王志強(qiáng)

(濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 人事處，河南 濟(jì)源 459000)

自21世紀(jì)以來，信息技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，使得人們在信息處理方面進(jìn)入了一個全新的階段，也就是我們現(xiàn)在所謂的現(xiàn)代信息技術(shù)階段[1-2]。這是一種利用近年來迅速發(fā)展的一系列信息技術(shù)，實現(xiàn)信息獲取、傳遞、加工、使用等需求的過程。目前新課程改革是我國教育領(lǐng)域的改革目標(biāo)之一，所謂的新課程是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)、自主發(fā)展的能力，使學(xué)生與教材、教師與環(huán)境等因素進(jìn)行互動連接，建立完整的教學(xué)生態(tài)體系。在此外部大環(huán)境下，多媒體技術(shù)與信息技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)過程中顯得尤為重要。

就目前信息技術(shù)的發(fā)展程度，將其與教學(xué)相結(jié)合，是實現(xiàn)現(xiàn)代化教學(xué)的主要過程之一。因此，將使用多媒體教學(xué)技術(shù)，徹底改變傳統(tǒng)教學(xué)模式與教學(xué)結(jié)構(gòu)。多媒體技術(shù)的大量普及，使教育信息化飛速發(fā)展，各學(xué)科的教學(xué)面貌發(fā)生了巨大的變化，目前采用多媒體課件的形式完成課堂中的教學(xué)過程。多媒體課堂教學(xué)作為計算機(jī)多媒體技術(shù)與現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，其具有鮮明的教學(xué)特點(diǎn)以及豐富的教學(xué)內(nèi)容、生動的教學(xué)形象[3-4]。為了使其使用效果更加明顯，對多媒體課件的視覺傳播效果進(jìn)行評價至關(guān)重要，但原有的評價過程過于單一。因此，在此次設(shè)計中將構(gòu)建多媒體課件的視覺傳播效果評價系統(tǒng)。通過系統(tǒng)對其進(jìn)行全面立體的評價，以便于日后現(xiàn)代化教學(xué)的發(fā)展。

一、多媒體課件的視覺傳播效果評價系統(tǒng)硬件設(shè)計

(一)中央控制芯片設(shè)定

在此次設(shè)計中，將主要對系統(tǒng)的硬件部分展開優(yōu)化。針對系統(tǒng)的微處理器部分，將選用S3C2440芯片作為系統(tǒng)硬件的中央控制器，同時在此芯片外側(cè)接入32M的SDRAM內(nèi)存卡[5]，對系統(tǒng)的內(nèi)存進(jìn)行擴(kuò)充，并在此芯片中增加Nand Flash用于啟動芯片中的存儲程序以及內(nèi)置文件。通過文獻(xiàn)研究可知，S3C2440芯片具有獨(dú)立運(yùn)行的能力，因此在其外部電路的設(shè)計過程中，可進(jìn)行較為簡單的設(shè)計。根據(jù)此次系統(tǒng)的使用需求，在此芯片的外部接口可設(shè)定為IIS音頻數(shù)據(jù)接口、以太網(wǎng)接口、RS232接口、LCD液晶屏接口以及SD卡接口等。為了使中央控制芯片具有更加優(yōu)異的使用效果，將其使用的PC端硬件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如表1所示。

表1 PC端硬件結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述參數(shù)完成PC端的硬件選型，上文中設(shè)定芯片融到此PC端中，將其作為文中設(shè)計系統(tǒng)的集成平臺。

(二)系統(tǒng)硬件串口設(shè)計

通過文獻(xiàn)研究可知，串口是系統(tǒng)硬件開發(fā)板中最為重要的接口之一，在系統(tǒng)硬件的優(yōu)化設(shè)計過程中，全部過程都需要串口的參與。當(dāng)硬件設(shè)計完成后，串口實現(xiàn)著主機(jī)與客戶端之間的通信。因此，在此次設(shè)計中將BOXCONN DB9[6]設(shè)定為9針RS232的接口，同時在其中增加電平轉(zhuǎn)換芯片SP3232EEN，通過上述設(shè)定完成串口接口的設(shè)計，具體設(shè)計結(jié)果如圖1所示。

圖1 部分系統(tǒng)硬件接口

其中，DM為差分信號連接到D-，DP為差分信號連接到D+，VDD為接口內(nèi)工作電壓，GND為電源地，VBUS為USB電壓。

在此次設(shè)計中，為了將芯片與PC端相連，需要將芯片的引腳與串口的引腳相連，并在其中增加兩個電阻，以便于實現(xiàn)芯片的功能。

(三)網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)定

在系統(tǒng)啟動后，需要使用網(wǎng)絡(luò)完成評價系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，由于此次選擇的中央控制芯片不具備網(wǎng)絡(luò)接口，因此，在此環(huán)節(jié)中完成網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計工作。選擇DM9000作為網(wǎng)口控制過程中的以太網(wǎng)MAC控制器[7-9]，并支持8位、16位以及32位接口的內(nèi)部存儲器。通過此種設(shè)定提升此網(wǎng)絡(luò)接口的使用效果。具體接口芯片連接處設(shè)定如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計結(jié)果

其中，TRST為測試復(fù)位，TDI為測試數(shù)據(jù)輸入，TMS為測試模式選擇，TCK為測試時鐘輸入，VDD為接口內(nèi)工作電壓，GND為電源地。

在此次設(shè)計中，將DM9000芯片與主控芯片的時間邏輯統(tǒng)一，并在此芯片中接入總線，將其與系統(tǒng)使用的局域網(wǎng)相連接。同時在此芯片中設(shè)定多個收發(fā)引腳，使用隔離變壓器芯片H1102對引腳接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行分離處理，以此實現(xiàn)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換。

將上述設(shè)定的硬件設(shè)備與原有的硬件部分相連接。至此，多媒體課件的視覺傳播效果評價系統(tǒng)硬件設(shè)計完成。使用此部分硬件作為系統(tǒng)軟件模塊開發(fā)環(huán)境，完成系統(tǒng)基礎(chǔ)性能升級。

二、多媒體課件的視覺傳播效果評價系統(tǒng)軟件設(shè)計

(一)多媒體課件視覺傳播效果評價指標(biāo)體系構(gòu)建

在此次設(shè)計中將依據(jù)教學(xué)評價指標(biāo)體系的構(gòu)建原則，使此次評價指標(biāo)體系具有普遍性、明確性、簡要性以及整體的完備性。因此在此次研究中，將指標(biāo)體系構(gòu)建為2級，具體指標(biāo)構(gòu)建結(jié)果如表2所示。

表2 視覺傳播效果評價指標(biāo)體系

為保證上述設(shè)定的視覺傳播效果評價指標(biāo)體系具有有效性與真實性，使用聚類分析[10-11]的形式對指標(biāo)進(jìn)行二次分析。設(shè)定獲取到的可分類指標(biāo)集合為A={a1，a2，…，an}，其中的每個元素ai，i=1，2，…，n都具有對應(yīng)的m各特征指標(biāo)，則有：

Ai={a1，a2，…，an}

(1)

假設(shè)在此次研究中，需要將A分為k類，則此集合的每一個分類結(jié)果都具有一個對應(yīng)的n*k矩陣B=(bij)，則有：

(2)

(二)實現(xiàn)視覺傳播效果評價

在此次系統(tǒng)設(shè)計中，將對傳統(tǒng)系統(tǒng)中的模糊評價方法進(jìn)行改進(jìn)，以此提升使用后的評價效果。假設(shè)在此次評價過程中具有x個評價對象，使用傳統(tǒng)的聚類分析目標(biāo)函數(shù)對其進(jìn)行處理，則此目標(biāo)函數(shù)可表示為：

(3)

在此次研究中的評價對象為多媒體課件的視覺傳播效果，是一種無法量化的評價對象，因此，在此次研究中使用定性的方式，對課件的信息進(jìn)行描述，并將信息熵[12-13]的定義融入到此次設(shè)計過程中。設(shè)定在評價的過程中G表示評價指標(biāo)，則有：

li=l{G=gi}，i=1，2，…，n

(4)

則G的信息熵可表示為：

(5)

(6)

為了降低系統(tǒng)的計算難度，提升系統(tǒng)的評價分析速度，在此次設(shè)計中，將采用平方根法[14-15]進(jìn)行近似計算，通過公式可表示為：

(7)

將上述公式融入原有的計算模塊之中，提升系統(tǒng)的評價計算能力。同時，將上述優(yōu)化后的軟件部分與硬件部分相結(jié)合。至此，多媒體課件的視覺傳播效果評價系統(tǒng)設(shè)計完成。

三、系統(tǒng)測試

(一)測試環(huán)境設(shè)計

在上文中完成了多媒體課件的視覺傳播效果評價系統(tǒng)設(shè)計工作。為了保證文中設(shè)計系統(tǒng)在使用的過程中具有真實性與科學(xué)性，在此次研究中，將構(gòu)建對應(yīng)的系統(tǒng)測試環(huán)境對文中設(shè)計系統(tǒng)的使用效果進(jìn)行檢驗。同時，在此次系統(tǒng)測試中，將通過文中設(shè)計系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)對比的形式，對文中設(shè)計系統(tǒng)的使用功能進(jìn)行系統(tǒng)的分析。在此次系統(tǒng)測試中使用的系統(tǒng)測試平臺參數(shù)如表3所示。

表3 系統(tǒng)測試平臺參數(shù)

使用上述系統(tǒng)測試平臺作為文中設(shè)計系統(tǒng)與原有系統(tǒng)對比硬件環(huán)節(jié)，為了使對比結(jié)果更具備全面性與代表性，在此次研究中，將系統(tǒng)測試網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)定如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)測試網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

將系統(tǒng)測試平臺安裝于上述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中，在實驗平臺中安裝文中設(shè)計系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)，設(shè)定對應(yīng)的測試指標(biāo)完成系統(tǒng)測試環(huán)節(jié)。

(二)系統(tǒng)測試方案

在進(jìn)行文中設(shè)計系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的性能對比前，首先對文中設(shè)計系統(tǒng)的集成情況進(jìn)行測試，通過對文中設(shè)計系統(tǒng)的接口電源以及通信能力的測試，判定文中設(shè)計系統(tǒng)具有一定的使用能力，可以使用其與傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行對比。

在此系統(tǒng)測試過程中，將評價指標(biāo)體系構(gòu)建合理性、評價結(jié)果誤差情況以及評價響應(yīng)時長作為此次系統(tǒng)測試中需要進(jìn)行對比的測試指標(biāo)。為了提升系統(tǒng)測試結(jié)果的分析精度，在此次測試中將文中設(shè)計系統(tǒng)與原有系統(tǒng)進(jìn)行周期為500次的測試過程，并將此周期中得到的測試結(jié)果作為文中設(shè)計系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)對比結(jié)果。

(三)測試結(jié)果分析

圖4 評價指標(biāo)體系構(gòu)建合理性測試結(jié)果

在此次系統(tǒng)測試中，為提高對文中設(shè)計系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的分析能力，將系統(tǒng)的評價指標(biāo)體系構(gòu)建合理情況作為此次測試中的首要參考因素之一，如圖4所示。通過對比可知，文中設(shè)計系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)都構(gòu)建了相應(yīng)的評價指標(biāo)體系，且在指標(biāo)體系中設(shè)定了一級指標(biāo)與二級指標(biāo)。但對指標(biāo)個數(shù)進(jìn)行對比可知，文中設(shè)計系統(tǒng)的指標(biāo)個數(shù)較多，且較為全面；傳統(tǒng)系統(tǒng)的指標(biāo)個數(shù)較為稀少，且全面性與代表性不強(qiáng)。將兩種系統(tǒng)的評價指標(biāo)進(jìn)行量化對比后可知，文中設(shè)計系統(tǒng)的評價指標(biāo)構(gòu)建體系合理性較高，使用此種系統(tǒng)可提升對多媒體課件視覺傳播效果評價的可靠性與真實性。相較于文中設(shè)計系統(tǒng)，傳統(tǒng)系統(tǒng)評價指標(biāo)體系在使用后具有一定的誤差。因此，可初步判斷文中設(shè)計系統(tǒng)的使用效果優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)。

圖5 評價結(jié)果誤差率測試結(jié)果

根據(jù)評價指標(biāo)體系構(gòu)建合理性測試結(jié)果可知，使用文中設(shè)計系統(tǒng)可得到更加真實準(zhǔn)確的評價結(jié)果。為驗證此結(jié)果的真實性，在此環(huán)節(jié)中對兩種評價系統(tǒng)的評價結(jié)果誤差情況進(jìn)行分析，如圖5所示。通過上述數(shù)據(jù)可以看出，文中設(shè)計系統(tǒng)的評價結(jié)果誤差率較低且較為穩(wěn)定，傳統(tǒng)系統(tǒng)1與傳統(tǒng)系統(tǒng)2的評價結(jié)果誤差率較高且波動性較大。由于評價指標(biāo)體系構(gòu)建結(jié)果異常導(dǎo)致評價結(jié)果的真實性與準(zhǔn)確性下降，使用傳統(tǒng)系統(tǒng)對多媒體課件進(jìn)行分析評價，會造成一定的失真。因此，在日后的研究中，應(yīng)使用文中設(shè)計系統(tǒng)作為多媒體課件的主要評價平臺為教師的多媒體課件設(shè)計提供更加有效的建議。

圖6 評價響應(yīng)時長測試結(jié)果

對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，文中設(shè)計系統(tǒng)的評價響應(yīng)時間較短，傳統(tǒng)系統(tǒng)的評價響應(yīng)時間較長，如圖6所示。對評價響應(yīng)時間測試結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過數(shù)據(jù)波動情況可以看出，文中設(shè)計系統(tǒng)的使用效果較為穩(wěn)定，傳統(tǒng)系統(tǒng)的使用效果波動性較大，會對評價結(jié)果的真實性造成影響。同時，文中設(shè)計系統(tǒng)的評價計算能力較高，提升了系統(tǒng)的處理速度。傳統(tǒng)系統(tǒng)使用較為落后的模糊評價方法作為計算模塊中的主要算法，造成了評價系統(tǒng)的響應(yīng)時間較為緩慢、計算能力落后的情況。因此，在日后的研究中，應(yīng)對傳統(tǒng)系統(tǒng)中的評價計算模塊展開優(yōu)化，以此提高此系統(tǒng)的使用效果。

將上述三部分的實驗結(jié)果融合分析后，確定了文中設(shè)計系統(tǒng)的使用效果優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)。在日后的研究中可使用文中設(shè)計系統(tǒng)為多媒體課件的發(fā)展提供更加有效的評價信息。

四、結(jié)語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)各行各業(yè)與外部世界的交流聯(lián)系密切程度逐漸提升，多媒體技術(shù)作為信息技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，其對教育的優(yōu)化改革也引起了各界人士的關(guān)注。為了保證多媒體技術(shù)可更加有效地應(yīng)用在現(xiàn)有的教育模式中，在此次設(shè)計中對多媒體課件的視覺傳播效果評價系統(tǒng)展開優(yōu)化。在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出更加適合多媒體課件評價的軟件，為實際的教育教學(xué)提供了極大的便利。但由于技術(shù)與時間的約束，此次研究還存在相應(yīng)的不足，因此，在今后的研究內(nèi)容與研究方向中，將以文中設(shè)計系統(tǒng)的不足作為重點(diǎn)討論對象，為日后多媒體課件的發(fā)展提供新的方向。