智慧多媒體教學系統(tǒng)的設計與應用

劉鵬飛 畢經坤 翟樹健

摘? 要：作為民生之基，教育一直是中國政府傾注心力的關鍵領域，教育的發(fā)展備受關注。而當今是一個智能化、信息化的網絡大數據時代，越來越多的信息技術也融入了教育的發(fā)展當中，進而誕生了智慧多媒體教學系統(tǒng)。通過傳統(tǒng)教學方式和基于智慧多媒體教學系統(tǒng)的教學方式進行比較，闡明了智慧多媒體教學系統(tǒng)的優(yōu)勢所在，著重研討了智慧多媒體教學的架構、設計思路和將遠程控制、流媒體等技術應用到教學系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程。

關鍵詞：網絡;智能化;多媒體;教學系統(tǒng)

中圖分類號：TP37? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）24-0113-04

Design and Application of Intelligent Multimedia Teaching System

LIU Pengfei，BI Jingkun，ZHAI Shujian

（Intelligent Branch of the Second Construction Co.，Ltd.，China Construction Eighth Engineering Bureau，Jinan? 250014，China）

Abstract：As the foundation of peoples livelihood，education has always been a key area in which the Chinese government has devoted its efforts，and the development of education has attracted much attention. Nowadays，it is an intelligent and information age of big data. More and more information technology has been integrated into the development of education，and then intelligent multimedia teaching system has been born. Through the comparison between the traditional teaching method and the teaching method based on the intelligent multimedia teaching system，this paper expounds the advantages of the intelligent multimedia teaching system，and mainly discusses the architecture，design ideas of the intelligent multimedia teaching，and the specific implementation process of applying remote control，streaming media and other technologies to the teaching system.

Keywords：network;intelligent;multimedia;teaching system

0? 引? 言

信息技術逐步成為了教育的發(fā)展方向，早在《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》（教高〔2007〕2號）中就明確指出：高等學校要把信息技術作為提高教學質量的重要手段。中建八局所建造的河南省老干部大學，在建設期間校方就明確提出要打破傳統(tǒng)教學方式，借助網絡、智慧多媒體等信息技術打造一套全新的教學系統(tǒng)。我們決定搭建一套基于智慧多媒體的教學系統(tǒng)來滿足學校的要求，由此，需要對智慧多媒體教學系統(tǒng)進行深入的研討分析。

1? 傳統(tǒng)的教學方式

在傳統(tǒng)教學方式中，一塊黑板、一支粉筆就是教師用來傳授知識的法寶，教師負責教，學生負責學，教學就是教師對學生單向的“培養(yǎng)”活動，它表現(xiàn)為：一是以教為中心，學圍繞教轉。教師是知識的占有者和傳授者，對于求知的學生來說，教師就是知識寶庫，是活的教科書，是有學問的人，沒有教師對知識的傳授，學生靠自己很難學到知識。具體而言，傳統(tǒng)教學方式具有以下四方面的不足：

（1）傳統(tǒng)的教學方式，教師用來傳授知識的方法只有板書和語言兩種，隨著時代的發(fā)展，越來越多的事物并不是僅僅靠語言和板書就能夠表達清楚的，教師不能直觀地表達自己的想法，學生所學到的知識更是模糊不清，導致知識地傳遞效率會大打折扣。

（2）傳統(tǒng)的教學方式，大多是教學者依賴既有的經驗，依照教科書的內容，以講述的方式傳遞給學習者，學習者也只是被動地接受。傳統(tǒng)教學是完全由教師主導與掌控整個教學情境，運用教學資源與課本的內容講解，學生上課專心聽講或練習的教學方式。師生互動機會較少，因此在教學活動之中無法立即評估和診斷學生學習的結果，學生主動求知的學習動機也會逐漸減弱。

（3）傳統(tǒng)教學方式的學校有時采用電腦、投影等設備來提高教學質量，往往伴隨產生的是設備的操作繁瑣，容易死機，造成課件丟失等一系列問題。反而降低了課堂效率，不利于教學質量的提升。

（4）傳統(tǒng)教學方式的管理較為繁瑣復雜，對于教師的教務管理以及學生的考勤、監(jiān)督以及生活方面的管理等工作都會花費很多的人力、物力、財力，形成的紙質報表不易查看。往往造成學校的管理效率以及教學質量降低。

2? 以智慧多媒體教學系統(tǒng)為基礎的教學方式

傳統(tǒng)教學方式的不足，我們該如何去克服，怎樣更加有效地提高教師的知識傳授效率。所以，我們提出了基于智慧多媒體教學系統(tǒng)的教學方式。在穩(wěn)定的網絡環(huán)境下，搭建一套由中控管理平臺、監(jiān)控管理子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)等系統(tǒng)組成的教學系統(tǒng)。它不僅能夠提供良好的教學平臺，而且，易于操作，方便管理，有效地提升了學校教學質量和管理質量。

2.1? 系統(tǒng)概述

搭建穩(wěn)定化的教學環(huán)境、多系統(tǒng)兼容的可視化管理的智慧教學支撐環(huán)境，打造校園基礎數據中心，全面打通從設備到平臺之間、平臺到平臺之間的數據交互，為學校提供便捷的管控及運維工具，在減少學校的人力、物力支出的同時能更高效的維持系統(tǒng)運轉，避免教學事故的發(fā)生，以智慧管控與智能運維構建安全穩(wěn)定可靠的教學環(huán)境。管理平臺界面如圖1所示。

2.2? 系統(tǒng)功能介紹

2.2.1? 擁有集控中心

智慧教室集控中心主要用于各個學校的管理人員對多媒體教室的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)對多媒體教室遠程設置、狀態(tài)監(jiān)看、遠程維護、遠程開關、視頻監(jiān)控、統(tǒng)計分析、日志管理、策略管理等集中管理，集控中心架構圖如圖2所示。

智慧教室集控中心主要用于各個學校的管理人員對多媒體教室的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)對多媒體教室遠程設置、狀態(tài)監(jiān)看、遠程維護、遠程開關、視頻監(jiān)控、統(tǒng)計分析、日志管理、策略管理等集中管理：

（1）可視化數據大廳?？蓪⒔淌业脑O備狀態(tài)、使用狀態(tài)、環(huán)境數值等匯總并以圖表等可視化的方式進行展示，并支持點擊相應的數據快速跳轉至對應的教室。

（2）教室集控?？蛇h程對單教室或多教室的設備進行集中控制，同時設備狀態(tài)實時反饋。

（3）教學巡視/督導?？山尤虢淌业谋O(jiān)控攝像頭進行教學巡視，視圖畫面可設置成大畫面/四宮格/九宮格的方式進行觀看，可選擇多個教室的畫面組合對比，也可選擇單個教室的多個畫面進行全方位的觀看，同時支持定時輪巡功能。

（4）智慧策略。智慧教室系統(tǒng)可支持多種教學模式：

1）定時策略：可設定時間或根據課表信息自動啟用/停止教學場景模式或開啟/關閉教學設備。

2）行為策略：由第三方設備或教師行為等因素觸發(fā)從而自動啟用/停止教學場景模式或開啟/關閉教學設備。

（5）教室對比。可選擇教室對教室的設備使用頻率、環(huán)境信息、使用次數等進行對比，對比結果可作為對教室后期調整的數據支撐。

2.2.2? 可視化運維

可視化運維平臺可以在管理工作臺實現(xiàn)對設備狀態(tài)的監(jiān)控和遠程控制?？梢暬\維架構圖如圖3所示。

可視化運維平臺可以在管理工作臺實現(xiàn)對設備狀態(tài)的監(jiān)控和遠程控制。具體功能為：

（1）智能監(jiān)控、覆蓋式監(jiān)控。包括設備安全監(jiān)控、端口監(jiān)控、中間件監(jiān)控、服務器監(jiān)控、網絡設備監(jiān)控、應用進程監(jiān)控等等;支持接入第三方運維API實現(xiàn)對第三方設備的監(jiān)控，擴展性強;在設備巡檢過程中發(fā)現(xiàn)故障系統(tǒng)自動通知運維人員，實現(xiàn)精準告警。

（2）自動化運維?？稍O置定時設備巡檢、定時更新、自動化軟件部署、定時更新系統(tǒng)等，完成定時任務;支持配置多種告警規(guī)則以及觸發(fā)策略，配置靈活;相關故障可根據平臺設置自動處理，實現(xiàn)故障自愈，如：關鍵服務進程被掛起則自動重啟服務、服務器磁盤空間不足則自動清理log文件、配置發(fā)生異常則配置自動回滾。

（3）智能運維。支持自動生成各類報表，并支持導出備份查看;可視化窗口支持窗口界面?zhèn)€性化，且內置多組件，可根據需求變更界面的顯示效果，同時支持快速定位功能，可快速定位，可一鍵跳轉至相關的處理界面。

（4）可視化大廳。大廳可顯示當前的設備運行狀態(tài)、運行時長、故障信息、視頻監(jiān)控等，同時當有告警信息時，可快速跳轉至對應的界面進行處理。

（5）遠程桌面。平臺支持遠程桌面，管理員可通過該功能遠程協(xié)助老師快速處理教室的電腦問題。

2.2.3? 教務、考勤管理

教務、考勤的管理對于一所高校是非常重要的，便捷的教務、考勤管理將會有效的提高學校的教學管理質量。具體功能為：

（1）支持對學校的院系、年級、班級進行管理，并支持一鍵導入/導出。

（2）支持對學校的所有教室、地點進行統(tǒng)計管理。

（3）支持對學生信息和教職工信息進行統(tǒng)計管理，支持快速查找指定的學生或教職工。

（4）支持綁定/修改學生和宿舍的分配信息，對宿舍信息進行統(tǒng)計和管理。

（5）支持手動添加/修改對應班級的課表信息，支持一鍵導入/導出相關的課表信息。

（6）支持設置多組作息節(jié)次表，支持設置對應的學期信息。

（7）支持對教學觀摩進行設置，可對教學觀摩的觀摩課程、觀摩權限、教學評估模板進行設置。

（8）考勤統(tǒng)計：自動統(tǒng)計各班級、系、院以及學生、老師的考勤情況，如出勤率、出勤數等，并支持通過篩選快速查找指定的考勤記錄。

（9）靈活配置考勤方式：可結合實際情況對不同的教室設置不同的考勤方式，如二維碼考勤、刷卡考勤、班牌人臉考勤，全自動考勤，手動考勤等。

（10）考勤策略：支持對全自動考勤設置多組策略，如巡航開始時間、巡航次數、巡航時長等，并可對學生的考勤情況如早退、遲到、未到等進行記錄。

（11）多終端請假處理機制：可通過手機移動端APP、微信端、PC端提交請假申請，系統(tǒng)自動發(fā)送請假申請至對應班級的班主任或科目老師處進行審核。

（12）異常處理：針對考勤出現(xiàn)異常的學生，如考勤失敗或記錄出錯，教師可通過人機交互面板對學生進行補簽到處理，管理員也能在后臺對相應記錄進行修改。

（13）個人考勤：平臺支持個人考勤，看查看指定學生或老師指定時間范圍內的出勤次數、出勤率、請假次數等情況，并以圖形界面的形式進行統(tǒng)計。

2.2.4? 視頻云資源管理平臺

視頻云資源管理平臺可對學校的教學資源如課程視頻、習題、課件等進行統(tǒng)一分類編目管理。教師可通過資源云管理平臺對學生進行網絡授課;學生則可通過資源云管理平臺完成自主在線學習。資源云管理平臺構架圖如圖4所示。

2.2.4.1? 工作臺

視頻云資源管理平臺中包含三個工作臺，教室工作臺、學生工作臺和管理員工作臺：

（1）教師工作臺。課前課件發(fā)布功能，支持發(fā)布預習信息，系統(tǒng)自動通知對應班級的學生;作業(yè)管理功能，支持調用系統(tǒng)的題庫或自定義添加試題，試題可設置為公開或保密，支持試題組合并發(fā)布至對應班級;課堂直播功能，支持發(fā)起網絡授課申請，可設置直播的權限為公開、預約以及指定班級;課程視頻管理功能，支持對自己上傳的視頻進行切片、虛擬打點、刪除，上傳課件等操作;在線教學測試功能，支持自組卷功能，可調用系統(tǒng)題庫或自定義添加試題，并支持設置答卷時間以及自動批改試卷功能。

（2）學生工作臺。課前預習功能，收到預習通知后，學生可以查看對應的預習視頻或文檔，完成課前預習;作業(yè)提交功能，在規(guī)定的時間前完成作業(yè)并提交，提交后可查看作業(yè)點評;在線測試功能，支持在線測試，可在規(guī)定的時間進行答題;在線問答功能，通過在線問答功能可針對知識點發(fā)起提問。

（3）管理員工作臺。人員信息管理功能，對人員的注冊進行審核并對平臺的人員信息以及角色信息進行管理;視頻資源管理功能，對視頻資源的審核發(fā)布以及修改刪除進行管理;在線題庫管理功能，對試題庫的試題進行管理，同時支持接入第三方題庫;直播管理功能，對直播申請進行審核管理或發(fā)起新的直播;機構管理功能，對學校的院系班級進行管理，同時支持為不同的系部劃分新的界面。

2.2.4.2? 視頻資源

視頻云資源管理平臺中，有很多供學生學習的視頻資源，具體為：

（1）直播課堂：支持預約或觀看公開的直播課堂，同時有用權限的用戶可以觀看指定的直播課堂，同時支持直播點評。

（2）網絡課堂：支持調用第三方的鏈接觀看網絡直播。

（3）視頻點播：支持快速查找或通過篩選找到對應的課程資源，同時可通過視頻的虛擬打點快速進入對應的知識點觀看，課程附件可下載保存至本地電腦。

（4）優(yōu)課視頻：可設置視頻為優(yōu)課資源，同時對應視頻出現(xiàn)在優(yōu)課欄目，供學生觀看。

（5）名師講堂：可為對應的教師設置視頻專輯，在專輯中可查看對應教師的課程資源。

3? 結? 論

時代在發(fā)展，科技在進步，教育的發(fā)展與信息技術的發(fā)展密不可分。提高教學質量和人才培養(yǎng)質量，成為了教育事業(yè)發(fā)展過程中越來越重要的一部分。智慧多媒體教學系統(tǒng)在教學活動中的管理與應用，與教學改革創(chuàng)新密切相關。從傳統(tǒng)的教學方式到基于智慧多媒體教學系統(tǒng)的教學方式，提高了教學質量，降低的人力、物力的損耗，使得教學活動變得更加高效、快捷、生動、直觀。但是隨著高校在教學活動中廣泛采用信息技術，設備的老化、反應遲鈍、網絡的傳輸效率降低等問題給也會相繼出現(xiàn)，今后，隨著信息技術的發(fā)展，智慧多媒體教學系統(tǒng)將會更加穩(wěn)定、可靠。

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作者簡介：劉鵬飛（1994—），男，漢族，河北保定人，助理工程師，本科，研究方向：智慧多媒體教學系統(tǒng)在教學活動中的應用;畢經坤（1988—），男，漢族，山東濟南人，初級工程師，本科，研究方向：智慧多媒體教學系統(tǒng)在教學活動中的應用;翟樹健（1988—），男，漢族，山東濟南人，初級工程師，本科，研究方向：智慧多媒體教學系統(tǒng)在教學活動中的應用。