智能化多媒體教室的設計與實現(xiàn)

摘要 在可靠、實用、簡便的原則指導下，為實現(xiàn)對大規(guī)模多媒體教室的管理與維護，提出基于遠程控制的構想，以遠程教學控制系統(tǒng)為核心，設計出一個現(xiàn)代化智能教學大樓中多媒體教室的配置方案。

關鍵詞 智能化大樓；多媒體教室；遠程控制

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

1 引言

隨著信息技術的迅猛發(fā)展，信息化日益滲透到各個領域中。作為信息化建設和實施的主導力量之一，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。其中，多媒體教室作為高校主要的教學活動開展場所，必然成為高校教育信息化基礎設施建設中最為重要的組成部分。

然而，有些高校刻意追求硬件設備的高新尖，將多媒體教室建設得過于復雜，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，既影響了課堂教學效果，又浪費了人力資源，得不償失。因此，高校在建設多媒體教室時，應根據(jù)本校的實際需要，本著可靠、實用、簡便的原則，謹慎選擇新產(chǎn)品，合理規(guī)劃設備的組合配置，實現(xiàn)高性價比，充分發(fā)揮設備的功能，并簡化設備操作步驟，才能真正達到實用的目的，使教學質(zhì)量和效率產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

2 實施方案

西南民族大學新校區(qū)北區(qū)新近建設3幢教學大樓，在學校新教學大樓多媒體教室的規(guī)劃和建設過程中，進行了一些探索。本部分側(cè)重介紹整個教學大樓智能化建設的規(guī)劃和設計方法。

2.1 遠程教學控制系統(tǒng)考慮到新校區(qū)建設有80%以上的多媒體教室為中小型教室，設備數(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)設計和實踐，最后采取了局域網(wǎng)環(huán)境下對多媒體教室實施遠程控制的方法，建立遠程教學控制系統(tǒng)的拓撲結(jié)構，對多媒體教室內(nèi)所有媒體設備進行控制，以此替代中控系統(tǒng)功能，節(jié)約成本。

1）教學樓網(wǎng)絡規(guī)劃設計（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。遠程教學控制系統(tǒng)要求中控室主控計算機和被控教室主機必須在同一VLAN內(nèi)，作了如下設置。

①在施工過程中，將所有多媒體教室主機通過線路連接到交換機，再與中控室的主控計算機相連，實現(xiàn)物理上的集中管理構架。

②在樓幢（接入）交換機上，將所有多媒體教室信息插座對應的交換機端口都劃給同一VLAN，再將樓幢交換機連接到核心交換機上。配置所有樓幢交換機處于同一VLAN，這樣就能確保所有多媒體教室在同一VLAN，實現(xiàn)邏輯上的集中管理構架。西教樓網(wǎng)絡系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示。

③為每間多媒體教室主機和投影機配置唯一標識的IP地址，設置好教室主機計算機名，使主控計算機能夠訪問到每間教室主機和投影機，以實現(xiàn)遠程監(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]。為了對被控教室進行無人化管理和遠程控制，必須解決的是如何使被控教室設備接通220 V強電電源，又能方便地將其切斷。

將連接到每間多媒體教室的強電用一個講臺插座引出，讓其為教室主機、顯示屏、功放設備、幕布升降開關等教學設備供電；在強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程電控系統(tǒng)。中控室端，利用鋪設在每間多媒體教室的程控電話網(wǎng)絡，設置總電控箱矩陣，通過開/關對應被控教室的按鈕，達到將220 V強電送入的目的。

此外，進入教室主機主板BIOS，設置為“power on”模式，這樣，只要當中控室電控系統(tǒng)發(fā)出啟動信號，強電送入，被控端教室主機就會自動開機，從而被中控計算機識別和遠程控制了。

3）網(wǎng)控軟件集成。使用Symantec pcAnywhere遠程監(jiān)控軟件，可以快速而安全地解決遠程工作站和服務器問題。①在中控室的主控計算機上安裝pcAnywhere10.0版本主控端，進行相關設置。在中控計算機上運行的pcAnywhere主控端如圖2所示。②在各多媒體教室主機上安裝被控端，進行相關設置。教室主機被中控計算機實施遠程控制情況如圖3所示。

通過互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器設置和控制投影機。①中控計算機通過本機的互聯(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。如圖4所示，中控計算機用IE瀏覽器網(wǎng)控教室投影機。②教室主機通過COM串行接口對投影機進行控制。在受控端教室主機上，安裝自行開發(fā)的投影機控制軟件，允許任課教師根據(jù)授課情況對投影機進行簡單的開關機和信號切換操作。

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）。多媒體教室的防護重點是吊裝在天花板上的投影機和放置在講臺桌的教學設備。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，探頭分別對準投影機和講臺桌。晚上定時開啟報警系統(tǒng)，只要有人走近被保護對象，警示燈立即閃爍警告，教室燈光自動打開，攝像頭同時進行錄像。

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

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。設計了如下報障系統(tǒng)，以保證教學活動的順利進行。

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

2）網(wǎng)絡教室軟件。在中控計算機上安裝IP方式教學軟件主控端，在教室主機上安裝教室端，利用其中的“網(wǎng)絡短信”服務進行故障報告。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)絡短信”服務，在消息欄中輸入故障情況，點擊“信息發(fā)送”按鈕，中控計算機系統(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，將具體情況以免費短信的形式發(fā)送到值班人員手機上，提醒他們及時處理。

3 實踐效果

西南民族大學新校區(qū)西教樓共建設了近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)。考慮到要進行大數(shù)據(jù)量的課堂視頻點播以及實時的監(jiān)控管理，建設了千兆以太網(wǎng)，連接到教室主機。其中，核心交換機與教學大樓東北段、西北段、東南段、西南段四段匯聚層交換機用光纖相連接，再通過代理服務器接入校園網(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)。

按本方案設計和建設的智能化教學大樓多媒體教室投入使用一學期有余，運行良好，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備和媒體信號之間進行切換控制，整個教學過程自然流暢，充分發(fā)揮了多媒體教學的優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

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

參考文獻

[1]謝希仁.計算機網(wǎng)絡[M].大連:大連理工大學出版社，2002

[2]楊明.多功能教室的集中控制系統(tǒng)[J].中國電化教育，1996(9)

[3]陳龍.電視監(jiān)控與安全防范系統(tǒng)[M].北京:科學出版社，2001