摘 要 :本文介绍了在局域网环境下用软件方式实现多媒体网络教室中屏幕共享和网络监控等功能,在局域网范围内构建一个能满足教学需求的教学系统。
关键字:多媒体网络教室 网络监控 屏幕共享
一、引言
多媒体网络教室就是计算机网络技术在教育教学方面相结合的典型应用。多媒体网络教室充分发挥计算机的交互性和网络的链接性,突破传统教室的时空限制,使教师和学生能够自主交流和沟通。
当前的多媒体网络教室多采用硬件实现,需要专用的网络传输硬件,这样就 存在价格高和需重新布线安装等问题。而随着计算机和网络性能的提高,很多原来需要硬件加速的功能都可以逐渐使用软件来完成,因此本文采用软件方式实现多媒体网络教室的主要功能模块。目的是在局域网范围内构建一个能满足各种教学需求的教学系统,提供一种全新的教学系统,提供一种全新的教学管理工具。
二、多媒体教室的主要功能模块
1.系统管理模块
系统管理模块主要是使作为服务端的教师机对各个客户端进行宏观管理和系统维护。主要功能如下:
(1)网上通知。教师机可以将消息发布给部分学生机或全部学生机,学生机会自动打开通知窗口。此功能建立了老师与学生之间的一种沟通方式,教师可以通过此功能来发布一些文档资料。
(2)电子举手。如果学生有什么问题,可以用热键进行举手,在教师的主控平台上会有所显示,教师可根据情况对该学生进行单独讲解或示范。
(3)屏幕监控。使教师机对网络教室中指定的学生机的屏幕内容进行监视。
(4)鼠标键盘监控。为防止学生在未经许可的情况下操作电脑,教师可随时锁定、解锁任意学生机的键盘和鼠标,使学生无法进行操作。
(5)系统设置。包括:信息设置、学生机IP地址设置、排列学生图标、学生数与循环屏幕监看的时间。
2.教学功能模块
多媒体网络教室的教学功能模块是系统的核心。该模块的实现采用C/S模式。教室机为学生机提供服务,并对所有学生机进行管理。根据教师机管理和服务的方式,教学功能模块包括以下两个子模块:
(1)交互式教学模块
该模块用来实现教师与学生之间教与学的交互。主要功能如下:
1)学生示范。若让某位学生来示范操作,教师可以选择一位学生图标对应的学生屏幕充当“教师机”角色,教师可以通过相应的功能取消示范教学。
2)遥控辅导。 教师对提出问题的学生可以进行单独辅导,可以直接在学生机上进行操作讲解。
3)电子白板。模拟黑板,教师在电子白板上可实现在普通黑板上的全部功能。使用电子白板,教师可边操作软件边注解,达到教学提示及注释的目的。而且教师与学生可以共享一块电子白板。
(2)广播教学模块
广播教学模块包括屏幕广播、语音广播、语音对讲、分组讨论和网上影院等功能。
3.系统实现的关键技术
(1)屏幕数据的获得与压缩
1)屏幕图像的截取
通常获取屏幕图像的方法是创建屏幕DC方法。屏幕DC的方法利用的是Windows原本的API函数,不需要其它库的支持。DC是Windows对多种外设的一种抽象描述。它定义了一系列的图形对象,及其相关属性,以及能影响输出的图形模式。程序可以不关心操作的是哪一种具体的设备,而只要对这些图形对象进行处理,实际在设备上这些图形对象的表示则由DC完成,常见的DC设备有显示器、打印机等。
2)屏幕图像的压缩
根据屏幕图像的特点,本文采用XOR异或运算+行程编码的算法压缩屏幕图像。
(2)远程控制技术
远程控制的模块是一种客户机/服务器模式。服务器程序安装在控制端,客户机程序安装在被控制的计算机端。这样,客户机启动时,同时启动客户端监控程序,监视客户端行为的同时接受服务器端发过来的各种命令,且也可以发送各种命令到服务器端请求程序服务。因此如果启动服务器端的服务器程序,就可以使用相应的服务器程序直接控制客户端。
三、系统实现
多媒体网络教学系统采用C/S模型,在纵向上它主要由教师机服务器子系统、学生机客户端子系统两部分组成。由于系统主要实现屏幕共享和网络监控两大功能模块,所以可划分为:服务器端屏幕共享模块,客户机端屏幕共享模块,服务器端网络监控模块,客户机端网络监控模块四部分分别实施。
1.服务器端屏幕共享模块
服务器端的屏幕要广播给所有组内学生机,为了能够使图像数据的抓取、压缩和传输同时进行,需要在教师机上开辟多个线程,也需要在内存中开辟多个缓冲区。实施步骤可分为
(1)屏幕获取。
(2)图像压缩。
(3)屏幕图像保存。
(4)图像报文发送。
2.客户机端屏幕共享模块
相对应的,客户端的屏幕共享模块也是多线程,多缓冲机制的,其实施步骤可分为
(1)图像报文接受。
(2)图像解压。
(3)屏幕图像显示。
3.服务器端网络监控模块
教师机端主要实现对学生机屏幕、鼠标、键盘的监视及控制。
教师机建立Winsock,向学生机端发送控制字符串,激发学生机端的响应控制程序,等待学生机端对控制字符串处理完成,接收学生机端发送命令的执行结果。
4.客户机端网络监控模块
学生机端主要实现对教师机发送过来的控制命令的响应程序。要使学生机能够接收教师机的控制命令去完成不同的控制功能,学生机端监控模块中必须设计有完成各种控制功能的子程序。
四、结束语
本系统利用Winsock来开发独立的屏幕共享与网络监控工具,将多媒体技术和网络技术在教学上加以结合,实现了网络教学的实时性和交互式。
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