（教育技术学专业论文）宿州职业技术学院网络型多媒体教室系统设计与应用研究.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 摘要 多媒体教学是现代化教育的一种重要教学手段，它在教学内容呈现方面有着传统教 学媒体无法比拟的效果。多媒体教室系统是开展多媒体教学的基础，是多媒体教学过程 的系统平台。随着计算机技术、通信技术、控制技术等发展和成熟以及教育资金投入的 加大 多媒体教室的数量在不断地增加。多媒体教室系统网络化已经成为发展趋势，网 络化环境下，教学资源的获取更加快捷。本文提出的网络型多媒体教室系统设计，在教 学上能实现教学资源的共享和获取，提高多媒体教学效果的同时，通过网络技术实现远 程对多媒体教室系统设备的集中控制和管理，减少在教室端启动设备的时间，增加教学 有效时间，拓展多媒体教室系统的功能，在教学和管理的角度具有相当高的价值。 本文首先阐述研究的背景，介绍多媒体教室系统在教学中的重要地位，国家教育部 门十分重视多媒体教室系统的建设，关注在多媒体教室系统构建的教学环境下，如何节 约多媒体教室系统操作时间，增加教学有效时间，简化多媒体教室系统的使用流程，让 教师将更多的精力用在教学中，随时获取教学资源。这也是宿州职业技术学院构建网络 化教学环境的出发点。 本文以安徽宿州职业技术学院为例，介绍了多媒体教室系统的概况，使用访谈的方 法汇总学生、教师、多媒体管理员、教学主管人员对多媒体教室系统现状的看法和建议， 按照他们的需求设计网络型多媒体教室系统。总体的设计思路，将多媒体教室系统与校 园网络连接，构建网络化教学环境，为教学资源的获取提供便捷，并利用网络技术来实 现降低多媒体教室系统的使用难度，提高设备管理的效率，扩展多媒体教室系统的功能。 网络型多媒体教室系统在物理上由教室端和总控制中心组成，为实现多媒体教室系 统的需求，整套系统逻辑上采用了网络中央控制子系统、远程集中控制管理子系统、i p 电话对讲子系统、网络视频监控子系统、移频音响子系统等5 个子系统，本文逐一阐述 各个子系统的结构和功能，详细阐述了网络型多媒体教室系统的网络配置和功能的实 现、应用。最后，本文总结了投影机、计算机、音响系统等设备的维护方法。 根据安徽宿州职业技术学院需求设计的网络型多媒体教室系统设计已经完成了建 设，有近一年的运转，网络型多媒体教室系统的应用达到了教学和管理的需求。 全文共分五个章节对整个研究过程进行详细阐述。 第一章绪论。主要介绍了研究的背景、研究意义、研究的现状和发展趋势、研究 方法。 第二章宿州职业技术学院多媒体教室系统现状和需求分析。主要介绍了宿州职业 技术学院多媒体教室系统的概况，使用访谈方法分析学院多媒体教室系统的现状，了解 新的多媒体教学教室系统的需求。 第三章网络型多媒体教室系统设计。主要阐述按照我院需求和原则设计网络型多 媒体教室系统设计，介绍了系统的结构组成，分析网络型多媒体教室系统具有的技术特 点。 第四章网络型多媒体教室系统的实现与应用。主要阐述多媒体教室系统的网络配 置、网络型多媒体教室系统的子系统的功能实现、网络型多媒体教室系统的维护方法。 第五章总结与展望。宿州职业技术学院网络型多媒体教室系统的设计结合学校的 经济情况，性价比是多媒体教室系统设计的重要考虑因素。期待网络技术、多媒体技术、 人工智能技术发展，在多媒体教室系统中的出现新的应用。 关键词：网络型多媒体教室系统；多媒体教学；网络化教学环境 a b s t r a c t m u l t i m e d i at e a c h i n gi sf i l li m p o r t a n tm e a n so f t e a c h i n gm o d e me d u c a t i o n , i th a st h e e f f e c t o ft r a d i t i o n a lh - j s m m i o n a lm e d i ai n c o m p a r a b l et e a c h i n gc o n t e n t 讲岱吼幽m u l l i r a e d i a c l a s s r o o ms y s t e mt oc a r r yo u tt h em u l t i m e d i at e a c h i n gp l a t f o r mm u l t i m e d i at e a c h i n gp r o c e s s 黜m ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g y , e o m m u n i e a l i o n st e c h n o l o g y , c o n t r o l t e c h n o l o g ya n dm a t u r e , 弱w e l l 邵e d 眦a t i o nf u n d i n gi n c r e a s e d , t h en u m b e ro fm u l t i m e d i a c l a s s r o o m sc o n t i n u et oi n c r e a s e m u l t i m e d i ad a s s r o o ms y s t e mn e t w o r kt e c h n o l o g yh a s b e c o m et h ed e v e l o p m e j a tt r e n do ft h en e t w o r ke n v i r o n m e n t , t e a c h i n gr e s o u r c e s 蠡s 眦i nt h i s p 印t h en e t w o r ks y s t e md e s i g no f m u l t i m e d i ac l a s 盯o o mt e a e h 吨c 觚r e a l i z et h es h a r i n go f t e a c h i n gr e s o t n c 鹤a n da c c e s s , t oi m p r o v em u l t i m e d i at e a c h i n ge f f e c ta tt h es a m et i m e , t h r o u g h n e t w o r kt e c h n o l o g yf o rr e m o t ee e n t m l i z 耐c o n t r o la n dm a n a g e m e n to fm u l t t m e d i ac l a s s r o o m s y s t e me q u i p m e n t , r e d u c i n gs t a r ti nt h ec l a s s r o o me n dt h et i m eo ft h ee q u i p m e n t , i n c r e a s e t e a c h i n ge f f e c t i v et i m et oe x p a n dt h ef u n c t i o n a l i t yo f t h em u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m , a n d h a sa v e r yh i g hv a l u ei nt e a e h i n ga n dm a n a g e m e n tp e l 踟j t i v e t b i sp a p e rf i r s td e s c r i b e st h eb a c k g r o u n dt ot h es t u d y , t e a e l a i n gm u l l i m e d i ac l a s s r o o m s y s t e m , t h es t a t ee d u 洲o l ld e p a r t m e n ta t t a c h e sg r e a ti m p o r t a n c et ot h ec o n s t r u c t i o no f t h e s y s t e mo fm u l t i - m e d i ac l a s s r o o m s ，c o l l c e r ni nm u l t i m e d i ac l a s s r o o m sb u i l tu n d e rt h et e a c h i n g a n dl e a m i n ge n v i r o n m e n t , a n dh o wt o & l v et h em u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e mo p e r a t i o nt i m e , a n di n c r e a s et e a c h i n ge f f e c t i v et i m es i m p l i f yt h em u l t i m e d i ac l a s s r o o mu s ep r o c e s s , t h em o r e e n e r g yi su s e di nt e a c h i n g , 锄y t i m ea c c e 鹞t ot e a c h i n gr e s o l n c c sa l l o w t e a c h e r s n l i si ss u t h o u v o c a t i o n a la n dt e c h n i c a lc o l l e g et ob u i l dt h en e t w o r ko f t h es t a r t i n gp o i n to f t h et e a c h i n ga n d l e a m i n ge n v i r o n m e n t a n h u is u z h o uv o c a t i o n a la n dt e c h n i c a lc o l l e g e ，f o re x a m p l e ，i n t r o d u c e dam u l t i m e d i a c l a s s r o o ms y s t e mo v e i q i e w ，s u m m a r yo fs t u d e n t s , t e a c h e r s ，m u l t i m e d i aa d m i n i s l ：l a l o t s ， t e a c h i n ge x e e u l i v e sv i e wt h em u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e ms t a t u sa n dr e c o m m e n d e dt h e 墩o f i n t e r v i e w s , d e s i g nt h en e t w o r ka c c o r d i n gt ot h e i rn e e d st y p em u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m o v e r a l ld e s i g ni d e a s , m u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e mc o n n e c t e dt ot h ec a m p u sn e t w o r k , b u i l da n e t w o r kt e a c h i n ge n v i r o n m e n tt op r o v i d ec o n v e n i e n ta c c e s st ot e a c h i n gl e s o u r c 鹤。a n du o f n e t w o r kt e c h n o l o g yt or e d u c et h ed i t f i e u l t yo ft h eu s eo fm u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m , i m p r o v et h ee 伍e i e n e yo f t h ee q u i p m e n tm a n a g e m e n t , e x t e n d e dm u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m f u n c t i o n 田1 en e t w o r km u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e mi nt h ep h y s i c a lc l a s s r o o me n da n d t o t a lc o n t r o l c e n t e r , 衙t h el 阻 i z a l j o l lo f t h ed e m a n df o rm u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m , t h ee n t i r es y s t e mi s al o g i c a ln e t w o r kc e n t r a le o n l r o l 双l b 町她r e m o t ec e n t r a l i z e dc o n t r o ls u b s y s t e m , i p t e l e p h o n ei i i t a o ms u b s y s t e m , n e t w o r kv i d e o s u r v e i l l a n c es u b s y s t e m ，s u b s y s t e m ss h i l l f r e q u e n c ya u d i o 剐| b ! ；) ，s t e i n ，t h i sp a p e r o n eb yo n et ot h cs t r u c t u r ea n df u n c t i o no ft h ev a r i o u s s u b s y s t e m s , a n de l a b o r a mo nt h en e t w o r kc o n f i g u r a t i o na n df u n c t i o n so ft h en e t w o r k m u l t i m e d i ac l a s 盥 o o ms y s t e mi m p l e m e n t a t i o n , a p p l i c a t i o n f i n a l l y , t h i sp a p e rs a m l m a d z e st h e m a i n t e n a n c eo f t h ep r o j e c t o r , c o m p u t e r , s o u n ds y s t c r na n do t h e re q u i p m e n t 田尬n e t w o r km u l t i m e d i ac l a s s r o o m sd e s i g n e da c c o m m gt o 位n e e d so fa n h u is u z h o u v o c a t i o n a la n dt e c h n i c a lc o h e g es y s t e md e s i g nh a sb e e nc o m p l e t e dt h ec o n s t r u c t i o no f n e a r l y ay e a ro fo p e r a t i o n , t h ea p p l i c a t i o no fn e t w o r k - b a s e dm u l t i m e d i ad a s s r o o ms y s t e mt oa c h i e v e t h en c ：e a l so f t e a c h i n ga n dm a n a g e m e n t n 硷t e x ti sd i v i d 鼠li n t of i v ec h a p t e r st h r o u g h o u tt h ec o u r s eo f t h es t u d yd a b o m t c d n 圮f i r s tc h a p t e r i n t r o d u c e st h er e s e a r c hb a c k g r o u n d , s i g n i f i c a n c e , s t a t u sq u oa n d d e v e l o p m e n tt r e n do f r e s e a r c h , r e s e a r c hm e t h o d s m u l t i m e d i ad a s s r o o m s , t h es e c o n dc h a r t e rs u z h o uv o c a t i o n a la n dt e c h n i c a lc o h e g e s y s t e ms t a t u sa n dn e e d sa r l a l y s i s h l r o d u e e st h eo v e r v i e wo fs u z h o uv o c a t i o n a la n dt e c h n i c a l c o u e g em u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m , 璐i n gt h ei n t e r v i e wm e t h o dt oa n a j y z et h es l a t u sq u oo f t h ec o f i e g eo fm u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m , u n d e r s t a n d i n gt h en l 戮l so fn e wm u l t i m e d i a t e a c h i n gc l a s s r o o m $ 咖 c h a p t e rn e t w o r km u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e md e s i g n e l a b o r a t e di na c c o r d a n c ew i t ht h e r e q u i r e m e n t sa n dp r i n c i p l e so fd e s i g no fo u rh o s p i t a ln e t w o r km u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m d e s i g n , s y s t e ms t r u c t u r e ，a n a l y s i so fn e t w o r km u l t i m e c l i ac l a s s r o o ms y s t e mh a st h et e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s i m p l c m c n l a t i o na n da p p l i c a t i o no ft h ec h a p t e rn e t w o r km u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m e l a b o r a t em u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e mn e t w o r kc o n f i g u r a t i o n , n e t w o r k - b a s e dm u l t i m e d i a c l a s s r o o m s y s t e ms u b s y s t e l ：nf u n c t i o n s , t h en e t w o r km u l t i m e d i a c l a s s r o o m s y s t e m m a i n t e n a n c e a 1 掣瞬s u m m a r ya n do u t l o o k s u z h o uv o c a t i o n a la n d t e c h n i c a lc o l l e g en e t w o r k - b a s e d m u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e md e s i g nc o m b i n e dw i t ht h ee c o n o m i cs i t u a t i o no ft h es c h o o l , c o s t - e f f e c t i v em u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e md e s i g nc o n s i d e r a t i o n s e x p c c tt h en e t w o r k t e c h n o l o g y , m u l t i m e d i at e c h n o l o g y , a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c el z ；c h n o l o g yd e v e l o p m e n t ，t h e e m e r g e n c eo f n e wa p p l i c a t i o n si nt h em u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m k e y w o r d s ：n e t w o r km u l t i m e d i ac l a s s r o o ms y s t e m ；m u l t i r n c d i at c 放k n g ；n c t w o r l d n g t a t c h m gc n v k o n m e n t 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第一章绪论 1 1 研究的背景 教学媒体，是呈现教学内容的载体的工具，师生之间的传递信息的工具。传统的 教学媒体是在老师口述基础上，辅助以一些简单的媒体材料，如板书、书籍、画册、模 型、实物等，在教学过程中长期占据重要地位。随着信息技术的发展，多媒体教学手段 被广泛的应用到教学中，多媒体教学按照教学的要求组合文本、图形、图像、声音、视 频、动画的等多种媒体元素呈现教学内容，弥补了传统教学媒体呈现形式的不足，克服 将语言难以表达清楚的闯脚、形象地展现给学生，使教学过程更加合理，达到优化 教学效果的目的。 多媒体教室系统是进行多媒体教学的工具和平台，教育界不断地认识到多媒体教室 系统在教学过程中的举足轻重的地位，在多媒体教室系统环境下，多媒体技术将教学内 容更加直观、形象地呈献给学生，如讲述星体运动，很难接触到实物，使用播放模拟动 画的手段来直观了解星体的运动过程。当前，多媒体教室建设的脚步在加快，数量也不 断地增加，学校广泛地采用多媒体教室系统授课，制作多媒体课件来呈现教学内容。 国家教育主管部门非常重视各级学校多媒体教室系统的建设，不断地加大资金支持 力度，以财政专款的形式解决各级学校多媒体教室系统建设所需资金短缺的问题。教学 部门也在关注多媒体教室系统构建的教学环境对教学内容实施的促进效果，积极努力和 社会力量一道研究克服多媒体教室系统在教学中存在的问题，寻求降低教学媒体本身对 教学过程的干扰，将更多的时间用于有效教学过程中的办法，而计算机与网络技术为核 心的现代教育技术，提供了很好的解决之道。网络化教学环境，为教学执行者和教学对 象提供获取和共享丰富的教学资源提供便捷服务，为多媒体教学系统的使用者提供及时 有效技术支持。当前，中小学的“班班通”工程的实施，实现了现信息技术与学科日 常教学的有效整合、网络资源的共享髓1 ，是多媒体教室系统朝着网络化、易用 型、易管理方向发展的典型案例。 1 2 研究意义 由于网络化多媒体教学环境下，网络资源开放性，促进了学生的参与意识和自主选 择能力。在网络技术的支持下，多媒体教室系统易用性得到了提高，维护的难度也大 大降低。目前，很多学校在计划筹措资金构建网络型的多媒体教室系统。宿州职业技术 学院作为一所高职院校，以培养实用型、技术型人才为目标。作为后发展的高校，教育 硕士学位论文 m a s t e r sr h e s i s 信息资源建设不足，不能满足多媒体教学的需求，因此迫切需要建立运行在网络环境下 的多媒体教室系统，但由于我院属于市属事业单位，办学资金由市财政和学校共同承担， 资金比较紧张，所以本文的研究的意义是结合我院的经济情况和教学需要，设计符合校 情的网络型多媒体教室系统。 1 3 研究的现状和发展趋势 1 3 1 研究现状 多媒体教室系统是伴随着计算机技术、通信技术、控制技术、多媒体技术的发 展不断变化的，从8 0 年代初电教室到如今的以计算机、网络技术为核心的多媒体 教室系统，共经历了四代。 ( 1 ) 第一代多媒体教室系统，被称为电教室，由幻灯机、电视机、录放机、扩 音设备为核心，教学内容以视频、声音、幻灯片的形式呈现。 ( 2 ) 第二代多媒体教室系统，此时，计算机技术已经起步，计算机技术的应用， 为教学媒体的表现形式提供了更多的选择，同时，出现可以将多个设备连接到一起 并集中控制的中央控制器，简化教师使用教学设备的流程，节省了操作时间，教师 更多精力投放到教学过程中。 ( 3 ) 第三代多媒体教室系统，这一代的多媒体教室系统精简了设备数量，使用 c d - r o m 来取代原来的视频播放设备( 如v c d 、d v d 、卡带等播放设备) ，取消了实物 展台、卡座等外围设备，最终形成以中央控制系统、计算机、投影机、功放、音箱 为中心的集合图形、文字、音频、视频元素于一体的多媒体教室系统。这一系统简 化设备数量，扩展了设备的功能，集成化程度高，操作变得简单，授课教师在教学 过程中，操作步骤得以减少，有更多的精力投入到教学中。 ( 4 ) 第四代多媒体教室系统，采用网络架构，计算机系统处于网络环境中，教 师在多媒体教学过程，可以随时从网络中获取教学资源，来完成教学过程，学生能 获得最新的知识。中央控制器内安装以太网模块，增加以太网接口，升级为具有网 络功能的中央控制器。以网络中央控制器为核心的多媒体设备系统，通过网络实现 远程开启柜门锁，启动中央控制器顺序开启外围设备。在管理端，管理人员可以轻 松监控到教室端的设备状态，如可以远程查看投影机、计算机、电动屏幕的使用状 态，根据需要，远程开关投影机和计算机，升降电动屏幕等。h 1 根据本文调研，访问周边一些学校多媒体教室系统设计情况，调研范围涉及中小学、 高校。目前，部分高校、中小学在教学中使用第四代多媒体教室系统、而另一部分学校 在使用第三代多媒体教室系统。 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 表1 1 调研学校的多媒体教室系统情况 单位系统环境类型 多媒体教室系统处于独立环 部分高校、中小学第三代 境 多媒体教室系统处于网络化 其他高校、中小学第四代 环境 第三代多媒体教室系统和第四代多媒体教室系统构建的教学环境有什么样的区别 呢? 根据本文的调查和访谈发现，由于，第三代多媒体教室系统缺乏网络环境支持，多 媒体教室系统处于独立环境，教师需要提前按照教学内容设计好多媒体课件，但课堂教 学过程是有变化的，需要根据学生的情况作相应的调整，这时，需要及时使用丰富的教 学资源来补充，有效地完成教学过程。受制于独立环境，无法从网络中获取所需的资源， 许多好的案例素材不能实时呈现给学生。学生获得只是老师设计好的教学内容，不能拓 展知识面。另外从多媒体教室系统的本身使用的角度看，第三代多媒体教室系统使用中， 设备操作占用了教学的时间，影响到教学计划的完整执行。设备故障时有发生，技术人 员不能及时到现场排除故障，教师设计好的教学内容无法呈现给学生，影响了教学进度。 而第四代多媒体教室系统构建网络环境保证了教师随时可以从网络获取教学资源 来完善教学内容，拓展了学生的知识面。教师对设备的操作使用时间大大减少，多媒体 设备的启动不占用教学时间，在网络环境下可以随时获得来自管理端的技术支持。 表1 2 第三代与第四代多媒体教室系统教学环境对比 类型教室端管理端 教师需要领取柜门钥匙开锁，并启动，管理人员需要到教室端提供技 第三代部分设备需要手动开启，需要占用教学术服务。在课后逐一回收钥匙， 时间。检查有没有多媒体设备空转。 设备提前启动进入预备状态，网络环境跨区域管理，远程提供技术支 第四代下，实时获取教学资源，可以随时通过持，监控设备运行状态，避免多 网络获得技术支持媒体设备空转。 1 3 2 发展趋势 目前多媒体教室系统朝着多功能化、网络化、智能化的方向发展。 多功能化 现在的多媒体教室系统为了满足教学资源的建设和管理简单，在原有演示功能基础 上，增加了课程录播、视频会议、电子监考、视频监控等功能。 3 网络化 随着校园网络建设的成熟，多媒体教室系统不再是独立存在，而是处于网络环境中。 师生在教学过程中，随时可以使用网络上的共享资源，扩展教学内容，提高学生积极参 与讨论的热情，增强学生自主选择能力。 智能化 多媒体系统的智能化解决了多媒体教室系统在使用和管理上的缺陷，可以根据用户 的要求完成设备集中控制管理。 1 4 研究的方法 本次研究方法主要采用调查研究法、访谈法、对比分析法。 调查研究法 本文对周边的学校多媒体教室系统设计进行了实地调研，考察周边学校为构建网络 化教学环境的设计的网络型多媒体教室系统，寻找我院多媒体教室系统的不足之处，吸 取经验。同时，考察相关厂商的系统设计方案，为设计符合我院实际情况的网络型多媒 体教室系统提供参考。 访谈法 为了解宿州职业技术学院多媒体教室系统存在的问题，分别对学生、教师、多媒体 管理人员、教务主管人员进行访谈，汇总问题。 对比分析法 对比分析法是指将两种或多种事物进行分析比较，从中找出其差异点和相似点晦1 。 将第三代和第四代多媒体教室系统对比，找出两者的差异，为解决多媒体教室系统教学 使用和管理问题提供解决办法。 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第二章宿州职业技术学院多媒体教室系统现状与需求分析 2 1 宿州职业技术学院多媒体教室系统现状 2 1 1 宿州职业技术学院多媒体教室系统概况 宿州职业技术学院是2 0 0 1 年经教育部批准，由宿州农业学校升格为大专院校。学 院服务于地方经济建设，以培养实用型、技术性专门人才为办学目标。学院的多媒体教 室建设起步较晚，2 0 0 2 年( 原中专时期) 第一期建设的多媒体教室只有2 间。我院升格 后，招生规模不断扩大，因教学的迫切需求，2 0 0 5 年第二期建设了1 6 间多媒体教室( 如 表2 1 所示) 。 表2 1 两期多媒体教室系统基本配置 类型数量多媒体教室系统主要配置 教室面积面积：1 1 0 平米；座位：9 0 座。 投影机亮度：1 8 0 0 流明度；分辨率：8 0 0 * 6 0 0 。 第 简易中央控一体式结构，配带控制面版。不带网络接口，集成投影 2 间 制器机开关机、升降电动幕布、视音频信号切换等功能。 期 音响系统一台2 0 0 w 独立功放、2 只8 0 w 音箱、1 只有线麦克风 显示器：1 7 寸c r t ；主机：奔腾4 1 6g h z 处理器， 计算机 5 1 2 内存，4 0 t 3 硬盘、集成显卡。 网络未接入到网络。 教室面积面积：1 2 0 平米；座位：1 1 0 座。 投影机亮度：2 6 0 0 流明度；分辨率：1 0 2 4 7 6 8 。 第 简易中央控分体式结构，配带控制面版。不带网络接口，集成投影 1 6制器机开关机、升降电动幕布、视音频信号切换等功能。 间 音响系统一台2 5 0 w 独立功放、2 只1 0 0 w 音箱、1 只有线麦克风 期 显示器：1 7 寸c r t ；主机：奔腾43 0 g h z 处理器、5 1 2 计算机 内存、8 0 g 硬盘、独立显卡。 网络未接入到网络。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 2 1 2 前两期多媒体教室系统分析 前两期的多媒体教室系统都是以中央控制器、计算机为核心建立的，都能实现演示 功能，即展示文本、图形、图像、视频、音频、动画等多媒体素材，相对于传统的教学 媒体( 板书、画册、书本、实物) ，多媒体教室系统以更多的媒体形式来呈现教学内容， 直观地反馈给学生，可以将抽象化的教学内容形象地表现出来，能激发学生的学习兴趣， 使得教学过程合理化，教学的效果得到提高嗍。尤其是在我院动科、农艺等专业的教学 方面，体现多媒体教学强大的呈现能力，图片、视频的展示，很好地解决了找不到实物 做讲解对象的问题。 第一期( 如图2 1 所示) 和第二期( 如图2 2 所示) 多媒体教室系统以中央控制器、 计算机为核心，在设备主要操作流程匕是相同的，主要操作流程： 开启钢制讲台锁，接通系统电源 在操作面板上的选择设备选项，可以打开对应的设备 设备进入预备状态 计算机运行教学软件，投影机将画面投影到幕布上，声音由音响系统输出 课后，在操作面板上的选择设备选项，可以依次关闭设备，等设备安全关闭， 再锁好钢制讲台 图2 1 第一期多媒体教室系统结构 2 图2 2 第二期多媒体教室系统结构 第一期的多媒体教室系统在2 0 0 7 年后已经很少使用，第二期多媒体教室系统还在 使用中。但是从整套配置来看，投影机和计算机的性能已经落伍，多媒体教学对硬件系 统的要求越来越高的同时，多媒体教室系统使用和管理的问题也越来越多。 2 2 新建多媒体教室系统需求分析 为了了解我院多媒体教室系统在教学过程中遇到的问题，找出产生问题的真实原 因，寻找对新多媒体教室系统设计有帮助的信息，我对宿州职业技术学院的学生、老师、 多媒体教室管理员、教务主管领导进行了细致访谈，收集各层次人员的普遍意见并汇总。 ( 1 ) 通过对学生的访谈，我注意到学生对多媒体教室系统的现状存在以下问题： 多媒体教室封闭管理，减少了学生活动和自习场所 多媒体教室系统未能连接网络，很多需要网络来展示教学内容只能以p p i 文稿的形式进行，形式僵硬，教学资源不够丰富，学生缺乏兴趣 在上大课时，教师因使用座式话筒，不能与学生进行互动教学，师生间 的情感交流缺乏，产生距离感。如改换无线话筒时候，经常反复出现啸 叫，学生不能接受 多媒体教学设备时常发生故障，得不到及时解决，教学无法进行，学生 只得自习 ( 2 ) 教师对目前多媒体教室系统的看法： 3 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 教师每次上课前都需要领取钥匙开锁，下课需要及时送还钥匙。而钥匙 统一管理，使得他们两栋楼内多次来回奔波。有时，因为忘记送还钥匙 耽误其他老师上课，受到教学事故处理 教学过程中，教师需要根据教学需求，随时需要从网上获取资源进行补 充，而多媒体教室系统没有连接网络 无论是座式话筒还是无线话筒，在教学过程中，都会出现啸叫的情况， 教师每次都需要打断授课进程，调节音量控制和讲课位置 部分年龄大的老师，不熟悉设备的操作，设备操作占据了教学过程很大 一部分时间 教师在寻求电话帮助时，经常发生同时需要帮助，导致技术电话占线， 问题得不到及时解决，同时，教师希望在电话帮助时个人不需经济支出 ( 3 ) 多媒体教室系统管理员对多媒体教室系统存在问题的看法： 多媒体教室系统，分布在两栋楼内，到现场巡视教室多媒体设备的使用 状况，非常辛苦 管理人员不足，无法对同时发生故障得教室提供技术支持 教师有时忘记关闭设备，若管理员没有巡查到，长时间的空转，造成资 源浪费 ( 4 ) 教务处主管领导的在教务方面的需求： 了解教师是否正常上课 检查在教室端的考试情况，特别是英语等级考试这样的国家级考试 多媒体教室系统的设计要考虑与数字校园接轨 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第三章网络型多媒体教室系统设计 3 1 多媒体教室系统设计原则 在满足宿州职业技术学院多媒体教室系统教学和管理需求的同时，多媒体教室系统 的建设应当符合我院的实际情况和未来扩展，具体来说要符合以下原则： 先进性原则 多媒体管理系统的设计、施工以及设备的选型应当做到，能够使多媒体教室系统 的设计与学院其他系统的设计在技术上保持同步，尽可能的提高设备的使用周期。还要 保证与现有的或将来可以预见的设备相兼容，合理的施工可以降低故障的发生和方便后 期的设备扩展。 经济实用性原则 系统的设计和设备型号的选择应当从注重实用功能、降低总体投资，求得先进性与 经济性的完美统一，做到价格与设备性能比的最好综合。从我院以往的多媒体教室系统 的使用经验来看，很多设备很少甚至从来没有被教师使用过，造成了资源的浪费，因此， 基于学校的实际需求，摒弃一切不需要的华而不实的设备。 安全可靠性原则 该系统的设计必须要首先保证人身安全，杜绝漏电，短路带来的危害。其次，系统 的设计要确保整套设备能够稳定可靠地长期运行，为我院降低人工成本和维护成本。本 期建设要求前端设备有非常高的稳定性和可靠性，要求每天能够有1 0 小时的运行。对 重要的设备提供快速恢复措施，在满足需求的情况下，尽可能优化方案，减少设备投资， 减少故障的发生。 操作、维护的简便性原则 整个多媒体系统应高度集成，操作简单，实现总系统对各个子系统的自如控制，单 个子系统的故障不会影响到其他子系统的使用。设备功能尽可能的集成，维护起来简单 方便。 可扩展性原则 多媒体系统必须要支持将来的扩展和升级，在已满足学院现有需求的情况下，要为 将来的设备扩展留下基础。系统应采用模块化设计，方便将来设备升级。 3 2 网络型多媒体教室系统设计结构 基于宿州职业技术学院新多媒体教室系统需求和资金预算情况，经过实地考察多所 兄弟院校多媒体教室系统设计情况以及与相关厂商交流，本文最终设计了符合宿州职业 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 技术学院需求的网络型多媒体教室系统，物理上由教室端和总控制中心组成( 如图3 1 所示) 。整套系统从逻辑上包含网络中央控制子系统、远程集中控制管理子系统、i p 电话对讲子系统、移频音响子系统、网络视频监控子系统。 网络型多媒体教室系统物理上分为教室端和总控制中心两部分。总控制中心通过网 络技术对教室端进行集中控制管理，教室端通过总控制中心获取资源访问和技术支持。 图3 1 网络型多媒体体教室系统结构 教室端 教室端包括钢制讲台、投影机、电动幕、计算机、显示器、网络中央控制器、功放、 音响、界面麦克风、摄像机、视频编码器、i p 电话、交换机等设施设备。教室端以网络 中央控制器为核心，网络中央中控器和普通中央控制器一样具有控制本地设备功能，所 有连接到它上面的设备都可以被集中控制，设备的操作集中在控制面板上操作。 总控制中心 总控制中心包含远程集中控制子系统、视频解码器、监视器、交换机、i p 电话、i p 对讲服务器、管理计算机。总控制中心实现远程监控、集中管理功能。网络的接入放在 总控制中心中，所有的联网设备都需经过总控制中心的汇聚层交换机才能访问 i n t e r n e t 。总控制中心的管理服务器连接到教室端的网络中央控制器，给网络中央控制 器发送命令，在管理软件界面中查看连接到网络中央控制器的设备运行状态。网络监控 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 系统获取的教室端的场景呈现在总控制中心的监视器上；i p 电话的呼叫和接听由总控制 中心的i p 对讲服务器来完成控制。 3 3 网络型多媒体教室系统子系统 3 3 1 网络中央控制子系统 ( 1 ) 网络中央控制子系统组成 网络中央控制子系统包含网络中央控制器和控制面板( 图3 2 所示) 。网络中央控制 器比普通中央控制器多了以太网模块，负责集中控制教室端的设备，还可以连接到网络 中与远程管理端的软硬件通信，这是普通中央控制器所不具有的。 i = 扣o = 扣oo 0 0暑。00000 囝圈- o 肭_ 00o00 门! 网络中央控制器控制面板 图3 2 网络中央控制子系统组成 ( 2 ) 网络中央控制子系统教室端的功能( 如图3 3 所示) ： i c 卡开锁 控制投影机开关机 电动幕布升降 计算机开关机 视频信号输入输出切换 音频信号输入输出切换 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 图3 3 网络中央控子系统教室端的功能 3 3 2 远程集中控制管理子系统 ( 1 ) 远程集中控制管理子系统 远程集中控制子系统在总控制中心，由管理服务器和总控软件组成( 如表3 1 所示) 。 表3 1 远程集中控制子系统组成 设备名称型号数量备注 管理计算机高性能计算机1 台放置于总控制中心 总控软件网络集中控制管理软件1 套安装在总控服务器上 ( 2 ) 远程集中控制系统的功能( 如图3 4 所示) ： 总控软件通过校园网，以t c p i p 协议向指定i p 地址的教室网络中控主机发 出指令，教室网络中控主机接收到指令后，继电器动作控制电子讲台的电控 门锁，将锁开启 总控软件中以图形化界面显示运