基于校園網(wǎng)的數(shù)字多媒體教室的研究

息明東，代治國，崔虹云

佳木斯大學(xué)，黑龍江 佳木斯 154007

全球信息的不斷發(fā)展，把多媒體融入到教學(xué)環(huán)境當(dāng)中已經(jīng)成為當(dāng)今各高校發(fā)展的必然選擇，很多的高校已經(jīng)完成了多媒體教室，多媒體教學(xué)的設(shè)施，數(shù)字多媒體教室的發(fā)展占據(jù)主導(dǎo)地位。

所謂數(shù)字多媒體教室，它的形成是建立在以校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)之上的，以快速千兆以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，它也是符合TCP/IP協(xié)議的。校園局域網(wǎng)的功能它具備以外，最重要的一點(diǎn)是它可以通過流媒體技術(shù)在校園網(wǎng)上的應(yīng)用，把多媒體的教學(xué)方式以及教學(xué)的形式內(nèi)容都引入到課堂教學(xué)中來，這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，又大大提高了教學(xué)的質(zhì)量。

對于多媒體教室的建設(shè)，我們應(yīng)該持以簡單、實(shí)用的建設(shè)方針。學(xué)校的多媒體教室里的設(shè)備，我們盡量要保持在不更改原來的基本設(shè)施的基礎(chǔ)上對其稍做調(diào)整，以便發(fā)揮它的最強(qiáng)大的功能。我們要從以下幾個方面來完善其原來的設(shè)備：教室的電源、天花板吊頂、以及室內(nèi)濕度和溫度等。

1 校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺

多媒體教室中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺采用了全交換千兆以太網(wǎng)技術(shù)，這是當(dāng)前世界上占據(jù)主流位置的一種技術(shù)，它是主要運(yùn)用的鏈路聚合技術(shù)和第三層交換技術(shù)來實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)的鏈接，使得校園網(wǎng)絡(luò)能夠高速運(yùn)行。在以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，以下的集中功能我們可以更好的完成：訪問互聯(lián)網(wǎng)、建立網(wǎng)站、遠(yuǎn)程教育、VOD視頻點(diǎn)播、通訊服務(wù)功能、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)功能、視頻點(diǎn)播功能、教師備課教學(xué)功能、信息資源查詢管理功能。

2 多媒體課件點(diǎn)播

教室嵌入式多媒體教學(xué)終端采用嵌入式操作系統(tǒng)，可以使教室終端具備操作系統(tǒng)的所有功能，從而能夠運(yùn)行課件服務(wù)器上的任意格式的課件（包括網(wǎng)頁HTML格式、word、Excel、Power Point格式、Authorware格式、Flash格式、EXE文件等），并可進(jìn)行交互操作。不同的終端可以同時使用相同或不同的課件，實(shí)現(xiàn)完全并發(fā)、自由的點(diǎn)播。

每科的任課教師可以通過課間休息時間來將課件放到服務(wù)器上，這樣就可以隨時用無線鼠標(biāo)來點(diǎn)擊課件演示給學(xué)生。如果可以的話，教師還可以把課件放到共享的文件夾里，大家可以隨時隨意的瀏覽。

同時，從教師的不同授課方式和內(nèi)容出發(fā)，我們可以為每位教師指定自己獨(dú)特的教學(xué)內(nèi)容，頁面也根據(jù)其不同教師來設(shè)置自己個性化的特點(diǎn)，這種設(shè)計(jì)方便了教師在課前的準(zhǔn)備過程。

3 交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)教室

我們要充分的利用交互式的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，將機(jī)房和課堂完全的有機(jī)結(jié)合，使其發(fā)揮它的最大的作用。再課堂教學(xué)上，我們不僅僅要讓教室有一臺計(jì)算機(jī)，甚至可以為每位學(xué)生都準(zhǔn)備一臺計(jì)算機(jī)。在教學(xué)過程中，教師不僅可以講授課件、演示課件、以及布置習(xí)題，然后通過機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還可以逐一的對學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)指導(dǎo)，或者有的學(xué)生有問題，可以直接找到教師，得到清晰準(zhǔn)確的解答，這種教學(xué)方式，很明顯的提高了課堂學(xué)習(xí)效率，從更大程度上也調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這種方式解決了以往傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”的教學(xué)方法，真正的做到了師生互動。

3.1 教學(xué)功能

1）各教室可獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)對其多媒體設(shè)備的控制、切換，不受網(wǎng)絡(luò)通斷的限制，皆可保證多媒體教學(xué)的正常進(jìn)行；

2）主講教室的現(xiàn)場教學(xué)實(shí)況可通過校園網(wǎng)在其它多媒體教室直播，同時可通過網(wǎng)絡(luò)錄播主機(jī)進(jìn)行錄制。

3.2 管理功能

1）在網(wǎng)絡(luò)的主控室中，我們可以對其設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，這樣可以更大的節(jié)約成本，從管理的角度，我們更能統(tǒng)一管理和維護(hù)；

2）通過主控室內(nèi)的主控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)多畫面分割、多畫面矩陣切換，構(gòu)造一個基于校園網(wǎng)的全數(shù)字電子監(jiān)考系統(tǒng)；同時通過分布在各教室的攝像頭，對發(fā)生在教室內(nèi)的設(shè)備故障通過校園網(wǎng)IP電話，由技術(shù)人員遠(yuǎn)程進(jìn)行的設(shè)備故障檢測和排除；

3）通過各教室中控主機(jī)提供的安防接口，配備必要的安防設(shè)備。在主控室的監(jiān)控主機(jī)上提供安防報(bào)警地圖、報(bào)警信息網(wǎng)絡(luò)立即送達(dá)主控室或保衛(wèi)處，可充分實(shí)現(xiàn)對教室設(shè)備的防盜、防破壞保護(hù)。

4 數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)多媒體教室關(guān)鍵技術(shù)要求

1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持VLAN虛擬網(wǎng)絡(luò)劃分技術(shù)，校園網(wǎng)絡(luò)提供100Mbps帶寬。

2）服務(wù)器端支持Windows2000 Server及Unix平臺，客戶端需安裝Internet Explore瀏覽器、Media Player。

3）數(shù)據(jù)壓縮。一般情況下畫面的大部分區(qū)域信號變化緩慢，尤其是背景部分幾乎不變。因此，視頻信號在相鄰像素間、相鄰行間、相鄰幀間存在強(qiáng)相關(guān)性，這種相關(guān)性就表現(xiàn)為空間冗余和時間冗余。因此，可以在滿足對圖像質(zhì)量一定的前提下，減少表示信號的精度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。

多媒體視頻信號可以壓縮的主要根據(jù)為：視頻信號上存在大量的冗余度并且這種冗余度在編解碼后可以無失真地恢復(fù)?？梢岳萌说囊曈X特性，在圖像變化不被覺察的條件下減少量化信號的灰度級之類，以一定的客觀失真換取數(shù)據(jù)壓縮。

多媒體的數(shù)據(jù)量和信息量關(guān)系為I=D一du，I、D、du分別為信息量、數(shù)據(jù)量和冗余量(D中的數(shù)據(jù)冗余)。

4）資源管理平臺采用Browser/Server結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)中，客戶機(jī)上只要安裝一個瀏覽器，在瀏覽器和服務(wù)器中使用HTTP協(xié)議，瀏覽器通過Post，Get等方法向服務(wù)器發(fā)請求，服務(wù)器將相應(yīng)頁面提交給用戶。這樣生成的頁面具有強(qiáng)大的統(tǒng)一資源管理功能，另外還具有雙向溝通的功能。教師通過WEB瀏覽器的方式，隨時隨地可完成多媒體教學(xué)課件的制作、查詢、修改、上傳等操作。

5）IP多播(也稱多址廣播或組播)技術(shù)，是一種允許一臺或多臺主機(jī)發(fā)送單一數(shù)據(jù)包到多臺主機(jī)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。多播作為一點(diǎn)對多點(diǎn)的通信，是節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效方法之一。

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