也要做很大的变化。交互式学习意义下的教学设计是基于教学结构的设计, 重点放在教学活动结构的设计上。

关键词：交互式电子白板,数字化课堂教学设计

参考文献

[1]吴筱萌.交互式电子白板课堂教学应用研究[J].中国电化教育, 2011 (3) .