第三代交互式集控多媒体教学系统的设计与实现

第三代交互式集控多媒体教学系统的设计与实现

摘 要:第三代交互式集控多媒体教学系统是通信技术和教育技术相结合的产物。它采用先进的现代教育媒体和手段,有效利用学校的IT 基础设施,把传统教学与多媒体教学、网络教学、远程教学有机地结合了起来,真正地实现了各种教学资源同步与共享、教学过程监控录像点播、学习行为自动跟踪记录分析和课堂教学自动化管理的整合与创新。具有经济实用、方便灵活、安全、快捷、高效等优势,能够十分有效地解决教师在教学和管理过程中存在的许多问题,是优化教学、提高教学质量和效率的典范。

关键词:交互式集控多媒体教学系统;多媒体教学;网络教学;远程教学;交互式

中图分类号:TP316.5文献标识码:B文章编号:1673-8454(2010)03-0050-04

一、引言

随着现代科技的飞速发展,以计算机技术为核心的多媒体、网络等信息技术被广泛地应用于教学领域。多媒体教学、网络教学、远程教学等在全国各地悄然兴起,已经引起了教学

思想、教学手段、教学方式和方法的重大变革,极大地加速了教育信息化、现代化的进程。而基于第一代单机版多媒体中控(独立的)、第二代网络多媒体中控(网络化)基础上诞生的第三代交互式集控多媒体教学系统,作为新一代多媒体教学系统,集第一代和第二代多媒体教学、网络教学、远程教学于一体,能有效地利用学校现有的多媒体、网络等现代教育媒体和手段,把传统教学与多媒体教学、网络教学形式有机地结合了起来。真正实现了教学前的安排与组织、资源同步与共享、教学过程的监控与录像、教学后的广播与点播、学习行为自动跟踪与记录分析、教学前设备的远程检测与故障排除、教学过程的协助与资源管理、教学设备的安防与报警等的整合与创新,为学校教学提供了更加灵活、准确的交流和沟通,方便、快捷的教学反馈和评价,及时、灵活的设备管理和维护。

二、交互式多媒体教学系统的设计与实现

1.设计原则、功能及目标

为了确保第三代交互式集控多媒体教学系统可靠、安全、高速、高效地运行,在设计上遵循如下原则:技术的先进性与功能的实用性、标准的国际性与通用性,系统的开放性与智能性、稳定性与安全性、扩展性与冗余性,操作的简单性与易用性,管理的方便性与快捷性。交互式多媒体教学系统能实现IP

电话、广播教学、虚拟课堂、实况录音和录像、视音频点播、电子白板、文字交流、人员管理、课堂控制与管理、课堂加密、多服务器级联等功能,力图最大限度地发挥多媒体、宽带网络的优势,提供更好的教学服务。

2.交互式多媒体教学系统示意图(如图1所示) 3.系统组成

系统由教学子系统、管理子系统、集控子系统、安防子系统四部分组成,如图2所示。 4.网络控制原理(如图3所示) 5.实现功能

(1)丰富高效的讲课功能。给教师提供现代化科学的教学手段,丰富的教学资源,多样化的教学模式以及快捷的教学效果评价与分析,提高教学效果,最大程度地提高优秀教师的教学效率。

(2)多样先进的学习功能。给学生多样的学习模式(协作式学习模式、讨论式学习模式等),合理的学习指导,丰富的学习资源和多样的学习手段,科学的学习测评。

(3)交互式的开放功能。开放不仅仅指教学环境对学生开放,更主要的是学习的开放性,开放的网上教学资源库是整个教学的核心,它不是封闭的一成不变的,而是开放的不断丰富的,这些丰富的资源将给教学科研带来极大的帮助。 (4)教学资源制作功能。师生的摄像采用自动红外线定位

系统,录制方式多样,能立体的、全方位的展示课堂教学。录制可以在教室端本地启动也可以在控制中心远程启动,以多种格式(MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4)实时记录。既能分别单独生成视频图像和VGA画面,又能自动生成包括图像、声音和电脑画面的组合课件;还能实时生成网页形式的课件,录制的内容直接储存在服务器中,用IE浏览器直接可在网上点播。电视接收频道可直接通过软件输入频率进行编程,还可直接232码发频率调节,频率范围48M--864M,覆盖FM频段,可以接收FM调频广播。

(5)智能教学管理与支持功能。稳定完善的教学管理和支持系统。先进的在线教务管理功能,能够实现整个系统所有设备调度的自动化开关和管理。网络平台管理可以为整个教学环节提供运行保障,减少了维护人员,最大限度的节约了运营成本。

(6)集中共享的网络控制管理功能。主控中心对整个网络和信息进行控制、管理、监测、报警,提供良好的运行环境,实现资源共享。

(7)强大的Media Server媒体服务功能。集VOD点播、流媒体点播、录制资源点播、录播教室现场直播功能于一体的Media Server 媒体服务平台,实现了点播资源的存储、直播资源的转发,为点播资源的上传、管理提供后台的数据库服务;可同时提供多用户的录播资源的点播、VOD点播、流媒体点

播等功能,点播和直播时无用户数限制;随着资源数量和各种应用的不断增加,可以扩充多台流媒体服务器,满足不同的教学应用需求,各服务器独立工作,互不干扰。 6.设备配置

(1)教室端连接图(见图4) (2)教室设备(见表1)

(3)主控中心端总监控软件(MONITOR.EXE)

总监控软件真正实现“远在千里,控在指间”。可以一目了然的监视所有电教室设备的使用情况,并能对电教室设备进行本地或远程控制。总体监控软件可在任意一台电脑上安装,安装该软件后电脑就成为一个总控中心。能远程实现系统所有的功能:开启电脑投影等设备、显示设备使用状态、投影机电脑等设备控制、设备管理、软件安装、故障排除、电脑信号和视频信号的切换和捕捉及传输和录像、视频广播和点播、电脑画面监控、自动课件生成、自检和批处理控制、投影机灯泡计时、课表管理、检测报警安防、系统断电延时保护、教学协助等功能全部可在一个软件界面上完成。总监控软件的界面如图5所示。

可以设置教室的数量、可以群控或独立控制每个教室,您在哪个教室上按弹出菜单就控制哪个教室。菜单的主要功能有中控开机和关机、投影机开机和关机、监视教室视频或电脑、关闭教室电脑等。监视视频是监视电教室的视频图像,

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