時(shí)間：2023-05-29 17:40:09
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇教室設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
在創(chuàng)新校園文化建設(shè)，打造溫馨教室的活動(dòng)中，學(xué)生在“設(shè)計(jì)?應(yīng)用”學(xué)習(xí)領(lǐng)域可以大有作為。每年這個(gè)時(shí)候，學(xué)校專職的美術(shù)教師很忙，忙于完成校園文化，忙于協(xié)助教室布置……這學(xué)期，我想了個(gè)“偷懶”的辦法：如何通過這次美化教室的活動(dòng)給學(xué)生一個(gè)展現(xiàn)自我的平臺(tái)，從而提升我們美術(shù)老師的地位和價(jià)值，讓美化教室為美術(shù)教學(xué)服務(wù)。
一、整體設(shè)計(jì)
“設(shè)計(jì)”在古漢語中，最早是“計(jì)謀”的意思。“設(shè)計(jì)”的行為從人類生活
開始就有了。而作為專業(yè)術(shù)語，“設(shè)計(jì)”一詞來源于法文“dessins”，原是“畫”的意思，是工業(yè)革命之后才產(chǎn)生的。德國(guó)包豪斯把“設(shè)計(jì)”推到了極致，“設(shè)計(jì)”成了造型藝術(shù)中的專有名詞。
設(shè)計(jì)應(yīng)該是“形而上”的。有這樣一段微博：內(nèi)衣秀，美；牡丹花，美；內(nèi)衣繡牡丹，也美；但牡丹花下曬內(nèi)衣，卻是大煞風(fēng)景的。
這里強(qiáng)調(diào)的是美的“和諧統(tǒng)一”，對(duì)于教室文化而言，就是整體性。
教室文化首先要有明確主題，滲透環(huán)保理念，變廢為寶；其次要根據(jù)各個(gè)年段學(xué)生美術(shù)素養(yǎng)和每個(gè)班學(xué)生實(shí)際情況及班主任老師素質(zhì)和特長(zhǎng)來確定主材料；最后還要要注重展示效果，將局部統(tǒng)一到整體中來。
二、巧用材料
“美術(shù)語言”對(duì)“美術(shù)”框架統(tǒng)攝下的“設(shè)計(jì)”具有絕對(duì)的“話語權(quán)”，美術(shù)語言包括造型元素和造型原理。
造型元素有：點(diǎn)、線、形狀、色彩、結(jié)構(gòu)、明暗、空間、材質(zhì)、肌理……
造型原理有：多樣統(tǒng)一、比例、對(duì)稱、平衡、對(duì)比、和諧……
將生活中的某些物質(zhì)材料如一次性杯、碟片、蛋糕盤、碎布等通過合理想象，鑲嵌、拼貼成新的形象，就構(gòu)成了一幅幅有趣的工藝貼畫。用來制作工藝貼畫的實(shí)物材料，不外乎“點(diǎn)”、“線”、“面”三種存在形式。巧用它們的固有特征來表現(xiàn)相應(yīng)的物象，手工制作與藝術(shù)表現(xiàn)完美結(jié)合，賦予普通材料以藝術(shù)的生命力。
“點(diǎn)”對(duì)表現(xiàn)形象、豐富紋樣的作用很大。通過點(diǎn)的質(zhì)感、大小、疏密、深淺的不同組合，可以獲得不同的效果。貴重的“點(diǎn)”，如珍珠，平凡的“點(diǎn)”，如沙子，還有五花八門的植物的種子。規(guī)則排列，成線成面，不規(guī)則排列，因物象形，隨類賦色。
“線”在工藝貼畫中運(yùn)用廣泛，凡描繪形象結(jié)構(gòu)、豐富形象層次、分隔形象塊面等都可以用線來表現(xiàn)。“線”有粗線、細(xì)線、虛線、實(shí)線和規(guī)則、不規(guī)則之分。不同的材料給人以不同的感受，金屬絲的剛毅、冷峻，絲織品的柔順、親切，植物莖的淳樸、自然……可曲可直，可折可剪，看似信手拈來，實(shí)則獨(dú)具匠心。
“面”的表現(xiàn)范圍更為廣泛，材料也隨處可見。廢棄的布頭，過時(shí)的掛歷，秋天的落葉，瓷片、玻璃、易拉罐，乃至造型別致的小石塊，各種顏色的蛋殼……既可以以圖選材，也可以以材選圖，取其形，取其紋，取其色，全在于奇思異想，妙手偶得。
經(jīng)過學(xué)生之手，進(jìn)行生活中常見的廢棄材料進(jìn)行藝術(shù)化的加工，給孩子們一個(gè)想象的空間和靈感的來源，教教親自參與其中，一起感受“生活中不是缺少美，而是缺少發(fā)現(xiàn)”，培養(yǎng)孩子們的創(chuàng)新和審美能力。
三、有效組織
我選擇了1到3年級(jí)來規(guī)劃部署，實(shí)施我的“懶人”計(jì)劃。
101班：卡紙上的青花瓷花瓶。學(xué)習(xí)花瓶的對(duì)稱剪法及用藍(lán)色記號(hào)筆描繪自己的二方連續(xù)、單獨(dú)紋樣、花紋在花瓶上創(chuàng)意性地展現(xiàn)（圖1）。
102班：戲劇人生。讓學(xué)生了解國(guó)粹――京劇及京劇臉譜的知識(shí)，從中感受
中國(guó)優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化。并讓學(xué)生親身去制作自己的臉譜，用抽象的色彩來表達(dá)自己對(duì)京劇臉譜的感知（圖2）。
103班：碎布拼貼。讓學(xué)生知道布這種材料的可塑性、可能性，利用布的柔軟性和本身材料的紋理、花紋進(jìn)行創(chuàng)造性的拼貼（圖3）。
201班：盤子上的青花瓷紋樣。讓學(xué)生用藍(lán)色記號(hào)筆在盤子畫二方連續(xù)和合適的紋樣（圖4），展現(xiàn)中國(guó)青花瓷的獨(dú)特魅力，把教室塑造成一個(gè)充滿文化的氛圍。
202班：盤子上跳舞的小紅人（圖5）。給我們學(xué)校剪紙社團(tuán)一個(gè)獨(dú)特的展示平臺(tái)，讓學(xué)生用剪刀在不干膠紙上自由地散步，剪出抽象、意象的人物，體現(xiàn)孩子的藝術(shù)童心，用剪紙來表達(dá)自己的語言，整個(gè)教室有一股濃重的藝術(shù)氛圍，采用黑、白、紅獨(dú)特的色彩。
203班：一次性紙杯的利用（圖6）。
301班：“秋韻”。在大樹上展現(xiàn)我校的線描教學(xué)特色，每個(gè)學(xué)生一片樹葉，每一片樹葉一幅線描作品（圖7），打造秋天詩意的班級(jí)氛圍。
302班：一次性杯子主題創(chuàng)意。采菊東籬下，用杯子來塑造詩人的意境（圖8）。
303班：碟片的利用。讓學(xué)生用廢棄的光盤經(jīng)過藝術(shù)性的加工，展現(xiàn)材料本身的美感（圖9）。教室實(shí)用與學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)合是布置的亮點(diǎn)。
知之者不如好之者，好之者不如樂之者。有了“樂”，學(xué)生就會(huì)動(dòng)手，就會(huì)發(fā)現(xiàn)問題，并設(shè)法解決問題。我們做個(gè)“旁觀者”，讓學(xué)生自己興致勃勃“嚼饃”，比“越俎代庖”強(qiáng)上一百倍。
關(guān)鍵詞： 排課系統(tǒng) 輔助功能 教室安排算法 教師安排方式 數(shù)據(jù)庫(kù)
一、關(guān)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高校教室安排與管理系統(tǒng)
自動(dòng)排課系統(tǒng)是教育信息化的一項(xiàng)重要內(nèi)容。特別是高校自動(dòng)排課系統(tǒng)，由于約束條件繁多、教學(xué)資源要求復(fù)雜，涉及上課時(shí)間、教室、教師、學(xué)生，目前，自動(dòng)排課系統(tǒng)很難達(dá)到由計(jì)算機(jī)自動(dòng)排出課表，需要一定程度的人工輔助完成自動(dòng)排課。通常情況下，自動(dòng)排課系統(tǒng)分為課程的時(shí)間安排子系統(tǒng)和教室安排子系統(tǒng)兩個(gè)部分。課程的時(shí)間安排子系統(tǒng)完成課程的上課時(shí)間安排任務(wù)，教室安排子系統(tǒng)完成課程的教室分配任務(wù)。
本文描述了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高校教室安排與管理系統(tǒng)（Classroom Allocation and Management System，CAMS）中的教室安排算法。目前，高校教育具有一些新的特點(diǎn)，如招生人數(shù)不斷增加、課程種類繁多、教學(xué)資源緊張、教學(xué)計(jì)劃頻繁變動(dòng)，人工安排容易出現(xiàn)錯(cuò)誤和教室沖突現(xiàn)象。大多數(shù)高校也已經(jīng)廣泛實(shí)行選課制，進(jìn)行網(wǎng)上選課，但是自動(dòng)排課系統(tǒng)的功能仍不完善。CAMS正是為了解決這些問題而提出的，它能為已經(jīng)確定上課時(shí)間的課程合理地分配教室，提高課程安排的靈活性和高效性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的教室管理。
同時(shí)，目前很多高校分布多個(gè)校區(qū)，這給自動(dòng)排課系統(tǒng)提出了特殊的要求。本文實(shí)現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高校自動(dòng)排課系統(tǒng)中教室安排功能。
二、CAMS中的教室安排算法設(shè)計(jì)
1.CAMS系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
自動(dòng)排課系統(tǒng)由四大模塊構(gòu)成，分別是輸入模塊、排課模塊、查看模塊和打印模塊，自動(dòng)排課系統(tǒng)運(yùn)行體系圖（如圖1所示）。
圖1
（1）輸入模塊
輸入模塊包括輸入教師信息、班級(jí)信息、教室信息、課程信息、制訂開課計(jì)劃、綁定合上班等信息。其中，教師信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)的教師信息表中，班級(jí)信息寫入班級(jí)信息表中，教室信息寫入教室信息表中，課程信息寫入課程信息表中，開課計(jì)劃寫入教學(xué)計(jì)劃表中，綁定合上班信息寫入總課程表中。
（2）排課模塊
排課模塊是自動(dòng)排課系統(tǒng)的核心部分，分為自動(dòng)排時(shí)間子模塊和自動(dòng)排教室子模塊。此模塊主要是應(yīng)用一系列規(guī)則、約束條件進(jìn)行排課。
（3）查看模塊
可按照班級(jí)、教室、系、教師和總課程表查看各科課程表。
（4）打印模塊
可按班級(jí)、教室、系、教師和總課程表打印課程表。
2.CAMS中的教室安排算法設(shè)計(jì)
教室安排算法是CAMS的核心，算法設(shè)計(jì)的優(yōu)劣影響教室安排結(jié)果的合理性和系統(tǒng)運(yùn)行效率的高低。
（1）CAMS中教室安排算法的設(shè)計(jì)圖（圖2）
圖2
（2）CAMS中教室安排算法描述
①對(duì)課程信息表分類
（1）算法中四類教室安排方式
根據(jù)選課人數(shù)和教室容量的排序方式，算法中存在四類不同的教室安排方式，如表1所示四類教室安排方式。
表1 算法中四類教室安排方式
第Ⅰ類安排方式先安排選課人數(shù)少的課程，從待安排課程的教室集合中搜索第一個(gè)符合要求的教室。第Ⅱ類安排方式先安排選課人數(shù)多的課程，同樣從待安排課程的教室集合中搜索到第一個(gè)滿足條件的教室。兩類安排方式的教室集合中按教室容量升序排列。第Ⅲ類安排方式先安排選課人數(shù)少的課程，從待安排課程的教室集合中搜索第一個(gè)不滿足條件的教室，將前一個(gè)教室安排到該課程。第Ⅳ類安排方式先安排選課人數(shù)多的教室，搜索方法和第Ⅰ類，第Ⅱ類相同。兩類安排方式的教室集合中按教室容量降序排列。
（2）四類安排方式的合理性比較和效率分析
表（2）中的數(shù)據(jù)是根據(jù)某高校中一學(xué)院2006—2007年下學(xué)期課表安排所選出的數(shù)據(jù)。
①課程上課時(shí)間沖突不明顯情況下合理性和效率分析
第Ⅰ、Ⅱ兩類教室安排方式合理性比較理想，安排過程中需要比較的次數(shù)多，算法效率低；第Ⅳ類教室安排方式結(jié)果中容易出現(xiàn)選課人數(shù)少的課程安排到大容量教室，造成教室資源浪費(fèi)，需要比較的次數(shù)多，合理性和算法效率都不理想。
②課程上課時(shí)間相互沖突情況下合理性比較和效率分析
對(duì)Ⅰ、Ⅱ兩類教室安排方式比較和分析。從合理性角度分析，對(duì)已安排課程，第Ⅰ類安排結(jié)果中教室平均利用率為64.1%，第Ⅱ類安排結(jié)果中教室平均利用率為75.1%（如表2教室利用率），第Ⅱ類合理性優(yōu)于第Ⅰ類；對(duì)于未安排課程，第Ⅰ類安排結(jié)果中未安排課程選課人數(shù)多，人工安排困難，而第Ⅱ類教室安排方式的結(jié)果中未安排課程選課人數(shù)相對(duì)較少，容易人工安排，第Ⅱ類優(yōu)于第Ⅰ類；第Ⅱ類教室安排方式缺點(diǎn)是容易出現(xiàn)選課人數(shù)少的課程安排到大容量教室的現(xiàn)象（如表2安排結(jié)果）。從算法效率角度（比較次數(shù)）分析，兩類安排方式比較次數(shù)相差較少（如表2比較次數(shù)），都需要比較22次，算法效率相同。
表2 課程上課時(shí)間相互沖突下四類安排方式結(jié)果比較和效果分析
第Ⅰ、Ⅲ兩類教室安排方式比較和分析。從合理性角度分析，兩類安排方式的教室利用率均為64.1%（如表2教室利用率），利用率低；未安排教室的課程選課人數(shù)多，合理性較差。從算法效率角度（比較次數(shù)）分析，第Ⅰ類需要比較22次，第Ⅲ類需要比較21次，比較次數(shù)增多（如表2比較次數(shù)），算法效率降低，第Ⅲ類安排方式優(yōu)于第Ⅰ類。
第Ⅱ、Ⅳ兩類教室安排方式比較和分析。從合理性角度分析，對(duì)于平均利用率，第Ⅱ類安排方式結(jié)果中教室平均利用率未75.1%，第Ⅳ類教室平均利用率為72.7%，平均利用率相當(dāng)；對(duì)于每個(gè)教室利用率，第Ⅱ類教室利用率波動(dòng)范圍大，第Ⅳ類波動(dòng)較小，第Ⅳ類合理性優(yōu)于第Ⅱ類。從算效率角度（比較次數(shù)）分析，第Ⅳ類比較25次，第Ⅱ類比較22次，比較次數(shù)增多（如表2比較次數(shù)），算法效率降低，第Ⅱ類優(yōu)于第Ⅳ類。
從合理性角度分析，第Ⅳ類教室平均利用率高，每個(gè)教室利用率穩(wěn)定，合理性較好；第Ⅰ、Ⅲ兩類合理性最差；第Ⅱ類教室平均利用率高，缺點(diǎn)表現(xiàn)為選課人數(shù)少的課程容易安排到大容量教室，每個(gè)教室利用率波動(dòng)范圍大，合理性劣于第Ⅳ類。從算法效率角度分析，第Ⅰ類算法效率高；第Ⅳ類效率較低[14][15]。
（3）CAMS中教室安排算法的安排方式選擇
通常情況下，選擇第Ⅰ類或第Ⅱ類作為教室安排方式比較理想；第Ⅲ類教室安排方式比較次數(shù)多，算法效率低；第Ⅳ類教室安排方式容易造成教室資源沖突和浪費(fèi)。
CAMS中針對(duì)實(shí)際選課數(shù)據(jù)和教室資源數(shù)據(jù)情況，選擇第Ⅱ類作為教室安排方式，安排結(jié)果中未安排課程的選課人數(shù)少，人工安排和處理容易實(shí)現(xiàn)。
4.系統(tǒng)算法的實(shí)現(xiàn)
（1）程序的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
由于CAMS系統(tǒng)還存在一些缺陷，因此，需要建立一個(gè)算法，才能使這個(gè)系統(tǒng)更加完善。首先，給出運(yùn)用LINDO軟件編寫所需要的一些數(shù)據(jù)。本程序的編寫是根據(jù)線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行編寫的。
表三 待排的課程
表四 待排的教室
應(yīng)用LINDO軟件，對(duì)已經(jīng)安排好上課時(shí)間的課程進(jìn)行教室安排，其主要因素有2個(gè)，即教室容量RONG和上課人數(shù)R。其目標(biāo)函數(shù)是使該時(shí)刻教室的利用率達(dá)到最優(yōu)。這就類似于線形規(guī)劃中的指派問題。下表是一些數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：
其中，x1～x81是按照以行為順序定義的變量。
上表字體加粗部分即為教室達(dá)到最佳利用率的高校排課。
5.結(jié)論
自動(dòng)排課系統(tǒng)一直是高校教務(wù)管理中難以解決的問題，涉及整數(shù)規(guī)劃、圖論、分支定界技術(shù)及模擬退化法等方法和技術(shù)，國(guó)內(nèi)外很多研究人員仍在從事這方面的研究工作。
本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高校自動(dòng)排課系統(tǒng)中的教室安排算法，對(duì)算法中四種不同類型教室安排方式的合理性和運(yùn)行效率進(jìn)行了比較和分析。CAMS已經(jīng)在某些高校的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮了重要的作用。
關(guān)鍵詞：多媒體；遠(yuǎn)程教育；視頻；音頻
隨著信息化社會(huì)的到來，人們獲取信息、接受教育的渠道日益多樣化，遠(yuǎn)程教育就是在這樣的背景下產(chǎn)生的一種新型的教育方式，它極大地解決了教育時(shí)間與空間的限制問題，對(duì)于促進(jìn)教育的公平也有重要意義。而遠(yuǎn)程教育的開展離不開軟硬件設(shè)備的支持。多媒體遠(yuǎn)程教室作為構(gòu)建遠(yuǎn)程教育體系平臺(tái)的主要組成部分之一，其規(guī)劃與設(shè)計(jì)的規(guī)范性與科學(xué)性直接關(guān)系到遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)功能的發(fā)揮。因此，加強(qiáng)對(duì)多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的研究不僅具有非常現(xiàn)實(shí)的意義，而且是網(wǎng)絡(luò)化背景下不斷完善遠(yuǎn)程教育體系，拓展網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)的重要步驟。
1 多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基本原則與主要目標(biāo)
多媒體遠(yuǎn)程教室的建設(shè)是為了更好的服務(wù)于遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者與高校教師的教學(xué)，因此其規(guī)劃與設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持一定的原則，不能偏離既定的目標(biāo)
1.1 多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基本原則
具體而言，多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基本原則主要包括以下四個(gè)方面：
1）堅(jiān)持開放性與標(biāo)準(zhǔn)性相結(jié)合。所謂開放性是指多媒體遠(yuǎn)程教室在規(guī)劃與設(shè)計(jì)要具有很強(qiáng)的兼容性與延續(xù)性，具體的設(shè)計(jì)不能為產(chǎn)品或廠家所限，要有實(shí)時(shí)更新的空間。而標(biāo)準(zhǔn)性則主要是指多媒體遠(yuǎn)程教室的規(guī)劃與設(shè)計(jì)要嚴(yán)格依據(jù)國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，而不能隨意設(shè)計(jì)與規(guī)劃。
2）堅(jiān)持實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合。一方面，多媒體遠(yuǎn)程教室是為了方便廣大學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，因而必須具有很強(qiáng)的實(shí)用性，才有其實(shí)際意義；另一方面，由于多媒體遠(yuǎn)程教室的修建、管理與維護(hù)均耗資巨大，因而在規(guī)劃與設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到成本問題，要在確保實(shí)用性的基礎(chǔ)上節(jié)約成本，對(duì)于關(guān)乎遠(yuǎn)程教室功能發(fā)揮的設(shè)備，不僅要有，而且要選擇高質(zhì)量的材料或設(shè)施，對(duì)于可要可不要的，要堅(jiān)決摒棄，這樣才能提高多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的實(shí)效性。
3）要具有很強(qiáng)的可操作性。在進(jìn)行多媒體教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的過程中，不能一味的為了追求先進(jìn)而運(yùn)用過于復(fù)雜的技術(shù)，而是要考慮到操作上的便利，要方面學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)與教師的教學(xué)，如在界面系統(tǒng)方面，盡量使用中文系統(tǒng)，而不能為了追求原版而弄成英文版的。第四，堅(jiān)持穩(wěn)定性與可調(diào)整性相結(jié)合。多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持穩(wěn)定性的原則，如果教室軟硬件設(shè)施都不穩(wěn)定，長(zhǎng)期有效的遠(yuǎn)程教育勢(shì)必難以開展。同時(shí)，設(shè)計(jì)中也需要為其留出必要的調(diào)整與發(fā)展空間，這樣在遇到重大問題時(shí)，可以及時(shí)調(diào)整。
1.2 多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)
現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的建設(shè)有其自身特點(diǎn)和要求，而我國(guó)也有自身的特殊情況，因此在多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的過程中要堅(jiān)持以下具體的目標(biāo)：
1）起點(diǎn)要高。一方面，在軟件系統(tǒng)方面，要保證先進(jìn)性；另一方面，在硬件系統(tǒng)方面，也要保證穩(wěn)定性與延續(xù)性，這樣才能實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)程教育的大接軌，才能與國(guó)際接軌，在不斷的探索與創(chuàng)新中獲得發(fā)展。
2）以實(shí)用、穩(wěn)定與先進(jìn)為基本方針，根據(jù)實(shí)際教學(xué)的需求，在系統(tǒng)高度集成、總體優(yōu)化與安全穩(wěn)定可靠三方面下功夫。
3）性價(jià)比要高。在規(guī)劃與設(shè)計(jì)的過程中要把握住現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)電子技術(shù)的發(fā)展方向，充分考慮功能的擴(kuò)容性和技術(shù)的升級(jí)性。
2 多媒體遠(yuǎn)程教室的設(shè)計(jì)方案
為了推動(dòng)多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的規(guī)范性，一般在開始投入建設(shè)前，都必須要有詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案。這是實(shí)現(xiàn)多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)規(guī)范化與科學(xué)化的必要途徑。就設(shè)計(jì)方案而言，可以從整體設(shè)計(jì)、集體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)訊號(hào)的處理三個(gè)方面著手：
2.1 總體設(shè)計(jì)
由于多媒體遠(yuǎn)程教室中學(xué)習(xí)者面對(duì)的是屏幕，因此教師可以坐在控制臺(tái)前自由的操縱著各種設(shè)備，并通過擴(kuò)音系統(tǒng)作一些必要的講解，教學(xué)過程生動(dòng)、直觀，學(xué)生們注意力容易集中，理解的快，記憶更加深刻。而要達(dá)到以上效果，在總體設(shè)計(jì)上要求多媒體遠(yuǎn)程教室必須具備以下功能：第一，投影視頻信號(hào)，主要用于播放錄像機(jī)、DVD 的相關(guān)內(nèi)容。第二，投影計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)。主要用來進(jìn)行計(jì)算機(jī)教學(xué)、培訓(xùn)與演示。第三，聲音與畫面輸入與采集系統(tǒng)，方便學(xué)習(xí)者與教師在網(wǎng)上面對(duì)面交流。
2.2 具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一般而言，為了使設(shè)計(jì)具體化，可以把多媒體遠(yuǎn)程教室劃分為五個(gè)子系統(tǒng)：中央控制子系統(tǒng)、常規(guī)多媒體子系統(tǒng)、攝像和視頻切換子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)、燈光音響子系統(tǒng)。對(duì)于每一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都有其具體的要求：
2.2.1 中央控制子系統(tǒng)
中央控制子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中心，是其他子系統(tǒng)得以運(yùn)行的前提。一切媒體設(shè)備的調(diào)用、控制、管理等復(fù)雜過程都離不開高性能的中央控制系統(tǒng)。因此，在選擇控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該考慮到以下幾個(gè)方面:第一，穩(wěn)定第一。穩(wěn)定的中央控制系統(tǒng)能簡(jiǎn)化操作，保證各種設(shè)備按部就班的工作。第二，要關(guān)注系統(tǒng)的開放性與兼容性。目前國(guó)產(chǎn)的中央控制系統(tǒng)大多穩(wěn)定性較差，建議可以采用國(guó)外的相關(guān)產(chǎn)品。
2.2.2 常規(guī)多媒體子系統(tǒng)
常規(guī)多媒體子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的基本組成部分，主要用于完成日常教學(xué)與講座。一般而言，這一子系統(tǒng)主要由投影機(jī)、電子白板、實(shí)物展示臺(tái)、計(jì)算機(jī)、RGB矩陣、RGB分配器等組成，并有筆記本電腦的相關(guān)接口。具體操作中，兩臺(tái)投影機(jī)分別顯示相關(guān)內(nèi)容，投影機(jī)由中央控制系統(tǒng)通過串聯(lián)端口控制，電子白板通過RS—232 串聯(lián)端口連接到中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制白板在不同電腦間的切換。
2.2.3視頻切換子系統(tǒng)
視頻切換子系統(tǒng)一般包括攝像機(jī)、錄像機(jī)、監(jiān)視器和音視頻矩陣等設(shè)備，主要用來完成多路視頻的切換與選擇，錄制高清晰度的教學(xué)實(shí)況及教學(xué)內(nèi)容，并進(jìn)行網(wǎng)上直播、廣播與點(diǎn)播。具體而言，一般需要三臺(tái)攝像機(jī)拍攝教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的場(chǎng)景，每臺(tái)攝像機(jī)需要配備變焦鏡頭與云臺(tái)，以通過云臺(tái)鏡頭控制器進(jìn)行攝像控制。而音頻矩陣主要用來處理相關(guān)的音頻文件。
2.2.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)也是遠(yuǎn)程教學(xué)不可或缺的組成部分。其主要功能在于實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)況與教學(xué)內(nèi)容的遠(yuǎn)程傳遞。一般而言，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式分為硬件式(即配備視頻會(huì)議終端)與軟件式兩種。硬件式傳輸速率較快，圖像清晰度較高，但價(jià)格相對(duì)昂貴；而軟件式對(duì)圖像進(jìn)行了大幅度的壓縮，速度、清晰度受到一定的影響，但其擴(kuò)充性較好，靈活性較高，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，要根據(jù)具體情況而定。
2.2.5 燈光音響子系統(tǒng)
相對(duì)而言，燈光音響子系統(tǒng)是一個(gè)輔助系統(tǒng)，主要包括DVD、話筒、功放、調(diào)音臺(tái)、混響器和音箱等設(shè)備，其功能主要在于配合教學(xué)和與攝像。一般而言，燈光需要根據(jù)不同的實(shí)際情況(如投影教學(xué)、非投影教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)攝像等) 進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，以滿足不同需求情況下照度及色度的需求。
2.3 信號(hào)處理
信號(hào)包括圖像信號(hào)與聲音信號(hào)兩類。所謂的圖像信號(hào)即指的是計(jì)算機(jī)信號(hào)和視頻信號(hào)，其中視頻信號(hào)包括攝像機(jī)所拍攝的現(xiàn)場(chǎng)圖像信號(hào)，錄像機(jī)信號(hào)，以及實(shí)物展示臺(tái)信號(hào)。所謂的聲音信號(hào)指的是有線話筒、無線話筒信號(hào)，錄像機(jī)、有線電視等設(shè)備的音頻信號(hào)，計(jì)算機(jī)的音頻信號(hào)等。信號(hào)的處理渠道是多媒體遠(yuǎn)程教室規(guī)劃和設(shè)計(jì)的重要工作。因此，在規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，必須對(duì)信號(hào)的處理方式、信號(hào)的流動(dòng)渠道進(jìn)行必要的規(guī)范，這樣才能使整個(gè)多媒體遠(yuǎn)程教室系統(tǒng)起到其應(yīng)有的作用。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)協(xié)作；虛擬教室；協(xié)作學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-8454（2014）04-0068-04
一、虛擬教室的概念
虛擬教室（Virtual Classroom）是指“以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)字壓縮技術(shù)等信息技術(shù)多學(xué)科、多領(lǐng)域融合交叉為基礎(chǔ)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。它為教師和學(xué)生提供了一個(gè)交互式的教學(xué)環(huán)境，模擬了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)功能，但又不受時(shí)間、空間、區(qū)域限制的網(wǎng)絡(luò)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境。”[1]虛擬教室的目的就是為了創(chuàng)設(shè)一個(gè)使分布在不同地理位置的學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)的模擬教室，一方面使得教育資源能夠?qū)崟r(shí)共享，另一方面為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)更加便捷的、可交互的學(xué)習(xí)環(huán)境。
二、協(xié)作學(xué)習(xí)的含義
協(xié)作學(xué)習(xí)（Collaborative Learning）是指“一種通過小組或團(tuán)隊(duì)的形式組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的策略。小組成員的協(xié)同工作是實(shí)現(xiàn)班級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)的有機(jī)組成部分。小組協(xié)作活動(dòng)中的個(gè)體（學(xué)生）可以將其在學(xué)習(xí)過程中探索、發(fā)現(xiàn)的信息和學(xué)習(xí)材料與小組中的其它成員共享，甚至可以同其它組或全班同學(xué)共享。”[2]在協(xié)作學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)習(xí)者之間采用對(duì)話、討論等形式對(duì)所要解決的問題進(jìn)行充分論證，以期能夠獲取解決問題的最佳路徑，達(dá)到小組的預(yù)定學(xué)習(xí)目標(biāo)。這樣不僅有利于提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績(jī)和溝通能力，發(fā)展學(xué)習(xí)者的思辨能力，而且對(duì)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新性思維、對(duì)待學(xué)習(xí)的樂觀態(tài)度等都有顯著的積極作用。
協(xié)作學(xué)習(xí)主要包括四個(gè)基本要素[3]：（1）協(xié)作小組，即將學(xué)習(xí)者按照一定的策略劃分的小組；（2）成員，即按照一定的策略（如學(xué)習(xí)成績(jī)、認(rèn)知策略、學(xué)習(xí)興趣、認(rèn)知風(fēng)格、知識(shí)結(jié)構(gòu)等）分派到協(xié)作小組中的學(xué)習(xí)者；（3）輔導(dǎo)教師，在協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)開展的過程中，教師對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)，從而使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)效果等得到有效的控制；（4）協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，主要指開展協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)的空間環(huán)境（如教室、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等）、資源環(huán)境（如圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等）、組織環(huán)境（學(xué)習(xí)者的組織結(jié)構(gòu)）以及硬件環(huán)境（計(jì)算機(jī)等）。
三、虛擬教室在開展協(xié)作學(xué)習(xí)方面的優(yōu)勢(shì)
隨著各種新技術(shù)在教育中的應(yīng)用，傳統(tǒng)課堂教學(xué)的自身缺陷愈加明顯：高校招生逐年擴(kuò)大，學(xué)生數(shù)量急劇增多，師資力量相對(duì)緊缺；受時(shí)間、空間的局限，教學(xué)資源難以及時(shí)更新和共享等。虛擬教室的出現(xiàn)很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，而且在開展協(xié)作學(xué)習(xí)方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：
1.創(chuàng)造新鮮的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)積極性
虛擬教室利用多媒體技術(shù)將傳統(tǒng)單調(diào)的、程序化的教材知識(shí)綜合處理，轉(zhuǎn)變?yōu)閳D文并茂的多媒體信息，形象地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，加速對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，從而更加有效地提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高課堂教學(xué)效率。
2.支持雙向交互，有利于協(xié)作學(xué)習(xí)的順利開展
虛擬教室能夠很好地模擬真實(shí)的教學(xué)情境，并且支持音頻和視頻的雙向交流，有良好的實(shí)時(shí)性和交互性。在虛擬教室環(huán)境下，學(xué)生之間、師生之間均可以就要解決的問題進(jìn)行深入的交流和探討，每個(gè)學(xué)生都能得到教師的指導(dǎo)和幫助。同時(shí)，學(xué)生也可通過查詢、瀏覽、上傳、下載等方式與教學(xué)資源進(jìn)行交互。這種交互性有利于提高學(xué)生的主體意識(shí)、參與意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的能力。
3.降低了教學(xué)成本，增強(qiáng)了學(xué)生的協(xié)作意識(shí)
在虛擬教室教學(xué)環(huán)境中，只需要連接網(wǎng)絡(luò)就可以實(shí)現(xiàn)，學(xué)生通過構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體來展開學(xué)習(xí)活動(dòng)，不僅需要經(jīng)常性地與教師交流互動(dòng)，獲得教師的指導(dǎo)與幫助，而且更多地需要與同伴之間深入討論。這種互動(dòng)交流是經(jīng)常性地在學(xué)生間發(fā)生，通過組成一個(gè)學(xué)習(xí)共同體的方式來完成知識(shí)的意義建構(gòu)，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的協(xié)作意識(shí)，也減輕了教師的負(fù)擔(dān)。
四、基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)
1.協(xié)作學(xué)習(xí)前端分析
（1）學(xué)習(xí)者分析
學(xué)習(xí)者作為協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，對(duì)其進(jìn)行特征分析是基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)者分析主要包括對(duì)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展特征、起點(diǎn)水平、認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)需要等進(jìn)行分析。
（2）學(xué)習(xí)目標(biāo)分析
“學(xué)習(xí)目標(biāo)表征了學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后學(xué)習(xí)者應(yīng)獲得的知識(shí)和技能，是學(xué)習(xí)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)、依據(jù)和歸宿，能夠指引學(xué)習(xí)活動(dòng)的方向，也為最終的教師評(píng)價(jià)、同伴評(píng)價(jià)和小組評(píng)價(jià)提供依據(jù)。”[4]因此，基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)必須要有適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)向，結(jié)合具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，完成言語信息、智力技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能、態(tài)度[5]等目標(biāo)。
（3）構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體
學(xué)習(xí)共同體（learning community）是“由學(xué)習(xí)者及其助學(xué)者（包括教師、專家、輔導(dǎo)者等）共同構(gòu)成的團(tuán)體，他們彼此之間經(jīng)常在學(xué)習(xí)過程中溝通交流，分享各種學(xué)習(xí)資源，共同完成一定的學(xué)習(xí)任務(wù)”，[6]“它從共同愿景出發(fā)，強(qiáng)調(diào)真實(shí)生活的學(xué)習(xí)情境，重視知識(shí)意義的社會(huì)建構(gòu)，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者之間的經(jīng)驗(yàn)交互與對(duì)話協(xié)商，關(guān)注學(xué)習(xí)者在社會(huì)文化中的成長(zhǎng)”。[7]基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)是在一個(gè)學(xué)習(xí)共同體中進(jìn)行的，所以教師必須創(chuàng)建一個(gè)基于虛擬教室的活躍的學(xué)習(xí)共同體。教師在構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體時(shí)應(yīng)注意共同體的范圍、學(xué)習(xí)者“共同體意識(shí)”的增強(qiáng)、各小組的合作方式等問題。
2.基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)
“學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)，是面向知識(shí)時(shí)代的教學(xué)設(shè)計(jì)框架建構(gòu)的重心，是一種正在興起和發(fā)展的教學(xué)隱喻，是教學(xué)設(shè)計(jì)范例正在發(fā)生轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志。”[8]基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)主要包括：協(xié)作學(xué)習(xí)資源環(huán)境設(shè)計(jì)和協(xié)作學(xué)習(xí)工具設(shè)計(jì)。
（1）協(xié)作學(xué)習(xí)資源環(huán)境設(shè)計(jì)
這里的學(xué)習(xí)資源主要包括：內(nèi)部信息資源設(shè)計(jì)、外部信息資源設(shè)計(jì)和人力資源設(shè)計(jì)。內(nèi)部信息資源設(shè)計(jì)是指虛擬教室本身提供的學(xué)習(xí)材料，如多媒體課件、相關(guān)課程案例等；外部信息資源是指由教師提供或者學(xué)生自主搜集的與所學(xué)知識(shí)有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源；人力資源即專家、教師、學(xué)生等。
（2）協(xié)作學(xué)習(xí)工具設(shè)計(jì)
主要包括認(rèn)知工具、交流協(xié)作工具、評(píng)價(jià)工具。
①認(rèn)知工具的有效使用能夠提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績(jī)效。在協(xié)作學(xué)習(xí)過程中能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者意義建構(gòu)的工具、資源等都可被認(rèn)為是認(rèn)知工具。如利用搜索引擎幫助學(xué)習(xí)者收集資源；教師提供的案例幫助學(xué)習(xí)者擴(kuò)充原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)等。
②協(xié)作交流工具。基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)是以小組為單位來協(xié)同合作共同解決問題的，其中幫助學(xué)習(xí)者交流、對(duì)話、協(xié)作的各種工具就是協(xié)作交流工具。交流工具可分為同步交流和異步交流。同步交流工具主要有QQ、MSN、微信、飛信等，異步交流工具主要以郵件、貼吧、論壇等為主。
③評(píng)價(jià)工具主要是為評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)者的協(xié)作學(xué)習(xí)績(jī)效而制定的評(píng)價(jià)量規(guī)。
3.基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)策略設(shè)計(jì)
主要包括分組策略、協(xié)作策略、組織策略、評(píng)價(jià)策略。
（1）分組策略
分組策略是為各學(xué)習(xí)小組能夠形成有機(jī)的整體而使用的策略，可根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)成績(jī)、原有認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)興趣等方法進(jìn)行分組。
（2）協(xié)作策略
協(xié)作策略是為提高學(xué)習(xí)者之間、學(xué)習(xí)者與教師之間的協(xié)作能力，構(gòu)成一個(gè)真正意義上的協(xié)作小組。在基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境中，常用的協(xié)作策略有角色扮演、伙伴、競(jìng)爭(zhēng)、協(xié)同等。
（3）組織策略
組織策略是為了使學(xué)習(xí)者能夠有效地組織在一起而選擇的策略，使學(xué)習(xí)者能夠形成高效、科學(xué)的協(xié)作學(xué)習(xí)共同體，協(xié)作完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。主要反映在協(xié)作小組的劃分，協(xié)作小組與學(xué)習(xí)目標(biāo)的有機(jī)結(jié)合，學(xué)習(xí)共同體的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建等。
（4）評(píng)價(jià)策略
評(píng)價(jià)策略是依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和協(xié)作學(xué)習(xí)過程來設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)方法。主要的評(píng)價(jià)方式有自我評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)、過程評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)或這些評(píng)價(jià)方式的結(jié)合使用。
4.基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)模塊設(shè)計(jì)
基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)模塊設(shè)計(jì)共分為三部分：同步協(xié)作學(xué)習(xí)模塊、協(xié)作學(xué)習(xí)、異步協(xié)作學(xué)習(xí)模塊、管理模塊。各模塊的內(nèi)容及關(guān)系如下圖所示。
（1）一個(gè)核心
協(xié)作學(xué)習(xí)：在基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)中，虛擬教室只是作為我們協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境，最終的歸宿還是協(xié)作學(xué)習(xí)。
（2）三個(gè)模塊
①同步協(xié)作學(xué)習(xí)模塊：即通過實(shí)時(shí)的通訊設(shè)施實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)協(xié)作學(xué)習(xí)，包括教師指導(dǎo)和學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)兩個(gè)環(huán)節(jié)，使得身在異地的學(xué)生可以通過視頻、語音實(shí)時(shí)地接受教師的指導(dǎo)幫助，與其他異地的學(xué)生進(jìn)行同步協(xié)作、交流學(xué)習(xí)。
②異步協(xié)作學(xué)習(xí)模塊：是指教師的指導(dǎo)與學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)不同時(shí)進(jìn)行，首先教師以學(xué)習(xí)者為中心，對(duì)教學(xué)資源庫(kù)中的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行科學(xué)的編排，以便提供給學(xué)生開展協(xié)作學(xué)習(xí)。教學(xué)資源主要包括：課件庫(kù)、題庫(kù)、課程庫(kù)、案例庫(kù)、媒體資源庫(kù)等。然后學(xué)生依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，選擇教學(xué)資料在小組內(nèi)開展協(xié)作學(xué)習(xí)，并將遇到的困惑、疑難問題以留言、郵件、FAQ（Frequently Asked Question）等形式反饋給老師。
③管理模塊：包括注冊(cè)管理和資源管理。注冊(cè)管理系統(tǒng)包括教師和學(xué)生的注冊(cè)管理，如賬號(hào)、密碼、授權(quán)、認(rèn)證等；資源管理包括對(duì)學(xué)習(xí)資源的管理，如課件庫(kù)、媒體素材庫(kù)、題庫(kù)、案例庫(kù)等。
（3）三個(gè)入口
①學(xué)生入口：在基于虛擬教室的個(gè)性化學(xué)習(xí)中，學(xué)生是主體，協(xié)作學(xué)習(xí)是核心。學(xué)生在教師的輔助下，運(yùn)用虛擬教室所提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。
②教師入口：在基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)中，教師是指導(dǎo)者，利用虛擬教室所提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境精心設(shè)計(jì)協(xié)作學(xué)習(xí)所需的教學(xué)資源，適時(shí)地為學(xué)生提供指導(dǎo)和幫助。
③管理員入口：在基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)中，管理員負(fù)責(zé)管理教師和學(xué)生的信息，主要是對(duì)進(jìn)入虛擬教室的訪問者進(jìn)行身份驗(yàn)證，并根據(jù)其身份賦予一定的權(quán)限，如學(xué)生可以查詢成績(jī)卻不能進(jìn)行修改。同時(shí)管理員還負(fù)責(zé)管理虛擬教室中的各種資源。
5.基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)者在進(jìn)行基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)時(shí)，首先要對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行分析，確定學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)興趣、認(rèn)知發(fā)展水平等，分析學(xué)習(xí)目標(biāo)明確所探究的問題，制定出學(xué)習(xí)方案。然后收集資源、分析資源、構(gòu)建協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，最后綜合評(píng)價(jià)，得出結(jié)論，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，交流協(xié)作學(xué)習(xí)成果，其中也有教師的適當(dāng)指導(dǎo)。
具體而言，基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮：
（1）總體進(jìn)程設(shè)計(jì)：給出學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的時(shí)間、學(xué)習(xí)方式、探究的任務(wù)以及要提交的成果。
（2）活動(dòng)框架設(shè)計(jì)：在分析學(xué)習(xí)者最終問題解決方案的路線的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出問題解決活動(dòng)的中間狀態(tài)和最終成果的基本要求。以構(gòu)成學(xué)習(xí)者協(xié)作學(xué)習(xí)的路標(biāo)，指引協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)行。
（3）工具設(shè)計(jì)：特定的協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)需要學(xué)習(xí)者進(jìn)行某些具體的認(rèn)知操作活動(dòng)。恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)知工具可以幫助學(xué)習(xí)者更方便地完成特定的協(xié)作學(xué)習(xí)任務(wù)，將更多的精力放在更高的思維上。
（4）策略指導(dǎo)：針對(duì)特定的任務(wù)給學(xué)習(xí)者提供具體指導(dǎo)，以提高學(xué)習(xí)者協(xié)作學(xué)習(xí)的績(jī)效。
6.基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
協(xié)作學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是“對(duì)學(xué)習(xí)者的協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)質(zhì)量作出客觀衡量和價(jià)值判斷的過程，主要關(guān)注的是學(xué)習(xí)者個(gè)體和協(xié)作小組在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的行為表現(xiàn)”。[9] 協(xié)作學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)習(xí)者在整個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)中所有行為的一個(gè)總結(jié)。
主要評(píng)價(jià)方法有：
（1）文件夾評(píng)價(jià)：文件夾評(píng)價(jià)是當(dāng)前國(guó)外比較流行的一種評(píng)價(jià)模式，具有過程性與發(fā)展性相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)。文件夾評(píng)價(jià)將學(xué)習(xí)者在虛擬課堂協(xié)作學(xué)習(xí)過程中所參與的學(xué)習(xí)活動(dòng)加以總結(jié)并整理成個(gè)人文件夾的形式，作為學(xué)習(xí)者成長(zhǎng)和進(jìn)步的記錄。“學(xué)生在創(chuàng)建文件夾的過程中挑選、提煉、評(píng)價(jià)自己的工作樣本，是自己成果和進(jìn)步的積極評(píng)定者。積極思考、評(píng)價(jià)他們自身的學(xué)習(xí)歷史，是一個(gè)強(qiáng)有力的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，會(huì)使學(xué)生充滿成就感和自豪感”。[10]
（2）自我評(píng)價(jià)：學(xué)習(xí)者對(duì)自身進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種方法。一般由教師預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)方法，然后由學(xué)習(xí)者進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，也可由教師給出多種評(píng)價(jià)方法供學(xué)生自由選擇。
（3）小組評(píng)價(jià)：小組評(píng)價(jià)是以協(xié)作小組為主體，對(duì)小組、成員和其他小組進(jìn)行評(píng)價(jià)。此過程需要學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)處理組員間、組間的復(fù)雜關(guān)系。
五、結(jié)語
時(shí)下，盡管虛擬教室的發(fā)展初見成效，但將協(xié)作學(xué)習(xí)理念與虛擬教室技術(shù)相結(jié)合，需要更多、更高素質(zhì)的人才配備，尤其是對(duì)管理員和教師的信息素養(yǎng)提出了更高要求。隨著國(guó)家高校教育信息化的飛速發(fā)展，加之虛擬教室自身的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，基于虛擬教室的協(xié)作學(xué)習(xí)必將會(huì)越來越受到遠(yuǎn)程教育工作者的青睞，成為推動(dòng)我國(guó)教育信息化事業(yè)不斷向前的重要力量。
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一、制圖專業(yè)化教室的結(jié)構(gòu)
(一)三視圖投影訓(xùn)練區(qū)
此區(qū)域的功能在于掌握三視圖的形成過程及掌握九字投影規(guī)律。三視圖的形成是制圖學(xué)習(xí)的基本功，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一，一部分學(xué)生往往學(xué)到此處由于缺乏空間想象力而放棄對(duì)本學(xué)科的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)三坐標(biāo)投影面體系不感興趣，拒絕繼續(xù)學(xué)習(xí)。我們所設(shè)計(jì)的三視圖投影訓(xùn)練采取三維立體的燈箱投影，學(xué)生走N~JI練區(qū)，可以自行將零件或模型放置在指定范圍之內(nèi)，打開投影機(jī)，零件或模型將隨著光束自行投射到屏幕上，形成三面投影。學(xué)生可以根據(jù)投影特征完成零件或模型的三視圖投影的拼圖，然后將投影面打開，形成三視圖，并通過投影的位置關(guān)系，尋找其投影規(guī)律，完成相應(yīng)部分的訓(xùn)練作業(yè)。
(二)公差配合訓(xùn)練區(qū)
此區(qū)域的功能在于學(xué)生進(jìn)入此區(qū)域時(shí)可以學(xué)會(huì)查閱公差表，認(rèn)識(shí)動(dòng)、靜、過渡三種常見的配合形式，通過多媒體了解常見的位置公差。在此區(qū)域中設(shè)置大尺寸的公差表的活頁，以便于學(xué)生的查閱與小組之間的學(xué)習(xí)與討論，有已加工好的配合零件(動(dòng)、靜、過渡配合)；有相應(yīng)的視頻(動(dòng)、靜、過渡配合的應(yīng)用)；有公差帶學(xué)習(xí)的動(dòng)畫以及三種配合的加工案例分析。此區(qū)域的另一功用在于幫助實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏的教師與學(xué)生共同學(xué)習(xí)。
(三)典型零件的繪圖區(qū)
此區(qū)域的功能在于幫助學(xué)生根據(jù)專業(yè)方向，完成典型零件的視圖的繪制，使學(xué)生認(rèn)識(shí)本專業(yè)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，幫助學(xué)生盡快地了解工作崗位圖紙，同時(shí)，此區(qū)域還設(shè)置零件的測(cè)繪區(qū)，使學(xué)生學(xué)會(huì)測(cè)量工具的使用。此區(qū)域可稱其為多功能區(qū)，可以根據(jù)本學(xué)校的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，例如數(shù)控專業(yè)典型零件區(qū)、模具專業(yè)典型零件區(qū)、機(jī)電專業(yè)典型零件區(qū)。每一區(qū)域具有本專業(yè)的特點(diǎn)，如數(shù)控專業(yè)以軸類零件與箱體類零件的加工為主，其中軸類零件又分為軸類與盤類零件，箱體類零件又分為孑L系類零件結(jié)構(gòu)、各種不同腔體類零件的結(jié)構(gòu)以及各種不同輪廓零件結(jié)構(gòu)；而機(jī)電專業(yè)的特點(diǎn)在于如何從裝配圖中拆分零件圖，這樣學(xué)生根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)，在進(jìn)行典型零件繪圖的過程中了解零件特征及相應(yīng)繪圖方法，為以后的專業(yè)圖紙的識(shí)讀打下良好的基礎(chǔ)，此區(qū)域設(shè)置多個(gè)繪圖座椅以方便學(xué)生使用。此區(qū)域的另一功能為零件測(cè)繪區(qū)，分為兩個(gè)測(cè)繪階段，分別為基礎(chǔ)測(cè)繪區(qū)與典型零件測(cè)繪區(qū)。其中基礎(chǔ)測(cè)繪區(qū)是針對(duì)關(guān)于游標(biāo)卡尺與千分尺不熟悉的學(xué)生，具體的做法是將正確的尺寸封在零件的表面上，學(xué)生測(cè)完零件尺寸后，打開封條可以自行判斷尺寸的正確與否，出現(xiàn)錯(cuò)誤后，尋找原因完成零件尺寸的測(cè)量過程，同時(shí)配有尺寸正確測(cè)量的視頻及動(dòng)畫，以糾正學(xué)生握尺與讀數(shù)的錯(cuò)誤，幫助學(xué)生正確使用檢測(cè)工具。典型零件測(cè)繪區(qū)，在基礎(chǔ)檢具的前提下增設(shè)高度尺、數(shù)顯尺、表頭尺、塊規(guī)、螺紋環(huán)規(guī)等其他檢測(cè)工具，但此區(qū)域的典型零件均為金屬件，已確保零件尺寸測(cè)量的準(zhǔn)確性，此區(qū)域?yàn)閷W(xué)生準(zhǔn)備手繪圖紙與正規(guī)圖紙以及軟件尺寸標(biāo)注檢測(cè)及相應(yīng)學(xué)習(xí)提示，以確保學(xué)生尺寸標(biāo)注的正確性。
(四)圖紙識(shí)讀區(qū)
此區(qū)域的功能在于綜合運(yùn)用所學(xué)過的制圖知識(shí)完成企業(yè)圖紙的識(shí)讀過程。此區(qū)域共分三部分：基礎(chǔ)讀圖區(qū)、圖紙完善區(qū)與企業(yè)圖紙識(shí)讀區(qū)。同時(shí)針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生設(shè)置數(shù)控學(xué)習(xí)區(qū)、模具學(xué)習(xí)區(qū)與機(jī)電學(xué)習(xí)區(qū)。第一部分基礎(chǔ)學(xué)習(xí)區(qū)的特點(diǎn)是圖形線條少，學(xué)生通過搭建積木的方式讀懂圖紙，使其建立空間概念。第二部分圖紙完善區(qū)是在讀懂圖紙的基礎(chǔ)上，完成三視圖的補(bǔ)圖的全過程。在此區(qū)域內(nèi)準(zhǔn)備大量的模型以供學(xué)生選擇，通過訓(xùn)練使學(xué)生能夠根據(jù)圖紙快速找出模型，最后達(dá)到直接補(bǔ)圖的能力訓(xùn)練。第三部分是企業(yè)圖紙的識(shí)讀，此部分分兩個(gè)階段：第一階段為第三角投影的識(shí)讀，此部分訓(xùn)練的目的在于企業(yè)的崗位需求，正常學(xué)校的制圖教學(xué)采用的是第一角投影法，但在企業(yè)生產(chǎn)加工中，由于設(shè)計(jì)軟件的引入，很多的工程圖紙全部采用第三角投影，因此，剛畢業(yè)的學(xué)生極不適應(yīng)。但此項(xiàng)的訓(xùn)練可以縮短學(xué)生的崗位適應(yīng)的周期；第二階段為企業(yè)圖紙的識(shí)讀，主要收集生產(chǎn)崗位常見的圖紙，進(jìn)行相應(yīng)訓(xùn)練，可以采用問答過關(guān)的方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。
總之，四大訓(xùn)練區(qū)完成學(xué)生圖紙識(shí)讀的全過程，同時(shí)解決教學(xué)中的難點(diǎn)問題，包括投影概念的建立、常用檢具的正確使用、尺寸的標(biāo)注的方法以及企業(yè)圖紙的認(rèn)識(shí)，通過動(dòng)手解決學(xué)生的空間概念的形成問題，最關(guān)鍵的點(diǎn)在于可以在短時(shí)間內(nèi)解決學(xué)生在課堂中無法解決的問題，同時(shí)提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。
二、專業(yè)化教室的使用
在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，機(jī)械制圖的授課采用的是理論課與繪圖室授課相結(jié)合的方式，教師為了提高學(xué)生的空間想象能力采用橡皮泥等輔助工具進(jìn)行授課，在現(xiàn)今裝備制造業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期，其已無法適應(yīng)企業(yè)的崗位需求。而制圖專業(yè)教室的開發(fā)則是依據(jù)企業(yè)的需求，以提高學(xué)生的讀圖能力以及量具的使用能力為主要目的，學(xué)生可以在專業(yè)教室中用較短的時(shí)間，完成讀圖能力的綜合訓(xùn)練。為了更好地利用專業(yè)教室，使其發(fā)揮更大的作用，在專業(yè)教室使用時(shí)應(yīng)注意：
(一)專業(yè)教室是以實(shí)踐為主體的“理實(shí)一體化”教室
學(xué)生需要具有一定的理論鋪墊后才能走進(jìn)專業(yè)化教室，例如制圖課的概述部分師生可以走進(jìn)專業(yè)化教室進(jìn)行課程認(rèn)識(shí)訓(xùn)練，在投影訓(xùn)練后共同學(xué)習(xí)i視圖的概念及九字投影規(guī)律。基本形體的i視圖部分可以采用教室授課，但采用制圖專業(yè)教室之后，制圖學(xué)科的授課方式，可以采用做中學(xué)的形式。
(二)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)是專業(yè)化教室的一大特色
為了更好地配合學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，專業(yè)化教室的導(dǎo)航應(yīng)通俗易懂，學(xué)生進(jìn)入專業(yè)化教室之后，能夠各取所需，自主學(xué)習(xí)，同時(shí)，多功能的座椅可以使學(xué)生更方便進(jìn)行學(xué)習(xí)與討論。值得注意的是，學(xué)生在使用專業(yè)化教室時(shí)要養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)，應(yīng)按照企業(yè)的6s管理制度，建立物品、工具使用記錄，保持學(xué)習(xí)場(chǎng)地的整齊潔凈等。
(三)學(xué)生的質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)引起教師的關(guān)注
進(jìn)入專業(yè)化教室之后，學(xué)生的質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)可設(shè)置在：零件尺寸的檢測(cè)、典型零件的測(cè)繪、典型零件圖的繪制及尺寸標(biāo)注、第三角投影的正確使用、企業(yè)圖紙的識(shí)讀，同時(shí)，不可忽視的是6S管理的執(zhí)行程度。
(四)必要的課后作業(yè)不容忽視
學(xué)生在專業(yè)化教室的學(xué)習(xí)效果是可以通過適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)來檢測(cè)的，因此，教師切不可忽略學(xué)生的課后作業(yè)以及完成作業(yè)的質(zhì)量，如果放松了學(xué)習(xí)質(zhì)量的跟蹤，制圖專業(yè)化教室的使用將事倍功半，無法收到良好的效果。
氣壓傳動(dòng)與控制是一門具有較強(qiáng)的專業(yè)性、實(shí)踐性的課程。在介紹傳統(tǒng)教學(xué)方式在本門課程講授過程中存在的問題的基礎(chǔ)上，針對(duì)氣壓傳動(dòng)與控制課程理論講授與實(shí)驗(yàn)課程脫節(jié)的現(xiàn)象，探索并實(shí)踐了活化教室的教學(xué)模式。活化教室具有開放性、自主性和探索性，本文從課堂布置、內(nèi)容安排和課堂效果幾個(gè)方面對(duì)活化教室在在氣壓傳動(dòng)與控制教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并取得了良好的教學(xué)效果。
[關(guān)鍵詞]氣壓傳動(dòng)與控制;活化教室;教改研究
[中圖分類號(hào)]G642.423[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]1005-4634（2015）02-0074-04
0引言
大學(xué)生這個(gè)群體是一個(gè)特殊的群體，教學(xué)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的作用。所謂綜合素質(zhì)是良好學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、調(diào)控能力和團(tuán)隊(duì)精神的集中表現(xiàn)。如何將人才培養(yǎng)的模式從專業(yè)技術(shù)工程人才轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩I(yè)素質(zhì)+綜合素質(zhì)”的高級(jí)工程技術(shù)人才，也是在教學(xué)改革中需要探究的一個(gè)問題。
1傳統(tǒng)教學(xué)方式的特點(diǎn)
1.1“填鴨式”教學(xué)
在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，多數(shù)采用灌輸式或者填鴨式的教學(xué)方法，即教師在講臺(tái)授課，學(xué)生在臺(tái)下聽課。往往一名教師要給三四十人甚至一百多人授課，每個(gè)學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊，學(xué)生對(duì)課程的興奮點(diǎn)也各不相同，因此，很難調(diào)動(dòng)所有學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。不同類型的學(xué)生學(xué)習(xí)方式有不同，調(diào)查發(fā)現(xiàn)80%的學(xué)生屬于視覺學(xué)習(xí)型，即主要依靠視覺來獲取、理解和記憶信息;15%的學(xué)生為聽覺學(xué)習(xí)型;還有5%的學(xué)生屬于觸覺學(xué)習(xí)型[1]。不同學(xué)習(xí)型的學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力和接觸的信息量是不同的，傳統(tǒng)教學(xué)方法中單純教授的教學(xué)方式很難同時(shí)調(diào)動(dòng)這三類學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。何種教學(xué)方式能滿足不同學(xué)習(xí)方式學(xué)生的需求，并能夠最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在有限的時(shí)間內(nèi)，讓學(xué)生接受最多的信息，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容主動(dòng)地進(jìn)行深入的思考，這些都是傳統(tǒng)課堂亟待解決的問題。
1.2理論與實(shí)踐脫節(jié)
從教學(xué)內(nèi)容體系方面來講，傳統(tǒng)的教學(xué)主要是理論論證，很難加入實(shí)踐環(huán)節(jié)，或者理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)為分開的兩部分課程。由于授課教師的不同，學(xué)
習(xí)時(shí)間的不連續(xù)，使得學(xué)生不能夠?qū)⒗碚撜n和實(shí)驗(yàn)課有機(jī)的結(jié)合起來，達(dá)到理論與實(shí)踐相互融合、相互促進(jìn)的作用，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。比如，在傳統(tǒng)的《氣壓傳動(dòng)與控制》教學(xué)過程中，給學(xué)生講氣源、控制閥、氣缸時(shí)，大家對(duì)這些只是理論上的一個(gè)認(rèn)識(shí)，至于這些元件的具體形狀、如何使用均沒有形象的認(rèn)識(shí)。在后面的課程實(shí)踐中，所用到的實(shí)物也很難把課本知識(shí)與實(shí)物聯(lián)系起來，造成一種教學(xué)的脫節(jié)。
如何激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)學(xué)習(xí)？如何避免這種脫節(jié)的現(xiàn)象？針對(duì)《氣壓傳動(dòng)與控制》這門課的特點(diǎn)，本文提出并實(shí)踐一種新的教學(xué)方法――活化教室，即將教學(xué)放到實(shí)驗(yàn)室中，在學(xué)中做、做中學(xué)，改變教師主導(dǎo)的教學(xué)方法，建立問題庫(kù)，讓學(xué)生充分利用感覺、聽覺、觸覺，積極思考，尋找并獲得答案。
2活化教室的特點(diǎn)
“活化教室”是綜合互動(dòng)教學(xué)方法的一種體現(xiàn)。它以項(xiàng)目任務(wù)為本，強(qiáng)化學(xué)生的思考能力，注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)能力的培養(yǎng)，深入挖掘?qū)W生的潛力。要求教師改變以往傳統(tǒng)式授課方式，加大實(shí)踐環(huán)節(jié)力度，利用多種教學(xué)方法靈活地把知識(shí)傳授下去。活化教室在教學(xué)過程中也要以學(xué)生為主體，以教師為導(dǎo)向，教師適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生興趣，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果為宗旨[2]，從改變教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)造課堂氛同、調(diào)整學(xué)生座位、變化講臺(tái)風(fēng)格等多個(gè)方面去探索，實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革中培養(yǎng)“專業(yè)素質(zhì)+綜合素質(zhì)”的高級(jí)工程技術(shù)人才的目的。
1） “活化教室”具有開放性。活化教室改變了自上而下的教師與學(xué)生的關(guān)系，讓學(xué)生變?yōu)橹黧w，組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)，學(xué)生之間可以交流彼此的想法與建議;教師引導(dǎo)學(xué)生，教師與學(xué)生是平等的[3]，師生關(guān)系是和諧，課堂氛圍是開放的，學(xué)生的座位順序是自由的。在《氣壓傳動(dòng)與控制》教學(xué)中，打破傳統(tǒng)的“一對(duì)多”的自上而下的授受關(guān)系，將教室搬到實(shí)驗(yàn)室里，理論課放到實(shí)驗(yàn)室中教授，使理論課與實(shí)驗(yàn)課有機(jī)的結(jié)合起來。學(xué)生在理論課的學(xué)習(xí)過程中可直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，使學(xué)生對(duì)理論的理解更加深入，同時(shí)學(xué)生也可以對(duì)感興趣的理論課自行進(jìn)行驗(yàn)證，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2） “活化教室”具有自主性。活化教室把教學(xué)過程看作是一種教與學(xué)統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)發(fā)展地交互影響和交互活動(dòng)的過程。在這個(gè)過程中，師生之間進(jìn)行的是一種教學(xué)主體與主體之間的交流與溝通[4]。《氣壓傳動(dòng)與控制》教學(xué)過程中，活化教室可以使學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，即學(xué)生可以對(duì)教師所講內(nèi)容產(chǎn)生質(zhì)疑，利用課堂的實(shí)驗(yàn)資源親自動(dòng)手驗(yàn)證教師教授理論課程的正確性，掌握學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性。在此過程中，教師以啟發(fā)、提問的方式引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，使學(xué)生多思考多參與，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和熱情。
3） “活化教室”具有探索性。在活化教室教學(xué)（見圖1）過程中，對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)能力的培養(yǎng)，以及對(duì)學(xué)生潛在能力的深入挖掘是非常重要的。針對(duì)不同的課程內(nèi)容、不同階段的學(xué)生，需要采取不同的方式，如理論性較強(qiáng)的課程和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，在教學(xué)過程中采取的教學(xué)方式就不能完全一樣。活化教室的教學(xué)方式要因人而異，因每堂課的內(nèi)容不同而不同。《氣壓傳動(dòng)與控制》的教學(xué)中，將課前準(zhǔn)備、課中互動(dòng)、課后反饋有機(jī)的結(jié)合到一起。其中，課前準(zhǔn)備包括：貼近學(xué)生，了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況和需求、學(xué)生類型和興趣，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容;課中互動(dòng)包括：營(yíng)造寬松愉悅的教學(xué)氛同、座位布置和教室布局更加自由、教學(xué)中學(xué)生可以參與教學(xué)過程，生生之間和師生之間可以交流互動(dòng)[5，6];課后反饋包括：學(xué)生和教師對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后將改進(jìn)方案反饋給教師來改進(jìn)和完善教學(xué)。這個(gè)過程是一個(gè)不斷改進(jìn)、不斷完善的探索過程。需要學(xué)生與教師的共同努力。
圖1活化教室的內(nèi)容
3活化教室在《氣壓傳動(dòng)與控制》中應(yīng)用
3.1《氣壓傳動(dòng)與控制》課程介紹
《氣壓傳動(dòng)與控制》是機(jī)電控制工程專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課。它是機(jī)電一體化人才所需的有關(guān)流體傳動(dòng)與控制知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。本課
程的任務(wù)和目標(biāo)是讓學(xué)生掌握氣壓傳動(dòng)與控制技術(shù)方面的基本理論、基本原理及特點(diǎn)和應(yīng)用方面的知識(shí);啟發(fā)學(xué)生對(duì)氣壓傳動(dòng)與控制技術(shù)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生初步的氣壓傳動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)技能以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力;培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力;并使學(xué)生具備一定的組織管理能力、較強(qiáng)的表達(dá)能力、人際交往能力以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力，初步具備交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作能力。表l所示為《氣壓傳動(dòng)與控制》課程的能力矩陣。學(xué)生能力與活力的培養(yǎng)方式多種多樣，比如教室講述、ppt動(dòng)畫演示、教室空間的變化、教師服飾的變化、課程中插入一些小項(xiàng)目和游戲、提問、獎(jiǎng)勵(lì)環(huán)節(jié)等等。以多樣性的教學(xué)方式提高學(xué)生的能力。
3.2活化教室的課堂氛圍
“活化教室”主要體現(xiàn)在學(xué)生座位的變化，圖2展示了活化教室?guī)追N不同的座位布置方式如馬掌型、一對(duì)型、小組型、多功能型[7]。不同的座位布置方式適用于不同的課程內(nèi)容。根據(jù)《氣壓傳動(dòng)與控制》這門課程的特點(diǎn)，主要以多媒體教學(xué)為主，整個(gè)教室的布局圖如圖2（e）所示。教室中間為一方形課桌，學(xué)生座位按4-3-4的順序擺放。講臺(tái)在課桌正前方，講臺(tái)上有講課與投影用的講板。講臺(tái)右邊放置實(shí)驗(yàn)臺(tái)，講課的過程中可以根據(jù)課堂需要，對(duì)所講內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示及指導(dǎo)學(xué)生操作。構(gòu)建這種比較開放的課堂環(huán)境，能夠營(yíng)造民主的課堂氛同，使學(xué)生一步入課堂就能被這種氛同所吸引，輕松愉悅的去聽課、學(xué)習(xí)。采用4-3-4的座位順序，方便學(xué)生在討論時(shí)與教師之間的互動(dòng)，學(xué)生在聽課的過程中也能夠進(jìn)行學(xué)生之間的相互交流，使學(xué)生從被動(dòng)的聽課對(duì)象，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的交流主體。將實(shí)驗(yàn)臺(tái)放在講臺(tái)旁邊，能夠幫助學(xué)生更好的理解所講內(nèi)容。比如講“利用梭閥的控制回路”，回路如圖3（a）、（b）所示，教師在講該回路時(shí)，首先在ppt上將基本的原理與閥的職能符號(hào)講清楚，然后在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭建的實(shí)驗(yàn)回路里的各元件介紹清楚，同時(shí)按動(dòng)閥門動(dòng)作，演示整個(gè)回路實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作與功能，加深學(xué)生對(duì)回路的理解。圖3（c）為教師的演示過程中的一張圖片。
3.3活化教室教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
在整個(gè)活化教室教學(xué)過程中，采用提出問題、分析問題、啟發(fā)思考、總結(jié)反饋的思路進(jìn)行，整體內(nèi)容安排如圖4所示。上課前，教師首先把握學(xué)生的總體情況，預(yù)設(shè)一些互動(dòng)策略，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。
下文以其中一個(gè)氣動(dòng)問題的分析為例。
1） 提出問題：如何實(shí)現(xiàn)在不同操作地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)單作用缸手動(dòng)操作回路。
2） 問題分析：介紹回路里面能用到的元件符號(hào)、元件實(shí)物、元件使用方法、使用注意事項(xiàng);根據(jù)各元件的功能，介紹氣動(dòng)回路原理圖如圖3（a）“不同地點(diǎn)操作單作用缸的手動(dòng)操作回路”，學(xué)生清楚整個(gè)回路的動(dòng)作過程后，演示事先搭好的氣動(dòng)回路，演示過程師生共同參與，從而拉近師生的關(guān)系，加深學(xué)生對(duì)回路的印象，提高學(xué)生的興趣。
3） 啟發(fā)思考：在回路圖3（a）的基礎(chǔ)上如何實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作的單作用缸的手動(dòng)操作？學(xué)生帶著問題去思考并討論。
學(xué)生在交流的過程中提出改進(jìn)的方案，分析現(xiàn)有回路圖3（a）和所要設(shè)計(jì)的功能回路的不同，現(xiàn)場(chǎng)搭建回路圖3（b）并進(jìn)行演示。在這個(gè)過程中，要求教師提高設(shè)問技術(shù)，激發(fā)學(xué)生思維興趣。通常采用引導(dǎo)、啟發(fā)的方式使學(xué)生積極的思考一些較為深入的問題，這樣不僅有利于發(fā)散他們的思維，更有助于創(chuàng)造性的發(fā)揮。在思考過后往往會(huì)產(chǎn)生懷疑，而這個(gè)懷疑正是改變教學(xué)模式所希望的，只有不斷地質(zhì)疑才能使思維得到活躍。同時(shí)，在小組交流討論的過程中也能夠提高學(xué)生的自我表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
4） 總結(jié)反饋：在每次課內(nèi)容講述完成后，教師對(duì)此次課程做好總結(jié)，將內(nèi)容整體概述講述一遍，使學(xué)生加深印象。學(xué)生概括自己對(duì)本次課程內(nèi)容的理解并對(duì)課程改進(jìn)提出意見。課后，教師對(duì)學(xué)生所提意見進(jìn)行整理，思考改進(jìn)方式，并嘗試將改進(jìn)的方法應(yīng)用到下次課堂的教學(xué)中。對(duì)課堂效果較好的方式保留，效果一般的方式繼續(xù)改進(jìn)。因此，這也是一個(gè)不斷探索、完善的過程。
4結(jié)束語
“活化教室”是一種新穎的教學(xué)模式，目前在各個(gè)高校也是探索性的開展。不同的課程、不同的學(xué)習(xí)對(duì)象“活化教室”的實(shí)施方式也不盡相同。活化教室在《氣壓傳動(dòng)與控制》這門課程中的應(yīng)用，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)造力的同時(shí)，對(duì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力、團(tuán)隊(duì)合作的能力等綜合素質(zhì)也有很大提高，這不僅僅是“活化教室”教學(xué)所追求的目標(biāo)，也是《氣壓傳動(dòng)與控制》這門課程所需要達(dá)到的教學(xué)目的。對(duì)其它類似課程的改革具有一定的指導(dǎo)性和借鑒作用。
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Teaching methods design and practice based on "activating cIass-
room"modeI
―Professional courses Pneumatic Transmission and Control for example
ZHAO Ling，YAO Jing，WU Xiao-ming，KONG Xiang-dong
（College of Mechanical Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao，Hebei066004， China）
關(guān)鍵詞：多媒體教室；教室管理；管理系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）29-0011-02
在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展下，多媒體教學(xué)已成為當(dāng)今先進(jìn)教學(xué)手段。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)高校已普遍采用多媒體教學(xué)，與之密切相關(guān)的多媒體教室管理在高校中占據(jù)著至關(guān)重要的作用。近年來，高校的擴(kuò)招，教室的使用率逐年上升，引發(fā)了設(shè)備在維護(hù)與管理等方面的一系列問題，多媒體教室的工作重心也從建設(shè)方面轉(zhuǎn)移到維護(hù)和管理方面。結(jié)合多媒體教室維護(hù)與管理實(shí)際，設(shè)計(jì)研發(fā)出基于校園網(wǎng)、功能完整、結(jié)構(gòu)清晰的多媒體教室運(yùn)維管理系統(tǒng)，有效地保證多媒體教室管理工作的質(zhì)量，為多媒體教室的建設(shè)和維護(hù)等提供重要參考依據(jù)。
1 需求分析
多媒體教室管理工作主要包括非多媒體設(shè)備資產(chǎn)性的管理與設(shè)備日常維護(hù)、更換等記錄，以及對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)等工作。但目前記錄這些信息大多還停留在紙質(zhì)或Excel表格形式上，且各個(gè)教學(xué)樓的信息由不同的維護(hù)人員來記錄和更新，記錄格式不統(tǒng)一，信息不規(guī)范，數(shù)據(jù)易丟失，不利于各種數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)和修改，對(duì)設(shè)備的維護(hù)也不能及時(shí)地提供科學(xué)參考。根據(jù)以上存在的問題，研發(fā)一個(gè)多媒體教室運(yùn)維管理系統(tǒng)是多媒體教室科學(xué)、規(guī)范化管理的首要任務(wù)之一。
結(jié)合多媒體教室日常管理工作事宜，該系統(tǒng)功能基本需求如下：
教室報(bào)修單的錄入、查詢、打印、統(tǒng)計(jì)等功能，其中教室報(bào)修項(xiàng)目包括投影機(jī)、中控、音箱、講臺(tái)、線路、功放、幕布等項(xiàng)目報(bào)修。
計(jì)算機(jī)報(bào)修單、日常維護(hù)記錄信息、燈泡更換記錄信息及設(shè)備更換記錄信息的錄入、查詢、打印、統(tǒng)計(jì)等功能。
2 總體設(shè)計(jì)
針對(duì)需求分析，對(duì)教室的運(yùn)行與管理工作進(jìn)行整理與歸類，以維護(hù)人員與部門主管兩個(gè)角色，為本系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，具體工作流程如圖1所示。
維護(hù)人員根據(jù)日常維護(hù)中出現(xiàn)的設(shè)備故障，如投影機(jī)、幕布、計(jì)算機(jī)、音箱、功放、線路，等故障，在系統(tǒng)中的教室報(bào)修或計(jì)算機(jī)報(bào)修模塊中報(bào)修，部門主管對(duì)故障進(jìn)行審核、打印報(bào)修單，再派遣維修人員現(xiàn)場(chǎng)修理，保障多媒體教室的正常運(yùn)行。同時(shí)維護(hù)人員將每日的任課老師故障電話接聽記錄、反饋意見等在日常維護(hù)記錄模塊中進(jìn)行登記，便于部門主管實(shí)時(shí)了解教室設(shè)備使用狀況、任課老師的需求與意見，為日后設(shè)備更換、教室改造提供參考依據(jù)，也使得我們的服務(wù)更能滿足廣大師生的實(shí)際需求。此外，維護(hù)人員對(duì)投影機(jī)燈泡、設(shè)備更換及時(shí)在系統(tǒng)中作好記錄，方便日后查詢和統(tǒng)計(jì)，了解各設(shè)備的運(yùn)行狀況。
3 功能模塊的實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)開發(fā)基于B/S系統(tǒng)框架，采用ASP語言+ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，操作簡(jiǎn)單，易移植。主要包括用戶管理、教室報(bào)修、計(jì)算機(jī)報(bào)修、日常維護(hù)記錄、燈泡更換記錄、設(shè)備更換記錄等功能模塊，如圖2所示。
3.1 用戶管理
管理員可以在后臺(tái)添加、刪除普通用戶（維護(hù)人員）和管理員，設(shè)置用戶的初始密碼。用戶通過登錄界面進(jìn)入系統(tǒng)后可自行修改密碼。登錄界面如圖3所示。
3.2 計(jì)算機(jī)、教室報(bào)修
維護(hù)人員在該模塊中可以填寫故障設(shè)備的報(bào)修單，需要填寫的內(nèi)容包括報(bào)修項(xiàng)目名稱、儀器編號(hào)、儀器名稱、預(yù)計(jì)材料費(fèi)、型號(hào)規(guī)格、單價(jià)、維修人工費(fèi)、設(shè)備位置、購(gòu)進(jìn)日期、生產(chǎn)廠家、故障描述、報(bào)修人、聯(lián)系電話等項(xiàng)目。用戶可根據(jù)設(shè)備位置、儀器名稱、儀器編號(hào)、是否完成維修等項(xiàng)目對(duì)報(bào)修記錄進(jìn)行查詢篩選，方便及時(shí)了解所有故障設(shè)備的報(bào)修狀態(tài)，以及可對(duì)報(bào)修記錄進(jìn)行分析，為故障設(shè)備的更換提供依據(jù)。
3.3 日常維護(hù)記錄
維護(hù)人員在該模塊中記錄每天所接聽到的任課老師的求助電話，包括接聽時(shí)間、所在教室、故障類型、故障描述、解決方法、完成情況、教室電話等詳細(xì)信息。在我的維護(hù)記錄中可根據(jù)所在教室、完成情況、故障描述等進(jìn)行模糊查詢、篩選、統(tǒng)計(jì)。部門主管可根據(jù)日常維護(hù)記錄了解維護(hù)人員的工作情況、設(shè)備故障率及常見故障類型，并對(duì)故障類型進(jìn)行歸檔整理，有利于提高維護(hù)工作效率、管理工作質(zhì)量。
3.4 燈泡、設(shè)備更換記錄
燈泡、設(shè)備更換是多媒體教室維護(hù)的常見工作，一般投影機(jī)燈泡使用到800～1 000 h左右就需要更換，多媒體設(shè)備故障率也很高。其中燈泡更換錄入信息包括投影機(jī)型號(hào)、編號(hào)、更換日期、燈泡使用時(shí)長(zhǎng)、第幾次更換等，設(shè)備更換記錄包括原設(shè)備的型號(hào)、編號(hào)、存放位置、更換日期與新設(shè)備的型號(hào)、編號(hào)、原存放位置等信息。維護(hù)人員及時(shí)記錄各投影機(jī)的燈泡、設(shè)備更換情況，一方面可方便查詢燈泡、設(shè)備情況，為日后設(shè)備更新提供參考依據(jù)，另一方面有利于跟蹤設(shè)備的去向、設(shè)備資產(chǎn)管理。
4 結(jié) 語
該系統(tǒng)自運(yùn)行一年以來，狀況良好。其中教室保修154項(xiàng)，計(jì)算機(jī)保修124項(xiàng)，燈泡更換123項(xiàng)，設(shè)備更換116項(xiàng)，日常維護(hù)記錄1084條。相比往年，設(shè)備故障率大幅度降低，接聽任課老師的故障電話次數(shù)明顯減少，該系統(tǒng)的應(yīng)用有效地提高了多媒體教室管理工作質(zhì)量，更好地保障日常教學(xué)的正常進(jìn)行，從而大大提升了多媒體教室維護(hù)人員的服務(wù)水平。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞] 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智慧多媒體教室；設(shè)計(jì)方法；完善措施
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 03. 129
[中圖分類號(hào)] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2017）03- 0231- 02
0 前 言
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最早應(yīng)用于交通、物流等領(lǐng)域，隨著技術(shù)理念和實(shí)踐的不斷發(fā)展，很多高校都擁有多個(gè)校區(qū)，校區(qū)內(nèi)的教學(xué)點(diǎn)比較分散，而多媒體教室內(nèi)的設(shè)備比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)人工性操作失誤等問題，一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)直接影響教學(xué)質(zhì)量和效率。為此，需要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)多媒體教室的設(shè)計(jì)及應(yīng)用方法進(jìn)行分析，以提升多媒體教學(xué)的信息化和自動(dòng)化，發(fā)揮設(shè)備的真正作用。
1 物聯(lián)網(wǎng)的組成及構(gòu)架分析
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指的是信息獲取、傳輸、存儲(chǔ)、處理及應(yīng)用的過程，主要包括射頻識(shí)別、中間件Savant系統(tǒng)以及Internet系統(tǒng)三個(gè)部分[1]。簡(jiǎn)單來說，射頻識(shí)別指的是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物品、數(shù)據(jù)的跟蹤和交換。中間件Savant系統(tǒng)指的是位于解讀器和Internet系統(tǒng)之間的一個(gè)傳輸物件，它是進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲、監(jiān)控機(jī)傳送的工具。從架構(gòu)上看，物聯(lián)網(wǎng)主要分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三個(gè)層，感知層位于系統(tǒng)的最下端，它具有感知現(xiàn)實(shí)世界各種信息的功能，同時(shí)還能夠與局部空間進(jìn)行互動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)層指的是連接無線網(wǎng)絡(luò)、蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)的連接工具，是完成信息融合和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)谋貍涔ぞ摺?yīng)用層位于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最上端，它的主要任務(wù)在于服務(wù)應(yīng)用者，按照他們的只是搜集或處理各類信息。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智慧多媒體教室的設(shè)計(jì)方法分析
2.1 感知層的設(shè)計(jì)
感知層主要包括傳感器、RFID、GPS、攝像頭、無線通信等部分。首先，需要按照物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)作要求，在高校不同校區(qū)內(nèi)的多媒體教師中安裝RFID系統(tǒng)，此項(xiàng)系統(tǒng)的作用在于識(shí)別使用者的身份，教師或?qū)W生只有通過射頻IC卡確認(rèn)身份后[2]，才能使用教室內(nèi)的各個(gè)設(shè)備。其次，教室內(nèi)需安裝攝像頭，采集多媒體設(shè)備運(yùn)行中教師和學(xué)生的使用狀態(tài)，方便管理人員通過遠(yuǎn)程監(jiān)控來發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，避免出現(xiàn)漏洞。第三，在多媒體設(shè)備中安裝檢測(cè)傳感器，目的在于提供計(jì)算機(jī)、投影儀、電動(dòng)窗簾、電燈、音響及多媒體機(jī)柜等設(shè)備的信息，方便管理人員進(jìn)行監(jiān)控和管理，儲(chǔ)存相應(yīng)的信息。最后，為了防止儀器丟失，需在貴重設(shè)備上安裝GPS定位及防盜報(bào)警系統(tǒng)。
感知層能夠利用攝像頭、傳感器和RFID等，構(gòu)建一個(gè)有效的多媒體教室監(jiān)管體系，并結(jié)合IC卡身份確認(rèn)、攝像頭室內(nèi)監(jiān)視等安全技術(shù)，明確設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)過程的全方位、動(dòng)態(tài)性、智慧化的管理，有利于保證設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)維護(hù)教學(xué)過程的安全性。
2.2 網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計(jì)
網(wǎng)絡(luò)層屬于物網(wǎng)系統(tǒng)中的中間層，其作用在于將感知層中獲取的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸工具傳輸?shù)较鄳?yīng)的終端設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)計(jì)算、高校通信的目的。在網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)計(jì)中，首先，需要選擇適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議，以保障感知信息傳輸過程的安全性，目前，全球通用的協(xié)議為TCP/IP協(xié)議，其核心在于IP，但是IPv4協(xié)議已經(jīng)基本分配完畢，由于用戶眾多，資源消耗嚴(yán)重，很容引起網(wǎng)絡(luò)癱瘓，影響教師和學(xué)生的使用體驗(yàn)。如今，IPv6協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生，其具有空間豐富、安全性高的特點(diǎn)，能夠進(jìn)一步優(yōu)化校園網(wǎng)絡(luò)的使用速度和質(zhì)量，符合智慧多媒體教室建設(shè)的要求。另外，IPv6協(xié)議還可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，其服務(wù)范圍包括了人類和硬件設(shè)備，能夠創(chuàng)造一個(gè)無處不在的寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這是多媒體教室運(yùn)行的有力保障。
現(xiàn)有的通信網(wǎng)主要連接多媒體教室總控制室電話及技術(shù)人員的電話，完善通信網(wǎng)絡(luò)，能夠方便管理人員監(jiān)控和了解多媒體設(shè)備的運(yùn)行狀況，避免出現(xiàn)大的故障，提高維修和保養(yǎng)效率。通信網(wǎng)和無線校園網(wǎng)融合后，能夠進(jìn)一步提高多媒體教室內(nèi)設(shè)備信息的傳輸和交換。
2.3 應(yīng)用層的設(shè)計(jì)
應(yīng)用層的作用在于設(shè)備控制、檢查機(jī)故障處理，由于高校多媒體教室設(shè)備大多比較復(fù)雜，連接的線路比較多，且連續(xù)使用的實(shí)踐很長(zhǎng)，因此應(yīng)用層的設(shè)計(jì)需要結(jié)合云計(jì)算技術(shù)，達(dá)到存儲(chǔ)、服務(wù)、處理資源過程的虛擬化。在云計(jì)算技術(shù)中，用戶可以進(jìn)行軟硬件資源共享，真正將廣闊地域的計(jì)算機(jī)資源整合成為一個(gè)可統(tǒng)一調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)。總的來說，基于云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用層能夠促進(jìn)資源節(jié)約型多媒體教室的建設(shè)，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，改善教學(xué)資源的利用效率。
云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)在于虛擬化、高安全性、價(jià)格低廉、規(guī)模大、高擴(kuò)展性等，其應(yīng)用于應(yīng)用層中能夠通過各種云技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體教室的管理和數(shù)據(jù)處理，優(yōu)化信息共享、交換的過程，并通過總控制系統(tǒng)對(duì)教室內(nèi)各類設(shè)備的參數(shù)、數(shù)據(jù)、故障等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于提高故障出現(xiàn)后的維修速度，減少對(duì)師生造成的不良影響。
3 結(jié) 語
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是21世紀(jì)影響力最大的技術(shù)類型之一，基于該技術(shù)創(chuàng)建的智慧多媒體教室，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)校區(qū)和教學(xué)點(diǎn)的無間隙信息傳輸，提高對(duì)多媒體教室內(nèi)部的監(jiān)控和管理體系，保證教學(xué)過程的順利進(jìn)行，提高故障處理的速度和靈活性。
主要參考文獻(xiàn)
該控制系統(tǒng)可以根據(jù)教室里的人員多少及人員分布、自然光強(qiáng)、時(shí)間等因素，設(shè)計(jì)了用太陽能供電，集光強(qiáng)檢測(cè)、超聲波測(cè)距、紅外傳感檢測(cè)、時(shí)間控制等多功能于一體的分區(qū)，功率可調(diào)的教室燈光節(jié)電控制系統(tǒng)。
一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
教室燈光節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的示意圖如圖1所示。下面對(duì)各個(gè)模塊加以介紹。太陽能電源模塊供給6V電壓給系統(tǒng)供電；紅外感應(yīng)模塊利用菲尼爾透鏡感應(yīng)是否有人存在；超聲波測(cè)距模塊主要用于當(dāng)教室有人時(shí)，先對(duì)教室進(jìn)行合理分區(qū)，通過測(cè)量的距離判斷人在教室哪個(gè)區(qū)域，進(jìn)而分區(qū)控制燈光，做到人在燈開，人走燈滅；時(shí)間模塊可定時(shí)關(guān)閉教室燈光；功率調(diào)節(jié)模塊可根據(jù)光強(qiáng)調(diào)節(jié)燈光的開啟數(shù)量達(dá)到二次節(jié)電的目的；人工介入模塊可以在特殊需要的時(shí)候脫離系統(tǒng)控制，人為控制教室燈光。本系統(tǒng)可進(jìn)一步擴(kuò)展，控制對(duì)象不僅是教室的燈光，還可以是教室里的風(fēng)扇、音箱、計(jì)算機(jī)等負(fù)載。
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圖1
1.太陽能供電模塊
本系統(tǒng)使用5V1.3W的太陽能光伏板作為電源。由于本系統(tǒng)是以發(fā)光二極管作為燈光演示，所以電源選用電壓較小的光伏板。
2.紅外感應(yīng)模塊
紅外感應(yīng)模塊主要判斷教室內(nèi)是否有人。利用菲涅爾透鏡的特性紅外模塊對(duì)人體發(fā)出的波進(jìn)行定向捕捉。從而判斷教室內(nèi)是否有人。原理圖如圖2所示。PIR熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)幅度小1mV，頻率約0.1～0.8Hz，檢測(cè)距離短，在PIR前加用一塊半球面菲涅爾透鏡，使范圍擴(kuò)展成90度圓錐型距離大于5米的檢測(cè)面。集成電路內(nèi)部含有二級(jí)運(yùn)放、比較器、延時(shí)定時(shí)器、過零檢測(cè)、控制電路、系統(tǒng)時(shí)鐘等電路。PIR傳感器檢測(cè)到人體移動(dòng)引起的紅外熱能之變化并將它轉(zhuǎn)換為電壓量，通過二級(jí)選頻放大比較輸入到控制電路中，由控制電路輸出過零脈沖觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通。采用交流過零觸發(fā)能消除可控硅導(dǎo)通時(shí)浪涌電流，延長(zhǎng)燈具的使用壽命。同時(shí)控制電路啟動(dòng)了延時(shí)定時(shí)器，直至PIR傳感器在接收到信號(hào)后，觸發(fā)可控硅的信號(hào)關(guān)斷可控硅，做到自動(dòng)關(guān)閉。
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圖2
3.超聲波測(cè)距模塊
根據(jù)教室大小，安裝2個(gè)或4個(gè)超聲波傳感器。超聲波模塊由兩個(gè)部分組成，一個(gè)發(fā)射端，一個(gè)接收端。首先將超聲波傳感器測(cè)量到的人與教室墻體的距離反饋到單片機(jī)，與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)距離進(jìn)行比較，判斷人處于教室哪個(gè)分區(qū)，控制該區(qū)域的燈打開，其他區(qū)域燈光關(guān)閉。單片機(jī)采用系統(tǒng)12MHz高精度的晶振，獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率。用P2.7口輸出40kHz的方波信號(hào)，P3.5口監(jiān)測(cè)超聲波的返回信號(hào)。單片機(jī)接收到反回波后，向P3.5輸出一個(gè)低電平脈沖。超聲波一經(jīng)發(fā)出，單片機(jī)立即啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T0，P3.5接收到回波時(shí)，由高電平變馬上變?yōu)榈碗娖胶螅S機(jī)計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)。此時(shí)單片機(jī)對(duì)距離進(jìn)行計(jì)算。繼電器的輸出端與非門相連接。當(dāng)檢測(cè)的距離低于預(yù)設(shè)值距離小于預(yù)設(shè)值區(qū)域的燈（二極管代替）打開。反之，則大于預(yù)設(shè)距離的燈打開。電路原理圖如圖3所示。
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圖3
4.人工介入模塊
為了滿足對(duì)教室內(nèi)的特殊要求，我們可以通過人工介入模塊將燈和節(jié)能系統(tǒng)脫離，從而切換到平常的模式進(jìn)行控制。當(dāng)人工開關(guān)打開時(shí)，教室燈光處于節(jié)能狀態(tài)。當(dāng)人工開關(guān)閉合時(shí)，通過非門的控制，達(dá)到接環(huán)模式的目的。
5.時(shí)間控制模塊
為了達(dá)到教室燈光自動(dòng)關(guān)閉的目的，本小組設(shè)計(jì)了燈光定時(shí)開關(guān)系統(tǒng)，即時(shí)間模塊。DS1302的RST端、SCLK端、/O分別與單片機(jī)的P2.0端，P2.1端和P2.2端相連。單片機(jī)與DS1302在數(shù)據(jù)交換時(shí)，要先將RST變?yōu)楦唠娢弧Ｔ赗ST保為高電位的同時(shí)，SCLK時(shí)鐘由低電位跳變到高電位的上升沿的同時(shí)，數(shù)據(jù)寫入時(shí)間芯片DS1302中。當(dāng)定時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，STC89C52單片機(jī)從時(shí)鐘芯片DS1302獲取時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間與啟動(dòng)時(shí)間相同時(shí)，單片機(jī)制繼電器閉合，系統(tǒng)時(shí)間與繼電器關(guān)閉時(shí)間相同時(shí)斷開。部分原理圖如圖4所示：
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圖4
二、部分軟件設(shè)計(jì)
首先主程序?qū)ο到y(tǒng)環(huán)境進(jìn)行初始化，然后設(shè)定時(shí)器0為計(jì)數(shù)，同時(shí)設(shè)定時(shí)器1為定時(shí)，設(shè)置位總中斷允許位EA，當(dāng)運(yùn)行主程序后，進(jìn)行定時(shí)測(cè)距，當(dāng)測(cè)距標(biāo)志位為ec=1時(shí)，測(cè)量一次，在程序設(shè)計(jì)過程中，超聲波測(cè)距頻度是4～5次/秒。在測(cè)距間隔中，整個(gè)程序進(jìn)行循環(huán)顯示測(cè)量結(jié)果的程序。在調(diào)用超聲波測(cè)距子程序后，先使單片機(jī)產(chǎn)生4個(gè)頻率為38.46kHz超聲波脈沖，加載的超聲波發(fā)送到頭上。當(dāng)超聲波頭發(fā)送完超聲波后，就啟動(dòng)內(nèi)部計(jì)時(shí)器T0計(jì)時(shí)，為避免超聲波從發(fā)射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發(fā)問題，應(yīng)對(duì)單片機(jī)延時(shí)約1.5～2ms（也就是超聲波測(cè)距儀有最小可測(cè)距離的原因，稱為盲區(qū)值），運(yùn)行單片機(jī)P3.5腳的電平判斷程序。在檢測(cè)到P3.5腳的電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，停止T0計(jì)時(shí)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)采用的是12MHz的晶振，計(jì)時(shí)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就為1μs，然后超聲波測(cè)距子程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后，對(duì)計(jì)數(shù)器T0的數(shù)（超聲波來回所用時(shí)間）進(jìn)行計(jì)算，就可以得到被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離。設(shè)聲速為340m/s，，T0是計(jì)數(shù)器T0的計(jì)算值。測(cè)出結(jié)果將通過十進(jìn)制BCD碼方式送至LED顯示為0.5s，然后發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測(cè)量過程。
當(dāng)有人進(jìn)入紅外模塊時(shí)進(jìn)行判斷，將信號(hào)反饋到單片機(jī)進(jìn)行處理，輸出信號(hào)送至超聲波測(cè)距模塊。當(dāng)超聲波測(cè)距模塊接收到反饋信號(hào)后再將信號(hào)反饋到單片機(jī)，對(duì)測(cè)定距離與之進(jìn)行比較，來控制某一區(qū)域燈的開關(guān)。超聲波測(cè)距軟件流程圖如圖5所示。
根據(jù)教室大小，安裝2個(gè)或4個(gè)超聲波傳感器。超聲波模塊由兩個(gè)部分組成，一個(gè)發(fā)射端，一個(gè)接收端。首先將超聲波傳感器測(cè)量到的人與教室墻體的距離反饋到單片機(jī)，與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)距離進(jìn)行比較，判斷人處于教室哪個(gè)分區(qū)，控制該區(qū)域的燈打開，其他區(qū)域燈光關(guān)閉。如圖6所示，在教室前后均有平行的兩個(gè)超聲波測(cè)距模塊將教室分成A區(qū)和B區(qū)兩個(gè)區(qū)域。以前半部分的超聲波模塊為例，現(xiàn)設(shè)定中間虛線到超聲波模塊的距離為L(zhǎng)1。如果超聲波模塊測(cè)得距人的距離為小于L1的值則A區(qū)或B區(qū)的上半部燈光打開。如果測(cè)得距人的距離大于L1則A區(qū)或者B區(qū)的下半部燈光打開。教室后面的超聲波模塊亦如是。如果教室各個(gè)區(qū)域都有人，則教室燈光全部打開。
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圖5 圖6
三、節(jié)能預(yù)期
根據(jù)2個(gè)月的調(diào)查顯示，我校平均每天每間教室無人開燈小時(shí)數(shù)為2小時(shí)；僅有3人或以下人數(shù)教室開燈小時(shí)數(shù)為5小時(shí)。如果使用本小組設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以為學(xué)校節(jié)省約40%的教室燈光照明電量。
節(jié)能減排要從我們的身邊做起。如果我們能自覺地關(guān)閉多余的燈，就為國(guó)家節(jié)能事業(yè)做出了自己的一份貢獻(xiàn)。我們的節(jié)能作品只起到輔助節(jié)能的作用，節(jié)電環(huán)保的根本在于我們的思想和行動(dòng)。最后，我們衷心希望此設(shè)計(jì)能在起到節(jié)電作用的同時(shí)，也能讓節(jié)電節(jié)能的理念像教室的燈光一樣常伴大家。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：多媒體教室；教學(xué)環(huán)境；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2013）17-0082-03
一、引言
隨著我國(guó)高等教育以及現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)高校均廣泛采用現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)設(shè)備進(jìn)行授課，淘汰了傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式，大力開展現(xiàn)代化的教學(xué)模式，使課堂教學(xué)變得有聲有色，現(xiàn)代化的教育離不開現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，因而教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)，可直接影響到教學(xué)過程是否能順利實(shí)施以及教學(xué)效果的好壞。基于多年來我們對(duì)多媒體教室設(shè)備的管理經(jīng)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的軟硬件環(huán)境，則可大大降低多媒體教學(xué)過程中由計(jì)算機(jī)環(huán)境引起的教學(xué)事故率，從而提高多媒體教學(xué)質(zhì)量和教師的教學(xué)效率。[1]
二、教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)
國(guó)內(nèi)每所高校都建設(shè)有大量的多媒體教室，教室的使用率高，且教師所教授的課程種類繁多，加上教師在多媒體教室上課時(shí)，基礎(chǔ)課和專業(yè)課教師對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境的要求也各不相同，因而計(jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境的維護(hù)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，必須科學(xué)合理設(shè)計(jì)多媒體教室計(jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境，以滿足教師對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境的需求。
1.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
首先制作U盤啟動(dòng)盤，下載電腦店U盤啟動(dòng)盤制作工具V3.3軟件，一鍵制作啟動(dòng)U盤。
然后設(shè)置多媒體計(jì)算機(jī)CMOS，將First Boot Device 設(shè)置為[Removable] ，保存退出。將啟動(dòng)U盤插入多媒體計(jì)算機(jī)USB口，重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，進(jìn)入安裝系統(tǒng)選項(xiàng)界面，選擇【運(yùn)行電腦店Win03PE增強(qiáng)版】，進(jìn)入電腦店裝機(jī)桌面。
第一步：點(diǎn)擊桌面【分區(qū)工具 Disk Genius】，然后進(jìn)行“快速分區(qū)”，點(diǎn)選分區(qū)數(shù)目――3個(gè)分區(qū)，再確定。計(jì)算機(jī)硬盤被自動(dòng)分成一個(gè)主分區(qū)（C：系統(tǒng)分區(qū)），兩個(gè)擴(kuò)展分區(qū)（D：軟件分區(qū)、E：文檔分區(qū)），如圖1所示。
第二步：點(diǎn)選桌面【電腦店P(guān)E一鍵裝機(jī)V2.0.2.1】，進(jìn)入電腦店智能快速裝機(jī)窗口，如圖2所示，選擇U盤中Ghost映像文件“U：＼windows.xp_Service.Pack（SP3）.iso”確定，進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)安裝。
第三步：下載帶網(wǎng)卡版驅(qū)動(dòng)人生drivethelife5_setup.exe運(yùn)行，一鍵安裝主板、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等驅(qū)動(dòng)程序。
第四步：進(jìn)行電腦桌面顯示屬性的設(shè)置，先是為了同時(shí)滿足不同類型投影儀、顯示器以及教師課件對(duì)分辨率的要求，我們將電腦屏幕分辨率設(shè)置為1024×768像素，屏幕刷新頻率設(shè)置為75赫茲。再就是為了滿足教師在講課過程中，對(duì)電腦顯示畫面停頓的需求，我們?nèi)∠聊槐Ｗo(hù)程序，改變電源使用方案，將【關(guān)閉監(jiān)視器】、【關(guān)閉硬盤】、【系統(tǒng)待機(jī)】設(shè)置為“從不”。
2.常用軟件設(shè)計(jì)
當(dāng)系統(tǒng)軟件安裝完成后，首先要安裝360安全衛(wèi)士和360殺毒軟件，然后運(yùn)行360安全衛(wèi)士進(jìn)行電腦的體檢及全面修復(fù)工作，再運(yùn)行360殺毒軟件，進(jìn)行全盤掃描，消除計(jì)算機(jī)威脅，以確保計(jì)算機(jī)處于健康工作狀態(tài)。
安裝教學(xué)常用基本軟件，如表1所示，以此滿足多媒體教學(xué)課件對(duì)運(yùn)行環(huán)境的基本需求。
多媒體教室計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為WindowsXP，安裝有360殺毒軟件、辦公應(yīng)用軟件、視頻播放軟件、閱讀軟件、解壓軟件、Flas軟件及編程軟件等教學(xué)常用的基本軟件，通過教學(xué)軟件的規(guī)范安裝實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體教室計(jì)算機(jī)的科學(xué)管理，營(yíng)造出良好的教學(xué)環(huán)境。
由于多媒體計(jì)算機(jī)是教學(xué)演示系統(tǒng)的核心，教學(xué)課件都要由它運(yùn)行，而且在很大程度上決定教學(xué)演示效果的好壞，因而不僅要科學(xué)合理規(guī)范安裝好計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件，同時(shí)還必須保護(hù)好多媒體教室計(jì)算機(jī)的教學(xué)環(huán)境。
三、系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)
由于多媒體教室是一個(gè)相對(duì)開放的教學(xué)平臺(tái)，[2]為保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，減少計(jì)算機(jī)軟件故障和病毒的入侵，所有多媒體教室計(jì)算機(jī)中均設(shè)計(jì)安裝系統(tǒng)還原軟件，對(duì)不同的多媒體教室計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同的保護(hù)方式。
1.專業(yè)課多媒體教室設(shè)計(jì)
專業(yè)課教室計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)為開機(jī)不還原系統(tǒng)的保護(hù)方式，以方便專業(yè)教師自行安裝教學(xué)所需的各類專業(yè)軟件，且能較長(zhǎng)時(shí)間正常使用，只有當(dāng)計(jì)算機(jī)受到病毒感染或系統(tǒng)崩潰時(shí)，教師可自行進(jìn)行系統(tǒng)還原工作，在短時(shí)間內(nèi)使計(jì)算機(jī)恢復(fù)正常工作，這樣可有效降低計(jì)算機(jī)軟件故障對(duì)教學(xué)的影響。
一鍵還原精靈裝機(jī)版V8.20軟件既可以滿足專業(yè)教師自行安裝教學(xué)軟件的需求，又可以很好地保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全，因而我們?cè)趯I(yè)課多媒體教室計(jì)算機(jī)中安裝該保護(hù)軟件。
一鍵還原精靈具有方便、安全、快速等特點(diǎn)，運(yùn)行setup.exe 進(jìn)行安裝，安裝過程取消“我同意一鍵還原為主頁”和“安裝百度超級(jí)搜霸”選項(xiàng)，然后選擇開機(jī)引導(dǎo)熱鍵F11，默認(rèn)方式安裝，重啟電腦繼續(xù)安裝，安裝過程中按下ESC鍵，取消自動(dòng)安裝并進(jìn)入高級(jí)模式界面，設(shè)置備份分區(qū)容量為8000M，以滿足備份數(shù)據(jù)對(duì)分區(qū)容量的需求，防止備份失敗，安裝完成，運(yùn)行桌面“一鍵還原精靈裝機(jī)版”圖標(biāo)，點(diǎn)擊【高級(jí)選項(xiàng)】進(jìn)行熱鍵安裝，選擇安裝開機(jī)時(shí)所顯示的熱鍵F11鍵，【確定】重啟計(jì)算機(jī)，屏幕出現(xiàn)提示后，按下F11鍵自動(dòng)備份系統(tǒng)至備份分區(qū)，該分區(qū)為隱藏分區(qū)，可確保備份系統(tǒng)的安全性。當(dāng)需要還原系統(tǒng)時(shí)，只需在計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，按下F11鍵，即可使系統(tǒng)還原至被保護(hù)前的狀態(tài)。
這種保護(hù)方式的設(shè)計(jì)不僅方便了應(yīng)用，為專業(yè)教師開放了安裝應(yīng)用軟件的權(quán)限，同時(shí)也保護(hù)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，教師可根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。
在學(xué)期結(jié)束時(shí)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的恢復(fù)，將本學(xué)期中教師所安裝的專業(yè)軟件全部清除，系統(tǒng)恢復(fù)到被保護(hù)前的狀態(tài)，從而使新學(xué)期的多媒體教室計(jì)算機(jī)恢復(fù)到一個(gè)良好的教學(xué)環(huán)境。
2.基礎(chǔ)課多媒體教室設(shè)計(jì)
由于基礎(chǔ)課教室計(jì)算機(jī)中已安裝了常用的教學(xué)所需軟件，因而將教室計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)為開機(jī)還原系統(tǒng)的保護(hù)方式，我們選用格子啦一鍵還原工具，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的開機(jī)還原，安裝技巧方法如下：
首先將D盤名更改為“還原點(diǎn)備份盤”，E盤名更改為“教師文件備份用盤”。
第一步：安裝格子啦一鍵還原，勾選C、D、E盤作為保護(hù)的磁盤。按F11鍵可實(shí)現(xiàn)全盤還原。
第二步：運(yùn)行格子啦一鍵還原，點(diǎn)擊桌面或狀態(tài)欄中右下角“格子啦一鍵還原”圖標(biāo)。
第三步：創(chuàng)建還原點(diǎn)，點(diǎn)選【創(chuàng)建備份】，勾選C、D盤，創(chuàng)建還原點(diǎn)。
第四步：鎖定還原點(diǎn)，點(diǎn)選【高級(jí)功能】，進(jìn)入【還原點(diǎn)管理】，鎖定還原點(diǎn)。
第五步：設(shè)置保護(hù)密碼，點(diǎn)選【程序設(shè)置】，啟用密碼保護(hù)，輸入軟件保護(hù)密碼，保存配置。
第六步：設(shè)置開機(jī)還原，點(diǎn)選【高級(jí)功能】，進(jìn)入【開機(jī)還原】，選擇還原點(diǎn)，開啟開機(jī)還原，重啟計(jì)算機(jī)，完成開機(jī)還原C、D盤的設(shè)置。
教師可將課件備份至E盤，每次開機(jī)或重啟計(jì)算機(jī)時(shí)，系統(tǒng)即可還原至保護(hù)狀態(tài)。
這種保護(hù)方式的設(shè)計(jì)不僅可有效防止病毒對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境的侵害，而且可以有效防止人為原因?qū)τ?jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境的破壞，開機(jī)自動(dòng)恢復(fù)到被保護(hù)的計(jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境狀態(tài)。
四、結(jié)束語
按照上述方法所設(shè)計(jì)的多媒體教室計(jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境，經(jīng)過多年的多媒體教學(xué)應(yīng)用，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能較長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定工作，從而在最大程度上保證了多媒體教學(xué)的正常實(shí)施，有效推動(dòng)了多媒體教學(xué)效率和質(zhì)量的提升。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：多媒體教室；智能化管理
中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）11-2634-03
1 前述
近年來，由于教育部加大了對(duì)于高校的公共基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)備資金的投入，很多學(xué)校直接把原來建的舊教學(xué)樓中的普通教室全部安裝了多媒體教學(xué)設(shè)備，轉(zhuǎn)變成了多媒體教室，這樣一來使得多媒體教室數(shù)量急劇增加，再加上原來建的舊教學(xué)樓比較分散，使得學(xué)校改建成的多媒體教室分布即零又散。為了讓教師更方便地使用多媒體教學(xué)設(shè)備教學(xué)，為了教學(xué)管理部門更好地管理教學(xué)資源和監(jiān)督與評(píng)估教師教學(xué)情況，更好地為教學(xué)服務(wù)。因此，關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)對(duì)多棟分散的教學(xué)樓中零散的多媒體教室實(shí)行集中智能化管理已經(jīng)成為現(xiàn)代教育技術(shù)行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)問題。
2 現(xiàn)階段多媒體教室管理存在的問題（以海南大學(xué)海甸校區(qū)為例）
海南大學(xué)海甸校區(qū)多媒體教室的快速發(fā)展也就是近五年的時(shí)間（從2009年-2013年），由原來的39間多媒體教室增加到了276間多媒體教室，幾乎將過去所有的普通教室全部改裝成了多媒體教室，這樣一來使得多媒體教室數(shù)量急劇增加，再加上原來建的舊教學(xué)樓比較分散，而且同一棟樓中同一樓層分別設(shè)計(jì)了不同功能的教室，例如同一層樓有多媒體教室、普通教室、有畫室、有辦公室、有機(jī)房、有專業(yè)實(shí)訓(xùn)室等等，使得學(xué)校改建成的多媒體教室分布即零又散。并且現(xiàn)階段對(duì)多媒體教室里的多媒體教室設(shè)備管理還停留在純?nèi)斯さ墓芾砟Ｊ剑斐纱罅康娜肆Α⑽锪拓?cái)力上的浪費(fèi)，并且工作的效率低。
1）涉及多個(gè)部門和科室共同管理，造成教學(xué)資源調(diào)配難和教室管理難的問題。
2）服務(wù)和需求多元化，造成不能遵照學(xué)校規(guī)定的時(shí)間使用多媒體教室的問題。
3）純?nèi)斯さ墓芾砟Ｊ焦芾矶嗝襟w設(shè)備，造成即耗時(shí)又耗力（人力、物力和財(cái)力）問題。
4）教室和教學(xué)設(shè)備使用情況無法監(jiān)督，造成教學(xué)設(shè)備使用數(shù)據(jù)無法統(tǒng)計(jì)，且不利于督導(dǎo)教學(xué)管理。
5）設(shè)備出現(xiàn)故障，排除故障和響應(yīng)時(shí)間太慢。
6）多媒體教學(xué)設(shè)備缺少安防管理。
3 多媒體教室管理現(xiàn)狀與不足
1）采用基于控制主機(jī)-校園網(wǎng)-IP控制模塊-集中控制器（YXNEET500IP）-多媒體教學(xué)設(shè)備（授控設(shè)備）-被控設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)采集-教學(xué)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)返回主控機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多媒體教室和設(shè)備進(jìn)行分布式網(wǎng)絡(luò)化管理[1]。
2）由服務(wù)端（采用J2EE技術(shù)構(gòu)建）與客戶端（采用以Android系統(tǒng)智能手機(jī)為依據(jù)開），采用面向?qū)ο蟮姆治觥⒃O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，通過移動(dòng)終端進(jìn)行控制管理多媒體設(shè)備、查閱教室相關(guān)信息[2]。由此可見多媒體教室的管理也逐步向科學(xué)化、規(guī)范化、系統(tǒng)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)。
3）中央控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱中控主機(jī)），由于中控主機(jī)是通過發(fā)控制編碼的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，所以各種授控設(shè)備必需與中控主機(jī)存在物理上是連接。例如電腦遠(yuǎn)程開機(jī)，需要連接電腦Power開關(guān)，人為因素改動(dòng)計(jì)算機(jī)線路，引發(fā)計(jì)算機(jī)供貨商不再保修。
4）服務(wù)器控制端（總控端），只能用手工方式根據(jù)課程表遠(yuǎn)程開設(shè)備，過程過于繁瑣、易出錯(cuò)且費(fèi)時(shí)。
5）監(jiān)督教室使用情況缺少視頻反饋管理。
4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖
首先，多媒體教室智能化管理系統(tǒng)通過校園網(wǎng)，定時(shí)訪問教務(wù)智能排課系統(tǒng)并獲取排課數(shù)據(jù)。其次，多媒體教室智能化管理系統(tǒng)借助校園網(wǎng)，通過智能多媒體中控將教務(wù)智能排課系中的排課數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到各個(gè)多媒體教室電子鎖的存儲(chǔ)器中。接著，讀卡器根據(jù)排課信息，按照上課時(shí)間打開多媒體柜子鎖頭并觸發(fā)中控聯(lián)動(dòng)控制機(jī)制（中控系統(tǒng)開、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)、啟動(dòng)投影機(jī)、投影幕布放下）；最后，多媒體教室智能化管理系統(tǒng)每隔30秒對(duì)客戶端中控主機(jī)進(jìn)行掃描返回設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
5.1 開發(fā)工具與技術(shù)
系統(tǒng)選用Delphi作為開發(fā)工具結(jié)合Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行開發(fā)，Delphi是由Blrland公司推出的，它是一種Windows平臺(tái)上的程序開發(fā)工具，使用的是Object Pascal語法，是一種面向?qū)ο蟮某绦蜷_發(fā)語言，并且它使用了大量VCL（可視化組件庫(kù)），能更快地、高效地開發(fā)出基于Windows環(huán)境的各類程序，特別是在數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面，優(yōu)勢(shì)更為突出；
UDP協(xié)議（User Datagram Protocol）它是一種不可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，它比較適用于高可靠低延時(shí)的局域網(wǎng)環(huán)境和應(yīng)用于那些面向查詢-應(yīng)答的服務(wù)而服務(wù)需要交換信息比較小環(huán)境；UDP的主要優(yōu)點(diǎn)傳輸速度快，缺點(diǎn)UDP數(shù)據(jù)包可能會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)和錯(cuò)序等現(xiàn)象，而且發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送率可能會(huì)超過接收方的數(shù)據(jù)處理能力。由于UDP 是一個(gè)無連接協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)之前發(fā)起端和接收端不需要建立連接，當(dāng)需要傳送數(shù)據(jù)時(shí)就簡(jiǎn)單地將用程序數(shù)據(jù)，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡(luò)上，并且發(fā)送端使用UDP 傳送數(shù)據(jù)的速度僅僅是受到應(yīng)用程序生成數(shù)據(jù)速度、計(jì)算機(jī)能力和傳輸帶寬的限制。
5.2 中控系統(tǒng)IP模塊通訊協(xié)議
中控系統(tǒng)主機(jī)通過內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)模塊來接收指令，由中控主控芯片根據(jù)中控網(wǎng)絡(luò)控制接口協(xié)議，完成指令對(duì)應(yīng)的操作發(fā)送至終端設(shè)備，指令數(shù)據(jù)均是十六進(jìn)制數(shù)，例如接到fe，01，14，52，1，68，ff指令，根據(jù)中控網(wǎng)絡(luò)控制接口協(xié)議，fe表示起始碼，01代表電腦（控制碼總控電腦發(fā)過來的），14代表開關(guān)類模塊，52表示執(zhí)行開流程，1表示執(zhí)行的端口（如繼電器端口號(hào)），68代表校驗(yàn)碼，用于判斷指令是否有效，它的值等于（發(fā)送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作數(shù)據(jù)） mod 100即（01+14+52+01）mod 100=68；，ff表示數(shù)據(jù)傳送完畢，該指令表示的意義為：通過總控室電腦遠(yuǎn)程控制中控系統(tǒng)開流程。
5.3.7 完成數(shù)據(jù)寫入電控鎖管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)開鎖觸發(fā)中控聯(lián)動(dòng)。
多媒體教室智能化管理系統(tǒng)借助于中控主機(jī)硬件上的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和IC卡網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，結(jié)合電子教室管理軟件中的遠(yuǎn)程軟件管理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)智能化開啟和監(jiān)控教室設(shè)備，并運(yùn)用教室安裝的攝像頭得到的監(jiān)控視頻圖像，來觀察和判斷教室情況及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)多媒體教室的智能化管理。
6 結(jié)束語
系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不但很好地解決了以上陳述的問題，而且還能在舉辦各種考試時(shí)，加強(qiáng)考場(chǎng)、考紀(jì)、考風(fēng)的監(jiān)督作用，特別是在分布式的人工管理模式轉(zhuǎn)向智能化管理模式，使得多媒體教室的日常管理更規(guī)范化，管理部門組織體系更趨于完善，人員配備更為合理，職責(zé)定位更加明確，技術(shù)服務(wù)更到位，既提高了教學(xué)質(zhì)量，又提升管理水平，更好地為教學(xué)與教學(xué)管理服務(wù)。
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王鎮(zhèn)江，楊厚群
（海南大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，海南 海口570028）
摘要：根據(jù)現(xiàn)代多媒體教室管理需求，借助校園網(wǎng)應(yīng)用多媒體教室智能化管理系統(tǒng)，通過MC900智能多媒體控制系統(tǒng)將教務(wù)智能排課系中的排課數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到各多媒體教室電子鎖的存儲(chǔ)器中，讀卡器根據(jù)存儲(chǔ)器中的排課信息，按時(shí)開鎖并觸發(fā)中控聯(lián)動(dòng)控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多媒體教室智能化管理。
關(guān)鍵詞：多媒體教室；智能化管理
中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）11-2634-03
1 前述
近年來，由于教育部加大了對(duì)于高校的公共基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)備資金的投入，很多學(xué)校直接把原來建的舊教學(xué)樓中的普通教室全部安裝了多媒體教學(xué)設(shè)備，轉(zhuǎn)變成了多媒體教室，這樣一來使得多媒體教室數(shù)量急劇增加，再加上原來建的舊教學(xué)樓比較分散，使得學(xué)校改建成的多媒體教室分布即零又散。為了讓教師更方便地使用多媒體教學(xué)設(shè)備教學(xué)，為了教學(xué)管理部門更好地管理教學(xué)資源和監(jiān)督與評(píng)估教師教學(xué)情況，更好地為教學(xué)服務(wù)。因此，關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)對(duì)多棟分散的教學(xué)樓中零散的多媒體教室實(shí)行集中智能化管理已經(jīng)成為現(xiàn)代教育技術(shù)行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)問題。
2 現(xiàn)階段多媒體教室管理存在的問題（以海南大學(xué)海甸校區(qū)為例）
海南大學(xué)海甸校區(qū)多媒體教室的快速發(fā)展也就是近五年的時(shí)間（從2009年-2013年），由原來的39間多媒體教室增加到了276間多媒體教室，幾乎將過去所有的普通教室全部改裝成了多媒體教室，這樣一來使得多媒體教室數(shù)量急劇增加，再加上原來建的舊教學(xué)樓比較分散，而且同一棟樓中同一樓層分別設(shè)計(jì)了不同功能的教室，例如同一層樓有多媒體教室、普通教室、有畫室、有辦公室、有機(jī)房、有專業(yè)實(shí)訓(xùn)室等等，使得學(xué)校改建成的多媒體教室分布即零又散。并且現(xiàn)階段對(duì)多媒體教室里的多媒體教室設(shè)備管理還停留在純?nèi)斯さ墓芾砟Ｊ剑斐纱罅康娜肆Α⑽锪拓?cái)力上的浪費(fèi)，并且工作的效率低。
1）涉及多個(gè)部門和科室共同管理，造成教學(xué)資源調(diào)配難和教室管理難的問題。
2）服務(wù)和需求多元化，造成不能遵照學(xué)校規(guī)定的時(shí)間使用多媒體教室的問題。
3）純?nèi)斯さ墓芾砟Ｊ焦芾矶嗝襟w設(shè)備，造成即耗時(shí)又耗力（人力、物力和財(cái)力）問題。
4）教室和教學(xué)設(shè)備使用情況無法監(jiān)督，造成教學(xué)設(shè)備使用數(shù)據(jù)無法統(tǒng)計(jì)，且不利于督導(dǎo)教學(xué)管理。
5）設(shè)備出現(xiàn)故障，排除故障和響應(yīng)時(shí)間太慢。
6）多媒體教學(xué)設(shè)備缺少安防管理。
3 多媒體教室管理現(xiàn)狀與不足
1）采用基于控制主機(jī)-校園網(wǎng)-IP控制模塊-集中控制器（YXNEET500IP）-多媒體教學(xué)設(shè)備（授控設(shè)備）-被控設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)采集-教學(xué)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)返回主控機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多媒體教室和設(shè)備進(jìn)行分布式網(wǎng)絡(luò)化管理[1]。
2）由服務(wù)端（采用J2EE技術(shù)構(gòu)建）與客戶端（采用以Android系統(tǒng)智能手機(jī)為依據(jù)開），采用面向?qū)ο蟮姆治觥⒃O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，通過移動(dòng)終端進(jìn)行控制管理多媒體設(shè)備、查閱教室相關(guān)信息[2]。由此可見多媒體教室的管理也逐步向科學(xué)化、規(guī)范化、系統(tǒng)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)。
3）中央控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱中控主機(jī)），由于中控主機(jī)是通過發(fā)控制編碼的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制，所以各種授控設(shè)備必需與中控主機(jī)存在物理上是連接。例如電腦遠(yuǎn)程開機(jī)，需要連接電腦Power開關(guān)，人為因素改動(dòng)計(jì)算機(jī)線路，引發(fā)計(jì)算機(jī)供貨商不再保修。
4）服務(wù)器控制端（總控端），只能用手工方式根據(jù)課程表遠(yuǎn)程開設(shè)備，過程過于繁瑣、易出錯(cuò)且費(fèi)時(shí)。
5）監(jiān)督教室使用情況缺少視頻反饋管理。
4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖
圖1 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)原理圖
首先，多媒體教室智能化管理系統(tǒng)通過校園網(wǎng)，定時(shí)訪問教務(wù)智能排課系統(tǒng)并獲取排課數(shù)據(jù)。其次，多媒體教室智能化管理系統(tǒng)借助校園網(wǎng)，通過智能多媒體中控將教務(wù)智能排課系中的排課數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到各個(gè)多媒體教室電子鎖的存儲(chǔ)器中。接著，讀卡器根據(jù)排課信息，按照上課時(shí)間打開多媒體柜子鎖頭并觸發(fā)中控聯(lián)動(dòng)控制機(jī)制（中控系統(tǒng)開、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)、啟動(dòng)投影機(jī)、投影幕布放下）；最后，多媒體教室智能化管理系統(tǒng)每隔30秒對(duì)客戶端中控主機(jī)進(jìn)行掃描返回設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
4.2 系統(tǒng)目標(biāo)圖
圖2 系統(tǒng)目標(biāo)圖
5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.1 開發(fā)工具與技術(shù)
系統(tǒng)選用Delphi作為開發(fā)工具結(jié)合Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行開發(fā)，Delphi是由Blrland公司推出的，它是一種Windows平臺(tái)上的程序開發(fā)工具，使用的是Object Pascal語法，是一種面向?qū)ο蟮某绦蜷_發(fā)語言，并且它使用了大量VCL（可視化組件庫(kù)），能更快地、高效地開發(fā)出基于Windows環(huán)境的各類程序，特別是在數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面，優(yōu)勢(shì)更為突出；
UDP協(xié)議（User Datagram Protocol）它是一種不可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，它比較適用于高可靠低延時(shí)的局域網(wǎng)環(huán)境和應(yīng)用于那些面向查詢-應(yīng)答的服務(wù)而服務(wù)需要交換信息比較小環(huán)境；UDP的主要優(yōu)點(diǎn)傳輸速度快，缺點(diǎn)UDP數(shù)據(jù)包可能會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)和錯(cuò)序等現(xiàn)象，而且發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送率可能會(huì)超過接收方的數(shù)據(jù)處理能力。由于UDP 是一個(gè)無連接協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)之前發(fā)起端和接收端不需要建立連接，當(dāng)需要傳送數(shù)據(jù)時(shí)就簡(jiǎn)單地將用程序數(shù)據(jù)，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡(luò)上，并且發(fā)送端使用UDP 傳送數(shù)據(jù)的速度僅僅是受到應(yīng)用程序生成數(shù)據(jù)速度、計(jì)算機(jī)能力和傳輸帶寬的限制。
5.2 中控系統(tǒng)IP模塊通訊協(xié)議
通訊協(xié)議格式：“起始碼+源器件地址+目的器件地址+操作指令+操作數(shù)據(jù)+校驗(yàn)碼+結(jié)束碼”；起始碼：＼xfe（254），表示一個(gè)新數(shù)據(jù)傳送的開始； 源器件地址：1-15共15個(gè)；目的器件地址：16-255共240個(gè)； 操作指令：一般一個(gè)指令碼；操作數(shù)據(jù)：指令碼對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)；校驗(yàn)碼：（發(fā)送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作數(shù)據(jù)） mod 256；結(jié)束碼：＼xff（255），表示數(shù)據(jù)傳送完畢；
單擊系統(tǒng)中“中控開”按鈕代碼；
rocedure Tdemo.B1Click（Sender： TObject）；
begin
CmdBuf[1] ：= $01 ；
CmdBuf[2] ：= $14 ；
CmdBuf[3] ：= $52 ；
CmdBuf[4] ：= $01 ；
SendUDPcmd（CmdBuf， 4）； //發(fā)送fe，1，14，52，1，68，ff指令。
Sleep（100）；
end；
中控系統(tǒng)主機(jī)通過內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)模塊來接收指令，由中控主控芯片根據(jù)中控網(wǎng)絡(luò)控制接口協(xié)議，完成指令對(duì)應(yīng)的操作發(fā)送至終端設(shè)備，指令數(shù)據(jù)均是十六進(jìn)制數(shù)，例如接到fe，01，14，52，1，68，ff指令，根據(jù)中控網(wǎng)絡(luò)控制接口協(xié)議，fe表示起始碼，01代表電腦（控制碼總控電腦發(fā)過來的），14代表開關(guān)類模塊，52表示執(zhí)行開流程，1表示執(zhí)行的端口（如繼電器端口號(hào)），68代表校驗(yàn)碼，用于判斷指令是否有效，它的值等于（發(fā)送器件地址+接收器件地址+操作指令+操作數(shù)據(jù)） mod 100即（01+14+52+01）mod 100=68；，ff表示數(shù)據(jù)傳送完畢，該指令表示的意義為：通過總控室電腦遠(yuǎn)程控制中控系統(tǒng)開流程。
5.3 接口軟件自動(dòng)下載排課數(shù)據(jù)
5.3.1 建數(shù)據(jù)庫(kù)
IC卡網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)SoftData.mdb
5.3.2 建數(shù)據(jù)表
ClassroomData，存放教室名稱、編號(hào)、IP地址、端口等教室信息；
ClassTime，存放每天的課程時(shí)間信息；
Week，存放學(xué)期每周日對(duì)應(yīng)的日期；
ClassTab，存放由教務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換過來的課程數(shù)據(jù)，包括教室名稱、教室編號(hào)、教師名稱、教師編號(hào)、教師卡號(hào)、周次、星期、節(jié)次等信息；
KeTable，存放下載到教室IC卡的數(shù)據(jù)信息，包括教室名稱、教室編號(hào)、教師名稱、教師編號(hào)、教師卡號(hào)、刷卡時(shí)間等信息；
5.3.3 建立接口
由接口軟件、配置文件（*.ini）和IC卡網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)SoftData.mdb三部分組成。
5.3.4 接口軟件初始化
IC卡網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)軟件CardReader清空所有教室的課表卡；
檢查或錄入ClassroomData表中的數(shù)據(jù)，主要是教室名稱、編號(hào)、IP地址、端口等；
檢查或錄入ClassTime表中的每天課程時(shí)間數(shù)據(jù)，時(shí)間格式為兩位的時(shí)和兩位的分，比如：“0850”表示8點(diǎn)50分；
檢查或錄入week表中的每周日對(duì)應(yīng)的日期數(shù)據(jù)，日期格式為“年.月.日”，比如“2009.9.23”表示2009年9月23日；
準(zhǔn)備ClassTab表；
清空KeTable表；
5.3.5 導(dǎo)入排課數(shù)據(jù)于KeTable表中
5.3.6 發(fā)送排課數(shù)據(jù)以中控網(wǎng)絡(luò)控制接口協(xié)議用UDP的傳輸方式發(fā)送
5.3.7 完成數(shù)據(jù)寫入電控鎖管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)開鎖觸發(fā)中控聯(lián)動(dòng)。
多媒體教室智能化管理系統(tǒng)借助于中控主機(jī)硬件上的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和IC卡網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，結(jié)合電子教室管理軟件中的遠(yuǎn)程軟件管理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)智能化開啟和監(jiān)控教室設(shè)備，并運(yùn)用教室安裝的攝像頭得到的監(jiān)控視頻圖像，來觀察和判斷教室情況及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)多媒體教室的智能化管理。
6 結(jié)束語
系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不但很好地解決了以上陳述的問題，而且還能在舉辦各種考試時(shí)，加強(qiáng)考場(chǎng)、考紀(jì)、考風(fēng)的監(jiān)督作用，特別是在分布式的人工管理模式轉(zhuǎn)向智能化管理模式，使得多媒體教室的日常管理更規(guī)范化，管理部門組織體系更趨于完善，人員配備更為合理，職責(zé)定位更加明確，技術(shù)服務(wù)更到位，既提高了教學(xué)質(zhì)量，又提升管理水平，更好地為教學(xué)與教學(xué)管理服務(wù)。
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關(guān)鍵詞：教室用電；數(shù)據(jù)采集；上位機(jī)軟件；B/S架構(gòu)
中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）08-0045-02
0 引 言
當(dāng)前，各個(gè)學(xué)校都非常重視節(jié)約型校園建設(shè)，然而校園“常明燈”、“常流水”等現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。學(xué)生、老師離開教室后，未能及時(shí)關(guān)燈、關(guān)風(fēng)扇、關(guān)空調(diào)，導(dǎo)致了用電的極大浪費(fèi)。學(xué)校除了從制度上進(jìn)一步規(guī)范，以及加強(qiáng)管理人員素質(zhì)以外，更重要的是應(yīng)該有一套能在線監(jiān)控各個(gè)教室的用電情況的系統(tǒng)，以達(dá)到精確定位的目的。目前，上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)可分為C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)，如文獻(xiàn)[1]使用了CGI技術(shù)和B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了嵌入式Web服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交互，文獻(xiàn)[2，3，4]分別使用了C/S架構(gòu)完成了上位機(jī)開發(fā)。
1 上位機(jī)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本文研究的教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備、節(jié)點(diǎn)PC和中心服務(wù)器三部分，圖1所示是教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。該現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備由嵌入式設(shè)備設(shè)計(jì)而成，它是基于RS485的，可以通過串口將數(shù)據(jù)傳送至節(jié)點(diǎn)PC，但它是被動(dòng)的，必須由節(jié)點(diǎn)PC發(fā)出指令后才會(huì)將所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至節(jié)點(diǎn)PC；節(jié)點(diǎn)PC則擔(dān)任發(fā)送指令至現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備、從串口接收數(shù)據(jù)以及發(fā)送數(shù)據(jù)至中心服務(wù)器的任務(wù)；中心服務(wù)器負(fù)責(zé)接收各節(jié)點(diǎn)PC通過Internet發(fā)送過來的數(shù)據(jù)、還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和顯示等任務(wù)。最終，用戶只需登錄瀏覽器，輸入U(xiǎn)RL后即可觀察各教室的用電情況。
本文設(shè)計(jì)的上位機(jī)軟件包括節(jié)點(diǎn)PC和中心服務(wù)器上的軟件，整個(gè)結(jié)構(gòu)是基于Java平臺(tái)和B/S架構(gòu)的，前者是一個(gè)純粹的Java應(yīng)用程序，后者是不僅包含Java應(yīng)用程序，還采用了當(dāng)前廣泛使用的SSH框架技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于Web的管理系統(tǒng)。
2 節(jié)點(diǎn)PC端軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
節(jié)點(diǎn)PC端的軟件主要負(fù)責(zé)完成三個(gè)任務(wù)，分別是：
（1）通過串口，以輪詢的方式向不同地址的現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備發(fā)送指令；
（2）現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備收到合法指令后，即會(huì)發(fā)送參數(shù)數(shù)據(jù)（電流、電壓及功率等）至節(jié)點(diǎn)PC，因此，節(jié)點(diǎn)PC需要從串口接收數(shù)據(jù)；
（3）節(jié)點(diǎn)PC將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至中心服務(wù)器。
結(jié)點(diǎn)PC軟件的詳細(xì)流程圖如圖2所示。
3 中心服務(wù)器端軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1 中心服務(wù)器端軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
中心服務(wù)器端軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。從圖中可以看出，中心服務(wù)器端軟件由數(shù)據(jù)接收及存儲(chǔ)子系統(tǒng)和用電管理及數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)組成。前者為后臺(tái)服務(wù)器程序，為Java應(yīng)用程序；后者是基于SSH框架的B/S架構(gòu)，用于管理和數(shù)據(jù)顯示。兩個(gè)子系統(tǒng)之間通過SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)共享數(shù)據(jù)并獨(dú)立運(yùn)行。
3.2 數(shù)據(jù)接收及存儲(chǔ)子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)接收及存儲(chǔ)子系統(tǒng)主要作用包括：
（1）通過Internet網(wǎng)絡(luò)接收各個(gè)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)PC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)很多時(shí)需要進(jìn)行多線程處理；
（2）對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，得到相應(yīng)的電力參數(shù)；
（3）將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
數(shù)據(jù)接收及存儲(chǔ)子系統(tǒng)的詳細(xì)流程圖如圖4所示。
3.3 用電管理及數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)
該子系統(tǒng)采用了基于SSH框架的B/S架構(gòu)，充分利用了SSH三大框架的優(yōu)點(diǎn)，前臺(tái)使用了HTML語言和JavaScript語言，CCS進(jìn)行布局和修飾。該子系統(tǒng)功能包括登錄管理、教室管理、教室用電數(shù)據(jù)顯示、歷史曲線、數(shù)據(jù)查詢等。
3.3.1 登錄管理
為確保系統(tǒng)安全，需要對(duì)登錄用戶進(jìn)行分級(jí)管理，分為管理員和普通用戶。其區(qū)別是前者可以操作所有功能，而后者只能查看、下載、瀏覽數(shù)據(jù)。
3.3.2 教室管理
可對(duì)教室進(jìn)行管理，包括添加、修改、刪除和更新。最后以樹狀結(jié)構(gòu)顯示出來，其效果如圖5所示。
3.3.3 教室用電數(shù)據(jù)顯示
本文將采集到的數(shù)據(jù)以表格形式展示出來，其效果如圖6所示。點(diǎn)擊教室列表中的某個(gè)教室就會(huì)顯示該教室的所有數(shù)據(jù)。
3.3.4 歷史曲線
歷史曲線主要是針對(duì)某個(gè)教室，通過選擇某個(gè)教室后，即可瀏覽該教室的歷史曲線。其效果如圖7所示。
3.3.5 數(shù)據(jù)查詢
用戶可根據(jù)教室名稱、日期或者二者同時(shí)進(jìn)行查詢教室用電相關(guān)數(shù)據(jù)。
4 結(jié) 語
本文通過使用Java平臺(tái)和B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)與開發(fā)的教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機(jī)軟件。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該軟件不僅運(yùn)行穩(wěn)定，能夠準(zhǔn)確及時(shí)接收到采集的數(shù)據(jù)，而且用戶操作也方便。因此，該軟件具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
參 考 文 獻(xiàn)
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