基于多媒體技術(shù)的思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)

薛存科

（寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西寶雞 721000）

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸技術(shù)得到了全面普及，使得人們對(duì)于信息的處理、加工、存儲(chǔ)技術(shù)得到了提升，同時(shí)也對(duì)數(shù)據(jù)資源的整合提出了新的要求[1-2]。正是由于數(shù)據(jù)資源的大幅度增加，數(shù)據(jù)資源整合系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。目前，大部分高校均采用此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)課程資源的高精度整合。將課程資源整合成數(shù)據(jù)資源的形式，可有效節(jié)約數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，減少數(shù)據(jù)占有量，提高數(shù)據(jù)傳輸速度。以此為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)課程教育平臺(tái)正如火如荼地發(fā)展著，并取得了相應(yīng)的效果。

在思想政治網(wǎng)絡(luò)教育不斷發(fā)展的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了許多以往不曾發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，例如課程資源較為分散，資源種類(lèi)劃分不明以及部分知識(shí)體系邊緣化的問(wèn)題。為使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展性，應(yīng)從不同的角度對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的問(wèn)題進(jìn)行全面的分析，并得到合理的解決方案，因此很多學(xué)者都對(duì)資源整合進(jìn)行了相關(guān)研究，例如，曹娃等人[3]研究了基于微信公眾平臺(tái)的高校課堂課程資源整合策略，以減少學(xué)生在資源獲取上的時(shí)間耗費(fèi)和資源接收上的信息冗余，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的優(yōu)化；印蔚蔚[4]為了充分利用現(xiàn)有的信息化技術(shù)，尋找數(shù)字資源與教學(xué)的整合點(diǎn)，研究了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)下數(shù)字媒體技術(shù)課程資源交互設(shè)計(jì)；劉秀玲等人[5]探索了中外教學(xué)資源整合下的國(guó)際化人才培養(yǎng)模式，進(jìn)行了一定有益嘗試。目前很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行研究，卻仍然存在資源整合問(wèn)題頻出的現(xiàn)象。為此，在此次研究中，針對(duì)思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)在使用中出現(xiàn)的問(wèn)題，引用多媒體技術(shù)對(duì)其硬件結(jié)構(gòu)展開(kāi)優(yōu)化，并以此構(gòu)建相應(yīng)的軟件環(huán)節(jié)，提升系統(tǒng)的使用效果。將計(jì)算機(jī)分布式網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)在課程資源整合系統(tǒng)中，是一項(xiàng)難度較大、技術(shù)展開(kāi)較多的研究，對(duì)于課程整合系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展具有前瞻性與指導(dǎo)性，非常具有現(xiàn)實(shí)意義。因此，為保證此次研究具有科學(xué)有效的設(shè)計(jì)結(jié)果，在設(shè)計(jì)完成后將系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果展開(kāi)應(yīng)用測(cè)試，證實(shí)系統(tǒng)的可使用性，為后續(xù)的研究提供更加有力的技術(shù)支持。

2 思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在此次設(shè)計(jì)前，對(duì)目前使用的思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)進(jìn)行全面的考察，分析其使用過(guò)程中存在的不足，科學(xué)地預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，為此次研究中設(shè)計(jì)的系統(tǒng)提供必需的背景資料與需求指導(dǎo)。根據(jù)上述分析結(jié)果，對(duì)原有的系統(tǒng)硬件框架展開(kāi)優(yōu)化，具體優(yōu)化結(jié)果如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件框架優(yōu)化結(jié)果

根據(jù)上述設(shè)定的整合系統(tǒng)硬件框架設(shè)計(jì)結(jié)果為此次系統(tǒng)硬件的選型提供指導(dǎo)。針對(duì)課程整合系統(tǒng)的使用要求，在此次設(shè)計(jì)中將主要針對(duì)系統(tǒng)的核心控制器與信息處理芯片展開(kāi)設(shè)計(jì)，具體選型過(guò)程如下。

2.1 中央控制器選型

針對(duì)此次研究中使用多媒體技術(shù)作為主要的系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)此技術(shù)的功能，對(duì)系統(tǒng)中央控制器展開(kāi)適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。傳統(tǒng)的中央控制器對(duì)多媒體文件的處理功能較差，采用此控制器無(wú)法實(shí)現(xiàn)此次研究的功能需求。因此，選用CYUSB3014 芯片作為此次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主控芯片，此芯片具有較高的集成性，是一種新型的外圍設(shè)備控制器。由于思想政治課程中的信息數(shù)據(jù)形式較為復(fù)雜，在此控制器中設(shè)定了可進(jìn)行多次匹配、并行通用可編程的GPIF 型號(hào)接口，將其處理器與系統(tǒng)中的其他設(shè)備進(jìn)行連接。

此次選用的中央控制芯片為高性能集成芯片，其引腳數(shù)目設(shè)定為32位，工作頻率控制在200MHz左右。此處理器可在多種操作系統(tǒng)中任意切換工作模式，當(dāng)系統(tǒng)為多用戶(hù)工作狀態(tài)時(shí)，此控制器為主控制器；當(dāng)系統(tǒng)為單一用戶(hù)工作狀態(tài)時(shí)，外部控制器轉(zhuǎn)換為主控制器。為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)定功能，在此核心處理器外圍增加FPGA、CPLD、DSF等形式的外處理器，同時(shí)添加一個(gè)2G的存儲(chǔ)器用于儲(chǔ)存課程數(shù)據(jù)與代碼，這樣可有效提升系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。根據(jù)上述設(shè)定內(nèi)容，將中央控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)定如圖2所示。

圖2 中央控制器設(shè)計(jì)結(jié)果

將此中央控制器安裝到原有系統(tǒng)框架中，作為系統(tǒng)的主要控制硬件。同時(shí)，將系統(tǒng)中的其他設(shè)備與其進(jìn)行連接，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.2 信息處理芯片選型

根據(jù)中央控制器的設(shè)定結(jié)果，選擇合適的信息處理芯片作為資源整合的依托。此次設(shè)計(jì)中使用的信息處理芯片為新型集成芯片，自帶信息存儲(chǔ)器，將此芯片與中央控制器進(jìn)行有效連接，以實(shí)現(xiàn)此芯片的對(duì)應(yīng)功能。

此次研究中設(shè)計(jì)的資源整合系統(tǒng)通過(guò)USB3．0 接口為系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行提供5V 的工作電壓。但由于系統(tǒng)中的設(shè)備眾多，此系統(tǒng)需要提供4 種不同的電源電壓，因此需要在系統(tǒng)中增加相應(yīng)的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換芯片，將5V的電源電壓轉(zhuǎn)化為多種設(shè)備需要使用的電壓。根據(jù)上文中設(shè)計(jì)的中央控制器與硬件框架，選定TPS650243 芯片作為系統(tǒng)電源轉(zhuǎn)化芯片，在此芯片中安裝兩個(gè)通用的穩(wěn)壓器作為主要電源轉(zhuǎn)化設(shè)備，并將此芯片通過(guò)引腳與外圍設(shè)備相連接。

通過(guò)上述設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)系統(tǒng)的硬件展開(kāi)優(yōu)化，并將優(yōu)化結(jié)果安裝到系統(tǒng)硬件框架之中，作為系統(tǒng)軟件模塊開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。

3 思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)上述設(shè)定的整合系統(tǒng)硬件優(yōu)化結(jié)果，將此系統(tǒng)硬件框架作為軟件模塊開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在此次設(shè)計(jì)中針對(duì)部分軟件模塊展開(kāi)設(shè)計(jì)并將其安裝到原有的系統(tǒng)軟件中，優(yōu)化后的系統(tǒng)軟件構(gòu)成如圖3所示。

圖3 思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)軟件框架

根據(jù)上述設(shè)定的思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)軟件框架，對(duì)系統(tǒng)中部分模塊展開(kāi)優(yōu)化，發(fā)展多媒體技術(shù)提升系統(tǒng)基礎(chǔ)性能。

3.1 資源庫(kù)設(shè)計(jì)

由于思政課程資源中存在大量的多媒體形式數(shù)據(jù)，因此，在此次資源庫(kù)的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)資源庫(kù)中的信息處理模式進(jìn)行優(yōu)化，將其劃分為文本信息、音頻信息以及視頻信息。為提升信息劃分的有效性，采用數(shù)據(jù)挖掘中的ID3算法對(duì)采集到的課程資源數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

為保障黃浦江下游臨時(shí)取水口水質(zhì)平穩(wěn)，根據(jù)調(diào)水方案，太浦河將按照150 m3/s流量向下游供水，根據(jù)多年降雨和太湖水位變化情況預(yù)測(cè)，如果不開(kāi)展引江濟(jì)太應(yīng)急調(diào)度，加大從長(zhǎng)江引水入湖力度，太湖水位將大幅度降低。如果同步開(kāi)展引江濟(jì)太應(yīng)急調(diào)水，保持引水入湖流量100 m3/s，預(yù)計(jì)2011年1月16日，太湖水位將保持在2.86 m左右（略低于同期多年平均水位2.89m），可有效兼顧太湖安全越冬和上海市原水通水切換期間黃浦江臨時(shí)取水口水質(zhì)保障需求。

設(shè)定A表示課程資源訓(xùn)練集，n表示資源種類(lèi)中的不同數(shù)值，且n具有不同的種類(lèi)Bi，BiA表示A中Bi的集合形式，則通過(guò)此設(shè)定得到的資源種類(lèi)劃分結(jié)果期望值通過(guò)公式可表示為：

在上式中，Info表示資源信息中的信息熵[6]，pi表示數(shù)據(jù)分類(lèi)合理性概率，假設(shè)按照屬性O(shè)完成資源種類(lèi)的劃分，則通過(guò)公式可將其表示為：

通過(guò)上述公式得到資源劃分后的信息增益[7]，將預(yù)定的信息需求與新需求展開(kāi)分析，得到信息增益，完成數(shù)據(jù)劃分過(guò)程。通過(guò)公式可表示為：

使用上述公式，對(duì)資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為后續(xù)的資源整合提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2 課程資源整合模塊設(shè)計(jì)

使用上文中設(shè)計(jì)的資料庫(kù)中存儲(chǔ)的課程資源，完成課程資源整合過(guò)程。此次資源整合過(guò)程將主要依托多媒體技術(shù)完成。根據(jù)多媒體文件的特點(diǎn)，選定通用語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境，在此環(huán)境中完成應(yīng)用程序的加載過(guò)程，確定其執(zhí)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)失誤問(wèn)題。

與此同時(shí)，將整合模塊中的資源整合驅(qū)動(dòng)編程設(shè)定為與操作平臺(tái)編程形式相似的程序，使資源中的編程數(shù)據(jù)可與系統(tǒng)操作編程具有一定的差異，以便于日后系統(tǒng)維護(hù)工作的開(kāi)展。此外，將整合模塊中的通用語(yǔ)言設(shè)定為多語(yǔ)言支持模式，降低資源整合過(guò)程中的局限性。在原有的整合模塊中添加DataSet與．NET Framework數(shù)據(jù)處理程序[8]，通過(guò)此程序?qū)Y源庫(kù)中的課程數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立訪問(wèn)。將DataSet 與資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)源進(jìn)行獨(dú)立斷線連接，從資料庫(kù)中檢索出對(duì)應(yīng)資源的緩存，．NET Framework 可提升資源整合的操作速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)課程資源快速的讀取與訪問(wèn)。以此，實(shí)現(xiàn)此次研究中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能。

4 系統(tǒng)測(cè)試分析

4.1 系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)

通過(guò)研究可知，此系統(tǒng)的主要為學(xué)校師生提供對(duì)應(yīng)的資源整合服務(wù)，為保證系統(tǒng)使用中的安全性與穩(wěn)定性，將使用實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)作為系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境，并設(shè)定測(cè)試環(huán)境完成系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果，將系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)分為控制終端與客戶(hù)端兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)參數(shù)如表1所示。

表1為本文硬件條件設(shè)定及軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)定的相關(guān)參數(shù)，且為了保證實(shí)驗(yàn)的可靠性，將本文的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)定為實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)，多臺(tái)高精度PC用戶(hù)機(jī)以及TCP/IP。采用上述內(nèi)容完成測(cè)試平臺(tái)的構(gòu)建過(guò)程，并將其作為此次文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的依托，在此環(huán)境中完成文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的系統(tǒng)測(cè)試與對(duì)比。

表1 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境

4.2 系統(tǒng)測(cè)試方案設(shè)計(jì)

此次系統(tǒng)測(cè)試共分為文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)自我檢測(cè)以及對(duì)比測(cè)試兩部分。首先，對(duì)文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件的連接效果進(jìn)行分析，確保系統(tǒng)硬件之間進(jìn)行了有效的連接，通過(guò)測(cè)電筆檢測(cè)系統(tǒng)硬件中電流的流通性。通過(guò)系統(tǒng)硬件檢測(cè)可知文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件連接良好，可進(jìn)行后續(xù)的系統(tǒng)功能性測(cè)試。

在系統(tǒng)功能性測(cè)試中，將對(duì)文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)承載力進(jìn)行測(cè)試，在此測(cè)試中文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的數(shù)據(jù)承載力要求，可完成對(duì)比測(cè)試過(guò)程。

選擇目前使用的兩種教學(xué)資源整合系統(tǒng)與文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)在上述設(shè)定的測(cè)試平臺(tái)中完成對(duì)某高校的思政教育課程資源整合工作，并選擇相應(yīng)的對(duì)比對(duì)象作為此次系統(tǒng)測(cè)試中的測(cè)試指標(biāo)。針對(duì)此次系統(tǒng)測(cè)試的目的與目前對(duì)于課程資源整合的要求以及用戶(hù)人群的需求，設(shè)定數(shù)據(jù)承載力、教學(xué)資源類(lèi)別劃分結(jié)果以及單次整合工作響應(yīng)時(shí)間作為此次測(cè)試中的測(cè)試指標(biāo)。在系統(tǒng)測(cè)試的過(guò)程中，為提升測(cè)試結(jié)果的有效性，采用多次測(cè)試的形式，獲取測(cè)試結(jié)果，完成對(duì)文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的性能分析。

4.3 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

使用上述設(shè)定的測(cè)試平臺(tái)與測(cè)試過(guò)程，得到系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)承載力測(cè)試結(jié)果

通過(guò)上述設(shè)計(jì)結(jié)果可以看出文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)承載力遠(yuǎn)高于目前使用的兩種資源整合系統(tǒng)。數(shù)據(jù)承載力是課程資源整合系統(tǒng)性能的重要基礎(chǔ)，因此，此指標(biāo)作為此次系統(tǒng)測(cè)試中的首個(gè)對(duì)比對(duì)象。通過(guò)對(duì)此指標(biāo)的測(cè)試可初步認(rèn)識(shí)到文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的綜合性能高于目前使用的整合系統(tǒng)。當(dāng)數(shù)據(jù)量過(guò)大時(shí)，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)可進(jìn)行平穩(wěn)的運(yùn)行，其他兩種系統(tǒng)則出現(xiàn)系統(tǒng)崩塌的現(xiàn)象。由此可知，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的此部分測(cè)試結(jié)果優(yōu)于其他兩種系統(tǒng)。

圖4 課程資源整合結(jié)果

通過(guò)上述系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果可以看出，在對(duì)課程資源進(jìn)行聚類(lèi)與整合的過(guò)程中，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的資源種類(lèi)劃分結(jié)果優(yōu)于其他兩種整合系統(tǒng)。文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的資源種類(lèi)劃分結(jié)果清晰合理，沒(méi)有出現(xiàn)種類(lèi)重疊的問(wèn)題。其他兩種整合系統(tǒng)的課程資源種類(lèi)劃分結(jié)果呈現(xiàn)出部分重疊的問(wèn)題，影響課程資源的整體整合效果。同時(shí)，在課程種類(lèi)劃分的過(guò)程中，文中系統(tǒng)對(duì)于課程資源的種類(lèi)劃分結(jié)果較為細(xì)致，其他兩種較為粗糙。根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果可知，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的課程資源整合結(jié)果更為有效。

在此測(cè)試指標(biāo)的對(duì)比中可明顯地看出，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的資源整合響應(yīng)時(shí)間較短，其他兩種整合系統(tǒng)的整合響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。在日常的使用中，整合速度過(guò)慢會(huì)影響系統(tǒng)的使用效果，同時(shí)，降低用戶(hù)的使用體驗(yàn)。因此，通過(guò)此指標(biāo)可看出，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使用效果優(yōu)于其他兩種系統(tǒng)。在日常的工作中使用此系統(tǒng)充分地滿足用戶(hù)的需求。

圖5 課程資源整合響應(yīng)時(shí)間測(cè)試結(jié)果

將系統(tǒng)數(shù)據(jù)承載力測(cè)試結(jié)果、課程資源整合結(jié)果以及課程資源整合響應(yīng)時(shí)間測(cè)試結(jié)果整合分析可知，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使用效果優(yōu)于其他兩種整合系統(tǒng)。同時(shí)通過(guò)此測(cè)試結(jié)果也可體現(xiàn)出文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使用效果普遍高于目前應(yīng)用系統(tǒng)，在日后的研究中可使用此系統(tǒng)作為主要的課程資源整合工具。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著高校教育體系的不斷完善，思想政治課程中涉及到的信息逐漸增加，為對(duì)其展開(kāi)合理的規(guī)劃與處理，采用課程資源整合系統(tǒng)對(duì)其展開(kāi)整合管理。思想政治課程資源整合系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于已有的課程資源進(jìn)行了有效的管理，提升了高校思政教育中的資源共享度，但由于研究時(shí)間與技術(shù)的限制，此系統(tǒng)在使用中還存在部分問(wèn)題亟待解決，將資源處理問(wèn)題作為后續(xù)研究中需要完善的重點(diǎn)工作。希望使用此次設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為日后的課程發(fā)展提供良好的物質(zhì)支持。