打造智能化\\信息化\\人本化的多媒體教學環境

[摘要]為了集中控制多媒體教室中的各類設備，實時監控和及時解決教師上課中遇到的問題，方便多媒體設備的維護與管理，作者自主設計研發了智能中央控制系統，自動遠程監控系統以及實時管理與報修系統。這三個系統的應用充分發揮了多媒體教室的功能，及時保障了信息化教學的需要，有效提高了人員工作效率與管理水平，打造了智能化、信息化、人本化的多媒體教學環境。

[關鍵詞]多媒體教室；中控系統；監控系統；管理系統

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009—8097(2011)09—0070—05

引言

信息技術的飛速發展促進了高校信息化教學的發展。為了滿足信息化教學的需要，各高等院校不斷加大多媒體教室的投入力度，多媒體教室的數量不斷增長，有力改善了教學環境和手段，受到廣大師生的歡迎。據我們調查，江蘇省近一半的高校(46.6％)多媒體教室的比例在30％—70％之間，其中五分之一(20.O％)的高校達90％之高。同時，多媒體教室的增多也給多媒體設備的使用、管理帶來了很大工作量。如何避免任課教師在教學過程中出現不必要的誤操作，正確使用和科學維護多媒體教室設備，充分發揮多媒體教室功能已成為提升多媒體教學環境建設和多媒體教室管理效率的一個重要問題。

南京師范大學三個校區共328間多媒體教室，每間教室里面配備計算機、投影儀、顯示器、功放音響、銀幕、講臺、中控系統等設備。為了簡化多媒體教室的繁瑣操作，減少上課教師的操作過程，同時有效地控制多媒體設備，南京師范大學教師們(筆者也在內)設計研制了簡單易用的智能中央控制系統；為了實時監控和及時解決教師上課中遇到的問題，我們設計開發了基于C／S架構的自動遠程監控系統；為了方便多媒體設備的維護與管理，我們設計開發了基于B／S架構的多媒體教室實時管理與報修系統，從而有效地提升了多媒體教室管理的智能化與信息化，方便了教師的使用。

一 多媒體教室智能中央控制系統

1 需求分析

由于多媒體教室建設在不同的年代，產品種類和型號各異，給上課教師的使用提出了很高的要求，對于不熟悉的教師來說很容易引起誤操作，導致設備故障，影響正常上課秩序。為了使復雜瑣碎的設備操作與管理過程簡單化，并且在不增加專業技術人員的前提下使大量多媒體教學設備得到及時有效的控制、管理和維護，需要研制一種能夠適應多種設備控制的中控系統。

2 設計思想

如何實現中控系統的智能化，同時盡量降低整個系統的成本，是中控系統設計的首要問題。我們發現，目前智能化程度最高的是電腦，要使中控的智能化程度超過電腦幾乎是不可能的。但用電腦作為中控設備，整體的價格就比較高，甚至高過臺式電腦數倍。因此，為了降低成本，提高效率，增強安全性、可靠性和穩定性，我們經過研究，大膽改革了傳統中控的設計方法，直接把中控設計成電腦的外部設備，這樣可以用教室中的電腦來控制和實現所有外部多媒體設備和各種網絡信息化功能了。

3 功能設計

我們設計的中央控制系統分為硬件設備和應用軟件兩個組成部分，硬件部分功能集成多種設備電源管理、多種設備接口、多路控制和智能芯片為一體。該系統硬件部分背面功能接口如圖1所示。

(1)電源管理：一路電源輸入，六路電源輸出，可以通過電腦界面面板分別控制投影機、手提電腦、功放、銀幕等電源通斷，并且直接提供設備電源插座，不需要外加接線板，使用更加方便可靠：

(2)信號控制：設備提供了兩路VGA輸入，兩路VGA輸出，三路A／V輸入，一路A／V輸出，二路功放輸出，這些都能夠通過電腦界面面板實施控制。

(3)多媒體設備控制：提供三路RS232控制，一路控制講臺，一路控制電動熒幕，可以實現和臺式電腦、手提電腦智能通訊以及對投影機、講臺、電動銀幕的有效控制。

(4)運用程序：可以對不同品牌、不同型號、各種新舊多媒體設備實現編程控制，實現中控的軟件在線升級，使用極其方便靈活。

通過應用軟件界面，可以實現以下控制(如圖2所示)：

(1)軟件面板提供電腦開關機、開啟和關閉投影機、電動銀幕的升降、音量的調節。

(2)軟件面板提供計算機、筆記本、視頻輸入切換。

(3)更換投影機、功放等外部設備時，系統可以提供刷新數據。

通過可編程232串口，把中央控制系統硬件部分作為電腦的外部設備，教師通過應用軟件操控中控，從而取代了傳統的面板控制，不僅節約了成本，增加了系統的穩定性和可靠性，同時有利于電腦的智能化控制和網絡的遠程控制。

4 開發技術

該系統硬件的智能芯片是以89c51為核心，與音視頻切換模塊(AV Switch)、VGA信號切換模塊、電源控制模塊、紅外遙控模塊等共同組成的一個完整的集中控制系統，其工作原理框圖如圖3所示。

應用軟件層采用C#程序設計語言開發，數據層存儲采用Microsoft Access 2003系統，使用串口通信技術實現軟件對硬件設備的管理和操控。

二 多媒體教室自動遠程監控系統

1 需求分析

目前老師講課越來越依賴于多媒體教學系統，系統的穩定運行和老師對系統操作的熟練程度一定程度上影響著教師講課的進度與效果。對于一些操作不熟練的老師來說，一旦講課中遇到問題不能及時解決，就會影響到正常的教學進程。因此我們新開發了多媒體教室自動遠程監控系統，能實時監控各教室中老師的操作過程，對于老師解決不了的問題，管理員可以通過遠程的方式來幫助老師解決，從而節約了時間，節省了人力，大大提高了效率，及時保障了教學需要。

2 功能設計

多媒體教室自動遠程控制系統的功能主要包括監控教師機、監控投影機，電動銀幕和向教師機發送文件四個部分。

(1)監控教師機：在客戶端開機和聯網狀態下，該系統可以監控老師對教師機的所有操作過程，管理員通過雙擊教室名稱來切換監控源(被監控的教師機)。全校328個監控源按照校區名稱和教學樓分類，方便管理員快速定位。默認狀態下，管理員不控制教師機，當老師對教師機操作有問題需要求助管理員時，管理員根據需要通過點擊[控制電腦]按鈕來控制教師機，待解決問題后，再點擊[取消控制]按鈕，釋放對教師機的控制權。

(2)監控投影機和電幕：該系統可以監控教室中投影機和電幕的運行狀態，當投影機和電幕開啟時，該系統接受信號，將狀態置為開啟，反之無信號接受，則為關閉狀態。

(3)向教師機傳送文件：當教師機需要安裝軟件或更新文件時，管理員可以通過該系統向教師機傳送文件，被傳送的文件放置到教師機指定位置。(該系統操作界面如圖4所示)

3 開發技術

該系統基于c／S(客戶機／服務器)系統架構，分為服務端程序和客戶端程序兩個部分，服務端程序安裝在服務器上，客戶端程序安裝于每臺教師機上。教師機在開機和聯網狀態下，通過客戶端程序發送狀態信號給服務端程序，服務端在接受到客戶端發來的信號后，立即通過服務端程序做出應答，與客戶端建立連接，從而監控客戶端。系統全部模塊采用C#程序設計語言開發，數據層存儲采用SQL SERVER 2000系統。

三 多媒體教室實時管理與報修系統

1 需求分析

對于任課老師來說，教室是進行教學活動的重要場所，上課之前他們需要提前了解教室的基本情況，例如教室的容納人數，多媒體教學設備配置是否滿足教學需求等。另外，上課過程中，如果教室設備臨時損壞也要及時報修，才能保障教學順利進行。通過該系統，教師可以不受時間和地點限制，在校園網任何聯網的計算機內查詢教室的信息，及時報修教室設備。

對于管理人員來說，需要了解多媒體教學設備的配置情況，維修更新歷史，運行狀態以及故障情況，傳統的管理是使用紙筆來記錄，問題的反饋也主要是通過面談或電話，費時費力。因此我們新開發了實時管理與報修系統，它可以實現基于網絡的教室設備登記、查詢、設置、報修，并可生成維修記錄、更新報廢處理等一系列信息化操作，生成的維修記錄還可以作為類似故障維修的參考，大大提高了工作效率與管理水平。

2 功能設計

該系統基于B／S(瀏覽器/服務器)系統架構，分為前臺和后臺兩個主要功能模塊。前臺主要面向教師和學生等普通用戶，主要功能是多媒體教室查詢和報修，可以查詢的信息主要包括教室座位數，面積，所安裝的教學設備以及設備的狀態和維修記錄。當教師發現設備有問題時，在聯網的情況下可以通過前臺報修。報修前臺頁面如圖5所示。

后臺主要為管理員操作，主要的功能包括教室管理，設備管理，維修管理，人員管理和新聞管理等功能。后臺管理頁面如圖6所示。

(1)教室管理：主要的操作包括增加、刪除、修改一個教室和設定教室的基本信息，如座位數、教室面積、是否是多媒體教室等屬性。該模塊也是其他模塊操作的前提，只有設置了教室之后，才能對教室進行設備管理。

(2)設備管理：教室中的計算機、投影儀、功放等多媒體設備都在此模塊進行管理，主要的操作包括設備的添加、更改、查詢、刪除等操作。設備屬性主要有類型、品牌、配置、狀態、提供商等。

(3)維修管理：主要的功能有新建報修、實時顯示待修設備、生成和查詢維修記錄，設置常見設備的故障類型和解決辦法等。報修記錄可以在前臺生成也可以在后臺生成。前臺主要面向教師等普通用戶，無需進行身份認證，只要是在校園網內部訪問報修前臺即可報修；后臺報修需要進行身份認證，由管理員登陸成功后完成報修程序。維修記錄只能在后臺生成，維修過程為管理員登陸系統成功后，快速查看實時待修教室，根據頁面上的報修信息，第一時間趕赴現場進行維修，維修完成后，進入維修登記頁面進行登記，系統自動存儲每一條維修記錄，以待查詢。

3 開發技術

該系統基于B／S(客戶端／服務器)系統架構，該架構的優點是客戶端無需安裝任何軟件，只要在聯網的情況下通過瀏覽器即可訪問；軟件的更新只在服務端進行。系統后臺采用ASP.NET 2.0 C#語言開發，數據層存儲采用SQL SERVER2000系統，前臺呈現采用HTML和JavaScript客戶端語言。

四 小結

這三個系統自投入運行以來，運行狀況良好，給全校師生帶來了便利，更好地保障了多媒體教室的使用。智能中控系統的智能化和軟件界面一鍵式操作給上課老師帶來了極大的方便，減少了固體控制面板的磨損、接觸不良以及設備的誤操作，避免了由于誤操作帶來的設備故障。自動遠程監控系統可以實時監控教師機和各類設備，及時解決教師遇到的問題，節約了上課時間，保障了教學過程。在校園內部教師可以通過實時管理與報修系統查詢到所有教室的信息，他們可以根據自己的教學需要來選擇適合的教室。在教學過程中，遇到了設備故障或軟件安裝等問題可以及時地通過該系統報修或查詢解決的辦法，一些常見的問題可以根據電腦的指導在維修人員到來之前自行解決，有效節約了時間，提高了效率。對于管理員來說，通過分析維修記錄可以得知設備的常見問題和易出現故障的硬件，以及每個校區、每棟教學樓的維護工作量的大小，從而為后續教室安裝、設備更新和人員配置提供參考。

運用這些系統后，教師在課堂教學中設備使用出現問題比率下降了65％，電話報修率下降了70％，而且以教師為本，充分考慮到使用的方便與快捷，及時保障了信息化教學的需要，有效提高了人員工作效率與管理水平，使南京師范大學多媒體教室管理更加信息化、智能化和人本化。