高等院校智慧多媒體課室構建

董 明，徐江濤

（1太原理工大學水電務中心，太原　030024；2太原理工大學信息化管理與建設中心，太原　030024）

高等院校智慧多媒體課室構建

董 明1，徐江濤2

（1太原理工大學水電務中心，太原030024；2太原理工大學信息化管理與建設中心，太原030024）

近年來隨著教育現代化的高速發展，高等院校的現代化教育得到了廣泛的應用，為了進一步優化教學環境，推進更高效、更智慧的現代化教育發展，提出構建高等院校智慧多媒體課堂，建設智慧多媒體網絡教室，利用新型多媒體教學模式和手段改建高等院校的非智能教學環境，從而有效提升現代化教學效果，以教育信息化帶動教育現代化。

智慧多媒體課室；智慧教學云；數字化教室；桌面云

0　引 言

近年來，隨著教育信息化已然成為支撐引領教育現代化的戰略決策基礎，國內各高校對教育信息化的建設相應地陸續加大了重視力度，教育信息化的進程也隨即進入了發展的快車道。在此基礎上，規劃建設了大量的多媒體教室，從而為高等院校的多媒體教學提供了良好的教學環境。然而，大多數多媒體教室的智能化程度仍有待改善、教室布局分散、設備品牌多樣、操作復雜、兼容性差、故障點多、維護成本高、缺乏有效的集中管理手段，因而無法滿足智慧多媒體教學日漸增長的現實需求。在此背景下，為進一步推動教學改革，亟需構建智慧多媒體課室，打造智慧教學環境，從而為培養新型智慧人才提供有力的支持。本文即針對這一課題項目展開全面研究論述。

1　智慧教學云

大學生的智慧能力需通過智慧教育獲得加強，而智慧教育需通過構建智慧多媒體教學環境加以實現，目前國內高等院校的多媒體教室的建設未能真正以大學生的智慧教育為核心，無法實現有感知、推理和輔助決策的學習時空環境［1］，因而需融合物聯網的模塊化設計，構建智慧多媒體教室。

為實現智慧教學、并輔助教學決策，由此構建智慧教學云如圖1所示。通過智慧教學云可實現優質教育資源的共享，讓更多的師生受益于優質教育資源，從而可避免教師在多媒體教室電腦上安裝眾多教學所需專業軟件的前期預備步驟，從而有效降低計算機的軟件故障和病毒的感染事件，改善了高等院校智慧多媒體教學的軟件環境，提高了高等院校智慧多媒體教學效率。

圖1　智慧教學云Fig.1 The cloud of wisdom teaching

由圖1可知，智慧教學云中構建各層的實現功能可做如下分述：

1）感知層。通過對所有多媒體教室安裝各種感知設備，如紅外感應器、光傳感器、門禁、監控等技術設施，實現多媒體教學過程的全方位實時感知、動態控制和智慧處理［2］，完善高等院校多媒體教學的感知功能，從而建成智慧多媒體教學的優勢基礎。

2）網絡層。智慧多媒體教學環境的建設離不開校園有線網、無線網IPv6、物聯網。校園無線IPv6是真正的寬帶網，其安全性高，并可實現真正的端到端的互聯互通，支持智慧多媒體教學設備的聯網建設。

3）平臺層。提供智慧多媒體教學資源計算和數據處理平臺，如服務器虛擬化計算資源池、存儲資源池、桌面資源池、網絡資源池等。

4）資源層。學校各類應用平臺的信息資源實體層，整合各類數據、文獻、多媒體及應用軟件等教育信息資源。

5）應用層。為智慧多媒體教學所需的各類系統提供接口，通過使用各類系統有助提高智慧多媒體教學效果。

智慧教學云的構建使得信息安全體系能夠兼顧校園各類軟硬件系統及數據安全，提供數據加密、病毒防護、入侵防御、檢測、漏洞修補及監控告警等方式途徑，規避各類可能阻礙或影響多媒體教學的事故發生。其中智慧運維管理體系運用先進的技術手段，完善的管理體制、合理的資源調度和周密的教學規劃來保證整個系統的穩定運行。

2　智慧多媒體課室

構建智慧多媒體教室，不僅要在教學環境上體現智慧，而且還要在管理、教學、評價等方面體現智慧，只有全方位構建智慧多媒體教學環境，才能創新教學模式，改進教學方法，實現真正的智慧教學，培養智慧的大學生人才。

2.1數字化教室

新型現代化智慧網絡教室具有數字化、智能化、網絡化、互動化、集約化等優勢［3］，在教學手段、教學管理、視頻監控、遠程控制等方面均能體現良好的智慧性。基于物聯網技術的智慧多媒體教室系統如圖2所示。

圖2　智慧網絡課室Fig.2 Wisdom network classroom

智慧網絡教室將與教學有關的設施智能集成，在后臺統一集中管理，實現遠程控制多媒體教學設備，減少人力成本，提升教學的便利性、易用性。部署數字化教室感知，可為實現智慧多媒體教室提供重要數據，需從4個維度進行變革：

1）遠程設備控制。包括供電控制、設備喚醒、電能測量、設備自動檢測、教務課表對接。

2）教室環境控制。包括溫濕度測量、燈光智能控制、紅外感應、窗簾控制、溫度控制、多媒體機柜門鎖控制。

3）教學管理。包括語音對講、教室使用率統計、教室耗電量統計、資產管理統計、結合桌面云。

4）教學促進。包括錄播系統、教學反饋互動等。

智慧多媒體教室管理人員可遠程操作任何接入智能管理單元的教室設備。上課前，可根據教務課表自動開啟多媒體教學設備，不僅方便教師上課、節省開機時間，還可避免教師開啟設備時，由于操作不當所引發的設備故障，有效降低設備的故障率，提高教學實效；下課后，可以自動關閉多媒體教學等設備以達到節能降耗的效果。

2.2桌面云

智慧多媒體教室利用桌面云方式替代傳統的多媒體PC機，從而解決了多媒體教室PC機的實時維護問題，避免了客戶端多媒體教室計算機隨時可能遭遇病毒入侵，而不可避免地引發客戶端數據丟失和系統癱瘓故障的發生。傳統多媒體教室PC機系統安全性差，對上課進程影響較大，教師如果需要變更上課的應用環境，就需要提前到現場安裝相關教學軟件，使用上難以實現便捷。利用桌面云，教師不僅可以擁有自己的獨立桌面，更重要的是能夠方便靈活地使用教學資料。而多媒體設備管理人員只需維護后端服務器環境即可，從而可大幅減低管理維護工作量，桌面云集中管理平臺如圖3所示。

作為一種云資源服務，將桌面云提供給師生，學校的基礎設施資源實現開放，教師的教學資源以及學生每年的信息資源均可保存在云端，師生將可按需申請訪問這些資源，由此即增強了師生對教學資源的獲取和教學資源的控制能力［4］。

2.3智慧多媒體教室

智慧多媒體課室設備集中自動化管理、精簡運維、強化后端管理，在統一的平臺對前端多媒體教室設備進行控制，前端管理單元模塊化、簡單化。

高等院校的多媒體課室分別由5個大區的設備組成，具體為：投影儀和投影幕布區、語音廣播設備區、集中管理區、網絡終端區以及存儲虛擬化區。其中，虛擬化存儲區主要由云服務器組成，云服務器通過多條千兆鏈路連接到核心交換機，并通過原有網絡鏈路連接到網絡終端區域，對多媒體教室設備進行控制；網絡終端區由云終端計算機與網絡化終端設備管理器組成，通過聯合硬件設備與軟件，對多媒體教室內的投影幕、投影儀、語音廣播功放、電腦等設備實施集中控制，管理人員通過管理軟件在集中管理區對整個網絡內的設備提供智能、精準控制。

3　結束語

智慧多媒體課堂融合了物聯網的概念，集中自動化管理、精確運維，建立了統一的多媒體教室設備控制平臺，實現了多媒體教室設備基于教務課表的自動控制，管理平臺對前端多媒體設備的異常可進行自動告警，針對多媒體教室語音對講、視頻監控、多媒體控制、環境感知和環境控制等多系統功能進行了融合，解決了信息孤島問題，達到了智能聯動目的，大幅減低了投入，用信息化技術對多媒體課堂進行了創新，優化了教學手段，實現了多媒體課堂的智慧教學，提升了高等院校的現代化教學質量。

圖3　桌面云集中管理平臺Fig.3 Desktop management platform in the swarm

［1］龐敬文，王夢雪，唐燁偉，等.電子書包環境下小學英語智慧課堂構建及案例研究［J］.中國電化教育，2015（9）：63-70，84.

［2］王琴，鄭敏.基于物聯網技術的智慧多媒體教室設計［J］.實驗室研究與探索，2014，33（3）：127-130.

［3］梁柏櫸，謝運佳，黃芳明，等.物聯網技術與智慧多媒體網絡教室的應用研究［J］.互聯網天地，2013（6）：71-73.

［4］王燕梅.多媒體網絡教室系統平臺的設計與實現［J］.軟件，2015，36（5）：136-139.

The intelligent multimedia classroom building in colleges and universities

DONG Ming1，XU Jiangtao2
（1 Hydropower center，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China；2 Information Management and Construction center，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China）

In recent years，with the rapid development of the modernization of education，modern education in colleges and universities has been widely used.In order to further optimize the teaching environment，promote the development of more efficient，more intelligent modern education，put forward building intelligent multimedia classroom in colleges and universities.In the construction of intelligent multimedia network classroom，use the means and modes of new multimedia teaching to modify the non intelligent teaching environment of colleges and universities，therefore enhance the effect of modern teaching，and realize education informationization promoting education modernization.

intelligent multimedia classroom；wisdom teaching cloud；digital classroom；desktop cloud

TP391

A

2095-2163（2016）03-0087-03

2016-04-27

董 明（1959-），男，學士，助理工程師，主要研究方向：教育技術研究；徐江濤（1960-），男，學士，工程師，主要研究方向：教育技術研究。通訊作者：徐江濤 Email：324481833@qq.com