基于智慧型校园的高校多媒体教室设计及管理

喻满意

摘  要：基于智慧校园的多媒体教室，在有线、无线全覆盖的基础上，采用物联网技术，整合多方资源，实现统一的平台管理，方便了教师和管理者。以安徽城市管理职业学院为例，从多媒体课堂系统、多媒体控制系统、IP电话对讲系统、网络传输系统、一卡通管理系统等五个方面阐述基于智慧型校园的多媒体教室设计，并探讨多媒体教室的后期管理。

关键词：多媒体教室;设计;管理

中图分类号：G647      文献标识码：A      文章编号：2096-3769（2019）05-050-05

《教育信息化“十三五”规划》明确提出，要形成与教育现代化发展目标相适应的教育信息化体系，充分发挥信息技术对教育的革命性影响作用[1]。毋庸置疑，网络多媒体教室的建设和使用在教育信息化中具有举足轻重的作用，如何科学建设和管理网络多媒体教室，是智慧型高校的一个重要标志。

一、多媒体教室现状

安徽城市管理职业学院现有早期建设的40间插卡式多媒体教室，因使用时间较久，设备老化严重，存在如下诸多问题：一是硬件设备老化严重。学校于2011年从市区校区搬入郊区校区，建设了一批多媒体教室，这批设备配置对于现在来说都很低端，CPU是Celeron 400，内存是1G，运行Office软件和常规软件尚可，但若装专业化教学软件，系统运行就异常缓慢。二是网络中控性能不稳定。网络中控是多媒体系统的核心，其内部电路较为复杂，在长期的使用中电源和网络模块损坏较为严重，经常需要通过现场断电或拔插线路等办法恢复中控功能[2]。三是一卡通不能实现。使用多媒体教室，需要办理多媒体卡，也不能将校园卡和多媒体卡合二为一。另外，由于是插卡式多媒体教室，上课教师在上完课后，关闭计算机和收回投影幕后，经常将卡忘记在卡槽上。丢卡和补卡现象普遍，给多媒体教室管理带来不便。

二、智慧型数字化校园实现需求

所谓智慧型校园，就是以数字化信息和网络为基础，利用计算机网络和物联网技术建立起对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输和应用，以实现数据共享和统一身份认证及授权。为打造智慧型校园，须实现多媒体系统数据库与教职工校园卡数据库无缝对接，一卡通式多媒体教室是实现数字化校园的必然需求。

三、基于智慧型校园的网络多媒体教室的设计

在选择构建模式上，是选择基于云桌面的多媒体教室，还是基于智慧型校园的实体多媒体教室，须根据学校实际情况。云桌面是基于虚拟化的应用，将虚拟化的多个桌面提供给客户端，满足用户的个性化需求，而且客户端不局限于计算机，平板和手机都可以使用。但云桌面对于服务器和网络的依赖性很大，当出现断网或者服务器资源不足时，影响的就不是一间或两间教室，而是一片区域。还有当产品过了质保期后，硬件性能会直线下降，在产品后期维护和技术升级上成本较高。在经过多方调研和比较后，决定在DEF三栋新教学楼部署56间网络多媒体教室，选择安装性能稳定的智慧型网络中控和工作寿命长的激光投影机。

（一）需求分析

根据学校现有的情况和具体需求，需要解决以下三点：一是统一开关和远程控制。通过多媒体控制平台软件发送统一开关多媒体设备指令，实现多媒体教学设备的统一开关，可以方便技术人员查看和维护多媒体教室。在教师忘带设备卡的情况下，还可以远程控制打开多媒体教学设备。二是远程监控和实时存储。只要有一个被授予权限的账号，在网的任何一端通过监控平台软件都可以实时查看教室情况，轻松实现对教学过程的督导和教学质量监控。同时，可以满足社会性考试对环境的要求。要求监控设备7*24小时无间断录像，录像文件存储在磁盘时间不小于3个月，以便随时查看。三是一卡通式管理。智慧型数字化校园的最大特征就是平台数据的一致性和共享性。为方便教师校园卡实现一卡多用功能，将教职工校园卡信息与多媒体管理平台统一对接，实现数据的统一迁移和授权。

（二）设计原则

安全实用。多媒体设备首先就要确保使用者的安全，特别是静电处理和漏电防护，满足使用者在控制并播放文本、图形图像、音视频等多媒体信息的同时，可以随时获取和访问校内外数字化教学资源[3]。

稳定可靠。系统的可靠性不仅是单个设备的稳定可靠，还须综合考量整个系统的稳定可靠性。可靠性通常有两个指标：MTBF（平均故障间隔时间）、MTTR（平均故障修复时间），能保证所有操作和教学过程应保证软硬件高效准确、安全可靠。

使用方便。多媒体教学设备的使用者主体是教师，他们大多没有复杂设备的操作经验，为了保障教学过程的顺利进行，要尽量使设计更加人性化，满足界面友好、操作简单、使用方便等特点。

易于管理。在多媒体教室规划之初，应充分考虑到多媒体设备的可操作性和易维护性，降低后期管理成本。多媒体设备升级换代较快，在保证设备稳定可靠、易于管理的前提下，还要考虑后期的设备升级以及兼容性。为此应选择主流的、知名度高和售后服务好的系统集成商和产品。

（三）设计方案

1.多媒体课堂系统

多媒体教室主要由计算机、投影机、网络中控、幕布、无线投屏、全自动主控台等组成。为满足学校的具体需求和兼顾安全实用、稳定可靠、实用方便、易于管理等原则，首先在制定招标文件之前，应设定主要硬件的参数指标，如表1所示。

為满足网络教学需求，每间教室计算机均通过静态分配IP地址，可以访问校内外资源;为实现远程集中控制，基于专用局域网，通过网络中控系统远程管理计算机、投影仪以及设备开关。基于BYOD（Bring Your Own Device）的智能投屏是多媒体课堂系统的一大特色[4]，智能手机的普及，以及便捷性和APP资源丰富等特点，使无线投屏成为可能，通过无线智能投屏器将手机上的照片、视频、文档等文件无线同步到大屏幕上，分辨率高达1920*1080，完美支持多类型、多系统客户端[5];此外还预留有HDMI高清线、VGA线、网线、音频线、USB数据线，笔记本电脑等移动设备可以接入系统，教师可以在自己的笔记本上使用专业软件和进行课件展示，丰富了教学手段。

网络中控是多媒体课堂系统的核心，所有的设备都与网络中控有联系。此外，计算机系统的设计要充分考虑教师的需求，在系统安装之前，联系各教学单位，收集需要安装的专业教学软件，选择一台机器作为“母机”，然后通过专业的还原卡软件同传到其他机器上，安全快速。为避免感染病毒，将机器设为自动还原，每个盘区设为还原状态，但考虑到教师携带课件不便，我们安装了“百度云盘”，授课教师可通过校园网千兆网络随时下载和上传授课课件。

2.多媒体中心控制系统

多媒体中心控制系统位于多媒体主控室，管控着全校所有教室的多媒体设备。主控室内布局为静电地板（抬高15cm）、主控桌1台、服务器2台、多媒体拼接屏12块、高清混合型数字矩阵1台。通过服务器上的监控平台，将分散在各教室内的图像通过高清摄像机实时传回，再通过高清混合型数字矩阵将信号转换为可以在拼接屏呈现的内容。拼接屏上显示的图像不失真、高清，使人一目了然。拼接屏的使用为巡课和监考提供了帮助，简化了巡考程序，提供了图像和视频依据。为保证录像文件长时间存储，还部署了大容量存储磁盘（4T监控级;缓存不小于32M）。为便于统一管理各多媒体教室，在服务器上还部署多媒体网络管理平台，通过管理员账号、密码登录，实现远程管理、投影、电脑、信号源选择以及音频控制，还可以实现统一开关。

3.IP电话对讲系统

IP电话被称为VoIP（网络协议通话），是一种利用计算机网络作为传输媒介的通信技术。教师在上课时遇到问题，及时开启IP对讲机，语音信号通过网络中控系统转化为数字信号传输到主控室，主控室IP语音对讲平台收到信号后开始报警，并显示所报修的教室门牌号。不需要电话交换机，省去了特别布线的烦恼，由于是局域网内短距离传输，所以信号损耗少，语音清晰。IP电话对讲系统方便了上课教师和多媒体管理员及时沟通，提高了效率，将多媒体故障的影响降到最低。

4.网络传输系统

教室端和主控端设计的再完美，如果没有稳定和网络传输系统，多媒体远程控制将无法实现。在校园网规划之初，需要预留有足够数量的IP地址，每间教室至少要占有3个IP地址，2个静态，1个动态，网络中控1个，计算机1个，笔记本1个，每间教室通过网络连接到楼层交换机，再联接到核心交换机。核心交换机位于主控室内，主控室是多媒体教室网络的汇聚中心。为实现智慧型教室需求，教学楼无线WiFi全覆盖，无线AP支持2.4GHz，802.11b/g/n，150Mbps速率，内置全向天线。使用无线网络，采用验证机制，教职工用教工号和密码登录，学生用学生号和密码登录，外来人员还可以采用临时验证方式登录，既增加了网络的安全性，又方便了课堂教学，配上云课堂APP，就可以实现课堂点名、签到、课程评价以及教学互动等。

5. 一卡通管理系统

采用统一身份认证，统一数据格式，建立智慧校园身份认证库，利用同步机制将身份认证库里的数据信息同步到多媒体中心控制系统的本地服务器，实现了数据迁移和同步。上课教师只需将校园卡贴近多媒体讲台读卡器，读卡器将指令发送到网络中控，中控系统判断指令是否是授权合法的卡号信息，如果是，则发送控制信号到相关设备，讲台抽屉弹出、计算机开机、投影仪点亮、幕布下降，同时将卡号信息以及使用时间同步发送到多媒体控制中心系统;如果不是，则会发出警示音。即使在多媒体中心控制系统与多媒体教室网络不通的情况下，本地库还可以对卡号进行比对和设备开启，不影响教学的进行。

四、多媒体教室的管理

网络多媒体教室规划和设计好之后，就是要实行规范化管理。笔者根据安徽城市管理职业学院的实际情况作了以下归纳：

（一）构建开放式多媒体教室管理新模式

在上世纪90年代，多媒体教室建设缓慢且数量较少，大多处于封闭式管理。用时需要去登记和专人打开。进入21世纪后，随着对教育信息化的投入递增，多媒体教室成数倍增加。大多数高校开始尝试开放式管理，即时间上保证全天24小时开放，设备设计上开放，如中控机柜可将鼠标、键盘、面板等使用频繁、价格不高的設备显露在外，方便使用。该模式使得教室资源得到最大化利用。开放式管理是当前主流的管理模式，开放式管理不代表不管理或粗放式管理，而是基于规范化管理基础上的一种管理方式[6]。

（二）完善科学管理制度

无规矩不成方圆，建立科学完善的管理制度，是多媒体技术教学的重要保证。在开放模式管理下，如果仅靠巡视和抽查多媒体教室，工作量是很大的，而且往往效果不好，势必要建立“多媒体教室管理制度或规则”这样的规范性文件，一方面可以规定管理者的权责，另一方面可以约束和规范使用者的行为。比制度的建立，无疑是保护了设备，延长了设备的使用寿命，发挥了设备的最大价值[7]。

（三）提高使用者的教育技术能力

多媒体教室的使用者不只是教师，还有学生。加大对设备使用者的教育技术能力培训，会减少设备的无意损坏和提高多媒体教室的使用效率。应每年对新入职教师开展集中的多媒体设备使用培训，告知设备的使用方法和常见故障处理，并在每张多媒体讲台上张贴“多媒体设备操作流程”，对设备使用者实行“培训准入机制”，此外还特地制作《安徽城市管理职业学院多媒体使用指南》视频，挂在部门网站，使用者随时可以通过访问部门网站观看学习。对于学生，每个教学班级安排1名有责任心的多媒体设备联络员，建立多媒体设备联络员群;对多媒体联络员开展培训，一方面使掌握设备使用方法，另一方面设备有问题，可以在群平台及时报修。使用者对设备驾驭能力的提高，减少了设备管理者的工作量，使管理者可有更多的精力和时间去搞好实验实训教学和研究。

（四）加强设备管理人员团队建设

随着多媒体教室建设数量的增加，多媒体教室的位置也较为分散，远的甚至相隔有1km以上。为保障每间多媒体教室在故障发生时，都及时有技术人员解决，须要加强对管理队伍规模的建设。在学校人员编制紧张的情况下，可通过引入企业驻点，推进服务社会化等方式来加强管理。企业按照学校要求提供合格的专业技术人员，学校和企业签订服务协议，给驻点人员提供办公场所，约定服务标准。加强对现有管理人员培训和交流，定期到有关高校进修学习，不断提高管理人员专业理论水平和实践技能;举办道德建设培训班，提高管理人员职业道德和服务意识;组织拓展活动，提升管理人员团队协作能力和集体荣誉感[8]。通过增加人员和加强专业技能学习，建设一支作风优良、技术精湛、责任心强的管理队伍。

参考文献：

[1]教育部.关于印发《教育信息化“十三五”规划》的通知[EB/OL]. http：//www.edu.cn/xxh/focus/zc/201606/t20160621_ 1417 428.shtml，2016-06-21/2019-01-20.

[2]王娟.影响高校多媒体教学效果的因素分析与建议[J].电化教育研究，2009（5）：95-98.

[3]刘中宇，刘素娥.基于云计算的多媒体教学环境设计[J].中国现代教育装备，2013（3）：7-9，15.

[4]薛胜兰.基于BYOD的多媒体教室优化设计与应用[J].实验技术与管理，2018，35（5）：142-145，150.

[5]周纲，胡晓源.关于多媒体教室设计与实践[J].电化教育研究，2001（9）：75-77.

[6]郑腾鹰，毛晓仙.基于莆田学院现状-多媒体教学系统的构建与管理[J].福建电脑，2010（6）：177-178.

[7]周松.构建高职院校开放式多媒体教室管理新模式[J].中国教育技术装备，2016（20）：34-35.

[8]刘贻新，陈宗术，陈浪诚，梁山.新时期高校多媒体教室管理的创新工作[J].实验技术与管理，2015，32（2）：119-223，227.