| 标题 | 基于平板智能电视多媒体教学系统的设计构建与思考 |
| 范文 | 林腾 摘要：多媒体教学设备已成为各学校日常教学必备的工具。多媒体教学在教育领域得到广泛应用，本文对多媒体教学系统的构建做了深入的分析和探讨，希望为建立新型教育教学方式提供有益的经验及分享。 关键词：多媒体教室 多媒体教学系统 平板智能电视 中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）15-0216-02 随着时代的进步和科学技术的不断发展，学校教育面临新的挑战，教学改革成为了一种必然趋势，教学方法的改变和教育手段的丰富是教学改革中必不可少的环节，计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，即CAI）已经不断融入到我们的教学中，CAI已成为新时期学校教学水平提高的迫切需要。组建多媒体教学系统是实现CAI的重要保证。为了使教师摆脱“黑板+粉笔”的传统教学模式，丰富教学方法和手段，提高教育教学效率，利用现代化多媒体技术手段进行全面、准确的教学。因此，我们有必要开展多媒体教学系统的建设。 1 背景及现状 近年来，国家对教育越来越重视，教育部提出要加速教育信息化，以信息化促进教育信息化发展的要求。教育信息化的核心内容是教学信息化，要求在教育过程中较全面地运用以计算机、多媒体和网络通讯为基础的现代信息技术，促进教育改革，从而适应正在到来的信息化社会。现在各地政府都不同程度加大对教育的投入，学校也将教育信息化建设列为学校发展的一项重要工作，多媒体教学是推进教学改革和提高教学质量的重要手段，它通过各种电脑设备、显示设备、音响设备等组合使用，按教学要求将文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息，进行有机组合，并通过投影设备投影到大屏幕上进行显示，得到了声音、动画、视频等效果，为我们提供逼真的教学情景，使学生有身临其境的感受，提高了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果，因此，多媒体教学系统建设是教育信息化建设的一项重要内容。 目前很多学校都陆续建成或准备建设多媒体教室，使用效果也不错，然而在使用过程中还是存在以下问题： 1）设备使用不方便，由于设备品种多，品牌杂，摆放位置不统一，使用时要通过遥控器或中控系统进行控制，或由于分批建设，不同批次设备的操作方法不同等，对使用者要进行设备的使用培训才能上课，教师在上课时有时会感觉操作繁琐。 2）教师使用积极性不高，部分教师由于对计算机认知能力不足或年龄稍大，上课时不能熟练使用设备，遇到小问题或故障时无法应对，对使用多媒体有畏惧心理，导致不敢用或干脆不用多媒体进行教学，造成了教学资源浪费。 3）维护成本高、效率低，现在有条件的学校，基本上教室都配备了多媒体设备，使用频率很高，但大多还不能做到由专人使用和管理设备，因为使用习惯和使用环境的不同，造成设备故障率较高，损耗严重，由于学校的维护人员不足，很多维护只能在课余时间进行，维护的效率不高，设备的完好率达不到要求，严重影响了教学。 2 多媒体教学系统的对比 多媒体教学系统由于投入的资金不同，设备的配置也不一样，多媒体教室按使用面积为60～80平方米，使用人数为40～70人为例，使用类型可分为经济简易型（低端）、实用标准型（中端）和扩展应用型（高端）。具体如下： 1）经济简易型（低端）：最简单的配置就是在教室内配置一台PC电脑、一台液晶投影机、一幅银幕（手动或电动）。其他的信号源设备如扩音设备、DVD机等可根据需要选择，设备的使用采用遥控器操作和面板操作相结合。这种配置能播放PPT、文字、图像、动画、音视频等多种媒体信息及教师课件，其优点是投入的资金量少，每套只需投入1.3～1.8万元，可逐步增加设备，教室的线路基本不用改装，安装方便，可单机运行。缺点是上课时要花时间来对各种设备进行控制操作，教学的效果打折扣。液晶投影机的灯泡寿命短，往往使用2000至3000小时后亮度就会衰减和下降，还有液晶投影机在使用时要保证使用完关机后要有一定的冷却时间，防止直接关闸断电，否则会严重影响投影机的液晶板和灯泡寿命，更换，维护所需二次投入成本高。 2）实用标准型（中端）：系统由一台PC电脑、一台液晶投影机、实物投影仪，电子白板，音响系统等组成，主要功能除了具备经济简易型的所有功能外，可以增加网络功能，通过计算机中控系统将计算机与多媒体设备相结合，能实现控制所有相关设备的操作，如一键开、关机，控制扩音系统和电控银幕等辅助设备。教师通过实物展示台可将图片通过投影机显示出来等，能在电子白板上触摸书写，使用配套软件可以任意标识、批注课件的内容，实现老师和学生之间多媒体教学互动。该套配置约需2.5～3.2万元。其优点是功能齐全，操作简便，实用性强，缺点是同样存在投影机的维护问题，白板如要进行书写和触摸操作必须要近距离使用，由投影机投射过来在电子白板上的反射光亮度高，会对教师的眼睛造成影响。还有白板平时都是置于教室内放置，不能像投影银幕那样可以卷起升高保管，其板面的保护显得非常重要。 3）扩展应用型（高端）：采用计算机技术与触摸屏技术相结合的大屏幕触摸教学一体机，可用手指、触控笔、或其他任何非透明物体触摸书写，一体机可选择带外置抽拉式电脑模块，不需要配备PC电脑和投影机，只需搭载中控系统，实物投影仪，音响系统等，可实现电脑、投影、电子白板功能、通过网络及电视模块也可与多种信息网相连，如互联网、校园网、有线电视网等，增加网络学习及电视娱乐功能，而且由于一体机采用了LCD液晶技术，使输出显示可实现高对比度、高亮度、分辨率达1920（H）*1080（V）的高清输出。该套配置投入视一体机屏幕大小，在50至70寸大小范围内，约需资金3～5万元。其优点是功能强大，布线简单，交互使用容易，缺点是需投入的资金较多，书写反应有一定的延迟，一体机将液晶屏体，书写模块，计算机模块集成，对维护人员技术要求较高，对屏体保护要重点保护，对雷电、外部撞击、外部硬物划伤等环境因素在使用时都需要特别注意。 3 多媒体教学系统建设设计思路 一些学校早期建成的多媒体教室经过几年的使用，已经到了升级改造或重建的阶段，新的多媒体教学系统的建设必须考虑一个周全的建设方案，应做到以下两点： 1）深入调研、统一规划，分步实施。多媒体教学系统建设实际上就是教育信息化建设，其过程涵盖硬件、软件、教学资源多个要素，学校应将此项工作作为一项系统工程，成立专门的项目组，提前深入到兄弟学校和生产企业进行需求调研，提出适合学校使用的可行性报告，根据调研报告及资金来源情况，学校全盘考虑，对建设目标与建设周期作出统一规划，确定建设方案，由项目组按照建设计划逐步实现。 2）设计全面、配置合理、操作规范。多媒体教学系统在设计时应重点考虑满足教学需求，同时，还需考虑学校的使用环境和应用水平，在设计时应遵循经济实用与可持续发展相结合的理念。由于科技发展迅速，产品的更新换代速度较快，故设计要适度超前，避免低水平的重复建设，在合理预算范围内，尽量选择适用的、成熟的产品，避免采购过于高端的产品无法使用或难以维护，造成设备的闲置浪费。项目实施过程必须规范，要履行建设方案论证、执行政府采购程序、项目过程监控、验收与反馈等工作程序，保证项目建设质量。 4 多媒体教学系统设计方案 我校原已分批建设有类似经济简易型多媒体教室，经过5～6年的使用，由于使用频率高，设备损毁严重，很多设备已经进入老化期，必须更换，因此，改造多媒体教室成了迫在眉睫的事情。因学校使用自有资金，在设计方案时结合实际需要和教室环境的基础设施，并兼顾系统的经济性、实用性与扩展性，提出“平板智能电视多媒体教学系统”方案：具备系统控制运行和单机运行两种模式，使用对开型推拉黑板（带锁），嵌入时下流行和技术成熟的平板智能65寸LED电视机作为显示设备，配合原有的中控及音响设备，输入设备可使用笔记本电脑、平板电脑及手机，采用有线或无线接入方式，通过加装路由器，可接入校园网或Internet网，教室内安装信息盒，内置HDMI（全称是High Definition Multimedia Interface，是高清晰多媒体接口的缩写）和RJ45接口，方便教师使用笔记本电脑和平板电脑上课和上网。 5 实施效果 1） 教学方式灵活，操作使用简单 “平板智能电视多媒体教学系统”中的电视机被嵌入到推拉黑板内，除了可以加强保护，节省空间外，这种“亦屏亦板”的模式还可实现传统和现代两种教学方法的灵活切换，对于部分喜欢传统教学方式的教师，或根据课程需要可选择黑板板书教学形式，边写边讲，用丰富的肢体语言感染学生，激发学生学习兴趣。使用多媒体教学时，只需将中间黑板推至两侧（两侧的黑板亦可板书），打开电视机电源和功放机开关，使用无线话筒，用笔记本电脑接上HDMI线，电视机可自动搜索输入设备并与电脑屏幕内容同步显示，即可得到文档、声音、图像、动画、视频的展现，实现多媒体教学环境。由于电视机屏幕可以做到高亮度，高分辨率和可视角度大，在教室内除了前排两侧位置稍有反光（将教室前面的窗户拉上窗帘即可减少反光），大部分位置都能清晰观看。 2）方便接入媒体，扩展应用功能 本套设备在使用时除了使用笔记本电脑进行有线连接外，还可通过无线互联技术与平板电脑或者智能手机进行无线连接，使用HDMI线可进行高品质的有线连接，但教师必须站在笔记本电脑前进行操作，虽然也可使用电子教鞭、激光笔等进行无线操作，但使用基本局限于讲台周围，这样会束缚了教师教学水平的发挥。配置一台带WIDI（Intel Wireless Display全称为无线高清技术）平板电脑或带无线显示的智能手机，结合电视机的Miracast（无线显示技术标准协议）功能，可以实现平板电脑（智能手机）和智能电视的无线连接，这样，平板电脑+智能电视的使用就可以扩展出无线触控教学功能，而且无线连接可以让教师远离屏幕的强光照射，保护了眼睛，让教师能够从由走下讲台，拿着平板电脑在教室内边移动边教学，也能使用拍照功能作实物展示，进行局部放大讲解。教师真正融合到了学生之中，活跃了课堂气氛，加强了与学生的互动交流，其教学效果远远超过了使用触控教学一体机的效果。 3）维护保养容易，运行成本低廉 本套系统兼容性和适用性强，成本低廉，65寸智能平板电视市面价已跌入8000元以内，平板电脑基本上在2000元左右，整套设备含改造在内一次投入资金可控制在15000元以内，可以实现触控教学，是一套高效实用教学工具。省略了PC电脑和投影机的维护，避免了投影机更换灯泡的二次投入的问题，设备维护重点是做好电视机的日常维护和液晶屏体保护，由于电视机在采购时签订了延保两年协议，因此在3年内电视机的整机使用无忧，保修期后如果电视机损坏则可以更新为新型号电视机。另外，本套设备运行已经不依赖中控系统，因此，不需要再对中控系统进行投资改造。 4）融入网络资源，提升使用效果 我校已建成较为完善校园网，多媒体教学系统充分考虑利用现有校园网，不需重新布线，通过教室内路由器接入网络资源，升级系统功能。学校网络中心为各教室分配使用统一的IP地址，方便进行集中化管理和远程控制；各教室可以访问局域网内的服务器，也可以通过校园网出口访问Internet，上网遨游，增加学生的视野和知识面。目前可以做到由网管通过集控软件统一控制各教学系统电源，实现定时开、关机，通电后多媒体教学系统不依赖于网络中心服务器，各教室既可集中化管理使用，也能独立使用。下阶段我校将进行校园广播项目建设，届时在主控中心建立多媒体教学系统管理平台，对多媒体教室的实行统一管理。可实现对多媒体教室远程控制、状态监看、远程维护、远程开关、云媒体推送等集中管理。结合广播系统的使用，通过流媒体服务器和磁盘阵列，将流媒体资源库内容提供至多媒体教室客户端，可进行视频广播、课件广播、优质课程广播等应用点播，还可以对公开课进行直播，创建“名师课堂”，构建“一班连多班”的校内网络课堂，将优质教育资源挖掘出来让每一个班级都能用得到；并可通过互联网延伸至校外，将教育教学和社会深度融合，极大地提升该系统的使用效果。 5）使用注意事项 ①使用HDMI线进行有线连接时，由于智能电视的显示模式是大多设为16：9模式，笔记本电脑连接后如果在放PPT时没有满屏显示，应该在“文件”的“页面设置”将页面的横向幅度适当调大至满屏显示。②无线连接时所使用平板电脑应该配置触控笔，屏幕尺寸适中，以10.1寸为宜，因其具有触控、手写功能，必须使用Windows 8以上的系统和带有安卓系统的双系统平板，才可方便地运行各自系统的软件。③智能手机虽然也可方便用无线连接方式接入使用，但由于屏幕过小，教师使用也不方便，平时用来放PPT、图片、视频的效果还是可以的，不建议用来做上课工具。④由于智能电视已带有安卓系统类的操作系统，内部运行类似电脑工作一样，在使用完应尽量通过遥控器关机或通过按电源按钮关机，以便让内部硬件逐步断电，禁止直接拉闸断电，造成系统或硬件损坏。 6 结束语 经过合理配置设备，获得高性价比的多媒体教学系统是学校教学过程的必备利器，通过使用多媒体教学系统提升教师适应现代信息技术的能力，增强学生的创新意识和综合能力，是提升教学质量的有效保障，随着云技术时代的来临，数字化、智能化成为新的趋势，我们也要紧跟时代发展的需要，构建出适应新时代的新型教学环境。 参考文献： [1] 邬家伟.信息技术教育实用教程[M].华南理工大学出版社，2006. [2] 贺宝勋.智能化多媒体教室管理系统构建探析[J].中国教育信息化，2015（19）. |
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