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摘要：文章通过分析职业技能公共服务系统的社会意义与技术架构，分别从服务系统研发、仿真录播系统集成、视频编解码技术嵌入等技术入手，打造面向全社会的职业技能服务平台，并详细阐述了具体的技术实现，从而实现由信息技术作为桥梁构建起职业院校与社会职业技能需求的相互融合。
关键词：e-Learning；职业技能；系统集成；数据访问技术；解码技术
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）09-2143-03
1 背景
随着经济的发展，社会对劳动力素质的需求也越来越高，劳动者寻求技术提高与再学习的要求也日趋迫切；同时，国家正在大力发职业教育，职业院校的教学环境、教学条件与教学资源建设越来越完善。如何让每个劳动者共享教学资源？如何把职业教育的优质师资与社会职业技能需求相统一？让职业教育真正肩负起服务地方经济，服务社会发展的重要使命，是许多有识之士深入思考的问题。
职业技能公共服务系统其实是面向全社会的远程学习系统，属于E-learning理念的在线学习平台范畴。在线学习平台解决方案被广范应用于各行业的远程教育、培训与在线考试等领域。在美国e-Learning解决方案已经占美国企业教育培训市场的三分之一，例如思科公司，已经把e-Learning完美地从企业培训运用到销售渠道；IBM公司则运用e-Learning解决方案组织虚拟社会中的各种技能培训活动来提升员工能力。在国内，e-Learning应用较早的行业，包括政府、银行、保险、电信等，投入了大量的资金、人力，也建立起一批形象工程，如电力远程教育培训系统、税务远程教育培训系统、各类公职人员的继续教育系统等。而面向社会劳动者职业技能的服务并不多见。
随着流媒体技术与终端服务技术的不断提高，集职业技能类的数字资源、多媒体资源共享，支持在线学习、劳动力信息交流于一体的开放式公共服务系统将是E-learning发展的主流方向。
2 研究的重点内容
职业技能公共服务系统研究开发内容主要包括服务系统研发、技能仿真录播系统集成、视频编解码技术嵌入等三个重点内容：
2.1 服务系统研发
1）功能设置：服务系统是一套具有自主产权的E-learning开方式教学平台，可以作为职业院校在校学生的业余学习的教学辅助；解决职业院校顶岗实习阶段学生的学习与技能提高管理；面向社会劳动者职业技能的再学习。在功能上实现成品资源库、仿真视频库、自建资源库、互动学习、互动交流相结合的专业性开放式教学平台。实现了职业学校、公共实训基地自建各种资源，指定实习内容，指定作业内容，指定测试内容，指定实况课堂；学员、劳动者在职业学校、公共实训基地教师的指导下，进行网上学习，网上作业，网上测试，网上课堂回放等；并实现资源的管理。
2）栏目设置：确定互联网入口栏目：教学互动、网上学习、网上作业、网上测试、实况课堂。职业学校、公共实训基地项目实施教师入口栏目：仿真资源、教学互动、题库系统、网上作业、网上学习、网上测试、实况课堂。管理员入口设置栏目：学时管理、资源统计、成品资源。
2.2 技能仿真录播集成系统
该系统利用目前先进的录播与视频摄像采集技术，把职业院校技能实训项目录制成高清视频，进行系统处理后发布至服务系统，形成技能实训仿真视频资源。这些仿真视频资源可以按专题、按项目、按学科进行存储，便于访问者检索，访问者在观看这些技能实训视频时就象师傅在言传身教一样。
技能仿真录播集成系统设备包括高清摄像机、录播服务器、数据存储设备、操作电脑、音控系统等。由高清摄像机拍摄实训操作过程与技巧，音控系统同步拾音；音频、视频经录播服务器，由录播系统录制成数字视频，并根据用户需求存放于数据存储设备，整个操作流程，通过操作电脑实现。这些存放于数据存储设备的仿真视频可以跟服务系统联动，发布于互联网，实现资源的方便的摄录、发布、共享。
2.3 视频编解码技术的嵌入
通信方式多样化，特别是互联网和移动网络的迅速发展，终端设备品种出现了前所未有的繁荣。靠虑到服务系统访问终端的复杂性，单一性播放技术常常不能满足现今复杂多样的终端环境。职业技能公共服务系统研究开发过程中，嵌入了新一代终端视频解码技术。该解码技术核心优势是视频编解码的分层，将视频流以层为单位分成多个分辨率、质量和帧速率进行存贮，终端访问时，根据访问设备的软、硬件环境，网络环境，采用软件的方式选择其中一种编码层对应的形式进行解码。这样用户终端使用PC、平板电脑、智能手机，用户的通讯环境是局域网、互联网、移动网络等所对应的视频编解码技术和视频流质量也不一样，软、硬件环境，通讯带宽决定了编解码技术的选择。在职业技能公共服务系统的服务端嵌入以分层存贮为特点的视频编码技术，克服了以仿真视频资源为主的服务系统在视频访问效率上的难点。
这三部分组成了本系统的建设过程，构建了利用先进的录播与视频摄像采集技术，把职业院校技能实训录制成高清视频，进行系统处理后发布至服务系统，形成技能实训仿真视频资源，并以层为单位分成多个分辨率、质量和帧速率进行存贮。终端软件在用户访问服务系统时，根据用户软、硬件环境，选择解码形式，确保视频播放过程的流畅度。在观看这些技能实训视频时就像师傅在言传身教一样。
3 技术关键及主要创新点
根据研发内容，设计三层技术架构：业务采集层、系统服务层、终端应用层。对应各层的关键技术为：服务系统的软件技术、仿真录播的集成技术、视频编解码的嵌入技术。职业技能公共服务系统技术架构如图1所示。
3.1 服务系统的软件技术
服务系统的软件技术主要是指系统编程技术，服务系统采用ASP.NET技术B/S结构，研发工具为Microsoft Visual Studio 2010集成环境。以Entity Framework（ADO.NET Entity Framework）为数据访问技术，SQL SERVER2005为后台数据库系统，采用三层编程技术架构。Entity Framework数据访问技术集成于.NET Framework框架，与.NET的其他技术进行无缝结合，并且使用简单，开发效率高，运行效率高。同时AJAX技术在交互的处理、实时数据的传输、前后台数据的及时刷新提供了强有力的手段。具有实战性的编程技巧、算法模型、数据存储方式；网络环境下的个性化交互、AJAX技术的应用等都是本系统的亮点技术。 3.2 仿真录播的集成技术
仿真录播的集成技术是在理解视频录播原理的基础上，组建的一项集网络技术、音视频技术、多媒体技术、环境控制技术、软件应用技术等于一体的高科技系统集成工程。由网络摄像机、高清视频服务器、录播系统、网络交换机、终端控制设备经过高度集成，实现仿真项目的录制、传输、发布等功能。考虑到当今网络技术、多媒体传输技术和音视频处理技术迅猛发展的趋势，仿真录播系统以TCP/IP网络协议为基础，采用全数字化、模块化、安全而开放的设计结构，基于B/S的应用平台，视音频综合压缩编码策略，仿真视频资源格式的自适应播放，资源分配及流量控制最优化，数据安全保护备份技术及分布式网络技术等先进的设计思想，提供标准化和技术成熟的软硬件产品，并在在图像、数据、声音的多媒体综合处理及实时传输、交换、存储、显示等方面进行深度优化。
3.3 视频编解码的嵌入技术
视频编解码的嵌入技术主要是把分层编解码技术以中间件的形式内嵌在视频流播放系统中。针对不同种类的网络和用户终端，以及多样化的交互，传统编码技术具有单一特性，虽尽可能高的编码效率，显然，对于实际应用中的各种不同特性的网络结构和终端设备并非十分优化。视频编解码的嵌入技术采用多种编码模式和子像素精度运动矢量等新的编码工具，在空间分辨率下采样的转码中运用宏块预测模式信息的快速转码算法，并兼顾移动网络环境下的容错编码、转码技术应用，减小信道误码带来的丢包现象。
本系统的主要创新点是仿真录播的集成系统为视频资源的收集与存贮系统，在线学习服务系统作为业务支持平台，视频编解码的嵌入为终端访问进行了本质上的优化。上述三者的综合形成了一个由职业院校产生资源、本项目提供技术支撑、实现职业技能教学服务于社会的效应。
4 效益与展望
本项目的实施与研发过程预期实现以下成效，并且具有一定的产业价值。
4.1 技术应用成效
1）建成技能仿真录播集成系统，应用于职业院校的实训教学，通过建设技能仿真录播集成系统，实时广播教师的实训演示，并进行存贮，可以实现一次演示，多次复用的效果，为各校提供了未来实训教学的信息化解决方案，改善了原来的教师演示只有少数学生可以看到，或要进行反复演示进行实训教学的不足之处。
2）研发提供远程在线学习的服务系统，应用于在校学生的自主式远程学习，解决顶岗实习阶段的学生远程学习与管理，通过构建远程在线服务系统，形成业务支持平台，可以为学生提供共公资源与自建资源，可以实现在教师的指导下，进行网上学习，网上作业，网上测试，网上课堂回放等，并实现对学生及学习资源进行管理。
3）积累专业资源量达一定规模，当系统资源积累到一定规模时，可应用于社会学员、劳动者的远程自主学习提高。在职业院校、公共实训基地的资源建设达到一定规模时，社会学员、劳动者可以通过劳动部门的各培训点、个人终端，对服务系统进行访问；本系统根据访问情况提供仿真技能资源、公共技能资源、实况课堂回放等服务。
4.2 社会效益
1）探索了目前职业院校技能教学与教育现代化整合之路。由本项目提出的的录像、录播、甚至远程直播式的实训仿真教学，是录播系统、录像系统在职业教学中的深入应用；解决了顶岗实习学生的业余教学与远程管理。
2）推进了职业教育成果共享。职业教育建设成果的应用不再局限在校内而是为全社会所共享，为劳动力继续教育探索出一条新途径。
4.3 技术转化，形成产业
系统实施过程，也是职业院校资源建设过程。一旦职业院校成果与社会需求达到某种供求关系的时候，便会形成拓展。为各技能培训点、各大中型企业、劳动力市场等提供优质的技能教育服务。
职业技能公共服务系统是基于WEB的在线服务系统，采用微软ASP.NET技术架构，适用于在线学习与视频仿真教学。旨在构建起职业学校与社会之间的桥梁，把职业学校的优质教学资源、教师资源经过整合为全社会所合理共享，最终实现职业教育切实服务地方经济的美好构想，笔者的团队在解决各项技术方案的基础上，正在进行实质性的研发，愿与各位专家进行此方面的深入交流。
参考文献：
[1] 张亚芳.基于J2EE架构的职业技能鉴定系统的研究与实现[D].武汉：武汉理工大学，2008.
[2] 汤晓华，吕景泉，洪霞. 基于职业能力的技能人才知识、技能、素质系统化模型建模与研究[J].职业技术教育，2012（2）.
关键词：e-Learning；职业技能；系统集成；数据访问技术；解码技术
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）09-2143-03
1 背景
随着经济的发展，社会对劳动力素质的需求也越来越高，劳动者寻求技术提高与再学习的要求也日趋迫切；同时，国家正在大力发职业教育，职业院校的教学环境、教学条件与教学资源建设越来越完善。如何让每个劳动者共享教学资源？如何把职业教育的优质师资与社会职业技能需求相统一？让职业教育真正肩负起服务地方经济，服务社会发展的重要使命，是许多有识之士深入思考的问题。
职业技能公共服务系统其实是面向全社会的远程学习系统，属于E-learning理念的在线学习平台范畴。在线学习平台解决方案被广范应用于各行业的远程教育、培训与在线考试等领域。在美国e-Learning解决方案已经占美国企业教育培训市场的三分之一，例如思科公司，已经把e-Learning完美地从企业培训运用到销售渠道；IBM公司则运用e-Learning解决方案组织虚拟社会中的各种技能培训活动来提升员工能力。在国内，e-Learning应用较早的行业，包括政府、银行、保险、电信等，投入了大量的资金、人力，也建立起一批形象工程，如电力远程教育培训系统、税务远程教育培训系统、各类公职人员的继续教育系统等。而面向社会劳动者职业技能的服务并不多见。
随着流媒体技术与终端服务技术的不断提高，集职业技能类的数字资源、多媒体资源共享，支持在线学习、劳动力信息交流于一体的开放式公共服务系统将是E-learning发展的主流方向。
2 研究的重点内容
职业技能公共服务系统研究开发内容主要包括服务系统研发、技能仿真录播系统集成、视频编解码技术嵌入等三个重点内容：
2.1 服务系统研发
1）功能设置：服务系统是一套具有自主产权的E-learning开方式教学平台，可以作为职业院校在校学生的业余学习的教学辅助；解决职业院校顶岗实习阶段学生的学习与技能提高管理；面向社会劳动者职业技能的再学习。在功能上实现成品资源库、仿真视频库、自建资源库、互动学习、互动交流相结合的专业性开放式教学平台。实现了职业学校、公共实训基地自建各种资源，指定实习内容，指定作业内容，指定测试内容，指定实况课堂；学员、劳动者在职业学校、公共实训基地教师的指导下，进行网上学习，网上作业，网上测试，网上课堂回放等；并实现资源的管理。
2）栏目设置：确定互联网入口栏目：教学互动、网上学习、网上作业、网上测试、实况课堂。职业学校、公共实训基地项目实施教师入口栏目：仿真资源、教学互动、题库系统、网上作业、网上学习、网上测试、实况课堂。管理员入口设置栏目：学时管理、资源统计、成品资源。
2.2 技能仿真录播集成系统
该系统利用目前先进的录播与视频摄像采集技术，把职业院校技能实训项目录制成高清视频，进行系统处理后发布至服务系统，形成技能实训仿真视频资源。这些仿真视频资源可以按专题、按项目、按学科进行存储，便于访问者检索，访问者在观看这些技能实训视频时就象师傅在言传身教一样。
技能仿真录播集成系统设备包括高清摄像机、录播服务器、数据存储设备、操作电脑、音控系统等。由高清摄像机拍摄实训操作过程与技巧，音控系统同步拾音；音频、视频经录播服务器，由录播系统录制成数字视频，并根据用户需求存放于数据存储设备，整个操作流程，通过操作电脑实现。这些存放于数据存储设备的仿真视频可以跟服务系统联动，发布于互联网，实现资源的方便的摄录、发布、共享。
2.3 视频编解码技术的嵌入
通信方式多样化，特别是互联网和移动网络的迅速发展，终端设备品种出现了前所未有的繁荣。靠虑到服务系统访问终端的复杂性，单一性播放技术常常不能满足现今复杂多样的终端环境。职业技能公共服务系统研究开发过程中，嵌入了新一代终端视频解码技术。该解码技术核心优势是视频编解码的分层，将视频流以层为单位分成多个分辨率、质量和帧速率进行存贮，终端访问时，根据访问设备的软、硬件环境，网络环境，采用软件的方式选择其中一种编码层对应的形式进行解码。这样用户终端使用PC、平板电脑、智能手机，用户的通讯环境是局域网、互联网、移动网络等所对应的视频编解码技术和视频流质量也不一样，软、硬件环境，通讯带宽决定了编解码技术的选择。在职业技能公共服务系统的服务端嵌入以分层存贮为特点的视频编码技术，克服了以仿真视频资源为主的服务系统在视频访问效率上的难点。
这三部分组成了本系统的建设过程，构建了利用先进的录播与视频摄像采集技术，把职业院校技能实训录制成高清视频，进行系统处理后发布至服务系统，形成技能实训仿真视频资源，并以层为单位分成多个分辨率、质量和帧速率进行存贮。终端软件在用户访问服务系统时，根据用户软、硬件环境，选择解码形式，确保视频播放过程的流畅度。在观看这些技能实训视频时就像师傅在言传身教一样。
3 技术关键及主要创新点
根据研发内容，设计三层技术架构：业务采集层、系统服务层、终端应用层。对应各层的关键技术为：服务系统的软件技术、仿真录播的集成技术、视频编解码的嵌入技术。职业技能公共服务系统技术架构如图1所示。
3.1 服务系统的软件技术
服务系统的软件技术主要是指系统编程技术，服务系统采用ASP.NET技术B/S结构，研发工具为Microsoft Visual Studio 2010集成环境。以Entity Framework（ADO.NET Entity Framework）为数据访问技术，SQL SERVER2005为后台数据库系统，采用三层编程技术架构。Entity Framework数据访问技术集成于.NET Framework框架，与.NET的其他技术进行无缝结合，并且使用简单，开发效率高，运行效率高。同时AJAX技术在交互的处理、实时数据的传输、前后台数据的及时刷新提供了强有力的手段。具有实战性的编程技巧、算法模型、数据存储方式；网络环境下的个性化交互、AJAX技术的应用等都是本系统的亮点技术。 3.2 仿真录播的集成技术
仿真录播的集成技术是在理解视频录播原理的基础上，组建的一项集网络技术、音视频技术、多媒体技术、环境控制技术、软件应用技术等于一体的高科技系统集成工程。由网络摄像机、高清视频服务器、录播系统、网络交换机、终端控制设备经过高度集成，实现仿真项目的录制、传输、发布等功能。考虑到当今网络技术、多媒体传输技术和音视频处理技术迅猛发展的趋势，仿真录播系统以TCP/IP网络协议为基础，采用全数字化、模块化、安全而开放的设计结构，基于B/S的应用平台，视音频综合压缩编码策略，仿真视频资源格式的自适应播放，资源分配及流量控制最优化，数据安全保护备份技术及分布式网络技术等先进的设计思想，提供标准化和技术成熟的软硬件产品，并在在图像、数据、声音的多媒体综合处理及实时传输、交换、存储、显示等方面进行深度优化。
3.3 视频编解码的嵌入技术
视频编解码的嵌入技术主要是把分层编解码技术以中间件的形式内嵌在视频流播放系统中。针对不同种类的网络和用户终端，以及多样化的交互，传统编码技术具有单一特性，虽尽可能高的编码效率，显然，对于实际应用中的各种不同特性的网络结构和终端设备并非十分优化。视频编解码的嵌入技术采用多种编码模式和子像素精度运动矢量等新的编码工具，在空间分辨率下采样的转码中运用宏块预测模式信息的快速转码算法，并兼顾移动网络环境下的容错编码、转码技术应用，减小信道误码带来的丢包现象。
本系统的主要创新点是仿真录播的集成系统为视频资源的收集与存贮系统，在线学习服务系统作为业务支持平台，视频编解码的嵌入为终端访问进行了本质上的优化。上述三者的综合形成了一个由职业院校产生资源、本项目提供技术支撑、实现职业技能教学服务于社会的效应。
4 效益与展望
本项目的实施与研发过程预期实现以下成效，并且具有一定的产业价值。
4.1 技术应用成效
1）建成技能仿真录播集成系统，应用于职业院校的实训教学，通过建设技能仿真录播集成系统，实时广播教师的实训演示，并进行存贮，可以实现一次演示，多次复用的效果，为各校提供了未来实训教学的信息化解决方案，改善了原来的教师演示只有少数学生可以看到，或要进行反复演示进行实训教学的不足之处。
2）研发提供远程在线学习的服务系统，应用于在校学生的自主式远程学习，解决顶岗实习阶段的学生远程学习与管理，通过构建远程在线服务系统，形成业务支持平台，可以为学生提供共公资源与自建资源，可以实现在教师的指导下，进行网上学习，网上作业，网上测试，网上课堂回放等，并实现对学生及学习资源进行管理。
3）积累专业资源量达一定规模，当系统资源积累到一定规模时，可应用于社会学员、劳动者的远程自主学习提高。在职业院校、公共实训基地的资源建设达到一定规模时，社会学员、劳动者可以通过劳动部门的各培训点、个人终端，对服务系统进行访问；本系统根据访问情况提供仿真技能资源、公共技能资源、实况课堂回放等服务。
4.2 社会效益
1）探索了目前职业院校技能教学与教育现代化整合之路。由本项目提出的的录像、录播、甚至远程直播式的实训仿真教学，是录播系统、录像系统在职业教学中的深入应用；解决了顶岗实习学生的业余教学与远程管理。
2）推进了职业教育成果共享。职业教育建设成果的应用不再局限在校内而是为全社会所共享，为劳动力继续教育探索出一条新途径。
4.3 技术转化，形成产业
系统实施过程，也是职业院校资源建设过程。一旦职业院校成果与社会需求达到某种供求关系的时候，便会形成拓展。为各技能培训点、各大中型企业、劳动力市场等提供优质的技能教育服务。
职业技能公共服务系统是基于WEB的在线服务系统，采用微软ASP.NET技术架构，适用于在线学习与视频仿真教学。旨在构建起职业学校与社会之间的桥梁，把职业学校的优质教学资源、教师资源经过整合为全社会所合理共享，最终实现职业教育切实服务地方经济的美好构想，笔者的团队在解决各项技术方案的基础上，正在进行实质性的研发，愿与各位专家进行此方面的深入交流。
参考文献：
[1] 张亚芳.基于J2EE架构的职业技能鉴定系统的研究与实现[D].武汉：武汉理工大学，2008.
[2] 汤晓华，吕景泉，洪霞. 基于职业能力的技能人才知识、技能、素质系统化模型建模与研究[J].职业技术教育，2012（2）.