Wykorzystanie mediów strumieniowych w nauczaniu na odległość

Mirosław J. Kubiak

Wprowadzenie

Internet stwarza ciekawe możliwości dla nauczycieli, oferując im w łatwy sposób komunikowanie się oraz możliwość rozprzestrzeniania wiedzy, zarówno w trybie synchronicznym jak i asynchronicznym. Wiele instytucji stworzyło szereg interesujących narzędzi edukacyjnych. Obserwujemy bardzo szybki wzrost technologiczny aplikacji internetowych, które stwarzają nowe możliwości prowadzenia procesu edukacyjnego opartego o internetowe medium.

Hiperwykład (hyperlecture) lub wykład na żądanie (lecture on demand) to nowy rodzaj przekazywania wiedzy poprzez Internet w oparciu o media strumieniowe audio i wideo.

Media strumieniowe stwarzają nowe możliwości w procesie edukacyjnym podczas transmisji wideo poprzez Internet w czasie rzeczywistym, np. możliwość synchronizowania przez wykładowcę na ekranie monitora stron WWW podczas wykładu i dodatkowego prezentowania wykresów, map, obrazów oraz dodatkowych linków.

Co to są media strumieniowe?

Początkowo pliki audio i wideo były zamieszczane w Internecie jako pliki w formacie WAV i AVI. Aby można było odtworzyć te pliki na stronach WWW należało je wcześniej załadować do pamięci zewnętrznej komputera. Jeśli plik był duży (np. o rozmiarach 1 MB lub więcej), to potrzebował on stosunkowo długiego czasu (w zależności od szybkości łącza) na załadowanie. To rozwiązanie znacznie ograniczało taki sposób przekazu informacji poprzez internetowe medium.

Pod koniec 1996 roku kilka firm zaangażowanych w rozwój hipermediów zaproponowało nowy protokół transmisyjny dla Internetu Real Time Streaming Protocol - RTSP, który obsługiwał w czasie rzeczywistym media strumieniowe. Protokół RTSP jest protokołem podobnym do protokołu http lub ftp, które umożliwiają swobodne przekazywanie stron WWW i plików poprzez Internet. Ogromną zaletą tego protokołu jest możliwość odbierania informacji przez różne przeglądarki (Netscape, Microsoft).

Technologia mediów strumieniowych pozwala na elastyczny i bardzo wygodny transfer plików multimedialnych poprzez środowisko internetowe. Zamiast, jak to było kiedyś, pełnego ładowania plików do pamięci zewnętrznej komputera, teraz plik został zamieniony na ciągły strumień danych. Stało to się możliwe w sytuacji, kiedy nastąpiła powszechna dostępność komputerów o stosunkowo dużej mocy obliczeniowej oraz stale wzrastająca przepustowość Globalnej Sieci Komputerowej. Oglądanie transmisji strumieniowej w Internecie można porównać do słuchania radia lub oglądania telewizji. Przekazywane dane docierają poprzez media strumieniowe z Sieci bezpośrednio do kart graficznych i muzycznych, które następnie je przetwarzają "w locie" na obraz i dźwięk. Dane te zaraz po przetworzeniu są usuwane.

Specyficzne właściwości mediów strumieniowych wymuszają szczególne warunki transmisji danych. Ta specyfika polega na tym, że płynne odtwarzanie strumienia audio wymusza przez cały czas transmisji ścisły porządek wysyłania następujących po sobie elementów pliku oraz odpowiednie buforowanie przesyłanych danych. Taka sytuacja zmusza odtwarzacz i serwer do komunikowania się ze sobą, ustalając, do którego momentu doszło odtwarzanie, aby przeglądarka zdążyła zgromadzić odpowiednią porcję danych do płynnego odtwarzania w przypadku nieoczekiwanego załamania przepustowości Sieci.

Oprócz popularnych formatów służących do przekazu strumieniowego możemy w Sieci spotkać również inne formaty takie jak: RealText, RealText3D, RealFlash i RealPix. Pokrótce omówimy każdy z tych formatów:

  • RealText - to technologia służąca do strumieniowej transmisji tekstu (na żywo i na żądanie). Została ona opracowana przez firmę RealNetworks i znalazła ona zastosowanie tam, gdzie wymagane jest często aktualizowanie informacji.
  • RealText3D - to odmiana technologii RealText, która umożliwia odtwarzanie tekstów trójwymiarowych. Wadą tej technologii jest wymagana zwiększona moc obliczeniowa komputera.
  • RealFlash - to technologia umożliwiająca strumieniową transmisję danych zawierających animacje wektorowe wykonane przez program Macromedia Flash. Zaletą tej technologii jest stosunkowo mała objętość plików i pełna skalowalność grafiki bez utraty jej jakości.
  • RealPix - to format, który umożliwia transmisję serii zdjąć wraz z instrukcjami sterującymi ich wyświetlanie na ekranie i doskonale nadaje się do transmisji prezentacji.
Zostały już opracowane pierwsze rozwiązania do transmisji strumieniowej trójwymiarowych światów rzeczywistości wirtualnej i transmisji rzeczywistego obrazu rejestrowanego przez kamery ze specjalnym systemem optycznym.

W chwili obecnej rynek multimediów strumieniowych został zdominowany przez trzy firmy:

Co to są hiperwykłady?

Istnieją różne sposoby przekazywania wiedzy, które wymagają różnych pedagogicznych metod i technologii nauczania. Oznacza to, że student uczestniczący w tym przekazie wiedzy jest zaangażowany w różne edukacyjne sytuacje (wykłady, praca grupowa, seminaria, ćwiczenia itd.) i pobudzany poprzez różne sposoby percepcji i wyzwania.

Zwykle tradycyjne wykłady wymagają obecności wykładowcy oraz takich narzędzi jak tablica i kreda. Podczas takiego wykładu prowadzący przedstawia swój punkt widzenia na temat wybranych problemów w formie liniowej. Interakcje pomiędzy wykładowcą a studentem podczas wykładu mogą się czasami zdarzać, ale i tak nie mają specjalnego znaczenia na przebieg wykładu. Podczas pracy grupowej studentów lub w czasie seminarium nauczyciel pełni rolę osoby prowadzącej zajęcia, stymulując dyskusje tematyczne oraz kontroluje ich przebieg w zakresie aktualnego tematu dyskusji.

Hiperwykład to nowy rodzaj przekazu wiedzy i pedagogicznego wyzwania, który został oparty o media strumieniowe. Oznacza to, że przekaz audio jest synchronizowany z np. tekstem, z mapami, obrazami, sekwencjami wideo oraz z normalnymi stronami WWW, które są zmieniane na życzenie prowadzącego wykład.

W tym miejscu możemy zadać podstawowe pytanie: dlaczego mamy przekazywać informacje multimedialne w strumieniu, skoro pliki wideo można umieścić na serwerze WWW lub wysłać je pocztą elektroniczną?

To zalety mediów strumieniowych, których nie mają dane multimedialne w pliku, przemawiają na korzyć takiego sposobu transmisji. Odtwarzanie dźwięku i obrazu odbywa się od momentu dotarcia pierwszego pakietu danych do odtwarzacza. Dodatkowo, podczas transmisji, do odtwarzacza wysyłane są polecenia sterujące: Stop, Odtwarzaj, Przewiń, Pauza, Zmień materiał, które są odpowiedzialne za wysyłanie strumienia danych przez serwer, i które znacznie ułatwiają odbiór hiperwykładu.

Co pewien czas odtwarzacz automatycznie wysyła informacje do serwera, czy ten nadal ma wysyłać dane. To znacznie ułatwia organizację aktualnie wyświetlanych informacji na komputerze np. studenta.

W przypadku transmisji strumieniowej możliwa jest stała kontrola parametrów łącza i dostosowania do nich parametrów wysyłanego strumienia danych. Kiedy nastąpi zanik transmisji lub jej zakłócenie, to w odtwarzaczu zaobserwujemy tylko pogorszenie jakości odbieranego materiału bez konieczności zatrzymywania transmisji.

Student może oglądany hiperwykład zatrzymać, przewinąć do przodu lub cofnąć w dowolnym momencie czasowym. Takie rozwiązanie rodzi zupełnie nowe pedagogiczne wyzwania, gdyż student ma możliwość:

  • zarejestrowania całych wykładów lub wybranych ich fragmentów,
  • ponownego umieszczania ich na stronach internetowych, ale np. dodatkowo wzbogaconych o nowe elementy graficzne lub linki,
  • uczestniczenia w wykładach, które nie mają struktury liniowej.
Hiperwykłady nie powinny mieć postaci tradycyjnych wykładów, w których odrębnie zawarto poszczególne media. Powinne mieć one postać mediów zintegrowanych.

Nauczanie na żądanie

Ogromną zaletą hiperwykładów jest ich dostępność w Internecie w dowolnym momencie czasowym. Stwarza to możliwość uczestniczenia w wykładzie w trybie asynchronicznym, niezależnie od miejsca pobytu i czasu. Student ma kapitalną możliwość uczestniczenia w wykładzie kiedy ma na to ochotę, np. wtedy kiedy nie jest zmęczony, albo wtedy kiedy zapomniał jakiś fragment materiału i pragnie przesłuchać go ponownie.

Hiperwykłady dają możliwość nowego sposobu nauczania - nauczania na żądanie. Student pobierający naukę w trybie nauczania na odległość często jest osobą pracującą, posiadającą obowiązki rodzinne. Dlatego też taki sposób nauczania - nauczania na żądanie, może być bardzo korzystny dla tej grupy osób.

Z hiperwykładów mogą również korzystać studenci studiów dziennych, którzy chcieliby powtórzyć wybrany zakres wiadomości bezpośrednio przed egzaminem lub porównać, jak ta sama problematyka jest omawiana na różnych uniwersytetach.

Podsumowanie

Szerokie zastosowanie mediów strumieniowych może znaleźć swoje miejsce również w edukacji do transmisji wykładów i materiałów szkoleniowych. Osoby zainteresowane tym medium będą mogły również korzystać z różnych tematycznie archiwów z materiałami, które już zostały wyemitowane.

Aktualnie największymi przeszkodami do upowszechnia mediów strumieniowych jest:

  • zbyt mała przepustowość Sieci,
  • wysoki koszt serwerów i łączy dzierżawionych oraz
  • niska oglądalność.
Pomimo wielu barier przed mediami strumieniowymi widać wielką przyszłość. Będą one nowym i bardzo atrakcyjnym internetowym zintegrowanym interaktywnym medium.

Bibliografia:

  1. Ulvund Frode, Hyperlectures - Teaching on Demand, 27 luty 2001, http://ultibase.eu.rmit.edu.au/Articles/oct98/ulvund1.htm.
  2. Perykasza D., Media w strumieniu, PC WORLD Komputer, Nr 2/2001.
  3. Tutka P., Gdzie strumyk płynie z wolna..., CHIP, 8/2000.