多媒体教室的人工智能化设计研究

廖道欢

摘要：随着信息科技的快速发展，信息技术在现代教学中得到广泛应用，如具有设备一体化、网络化特征的多媒体教室等，使教学手段、方法都实现了多样化发展，但随着多媒体教室应用范围的逐步扩大，人们在实践中发现多媒体教室设备维修、学员管理、安全隐患处理等方面都存在不足，所以设计建立在人机工程学基本原理基础上、能够结合实际需求做出反应的人工智能化多媒体教室受到广泛关注，本文通过对设计人工智能化多媒体教室的背景、思路、智能化传感网络设计、人工智能化数据库设计和归纳设计的优缺点五个方面对多媒体教室人工智能化设计展开研究，为推动现代教学水平的提升作出努力。

关键词：多媒体教室；人工智能化；设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0210-02

多媒体教室人工智能化设计即在软件方面利用智能算法对CCS进行优化，在硬件方面挖掘和应用功能更加强大的硬件，使多媒体教室能够灵活的应对教学应用中出现的各类情况，使教学效果和管理水平都得到提升的途径，可见对多媒体教室人工智能化设计展开研究，对现代教学水平的提升意义重大。

1多媒体教室的人工智能化设计的背景分析

首先，多媒体教室与普通教室的主要区别是应用计算机、CCS等信息设备，使教学手段更加丰富，但由于多媒体教室所应用的设备购买价格较高、后期维护的专业性要求较强且由于多媒体教室功能的实现建立在所有设备都与CCS建立关系的基础上，任何设备的故障都可能导致CCS受损，所以多媒体教室设备维护既非常重要又存在一定的难度；其次，多媒体教室由于数量有限，所以其通常以流动制的形式使用，这在一定程度上加大了多媒体教室的人员管理难度，既不利于教学效率的提升，又会为多媒体教室的安全隐患提供空间[1]。再次，由于多媒体教室室内设备较多，功能的实现对网络的依赖性较强，使多媒体教室面临着网络和设备所带来的安全隐患，而传统多媒体教室在设备维修、人员管理、消除安全隐患等方面存在不足，需要设计人工智能化多媒体教室对其进行完善。我国人工智能在近年来得到了一定的发展，已经具备设计人工智能化多媒体教室的能力，所以进行人工智能化多媒体教室设计，提升多媒体教室的使用性能具有可行性。

2 人工智能化多媒体教室设计分析

人机工程学是人工智能化设计的主要依据，由于人机工程学强调以机械的实际用户为核心，所以在多媒体教室人工智能化设计的过程中必须结合应用主体的特点和需求进行，现阶段多媒体教室的应用主体主要为学生、教师和维修人员，其中前者为多媒体教室的主要应用对象，而后两者为多媒体教室的直接操作主体，应用多媒体教室的方式决定，学生和教师更希望多媒体教室的操作界面简单、美观、人性化、可操作性强，而维修人员希望多媒体教室的运行状态能够在界面上得到直接的体现，甚至多媒体教室能够检测自身的潜在故障，针对故障进行修复、报警或允许故障存在于一定范围内[2]。另外教学时间的有限和影响教学效果的因素复杂之间的矛盾一直是教师管理的难点，人工智能化多媒体教室如果能够智能的调节室内环境中可能会对教学效果产生影响的因素，可缓解教师的教学压力，提升教学效果。通过针对教师、学生和维修人员对多媒体教室人工智能化设计的需求分析，可以确定人工智能化设计要针对传感网络和数据库两方面进行。

3 智能化传感网络设计

笔者设计的多媒体教室智能化传感网络建立在无线传感器网络WSN的基础上，由大量无线收发模块和传感器构成的传感器节点是WSN的重要组成部分，通过无线通信将节点与CCS相连，形成WSN的整体，可见传感器节点具体的安装位置并不受限，现阶段传感器种类多样，将不同的传感器应用于WSN中，可以起到不同的效果，例如安装光强传感器，多媒体教室的CCS可结合传感器上传数据智能判断向窗帘发送拉下或拉开命令；安装二氧化碳传感器，CCS可结合上传数据智能判断是否开启排气扇；安装温湿度传感器，CCS可结合上传数据智能判断是否开启空调或喷雾器；安装声音传感器，CCS可结合收取的信息智能控制多媒体教室室内的设备等[3]。通过上述举例可以发现，智能化传感网络设计的效果很大程度上取决于传感器节点设计的多样化和难易程度，通过智能化传感网络设计既可以使有可能影响教学效果的因素，如阳光、灯光、空气质量等在人工智能化多媒体教室中得到自动调节，这有利于教师专心于教学，提升学生在课堂上的舒适度，对提升教学效果具有重要的意义，又可以有效的检测多媒体教室可能存在的安全隐患，例如多媒体教室安装烟雾传感器的情况下，当其检测到要发生火灾时，信息传递至CCS，其可以智能开启报警装置，这在一定程度上有利于缩减安全隐患的影响范围，具体传感器的种类、数量、安装位置设计需要结合多媒体教室的实际情况确定[4]。智能化传感网络的设计不仅使多媒体教室室内环境、设备实现智能化的控制，而且能够实现设备故障的智能化诊断和修复，这一方面要利用传感器向CCS传输相应的数据，一方面需要CCS完成数据库内的检索和判断，所以对数据库进行人工智能设计也是多媒体智能设计的重要组成部分[5]。

4 人工智能化数据库设计

为弥补传统多媒体教室在人员管理方面的缺陷，在设计人工智能化数据库的过程中主要从以下几个步骤进行，首先，将数据库内的教学资源全部粘贴条形码；其次，利用阅读器将所有的条形码扫描到数据库中，以此实现多媒体室内资源的全部登记，学生在想应用多媒体教室内部资源的情况下通过检索数据库即可对多媒体教室相应的资源使用情况准确掌握；再次，学院向学生发放特质能够反映学生身份的身份卡；最后在学生要进行多媒体教室相关资源的任何操作时，都需要扫描其身份卡并结合人工智能算法，对学生的座位安排等智能制订方案，并形成多媒体教室的实际使用情况记录，由此实现对人员的记录，在此设计的过程中要保证向用户开放的UI的友好性，以此保证智能化数据库功能全面实现[6]。在应用智能数据库提升多媒体教室人员管理水平的同时需要注意，数据库的网络安全直接关系到数据库的应用性和人员管理的水平，所以笔者在设计智能化数据库的过程中将甲骨文公司设计研发的Oracle数据库应用其中，并针对多媒体教师专项AI算法设置访问权限，这在一定程度上提上了数据库的安全性，使损坏多媒体教室是内设备的行为得到有效的遏制，而且使数据库对多媒体教室较大的人员流动的适应性增强，多媒体教室使用性能得到明显的提升[7]。除针对人员管理外，智能化数据库的设计还能够提升设备维修的效率，例如多媒体教室的设备维修人员将多媒体教室内所有设备可能发生的故障以及故障的表现，应对措施等信息传输至智能化数据库，当多媒体教室内设备的运行出现异常，并由传感器感知后，会自动将异常的信息传输至CCS，并由其智能的确定应对措施。

由于教师和学生作为多媒体教室的主要使用群体，其要求多媒体教室操作界面具有人性化设计、且操作的可行性简单，所以针对智能化数据库的设计除注重以上四个环节外，还要对界面的布置、颜色等进行调整，使其尽可能满足人工智能化多媒体教室使用人员的要求。

5 多媒体教室的人工智能化设计优缺点分析

5.1优点分析

笔者所设计的智能化传感网络以WSN为基础，其既价格相对较低，而且线路设计相对简单，通过对具有网络化和一体化性能的多媒体教室进行改进即可以实现，而且传感器的安装位置相对较灵活，对多媒体教室的规模、构造等也没有较强的依赖，所以将笔者所提出的人工智能化设计推广应用的可能性较大；另外，通过上述人工智能规划设计可以发现，其既能够弥补传统多媒体教室在管理、维修、消除安全隐患等方面的缺陷，而且提升了管理水平，使多媒体教室更加满足教师、学生和维修人员的需求。

5.2不足分析

笔者所设计的智能化传感网络要求新装一定数量的传感器，而传感器虽然对安装位置的要求较低，但其对安装技术和维修技术的要求相对较高，所以其安装和维修需要聘用具有专业技术的人员进行，这在一定程度上提升了教学成本，特别是具有较多多媒体教室的院校，利用此设计方法的可操作性较低；另外，笔者所设计的人工智能数据库虽然为多媒体人员管理提供了便利，方便了多媒体资源的查询和应用，但智能化数据库软件的调试和容错是保证其有效运行的重要途径，但调试和容错的操作都需要专业技术人员进行，这在一定程度上也增加了教学成本，而多媒体教室人员上的流动也会加大软件的修护难度。

6 结论

通过上述分析可以发现，现阶段多媒体教室已经在教学中得到广泛的应用，但人们在享受其在教学中提供的便利的同时认识到其在管理、维修等方面仍存在不足，所以尝试将人工智能与多媒体教室相结合，对其性能进行不断的优化，以此推动现代教学水平的提升。

参考文献：

[1] 王镇江，杨厚群.浅谈现代多媒体教室智能化管理系统的设计与实现[J].电脑知识与技术，2014（11）：2634-2636.

[2] 宋炜光.多媒体教室智能化管理系统的设计[J].韶关学院学报，2014（08）：20-24.

[3] 石世美.高校信息化学习环境的研究与设计[D].北京：北京理工大学，2015.

[4] 叶新东.未来课堂环境下的可视化教学研究[D].上海：华东师范大学，2014.

[5] 张斌.宿州职业技术学院网络型多媒体教室系统设计与应用研究[D].武汉：华中师范大学，2012.

[6] 辛宪民.基于移动终端的高校多媒体教室管理系统设计与实现[D].上海：华东师范大学，2013.

[7] 连钦兴.多媒体教学设备管理系统设计[D].广州：华南理工大学，2014.