基于校園網的數字多媒體教室的研究

息明東，代治國，崔虹云

佳木斯大學，黑龍江 佳木斯 154007

全球信息的不斷發展，把多媒體融入到教學環境當中已經成為當今各高校發展的必然選擇，很多的高校已經完成了多媒體教室，多媒體教學的設施，數字多媒體教室的發展占據主導地位。

所謂數字多媒體教室，它的形成是建立在以校園網絡為基礎之上的，以快速千兆以太網為基礎，它也是符合TCP/IP協議的。校園局域網的功能它具備以外，最重要的一點是它可以通過流媒體技術在校園網上的應用，把多媒體的教學方式以及教學的形式內容都引入到課堂教學中來，這樣既提高了學生的學習效率，又大大提高了教學的質量。

對于多媒體教室的建設，我們應該持以簡單、實用的建設方針。學校的多媒體教室里的設備，我們盡量要保持在不更改原來的基本設施的基礎上對其稍做調整，以便發揮它的最強大的功能。我們要從以下幾個方面來完善其原來的設備：教室的電源、天花板吊頂、以及室內濕度和溫度等。

1 校園網網絡平臺

多媒體教室中的計算機網絡平臺采用了全交換千兆以太網技術，這是當前世界上占據主流位置的一種技術，它是主要運用的鏈路聚合技術和第三層交換技術來實現校園網絡的鏈接，使得校園網絡能夠高速運行。在以以太網技術為基礎，以下的集中功能我們可以更好的完成：訪問互聯網、建立網站、遠程教育、VOD視頻點播、通訊服務功能、計算機輔助教學功能、視頻點播功能、教師備課教學功能、信息資源查詢管理功能。

2 多媒體課件點播

教室嵌入式多媒體教學終端采用嵌入式操作系統，可以使教室終端具備操作系統的所有功能，從而能夠運行課件服務器上的任意格式的課件（包括網頁HTML格式、word、Excel、Power Point格式、Authorware格式、Flash格式、EXE文件等），并可進行交互操作。不同的終端可以同時使用相同或不同的課件，實現完全并發、自由的點播。

每科的任課教師可以通過課間休息時間來將課件放到服務器上，這樣就可以隨時用無線鼠標來點擊課件演示給學生。如果可以的話，教師還可以把課件放到共享的文件夾里，大家可以隨時隨意的瀏覽。

同時，從教師的不同授課方式和內容出發，我們可以為每位教師指定自己獨特的教學內容，頁面也根據其不同教師來設置自己個性化的特點，這種設計方便了教師在課前的準備過程。

3 交互式多媒體網絡教室

我們要充分的利用交互式的多媒體網絡教室，將機房和課堂完全的有機結合，使其發揮它的最大的作用。再課堂教學上，我們不僅僅要讓教室有一臺計算機，甚至可以為每位學生都準備一臺計算機。在教學過程中，教師不僅可以講授課件、演示課件、以及布置習題，然后通過機房的網絡系統，還可以逐一的對學生進行單獨指導，或者有的學生有問題，可以直接找到教師，得到清晰準確的解答，這種教學方式，很明顯的提高了課堂學習效率，從更大程度上也調動了學生學習的積極性。這種方式解決了以往傳統的“教師講，學生聽”的教學方法，真正的做到了師生互動。

3.1 教學功能

1）各教室可獨立的實現對其多媒體設備的控制、切換，不受網絡通斷的限制，皆可保證多媒體教學的正常進行；

2）主講教室的現場教學實況可通過校園網在其它多媒體教室直播，同時可通過網絡錄播主機進行錄制。

3.2 管理功能

1）在網絡的主控室中，我們可以對其設備進行遠程監控，這樣可以更大的節約成本，從管理的角度，我們更能統一管理和維護；

2）通過主控室內的主控計算機，實現多畫面分割、多畫面矩陣切換，構造一個基于校園網的全數字電子監考系統；同時通過分布在各教室的攝像頭，對發生在教室內的設備故障通過校園網IP電話，由技術人員遠程進行的設備故障檢測和排除；

3）通過各教室中控主機提供的安防接口，配備必要的安防設備。在主控室的監控主機上提供安防報警地圖、報警信息網絡立即送達主控室或保衛處，可充分實現對教室設備的防盜、防破壞保護。

4 數字化網絡多媒體教室關鍵技術要求

1）系統設計完全基于TCP/IP網絡協議，支持VLAN虛擬網絡劃分技術，校園網絡提供100Mbps帶寬。

2）服務器端支持Windows2000 Server及Unix平臺，客戶端需安裝Internet Explore瀏覽器、Media Player。

3）數據壓縮。一般情況下畫面的大部分區域信號變化緩慢，尤其是背景部分幾乎不變。因此，視頻信號在相鄰像素間、相鄰行間、相鄰幀間存在強相關性，這種相關性就表現為空間冗余和時間冗余。因此，可以在滿足對圖像質量一定的前提下，減少表示信號的精度，實現數據壓縮。

多媒體視頻信號可以壓縮的主要根據為：視頻信號上存在大量的冗余度并且這種冗余度在編解碼后可以無失真地恢復。可以利用人的視覺特性，在圖像變化不被覺察的條件下減少量化信號的灰度級之類，以一定的客觀失真換取數據壓縮。

多媒體的數據量和信息量關系為I=D一du，I、D、du分別為信息量、數據量和冗余量(D中的數據冗余)。

4）資源管理平臺采用Browser/Server結構，該體系結構中，客戶機上只要安裝一個瀏覽器，在瀏覽器和服務器中使用HTTP協議，瀏覽器通過Post，Get等方法向服務器發請求，服務器將相應頁面提交給用戶。這樣生成的頁面具有強大的統一資源管理功能，另外還具有雙向溝通的功能。教師通過WEB瀏覽器的方式，隨時隨地可完成多媒體教學課件的制作、查詢、修改、上傳等操作。

5）IP多播(也稱多址廣播或組播)技術，是一種允許一臺或多臺主機發送單一數據包到多臺主機的TCP/IP網絡技術。多播作為一點對多點的通信，是節省網絡帶寬的有效方法之一。

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