從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換系統(tǒng)設計與實現

1、<p>　　從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換系統(tǒng)設計與實現</p><p>　　[摘 要] 學習資源是開展各類學習活動的重要基礎，流媒體學習資源能為學習者提供生動形象、直觀易懂的學習內容，已成為非正式學習領域重要的學習資源類型之一。針對傳統(tǒng)流媒體資源豐富性和移動流媒體資源匱乏性的現狀，本文首先分析了從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換的可行性，然后結合概念圖理論，提出了從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資

2、源轉換理論，構建了基于該資源轉換理論的流媒體學習資源轉換系統(tǒng)，闡述了該系統(tǒng)架構、功能等內容的設計思想，最后結合《現代禮儀》精品課程流媒體資源轉換案例詳細描述了該資源轉換系統(tǒng)實現的關鍵步驟，驗證了本研究工作的可行性。 </p><p>　　[關鍵詞] 流媒體； 移動學習； 移動流媒體； 資源轉換 </p><p>　　[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A </p>&l

3、t;p>　　[作者簡介] 李浩君（1977―），男，浙江上虞人。副教授，博士研究生，主要從事移動學習、普適計算等研究。E-mail：zgdlhj@zjut.edu.cn。 </p><p><b>　　一、引 言 </b></p><p>　　隨著互聯網應用的快速普及和多媒體資源傳播的日益頻繁，迫切需要解決視頻、音頻、動畫等多媒體資源實時高效傳輸問題；而流媒體能

4、把連續(xù)的影音信息經壓縮處理后存放到網絡服務器上，以流式傳輸技術在網絡上傳輸多媒體資源，讓瀏覽者不需要等到下載完成， 就可邊下載邊觀賞，為互聯網多媒體資源快速實時傳遞提供了較好的解決方案，已被廣泛應用于網絡視頻點播、行業(yè)培訓、遠程教育、視頻會議以及遠程醫(yī)療等領域。[1]流媒體學習資源是指以學習為目的的流媒體資源，具有傳統(tǒng)視頻資源畫面生動形象、內容直觀易懂以及播放動態(tài)流暢等特點，彌補了其他學習資源教學情感缺乏等不足。根據流媒體學習資源播放設

5、備的差異，可將流媒體學習資源分為傳統(tǒng)流媒體學習資源和移動流媒體學習資源，前者是指運行在傳統(tǒng)互聯網終端設備（如臺式計算機、筆記本電腦等）上的流媒體學習資源，提供傳統(tǒng)網絡學習環(huán)境下的視頻學習資源，而后者是指運行在移動終端（如智能手機、平板電腦等）上的流媒體學習資源，提供移動學習環(huán)境下的視頻學習資源。[2][3] </p><p>　　近年來，我國加大了對各級各類優(yōu)秀課程、精品課程以及視頻公開課程等項目建設的支持力度，

6、在較短時間內建設了大量的優(yōu)質數字化學習資源，建設課程門數累計達到6000余門，其中包括了大量的優(yōu)質傳統(tǒng)流媒體學習資源。而移動流媒體資源目前絕大部分都是由資源建設者自主開發(fā)，由于移動終端的多樣性以及移動學習環(huán)境的復雜性，阻礙了移動流媒體資源順利開發(fā)，造成了目前移動流媒體學習資源根本不能滿足日益快速發(fā)展的移動學習需求。針對目前傳統(tǒng)流媒體資源豐富性和移動流媒體資源匱乏性的矛盾，本文首先分析了從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換的可行性，引入概

7、念圖理論，提出了從傳統(tǒng)流媒體資源到移動流媒體資源轉換理論，然后構建了基于該轉換理論的流媒體學習資源轉換系統(tǒng)，闡述了該系統(tǒng)架構和系統(tǒng)功能等內容的設計思想，最后結合《現代禮儀》精品課程流媒體資源轉換案例詳細描述了該資源轉換系統(tǒng)實現的關鍵步驟，驗證了本研究工作的可行性。 </p><p>　　二、從傳統(tǒng)流媒體到移動流 </p><p>　　媒體資源轉換可行性分析 </p><

8、p>　　學習資源是開展各類學習活動的重要保障，移動流媒體學習資源作為移動學習資源的重要組成部分，由于其通過視頻方式呈現學習內容，具有極強的表現力，容易調動學習者的積極性。但移動學習終端存在屏幕尺寸小、數據處理能力弱、支持格式有限等局限，使得移動流媒體與傳統(tǒng)流媒體在資源呈現方式、知識組織方式、學習時間和學習內容等方面存在著差異。因此，從傳統(tǒng)流媒體學習資源到移動流媒體學習資源轉換的關鍵就是能否對傳統(tǒng)流媒體學習資源進行上述四個方面的改進

9、和處理，使得移動流媒體學習資源能更好地適應移動學習環(huán)境下的學習活動。 </p><p>　?。ㄒ唬┵Y源呈現方式轉換可行性分析 </p><p>　　目前傳統(tǒng)數字化學習資源主要以Web學習網站形式存在，如學習社區(qū)、專題網站、Wiki、博客等，其中包含了大量流媒體資源。而移動學習資源則主要以WAP學習網站形式存在，如上海交通大學的移動學習系統(tǒng)、新東方的“移動英語”學習網站等。目前移動學習相關研

10、究正嘗試從移動終端自適應機制出發(fā)，將現有的Web資源轉換成WAP資源，以適應在移動終端上內容的自適應顯示。如歐洲的MOBILearn項目將400門E-learning課程遷移為mLearning資源。此外多媒體轉換技術也可以較方便地實現傳統(tǒng)流媒體學習資源格式和分辨率的轉換，以適應移動設備的播放要求。 </p><p>　?。ǘ┲R組織形式轉換可行性分析 </p><p>　　傳統(tǒng)數字化學

11、習資源是以“課程―章―節(jié)”三級目錄來組織知識內容，對于具體某節(jié)資源也涵蓋了多個知識點內容。而移動學習資源顆粒度較小，一般以單個知識點作為基本知識組織單元，并按照“類別―主題―知識點”三級目錄來組織和維護移動學習資源。因此，通過繪制能反映該學習資源的知識點分布圖，然后按照該分布圖將傳統(tǒng)數字化學習資源進行分割，并重新組織成以知識點為基本單位的移動學習資源，而對于流媒體資源可以通過FFMpeg等工具對流媒體資源進行分割操作。概念圖是一種知識表

12、征工具，它能夠反映學習資源的知識結構，并以此為依據將傳統(tǒng)數字化學習資源轉換成移動學習資源，實現知識組織形式片段化轉換目標。 </p><p>　?。ㄈW習時間轉換可行性分析 </p><p>　　除了知識組織形式的不同，移動學習資源的學習時間也是影響資源顆粒度的重要因素。傳統(tǒng)數字化學習資源的學習時間設置一般與傳統(tǒng)課堂時間保持一致，維持在45分鐘左右，而移動學習環(huán)境下移動學習資源的內容量需

13、控制在一個合理的水平，斯坦福大學學習實驗室將人注意力維持時間10分鐘作為移動學習時間的上限，得到大多數研究人員的認可。因此，將傳統(tǒng)數字化學習資源切割成多個基于知識點的移動學習資源后，仍然要對知識內容過長（超過10分鐘）的資源，按照10分鐘的時間維度，進行再次分割操作，最后形成符合移動學習特點的片段式移動學習資源。 　?。ㄋ模W習內容轉換可行性分析 </p><p>　　數字化學習經過數十年的發(fā)展，已經形成了較成

14、熟的硬件、軟件、教學與組織技術等，積累了大量的優(yōu)質數字化學習資源，成功地運用到各個行業(yè)的教育培訓過程中。而移動學習實踐活動是一種非正式學習活動，學習內容主要包括兩類：一是簡單實用的內容，如生活百科、商務英語等；二是根據學習者的學習需求，如考證考試、充電拓展類等內容，[4]而這些學習內容目前均有大量的傳統(tǒng)流媒體資源可供選擇，這為移動流媒體資源轉換提供了豐富的素材保障，有助于提高移動學習流媒體資源的建設效率。 </p><

15、;p>　　通過以上分析可知，雖然傳統(tǒng)流媒體學習資源與移動流媒體學習資源存在著諸多差異，但利用概念圖繪制工具對傳統(tǒng)流媒體學習資源進行知識點圖系繪制，并以此為依據按照移動流媒體資源的特點進行流媒體學習資源轉換，可生成符合移動學習環(huán)境下的移動流媒體學習資源，能極大地提高移動流媒體學習資源建設效率，豐富移動學習資源內容。 </p><p>　　三、基于概念圖的流媒體學習資源轉換理論 </p><

16、p>　　隨著信息技術的快速發(fā)展，流媒體技術已經在互聯網領域得到廣泛應用，近年來無線通信技術的發(fā)展和移動終端性能的提高，也為流媒體技術在移動終端的應用創(chuàng)造了可能。概念圖（Concept Map）是指利用圖式的方法來表達人們頭腦中的概念、思想和理論等，把人腦中的隱形知識顯性化、可視化，便于人們思考、表達和交流；一般由節(jié)點、連線和有關文字標注等內容組成，節(jié)點上的概念表示學習對象，而連接線上寫上兩個學習對象之間的關系。鑒于概念圖在實際應用

17、過程中的諸多優(yōu)點，已有學者將概念圖相關理論應用于移動學習領域。[5][6] </p><p>　　本文根據傳統(tǒng)流媒體學習資源與移動流媒體學習資源的差異性，結合移動流媒體學習資源特點，[7]引入概念圖理論，提出了基于概念圖的流媒體學習資源轉換理論。該理論總體思想如圖1所示，基于概念圖的流媒體學習資源轉換理論主要包括資源篩選、概念圖繪制、資源生成、資源重組等四個部分，其中資源篩選主要負責選擇合適的傳統(tǒng)流媒體學習資源；

18、概念圖繪制是移動流媒體資源建設人員在理解原有傳統(tǒng)流媒體學習資源內容的基礎上，以概念圖的形式來表現資源的知識結構，并為移動流媒體資源生成做好準備；資源生成是整個理論的核心，負責針對特定的傳統(tǒng)流媒體學習資源進行資源轉換工作；資源重組主要負責對已生成的移動流媒體資源進行管理和維護，使新生成的移動流媒體學習資源能更好地服務于移動學習實踐活動。上述四個操作環(huán)節(jié)中，前一個環(huán)節(jié)是后一個環(huán)節(jié)的前提和基礎，后一個環(huán)節(jié)是前一個環(huán)節(jié)的后續(xù)與發(fā)展，它們共同構成

19、了流媒體學習資源轉換理論。 </p><p>　　圖1 從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換流程圖 </p><p><b>　　（一）內容篩選 </b></p><p>　　移動學習并不是適合承載所有學習內容的學習方式，部分合適的傳統(tǒng)流媒體學習資源可以被轉換成移動流媒體學習資源，用來支持移動學習活動，因此，選擇合適的傳統(tǒng)流媒體資源是流媒體資源

20、轉換成功的前提與基礎。堅持內容適合性原則與資源簡單性原則相結合的資源篩選標準，選擇面向終身學習的較為實用、簡單、不需要長時間集中注意力的非正式流媒體學習內容，如語言短訓、職業(yè)技能、輕松百科、生活保健、家庭理財、文化涵養(yǎng)等方面的內容，以及學校教育中邏輯復雜度低的學習內容，如英語、語文等學習單元相對零碎、知識耦合性相對較低的課程資源也適合轉換成移動流媒體學習資源。 </p><p><b>　?。ǘ└拍顖D

21、繪制 </b></p><p>　　本文將采用概念圖作為知識組織分析工具，分析所選定的傳統(tǒng)流媒體資源中所包含的知識結構以及所蘊含的具體知識點，以此作為流媒體學習資源轉換的重要依據。首先確定當前被轉換的流媒體學習資源的中心主題；然后深入分析該資源內容，羅列相關概念；再次分析所羅列相關概念之間的層次關系、上下級關系等內容，中心主題置于概念圖的最上層；最后反復修改與優(yōu)化，繪制與傳統(tǒng)流媒體學習資源相對應的概念

22、圖。 </p><p><b>　?。ㄈ┵Y源生成 </b></p><p>　　資源生成是真正實現從傳統(tǒng)流媒體學習資源到移動流媒體學習資源轉換的關鍵步驟。資源生成主要任務是將顆粒度較大的傳統(tǒng)流媒體學習資源轉換成移動流媒體學習資源。本文將通過呈現方式、學習時間、資源組織等三個角度來設計移動流媒體學習資源的生成機制。從資源呈現方式的角度分析，資源生成需要進行的操作有分辨

23、率與資源格式轉換，需要將高分辨率的、不同格式的流媒體學習資源轉換成分辨率較低、適合移動終端流媒體格式的學習資源。從資源學習時間的角度分析，移動學習可以提供隨時隨地的學習，因此學習過程需要適應復雜的學習環(huán)境，學習過程容易受到各種環(huán)境因素的干擾而被分割成多個零碎的學習片段，形成片段式移動流媒體學習資源。從資源組織的角度分析，移動流媒體資源一般以知識點作為基本的知識組織單元，并且按照“學科―主題―知識點”三級結構進行組織和管理。 </p

24、><p><b>　　（四）資源重組 </b></p><p>　　資源重組是對已經轉化的移動流媒體學習資源進行進一步處理，使其能夠更方便地為移動學習者所使用，提高學習效率。移動流媒體資源重組包括：概念圖映射、資源序列化、添加資源描述信息等步驟。概念圖映射是指將已經生成的移動流媒體學習資源與繪制的概念圖中相對應的知識點產生一一映射關系，便于資源管理人員利用概念圖來管理相應

25、的資源；資源序列化用以明確知識點及移動流媒體學習資源的學習前驅后繼關系，引導學習者按照正確的學習路徑進行學習；為了盡量提供更多的移動流媒體學習資源背景信息，本轉換理論最后步驟就是對已經完成轉換的移動流媒體資源添加資源描述信息，使學習者能對資源的情境信息、知識目標以及相關視頻內容的文字描述等方面有更明確的認識。 </p><p><b>　　四、系統(tǒng)設計分析 </b></p>&

26、lt;p>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)架構設計 </p><p>　　從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換系統(tǒng)采用了模塊化設計思路，分成表示層、網絡層、業(yè)務邏輯層、存儲層等四層，層次結構清晰，軟件耦合度低，便于管理和維護。系統(tǒng)架構示意圖如圖2所示： </p><p>　　圖2 系統(tǒng)架構示意圖 　?。?）表示層。該層為不同用戶提供了相應的操作界面。資源建設人員通過PC終端，利用有線網絡或WIFI接

27、入，進行資源生成與重組等資源轉換操作。學習者也可通過手機、PDA等移動終端，利用GPRS、3G或WIFI無線網絡，瀏覽移動流媒體學習資源。 </p><p>　?。?）網絡層。該層是為各類設備接入本系統(tǒng)提供網絡支持，接入的方式可以通過GPRS、3G、WIFI等無線網絡進行數據通信，也可以通過有線網絡進行數據通信。 </p><p>　?。?）業(yè)務邏輯層。該層用來封裝系統(tǒng)的具體業(yè)務邏輯服務，

28、是整個系統(tǒng)的核心，涉及資源上傳模塊、資源生成模塊、資源重組模塊等。 </p><p>　?。?）存儲層。該層負責為系統(tǒng)具體應用提供數據來源，并存儲系統(tǒng)交互過程中的各類數據，包括傳統(tǒng)流媒體資源庫、移動學習資源信息庫（概念圖、資源序列、資源描述信息等）、移動流媒體學習資源庫、資源管理規(guī)則庫（內容篩選原則、概念圖繪制原則、資源生成原則等）。 </p><p>　　（二）系統(tǒng)功能設計 </p

29、><p>　　根據上面提出的基于概念圖的流媒體學習資源轉換理論，本文設計了從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換系統(tǒng)功能，該系統(tǒng)功能包括資源上傳、資源轉換以及資源重組等三大功能，具體系統(tǒng)功能設計如圖3所示。 </p><p>　　圖3 系統(tǒng)功能結構圖 </p><p>　　資源篩選：資源建設人員從以終身學習為視角、實用取向的非正式學習內容中，或者從與學校教學中邏輯簡單、內

30、容單元零碎的學習內容相關的傳統(tǒng)流媒體學習資源中選擇合適的流媒體轉換資源。 </p><p>　　資源上傳：資源建設人員判斷該資源系列內容可以上傳，有助于移動學習環(huán)境下的學習活動的開展，通過系統(tǒng)的資源上傳模塊將該系列資源上傳到系統(tǒng)傳統(tǒng)流媒體資源庫。 </p><p>　　資源列表：資源建設人員可以查詢系統(tǒng)中已經上傳的流媒體學習資源，資源列表包括最新上傳資源列表、未處理資源列表和資源系列列表。

31、 </p><p>　　概念圖繪制：資源建設人員通過選擇未處理資源列表中的一項內容，并通過流媒體播放工具播放該資源的視頻內容，根據視頻內容和概念圖繪制規(guī)則，繪制該視頻的概念圖。 </p><p>　　資源轉換：資源建設人員確認繪制的概念圖合理、有效，并通過概念圖和10分鐘兩個維度對原有資源進行資源轉化操作，操作后將得到多個移動流媒體學習資源。 </p><p>　　

32、概念圖映射：通過資源生成操作，將得到的多個移動流媒體學習資源和概念圖中相應概念建立映射管理，方便資源建設人員管理新資源以及制作學習者的資源導航。 </p><p>　　資源序列化：單純依靠概念圖導航，無法判別同一級中所列資源的前驅后繼關系，因此，資源序列化的目的就是設置學習資源的前驅后繼關系。 </p><p>　　信息添加：為新生成得到的移動流媒體學習資源添加情境信息、知識目標、知識重難

33、點以及必要的字幕信息，方便學習者利用移動流媒體學習資源開展移動學習。 </p><p><b>　　五、系統(tǒng)功能實現 </b></p><p>　　本文實現了基于Web的流媒體學習資源轉換系統(tǒng)各項功能，該系統(tǒng)采用Windows Server 2003作為系統(tǒng)服務器，Apache Tomcat 6.0作為Web和WAP服務器；使用Java技術來開發(fā)Web應用程序，系統(tǒng)后

34、臺采用MySQL數據庫，并使用MySQL Workbench可視化數據庫設計軟件來進行數據庫建模和管理。系統(tǒng)集成化開發(fā)工具使用了MyEclipse 8.5，網頁開發(fā)工具采用Dreamweaver8和Photoshop CS3，本系統(tǒng)實現案例使用了湖南大學袁滌非教授的《現代禮儀》精品課程資源，該課程內容邏輯相對簡單，所需課程學習的注意力集中度相對較低，而且課程內容與學習者實際生活密切相關，學習者對該類課程有較高的學習興趣。 </p&

35、gt;<p>　　概念圖維度和時間維度是本系統(tǒng)實現資源轉換的兩個重要維度。資源建設人員首先要填寫概念名稱、選擇父節(jié)點、子節(jié)點與父節(jié)點關系、是否是終端節(jié)點等信息；如果某個節(jié)點是終端節(jié)點，那么該節(jié)點可以成為知識點，包含相應的資源內容，因此需要為該節(jié)點設置其所包含內容的開始時間和結束時間。本系統(tǒng)利用Flex和ActionScript設計可視化的概念圖繪制工具，從節(jié)點繪制、節(jié)點布局、連接線繪制等三個角度完成概念圖的繪制工作，概念圖

36、繪制界面效果如圖4所示。 </p><p>　　圖4 概念圖繪制界面 </p><p>　　根據已繪制完成的概念圖，資源建設人員可以得到由概念節(jié)點對象構成的知識點對象數組，按照預先設定的10分鐘片段時間對節(jié)點數組信息進行修改，并以此為標準，對FLV資源進行分段處理和轉換。根據圖4所示的概念圖，該傳統(tǒng)流媒體學習資源就被轉換為定義與內涵、禮儀產生、禮儀形成、禮儀變革、禮儀原則、禮儀特征以及禮儀

37、作用等7個移動流媒體學習資源；同時系統(tǒng)會自動完成資源與概念圖之間的映射，然后自動跳轉到資源序列化界面，系統(tǒng)會按照概念節(jié)點生成順序作為資源序列化的默認順序，資源建設人員可以通過向上箭頭或向下箭頭進行調整，系統(tǒng)也會根據每次的調整請求，動態(tài)調整移動流媒體資源學習的先后順序，其效果如圖5所示。 </p><p>　　圖5 移動流媒體資源序列化操作界面圖 </p><p>　　為了增強單個移動流媒體

38、學習資源的可學習性，優(yōu)化和完善轉換后得到的移動流媒體學習資源，添加必要的學習資源描述信息，提高學習者對移動流媒體學習資源相關知識的了解程度，最后形成的移動流媒體資源學習效果圖如圖6所示。 </p><p>　　圖6 移動流媒體資源學習效果圖 </p><p><b>　　六、總結與展望 </b></p><p>　　學習資源是開展各類學習活動的

39、重要組成部分，本文針對移動流媒體學習資源匱乏性和傳統(tǒng)流媒體學習資源豐富性的現狀，以快速、高效建設內容豐富、類型多樣的移動流媒體學習資源為目標，提出了從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換思想，詳細闡述了基于概念圖的流媒體資源轉換理論，設計并實現了從傳統(tǒng)流媒體到移動流媒體學習資源轉換系統(tǒng)，為移動學習資源建設提供了新思路。但是，本文研究內容也僅僅局限于流媒體資源類型的轉換的，對于移動學習的片段化學習資源的設計與制作、移動流媒體資源的協(xié)作構建機

40、制以及轉換后移動流媒體學習資源的學習效果等問題還有待深入研究。 </p><p><b>　　[參考文獻] </b></p><p>　　[1] 楊戈，廖建新，朱曉民，樊秀梅.流媒體分發(fā)系統(tǒng)關鍵技術綜述[J].電子學報，2009，37（1） ：137～145. </p><p>　　[2] 楊金花，宋寶瑜.移動流媒體在遠程教育中的關鍵性技術及應

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