基于校园网的数字多媒体教室的研究

息明东，代治国，崔虹云

佳木斯大学，黑龙江 佳木斯 154007

全球信息的不断发展，把多媒体融入到教学环境当中已经成为当今各高校发展的必然选择，很多的高校已经完成了多媒体教室，多媒体教学的设施，数字多媒体教室的发展占据主导地位。

所谓数字多媒体教室，它的形成是建立在以校园网络为基础之上的，以快速千兆以太网为基础，它也是符合TCP/IP协议的。校园局域网的功能它具备以外，最重要的一点是它可以通过流媒体技术在校园网上的应用，把多媒体的教学方式以及教学的形式内容都引入到课堂教学中来，这样既提高了学生的学习效率，又大大提高了教学的质量。

对于多媒体教室的建设，我们应该持以简单、实用的建设方针。学校的多媒体教室里的设备，我们尽量要保持在不更改原来的基本设施的基础上对其稍做调整，以便发挥它的最强大的功能。我们要从以下几个方面来完善其原来的设备：教室的电源、天花板吊顶、以及室内湿度和温度等。

1 校园网网络平台

多媒体教室中的计算机网络平台采用了全交换千兆以太网技术，这是当前世界上占据主流位置的一种技术，它是主要运用的链路聚合技术和第三层交换技术来实现校园网络的链接，使得校园网络能够高速运行。在以以太网技术为基础，以下的集中功能我们可以更好的完成：访问互联网、建立网站、远程教育、VOD视频点播、通讯服务功能、计算机辅助教学功能、视频点播功能、教师备课教学功能、信息资源查询管理功能。

2 多媒体课件点播

教室嵌入式多媒体教学终端采用嵌入式操作系统，可以使教室终端具备操作系统的所有功能，从而能够运行课件服务器上的任意格式的课件（包括网页HTML格式、word、Excel、Power Point格式、Authorware格式、Flash格式、EXE文件等），并可进行交互操作。不同的终端可以同时使用相同或不同的课件，实现完全并发、自由的点播。

每科的任课教师可以通过课间休息时间来将课件放到服务器上，这样就可以随时用无线鼠标来点击课件演示给学生。如果可以的话，教师还可以把课件放到共享的文件夹里，大家可以随时随意的浏览。

同时，从教师的不同授课方式和内容出发，我们可以为每位教师指定自己独特的教学内容，页面也根据其不同教师来设置自己个性化的特点，这种设计方便了教师在课前的准备过程。

3 交互式多媒体网络教室

我们要充分的利用交互式的多媒体网络教室，将机房和课堂完全的有机结合，使其发挥它的最大的作用。再课堂教学上，我们不仅仅要让教室有一台计算机，甚至可以为每位学生都准备一台计算机。在教学过程中，教师不仅可以讲授课件、演示课件、以及布置习题，然后通过机房的网络系统，还可以逐一的对学生进行单独指导，或者有的学生有问题，可以直接找到教师，得到清晰准确的解答，这种教学方式，很明显的提高了课堂学习效率，从更大程度上也调动了学生学习的积极性。这种方式解决了以往传统的“教师讲，学生听”的教学方法，真正的做到了师生互动。

3.1 教学功能

1）各教室可独立的实现对其多媒体设备的控制、切换，不受网络通断的限制，皆可保证多媒体教学的正常进行；

2）主讲教室的现场教学实况可通过校园网在其它多媒体教室直播，同时可通过网络录播主机进行录制。

3.2 管理功能

1）在网络的主控室中，我们可以对其设备进行远程监控，这样可以更大的节约成本，从管理的角度，我们更能统一管理和维护；

2）通过主控室内的主控计算机，实现多画面分割、多画面矩阵切换，构造一个基于校园网的全数字电子监考系统；同时通过分布在各教室的摄像头，对发生在教室内的设备故障通过校园网IP电话，由技术人员远程进行的设备故障检测和排除；

3）通过各教室中控主机提供的安防接口，配备必要的安防设备。在主控室的监控主机上提供安防报警地图、报警信息网络立即送达主控室或保卫处，可充分实现对教室设备的防盗、防破坏保护。

4 数字化网络多媒体教室关键技术要求

1）系统设计完全基于TCP/IP网络协议，支持VLAN虚拟网络划分技术，校园网络提供100Mbps带宽。

2）服务器端支持Windows2000 Server及Unix平台，客户端需安装Internet Explore浏览器、Media Player。

3）数据压缩。一般情况下画面的大部分区域信号变化缓慢，尤其是背景部分几乎不变。因此，视频信号在相邻像素间、相邻行间、相邻帧间存在强相关性，这种相关性就表现为空间冗余和时间冗余。因此，可以在满足对图像质量一定的前提下，减少表示信号的精度，实现数据压缩。

多媒体视频信号可以压缩的主要根据为：视频信号上存在大量的冗余度并且这种冗余度在编解码后可以无失真地恢复。可以利用人的视觉特性，在图像变化不被觉察的条件下减少量化信号的灰度级之类，以一定的客观失真换取数据压缩。

多媒体的数据量和信息量关系为I=D一du，I、D、du分别为信息量、数据量和冗余量(D中的数据冗余)。

4）资源管理平台采用Browser/Server结构，该体系结构中，客户机上只要安装一个浏览器，在浏览器和服务器中使用HTTP协议，浏览器通过Post，Get等方法向服务器发请求，服务器将相应页面提交给用户。这样生成的页面具有强大的统一资源管理功能，另外还具有双向沟通的功能。教师通过WEB浏览器的方式，随时随地可完成多媒体教学课件的制作、查询、修改、上传等操作。

5）IP多播(也称多址广播或组播)技术，是一种允许一台或多台主机发送单一数据包到多台主机的TCP/IP网络技术。多播作为一点对多点的通信，是节省网络带宽的有效方法之一。

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