搭建基于Android的流媒体信息素养微课平台Word文档下载推荐.docx
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73-74+76.
[9]曹畋.试论高校虚拟化“云”图书馆的管理策略[J].科技情报开发与经济,2014,21:
49-50.
[10]曹畋.浅析建立面向图书馆用户的HDFS云存储服务系统[J].农业图书情报学刊,2015,09:
53-56.
————南京晓庄学院创新信息素养课程平台
南京晓庄学院曹畋
摘要：
学校前几年开发的的“天空教室”平台，虽能满足学员对课件的下载及提交作业及在线讨论的需求，但无法通过手机访问仅能通过普通PC客户端进行访问。
在课改实践中，本文针对高校信息素养课程碎片化知识多、实践性强的特点，力图建立一种新型微课平台，让大学生可以在课外利用碎片时间进行浏览学习，课堂上则主要提供上机实践和教师答疑，如果能搭建这样一个新的信息素养微课平台无疑将改善整个信息素养课的学习过程。
如果搭建好一个基于最广泛移动操作系统的流媒体信息素养微课平台成为本次教改课题破题的关键所在。
关键字：
Android，流媒体，微课
Abstract:
Schoolafewyearsagodevelopedthe"
skyroom"
platform,althoughabletodownloadthecoursewaretomeettheparticipantsandsubmitthejob,theconclusionsoftheneeds,butcannotaccesscanonlybeaccessedbyordinaryPCclientbyphone.Incurriculumpractice,informationliteracycurriculumforcollegesanduniversitiesmorefragmentedknowledge,practicalandstrongfeatures,theestablishmentofanewmicroappropriateclassplatform,sothatstudentscanlearntonavigateinextracurricularuseoffragmentsoftime,theclassroomisthemainproviderHandsandteachersQ,whichwillundoubtedlyimprovethelearningprocessthroughouttheinformationliteracycourses.Therefore,theabilitytobuildagoodMove-basedstreamingmediainformationliteracyclassplatformamicroreformissuesthisessaythekey.
Keywords:
Android,streamingmedia,microlesson
1.0课题背景：
通过长期的信息素养课教学实践，发现当前学校搭建的“天空教室”平台在信息素养课程教学中暴露出诸多不适应现象。
首先，功能上仅能满足学员对课件的下载及提交作业等基本需求，无法观看到课程录像或实验演示。
其次，在访问方式上仅限普通PC客户端通过互联网进行访问。
简单的说：
学生通过该系统辅助课程后仍然仅能通过先在课堂上听讲，然后上机实验的学习步骤按部就班的进行信息素养课程的学习。
对于信息素养这样操作性强、知识更新异常快的课程，这样的平台显然很难满足信息素养这门课程的教学需求。
信息素养课程学分相对较低，如果同学不能快速的获得学习兴趣和成就感，必将严重影响了学生的学习积极性。
常常学生在课堂上用大部分时间听取理论讲授后会感觉知识的体系性不强，从而忽视老师课堂讲授的内容，以至于上机时几乎和没有听课一样需要详细指导才能完成实验。
出现这样的情形，固然有课程本身特点的因素，但追根揭底还是课程特点和教学手段没有很好的匹配造成的。
那么信息素养课程的知识有什么特点，应当用何种教学手段去匹配呢？
2.0.信息素养课程中知识碎片化现状与碎片时间的利用
高校图书馆信息素养课程的目的之一就是要引导大学生利用好馆内外信息资源，当前这些资源基本都已经以电子方式呈现，为适应网络时代信息碎片化的特点,图书馆信息素养课程的内容也呈现出更新快、变化多、内容多的情况。
但这些联系不紧密的碎片化知识难以形成固定体系，课程中知识碎片化的现状长期得不到很好的解决。
在实际生活中不难发现移动APP可以有效利用碎片化的时间，比如，等车、坐车、等人这些时间，随处都能看见使用手机的人，这些人中尤以大学生居多。
由此来看，移动APP具备让大学生有效的利用碎片化的时间的作用。
既然找到了有效利用碎片化时间的方式，那么高校图书馆信息素养课程中大量的碎片化知识是否可以通过移动APP来消化呢？
维柯被称为是第一位明确建构主义的人，他认为：
人能清晰地理解他们建构的一切。
后来的建构主义学习理论就将他的理论进行发展，认为学习应当以学生为中心且通过碎片时间获取的知识依然可以成为建构个人庞大知识体系的砖瓦。
这就为用碎片化时间消耗碎片化知识提供了理论基础。
[1]
在课改实践中，针对高校信息素养课程碎片化知识多、实践性强的特点，建立相应的微课平台，让大学生可以在课外利用碎片时间浏览学习碎片知识，课堂上则主要提供上机实践和教师答疑，无疑将改善整个信息素养课的学习过程。
所以，能否搭建好一个基于Android的流媒体信息素养微课平台成为本次教改课题破题的关键所在。
这种新的上课模式和上课平台的出现是现代教学理论、计算机技术和现代通信技术发展的综合产物。
当前，互联网、掌上终端及通信技术的日新月异，特别是4G通信技术已经成熟及流媒体技术的发展使移动多媒体应用到新型信息素养课程中成为可能。
本文将通过构建一个无线流媒体学习平台，将最热门的教学理念及最新的技术融合到一起，通过两年的教学实践的不断摸索，初步形成了搭建南京晓庄学院创新信息素养课程平台的想法。
该平台基于移动流媒体技术，针对目前市场占有率最高的移动操作系统Android系统进行开发，力求让学生通过移动APP浏览信息素养课流媒体微视频的方式，充分利用平时碎片时间完成对课程中碎片性较强的知识的学习。
3.0基于Android的流媒体技术分析
3.1Android平台
Android是著名的Google公司于2007年推出的一开源移动平台，开发者可以在其中建立自己丰富的软件应用，目前已经发布了Android5.0版本。
伴随着4G通信的普及，智能手机已经成为了真正可以承载多媒体的互联网终端。
Android是用Linux为内核，以Java语言作应用开发。
平台包括了操作系统、用户界面、中间件和应用组成。
系统采用分层结构，分别是ApplicationLayer、ApplicationFramework、Libraries和LinuxKemal，如图3.1所示。
图3.1Android架构图
其中ApplicationLayer是用户可以直接接触的层，换言之Android通过该层为用户提供各种服务，比如拨打电话、收发Email、收发短信、浏览器、通信录管理程序以及应用程序管理器等。
同时，第三方应用和开发者自己的应用也都基于改层并使用JAVA语言进行开发。
ApplicationFramework层是发布核心应用时的API框架，同时开发者也可以用该API进行开发。
Libraries主要为上层应用程框架提供组建支持。
从图可以发现Libraries包括程序运行库和Android运行库，其中程序运行库包括：
多媒体库、SurfaceManager、SQLite、Graphics图形图像相关函数库等。
多媒体库本身具备支持多种格式音频、视频格式的条件，其中包括常用的MP3、ACC、AMR、megp4、H.264、jpg、png等多媒体格式。
多媒体框架这一层采用了OpenCore开源框架，其中的H.264解码器是目前开源H.264解码器中最好的一个。
OpenCore功能强大，其中的PVPlayer不仅能播放本地文件也可以播放网络流，具备流媒体控制、解码及文件解析的功能。
3.2流媒体技术
流媒体技术是一种通过网络实现音频、视频实时播放的技术，这种技术使得播放音频、视频文件无需事先下载整段文件即可从任意所选时间节点开始播放。
流媒体技术在很多领域受到欢迎（在线版权音乐、网络电视直播等），是由于它具备以下特点：
1.速度快。
先进的网络传输技术避免了以往需要将整段文件下载到本地电脑后才能播放的问题。
2.版权保护性强。
由于无需将文件下载到本地即可播放，使得版权能有效的受到保护，防止版权文件被随意拷贝和修改。
3.启动快。
用户只需要等待较短时间即可观看视频或收听音频，甚至在直播中也可以胜任。
随着手机上网速度的大幅度提升，在手机上浏览多媒体信息成为可能，也使得流媒体技术进入无线网络和手机应用领域。
目前，流媒体技术主要还集中在PC机使用上。
随着手机用户的持续增长、4G技术的普及和资费的下降，流媒体在手机终端的应用研究前景广阔。
市场研究公司ICInsights发布的《2015年IC市场驱动报告》显示：
2015年，全球手机用户量将首次超过全球人口总数。
Android系统作为手机中使用量最大的手机及平板操作系统几乎被目前所有的手机品牌所采用。
流媒体服务的核心系统在于流媒体服务器，流媒体服务器如同整个系统的心脏，它提供对媒体内容的采集、存储、调度和传输控制。
整个流媒体应用系统的性能和服务质量与其息息相关。
目前常用的流媒体服务器有FMS：
FlashMediaServer、MMS：
MicrosoftMediaServerprotocol、PNM：
ProgressiveNetworksAudio、RTSP：
RealTimeStreamingProtocolWowzaMediaServer、live555及Red5，但由于本次系统是部署在基于JAVA的Android系统上，所以主要在WowzaMediaServer和red5中选择。
在选择中注意到：
Wowza比red5更小巧，更高效且稳定性更高，WowzaMediaServer2是具被工业级水准的流媒体服务器，可方便的添加一些API进行拓展服务器功能，能实现音频/视频流媒体的分发，能应用诸如录制课程、文字互动等服务。
不但可以实现学生随时在移动终端收看微课视频，而且能实现教师利用手机随时采集摄微课视频。
[2]
4.0系统分析与设计
本系统设计为能为在校学生提供不限制地域、时间的课程点播和公开课直播服务，只要能接入网络就能用主流电脑终端和Android系统终端都能通过学校单点登录系统进行学习。
为适应对课程点播和直播的不同需求，本系统采用了两种转码方式：
点播系统转码是先将录制好的音频视频文件预先转换成一系列码率不同的流媒体文件保存在流媒体服务器的存储中，让用户根据网络情况进行选择播放。
直播课程的转码则是实时获取音频视频信号，通过转码工具转换为一组不同频率的视频流存储在流媒体服务器的缓冲区中。
转码系统使用了hadoop实时调度分布编码策略，采用MapReduce编程框架以及开源转码工具实现分布式编码工作。
基于Android的流媒体信息素养微课平台主要包含视频源、服务器、网络媒介和移动终端四个部分，如图4.0所示。
图4.0Android的流媒体信息素养微课平台架构图
系统由微课视频采集端，媒体采集转码服务器、流媒体服务器与客户终端四部分构成。
采集的微课音视频在媒体采集转码服务器中被编码、流化处理，然后由流媒体服务器处理客户端的请求，发送流式文件。
客户端的普通PC和Android设备接收服务器端流文件并进行重新排序整合，交由本地解码器进行相应的解码，最后用户通过播放模块收看微课视频。
[3]
由于视频文件占用空间较大，需要采用大容量存储设备，并进行定期备份。
本系统采用SAN存储方案，该方案可以让新增的服务器与图书馆已有的服务器共享已有的存储设备，有利于存储的高效率使用。
SAN是以网络为中心的存储结构。
通过集线器、交换机、网关等设备建立起服务器与存储设备之间的链接。
本方案中媒体采集转码服务器及流媒体服务器都在独立的读写存储设备，并且存储设备不限于为以上两个服务器独享，可以继续为图书馆其他服务器提供存储服务。
如图4.1所示。
图4.1平台流媒体存储方案
流媒体服务器是本系统的关键，主要负责对课程内容资源进行管理、调度、封装及传输。
流媒体服务器的性能很大程度上决定了整个平台服务的质量。
与普通的web服务器相比，流媒体服务器具备哦更强的数据处理能力及I/O操作能力，能满足上百个客户端同时请求并播放微课音视频。
在网络控制模块的设计上，平台使用RTSP协议实现客户端与流媒体服务器的会话。
RTSP建立实时的基于IP网络的媒体流的控制，同时使用TCP或UDP进行传输。
本平台就是使用的TCP对TRSP报文进行传输，传输协议图如图4.2所示。
图4.2协议图
RTSP协议与服务器建立连接并通过协商后，流媒体服务器以流形式的包从服务器传输到客户端。
客户端获取TRP包的内容，RTCP协议继续负责交换
4.1服务器端设计：
服务器端主要实现音视频文件的管理、流文件编码、封装打包及网络控制等功能。
下图4.3为服务器的设计序列图。
图4.3服务器序列
在上图中。
当客户端向服务器发起连接请求，服务器主线程即在线程池中获得连接并利用该线程去处理具体的处理某一个在线课程资源请求队列。
如果出现用户请求过多的情况，链接请求会被插入到管理资源的线程缓冲队列等待吗流。
对于服务器的网络控制模块而言，主要实现的就是与流媒体服务器的对话及流媒体数据的传输控制。
具体时序图如下图4.4所示：
图4.4服务器网络控制模块时序
服务器接受客户端发起的RTSP请求后，会使用SDP会话通知客户端确认该链接的端口号、SessionID等信息。
如果成功建立连接，服务器则负责将打包好的TRP发送到客户端，同时，服务器端会继续接收客户端通过RTCP协议的反馈信息，并根据反馈信息调整服务器的发送速率、负载载荷等，以便客户端得到更好的播放体验。
对于手机客户端而言，由于环境、位置等因素造成网络流量不稳定，这样的设计保障了手机用户的体验。
4.2客户端设计：
客户端设计主要包括UI设计和模块设计。
在移动平台上一个好的UI显得比电脑终端更为重要，因为移动平台位置有限，操作都是在指尖完成。
在Android系统中，UI元素都是集成了androi.view.view类。
通过Eclipse开发工具中的ADT插件可以完成设计实现。
各类设计用图片文件都存放在Android工程的drawable下面。
布局文件的空间都是通过XML的标签描述，这样就可以通过属性来描述和控制。
界面如图4.5所示。
图4.5手机客户端界面
对于音/视频课程播放模块择，具体类图如下图4.6所示：
图4.6音视频播放类图
上图中的VedioPlayerActivity类负责读取本地或者网络流文件，VedioPlayer类负责视频文件的最终播放，文件的列表和操作则通过VedioListActivity类来实现。
5.0结束语
网上公开课程、基于移动网络的多媒体应用、Android、反转课堂，MOOC都是当前的热门研究课题，本次搭建基于Android的流媒体信息素养微课平台的研究以技术应用为主线，交叉了多个热门课题，在实践明显的发现了取得了良好的效果，比如：
信息素养课的知识更新快，知识碎片化高的特点正好适合反转课堂结合手机在线的为课程学习方式[4]，过去老师总为有新的知识碎片加入感到恼火，修改整个课程进度和逻辑顺序带来大量的工作量，现在只需要为新增知识点加拍一个微课程视频放到服务器上即可。
又如：
基于Android的流媒体平台适合当前手机的实际使用环境，而大学生正是手机多媒体用户的主力群体，在这种插空式的短时间视频学习起到的效果大大超过了课堂讲授。
再如：
过去上机实验时间不足是一直困扰信息素养教育课程的一个难题，往往是上课内容越多，上机时间越被挤占。
现在课堂上除固定的基础知识外，都可以安排为上机指导时间，不但让同学有机会在课堂上获得及时的指导，而且提高了针对不同层次学生的指导针对性。
参考文献：
[1]魏涛,彭涛,郑建宏,杨小明.基于Android的流媒体播放器的研究与设计[J].电视技术,2014,05:
89-91+108.
[2]杨明极,许雪松,李天池.基于流媒体技术的移动视频服务器的设计[J].电视技术,2013,17:
167-169+173.
[3]杨金花,宋宝瑜.移动流媒体在远程教育中的关键性技术及应用研究[J].远程教育杂志,2010,06:
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[4]董黎明,焦宝聪.基于翻转课堂理念的教学应用模型研究[J].电化教育研究,2014,07:
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南京晓庄学院信息素养课改项目，项目代码：
4033562。
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