智能化多媒體教室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要 在可靠、實(shí)用、簡便的原則指導(dǎo)下，為實(shí)現(xiàn)對大規(guī)模多媒體教室的管理與維護(hù)，提出基于遠(yuǎn)程控制的構(gòu)想，以遠(yuǎn)程教學(xué)控制系統(tǒng)為核心，設(shè)計(jì)出一個現(xiàn)代化智能教學(xué)大樓中多媒體教室的配置方案。

關(guān)鍵詞 智能化大樓；多媒體教室；遠(yuǎn)程控制

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-489X（2008）24-0117-03

1 引言

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息化日益滲透到各個領(lǐng)域中。作為信息化建設(shè)和實(shí)施的主導(dǎo)力量之一，國內(nèi)各高校對教育信息化給予高度重視，投入大量人力、物力、財力，積極打造有自己特色的數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)。其中，多媒體教室作為高校主要的教學(xué)活動開展場所，必然成為高校教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中最為重要的組成部分。

然而，有些高?？桃庾非笥布O(shè)備的高新尖，將多媒體教室建設(shè)得過于復(fù)雜，使任課教師在繁多的媒體功能和頻繁的信號切換面前無所適從，而只能依靠專業(yè)人員配合，既影響了課堂教學(xué)效果，又浪費(fèi)了人力資源，得不償失。因此，高校在建設(shè)多媒體教室時，應(yīng)根據(jù)本校的實(shí)際需要，本著可靠、實(shí)用、簡便的原則，謹(jǐn)慎選擇新產(chǎn)品，合理規(guī)劃設(shè)備的組合配置，實(shí)現(xiàn)高性價比，充分發(fā)揮設(shè)備的功能，并簡化設(shè)備操作步驟，才能真正達(dá)到實(shí)用的目的，使教學(xué)質(zhì)量和效率產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

2 實(shí)施方案

西南民族大學(xué)新校區(qū)北區(qū)新近建設(shè)3幢教學(xué)大樓，在學(xué)校新教學(xué)大樓多媒體教室的規(guī)劃和建設(shè)過程中，進(jìn)行了一些探索。本部分側(cè)重介紹整個教學(xué)大樓智能化建設(shè)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)方法。

2.1 遠(yuǎn)程教學(xué)控制系統(tǒng)考慮到新校區(qū)建設(shè)有80%以上的多媒體教室為中小型教室，設(shè)備數(shù)量少，連線簡單，完全不需要在每間教室配置中控系統(tǒng)。經(jīng)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，最后采取了局域網(wǎng)環(huán)境下對多媒體教室實(shí)施遠(yuǎn)程控制的方法，建立遠(yuǎn)程教學(xué)控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對多媒體教室內(nèi)所有媒體設(shè)備進(jìn)行控制，以此替代中控系統(tǒng)功能，節(jié)約成本。

1）教學(xué)樓網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)（以西教樓為例）[1]。新校區(qū)北區(qū)西教樓地理空間跨度大，各多媒體教室比較分散。遠(yuǎn)程教學(xué)控制系統(tǒng)要求中控室主控計(jì)算機(jī)和被控教室主機(jī)必須在同一VLAN內(nèi)，作了如下設(shè)置。

①在施工過程中，將所有多媒體教室主機(jī)通過線路連接到交換機(jī)，再與中控室的主控計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)物理上的集中管理構(gòu)架。

②在樓幢（接入）交換機(jī)上，將所有多媒體教室信息插座對應(yīng)的交換機(jī)端口都劃給同一VLAN，再將樓幢交換機(jī)連接到核心交換機(jī)上。配置所有樓幢交換機(jī)處于同一VLAN，這樣就能確保所有多媒體教室在同一VLAN，實(shí)現(xiàn)邏輯上的集中管理構(gòu)架。西教樓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示。

③為每間多媒體教室主機(jī)和投影機(jī)配置唯一標(biāo)識的IP地址，設(shè)置好教室主機(jī)計(jì)算機(jī)名，使主控計(jì)算機(jī)能夠訪問到每間教室主機(jī)和投影機(jī)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。西教樓VLAN和IP規(guī)劃表如表1所示。其中各段網(wǎng)關(guān)為192.168.×.254，子網(wǎng)掩碼均為255.255.255.0。

2）電控系統(tǒng)[2]。為了對被控教室進(jìn)行無人化管理和遠(yuǎn)程控制，必須解決的是如何使被控教室設(shè)備接通220 V強(qiáng)電電源，又能方便地將其切斷。

將連接到每間多媒體教室的強(qiáng)電用一個講臺插座引出，讓其為教室主機(jī)、顯示屏、功放設(shè)備、幕布升降開關(guān)等教學(xué)設(shè)備供電；在強(qiáng)電電源與講臺插座之間，連接有一個電控盒，外接程控電話控制線，內(nèi)置JQX-10F通用型大功率電磁繼電器，共同組成被控端教室遠(yuǎn)程電控系統(tǒng)。中控室端，利用鋪設(shè)在每間多媒體教室的程控電話網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置總電控箱矩陣，通過開/關(guān)對應(yīng)被控教室的按鈕，達(dá)到將220 V強(qiáng)電送入的目的。

此外，進(jìn)入教室主機(jī)主板BIOS，設(shè)置為“power on”模式，這樣，只要當(dāng)中控室電控系統(tǒng)發(fā)出啟動信號，強(qiáng)電送入，被控端教室主機(jī)就會自動開機(jī)，從而被中控計(jì)算機(jī)識別和遠(yuǎn)程控制了。

3）網(wǎng)控軟件集成。使用Symantec pcAnywhere遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，可以快速而安全地解決遠(yuǎn)程工作站和服務(wù)器問題。①在中控室的主控計(jì)算機(jī)上安裝pcAnywhere10.0版本主控端，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。在中控計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的pcAnywhere主控端如圖2所示。②在各多媒體教室主機(jī)上安裝被控端，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。教室主機(jī)被中控計(jì)算機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)程控制情況如圖3所示。

通過互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器設(shè)置和控制投影機(jī)。①中控計(jì)算機(jī)通過本機(jī)的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器調(diào)節(jié)和控制連接至同一VLAN內(nèi)的各多媒體教室投影機(jī)。如圖4所示，中控計(jì)算機(jī)用IE瀏覽器網(wǎng)控教室投影機(jī)。②教室主機(jī)通過COM串行接口對投影機(jī)進(jìn)行控制。在受控端教室主機(jī)上，安裝自行開發(fā)的投影機(jī)控制軟件，允許任課教師根據(jù)授課情況對投影機(jī)進(jìn)行簡單的開關(guān)機(jī)和信號切換操作。

2.2 監(jiān)控觀摩系統(tǒng)[3]基于安防管理和教學(xué)評估的考慮，在每間多媒體教室安裝攝像頭和紅外探頭，組成智能化教學(xué)大樓的監(jiān)控觀摩系統(tǒng)。

1）安防管理（監(jiān)控）。多媒體教室的防護(hù)重點(diǎn)是吊裝在天花板上的投影機(jī)和放置在講臺桌的教學(xué)設(shè)備。在講臺桌上方的天花板上安裝一只警示燈和兩只紅外探頭，探頭分別對準(zhǔn)投影機(jī)和講臺桌。晚上定時開啟報警系統(tǒng)，只要有人走近被保護(hù)對象，警示燈立即閃爍警告，教室燈光自動打開，攝像頭同時進(jìn)行錄像。

2）教學(xué)評估（觀摩）。在多媒體教室后面的天花板上安裝攝像頭。一方面，學(xué)校教學(xué)管理人員可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時查看教師授課和學(xué)生出勤情況，對教學(xué)活動起到監(jiān)督作用；另一方面，授課視頻可以和通過麥克風(fēng)接收到的教師授課聲音同步導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)主機(jī)，由網(wǎng)絡(luò)教學(xué)主機(jī)抓取教室主機(jī)屏幕，自動生成多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件，存儲在資源服務(wù)器上，有利于教學(xué)評估活動的開展。

2.3 報障系統(tǒng)及時、高效故障報告和處理機(jī)制，對于使用率越來越高的多媒體教室而言，是非常重要的。設(shè)計(jì)了如下報障系統(tǒng)，以保證教學(xué)活動的順利進(jìn)行。

1）程控電話。通過教學(xué)樓內(nèi)部程控電話交換機(jī)和電話終端，把每間多媒體教室和中控室連接起來。當(dāng)教師遇到設(shè)備故障或技術(shù)問題時，只要提起放在講臺桌上的電話機(jī)，撥打服務(wù)熱線，現(xiàn)代教育技術(shù)中心工作人員即可通過對話指導(dǎo)教師當(dāng)場解決。對于在電話中難以解決的復(fù)雜問題，技術(shù)人員可以通過監(jiān)控觀摩系統(tǒng)查看教室情況，熟練操作遠(yuǎn)程教學(xué)控制系統(tǒng)網(wǎng)控解決。如果確實(shí)需要技術(shù)人員到故障教室現(xiàn)場處理，值班人員則通過系統(tǒng)發(fā)送手機(jī)短信給在外施工的服務(wù)人員，就近提供快捷的維護(hù)服務(wù)，保證課堂教學(xué)正常進(jìn)行。

2）網(wǎng)絡(luò)教室軟件。在中控計(jì)算機(jī)上安裝IP方式教學(xué)軟件主控端，在教室主機(jī)上安裝教室端，利用其中的“網(wǎng)絡(luò)短信”服務(wù)進(jìn)行故障報告。在中控室無人值班，報障電話長時間無人接聽的情況下，任課教師通過“網(wǎng)絡(luò)短信”服務(wù)，在消息欄中輸入故障情況，點(diǎn)擊“信息發(fā)送”按鈕，中控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會自動記錄下教室名稱和故障消息，通過中國移動飛信客戶端，將具體情況以免費(fèi)短信的形式發(fā)送到值班人員手機(jī)上，提醒他們及時處理。

3 實(shí)踐效果

西南民族大學(xué)新校區(qū)西教樓共建設(shè)了近150間多媒體教室，地理跨度大。以中控室為核心，組建西教樓局域網(wǎng)?？紤]到要進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的課堂視頻點(diǎn)播以及實(shí)時的監(jiān)控管理，建設(shè)了千兆以太網(wǎng)，連接到教室主機(jī)。其中，核心交換機(jī)與教學(xué)大樓東北段、西北段、東南段、西南段四段匯聚層交換機(jī)用光纖相連接，再通過代理服務(wù)器接入校園網(wǎng)，使每間多媒體教室不僅具有寬帶局域網(wǎng)功能，還能像普通校園網(wǎng)終端一樣上網(wǎng)。

按本方案設(shè)計(jì)和建設(shè)的智能化教學(xué)大樓多媒體教室投入使用一學(xué)期有余，運(yùn)行良好，系統(tǒng)穩(wěn)定。任課教師在逐漸熟悉操作方法后，能輕松自如地在各種設(shè)備和媒體信號之間進(jìn)行切換控制，整個教學(xué)過程自然流暢，充分發(fā)揮了多媒體教學(xué)的優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

我校智能化大樓多媒體教室建設(shè)采用上述方案，將各種媒體設(shè)備連接到校內(nèi)局域網(wǎng)，使用大眾化軟件進(jìn)行集中控制，既經(jīng)濟(jì)實(shí)用，又有利于推廣。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，將不斷探索，繼續(xù)努力，將多媒體教室建設(shè)得更加完善。

參考文獻(xiàn)

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