劉鵬飛 畢經(jīng)坤 翟樹(shù)健

摘? 要：作為民生之基，教育一直是中國(guó)政府傾注心力的關(guān)鍵領(lǐng)域，教育的發(fā)展備受關(guān)注。而當(dāng)今是一個(gè)智能化、信息化的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)時(shí)代，越來(lái)越多的信息技術(shù)也融入了教育的發(fā)展當(dāng)中，進(jìn)而誕生了智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)。通過(guò)傳統(tǒng)教學(xué)方式和基于智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行比較，闡明了智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在，著重研討了智慧多媒體教學(xué)的架構(gòu)、設(shè)計(jì)思路和將遠(yuǎn)程控制、流媒體等技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò);智能化;多媒體;教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP37? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(shù)逐步成為了教育的發(fā)展方向，早在《教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》（教高〔2007〕2號(hào)）中就明確指出：高等學(xué)校要把信息技術(shù)作為提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。中建八局所建造的河南省老干部大學(xué)，在建設(shè)期間校方就明確提出要打破傳統(tǒng)教學(xué)方式，借助網(wǎng)絡(luò)、智慧多媒體等信息技術(shù)打造一套全新的教學(xué)系統(tǒng)。我們決定搭建一套基于智慧多媒體的教學(xué)系統(tǒng)來(lái)滿足學(xué)校的要求，由此，需要對(duì)智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行深入的研討分析。

1? 傳統(tǒng)的教學(xué)方式

在傳統(tǒng)教學(xué)方式中，一塊黑板、一支粉筆就是教師用來(lái)傳授知識(shí)的法寶，教師負(fù)責(zé)教，學(xué)生負(fù)責(zé)學(xué)，教學(xué)就是教師對(duì)學(xué)生單向的“培養(yǎng)”活動(dòng)，它表現(xiàn)為：一是以教為中心，學(xué)圍繞教轉(zhuǎn)。教師是知識(shí)的占有者和傳授者，對(duì)于求知的學(xué)生來(lái)說(shuō)，教師就是知識(shí)寶庫(kù)，是活的教科書(shū)，是有學(xué)問(wèn)的人，沒(méi)有教師對(duì)知識(shí)的傳授，學(xué)生靠自己很難學(xué)到知識(shí)。具體而言，傳統(tǒng)教學(xué)方式具有以下四方面的不足：

（1）傳統(tǒng)的教學(xué)方式，教師用來(lái)傳授知識(shí)的方法只有板書(shū)和語(yǔ)言兩種，隨著時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多的事物并不是僅僅靠語(yǔ)言和板書(shū)就能夠表達(dá)清楚的，教師不能直觀地表達(dá)自己的想法，學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)更是模糊不清，導(dǎo)致知識(shí)地傳遞效率會(huì)大打折扣。

（2）傳統(tǒng)的教學(xué)方式，大多是教學(xué)者依賴既有的經(jīng)驗(yàn)，依照教科書(shū)的內(nèi)容，以講述的方式傳遞給學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)者也只是被動(dòng)地接受。傳統(tǒng)教學(xué)是完全由教師主導(dǎo)與掌控整個(gè)教學(xué)情境，運(yùn)用教學(xué)資源與課本的內(nèi)容講解，學(xué)生上課專心聽(tīng)講或練習(xí)的教學(xué)方式。師生互動(dòng)機(jī)會(huì)較少，因此在教學(xué)活動(dòng)之中無(wú)法立即評(píng)估和診斷學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，學(xué)生主動(dòng)求知的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)也會(huì)逐漸減弱。

（3）傳統(tǒng)教學(xué)方式的學(xué)校有時(shí)采用電腦、投影等設(shè)備來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量，往往伴隨產(chǎn)生的是設(shè)備的操作繁瑣，容易死機(jī)，造成課件丟失等一系列問(wèn)題。反而降低了課堂效率，不利于教學(xué)質(zhì)量的提升。

（4）傳統(tǒng)教學(xué)方式的管理較為繁瑣復(fù)雜，對(duì)于教師的教務(wù)管理以及學(xué)生的考勤、監(jiān)督以及生活方面的管理等工作都會(huì)花費(fèi)很多的人力、物力、財(cái)力，形成的紙質(zhì)報(bào)表不易查看。往往造成學(xué)校的管理效率以及教學(xué)質(zhì)量降低。

2? 以智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的教學(xué)方式

傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，我們?cè)撊绾稳タ朔?，怎樣更加有效地提高教師的知識(shí)傳授效率。所以，我們提出了基于智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)方式。在穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，搭建一套由中控管理平臺(tái)、監(jiān)控管理子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)等系統(tǒng)組成的教學(xué)系統(tǒng)。它不僅能夠提供良好的教學(xué)平臺(tái)，而且，易于操作，方便管理，有效地提升了學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和管理質(zhì)量。

2.1? 系統(tǒng)概述

搭建穩(wěn)定化的教學(xué)環(huán)境、多系統(tǒng)兼容的可視化管理的智慧教學(xué)支撐環(huán)境，打造校園基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心，全面打通從設(shè)備到平臺(tái)之間、平臺(tái)到平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交互，為學(xué)校提供便捷的管控及運(yùn)維工具，在減少學(xué)校的人力、物力支出的同時(shí)能更高效的維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，避免教學(xué)事故的發(fā)生，以智慧管控與智能運(yùn)維構(gòu)建安全穩(wěn)定可靠的教學(xué)環(huán)境。管理平臺(tái)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(gè)學(xué)校的管理人員對(duì)多媒體教室的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體教室遠(yuǎn)程設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)看、遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)、視頻監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析、日志管理、策略管理等集中管理，集控中心架構(gòu)圖如圖2所示。

智慧教室集控中心主要用于各個(gè)學(xué)校的管理人員對(duì)多媒體教室的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體教室遠(yuǎn)程設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)看、遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)、視頻監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析、日志管理、策略管理等集中管理：

（1）可視化數(shù)據(jù)大廳?？蓪⒔淌业脑O(shè)備狀態(tài)、使用狀態(tài)、環(huán)境數(shù)值等匯總并以圖表等可視化的方式進(jìn)行展示，并支持點(diǎn)擊相應(yīng)的數(shù)據(jù)快速跳轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的教室。

（2）教室集控。可遠(yuǎn)程對(duì)單教室或多教室的設(shè)備進(jìn)行集中控制，同時(shí)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋。

（3）教學(xué)巡視/督導(dǎo)。可接入教室的監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行教學(xué)巡視，視圖畫(huà)面可設(shè)置成大畫(huà)面/四宮格/九宮格的方式進(jìn)行觀看，可選擇多個(gè)教室的畫(huà)面組合對(duì)比，也可選擇單個(gè)教室的多個(gè)畫(huà)面進(jìn)行全方位的觀看，同時(shí)支持定時(shí)輪巡功能。

（4）智慧策略。智慧教室系統(tǒng)可支持多種教學(xué)模式：

1）定時(shí)策略：可設(shè)定時(shí)間或根據(jù)課表信息自動(dòng)啟用/停止教學(xué)場(chǎng)景模式或開(kāi)啟/關(guān)閉教學(xué)設(shè)備。

2）行為策略：由第三方設(shè)備或教師行為等因素觸發(fā)從而自動(dòng)啟用/停止教學(xué)場(chǎng)景模式或開(kāi)啟/關(guān)閉教學(xué)設(shè)備。

（5）教室對(duì)比?？蛇x擇教室對(duì)教室的設(shè)備使用頻率、環(huán)境信息、使用次數(shù)等進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果可作為對(duì)教室后期調(diào)整的數(shù)據(jù)支撐。

2.2.2? 可視化運(yùn)維

可視化運(yùn)維平臺(tái)可以在管理工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制?？梢暬\(yùn)維架構(gòu)圖如圖3所示。

可視化運(yùn)維平臺(tái)可以在管理工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。具體功能為：

（1）智能監(jiān)控、覆蓋式監(jiān)控。包括設(shè)備安全監(jiān)控、端口監(jiān)控、中間件監(jiān)控、服務(wù)器監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)控、應(yīng)用進(jìn)程監(jiān)控等等;支持接入第三方運(yùn)維API實(shí)現(xiàn)對(duì)第三方設(shè)備的監(jiān)控，擴(kuò)展性強(qiáng);在設(shè)備巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)故障系統(tǒng)自動(dòng)通知運(yùn)維人員，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)告警。

（2）自動(dòng)化運(yùn)維?？稍O(shè)置定時(shí)設(shè)備巡檢、定時(shí)更新、自動(dòng)化軟件部署、定時(shí)更新系統(tǒng)等，完成定時(shí)任務(wù);支持配置多種告警規(guī)則以及觸發(fā)策略，配置靈活;相關(guān)故障可根據(jù)平臺(tái)設(shè)置自動(dòng)處理，實(shí)現(xiàn)故障自愈，如：關(guān)鍵服務(wù)進(jìn)程被掛起則自動(dòng)重啟服務(wù)、服務(wù)器磁盤(pán)空間不足則自動(dòng)清理log文件、配置發(fā)生異常則配置自動(dòng)回滾。

（3）智能運(yùn)維。支持自動(dòng)生成各類報(bào)表，并支持導(dǎo)出備份查看;可視化窗口支持窗口界面?zhèn)€性化，且內(nèi)置多組件，可根據(jù)需求變更界面的顯示效果，同時(shí)支持快速定位功能，可快速定位，可一鍵跳轉(zhuǎn)至相關(guān)的處理界面。

（4）可視化大廳。大廳可顯示當(dāng)前的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、故障信息、視頻監(jiān)控等，同時(shí)當(dāng)有告警信息時(shí)，可快速跳轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的界面進(jìn)行處理。

（5）遠(yuǎn)程桌面。平臺(tái)支持遠(yuǎn)程桌面，管理員可通過(guò)該功能遠(yuǎn)程協(xié)助老師快速處理教室的電腦問(wèn)題。

2.2.3? 教務(wù)、考勤管理

教務(wù)、考勤的管理對(duì)于一所高校是非常重要的，便捷的教務(wù)、考勤管理將會(huì)有效的提高學(xué)校的教學(xué)管理質(zhì)量。具體功能為：

（1）支持對(duì)學(xué)校的院系、年級(jí)、班級(jí)進(jìn)行管理，并支持一鍵導(dǎo)入/導(dǎo)出。

（2）支持對(duì)學(xué)校的所有教室、地點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理。

（3）支持對(duì)學(xué)生信息和教職工信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理，支持快速查找指定的學(xué)生或教職工。

（4）支持綁定/修改學(xué)生和宿舍的分配信息，對(duì)宿舍信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理。

（5）支持手動(dòng)添加/修改對(duì)應(yīng)班級(jí)的課表信息，支持一鍵導(dǎo)入/導(dǎo)出相關(guān)的課表信息。

（6）支持設(shè)置多組作息節(jié)次表，支持設(shè)置對(duì)應(yīng)的學(xué)期信息。

（7）支持對(duì)教學(xué)觀摩進(jìn)行設(shè)置，可對(duì)教學(xué)觀摩的觀摩課程、觀摩權(quán)限、教學(xué)評(píng)估模板進(jìn)行設(shè)置。

（8）考勤統(tǒng)計(jì)：自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各班級(jí)、系、院以及學(xué)生、老師的考勤情況，如出勤率、出勤數(shù)等，并支持通過(guò)篩選快速查找指定的考勤記錄。

（9）靈活配置考勤方式：可結(jié)合實(shí)際情況對(duì)不同的教室設(shè)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(dòng)考勤，手動(dòng)考勤等。

（10）考勤策略：支持對(duì)全自動(dòng)考勤設(shè)置多組策略，如巡航開(kāi)始時(shí)間、巡航次數(shù)、巡航時(shí)長(zhǎng)等，并可對(duì)學(xué)生的考勤情況如早退、遲到、未到等進(jìn)行記錄。

（11）多終端請(qǐng)假處理機(jī)制：可通過(guò)手機(jī)移動(dòng)端APP、微信端、PC端提交請(qǐng)假申請(qǐng)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送請(qǐng)假申請(qǐng)至對(duì)應(yīng)班級(jí)的班主任或科目老師處進(jìn)行審核。

（12）異常處理：針對(duì)考勤出現(xiàn)異常的學(xué)生，如考勤失敗或記錄出錯(cuò)，教師可通過(guò)人機(jī)交互面板對(duì)學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)簽到處理，管理員也能在后臺(tái)對(duì)相應(yīng)記錄進(jìn)行修改。

（13）個(gè)人考勤：平臺(tái)支持個(gè)人考勤，看查看指定學(xué)生或老師指定時(shí)間范圍內(nèi)的出勤次數(shù)、出勤率、請(qǐng)假次數(shù)等情況，并以圖形界面的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2.4? 視頻云資源管理平臺(tái)

視頻云資源管理平臺(tái)可對(duì)學(xué)校的教學(xué)資源如課程視頻、習(xí)題、課件等進(jìn)行統(tǒng)一分類編目管理。教師可通過(guò)資源云管理平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)授課;學(xué)生則可通過(guò)資源云管理平臺(tái)完成自主在線學(xué)習(xí)。資源云管理平臺(tái)構(gòu)架圖如圖4所示。

2.2.4.1? 工作臺(tái)

視頻云資源管理平臺(tái)中包含三個(gè)工作臺(tái)，教室工作臺(tái)、學(xué)生工作臺(tái)和管理員工作臺(tái)：

（1）教師工作臺(tái)。課前課件發(fā)布功能，支持發(fā)布預(yù)習(xí)信息，系統(tǒng)自動(dòng)通知對(duì)應(yīng)班級(jí)的學(xué)生;作業(yè)管理功能，支持調(diào)用系統(tǒng)的題庫(kù)或自定義添加試題，試題可設(shè)置為公開(kāi)或保密，支持試題組合并發(fā)布至對(duì)應(yīng)班級(jí);課堂直播功能，支持發(fā)起網(wǎng)絡(luò)授課申請(qǐng)，可設(shè)置直播的權(quán)限為公開(kāi)、預(yù)約以及指定班級(jí);課程視頻管理功能，支持對(duì)自己上傳的視頻進(jìn)行切片、虛擬打點(diǎn)、刪除，上傳課件等操作;在線教學(xué)測(cè)試功能，支持自組卷功能，可調(diào)用系統(tǒng)題庫(kù)或自定義添加試題，并支持設(shè)置答卷時(shí)間以及自動(dòng)批改試卷功能。

（2）學(xué)生工作臺(tái)。課前預(yù)習(xí)功能，收到預(yù)習(xí)通知后，學(xué)生可以查看對(duì)應(yīng)的預(yù)習(xí)視頻或文檔，完成課前預(yù)習(xí);作業(yè)提交功能，在規(guī)定的時(shí)間前完成作業(yè)并提交，提交后可查看作業(yè)點(diǎn)評(píng);在線測(cè)試功能，支持在線測(cè)試，可在規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行答題;在線問(wèn)答功能，通過(guò)在線問(wèn)答功能可針對(duì)知識(shí)點(diǎn)發(fā)起提問(wèn)。

（3）管理員工作臺(tái)。人員信息管理功能，對(duì)人員的注冊(cè)進(jìn)行審核并對(duì)平臺(tái)的人員信息以及角色信息進(jìn)行管理;視頻資源管理功能，對(duì)視頻資源的審核發(fā)布以及修改刪除進(jìn)行管理;在線題庫(kù)管理功能，對(duì)試題庫(kù)的試題進(jìn)行管理，同時(shí)支持接入第三方題庫(kù);直播管理功能，對(duì)直播申請(qǐng)進(jìn)行審核管理或發(fā)起新的直播;機(jī)構(gòu)管理功能，對(duì)學(xué)校的院系班級(jí)進(jìn)行管理，同時(shí)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(tái)中，有很多供學(xué)生學(xué)習(xí)的視頻資源，具體為：

（1）直播課堂：支持預(yù)約或觀看公開(kāi)的直播課堂，同時(shí)有用權(quán)限的用戶可以觀看指定的直播課堂，同時(shí)支持直播點(diǎn)評(píng)。

（2）網(wǎng)絡(luò)課堂：支持調(diào)用第三方的鏈接觀看網(wǎng)絡(luò)直播。

（3）視頻點(diǎn)播：支持快速查找或通過(guò)篩選找到對(duì)應(yīng)的課程資源，同時(shí)可通過(guò)視頻的虛擬打點(diǎn)快速進(jìn)入對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)觀看，課程附件可下載保存至本地電腦。

（4）優(yōu)課視頻：可設(shè)置視頻為優(yōu)課資源，同時(shí)對(duì)應(yīng)視頻出現(xiàn)在優(yōu)課欄目，供學(xué)生觀看。

（5）名師講堂：可為對(duì)應(yīng)的教師設(shè)置視頻專輯，在專輯中可查看對(duì)應(yīng)教師的課程資源。

3? 結(jié)? 論

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，教育的發(fā)展與信息技術(shù)的發(fā)展密不可分。提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，成為了教育事業(yè)發(fā)展過(guò)程中越來(lái)越重要的一部分。智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)活動(dòng)中的管理與應(yīng)用，與教學(xué)改革創(chuàng)新密切相關(guān)。從傳統(tǒng)的教學(xué)方式到基于智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)方式，提高了教學(xué)質(zhì)量，降低的人力、物力的損耗，使得教學(xué)活動(dòng)變得更加高效、快捷、生動(dòng)、直觀。但是隨著高校在教學(xué)活動(dòng)中廣泛采用信息技術(shù)，設(shè)備的老化、反應(yīng)遲鈍、網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率降低等問(wèn)題給也會(huì)相繼出現(xiàn)，今后，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)將會(huì)更加穩(wěn)定、可靠。

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作者簡(jiǎn)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(xué)系統(tǒng)在教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用;畢經(jīng)坤（1988—），男，漢族，山東濟(jì)南人，初級(jí)工程師，本科，研究方向：智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用;翟樹(shù)健（1988—），男，漢族，山東濟(jì)南人，初級(jí)工程師，本科，研究方向：智慧多媒體教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用。