屏幕廣播教學(xué)系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究

張軍翔,劉興紅

(湖北師范學(xué)院 教育信息與技術(shù)學(xué)院， 湖北 黃石 435002)

0 引言

隨著高等教育的改革不斷深入以及十余年的擴(kuò)招，高等院校在不斷地壯大和完善，教學(xué)班級人數(shù)也在不斷地?cái)U(kuò)大增多，這樣一來，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)有時(shí)有點(diǎn)跟不上學(xué)生人數(shù)的增加，雖然實(shí)驗(yàn)室數(shù)量也根據(jù)實(shí)際需要在不斷地增加，但仍然不能滿足日益增加的教學(xué)需要，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室的面積和增加學(xué)生座位是目前解決問題的主要途徑。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室空間的擴(kuò)展又帶來了新的問題，用投影儀教學(xué)的傳統(tǒng)方式就無法適應(yīng)大型計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，由于投影儀的燈泡壽命較短，一般在3000h左右，使得投影儀維護(hù)費(fèi)用較高，這又增加了實(shí)驗(yàn)室的管理和維護(hù)費(fèi)用，增加了教育投資成本。隨著多媒體技術(shù)的普及與發(fā)展，人類處理信息的手段又有了一次飛躍，屏幕廣播技術(shù)為解決這些問題提供了可能，在計(jì)算機(jī)類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用屏幕廣播技術(shù)，可以在同樣的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，同時(shí)，還能極大限度地降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成本投入，在所有的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中具有廣泛的用途。

1 計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

目前多媒體技術(shù)教育是采用老師先在課堂上講解，再安排學(xué)生在機(jī)房電腦上學(xué)習(xí)多媒體課件制作的教學(xué)方式教學(xué)，學(xué)生在做多媒體實(shí)驗(yàn)時(shí)往往是遇到一個共同的問題，老師在輔導(dǎo)學(xué)生時(shí)就得一個個地教，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且效果不明顯，如果用投影教學(xué)，老師一邊講一邊演示就好些，但無法控制學(xué)生跟著一起學(xué)，如果機(jī)房大,則后排的學(xué)生聽不見,缺乏師生之間的互動性，并且投影儀反應(yīng)的速度慢，無法及時(shí)傳送圖像。針對上述情況，我們找到了一種能解決這方面問題的辦法，這就是利用屏幕廣播教學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)行多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

雖然學(xué)校配備了很多實(shí)驗(yàn)機(jī)房，計(jì)算機(jī)設(shè)備每年都有大量投入，但生均占有量仍然不高，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不斷增加，學(xué)生上機(jī)時(shí)間短的問題仍很突出，如何提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，創(chuàng)造出一個方便快捷的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺就成為當(dāng)前在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中急需解決的問題。

1.2 課堂管理

高校學(xué)生由于生源地的不同及家庭條件的差異，學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)存在明顯的差別，學(xué)生上課的自覺性也有明顯的差別，比如在上多媒體實(shí)驗(yàn)課時(shí)，老師布置完學(xué)生的實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，有一部分學(xué)生專心地去做，有一部分基礎(chǔ)差的學(xué)生不會做，就玩游戲，看視頻，因此如何組織好實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生知道做什么，怎樣做也成為多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要解決的問題。

1.3 專業(yè)特點(diǎn)

不同專業(yè)的學(xué)生感興趣的知識點(diǎn)不一樣，那么給學(xué)生布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就要有針對性，例如，比如師范院校的多媒體課程中，不同專業(yè)的學(xué)生對知識的側(cè)重不同。音樂專業(yè)的學(xué)生對聲音處理軟件COOL EDIT感興趣，廣播電視專業(yè)的學(xué)生對非線性編輯系統(tǒng)PREMIERE興趣濃厚，美術(shù)專業(yè)的學(xué)生對PHOTOSHOP軟件則情有獨(dú)鐘，那么在多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)就要有所側(cè)重。

2 計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求

計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中掌握與專業(yè)相對應(yīng)的實(shí)際工作崗位的操作能力、動手能力和工作能力等必要的知識體系，通過實(shí)踐教學(xué)課程的學(xué)習(xí)，熟悉實(shí)踐操作的目的和要領(lǐng)，目標(biāo)直接指向?qū)嵺`能力。該類課程實(shí)踐教學(xué)需要在理論教學(xué)的指導(dǎo)下，結(jié)合大量的實(shí)踐演示來完成。同時(shí)教學(xué)中所涉及的實(shí)踐技巧又是該專業(yè)在將來實(shí)際工作中極為重要的應(yīng)用技能。目前在高師院校計(jì)算機(jī)類的實(shí)踐類課程主要包括：程序設(shè)計(jì)、軟件工程，軟件開發(fā)實(shí)踐，多媒體技術(shù)等。這些課程的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行得好壞，直接關(guān)系了學(xué)生將來的能力發(fā)展。

從以上的計(jì)算機(jī)類課程實(shí)踐教學(xué)模式的現(xiàn)狀分析來看，目前計(jì)算機(jī)類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革仍處于探索階段，大多院校甚至是重點(diǎn)院校基本還是采用傳統(tǒng)的授課方式，由于十余年的高校擴(kuò)招，使高校的生師比嚴(yán)重失調(diào)，有限的教師數(shù)要在有限的時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量完成教學(xué)任務(wù)，必須要采取相應(yīng)的措施。

因此，在計(jì)算機(jī)類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)：1)根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容，合理確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與任務(wù)。讓學(xué)生帶著明確的任務(wù)去學(xué)習(xí)，既克服了上機(jī)時(shí)的盲目性、又能鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力和動手能力。2)實(shí)驗(yàn)課上講清楚實(shí)驗(yàn)要求和操作方法。讓學(xué)生快捷掌握上機(jī)操作要領(lǐng)，實(shí)驗(yàn)難度適中，遵循循序漸進(jìn)的原則，提高上機(jī)任務(wù)的完成效率。 3)實(shí)行任課教師指導(dǎo)負(fù)責(zé)制。盡量做到理論課教師指導(dǎo)上機(jī)實(shí)驗(yàn)，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相輔相承，避免實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論脫節(jié)。 4)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理。建立嚴(yán)格考勤制度和檢查記錄實(shí)驗(yàn)作業(yè)完成情況，結(jié)果作為課程考核的一部分，這樣可進(jìn)一步約束學(xué)生遵守實(shí)驗(yàn)教學(xué)紀(jì)律，督促學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 理論是基礎(chǔ)，實(shí)踐是手段，應(yīng)用是目的，因此必須將計(jì)算機(jī)的理論知識與上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合，在理論的指導(dǎo)下，才能達(dá)到最終應(yīng)用的目的。5)重視學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。

3 屏幕廣播及系統(tǒng)功能

屏幕廣播技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域，特別在計(jì)算機(jī)類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)上起到非常好的作用。屏幕廣播是指在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,將某一臺計(jì)算機(jī)的屏幕顯示內(nèi)容實(shí)時(shí)傳輸和顯示到其它計(jì)算機(jī)的屏幕上,使其它計(jì)算機(jī)的用戶及時(shí)觀看了解其操作的情況。

3.1 屏幕廣播系統(tǒng)的配置要求

硬件要求：

主控端：P4雙核2.OG以上或兼容的其它CPU， 7200轉(zhuǎn)以上的大容量硬盤，硬盤上至少要保留500 MB以上的剩余空間，1G以上內(nèi)存，100/1000M PCI Ethemet網(wǎng)卡，主流顯卡，顯存128M以上全雙工聲卡。

被控端：P4雙核2.OG以上或兼容的其它CPU，硬盤上至少250MB以上剩余空間，內(nèi)存512MB以上，100/1000M PCI Ethernet網(wǎng)卡，主流顯卡，顯存128M以上，全雙工聲卡，Microphone(可選)。

軟件要求：

主控端：Windows 2000 Professional/Server/Advanced Server(Service Pack 4)及其以上/Windows XP Professional/Windows Server 2003 Enterprise/Windows Vista/Windows 7旗艦版，DirectX 9.0及其以上，需要TCP/IP通訊協(xié)議。

被控端：Microsoft Windows 98 SE/Windows Me/Windows 2000 Professional(Service Pack 4及其以上)/Windows XP Professional/Windows Vista/Windows 7旗艦版，DirectX 9.0及其以上，需要TCP/IP通訊協(xié)議。

3.2 系統(tǒng)組成及主要功能

在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的演示教學(xué)系統(tǒng)中,屏幕廣播是實(shí)現(xiàn)演示教學(xué)功能的主要功能模塊。系統(tǒng)由主控端(教師機(jī))和被控端(學(xué)生機(jī))兩部分組成。屏幕廣播系統(tǒng)包括主控端(教師機(jī))的廣播和被控端(學(xué)生機(jī))的廣播，主控端有：電子點(diǎn)名、屏幕廣播、屏幕轉(zhuǎn)播、文件傳輸、電子教鞭、遠(yuǎn)程開機(jī)、遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)、消息傳送；被控端的功能有：電子舉手、電子搶答、作業(yè)提交。這些功能在屏幕教學(xué)中能夠發(fā)揮很好的作用。

1)主控端(教師機(jī))

主控端可連接多個被控端，教師可在裝有主控端的計(jì)算機(jī)上啟用所需要的教學(xué)管理功能。

2)被控端(學(xué)生機(jī))

當(dāng)教師端啟動相應(yīng)的教學(xué)功能時(shí)，學(xué)生端會立即響應(yīng)，接受教師端的命令，啟動相應(yīng)的教學(xué)功能，和教師端一起進(jìn)行教學(xué)活動。即便是拔掉網(wǎng)線，學(xué)生端系統(tǒng)自動鎖屏無法正常運(yùn)行，能有效地制止學(xué)生的惡意行為。

4 屏幕廣播系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

在實(shí)際教學(xué)中，通過以上的屏幕廣播功能進(jìn)行周而復(fù)始的操作過程，使教師在教師機(jī)上的全部操作都能實(shí)時(shí)地傳輸?shù)綄W(xué)生機(jī)的屏幕上，也就是把教師機(jī)上屏幕數(shù)據(jù)不斷地發(fā)送到學(xué)生機(jī)。這樣一來，教師在實(shí)踐教學(xué)中就可以實(shí)現(xiàn)一邊講解教學(xué)內(nèi)容一邊進(jìn)行實(shí)際操作給學(xué)生進(jìn)行演示，在提高了課堂教學(xué)效果的同時(shí)，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

具體教學(xué)應(yīng)用時(shí)，通過屏幕廣播這個實(shí)現(xiàn)演示教學(xué)功能的主要功能模塊，采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的Client/Server設(shè)計(jì)模式，教學(xué)信息在系統(tǒng)的主控端(教師機(jī))和被控端(學(xué)生)兩部分之間進(jìn)行傳遞。

4.1 教學(xué)信息的發(fā)送

系統(tǒng)的主控端(教師機(jī))負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對整個屏幕廣播過程的控制，同時(shí)還要進(jìn)行屏幕圖像、鼠標(biāo)形狀及坐標(biāo)的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送。教學(xué)過程中，在開始進(jìn)行屏幕廣播時(shí)，教師通過主控端(教師機(jī))發(fā)送控制指令來激活被控端系統(tǒng)進(jìn)行接收，然后主控端(教師機(jī))再進(jìn)行教學(xué)信息數(shù)據(jù)的采集，再把采集到的教學(xué)信息數(shù)據(jù)發(fā)送給被控端(學(xué)生機(jī))。在屏幕廣播結(jié)束時(shí)，教師再通過發(fā)送控制指令來通知被控端(學(xué)生機(jī))終止接收，回到以前的狀態(tài)，教學(xué)信息。

4.2 教學(xué)信息的接收

教學(xué)過程中，學(xué)生的被控端(學(xué)生機(jī))被教師的主控端(教師機(jī))激活之前，學(xué)生在后臺處于一種監(jiān)聽狀態(tài)，只能在指定的端口處偵聽到主控端(教師機(jī))發(fā)出的控制指令。被控端在收到主控端(教師機(jī))控制指令而被激活后，為了保證能正確接收和顯示屏幕廣播的數(shù)據(jù)，還需要對被控端的計(jì)算機(jī)進(jìn)行一系列的附加控制。其中主要的控制有：對計(jì)算機(jī)鍵盤鼠標(biāo)進(jìn)行鎖定、強(qiáng)制前臺全屏顯示、防止用戶關(guān)閉被控端進(jìn)程，主要目的是要保證教師的演示教學(xué)內(nèi)容準(zhǔn)確無誤地發(fā)送到每一臺學(xué)生計(jì)算機(jī)屏幕上，使他們除了觀看屏幕演示外不能進(jìn)行其它任何操作。當(dāng)屏幕廣播結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)會自動解鎖，恢復(fù)廣播之前的狀態(tài)，使學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)踐操作。

5 結(jié)論與展望

通過將屏幕廣播技術(shù)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室演示教學(xué)系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的資源優(yōu)勢,使教師在教師機(jī)上所做的全部操作都能實(shí)時(shí)地反映到學(xué)生機(jī)屏幕上，同時(shí)能把課常教學(xué)的方法應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生則可以及時(shí)地進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)。在實(shí)踐教學(xué)過程中，教師的教和學(xué)生學(xué)可能同步、實(shí)時(shí)、交叉等多種形式進(jìn)行，對提高計(jì)算機(jī)類課程的實(shí)踐教學(xué)效果有著非常大的促進(jìn)作用。

如果將屏幕廣播技術(shù)與多媒體技術(shù)綜合在一起，憑借網(wǎng)絡(luò)平臺，基于網(wǎng)絡(luò)的屏幕廣播在遠(yuǎn)程教育中將會得到很好的應(yīng)用，為基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程教育開辟了廣闊的前景。由于受到網(wǎng)絡(luò)帶寬等技術(shù)的限制，目前的屏幕廣播軟件主要適用于局域網(wǎng)，還難以達(dá)到基于網(wǎng)絡(luò)的屏幕廣播的實(shí)時(shí)要求。目前的一些即時(shí)通訊軟件也只能用于一對一的服務(wù)，屏幕畫面的傳送也難以滿足教學(xué)演示的流暢性要求。但隨著屏幕廣播技術(shù)的提高以及城市網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷拓展，將屏幕廣播技術(shù)應(yīng)用于基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程教育中將會成為現(xiàn)實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳紹鈞．屏幕廣播技術(shù)在演示教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2008,(4)：144～146．

[2]梁志勇，臧輝如，伍添秀．淺談屏幕廣播技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理平臺的應(yīng)用——以海南大學(xué)三亞學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心為例[J]．多媒體技術(shù)及其應(yīng)用,2011，(11)：7765～7766．

[3]劉 閃，曹麗君，劉茂華，等．計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐類課程教學(xué)模式改革初探[J]．科技信息,2010，(32)：56～58．

[4]劉泗巖，嵇 萍．網(wǎng)絡(luò)屏幕廣播軟件在三維CAD示范教學(xué)中的應(yīng)用[J]．中國現(xiàn)代教育裝備,2010，(9)：40～41．