基于平板智能電視多媒體教學系統的設計構建與思考

林騰

摘要：多媒體教學設備已成為各學校日常教學必備的工具。多媒體教學在教育領域得到廣泛應用，本文對多媒體教學系統的構建做了深入的分析和探討，希望為建立新型教育教學方式提供有益的經驗及分享。

關鍵詞：多媒體教室 多媒體教學系統 平板智能電視

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）15-0216-02

隨著時代的進步和科學技術的不斷發展，學校教育面臨新的挑戰，教學改革成為了一種必然趨勢，教學方法的改變和教育手段的豐富是教學改革中必不可少的環節，計算機輔助教學（Computer Assisted Instruction，即CAI）已經不斷融入到我們的教學中，CAI已成為新時期學校教學水平提高的迫切需要。組建多媒體教學系統是實現CAI的重要保證。為了使教師擺脫“黑板+粉筆”的傳統教學模式，豐富教學方法和手段，提高教育教學效率，利用現代化多媒體技術手段進行全面、準確的教學。因此，我們有必要開展多媒體教學系統的建設。

1 背景及現狀

近年來，國家對教育越來越重視，教育部提出要加速教育信息化，以信息化促進教育信息化發展的要求。教育信息化的核心內容是教學信息化，要求在教育過程中較全面地運用以計算機、多媒體和網絡通訊為基礎的現代信息技術，促進教育改革，從而適應正在到來的信息化社會。現在各地政府都不同程度加大對教育的投入，學校也將教育信息化建設列為學校發展的一項重要工作，多媒體教學是推進教學改革和提高教學質量的重要手段，它通過各種電腦設備、顯示設備、音響設備等組合使用，按教學要求將文字、聲音、圖形、圖像、影像等多種媒體信息，進行有機組合，并通過投影設備投影到大屏幕上進行顯示，得到了聲音、動畫、視頻等效果，為我們提供逼真的教學情景，使學生有身臨其境的感受，提高了學生的學習興趣，取得了良好的教學效果，因此，多媒體教學系統建設是教育信息化建設的一項重要內容。

目前很多學校都陸續建成或準備建設多媒體教室，使用效果也不錯，然而在使用過程中還是存在以下問題：

1）設備使用不方便，由于設備品種多，品牌雜，擺放位置不統一，使用時要通過遙控器或中控系統進行控制，或由于分批建設，不同批次設備的操作方法不同等，對使用者要進行設備的使用培訓才能上課，教師在上課時有時會感覺操作繁瑣。

2）教師使用積極性不高，部分教師由于對計算機認知能力不足或年齡稍大，上課時不能熟練使用設備，遇到小問題或故障時無法應對，對使用多媒體有畏懼心理，導致不敢用或干脆不用多媒體進行教學，造成了教學資源浪費。

3）維護成本高、效率低，現在有條件的學校，基本上教室都配備了多媒體設備，使用頻率很高，但大多還不能做到由專人使用和管理設備，因為使用習慣和使用環境的不同，造成設備故障率較高，損耗嚴重，由于學校的維護人員不足，很多維護只能在課余時間進行，維護的效率不高，設備的完好率達不到要求，嚴重影響了教學。

2 多媒體教學系統的對比

多媒體教學系統由于投入的資金不同，設備的配置也不一樣，多媒體教室按使用面積為60～80平方米，使用人數為40～70人為例，使用類型可分為經濟簡易型（低端）、實用標準型（中端）和擴展應用型（高端）。具體如下：

1）經濟簡易型（低端）：最簡單的配置就是在教室內配置一臺PC電腦、一臺液晶投影機、一幅銀幕（手動或電動）。其他的信號源設備如擴音設備、DVD機等可根據需要選擇，設備的使用采用遙控器操作和面板操作相結合。這種配置能播放PPT、文字、圖像、動畫、音視頻等多種媒體信息及教師課件，其優點是投入的資金量少，每套只需投入1.3～1.8萬元，可逐步增加設備，教室的線路基本不用改裝，安裝方便，可單機運行。缺點是上課時要花時間來對各種設備進行控制操作，教學的效果打折扣。液晶投影機的燈泡壽命短，往往使用2000至3000小時后亮度就會衰減和下降，還有液晶投影機在使用時要保證使用完關機后要有一定的冷卻時間，防止直接關閘斷電，否則會嚴重影響投影機的液晶板和燈泡壽命，更換，維護所需二次投入成本高。

2）實用標準型（中端）：系統由一臺PC電腦、一臺液晶投影機、實物投影儀，電子白板，音響系統等組成，主要功能除了具備經濟簡易型的所有功能外，可以增加網絡功能，通過計算機中控系統將計算機與多媒體設備相結合，能實現控制所有相關設備的操作，如一鍵開、關機，控制擴音系統和電控銀幕等輔助設備。教師通過實物展示臺可將圖片通過投影機顯示出來等，能在電子白板上觸摸書寫，使用配套軟件可以任意標識、批注課件的內容，實現老師和學生之間多媒體教學互動。該套配置約需2.5～3.2萬元。其優點是功能齊全，操作簡便，實用性強，缺點是同樣存在投影機的維護問題，白板如要進行書寫和觸摸操作必須要近距離使用，由投影機投射過來在電子白板上的反射光亮度高，會對教師的眼睛造成影響。還有白板平時都是置于教室內放置，不能像投影銀幕那樣可以卷起升高保管，其板面的保護顯得非常重要。

3）擴展應用型（高端）：采用計算機技術與觸摸屏技術相結合的大屏幕觸摸教學一體機，可用手指、觸控筆、或其他任何非透明物體觸摸書寫，一體機可選擇帶外置抽拉式電腦模塊，不需要配備PC電腦和投影機，只需搭載中控系統，實物投影儀，音響系統等，可實現電腦、投影、電子白板功能、通過網絡及電視模塊也可與多種信息網相連，如互聯網、校園網、有線電視網等，增加網絡學習及電視娛樂功能，而且由于一體機采用了LCD液晶技術，使輸出顯示可實現高對比度、高亮度、分辨率達1920（H）*1080（V）的高清輸出。該套配置投入視一體機屏幕大小，在50至70寸大小范圍內，約需資金3～5萬元。其優點是功能強大，布線簡單，交互使用容易，缺點是需投入的資金較多，書寫反應有一定的延遲，一體機將液晶屏體，書寫模塊，計算機模塊集成，對維護人員技術要求較高，對屏體保護要重點保護，對雷電、外部撞擊、外部硬物劃傷等環境因素在使用時都需要特別注意。

3 多媒體教學系統建設設計思路

一些學校早期建成的多媒體教室經過幾年的使用，已經到了升級改造或重建的階段，新的多媒體教學系統的建設必須考慮一個周全的建設方案，應做到以下兩點：

1）深入調研、統一規劃，分步實施。多媒體教學系統建設實際上就是教育信息化建設，其過程涵蓋硬件、軟件、教學資源多個要素，學校應將此項工作作為一項系統工程，成立專門的項目組，提前深入到兄弟學校和生產企業進行需求調研，提出適合學校使用的可行性報告，根據調研報告及資金來源情況，學校全盤考慮，對建設目標與建設周期作出統一規劃，確定建設方案，由項目組按照建設計劃逐步實現。

2）設計全面、配置合理、操作規范。多媒體教學系統在設計時應重點考慮滿足教學需求，同時，還需考慮學校的使用環境和應用水平，在設計時應遵循經濟實用與可持續發展相結合的理念。由于科技發展迅速，產品的更新換代速度較快，故設計要適度超前，避免低水平的重復建設，在合理預算范圍內，盡量選擇適用的、成熟的產品，避免采購過于高端的產品無法使用或難以維護，造成設備的閑置浪費。項目實施過程必須規范，要履行建設方案論證、執行政府采購程序、項目過程監控、驗收與反饋等工作程序，保證項目建設質量。

4 多媒體教學系統設計方案

我校原已分批建設有類似經濟簡易型多媒體教室，經過5～6年的使用，由于使用頻率高，設備損毀嚴重，很多設備已經進入老化期，必須更換，因此，改造多媒體教室成了迫在眉睫的事情。因學校使用自有資金，在設計方案時結合實際需要和教室環境的基礎設施，并兼顧系統的經濟性、實用性與擴展性，提出“平板智能電視多媒體教學系統”方案：具備系統控制運行和單機運行兩種模式，使用對開型推拉黑板（帶鎖），嵌入時下流行和技術成熟的平板智能65寸LED電視機作為顯示設備，配合原有的中控及音響設備，輸入設備可使用筆記本電腦、平板電腦及手機，采用有線或無線接入方式，通過加裝路由器，可接入校園網或Internet網，教室內安裝信息盒，內置HDMI（全稱是High Definition Multimedia Interface，是高清晰多媒體接口的縮寫）和RJ45接口，方便教師使用筆記本電腦和平板電腦上課和上網。

5 實施效果

1） 教學方式靈活，操作使用簡單

“平板智能電視多媒體教學系統”中的電視機被嵌入到推拉黑板內，除了可以加強保護，節省空間外，這種“亦屏亦板”的模式還可實現傳統和現代兩種教學方法的靈活切換，對于部分喜歡傳統教學方式的教師，或根據課程需要可選擇黑板板書教學形式，邊寫邊講，用豐富的肢體語言感染學生，激發學生學習興趣。使用多媒體教學時，只需將中間黑板推至兩側（兩側的黑板亦可板書），打開電視機電源和功放機開關，使用無線話筒，用筆記本電腦接上HDMI線，電視機可自動搜索輸入設備并與電腦屏幕內容同步顯示，即可得到文檔、聲音、圖像、動畫、視頻的展現，實現多媒體教學環境。由于電視機屏幕可以做到高亮度，高分辨率和可視角度大，在教室內除了前排兩側位置稍有反光（將教室前面的窗戶拉上窗簾即可減少反光），大部分位置都能清晰觀看。

2）方便接入媒體，擴展應用功能

本套設備在使用時除了使用筆記本電腦進行有線連接外，還可通過無線互聯技術與平板電腦或者智能手機進行無線連接，使用HDMI線可進行高品質的有線連接，但教師必須站在筆記本電腦前進行操作，雖然也可使用電子教鞭、激光筆等進行無線操作，但使用基本局限于講臺周圍，這樣會束縛了教師教學水平的發揮。配置一臺帶WIDI（Intel Wireless Display全稱為無線高清技術）平板電腦或帶無線顯示的智能手機，結合電視機的Miracast（無線顯示技術標準協議）功能，可以實現平板電腦（智能手機）和智能電視的無線連接，這樣，平板電腦+智能電視的使用就可以擴展出無線觸控教學功能，而且無線連接可以讓教師遠離屏幕的強光照射，保護了眼睛，讓教師能夠從由走下講臺，拿著平板電腦在教室內邊移動邊教學，也能使用拍照功能作實物展示，進行局部放大講解。教師真正融合到了學生之中，活躍了課堂氣氛，加強了與學生的互動交流，其教學效果遠遠超過了使用觸控教學一體機的效果。

3）維護保養容易，運行成本低廉

本套系統兼容性和適用性強，成本低廉，65寸智能平板電視市面價已跌入8000元以內，平板電腦基本上在2000元左右，整套設備含改造在內一次投入資金可控制在15000元以內，可以實現觸控教學，是一套高效實用教學工具。省略了PC電腦和投影機的維護，避免了投影機更換燈泡的二次投入的問題，設備維護重點是做好電視機的日常維護和液晶屏體保護，由于電視機在采購時簽訂了延保兩年協議，因此在3年內電視機的整機使用無憂，保修期后如果電視機損壞則可以更新為新型號電視機。另外，本套設備運行已經不依賴中控系統，因此，不需要再對中控系統進行投資改造。

4）融入網絡資源，提升使用效果

我校已建成較為完善校園網，多媒體教學系統充分考慮利用現有校園網，不需重新布線，通過教室內路由器接入網絡資源，升級系統功能。學校網絡中心為各教室分配使用統一的IP地址，方便進行集中化管理和遠程控制；各教室可以訪問局域網內的服務器，也可以通過校園網出口訪問Internet，上網遨游，增加學生的視野和知識面。目前可以做到由網管通過集控軟件統一控制各教學系統電源，實現定時開、關機，通電后多媒體教學系統不依賴于網絡中心服務器，各教室既可集中化管理使用，也能獨立使用。下階段我校將進行校園廣播項目建設，屆時在主控中心建立多媒體教學系統管理平臺，對多媒體教室的實行統一管理。可實現對多媒體教室遠程控制、狀態監看、遠程維護、遠程開關、云媒體推送等集中管理。結合廣播系統的使用，通過流媒體服務器和磁盤陣列，將流媒體資源庫內容提供至多媒體教室客戶端，可進行視頻廣播、課件廣播、優質課程廣播等應用點播，還可以對公開課進行直播，創建“名師課堂”，構建“一班連多班”的校內網絡課堂，將優質教育資源挖掘出來讓每一個班級都能用得到；并可通過互聯網延伸至校外，將教育教學和社會深度融合，極大地提升該系統的使用效果。

5）使用注意事項

①使用HDMI線進行有線連接時，由于智能電視的顯示模式是大多設為16：9模式，筆記本電腦連接后如果在放PPT時沒有滿屏顯示，應該在“文件”的“頁面設置”將頁面的橫向幅度適當調大至滿屏顯示。②無線連接時所使用平板電腦應該配置觸控筆，屏幕尺寸適中，以10.1寸為宜，因其具有觸控、手寫功能，必須使用Windows 8以上的系統和帶有安卓系統的雙系統平板，才可方便地運行各自系統的軟件。③智能手機雖然也可方便用無線連接方式接入使用，但由于屏幕過小，教師使用也不方便，平時用來放PPT、圖片、視頻的效果還是可以的，不建議用來做上課工具。④由于智能電視已帶有安卓系統類的操作系統，內部運行類似電腦工作一樣，在使用完應盡量通過遙控器關機或通過按電源按鈕關機，以便讓內部硬件逐步斷電，禁止直接拉閘斷電，造成系統或硬件損壞。

6 結束語

經過合理配置設備，獲得高性價比的多媒體教學系統是學校教學過程的必備利器，通過使用多媒體教學系統提升教師適應現代信息技術的能力，增強學生的創新意識和綜合能力，是提升教學質量的有效保障，隨著云技術時代的來臨，數字化、智能化成為新的趨勢，我們也要緊跟時代發展的需要，構建出適應新時代的新型教學環境。

參考文獻：

[1] 鄔家偉.信息技術教育實用教程[M].華南理工大學出版社，2006.

[2] 賀寶勛.智能化多媒體教室管理系統構建探析[J].中國教育信息化，2015（19）.