網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統解決方案

一、網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統設計概述

1 需求分析
　　從廣義來(lái)講，凡是在教學(xué)過(guò)程中運用了網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的教學(xué)活動(dòng)均可稱(chēng)之為“網(wǎng)絡(luò )教學(xué)”，無(wú)論你是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)發(fā)布教學(xué)內容；通過(guò)電子郵件與學(xué)生交流；通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳遞視頻信息，將一堂課以多種方式共享給另外一個(gè)或多個(gè)課堂的樣式；以及基于網(wǎng)絡(luò )的任何形式的教學(xué)廣播等等都屬于“網(wǎng)絡(luò )教學(xué)”。
　　智能化是多媒體網(wǎng)絡(luò )教學(xué)向深層次發(fā)展的客觀(guān)要求。盡管多媒體網(wǎng)絡(luò )教學(xué)迅速發(fā)展，大量多媒體課件和多樣化的教學(xué)模式被開(kāi)發(fā)使用并取得較好成果，但人們在開(kāi)發(fā)使用中發(fā)現，這些系統始終存在一些缺陷：操作過(guò)于繁瑣，系統不夠穩定，網(wǎng)絡(luò )教學(xué)過(guò)程不夠協(xié)調，教學(xué)方式不夠靈活，實(shí)際達到的下過(guò)不佳等等。因而需要未來(lái)系網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統能夠做到：
　　1．能夠非常方便快捷的對整個(gè)系統進(jìn)行操作。一般整個(gè)系統中與教育相關(guān)的部分都稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò )教育資源，包括環(huán)境、信息和人力三大資源。為了能夠設計有效的網(wǎng)絡(luò )課程，實(shí)施有效的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)，便捷的操作是非常重要的。
　　2．能夠穩定可靠的長(cháng)時(shí)間運作。教學(xué)是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，這就要求整個(gè)系統設施都能夠經(jīng)受長(cháng)時(shí)間穩定可靠運作的考驗。同時(shí)，擁有一套可行的突發(fā)事件處理方案。
　　3．總控中心和各多媒體教室能夠完美的統一和協(xié)調工作。其中，總控中心負責整個(gè)系統的宏觀(guān)控制，同時(shí)，各多媒體教室能夠根據自己的需要選擇恰當的教學(xué)方式，兩者任何時(shí)間均能夠協(xié)調工作。
　　4．靈活的多樣化媒體表現方式的接入。如教師能夠非常方便的使用自帶的優(yōu)盤(pán)、便攜機等接入整個(gè)系統進(jìn)行各種媒體演示等等，同時(shí)，方便教師不斷積累教學(xué)經(jīng)驗，并能針對具體情況及時(shí)調整系統的教學(xué)策略等。
　　5．充分考慮對整個(gè)教學(xué)效果的提高。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統的建設中均要能夠考慮考慮到實(shí)現友好和自然的人機對話(huà)，方便教師對未預期的提問(wèn)和錯誤能給出合理的反饋操作，學(xué)生能夠非常方便的表達自己的思想等等。
　　這樣的系統實(shí)際上就是智能化的多媒體網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統?；诰W(wǎng)絡(luò )的多媒體教學(xué)系統應以智能化網(wǎng)絡(luò )和多媒體技術(shù)為基礎，當前，多媒體網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統的研制和開(kāi)發(fā)已成為網(wǎng)絡(luò )教學(xué)應用領(lǐng)域中的一個(gè)重要的前沿課題。
　　諸多資料表明，建設這樣一個(gè)現代化的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)環(huán)境，面對復雜的教學(xué)軟硬件資源，必須有一套有效的網(wǎng)絡(luò )控制系統，才能使得整個(gè)系統能夠有序化的工作，事半功倍，真正達到建設網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統的目的。

2 系統概述
　　隨著(zhù)近幾年教育的不斷發(fā)展，新建校區和大學(xué)城如雨后春筍般發(fā)展起來(lái)，多間至數十間多媒體教室的集中控制和管理將成為學(xué)校多媒體教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的方向。
　　思美特網(wǎng)絡(luò )融合控制系統徹底解決了以往中控系統的先天缺陷，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )主機充分實(shí)現多間教室的集中控制和后臺管理功能，同時(shí)思美特控制系統能夠與其他如安防、辦公以及教務(wù)等子系統無(wú)縫集成，全面支持網(wǎng)絡(luò )教學(xué)的各個(gè)環(huán)節，充分利用現有教學(xué)資源，為網(wǎng)絡(luò )教學(xué)提供一體化解決方案。同時(shí)，思美特網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統為“數字校園”建設提供了強大的技術(shù)手段。

3 系統設計原則
　　1、先進(jìn)性原則
　　系統設計、施工和設備選型遵循先進(jìn)性原則，能夠使多媒體網(wǎng)絡(luò )教室的建設與學(xué)校其他系統的建設在技術(shù)平臺水平上保持相對的時(shí)代同步性，以保障系統的生命周期盡可能地延長(cháng)；以保證與現有或在可以預見(jiàn)的將來(lái)可以采用的設備相兼容。
　　2、資源共享性原則
　　網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統的實(shí)質(zhì)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )教育信息資源的傳輸和共享來(lái)實(shí)現教學(xué)。建立在網(wǎng)絡(luò )基礎上的多媒體系統，把多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)緊密結合，大大擴展了單機多媒體系統的功能。它不僅具有各種媒體信息處理和人機交互功能，更重要的是它實(shí)現了網(wǎng)上多媒體信息傳遞和多媒體信息資源共享，形成了一種最理想的多媒體網(wǎng)絡(luò )教學(xué)環(huán)境，代表了多媒體教學(xué)應用的最新發(fā)展和必然趨勢。
　　3、經(jīng)濟實(shí)用性原則
　　系統設計和設備選型應注重實(shí)用功能、降低總體投資，求得先進(jìn)性與經(jīng)濟性的完美統一，做到設備性能/價(jià)格比的最好綜合。從學(xué)校教學(xué)管理的實(shí)際需求出發(fā)，摒棄一切學(xué)校不需要的華而不實(shí)的東西。
　　4、安全可靠性原則
　　系統設計方案要求將人機安全、設備的長(cháng)期穩定運行等可靠性要點(diǎn)，作為系統建設方案的首要設計原則，以保證系統在運行期間，為用戶(hù)執行安全防范和服務(wù)質(zhì)量管理任務(wù)提供有效的技術(shù)支持手段，為用戶(hù)降低系統運行方面的人工和資金成本。本期建設對前端設備的穩定性和可靠性要求非常高，要能夠每周7天，每天16小時(shí)不斷工作。對關(guān)鍵的設備應提供冗余熱備份，提供各種故障的快速恢復措施，并應充分考慮系統的應變能力和容錯能力。在滿(mǎn)足上述可靠性要求的前提下，應盡可能優(yōu)化方案，減少設備的投資。
　　5、操作、維護的簡(jiǎn)便性原則
　　以提高系統的整體運行效率為出發(fā)點(diǎn)，根據簡(jiǎn)便性原則，針對系統內各子系統操作人員的實(shí)際情況和實(shí)際操作需要，進(jìn)行信號采集、傳輸和操作控制等各子系統的操作功能設計。
　　6、可擴展性原則
　　系統設計和規劃時(shí)必須支持將來(lái)的擴容和平滑升級。在保障滿(mǎn)足學(xué)?，F有需求的同時(shí)，為學(xué)校將來(lái)的系統擴展打下基礎。系統應采用模塊化，并在設備選型方面有一定的可替換性。在系統設計時(shí)，要考慮系統對通過(guò)光纖網(wǎng)傳輸和通過(guò)衛星傳輸的兼容性和可替換性。多媒體教育系統應能兼容和支持將來(lái)開(kāi)展的增值業(yè)務(wù)；應能支持多種形式的節目及用戶(hù)的管理和控制。

二、網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統功能特點(diǎn)概述

1 總控中心集中控制和管理
　　系統管理人員可以在總控中心根據實(shí)際需要直接控制任意多媒體網(wǎng)絡(luò )教室的所有系統及環(huán)境設備，包括提前打開(kāi)各個(gè)教室電源、投影、屏幕；根據需要在投影上播放指定的教學(xué)片斷以及課后自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉投影、屏幕和系統電源等，充分實(shí)現批處理和操作、大大簡(jiǎn)化了管理和維護工作。
　　同時(shí)，由于采用總控中心集中控制，故有利于整個(gè)教學(xué)計劃的實(shí)施和教學(xué)資源的管理，大大減輕了操作人員的負擔，提高了教學(xué)效率，增強了整個(gè)系統的可靠性和可維護性。
　　1.1 總控原理示意圖

圖：網(wǎng)絡(luò )教學(xué)習系統總控原理示意圖

　　1.2 集中控制和管理的優(yōu)點(diǎn)
　　公共教學(xué)內容充分共享。由于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中有很多的內容如科教片、歷史片欣賞，集體收看新聞，學(xué)科專(zhuān)家的集中演講廣播等等，均屬于公共教學(xué)內容，這一內容直接通過(guò)總控中心直接對各個(gè)多媒體教室進(jìn)行音視頻等形式的廣播便可，省確了重復播放和講解帶來(lái)的多重教育資源的投入。
大大降低人力、物力投入。通過(guò)使用總控中心宏觀(guān)控制每個(gè)多媒體教室，只需在總控中心按照教學(xué)計劃打開(kāi)和關(guān)閉各個(gè)系統便可，如8點(diǎn)上課前，在總控中心提前10分鐘打開(kāi)教室門(mén)禁系統，然后根據需要依次打開(kāi)投影設備、屏幕、計算機等，同時(shí)調節燈光、窗簾、系統音量等到預先設置的模式等。這樣，不必為每個(gè)教室配備專(zhuān)門(mén)管理和操作人員，同時(shí)總控中心擁有音視頻監視，可以充分把握每個(gè)教室的每個(gè)環(huán)節，大大降低了人力、物力的投入。
　　宏觀(guān)調控，便于整個(gè)教學(xué)計劃的逐步實(shí)施?？偪刂行目梢噪S時(shí)了解教學(xué)進(jìn)展情況，管理人員只需要按照教學(xué)計劃逐步實(shí)施，大大減少了中間環(huán)節，同時(shí)配合教務(wù)管理子系統靈活安排和調節教學(xué)計劃，使其始終按照要求進(jìn)行和發(fā)展。
　　大大減少突發(fā)事件和提高故障響應速度。由于科技含量和智能化程度大大提高，整個(gè)系統設備的故障率大大降低，同時(shí)，由于該解決方案均配置優(yōu)秀的冗余控制方式，任何形式的突發(fā)事件均能夠在第一事件內的解決，不會(huì )造成教學(xué)的中斷。
 

　　1.3 突發(fā)事件的處理
　　總控中心突發(fā)事件的處理。當總控中心設備出現故障，可以使用備用機代替，此時(shí)直接通過(guò)控制系統切換便可；當總控中心觸摸屏部分出現故障，此時(shí)可使用計算機通過(guò)瀏覽器直接控制全部設備；當主控機出現故障，只需立即使用備用主控機（可選）便可。
　　各多媒體教室突發(fā)事件的處理。一方面直接使用備用解決方案，另一方面直接請求總控中心尋求解決辦法。
　　電力事件的處理?？偪刂行臑榱祟A防停電帶來(lái)的不便，主要設備如控制系統、網(wǎng)絡(luò )監控系統建議接入備用電力系統或者配備在線(xiàn)UPS等；同時(shí)，由于整個(gè)監控系統直接可使用備用電力系統，即使教室停電，在總控中心也可以隨時(shí)了解各個(gè)教室的現狀和進(jìn)行進(jìn)一步的處理等。

2 強大的Web瀏覽和控制技術(shù)
　　我們整個(gè)系統的控制界面可以非常方便的集成到瀏覽器中，使用計算機瀏覽和控制整個(gè)系統就像使用觸摸屏一樣簡(jiǎn)單和快捷，同時(shí)，我們的控制界面支持權限分配和管理，大大增強了網(wǎng)絡(luò )控制的安全性。

3 教學(xué)資源共享和監視和監聽(tīng)
　　為了增強每個(gè)網(wǎng)絡(luò )教室的靈活性，我們在每個(gè)教室增加了12鍵面板，這樣，教室可以直接通過(guò)面板控制本教室的燈光、屏幕、窗簾、系統音量；控制投影自行播放多媒體課件以及直接向總控中心尋求幫助等。

4 子系統常用功能自行管理
　　在總控中心可以直接根據教學(xué)計劃將相應的教學(xué)內容如多媒體課件、視頻片斷等傳輸到各個(gè)網(wǎng)絡(luò )教室并在大屏幕上顯示，大大降低了整個(gè)教學(xué)環(huán)境資源的投入，增強了可管理性。同時(shí)，由于每個(gè)網(wǎng)絡(luò )教室的安裝有攝像機和拾音器等設備，這樣，在總控中心可以監視和監聽(tīng)任意教室的教學(xué)情況，當出現了意外情況，在總控中心就可以在最短的時(shí)間內恢復正常。

圖：12鍵按鍵應用示意圖

5 完整的集成網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺
　　根據實(shí)際需要，該解決方案可以充分集成教學(xué)管理、教學(xué)資源管理、課程開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò )教學(xué)、師生交互、無(wú)紙化考試與測評等多方面的功能，可全面支持網(wǎng)絡(luò )教學(xué)的各個(gè)環(huán)節，為網(wǎng)絡(luò )教學(xué)提供一體化解決方案。

圖：控制系統支持與其他如教務(wù)管理、辦公自動(dòng)化等平臺的融合

三、相關(guān)示意圖

1 控制系統設備連接示意圖
　　SMARTISYS網(wǎng)絡(luò )融合控制技術(shù)是融匯當今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)和計算機軟硬件技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)成果，專(zhuān)門(mén)用于多媒體控制的新型技術(shù)，它舍棄了計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)中諸多繁雜環(huán)節，取其控制技術(shù)之精華，將智能觸摸技術(shù)、總線(xiàn)控制技術(shù)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)和遠程控制集于一身，形成了簡(jiǎn)明精干而功能強大、應用廣泛、接駁靈活的控制技術(shù)，實(shí)現了簡(jiǎn)單、完整的多媒體控制功能。

　　使用SMARTISYS控制系統，通過(guò)的SmartNet和TCP/IP網(wǎng)絡(luò )，可以將您的控制范圍延伸到世界的每一個(gè)角落，并且我們提供可視化多媒體控制界面直接控制本地或遠程多媒體系統，同時(shí)提供在線(xiàn)管理和維護。

　　目前，思美特系統產(chǎn)品因其可靠性高、易用、易維護、功能強大、結構簡(jiǎn)單、通用性好、易擴展，在A(yíng)/V控制領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

2 系統連接示意圖
　　如下圖，該類(lèi)解決方案直接使用網(wǎng)絡(luò )交換機將總控中心和其他各多媒體教室、應用子系統直接相連，同時(shí)支持使用觸摸屏和使用計算機通過(guò)瀏覽器等多種方式直接控制。主要使用12寸真彩觸摸屏系列產(chǎn)品搭配新一代網(wǎng)絡(luò )型控制主機來(lái)完成整個(gè)系統的智能控制和主控機的級聯(lián)功能。該類(lèi)系統由于其具有強勁的網(wǎng)絡(luò )控制功能，豐富的媒體控制界面、智能控制接口以及系統的易擴展性，被廣泛應用于各種大、中型多媒體網(wǎng)絡(luò )教學(xué)應用場(chǎng)合。

圖：網(wǎng)絡(luò )教學(xué)系統連接示意圖