屏幕廣播教學系統(tǒng)在計算機類課程實驗教學中的應用研究

張軍翔,劉興紅

(湖北師范學院 教育信息與技術學院， 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招，高等院校在不斷地壯大和完善，教學班級人數(shù)也在不斷地擴大增多，這樣一來，實驗室的建設有時有點跟不上學生人數(shù)的增加，雖然實驗室數(shù)量也根據(jù)實際需要在不斷地增加，但仍然不能滿足日益增加的教學需要，擴大實驗室的面積和增加學生座位是目前解決問題的主要途徑。計算機實驗室空間的擴展又帶來了新的問題，用投影儀教學的傳統(tǒng)方式就無法適應大型計算機實驗室的實驗教學的需求，由于投影儀的燈泡壽命較短，一般在3000h左右，使得投影儀維護費用較高，這又增加了實驗室的管理和維護費用，增加了教育投資成本。隨著多媒體技術的普及與發(fā)展，人類處理信息的手段又有了一次飛躍，屏幕廣播技術為解決這些問題提供了可能，在計算機類課程的實驗教學中應用屏幕廣播技術，可以在同樣的實驗室內(nèi)提高實驗教學效果，同時，還能極大限度地降低實驗教學的成本投入，在所有的計算機實驗室中具有廣泛的用途。

1 計算機類課程實驗教學現(xiàn)狀

目前多媒體技術教育是采用老師先在課堂上講解，再安排學生在機房電腦上學習多媒體課件制作的教學方式教學，學生在做多媒體實驗時往往是遇到一個共同的問題，老師在輔導學生時就得一個個地教，費時費力，且效果不明顯，如果用投影教學，老師一邊講一邊演示就好些，但無法控制學生跟著一起學，如果機房大,則后排的學生聽不見,缺乏師生之間的互動性，并且投影儀反應的速度慢，無法及時傳送圖像。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系統(tǒng)，進行多媒體實驗教學。

1.1 實驗設備

雖然學校配備了很多實驗機房，計算機設備每年都有大量投入，但生均占有量仍然不高，計算機實驗項目不斷增加，學生上機時間短的問題仍很突出，如何提高計算機實驗教學效率，創(chuàng)造出一個方便快捷的實驗教學平臺就成為當前在計算機實驗教學中急需解決的問題。

1.2 課堂管理

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

1.3 專業(yè)特點

不同專業(yè)的學生感興趣的知識點不一樣，那么給學生布置實驗任務和實驗內(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)的學生對知識的側(cè)重不同。音樂專業(yè)的學生對聲音處理軟件COOL EDIT感興趣，廣播電視專業(yè)的學生對非線性編輯系統(tǒng)PREMIERE興趣濃厚，美術專業(yè)的學生對PHOTOSHOP軟件則情有獨鐘，那么在多媒體實驗教學時就要有所側(cè)重。

2 計算機類課程實驗教學的要求

計算機類課程實驗教學的目的是使學生能夠在學習中掌握與專業(yè)相對應的實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，通過實踐教學課程的學習，熟悉實踐操作的目的和要領，目標直接指向?qū)嵺`能力。該類課程實踐教學需要在理論教學的指導下，結(jié)合大量的實踐演示來完成。同時教學中所涉及的實踐技巧又是該專業(yè)在將來實際工作中極為重要的應用技能。目前在高師院校計算機類的實踐類課程主要包括：程序設計、軟件工程，軟件開發(fā)實踐，多媒體技術等。這些課程的實踐教學進行得好壞，直接關系了學生將來的能力發(fā)展。

從以上的計算機類課程實踐教學模式的現(xiàn)狀分析來看，目前計算機類課程實驗教學方式的改革仍處于探索階段，大多院校甚至是重點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招，使高校的生師比嚴重失調(diào)，有限的教師數(shù)要在有限的時間內(nèi)保質(zhì)保量完成教學任務，必須要采取相應的措施。

因此，在計算機類課程的實驗教學過程中，應注意以下環(huán)節(jié)：1)根據(jù)課堂教學內(nèi)容，合理確定實驗目標與任務。讓學生帶著明確的任務去學習，既克服了上機時的盲目性、又能鍛煉學生的自學能力和動手能力。2)實驗課上講清楚實驗要求和操作方法。讓學生快捷掌握上機操作要領，實驗難度適中，遵循循序漸進的原則，提高上機任務的完成效率。 3)實行任課教師指導負責制。盡量做到理論課教師指導上機實驗，使得實驗教學與理論教學相輔相承，避免實驗教學與理論脫節(jié)。 4)加強實驗教學管理。建立嚴格考勤制度和檢查記錄實驗作業(yè)完成情況，結(jié)果作為課程考核的一部分，這樣可進一步約束學生遵守實驗教學紀律，督促學生完成實驗內(nèi)容。 理論是基礎，實踐是手段，應用是目的，因此必須將計算機的理論知識與上機實踐相結(jié)合，在理論的指導下，才能達到最終應用的目的。5)重視學生學習方法的指導，培養(yǎng)學生的自學能力，充分發(fā)揮教師的主導作用。

3 屏幕廣播及系統(tǒng)功能

屏幕廣播技術在實驗教學領域，特別在計算機類課程的實驗教學上起到非常好的作用。屏幕廣播是指在計算機局域網(wǎng)絡環(huán)境下,將某一臺計算機的屏幕顯示內(nèi)容實時傳輸和顯示到其它計算機的屏幕上,使其它計算機的用戶及時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

在計算機實驗室的演示教學系統(tǒng)中,屏幕廣播是實現(xiàn)演示教學功能的主要功能模塊。系統(tǒng)由主控端(教師機)和被控端(學生機)兩部分組成。屏幕廣播系統(tǒng)包括主控端(教師機)的廣播和被控端(學生機)的廣播，主控端有：電子點名、屏幕廣播、屏幕轉(zhuǎn)播、文件傳輸、電子教鞭、遠程開機、遠程關機、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中能夠發(fā)揮很好的作用。

1)主控端(教師機)

主控端可連接多個被控端，教師可在裝有主控端的計算機上啟用所需要的教學管理功能。

2)被控端(學生機)

當教師端啟動相應的教學功能時，學生端會立即響應，接受教師端的命令，啟動相應的教學功能，和教師端一起進行教學活動。即便是拔掉網(wǎng)線，學生端系統(tǒng)自動鎖屏無法正常運行，能有效地制止學生的惡意行為。

4 屏幕廣播系統(tǒng)在實驗教學中的應用

在實際教學中，通過以上的屏幕廣播功能進行周而復始的操作過程，使教師在教師機上的全部操作都能實時地傳輸?shù)綄W生機的屏幕上，也就是把教師機上屏幕數(shù)據(jù)不斷地發(fā)送到學生機。這樣一來，教師在實踐教學中就可以實現(xiàn)一邊講解教學內(nèi)容一邊進行實際操作給學生進行演示，在提高了課堂教學效果的同時，也提高了學生的學習效率。

具體教學應用時，通過屏幕廣播這個實現(xiàn)演示教學功能的主要功能模塊，采用系統(tǒng)設計的Client/Server設計模式，教學信息在系統(tǒng)的主控端(教師機)和被控端(學生)兩部分之間進行傳遞。

4.1 教學信息的發(fā)送

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

4.2 教學信息的接收

教學過程中，學生的被控端(學生機)被教師的主控端(教師機)激活之前，學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)發(fā)出的控制指令。被控端在收到主控端(教師機)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算機進行一系列的附加控制。其中主要的控制有：對計算機鍵盤鼠標進行鎖定、強制前臺全屏顯示、防止用戶關閉被控端進程，主要目的是要保證教師的演示教學內(nèi)容準確無誤地發(fā)送到每一臺學生計算機屏幕上，使他們除了觀看屏幕演示外不能進行其它任何操作。當屏幕廣播結(jié)束時，系統(tǒng)會自動解鎖，恢復廣播之前的狀態(tài)，使學生自己進行實踐操作。

5 結(jié)論與展望

通過將屏幕廣播技術應用到計算機實驗室演示教學系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮計算機實驗室的資源優(yōu)勢,使教師在教師機上所做的全部操作都能實時地反映到學生機屏幕上，同時能把課常教學的方法應用在實驗教學中，學生則可以及時地進行實踐練習。在實踐教學過程中，教師的教和學生學可能同步、實時、交叉等多種形式進行，對提高計算機類課程的實踐教學效果有著非常大的促進作用。

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

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