一種多媒體教學應用系統的架構及相關問題的研究

收稿日期：2013-05-09

作者簡介：姜淑菊（1965-），女，陜西西安人，碩士，高級工程師，主要研究方向： 計算機應用和教育技術；

張書云（1965-），女，河南唐河人，博士，副教授，主要研究方向： 計算機應用。

一種多媒體教學應用系統的架構及相關問題的研究

姜淑菊1， 張書云2（1 中央財經大學 教學技術服務中心， 北京 100081； 2 中央財經大學 信息學院， 北京 100081）摘要：首先介紹了多媒體教學應用系統的系統架構，闡述了單機多媒體教學應用系統的硬件結構，討論了基于網絡的多媒體教學應用系統的系統架構。然后論述了多媒體教學應用系統的功能，詳細說明了單機多媒體教學應用系統的功能及基于網絡的多媒體教學應用系統的功能。最后指出正是因為多媒體教學應用系統在國內高等院校的應用，為教育教學提供了現代化的教學手段，有力地促進了國內高等院校教育教學水平上了一個新臺階。

關鍵詞：多媒體教學； 網絡教學環境； 系統架構

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A文章編號：2095-2163（2013）04-0055-03

Research of the System Framework of

A Multimedia Teaching Application System and Related Issues

JIANG Shuju1， ZHANG Shuyun2

（1 Education Technology Service Center， Central University of Finance and Economics， Beijing 100081， China；

2 School of Information， Central University of Finance and Economics， Beijing 100081， China）

Abstract：The paper first introduces the system framework of a multimedia teaching application system， states the hardware structure of the standalone multimedia teaching application system， discusses the system framework of network-based multimedia teaching application system. Then the paper states the function of multimedia teaching application system， elaborates the function of the standalone multimedia teaching application system and the function of the network-based multimedia teaching application system. Finally the paper indicates that the multimedia teaching application is applied in the national universities， which provides a modern teaching method， so promotes that level of education and teaching is on a new step in the national universities.

Key words：Multimedia Teaching； Network Teaching Environment； Framework

0引言

隨著計算機技術、多媒體技術、通信技術的飛速發展，多媒體教學應用系統在國內高等院校的廣泛應用，促使了國內的高等教育教學模式從粉筆加黑板的傳統授課模式演變成集視音頻、計算機網絡、通信為一體的現代化教育教學模式，這一演變有力地促進和推動了國內高等院校教育教學水平提高[1]。

國內高校于2002年紛紛建立起了多媒體教室，多媒體教室的基礎支持軟件則是多媒體教學應用系統。經過近十年的發展，多媒體教學應用系統已經從單機多媒體教學應用系統發展到基于網絡的多媒體教學應用系統。在此形勢下，作者所在中央財經大學也非常重視多媒體教學環境建設。下面即以此校實踐為例，介紹多媒體教學應用系統在本校10年中的詳細應用。

1多媒體教學應用系統的系統架構

多媒體教學應用系統的系統架構主要有單機多媒體教學應用系統和基于網絡的多媒體教學應用系統兩種。

1.1單機多媒體教學應用系統的硬件結構

在單機的多媒體教學應用系統中，每個多媒體教室都是相互獨立的，彼此之間不存在相互聯系。該系統是以中央控制部件為核心，對多媒體教室的所有設備進行控制，也就是對計算機、投影機、電動屏幕、功放、音箱、話筒、影碟機等教學設備進行控制，其硬件結構如圖1所示。

1.2基于網絡多媒體教學應用系統的系統架構

隨著計算機網絡的快速發展，以及國內高等院校辦學規模的擴大，近年來基于網絡多媒體教學應用系統逐步在國內各高校陸續建成[2-3]。下面以本校為例說明系統架構。

該系統是建立在本校校園網的基礎上，系統架構設計是以客戶機/服務器模式。校內的沙河校區共有98間智能化多媒體教室，分布在東區主教學樓內、學院3、4、6、7號樓以及西區的教學樓內。根據本校的實際情況，該系統典型物理結構是由98間智能化多媒體教室、1間主控制中心和1間副控制中心組成。其中，智能化多媒體教室在硬件上主要是由多媒體講臺及電子鎖、網絡中控、電動屏幕、投影機、電腦、全時防盜報警探頭、功放、攝像頭、DVD、卡座、麥克風等設備組成，每個智能化多媒體教室則需要根據實際情況進行配置；主控制中心在硬件上主要是由網管工作站、資源點播服務器、多系統安全調度平臺、網絡屏幕監視系統、多畫面數字錄像機、節目源編碼器、DVD、核心交換機、接入交換機、液晶顯示器、報警主機等設備組成。副控制中心在硬件上主要是由服務器、交換機、液晶顯示器、IP電話、音箱等設備組成，其系統結構如圖2所示。

第4期姜淑菊，等：一種多媒體教學應用系統的架構及相關問題的研究智能計算機與應用第3卷 2多媒體教學應用系統的功能

多媒體教室的建立，打破了傳統粉筆加黑板的教育教學模式，將豐富多彩的音視頻引入到課堂中，極大地拓展了教師的教育教學手段。下面將介紹多媒體教學應用系統的功能。

2.1單機多媒體教學應用系統的功能

（1） 實現了自動開啟或關閉的功能

該系統實現了開啟或關閉的功能，即將多媒體講臺打開或關閉后，投影機、電腦、功放、麥克風都開啟或關閉，電動幕布下降或上升。

（2） 實現了“一鍵開”或者“一鍵關”功能

該系統實現了“一鍵開”或者“一鍵關”功能。當教師輕輕按動控制面板上的“一鍵開”或者“一鍵關”觸鍵，多媒體教室所有多媒體教學設備打開或者關閉。

（3） 實現了投影機和電動幕布控制功能

該系統實現了投影機和電動幕布控制功能。當教師輕輕按動控制面板上的投影機“開”或“關”觸鍵，投影機打開或者關閉。同樣，當教師輕輕按動控制面板上的電動幕布“下降”或者“上升”觸鍵，電動幕布下降或者上升。

（4） 實現了音量的控制功能

該系統實現了音量的控制功能。當教師輕輕按動控制面板上的音箱或麥克風音量的“大”或“小”觸鍵，聲音變大或者變小。

（5） 實現了“教學電腦”、“筆記本電腦”、“DVD”或“卡座”的轉換功能

該系統實現了教學電腦、筆記本電腦、DVD或卡座的轉換功能。當教師輕輕按動控制面板上的“教學電腦”或者“筆記本電腦”觸鍵，電動幕布即顯示了教學電腦或者筆記本電腦的內容。

該系統的設計完成從根本上改變了傳統的教育教學模式，提供了現代化的教學支持平臺，極大地豐富了教學手段，有力地促進了國內高等教育教學的改革。

該系統在使用過程中，仍存在以下主要的問題。第一，每天早上7：20，由多媒體技術人員親自用鑰匙打開98間多媒體教室中的多媒體講臺。第二，在上課時，教師使用多媒體教室教學設備出現問題時，不能及時解決。

2.2基于網絡多媒體教學應用系統的功能

基于網絡多媒體教學應用系統[4-5]不僅實現了單機多媒體教學應用系統的全部功能，而且還增加了許多的新功能。該系統的功能主要包括多媒體教室網絡管理功能、遠程輔助教學功能、數字監控功能、硬盤錄像功能、教學服務功能和雙視頻流功能，下面將分別介紹。

（1） 教室網絡管理功能

在此功能中，實現了按課表、定時、手工批量的開關機管理功能，也實現了分組、分區、分狀態的分類管理功能，還實現了設備登記、統計分析、用戶管理、系統日志的設備管理功能，同時也相應實現了任務列表的任務管理功能。

（2） 遠程輔助教學功能

系統提供了強大的遠程控制操作功能，可以通過系統，遠程接管多媒體教室內的設備，控制設備操作，如開啟關閉、播放暫停、設備切換等等。同時，將多媒體教室內授課教師現場教學的視頻圖像直播到全部、部分、某一組、某一個多媒體教室。另外，在控制中心還可以實現將音視頻文件向所有教室播放的功能。

（3） 數字監控功能

實現了以每屏幕顯示4、9、16幅畫面的方式，巡視所有監控型多媒體教室的功能，巡視的順序可以事先按分組、分區的方式設定。還可以將指定的教室以全屏顯示的方式單獨展示出來。而且又實現了對任意圖像進行監控錄制。

（4） 硬盤錄像功能

實現了對任何智能多媒體教室的圖像進行監控錄制的功能。如密碼保護功能、影像防偽功能、定時錄像功能、錄像管理功能、系統鎖定功能、錄像回放功能、錄像資料提取功能等。

（5） 教學服務管理功能

在該功能中，實現了資源的批量、標準化編目的功能，也實現了資源的統一管理和發布的功能，同時也實現了多種形式教學資源點播的功能。

（6） 雙視頻流功能

可以實現將教師授課的場景，教師使用的電子教案內容（可以是任一臺聯網的PC機或筆記本）同步傳送到網絡上，并通過接收軟件同步顯示現場圖像及電子教案內容，也可將老師授課內容和課件畫面進行編輯。

基于網絡的多媒體教學應用系統是在單機多媒體教學應用系統的基礎上進一步發展起來的，無論是在硬件設計和軟件設計上都有了較大的進步，不僅繼承了單機多媒體教學應用系統的許多優點，還解決了單機多媒體教學應用系統存在的兩個問題。問題解決后，實現了：第一，在控制中心可以遠程打開多媒體的講臺鎖，從而有效地解決了多媒體技術人員每天親自打開多媒體講臺問題；第二，當教師在使用教學設備出現問題時，技術人員可以在控制中心遠程解決教師遇到的問題，從而為教師提供了優質的服務。

3結束語

總而言之，自多媒體教學應用系統應用于本校以來，為校內4萬9千名師生提供了安全、穩定、現代化的教育教學支持平臺，極大地豐富了教育教學的手段，有力地促進了學校整體教育教學水平的提高，同時為學校培養財經應用型創新人才做出了重大貢獻。

參考文獻：

[1]傅儉.高校多媒體教學的現狀分析與思考[J]. 江蘇高教， 2011（1）：88-89.

[2]鐘曉流，吳庚生，曾亞，等. 多媒體視聽技術與應用環境[M].北京：清華大學出版社， 2007.

[3]吳婷婷. 基于B/S模式的網絡多媒體網球教學系統的設計與開發及應用研究[D]. 重慶：西南大學， 2010.

[4]中國教育技術協會技術標準委員會. 多媒體教學環境工程建設規范（第三冊）： 視頻系統設計規范[M].北京：清華大學出版社， 2011.

[5]中國教育技術協會技術標準委員會. 多媒體教學環境工程建設規范（第四冊）： 多媒體智能控制系統技術規范[M]. 北京：清華大學出版社， 2011.