程海波 李俊峰

摘要：全國高校因發(fā)展水平的不同，對于信息化建設(shè)的投入也有差別，但是各個高等院校多年以來基本上都將多媒體教室建設(shè)作為學(xué)校信息化建設(shè)的重點。本文主要論述了在多媒體教室建設(shè)過程中如何將異構(gòu)的各個子系統(tǒng)通過架構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)統(tǒng)一管理和維護，最終實現(xiàn)直接為一線教師、學(xué)生服務(wù)，全方位推動教學(xué)設(shè)備管理、教學(xué)過程管理和教學(xué)資源管理的改革，幫助學(xué)校促進教學(xué)環(huán)境的改善和提升、教學(xué)手段的革新和教學(xué)質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞：可視化;多媒體教室;統(tǒng)一管理;異構(gòu)平臺

中圖分類號：TP27? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）16-0219-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

1 研究背景

隨著知識經(jīng)濟和知識社會的發(fā)展，目前全球已經(jīng)逐漸已進入以IT信息技術(shù)為核心內(nèi)容的知識經(jīng)濟時代，在當今的社會信息技術(shù)已經(jīng)開始引領(lǐng)著全球經(jīng)濟與社會發(fā)展的創(chuàng)新和變革。中國在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中就非常明確提出“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性的影響，必須予以高度重視”。在這輪以信息化為核心的創(chuàng)新和變革中，高等教育也必須并正在發(fā)生的改變，利用信息化手段發(fā)展現(xiàn)代教育是必由之路。在新形勢、新挑戰(zhàn)、新任務(wù)面前，所有的高校信息化工作者和教育管理者都必須清楚的認識信息化建設(shè)的重要性和緊迫性。全國高校因發(fā)展水平的不同，對于信息化建設(shè)的投入也有差別，但是各個高等院校多年以來基本上都將多媒體教室建設(shè)作為學(xué)校信息化建設(shè)的重點。但是我們都知道多媒體教學(xué)是隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)不斷變化發(fā)展的，全國高?；旧隙荚谔剿餮芯繎?yīng)該用什么樣的方式來實現(xiàn)教育管理現(xiàn)代化、教學(xué)手段多樣化、教學(xué)設(shè)備智能化。

2 研究現(xiàn)狀

根據(jù)國內(nèi)目前多媒體教學(xué)的研究情況，我們知道此類的研究已經(jīng)開展了有很多年，并且也有了一定的成果和經(jīng)驗。 為此對于國內(nèi)多媒體教學(xué)研究的現(xiàn)狀要進行一定的分析，這樣能夠比較好的借鑒國內(nèi)已有的成果同時避免出現(xiàn)不必要的失誤。

與傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)研究不同，本次課題內(nèi)容中不僅僅只關(guān)注單獨的多媒體教室的建設(shè)， 重點是如何將多媒體教室和教學(xué)資源進行整合，如何將教室內(nèi)的多個異構(gòu)的獨立系統(tǒng)統(tǒng)一管理，發(fā)展成為以資源庫為核心的可視化綜合管理平臺。本論文所研究的可視化綜合教學(xué)管理平臺是在傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上集標準化考場、常態(tài)化錄播和軟件教學(xué)平臺等技術(shù)的綜合平臺。

3 研究內(nèi)容

本論文的研究內(nèi)容是基于江西中醫(yī)藥大學(xué)的可視化教學(xué)管理系統(tǒng)的項目來進行的。

江西中醫(yī)藥大學(xué)目前共有5棟教學(xué)樓其中在用的165間多媒體教室，其中有18間語音室、7間計算機房為學(xué)校公共機房、6間實踐實訓(xùn)教室、9間PBL研究性教學(xué)教室，除此之外在圖書館有建有1間報告廳和1間神曲廳（大禮堂）。以上所述的教室都具有學(xué)校的教學(xué)相關(guān)功能，因此需要進行統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，需要對教室內(nèi)的所有設(shè)備大道集中自動控制，并對教學(xué)環(huán)境進行改造，實現(xiàn)可視化教學(xué)管理平臺的統(tǒng)一管理，使得每一個教室達到標準化考場、常態(tài)化錄播、主動式教學(xué)教室、研究性教學(xué)等異構(gòu)功能。

江西中醫(yī)藥大學(xué)的綜合可視化管理系統(tǒng)建設(shè)遵循“先進、實用、安全、可靠、經(jīng)濟、易擴展、易維護和高性價比”的相關(guān)原則。在系統(tǒng)設(shè)計時關(guān)鍵是要建立相關(guān)標準，特別是各異構(gòu)系統(tǒng)之間的控制和相關(guān)通訊接口必須符合統(tǒng)一的互聯(lián)標準及技術(shù)協(xié)議的要求。同時綜合可視化管理系統(tǒng)還要具有學(xué)校課堂錄播、互動教學(xué)應(yīng)用，在線輔導(dǎo)課程應(yīng)用等功能，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展學(xué)生智能手機的普及，該平臺要能夠支持網(wǎng)絡(luò)的直播、轉(zhuǎn)播、點播、傳送、發(fā)布、管理、評價、公共課、教師技能提升等多種功能，方便學(xué)生學(xué)和老師教。

本系統(tǒng)的建設(shè)，目的是直接為一線教師、學(xué)生服務(wù)的，同時能夠大大減輕多媒體教學(xué)環(huán)境管理和維護人員的工作量，又能夠為教學(xué)管理和質(zhì)量評價人員提供一個統(tǒng)一軟硬件平臺，實現(xiàn)全方位推動教學(xué)設(shè)備管理、教學(xué)過程管理和教學(xué)資源管理的改革，幫助學(xué)校促進教學(xué)環(huán)境的改善和提升、教學(xué)手段的革新和教學(xué)質(zhì)量的提高。

項目通過在教室安裝網(wǎng)絡(luò)中控、攝像機、編碼器、IP電話、拾音器，采集各個教室的音視頻信號，通過網(wǎng)絡(luò)上傳到管理中心形成標準化考場、可視化教室、常態(tài)化錄播教室、主動式教學(xué)教室、研究性學(xué)習(xí)教室等相應(yīng)的功能教室;在管理中心配置相應(yīng)的顯示大屏、管理軟件、資源軟件、教學(xué)評價軟件以及教學(xué)專網(wǎng)等形成整個教學(xué)智能化的系統(tǒng)平臺。并且通過和學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺、身份認證、一卡通的對接，實現(xiàn)教學(xué)資源的高度整合。

4 可視化綜合教學(xué)管理平臺的功能分析和設(shè)計思路

4.1 功能分析

根據(jù)可視化綜合教學(xué)管理平臺的需求分析和設(shè)計思路，整個平臺的功能設(shè)計如下圖所示：

4.2 設(shè)計思路

本項目的建設(shè)思路是解決以往在多媒體教室建設(shè)過程中各個系統(tǒng)相互割裂開來，無法統(tǒng)一使用和管理的問題，同時全方位推動教學(xué)設(shè)備管理、教學(xué)過程管理和教學(xué)資源管理的改革，真正實現(xiàn)打通教室內(nèi)的各個異構(gòu)系統(tǒng)，促進教學(xué)環(huán)境的改善、教學(xué)手段的革新和教學(xué)質(zhì)量的提升。

整個系統(tǒng)依托學(xué)校強大的網(wǎng)絡(luò)，每一個教室音視頻都通過網(wǎng)絡(luò)匯集到中心服務(wù)器群，在教學(xué)管理中心統(tǒng)一調(diào)度管理，形成一個基于網(wǎng)絡(luò)的大型可視化教學(xué)管理系統(tǒng)。

用戶使用不同的終端，通過瀏覽器訪問統(tǒng)一的Web應(yīng)用平臺，Web應(yīng)用平臺根據(jù)用戶不同的請求協(xié)調(diào)下面各種不同功能的服務(wù)器回應(yīng)用戶的請求。前端各種教室通過網(wǎng)絡(luò)將各自的媒體流推送到不同的服務(wù)器，各種功能不一樣的服務(wù)器之間由Web應(yīng)用平臺的底層中控服務(wù)來統(tǒng)一調(diào)度，合理安排資源。應(yīng)用流程圖如下。

江西中醫(yī)藥大學(xué)標準可視化教室共計196間，62間作為常態(tài)化錄播教室使用，可視化教室系統(tǒng)前端攝像機與錄播系統(tǒng)共用，126間教室作為可視化教室并具備標準化考場功能，并加裝老師定焦攝像機接入標準化考場系統(tǒng)。在中心機房部署一套流媒體協(xié)議轉(zhuǎn)換服務(wù)，把標準化考場服務(wù)器獲取到的所有媒體流全部轉(zhuǎn)換為錄播系統(tǒng)的媒體流，并不影響到標準化考場系統(tǒng)的原有構(gòu)架和使用。

江西中醫(yī)藥大學(xué)此類教室共計62間，每間配置一臺嵌入式硬件編碼器采集老師授課電腦VGA、老師高清視頻，通過網(wǎng)絡(luò)把相關(guān)視頻媒體流推送到服務(wù)器提供給用戶使用;學(xué)生攝像機共用標準化考場高清攝像機，老師攝像采用云臺攝像機，并配置老師圖像跟蹤系統(tǒng)實時跟蹤拍攝老師上課的場景;整個教室覆蓋4只指向性麥克風(fēng)收集老師和學(xué)生的聲音，后端使用智能混音器來優(yōu)化聲音效果。真正做到老師學(xué)生不佩戴任何物品的常態(tài)化教學(xué)。

5 測試及使用情況

江西中醫(yī)藥大學(xué)可視化綜合教學(xué)管理平臺歷經(jīng)一年多的施工和調(diào)試，目前已經(jīng)正式的投入使用，截止到2018年12月底，共實現(xiàn)21494門課程的錄制工作，保存可供老師和學(xué)生點播的視頻資源398TB，通過本平臺制作MooCs課程5門。整個系統(tǒng)運行和使用狀態(tài)良好，基本上達到了設(shè)計方案中所需的功能要求。

6 展望

江西中醫(yī)藥大學(xué)目前正在進行“智慧校園”的建設(shè)工作，通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進的技術(shù)手段通過對信息的多層次處理，對學(xué)校教學(xué)、科研、管理、生活、文化等各方面需求做出智能響應(yīng)，智能化服務(wù)，提高學(xué)校教學(xué)科研水平、管理效率和社會服務(wù)能力。具體表現(xiàn)為無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研、透明高效的校務(wù)治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。而可視化教學(xué)管理平臺將作為智慧校園的一部分為學(xué)校的教育現(xiàn)代化提供好的基礎(chǔ)。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】