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关键词:智能化;网络;控制;多媒体;教学系统
中图分类号:TP37文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)02-0268-02
0 前言
信息技术正在改变高等教育的人才培养模式。2007国家教育质量工程实施方案明确指出:高等学校要把信息技术作为提高教学质量的重要手段。事实上,体现现代信息技术在教育教学中应用的多媒体技术越来越受到教师和学生的普遍欢迎。它具有生动、直观、灵活的特点,能在单位时间内增加更多的信息量、能将授课过程中的一些很难直观表达的问题,生动、灵活地表现出来。因此,多媒体教学系统如雨后春笋般地在各个高等学校建立了起来。经济管理院系怎样建好、用好、管好多媒体教学系统,使多媒体辅助教学手段在提高教学质量中发挥更大作用,是值得我们深入研讨的问题。
1 传统多媒体教学系统的不足
一般传统的多媒体教学系统由中央控制器、控制柜、投影机、屏幕、计算机、影碟机、录像机、功放、音箱、话筒等组合而成。其核心部分为中央控制器,其他的硬件通过与控制器连接并受控于它来实现多媒体教学。然而,由于传统的中央控制器功能单一以及多媒体教学系统管理归属不同,建设地点分散,建设时间、规格和型号不统一等原因,给教师的使用和管理也带来了很多的问题。结合传统多媒体教学系统的使用情况,我们可以将其引发的问题概括为以下几个方面:
1.1 使用手续繁杂
教师使用多媒体所需要办理的手续繁杂。课前一般需要履行以下手续:填写使用登记表、取控制柜钥匙、打开柜锁、开启必要的设备进行授课;下课后,还需要将所有设备复位、关闭电源、锁好柜门、归还钥匙。
1.2 故障排除不及时
多媒体系统的硬件设备种类繁多,设备之间的连线复杂,设备的故障率高,排除故障和维护的时间长。出现一些常见故障,只有通过电话或者下课时通知维护人员才能解决,不能及时排除,这样就影响了正常的教学。
1.3 维护管理工作零碎繁重
在处理计算机病毒、系统破坏、软件丢失、系统和病毒库升级等问题时,只能在本地采取相应的解决措施,必须逐一操作而不能同时进行。这种单机的恢复无疑给维护人员带来很大的工作量。
1.4 使用培训效果不明显
虽然开课前进行使用培训,但是很多老师在上课的时候又忘记了操作步骤。还有因设备不统一而让教师搞混了各自的操作,造成在运用过程中设备出现故障,人为增加了设备的故障率,影响了课堂教学效率且缩短了设备的使用寿命。
2 基于网络环境下智能中控多媒体教学系统的优势
如何克服上述问题,更好的方便老师们的教学,我们提出了基于智能化集中控制的多媒体教学系统的整体设计。在对各厂商生产的硬、软件产品进行论证的基础上,可选择一些在市场上比较成熟、稳定性高且功能上完全能弥补传统多媒体教学系统不足的先进产品和技术,创造性地建立多媒体教学智能中控管理系统。这样的系统将由中控管理子系统、监控管理子系统、网控管理子系统、流媒体课件实时录播系统组成,与传统多媒体教学系统相比较具有如下优点:
2.1 批处理开关机
可以通过中央控制室的多媒体中控管理子系统实现对所有多媒体教学系统内的主控柜和各种硬件设施(如电子柜门、电脑、投影、电动屏幕、功放、IP电话等)的批处理开关机。在多媒体教学系统上课的老师就无须填写使用登记表和领用、归还控制柜的钥匙,从而可简化多媒体使用的手续。
2.2 内置IP电话与远程控制
能够在中央控制室通过监控管理子系统以及中控管理子系统中的内置IP电话与远程控制功能,及时发现并维护多媒体教学系统出现的故障,做到出现故障能在第一时间内解决,从而在很大程度上减小了故障对正常教学的影响。只需在中央控制室通过多媒体网络中控管理子系统,就可以对每一间多媒体教学系统内的计算机同时进行查杀病毒、软件安装和系统升级,这将大大减轻管理和维护工作人员的工作量。
2.3 网络环境教学质量监控
监控管理子系统以及中控管理子系统允许教学管理人员在校园网内任何有计算机的地方,通过授权就可以实时对每间多媒体教学系统的授课情况进行教学质量监控,方便管理。
2.4 实时录播
在中央控制室可通过流媒体课件实时生成子系统,由一名操作人员控制,就能将优秀教师所授课程的内容进行实时的录像、整合、编辑、播放,提高时效性,实现优势资源共享。
3 网络环境下智能中控多媒体教学系统设计
3.1 系统概述
多媒体智能中控管理系统由智能中控管理系统、监控子系统、流媒体课件录播子系统、网控子系统四部分组成。能根据课表自动开启或关闭教学系统设备,自动诊断故障。通过图形化的显示界面,实时显示多媒体教学系统内中控、投影机、计算机、主控台的工作状态。远程监视教学系统计算机桌面内容并能接管键盘和鼠标,方便进行远程处理与控制,从而实现对故障的快速排查与维护。全方位、高清晰、实时监控,随时提供设备状态预警。系统能自动生成流媒体课件,完成宝贵的课件资源积累。
3.2 总体结构设计
整个多媒体智能中控系统,是由总控室、传输网络以及各独立的多媒体教学系统设备三部分组成,其中总控室包括一台专业服务器和多台高配置多媒体计算机,分别完成设备控制、视频监控、网络控制、教学录播、课堂直播等工作。传输网络包括现有校园网和监控网络。多媒体教室内设备都可通过IP数据包在校园网上传送。监控的视频信号、音频信号可通过专用监控网络来传送。各教室相对独立的多媒体教学设备较多,由智能中央控制器进行集中管理,主要完成上课时教师所需AV设备间的视频、VGA信号的切换等。
3.3 主要系统功能设计
(1)智能中控管理系统。
系统应操作简单方便,可实现远程一键开启与关闭教学系统内所有设备(投影机关闭时可设有3-5分钟散热延时),并完成设备检测与故障排查。教师只需按课表安排,进教室即可进行多媒体教学。主控台有蜂鸣器提示教师推开主控台,教师在柜门锁闭时可通过一键呼叫功能与主控室直接联系;非接触式IC卡,可实现刷卡自动打开主控台和多媒体系统。
多媒体控制系统的核心设备可由控制计算机与教室内集中控制器组成,所有操作由控制计算机向集中控制器传送232串口指令完成。集中控制器具有VGA矩阵、视频矩阵、音频矩阵、讲台门磁、投影机断线、电脑断线、大门门磁、投影灯开关检测模块、IP电话对讲、一键开关机等功能模块,通过集成电源管理,控制电动幕、投影机、电脑、功放等设备。
(2)监控子系统。
多媒体教学系统全部实现不间断高清晰数字监控和全数字录像,能实时监控多媒体教学系统的课堂和设备运行情况。监控系统可同时保持与教务处长及教学主管副校长、校长办公室的连通,真正实现高清晰教学质量实时监控。监控系统的录像(其摄像头可以远程任意变焦、350度自动旋转)、回放、自动保存、更新都可通过内网实时传递,同时还可以通过大屏幕背投系统监看所有多媒体教学系统。监控信息可经过系统录制、编辑后,作为节目源供播放或点播。
监控显示画面可手动、自动切换,可25帧/秒全屏显示,可单画面、四画面、十六画面回放,压缩算法MPEG-4/H.264,录像速度50-200M/小时/路,音视频同步,可设置COM口与485的转发速率,可控制云台镜头与快球。
(3)流媒体课件实时录播系统。
流媒体课件自动生成子系统的功能是通过软件实现完成宝贵的课件资源积累,把整合叠加的视频、音频和计算机图像(课件)数据保存到教学系统端或者远程服务器上。系统可采用流媒体技术课件到Internet。视频课件同步录制、同步生成、同步直播、同步网络存储、实时点播。适应宽带到窄带。
在视频压缩策略上拟采用目前世界最先进的MPEG-4压缩编码技术,对连续性或清晰性计算机画面采取智能变率的压缩技术,清晰度可调,以调整数据量;采用流媒体格式传输,可以选择不同的编码压缩格式;实现在窄带上传输动态性高的变化。通过VGA采集,不需要在教学用计算机上安装任何特别程序,就可以将计算机显示器能显示的内容全都采集(包括视频画面)。系统通过网络远程控制管理,网页式录入、维护;自动生成、自动同步更新记录库。
(4)网控子系统。
网控子系统可以对教学系统中各计算机进行远程管理,进行系统病毒库升级、远程维护,达到实时维护的效果。具有网络对拷功能,可以快速将一台机器上安装好的系统部署到整栋教学楼的所有计算机上。网控系统通过发射端收集所有网卡的MAC地址,在发射端进行排序,然后将参数传递过去,就能将所有的计算机的IP地址进行自动分配、修改并固定下来、通过传递参数还能实现批处理修改计算机名、设置DNS和网关等。
4 结束语
随着国家、省、校三级教育质量工程实施方案的出台,加强学科建设、深化教学改革、严格教学管理、保障和提高人才培养质量已成重中之重。智能化多媒体教学系统的应用与管理,与教学改革创新有着密不可分的关系,经济管理院系要在教学活动中广泛采用信息技术,不断推进教学资源的共建共享,逐步实现教学及管理的网络化和数字化。
参考文献
[1]彭妙颜. 多媒体视听教学系统中的智能化群体互动技术[J]. 华北航天工业学院学报,2006,(1):69-70.[2]万华明,吴军,易力. 可管理开放式智能网络化多媒体教室教学系统的设计构建与实现[J]. 江西科学,2005,(3):259-263.
关键词:多媒体;教学系统;设计
随着信息技术的飞速发展,以计算机多媒体技术、网络技术、信息高速公路等为代表的新技术不断更新,多媒体教学已经取代了传统的教学方式。在基础校园网建设基本完成的条件下,多媒体教学系统建设的网络化、数字化发展成为了必然。多媒体教学系统的建设成为教学管理工作者的共识,而多媒体教室管理、状态监控和日常维护也成了学校需要迫切解决的问题。同时,多媒体教学系统的应用核心依旧是教学,计算机多媒体技术、网络技术的课堂系统的建设及网络化的多媒体教室教学功能的实施,成为了学校管理者所关注的问题。下文围绕技工类院校多媒体教学系统的设计进行一番探索,以设计出系统可靠、设计先进、配置合理、兼容性好、易于升级、便于管理的多媒体教学系统,从而提升教学质量。
一、技工类院校多媒体教学系统的现状综述
1. 设备维护工作量大,多媒体教学平台管理员工作负担加重。
传统多媒体教室的电教讲台是个集中化但开放式的平台,整个多媒体教室的电教设备基本都集中放在电教讲台里。由于教室的开放性及人员的流动性,会导致电教设备出现经常性的故障甚至损坏,比如电脑,一旦操作不当就可能导致电脑瘫痪,影响教学;再如播放设备,包含音响、功放、麦克风等是相当脆弱的设备,稍不注意就可能会把设备烧掉,从而影响教学的进度及质量。以上的弊端都需要一个强有力的监管平台来帮助管理,以减轻管理人员的工作负担。
2. 设备不能统一监控、管理,资源浪费现象突出。
在国家大力提倡绿色环保的大环境下,如何高效节能,既响应国家号召,又实实在在地为学校省开支是管理者们思考的问题。一间多媒体教学平台至少包含投影机、投影幕、电脑、多媒体中央控制器、功放、音响、麦克风等设备,尤其是投影机等能耗大户。如何监控这些设备的使用情况,并方便地远程管理这些设备显得至关重要。
3. 精品课程、远程教育、广播及点播教育的需求日益增加。
无论是高教、普教还是技工类院校,都需要经常把优秀教师的讲课实例拍摄成为精品课程进行评比或资源共享,而现代化教学经常运用到多媒体设备,例如:PC、笔记本电脑、电子白板等。传统的拍摄手段已经没办法完美诠释课堂教学的精华,这就需要有更优秀的方法和设备来解决这个问题。
以上林林总总都是区别于传统教育的新型教育方式,在基于传统教育方式的情况下结合各种新型的教育方式是未来教育方式的方向,灵活利用各种新型的教育方式,提高教学质量是现代教学的目标所在。
二、技工类院校多媒体教学系统的必要性
现代多媒体教学目前是各高校、普教及技工类院校信息化建设的重点,相对于传统的教学方式,多媒体教学系统通过将文字、图形、图像、声音集合在一起,采用生动活泼的声像显示,不仅丰富了教学手段,扩充了教学资源,而且提高了课堂教学效果。充实、形象、生动的授课内容,声像并茂的教学形式,激发学生的学习兴趣,强调了“以学生为主”的教学新思路,提高了教学质量。
在传统模式课室的基础上安装满足现代信息教育设备,采用网络中控技术对多媒体教室设备进行集中监控和监测以及录播成为电化教育的重要方式;为学校的教学管理、课件录播、安防、教学监控观摩提供了高效的管理工具;通过网络中控技术跟校园网络的无缝衔接,真正实现了校园意义上的三网合一。
三、技工类院校多媒体教学系统的设计要点及目的
当前,各大院校传统多媒体教室和基础校园网建设已相继完成。随着多媒体、计算机、网络等高新技术的飞速发展,多媒体教学系统建设需求不断发展,出现了许多新的特性,因此新兴的多媒体教学系统建设应尽量满足以下几点要求:(1)多媒体教室的网络化集中管理、控制和维护;(2)多媒体设备操作的简便性;(3)多媒体教室安防报警体系的建立;(4)以主讲——听课模式为主,开展多媒体教室联网授课和远程教学的课堂录播系统的建设;(5)实现校园网、多媒体教室和数字化资源合理整合,实现数字音视频直播功能、数字监控功能、IP电话功能、VOD、AOD、COD等多媒体教学功能;(6)实现闭路电视、IPTV、FM广播等系统的整合和管理。
结合技工类院校的教学特点,整套教学管理系统又可细分为以下几个子系统:(1)多媒体教室管理系统:整套系统基于以太网,建构于校园网平台,采用软硬件结合的模式,为多媒体教室的管理提供本地、远程两种管理方式。(2)课堂录播系统:整套系统可完成多媒体课件内容和多路教学现况实时采编、传输、广播、点播、编辑等功能,实现精品课堂全方位、立体化再现,方便学校进行远程网络教育和学生自主学习。(3)多媒体教学系统:这套系统的实施能强化多媒体教室的教学手段,不仅提供多媒体课件点播,VOD、AOD、模拟音视频资源课堂点播,丰富课堂授课内容,还可提供简洁的课堂操作方式,让多媒体教室建设实现其真正意义。(4)数字监控系统:数字监控系统以计算机为中心、视频压缩技术和网络技术为基础、实现图像监视系统的小型化、高清晰化、自动化和网络化。(5)安全防范系统:通过红外探头、门磁、断线检测探头等检测防范区域的异常情况,当有异常情况发生时,可随时通知管理中心和保卫部门。
四、技工类院校多媒体教学系统的设计特点
整套教学管理系统的主要设计特点有:(1)多媒体教室管理系统的图像监控、课堂录播系统和数字监控系统共用摄像资源,用户可就教学监控、课件录播、安防监控方面综合设计,根据实际需要安装摄像枪,避免重复投资。(2)课堂录播系统既可以作为单独的系统使用,又能在多媒体教室管理系统中远程启动和管理整个校园的录播功能。(3)数字监控系统的网络视频图像监控集成到教学管理系统中,可以实现在教室设备监控管理时监看教室视频图像,操作直观方便。(4)CATV广播系统的教室接收终端集成到网络中控内,多媒体教学管理系统可以灵活方便地对CATV的广播接收进行远程控制管理。
多媒体教学系统的设计方案就是要以现代教育为目的,涵盖以上所有要素的解决方案。在多媒体教学系统的建设过程中,综合应用了计算机技术和多媒体技术及控制技术,集中协同控制计算机、影碟机、录像机、视频展台、投影机等现代视听设备,同时对电动窗帘、灯光、幕布等环境设备进行集中控制,通过大屏幕投影,营造出一个高精度大屏幕显示、高保真音质、受控声光背景的现代化多媒体视听教学环境。
(作者单位:梅县技工学校)
参考文献:
论文摘要:阐述了建构主义的学习环境及其对课堂多媒体教学系统的要求,分析了课堂多媒体教学系统的现状,进而提出一套实现建构主义学习环境的课堂多媒体教学系统设计方案。
1引言
从20世纪90年代开始,多媒体技术迅速兴起、蓬勃发展,其应用领域不断扩大。由于多媒体具有图、文、声并茂以及有活动影像这样的特点,所以能提供最理想的教学环境,形成了一种全新的教学系统—多媒体教学系统。多媒体教学系统的建设需要以现代学习理论为指导,对各种多媒体产品进行有机的整合。于是如何在现代学习理论的指导下把现代科技合理、高效地应用于教学成为多媒体教学系统建设的关键问题。
2建构主义的学习环境
建构主义也称结构主义,最早是由瑞士心理学家皮亚杰(J. Piaget)提出来的。建构主义认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。因此建构主义的学习环境包括“情境,’,“协作”、“会话,,和“意义建构”四大要素。
“情境”是指学习环境中利于学习者对所学内容的意义建构的情景和意境。“协作”与“会话”是学习过程中人与人、人与机之间的交流、讨论和合作。“会话,’是协作过程中不可缺少的环节。“意义建构”是整个学习过程的最终目标。所要建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学习者建构意义就是要帮助学习者对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间的内在联系达到较深刻的理解,并形成自己的认知结构。
3建构主义的学习环境对课堂多媒体教学系统的要求
建构主义学习环境中的四大要素充分体现了建构主义学习理论的基本学习观,对课堂多媒体教学系统提出了新的要求:
①学习的主动性要求课堂多媒体教学系统必须解决学习者信息输人的问题。建构主义认为,学习是学习者利用已有的经验、知识结构同化和顺应新知识,从而对新知识进行主动建构,而不是被动接受。这就要求多媒体教学系统为学习者提供主动参与学习的途径。
②学习的情境性要求课堂多媒体教学系统必须解决教学信息输出的问题。建构主义认为,情境能使学习者形成背景性经验,有利于新知识的建构。情境学习是让学习者在所学知识的真实的与应用的环境中,通过设计好的教学活动进行学习,在情境中形成知识意义的多方面建构。这就要求多媒体教学系统为学习者创设出生动、逼真的情境。
③学习的社会性要求课堂多媒体教学系统必须解决学习活动开展的问题。建构主义认为,学习者与周围环境的相互作用对于知识意义的建构起着关键性的作用。在协作学习的过程中,学习者们通过会话,对知识的理解更加丰富和全面。同时,学习者在对同一问题的各种观点进行组织和改造的过程中,提高意义建构的能力。这就要求多媒体教学系统为学习者创造协作学习的方式。
4课堂多媒体教学系统的现状
课堂多媒体教学系统是指单个教室里搭建起的多媒体教学设备环境,例如多媒体教室、网络教室等。现行的课堂多媒体教学系统主要有两种形式:多媒体教室和多媒体机房。多媒体教室主要以电脑和数字投影仪的组合为主,多媒体机房是具有播映功能的教学机房。本文针对多媒体教室进行探讨。
从建构主义的观点来看,现行的课堂多媒体教学系统仍存在着缺陷:
①没有充分激发学习的主动性。学习者仍然是以听教师讲述,记笔记的方式进行学习,没有能够主动参与学习,进行知识意义的建构。其原因是多方面的,一方面是因为教师没有转换教学模式,以建构主义学习理论为指导来进行教学设计;另一方面是因为现行的课堂多媒体教学系统只具有教师输出和输人信息的设备(多媒体计算机、视频展示台等),没有提供学习者输人信息的工具,因而不能完全激发学习者积极参与学习的主动性。
②没有充分展示学习的情境性。在现行的多媒体教室里,虽然有投影机、视频展示台、影碟机、计算机等展示视频信息的工具以及功放、音响等展示音频信息的工具,但是它们只是解决了视觉和听觉的基本需求问题,没有能够创设出生动、逼真的学习情境。
③没有充分体现学习的社会性。现行的多媒体教室除了安装有多媒体设备之外,与普通教室的摆设基本相同。“田埂”式摆放的桌椅使学习者安于在自己的“责任田”里埋头苦干,自得其果,缺乏与同伴的交流、协作。某种程度上也使得一些性格内向,不善与人交流的学习者更加自闭。这一方面是因为教师没有注重学习的社会性,没有开展协作学习;另一方面也是因为现有多功能教室没有为师生开展协作学习创造条件,因而不能完全体现学习者参与学习的社会性。
5实现建构主义学习环境的课堂多媒体教学系统的设计方案
本文从建构主义的三个学习观及其对多媒体教学系统的要求出发,对现行的课堂多媒体教学系统进行改进,提出了实现建构主义学习环境的课堂多媒体教学系统的设计方案。
5.1控制面板—充分激发学习者学习的主动性
该课堂多媒体教学系统为每一位学习者提供主动参与学习的工具—控制面板,它是学习者输人信息的工具,包括课前输人相关内容的掌握情况、课中参与教学活动、课后反馈该教学内容的掌握情况等等。这需要教师备课时考虑多方面的因素,针对本节课的教学内容,制作出有选择流程的课件。学习者输人的信息直接传送到计算机,教师能够立刻了解全体学生学习的真实情况。利用控制面板,既可以保护学习者的隐私,又可以真实传达学习者的想法,使得学习者积极参与到教学活动中来,充分激发学习者学习的主动性。
5.2多种媒体综合应用—充分展示学习者学习的情境性
科学家通过大量的实验证实:人类获取的信息83%来自视觉,II%来自听觉,这两项加起来就有94 %,其余6%分另纽来自嗅觉、触觉和味觉。该课堂多媒体教学系统正是通过视觉和听觉这个获取信息的主要通道来创设学习情境。视觉上,通过多媒体计算机、电子白板、高分辨率投影机、大屏幕、数字视频展示台和QTVR(快速虚拟)等多媒体设备的综合应用,建造出逼真的视觉感受;听觉上,通过科学设计出的音响系统以及优质的音响设备,营造出身临其境的听觉感受。视听结合便创设出生动、逼真的虚拟情景,充分展示学习者学习的情境性。
5.3基础设施人性化—充分体现学习者学习的社会性
科学家关于知识保持即记忆持久性的实验结果是:人们一般能记住自己阅读内容的10%,自己听到内容的20%,自己看到内容的30%,自己听到和看到内容的50 %,在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说,在看到和听到内容的基础上,通过讨论、交流用自己的语言表达出来,知识的保持将极大的优于传统教学的效果。该课堂多媒体教学系统改进了基础设施,为实现这种学习方式创造了条件。该系统的教室设置如图1所示。
该教室改变了以往教室“田地式”的矩形格局,利用弧线,从外形上给人一种人性化的感觉。桌椅的圆形摆设,拉近了学习者之间的空间距离,使得大家面对面的交流、讨论更加方便。同时,也拉近了学习者之间的心理距离,大家围坐在一起讨论、交流,学习气氛更浓。旋转式的座椅有一定的活动空间,可以让各个位置的学习者都能看到大屏幕上显示的教学内容。该教室的布局为开展协作学习创造了大环境,充分体现学习者学习的社会性。
关键词:多媒体;网络化;可视化多媒体教学系统;全自动录播系统;信息系统
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 12-0000-02
一、网络化、可视化多媒体教学系统的技术规范及要求
(一)项目概述
1.本次建设的内容为培训中心多媒体教室设备系统,要求参加的中标商必须根据采购文件要求负责各种设备或货物的采购、运输、装卸、安装、布线、施工、调试、试运行、技术培训和售后维修、保养、等服务工作。
2.中标人提供的所有产品必须具有在中国境内的合法使用权和用户保护权且符合国际、国家或行业的有关标准要求。
3.本次采购的多媒体教室中控系统为集中式网络中控,要求各多媒体教室中的设备与控制中心的连接基于标准的以太网,不能增加其它布线,即多媒体教学、监控等均通过网络进行控制。
4.监控中心的监控录相预留到安全管理部门的接口。
(二)网络化、可视化多媒体教学系统主控室功能要求与技术参数
我中心网络多媒体教学系统要求在主控室统一监控、管理下,通过网络对所有多媒体教室的设备进行各种联动控制、监控、管理等;通过课表可远程控制教室多媒体设备的定时开启和关闭;同时各个多媒体教室系统能够独立控制、管理等。在主控室能实现对多媒体教室设备使用情况进行多画面实时视频监控,可查看任意一个多媒体教室的工作状况,能够通过视频信号与教师计算机图像同步合成显示进行教学现场录像等。
其中网络多媒体教学系统主控室必须具有以下主要功能并满足以下技术参数:
1.整个系统基于标准以太网,遵从TCP/IP协议,在主控中心能够管理多媒体教室中所有设备,能够远程配置各种设备参数,并且能够实时监测各种设备的状态。
2.在主控中心通过课表能够控制教室多媒体设备的定时开启和关闭以及其他操作等;
3.在主控中心能够对所有多媒体教室进行实时监控并可完成不间断硬盘录像,当硬盘空间不够用时,可实现硬盘空间的提示报警,并可对教室摄像设备进行统一管理,如云台的转动、镜头聚焦等,实现对教室端的全方位监控。
4.通过主控中心的电视墙能够同时监控和自动记录所有多媒体教室的图像、网络状况以及多媒体教室设备的使用情况等;
5.网络多媒体教学系统必须具有教学质量网络监控、远程教学观摩、教学质量网络评估等功能;
6.可扩展防报警功能,实现与监控录像的联动。提供声光报警信号。
(三)网络化、可视化多媒体教学系统中多媒体教室的主要功能和技术参数
1.通过桌面控制器独立完成对多媒体设备的控制和切换,不受网络通断的限制,也能由主控中心通过校园网对多媒体设备进行独立和联动的控制;
2.按上课键,所有设备时序加电,投影及幕布可手动一键联动控制及分别控制;按下课键,自动升幕,同时关闭电脑、投影机(延时3-5分钟)和总电源;所有供电设备的通断均要求实现时序通断。
3.中控控制面板的按键简洁明了,对投影机、电动幕、多媒体计算机、功放、展示台等设备的控制与切换要求“一键”联动控制。
4.多媒体教室需配多媒体网络中控,多媒体网络中控采用高速DSP 处理器,低功耗、高稳定性,监控编码功能直接由DSP电路板完成(非PC主板插卡式架构),可7*24小时不间断工作,编码格式为WMV9,码率为20K-2M之间, 网络中控实现强电、弱电彻底分离,将中控内部的电磁干扰降到最低,最大限度保障多媒体网络中控的稳定运行。
5.电源控制箱,由多媒体网络中控统一控制,依据强电、弱电彻底分离,弱电统一控制强电的基本原则,为所有外设提供工作电源,提供不低于10路的输出插座,出现故障时可用手动方式强制供电。
6.所有多媒体教室既可做主讲教室,也可作为听课教室。经主控中心授权,各听课教室可同时收看主讲教室的授课画面;
二、全自动录播教室的技术规范及要求
系统要求通过录播主机将授课老师的讲稿(包括文字、图片、动画、声音)与授课现场录下的影像,自动实时合成为同步多画面多媒体课件的实时课件制作系统。基于网络,它还可实现在局域网/城域网/专用网(选择)上的点播和同步直播。
学校示范课实时录制、生成课件,直播或供课后自主学习点播调用;
优秀教师示范课程评比,全面立体、真实再现;
教育培训系统多画面录制,生成教材;
所采用产品经过中央电化教育馆检验、所采用计算机VGA采集卡获得国家专利鉴定证书、并且通过了国家广播电视产品质量监督检验中心检验。产品3C认证。
功能要求:
1.电脑屏幕和授课视频同屏显示、录制、点播:系统可以实现现场授课场景和授课内容(电脑画面)的同屏显示以及实时同步录制、网上直播,使接收直播的班级不仅可以看到老师讲课的画面,还可清晰看到讲课的电子讲稿,效果远远优于单纯收看授课场景。
一、分析化学多媒体教学系统的结构和内容
分析化学多媒体教学系统由各个独立的模块单元构建而成,一般情况下主要分为5大模块,分别是简明的网络教学课堂(包括教学大纲、课件、视频等资源下载)、系统完善的课程测试试题库、身临其境的实践教学模拟区、便捷的在线答疑和一个交流平台――互动讨论区。打开系统首页后,可以有针对性地打开各个模块学习。
1.网络教学课堂模块
网络教学课堂模块一般情况下由6个子项目组成,分别是课程概况、课程大纲、分析化学教案、师资队伍、教学录像和课件。分析化学教学课件是按照刑事科学技术专业的教学大纲来设计构建的,每一个章节的课件都包括教学主要内容、教学重点难点分析以及前沿领域参考资料。授课课件的教学内容系统全面地包括分析化学教学大纲中所罗列构建的全部标题内容。首先是构建出《分析化学》教学大纲中的每一个大章节的一级标题总目录,总目录中的每一个一级标题都对应一个网络链接。其次每个章节的一级标题下面又分设若干个二级标题,分别对应每个大章节内设的若干个小节内容,构成各个大章节的分目录,分目录中的每一个二级标题又对应一个独立的网络链接,对应出每个小节模块具体的教学内容。授课课件中幻灯片右下角都设计一个返回链接,整体系统结构功能清晰、层次分明,操作便捷。在网络教学课件的制作设计过程中,还要大量的利用微软办公软件技术设计与《分析化学》课程教学内容契合的小动画,将教学内容中一些概念抽象庞杂、化学结构复杂、反应过程繁琐的知识内容通过精心制作的小动画生动形象地在课堂上展示给同学们,激发他们学习化学的积极性和趣味性,同时启发他们的空间想象和创新思维。例如,在碱基如何链接反应形成双螺旋结构过程中,利用动画可以清晰地展现微观化学反应,生动形象地把抽象庞杂的反应原理直观化趣味化。
2. 课程测试试题库模块
课程测试试题库模块涵盖了《分析化学》各个章节全部内容三千余道题目,每一道题目都清晰地加入了题型、难易度、分值和答案四项说明。难易度从1-4分为四档;答案可以在抽题过程中直接加入试题参考,也可以只纯粹抽出试题不附带答案。课程试题库可以根据章节、题型、难易度、分值进行智能设计随机抽题,既可以自定义模式下逐项选题,最终形成一套完整的试卷,也可以在系统中设定题型分类、难易程度划分和总分值,系统将自动随机生成一套试卷。这两种方法生成的试卷都可以通过文档导出以进一步操作,同时文档、化学公式、结构图标以及各种图片等资料也都可以直接输入该课程测试试题库,以满足及时更新优化完善试题库的功能。学生也可以登陆该系统随机分章节抽题进行自我测试,并参考答案查漏补缺,以提高自我平时学习和考试复习效率。
3.实践教学模拟区模块
实践教学模拟区模块由26个分析化学实验项目组成,其中包括化学分析项目和仪器分析项目两大类别。利用计算机信息网络技术将各个实验项目的仪器图片、文字说明、Flash动画和音响等资源设计为一套完整的系统,分层展开。每一个实验项目的设计程序都包含实验目的和原理、试剂溶液配备、实验方法步骤、设备操作、实验数据分析等几个小模块构建成。整个实验流程包括试剂溶液配置、仪器设备组装、化学反应过程等都可以通过鼠标和键盘模拟操作完成实验项目。进入实验教学模拟演示区模块后,学生也可以拖动鼠标有选择地详细观摩和演示实验流程的各个环节步骤,形象生动、简明直观、趣味性强。模拟实验过程如果出现失误或者不当操作,系统会智能提醒并纠正。
4.在线答疑模块
在线答疑模块是课下教师和学生及时便捷交流探讨化学问题的一个桥梁,是一个互动论坛平台。学生在学习过程产生的不解和疑惑可以在答疑模块留言,任课教师定时浏览解答问题,这种模式节约了师生时间而且效率高。留言板模块既可以互动问答,也可以设置命题供多人一起参与讨论,发挥群的作用。
5.互动讨论区模块
互动讨论区是一个分析化学课程学习论坛,分论坛设置有研究热点、前沿领域、仪器分析、技术创新、心得体会和课程建议等。利用该论坛学生可以跨越空间共同分享自己的分析化学学习心得体会,交流探索疑难问题;也可以促进化学兴趣者走到一起,关注学科内的研究热点和理论前沿,提升他们学习化学的积极性和主动性。
二、分析化学多媒体教学系统制作平台和制作方法
分析化学多媒体教学系统采用Delphi等软件作为辅助,使用ADOBE作为该教学系统的制作平台。
DW,中文名称"梦想编织者",是美国开发的集网页制作和管理网站于一身的所见即所得网页编辑器,利用它可以轻而易举地制作出跨越平台限制和跨越浏览器限制的充满动感的网页[2]。
该系统的网页图像处理采用Delphi等软件。分析化学多媒体教学系统的首页就是利用Photoshop软件制作而成。Fieworks是由美国设计开发出的一款网站页面制作工具,Fieworks、Dreamweaver以及Flash这三款软件的配合使用可以制作出理想的网站页面效果。分析化学多媒体教学系统中相应的各级标题、链接按键以及特殊化学标志等都是利用Fieworks软件配合Dreamweaver以及Flash共同设计完成的。
APS使得系统开发者在网页制作过程中实现交互功能,其中的ADO所提供的数据库链接功能,使用户客户端与服务器上的数据库连接问题迎刃而解 [3]。因此,分析化学多媒体教学系统中的课程测试试题库、实践教学模拟区、在线疑难解答和互动讨论区都是采用APS来实现完成的。
三、系统特点
1.形象生动的动态网络页面设计效果
虽然在操作层面上静态的页面也已经可以满足教学课件授课的需求,但是在教学资料更新和后台管理方面存在明显的硬伤。通过动态页面的制作设计和后台管理有利于及时增添优化教学资源,管理便捷,并且使得教学资料形象生动、趣味性强。在分析化学多媒体教学系统中网络教学课堂、课程测试试题库、实践教学模拟区、在线答疑和互动讨论区都能够及时动态地更新优化。
2.课程测试试题库具备自定义选择功能
传统的课程试题库基本不存在选择功能,分析化学多媒体教学系统中设计制作了自定义选择功能,可以根据章节、题型、难易度、分值进行智能设计随机抽题,有选择地分章节练习、参考答案解析或者进行错题汇总分析,真正做到课下辅助学生自我测试、自我学习、自我提高。
3.灵活便捷的互动交流平台
分析化学多媒体教学系统中在线答疑和互动讨论区都更好的弥补了高校中师生接触时间少的缺陷,网上交流更好的发挥了启发学生讨论的积极性和主动性,随时随地借助网络跨越时间和空间上的局限。当前的大学生都喜爱上网,只要能把他们吸引进网络教学,发现其中不同于传统教学模式的乐趣,就必然能体现出多媒体教学系统的优越性。
4.动态的实践教学模拟
分析化学多媒体教学系统中的实践教学模拟是将整个实验流程包括试剂溶液配置、仪器设备组装、化学反应过程等都通过鼠标和键盘操作来完成实验项目。进入实验教学模拟演示区模块后,学生既可以观摩演示,也可以模拟操作实验流程的各个环节步骤,形象生动、简明直观、趣味性强。模拟实验过程如果出现失误或者不当操作,系统会智能提醒并纠正,具备完善而强大的动态功能。