多媒體教室的人工智能化設計研究

廖道歡

摘要：隨著信息科技的快速發展，信息技術在現代教學中得到廣泛應用，如具有設備一體化、網絡化特征的多媒體教室等，使教學手段、方法都實現了多樣化發展，但隨著多媒體教室應用范圍的逐步擴大，人們在實踐中發現多媒體教室設備維修、學員管理、安全隱患處理等方面都存在不足，所以設計建立在人機工程學基本原理基礎上、能夠結合實際需求做出反應的人工智能化多媒體教室受到廣泛關注，本文通過對設計人工智能化多媒體教室的背景、思路、智能化傳感網絡設計、人工智能化數據庫設計和歸納設計的優缺點五個方面對多媒體教室人工智能化設計展開研究，為推動現代教學水平的提升作出努力。

關鍵詞：多媒體教室；人工智能化；設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）03-0210-02

多媒體教室人工智能化設計即在軟件方面利用智能算法對CCS進行優化，在硬件方面挖掘和應用功能更加強大的硬件，使多媒體教室能夠靈活的應對教學應用中出現的各類情況，使教學效果和管理水平都得到提升的途徑，可見對多媒體教室人工智能化設計展開研究，對現代教學水平的提升意義重大。

1多媒體教室的人工智能化設計的背景分析

首先，多媒體教室與普通教室的主要區別是應用計算機、CCS等信息設備，使教學手段更加豐富，但由于多媒體教室所應用的設備購買價格較高、后期維護的專業性要求較強且由于多媒體教室功能的實現建立在所有設備都與CCS建立關系的基礎上，任何設備的故障都可能導致CCS受損，所以多媒體教室設備維護既非常重要又存在一定的難度；其次，多媒體教室由于數量有限，所以其通常以流動制的形式使用，這在一定程度上加大了多媒體教室的人員管理難度，既不利于教學效率的提升，又會為多媒體教室的安全隱患提供空間[1]。再次，由于多媒體教室室內設備較多，功能的實現對網絡的依賴性較強，使多媒體教室面臨著網絡和設備所帶來的安全隱患，而傳統多媒體教室在設備維修、人員管理、消除安全隱患等方面存在不足，需要設計人工智能化多媒體教室對其進行完善。我國人工智能在近年來得到了一定的發展，已經具備設計人工智能化多媒體教室的能力，所以進行人工智能化多媒體教室設計，提升多媒體教室的使用性能具有可行性。

2 人工智能化多媒體教室設計分析

人機工程學是人工智能化設計的主要依據，由于人機工程學強調以機械的實際用戶為核心，所以在多媒體教室人工智能化設計的過程中必須結合應用主體的特點和需求進行，現階段多媒體教室的應用主體主要為學生、教師和維修人員，其中前者為多媒體教室的主要應用對象，而后兩者為多媒體教室的直接操作主體，應用多媒體教室的方式決定，學生和教師更希望多媒體教室的操作界面簡單、美觀、人性化、可操作性強，而維修人員希望多媒體教室的運行狀態能夠在界面上得到直接的體現，甚至多媒體教室能夠檢測自身的潛在故障，針對故障進行修復、報警或允許故障存在于一定范圍內[2]。另外教學時間的有限和影響教學效果的因素復雜之間的矛盾一直是教師管理的難點，人工智能化多媒體教室如果能夠智能的調節室內環境中可能會對教學效果產生影響的因素，可緩解教師的教學壓力，提升教學效果。通過針對教師、學生和維修人員對多媒體教室人工智能化設計的需求分析，可以確定人工智能化設計要針對傳感網絡和數據庫兩方面進行。

3 智能化傳感網絡設計

筆者設計的多媒體教室智能化傳感網絡建立在無線傳感器網絡WSN的基礎上，由大量無線收發模塊和傳感器構成的傳感器節點是WSN的重要組成部分，通過無線通信將節點與CCS相連，形成WSN的整體，可見傳感器節點具體的安裝位置并不受限，現階段傳感器種類多樣，將不同的傳感器應用于WSN中，可以起到不同的效果，例如安裝光強傳感器，多媒體教室的CCS可結合傳感器上傳數據智能判斷向窗簾發送拉下或拉開命令；安裝二氧化碳傳感器，CCS可結合上傳數據智能判斷是否開啟排氣扇；安裝溫濕度傳感器，CCS可結合上傳數據智能判斷是否開啟空調或噴霧器；安裝聲音傳感器，CCS可結合收取的信息智能控制多媒體教室室內的設備等[3]。通過上述舉例可以發現，智能化傳感網絡設計的效果很大程度上取決于傳感器節點設計的多樣化和難易程度，通過智能化傳感網絡設計既可以使有可能影響教學效果的因素，如陽光、燈光、空氣質量等在人工智能化多媒體教室中得到自動調節，這有利于教師專心于教學，提升學生在課堂上的舒適度，對提升教學效果具有重要的意義，又可以有效的檢測多媒體教室可能存在的安全隱患，例如多媒體教室安裝煙霧傳感器的情況下，當其檢測到要發生火災時，信息傳遞至CCS，其可以智能開啟報警裝置，這在一定程度上有利于縮減安全隱患的影響范圍，具體傳感器的種類、數量、安裝位置設計需要結合多媒體教室的實際情況確定[4]。智能化傳感網絡的設計不僅使多媒體教室室內環境、設備實現智能化的控制，而且能夠實現設備故障的智能化診斷和修復，這一方面要利用傳感器向CCS傳輸相應的數據，一方面需要CCS完成數據庫內的檢索和判斷，所以對數據庫進行人工智能設計也是多媒體智能設計的重要組成部分[5]。

4 人工智能化數據庫設計

為彌補傳統多媒體教室在人員管理方面的缺陷，在設計人工智能化數據庫的過程中主要從以下幾個步驟進行，首先，將數據庫內的教學資源全部粘貼條形碼；其次，利用閱讀器將所有的條形碼掃描到數據庫中，以此實現多媒體室內資源的全部登記，學生在想應用多媒體教室內部資源的情況下通過檢索數據庫即可對多媒體教室相應的資源使用情況準確掌握；再次，學院向學生發放特質能夠反映學生身份的身份卡；最后在學生要進行多媒體教室相關資源的任何操作時，都需要掃描其身份卡并結合人工智能算法，對學生的座位安排等智能制訂方案，并形成多媒體教室的實際使用情況記錄，由此實現對人員的記錄，在此設計的過程中要保證向用戶開放的UI的友好性，以此保證智能化數據庫功能全面實現[6]。在應用智能數據庫提升多媒體教室人員管理水平的同時需要注意，數據庫的網絡安全直接關系到數據庫的應用性和人員管理的水平，所以筆者在設計智能化數據庫的過程中將甲骨文公司設計研發的Oracle數據庫應用其中，并針對多媒體教師專項AI算法設置訪問權限，這在一定程度上提上了數據庫的安全性，使損壞多媒體教室是內設備的行為得到有效的遏制，而且使數據庫對多媒體教室較大的人員流動的適應性增強，多媒體教室使用性能得到明顯的提升[7]。除針對人員管理外，智能化數據庫的設計還能夠提升設備維修的效率，例如多媒體教室的設備維修人員將多媒體教室內所有設備可能發生的故障以及故障的表現，應對措施等信息傳輸至智能化數據庫，當多媒體教室內設備的運行出現異常，并由傳感器感知后，會自動將異常的信息傳輸至CCS，并由其智能的確定應對措施。

由于教師和學生作為多媒體教室的主要使用群體，其要求多媒體教室操作界面具有人性化設計、且操作的可行性簡單，所以針對智能化數據庫的設計除注重以上四個環節外，還要對界面的布置、顏色等進行調整，使其盡可能滿足人工智能化多媒體教室使用人員的要求。

5 多媒體教室的人工智能化設計優缺點分析

5.1優點分析

筆者所設計的智能化傳感網絡以WSN為基礎，其既價格相對較低，而且線路設計相對簡單，通過對具有網絡化和一體化性能的多媒體教室進行改進即可以實現，而且傳感器的安裝位置相對較靈活，對多媒體教室的規模、構造等也沒有較強的依賴，所以將筆者所提出的人工智能化設計推廣應用的可能性較大；另外，通過上述人工智能規劃設計可以發現，其既能夠彌補傳統多媒體教室在管理、維修、消除安全隱患等方面的缺陷，而且提升了管理水平，使多媒體教室更加滿足教師、學生和維修人員的需求。

5.2不足分析

筆者所設計的智能化傳感網絡要求新裝一定數量的傳感器，而傳感器雖然對安裝位置的要求較低，但其對安裝技術和維修技術的要求相對較高，所以其安裝和維修需要聘用具有專業技術的人員進行，這在一定程度上提升了教學成本，特別是具有較多多媒體教室的院校，利用此設計方法的可操作性較低；另外，筆者所設計的人工智能數據庫雖然為多媒體人員管理提供了便利，方便了多媒體資源的查詢和應用，但智能化數據庫軟件的調試和容錯是保證其有效運行的重要途徑，但調試和容錯的操作都需要專業技術人員進行，這在一定程度上也增加了教學成本，而多媒體教室人員上的流動也會加大軟件的修護難度。

6 結論

通過上述分析可以發現，現階段多媒體教室已經在教學中得到廣泛的應用，但人們在享受其在教學中提供的便利的同時認識到其在管理、維修等方面仍存在不足，所以嘗試將人工智能與多媒體教室相結合，對其性能進行不斷的優化，以此推動現代教學水平的提升。

參考文獻：

[1] 王鎮江，楊厚群.淺談現代多媒體教室智能化管理系統的設計與實現[J].電腦知識與技術，2014（11）：2634-2636.

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[4] 葉新東.未來課堂環境下的可視化教學研究[D].上海：華東師范大學，2014.

[5] 張斌.宿州職業技術學院網絡型多媒體教室系統設計與應用研究[D].武漢：華中師范大學，2012.

[6] 辛憲民.基于移動終端的高校多媒體教室管理系統設計與實現[D].上海：華東師范大學，2013.

[7] 連欽興.多媒體教學設備管理系統設計[D].廣州：華南理工大學，2014.