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高校跨平台可视化综合管理系统设计

范文

程海波李俊峰

摘要：全国高校因发展水平的不同，对于信息化建设的投入也有差别，但是各个高等院校多年以来基本上都将多媒体教室建设作为学校信息化建设的重点。本文主要论述了在多媒体教室建设过程中如何将异构的各个子系统通过架构设计实现统一管理和维护，最终实现直接为一线教师、学生服务，全方位推动教学设备管理、教学过程管理和教学资源管理的改革，帮助学校促进教学环境的改善和提升、教学手段的革新和教学质量的提高。

关键词：可视化;多媒体教室;统一管理;异构平台

中图分类号：TP27? ? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）16-0219-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 研究背景

随着知识经济和知识社会的发展，目前全球已经逐渐已进入以IT信息技术为核心内容的知识经济时代，在当今的社会信息技术已经开始引领着全球经济与社会发展的创新和变革。中国在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中就非常明确提出“信息技术对教育发展具有革命性的影响，必须予以高度重视”。在这轮以信息化为核心的创新和变革中，高等教育也必须并正在发生的改变，利用信息化手段发展现代教育是必由之路。在新形势、新挑战、新任务面前，所有的高校信息化工作者和教育管理者都必须清楚的认识信息化建设的重要性和紧迫性。全国高校因发展水平的不同，对于信息化建设的投入也有差别，但是各个高等院校多年以来基本上都将多媒体教室建设作为学校信息化建设的重点。但是我们都知道多媒体教学是随着计算机技术、网络技术、数据技术不断变化发展的，全国高校基本上都在探索研究应该用什么样的方式来实现教育管理现代化、教学手段多样化、教学设备智能化。

2 研究现状

根据国内目前多媒体教学的研究情况，我们知道此类的研究已经开展了有很多年，并且也有了一定的成果和经验。为此对于国内多媒体教学研究的现状要进行一定的分析，这样能够比较好的借鉴国内已有的成果同时避免出现不必要的失误。

与传统的多媒体教学研究不同，本次课题内容中不仅仅只关注单独的多媒体教室的建设，重点是如何将多媒体教室和教学资源进行整合，如何将教室内的多个异构的独立系统统一管理，发展成为以资源库为核心的可视化综合管理平台。本论文所研究的可视化综合教学管理平台是在传统的多媒体教学系统的基础上集标准化考场、常态化录播和软件教学平台等技术的综合平台。

3 研究内容

本论文的研究内容是基于江西中医药大学的可视化教学管理系统的项目来进行的。

江西中医药大学目前共有5栋教学楼其中在用的165间多媒体教室，其中有18间语音室、7间计算机房为学校公共机房、6间实践实训教室、9间PBL研究性教学教室，除此之外在图书馆有建有1间报告厅和1间神曲厅（大礼堂）。以上所述的教室都具有学校的教学相关功能，因此需要进行统一规划建设，需要对教室内的所有设备大道集中自动控制，并对教学环境进行改造，实现可视化教学管理平台的统一管理，使得每一个教室达到标准化考场、常态化录播、主动式教学教室、研究性教学等异构功能。

江西中医药大学的综合可视化管理系统建设遵循“先进、实用、安全、可靠、经济、易扩展、易维护和高性价比”的相关原则。在系统设计时关键是要建立相关标准，特别是各异构系统之间的控制和相关通讯接口必须符合统一的互联标准及技术协议的要求。同时综合可视化管理系统还要具有学校课堂录播、互动教学应用，在线辅导课程应用等功能，随着互联网的发展学生智能手机的普及，该平台要能够支持网络的直播、转播、点播、传送、发布、管理、评价、公共课、教师技能提升等多种功能，方便学生学和老师教。

本系统的建设，目的是直接为一线教师、学生服务的，同时能够大大减轻多媒体教学环境管理和维护人员的工作量，又能够为教学管理和质量评价人员提供一个统一软硬件平台，实现全方位推动教学设备管理、教学过程管理和教学资源管理的改革，帮助学校促进教学环境的改善和提升、教学手段的革新和教学质量的提高。

项目通过在教室安装网络中控、摄像机、编码器、IP电话、拾音器，采集各个教室的音视频信号，通过网络上传到管理中心形成标准化考场、可视化教室、常态化录播教室、主动式教学教室、研究性学习教室等相应的功能教室;在管理中心配置相应的显示大屏、管理软件、资源软件、教学评价软件以及教学专网等形成整个教学智能化的系统平台。并且通过和学校教务系统、网络学习平台、身份认证、一卡通的对接，实现教学资源的高度整合。

4 可视化综合教学管理平台的功能分析和设计思路

4.1 功能分析

根據可视化综合教学管理平台的需求分析和设计思路，整个平台的功能设计如下图所示：

4.2 设计思路

本项目的建设思路是解决以往在多媒体教室建设过程中各个系统相互割裂开来，无法统一使用和管理的问题，同时全方位推动教学设备管理、教学过程管理和教学资源管理的改革，真正实现打通教室内的各个异构系统，促进教学环境的改善、教学手段的革新和教学质量的提升。

整个系统依托学校强大的网络，每一个教室音视频都通过网络汇集到中心服务器群，在教学管理中心统一调度管理，形成一个基于网络的大型可视化教学管理系统。

用户使用不同的终端，通过浏览器访问统一的Web应用平台，Web应用平台根据用户不同的请求协调下面各种不同功能的服务器回应用户的请求。前端各种教室通过网络将各自的媒体流推送到不同的服务器，各种功能不一样的服务器之间由Web应用平台的底层中控服务来统一调度，合理安排资源。应用流程图如下。

江西中医药大学标准可视化教室共计196间，62间作为常态化录播教室使用，可视化教室系统前端摄像机与录播系统共用，126间教室作为可视化教室并具备标准化考场功能，并加装老师定焦摄像机接入标准化考场系统。在中心机房部署一套流媒体协议转换服务，把标准化考场服务器获取到的所有媒体流全部转换为录播系统的媒体流，并不影响到标准化考场系统的原有构架和使用。

江西中医药大学此类教室共计62间，每间配置一台嵌入式硬件编码器采集老师授课电脑VGA、老师高清视频，通过网络把相关视频媒体流推送到服务器提供给用户使用;学生摄像机共用标准化考场高清摄像机，老师摄像采用云台摄像机，并配置老师图像跟踪系统实时跟踪拍摄老师上课的场景;整个教室覆盖4只指向性麦克风收集老师和学生的声音，后端使用智能混音器来优化声音效果。真正做到老师学生不佩戴任何物品的常态化教学。

5 测试及使用情况

江西中医药大学可视化综合教学管理平台历经一年多的施工和调试，目前已经正式的投入使用，截止到2018年12月底，共实现21494门课程的录制工作，保存可供老师和学生点播的视频资源398TB，通过本平台制作MooCs课程5门。整个系统运行和使用状态良好，基本上达到了设计方案中所需的功能要求。

6 展望

江西中医药大学目前正在进行“智慧校园”的建设工作，通过云计算、物联网、大数据等先进的技术手段通过对信息的多层次处理，对学校教学、科研、管理、生活、文化等各方面需求做出智能响应，智能化服务，提高学校教学科研水平、管理效率和社会服务能力。具体表现为无处不在的网络学习、融合创新的网络科研、透明高效的校务治理、丰富多彩的校园文化、方便周到的校园生活。而可视化教学管理平台将作为智慧校园的一部分为学校的教育现代化提供好的基础。

参考文献：

[1] 姜艳玲.运用多媒体教学课件优化课堂教学[J].中国电化教育，2001（6）.

[2] 金智勇，卢子洲.可视化多媒体教室网络群控系统的组建实践[J].电化教育研究，2009（8）.

[3] 孙东阳.多媒体教室用户人机界面研究[J].电化教育研究，2010（6）.

[4] 吴华，赵叙，武艳.数字多媒体课件的设计与应用探究[J].电化教育研究，2009（8）.

[5] 谢盛嘉.基于数字化校园的多媒体教室综合管理系统[J].现代计算机：专业版，2010（1）.

【通联编辑：唐一东】

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