網(wǎng)絡(luò)化多媒體教學環(huán)境運行維護與應用管理的實踐與思考*

馮宇 郭成 黃天慧

云南大學現(xiàn)代教育技術(shù)中心 昆明 650091

作者：馮宇，博士，云南大學現(xiàn)代教育技術(shù)中心高級實驗師，研究方向為教育信息化；郭成，云南大學現(xiàn)代教育技術(shù)中心助理實驗師，研究方向為多媒體技術(shù)應用及管理；黃天慧，碩士，云南大學現(xiàn)代教育技術(shù)中心助理實驗師，研究方向為教育信息化。

1 引言

為了適應多媒體教學環(huán)境的智能化管理、多媒體教室開放式使用和多校區(qū)教學評估與監(jiān)控的要求，達到架構(gòu)跨校區(qū)數(shù)字化多媒體教學環(huán)境的目的，云南大學現(xiàn)代教育技術(shù)中心采用技術(shù)調(diào)研、設(shè)備測試、工程實踐等方法，進行了基于校園網(wǎng)技術(shù)和嵌入式TCP/IP技術(shù)的多媒體中控的網(wǎng)絡(luò)化多媒體教學環(huán)境的構(gòu)建與應用。隨著學校主校區(qū)搬遷到呈貢，全校教學任務(wù)大部分轉(zhuǎn)移到呈貢，兩校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)化多媒體教室管理就顯得尤為重要。

網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的普及，使得現(xiàn)代教育技術(shù)越來越為廣大教育者所倚重，網(wǎng)絡(luò)化多媒體教學設(shè)備在教學中發(fā)揮著必不可少的作用。伴隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的深入，在設(shè)備管理和網(wǎng)絡(luò)應用方面遇到的問題也越來越多，怎樣及時有序地管理好設(shè)備并應用好網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使其發(fā)揮到最佳性能，這是管理人員應認真思考的問題。本文根據(jù)筆者多年從事多媒體教室管理和技術(shù)應用支持的經(jīng)驗，探討基于校園網(wǎng)的多媒體教室網(wǎng)絡(luò)化管理。

2 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化教學環(huán)境的目的和建設(shè)現(xiàn)狀

隨著高校信息化建設(shè)的不斷發(fā)展以及辦學規(guī)模的擴大，云南大學的多媒體教室從原有的90多間擴大到呈貢校區(qū)投入使用后的200多間，原先在同一幢教學樓的多媒體教室，現(xiàn)在已分布于兩個校區(qū)的不同教學點。隨著多媒體教室數(shù)量的不斷增加，多媒體教室設(shè)備的使用及管理方面面臨一些挑戰(zhàn)，集中表現(xiàn)：負責多媒體教室管理維護的現(xiàn)代教育技術(shù)中心教師數(shù)量有限，無法同時處理多個教室的突發(fā)故障；部分任課教師在授課完成后忘記關(guān)閉多媒體機柜、電腦、投影儀等，影響設(shè)備安全；各類學生社團在課余時間使用多媒體教室時設(shè)備出現(xiàn)問題無法及時響應處理，無法進行有效的監(jiān)管；等等。因此，以現(xiàn)有校園網(wǎng)為依托，改進基于校園網(wǎng)的多媒體教室集中控制系統(tǒng)，將虛擬專用網(wǎng)（VPN）技術(shù)和中控多媒體設(shè)備終端管理結(jié)合起來，希望通過網(wǎng)絡(luò)遠程控制手段來進行設(shè)備的服務(wù)管理，替代原先的人員現(xiàn)場管理，使學校的多媒體教學管理達到一個更高的層次。

云南大學跨校區(qū)網(wǎng)絡(luò)化多媒體教學環(huán)境于2012年完成建設(shè)，建設(shè)拓撲圖如圖1所示。

通過網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實現(xiàn)以下功能：

1）實現(xiàn)現(xiàn)代教育技術(shù)中心接入校園網(wǎng)的認證改造和兩校區(qū)專網(wǎng)連接；

2）開發(fā)認證上網(wǎng)后實現(xiàn)現(xiàn)代教育技術(shù)中心內(nèi)外網(wǎng)互訪的程序，并在校本部和呈貢校區(qū)現(xiàn)代教育技術(shù)中心內(nèi)網(wǎng)環(huán)境中測試通過，實現(xiàn)校園網(wǎng)認證改造所不具備的功能，解決網(wǎng)絡(luò)管理和應用的重大問題；

3）對呈貢校區(qū)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的遺留問題進行詳細的技術(shù)分析，在設(shè)備提供商和網(wǎng)絡(luò)中心、布線施工方的積極配合下，整體解決了數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)問題，各項功能穩(wěn)定運行，為進行跨校區(qū)網(wǎng)絡(luò)教學提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，做好了技術(shù)上的準備。

3 跨校區(qū)網(wǎng)絡(luò)化多媒體教學環(huán)境的維護與應用案例

下面結(jié)合兩個案例來說明云南大學如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化多媒體教室管理與運行維護。

3.1 跨校區(qū)網(wǎng)絡(luò)多媒體教室管理

隨著呈貢校區(qū)建設(shè)的推進，以及學校多媒體教學環(huán)境的完善，越來越多的教師選擇使用多媒體教室完成日常教學，多媒體教室在教學中發(fā)揮著越來越重要的支撐作用。而與此同時，多媒體教室管理問題日漸凸現(xiàn)，不斷增加的多媒體教室與專業(yè)管理人員缺乏的矛盾日益突出。多媒體教室簡便操作、集中化的管理與網(wǎng)絡(luò)視音頻教學成了學校多媒體教室建設(shè)的兩大突出需求。各學校都急需一套完整的解決方案，全面地規(guī)劃好整個校園多媒體教室的建設(shè)并融入整個學校的數(shù)字化校園建設(shè)中，高效地做好教室端設(shè)備使用、管理、維護和安全，并在此基礎(chǔ)上穩(wěn)定、方便地完成多媒體教學。云南大學現(xiàn)代教育技術(shù)中心在呈貢校區(qū)多媒體教學環(huán)境的建設(shè)過程中，以競業(yè)達的MNC9600系列多媒體網(wǎng)絡(luò)中控為核心，配合教學計算機，對教室端設(shè)備的使用和統(tǒng)一管理形成一套實用、先進的方案。方案設(shè)計符合數(shù)字化校園網(wǎng)的總體構(gòu)想，融教室多媒體設(shè)備的使用、管理、維護、安全為一體，采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)的方式，運行在標準以太網(wǎng)環(huán)境之中，是多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機結(jié)合的范例。網(wǎng)絡(luò)化管理環(huán)境建成后，主要實現(xiàn)以下功能特點。

1）采用高速DSP芯片作為處理器，低功耗，高穩(wěn)定性，24小時不間斷工作。

2）教學分工更為明確：多媒體教學工作統(tǒng)一由教學電腦完成；非教學工作由多媒體網(wǎng)絡(luò)中控完成（如監(jiān)控、外設(shè)控制等）。

3）具有強大的外設(shè)控制功能：多媒體網(wǎng)絡(luò)中控可以分別控制多臺紅外接收設(shè)備（如電視、投影機、錄像機、DVD機）。

4）同時可以控制多臺串口設(shè)備（如單教室控制多臺不同型號的投影機）。

5）具有高清分辨率的監(jiān)控攝像頭所采集的視頻信號傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中控后，其編碼功能直接由DSP電路板完成（非PC主板插卡式架構(gòu)），可24小時不間斷工作，有較高的穩(wěn)定性，且可實現(xiàn)監(jiān)控及教學過程直播等功能。

6）強電、弱電徹底分離，將中控內(nèi)部的電磁干擾降到最低，最大限度保障多媒體網(wǎng)絡(luò)中控穩(wěn)定運行。強電控制設(shè)備可完成最少12路電源控制，并且有突發(fā)事件時可對任意一路電源實現(xiàn)本地強行開閉。

7）實現(xiàn)遠程協(xié)助功能：通過安裝于教師機上的遠程控制軟件，可以實現(xiàn)對教室計算機的遠程維護。

8）實現(xiàn)教室資產(chǎn)管理：可以統(tǒng)計計算機軟硬件使用情況、投影機燈泡使用時長。建成后的跨校區(qū)多媒體教室管理系統(tǒng)能夠在現(xiàn)代教育技術(shù)中心分布于全校區(qū)的6個工作點的任意計算機上實現(xiàn)對全校區(qū)各多媒體教室的監(jiān)控、遠程維護、IP通話、課程錄制等，極大地提高運行保障效率。

圖2、圖3是通過網(wǎng)絡(luò)主控實現(xiàn)教室遠程監(jiān)控和管理，

圖4是對教師計算機進行遠程維護操作。

3.2 利用網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)在不同教室開展教學直播

在云南大學呈貢校區(qū)投入使用的2年時間里，直播系統(tǒng)承擔了學校新生學前教育、軍訓理論課直播等重要的專項工作，在利用網(wǎng)絡(luò)進行視頻信號傳輸方面取得了寶貴的經(jīng)驗。

在錄播設(shè)備的選型方面，經(jīng)過多方面對比和考察，最終選用了北京競業(yè)達公司的“全自動多畫面錄播系統(tǒng)”，實施的拓撲圖如圖5所示。

該錄播服務(wù)器采用多流合一技術(shù)，支持多路視頻和1路VGA同步采集，能將教師視頻、學生視頻、投影機顯示內(nèi)容等多畫面同屏錄制。多個畫面可獨立調(diào)節(jié)大小或全屏顯示，大小顯示畫面可自由切換。系統(tǒng)能支持在不同碼率、不同分辨率的設(shè)置下，完成單畫面或畫中畫兩種模式對授課場景的錄制，滿足各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下課件直播、點播需求，同時也能滿足不同文件大小、不同清晰度的課件錄制需求。根據(jù)教學現(xiàn)場的各種情況，系統(tǒng)內(nèi)置各種智能策略，通過智能策略的控制，系統(tǒng)能自動識別教學過程中的各種關(guān)鍵環(huán)節(jié)（從講臺到黑板板書、翻看PPT、使用視頻展臺等），自動切換場景，實現(xiàn)全程全場景全自動錄制。且可根據(jù)講課過程的進行自動將大畫面切換為教師特寫、黑板、學生全景、投影屏幕顯示內(nèi)容等，完全不需要人為控制。

系統(tǒng)能將教學過程中的音視頻和計算機動態(tài)畫面進行實時編碼保存，采用多流合一技術(shù)，能實現(xiàn)三路視頻同時采集，并最終合成一個文件，方便用戶存儲和管理。文件為通用的WMV9格式，可與市面主流視頻點播、資源庫等平臺無縫融合，可使用主流非線性編輯軟件進行后期處理。課后可使用編輯軟件，實現(xiàn)對錄制課件的剪切、合并、分離、組合等功能，亦可對課件添加索引和目錄，方便資源檢索時的查找定位。

同時該直播系統(tǒng)還具有功能強大的B/S架構(gòu)資源管理平臺，基于國家《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》的要求，完全滿足基于網(wǎng)絡(luò)的應用和基于后臺的便捷管理；具有用戶管理、權(quán)限設(shè)置、資源分類、資源檢索、直播接收、課件點播等功能；流媒體服務(wù)器可同時提供多用戶的錄播資源的點播，點播和直播時無用戶數(shù)限制；流媒體服務(wù)器可同時為多間教室提供現(xiàn)場直播服務(wù)；隨著資源數(shù)量和各種應用的不斷增加，可以擴充多臺流媒體服務(wù)器，滿足不同的應用需求，各服務(wù)器獨立工作，互不干擾。

為滿足直播主會場的視頻信號質(zhì)量要求，還對直播主會場進行了設(shè)備升級，圖6和圖7分別是直播拓撲圖和主播教室設(shè)備分布圖。升級后的直播教室不僅能夠?qū)崿F(xiàn)原來的功能，還提升了直播效果，方便教師操控，增加了互動效果，更為教室的多用途化、為學校日后更多的教學應用提供了可持續(xù)性發(fā)展、升級的空間，保障了設(shè)備的利用率和發(fā)展性。

4 使多媒體網(wǎng)絡(luò)教學環(huán)境高效運行、管理的建議[1]

跨校區(qū)網(wǎng)絡(luò)化教學環(huán)境的建成，對提高管理水平、工作效率具有十分重要的作用。而在實際工作中，如何降低多媒體教學設(shè)備故障發(fā)生率，是學校對現(xiàn)代教育技術(shù)中心運行保障的基本要求，也是每一個管理技術(shù)人員的職責。通過多年來不斷的實踐與探索，筆者在總結(jié)降低設(shè)備故障率有效措施的基礎(chǔ)上提出一些建議。

4.1 建立一支高素質(zhì)穩(wěn)定的管理隊伍

多媒體教室系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化管理，對管理技術(shù)人員的素質(zhì)提出更高的要求，因為再先進、再現(xiàn)代的設(shè)備，也離不開人去保養(yǎng)、維護。為了提高管理技術(shù)人員的素質(zhì)，可從以下幾方面著手。

首先，要更新管理技術(shù)人員的管理理念，要求他們有強烈的事業(yè)心和高度的責任感，強調(diào)管理工作的服務(wù)性。隨著多媒體教學設(shè)備使用率的增加，教學設(shè)備出現(xiàn)故障是必然的。管理不能只停留在故障后的維修階段，平時必須加強教學設(shè)備的維護檢查，通過勤于檢查及時發(fā)現(xiàn)教學設(shè)備的故障隱患，把故障消滅在萌芽狀態(tài)中。

其次，要加強管理技術(shù)人員的業(yè)務(wù)培訓，提高他們的技術(shù)水平，使每一位技術(shù)管理人員都具有快速排除故障和發(fā)現(xiàn)潛在故障的能力。因為經(jīng)驗表明，有時候同一種故障現(xiàn)象，但產(chǎn)生的原因卻不相同，想迅速作出判斷并排除故障，需要技術(shù)人員了解多媒體教室整套系統(tǒng)的組成原理，且非常熟悉教室多媒體教學設(shè)備的構(gòu)成與工作原理，還必須具有一定的維修技能、技巧以及一定的經(jīng)驗積累。因此，加強管理技術(shù)人員的技術(shù)培訓，可縮短他們的摸索期，提高維修效率和質(zhì)量。最后，要保證管理隊伍的穩(wěn)定性。管理技術(shù)人員流動性太大，會影響多媒體教學設(shè)備的維護效率和質(zhì)量，直接影響教師的多媒體教學。為了使管理技術(shù)人員能安心工作，可適當提高他們的待遇和福利，建立一定的激勵機制，不能做多做少一個樣、做好做差一個樣，要提高管理技術(shù)人員的工作積極性。

4.2 加強教師教育技術(shù)培訓，提高教師教育技術(shù)應用能力

在基于校園網(wǎng)集中控制的多媒體教室中完成教學，是對高校教師的基本要求。而對部分教師來說，能熟練掌握并使用這些設(shè)備卻不是一件十分容易的事情。為使教師順利使用多媒體教學設(shè)備，提高多媒體教室使用效率，首先要加強對教師現(xiàn)代教育技術(shù)的培訓。培訓內(nèi)容要有針對性，緊密結(jié)合學校實際，讓教師對學校整套多媒體教室管理系統(tǒng)的構(gòu)成與基本原理有個大概了解，對教室教學設(shè)備的組成與基本原理及功能有所掌握，對教室多媒體教學設(shè)備的正確使用方法與要求熟練掌握。并對一些由于操作不當或不熟悉設(shè)備性能容易引起的問題，通過培訓，要求教師能自己解決。比如：打開中控電源時，如果不小心連按“電源”鍵兩次，那么這時開機已變?yōu)殛P(guān)機，若不熟悉中控的性能，會以為開不了機而進行報障。通過有針對性的培訓，使每一位教師都能正確熟練操作多媒體教學設(shè)備，減少上課時的誤操作故障。

其次，教師教育技術(shù)培訓的模式可以是多樣的，可以用傳統(tǒng)的面授方式，或者通過網(wǎng)絡(luò)培訓方式，也可以通過電話答疑加以解決。

5 結(jié)束語

云南大學現(xiàn)代教育技術(shù)中心結(jié)合呈貢新校區(qū)的建設(shè)，創(chuàng)建了一個基于校園網(wǎng)的多媒體教學管理系統(tǒng)。它最大限度地利用現(xiàn)有設(shè)備資源，盡可能地提高設(shè)備的利用率，多方面多層次地解決了以前學校教學教研等活動中存在的許多問題，在教育信息化和教學手段現(xiàn)代化方面作了有益的嘗試。

[1]吳俊鴻.集中控制多媒體教室教學設(shè)備故障研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2009(19):130-132.