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摘要:
随着高校信息化和数字化的推进，智能化校园的构建正在不断完善。如何将各类智能化技术合理地应用到教学环节中，是各高校努力追寻的目标。多媒体智控管理系统，充分考虑了教学需求，实现了“一个中心、两个目标”，即以节能减排为中心，安全智能操作为第一目标，低成本高性能为第二目标。进一步完善智能化多媒体教学系统，为多媒体教学走向现代化提供了更加前沿的技术支持，对高质量、高效率教学有着重大的意义。
关键词:
智控;节能减排;安全;低成本高性能
多媒体教学在教学方式中以其智能、高效、充满活力等优势在教学领域独树一帜。在当前的信息化时代里，各种智能技术也正在飞速发展。技术融合，是各项事业水平提高的必要条件。多媒体教学系统从历史发展到如今，也正逐步地将各种智能技术融入进来，多媒体教学系统的智能化越来越强大。多媒体智能化使得操作流程趋于简单化，这也使得教师操作多媒体设备更加便利。而作为多媒体设备管理者，应考虑的是在当前的教学环境下，如何根据现有的硬件基础，融入更多的智能化技术，为教师提供更优质的教学环境。当前，很多教室都已经改为多媒体教室，但是教室的分布地点比较分散，这使得日常维护狠繁杂［1］，同时教师每次上下课还需要到多媒体办公室来取送多媒体机柜钥匙。本文针对这种现象，根据多媒体教学需求，把现有的门禁刷卡技术进行改进，然后融入到当前的多媒体体系中，使多媒体硬件发挥更大的功效，也使教学系统更加的强大。通过对多数高校的走访、调研，发现其中多数都已经建设了数字化、网络化的教学环境，而且每位教师都配发了一张校园卡。但是以往的校园卡仅仅用作校内饮食、购物、上网缴费等。在教学方面还没发挥其功能。本文的多媒体教学智控管理系统就是将其功能进行了拓展，把它变成了每个任课教师的一把“钥匙”。在为教师提供便利的同时，也进一步完善了整个多媒体教学环境。
1多媒体教学智控系统分析
每一项智能技术的融入对于教育教学系统来说都是一次重大变革。而正因为每一次变革都影响着整个教学，所以需要考虑的因素也必然会很多。下面从智控基础、节能减排、安全操作、低成本高性能4个方面进行分析、论述，探讨多媒体教学智控系统对教育教学改革具有重大意义。
1.1“智控”是基础
多媒体教学设备能够为教师的教学提供必要的辅助作用。设备操作的繁杂必然会给教师的教学操作带来诸多不便。所以，智能控制是简化操作的基础。本文所述的智控系统的核心硬件就是现在风靡全球，正在被广泛使用的Arduino开发平台［4］。作为本系统的核心硬件平台，Arduino有着不可或缺的优势。Arduino抛开了传统硬件开发的复杂操作，不需要了解硬件的内部结构和寄存器设置，也不需要过多的电子知识和编程知识，只需通过简单的学习，了解各个引脚和函数的作用，便可利用它开发出各种出色的项目［3］。此系统可以实现两种运作方案:第一种是本地存储、智能操作;第二种为远程访问，远程核实信息。两种方式的区别在于校园卡信息的存储方式不同，这也使得此系统可以适应多媒体教学平台。如果现行多媒体教学管理系统是架设在校园网环境下，就可以外设一台服务器，用来存储教师校园一卡通的信息，同时与任课教师的课程安排相关联。然后将此系统的核心硬件放置于教室多媒体机柜中，与服务器的数据库通过网络进行数据传输［5］。这样任课教师在自己的任课时间里，可以直接到对应多媒体教室进行课前准备操作，无需到多媒体管理办公室取送机柜钥匙。任课教师只需用自己的校园卡进行刷卡操作，即可开启多媒体机柜，根据上课需求，进行选择操作。如出现教师在本地操作无法打开多媒体机柜，多媒体管理人员还可以通过控制机进行远程开关锁操作。若多媒体教学管理系统没有建立网络连接，仍然仅实现本地操作，此系统仍可以很好地与多媒体管理系统进行融合［6］。多媒体管理人员只需在机柜的核心硬件系统中嵌入存储器，然后将对应课程安排的电子数据库传入存储器，这样任课教师就可以通过校园卡对多媒体机柜进行操作。以上两种智能控制模式也可以实现双模式协作，这样有无网络都不影响任课教师的课前准备工作。
1.2“节能减排”是中心
在各领域逐渐走向现代化的同时，各种各样的资源也在不断地被消耗着。发展固然是好事，但也要时刻考虑到如何才能节约能源，减少有害物质的排放。此系统的融入，直接节约了多媒体设备运行的电力资源［7］。此系统在执行关闭指令的同时，也会向电源控制器发送断电指令。在保证多媒体设备正常关机的前提下，将不使用的多媒体设备进行断电操作。而当教师执行刷卡操作，信息准确发送开锁指令的时候，也会对电源控制器进行加电操作。这时电源正常接通，多媒体设备处于待机状态，等待教师选择操作。这种断电、待机行为都为教学机构节省了大量的电能，也间接地实现了减少废弃物排放。
1.3“安全操作”是第一目标
对于操作对象，需要在操作方面考虑每一个细节。这样，才能保证使用对象的安全操作。教师的整个操作过程，都无需直接接触到柜内的多媒体设备，这也从客观上保证了教师的操作安全。教师只需将校园卡放在指定范围，使读卡器读取校园卡信息，然后控制核心会把卡内信息通过网络模块传输到服务器，与服务器数据进行比对。如果信息正确，就会返给控制核心一个开锁指令，控制核心会根据多媒体管理人员起初的设置来进行指令派发，如对多媒体机柜发送开柜信号，对电源控制器发送电路连通信号等［8］。对于电子设备，首先要考虑的就是电的问题。在实现机柜表面绝缘的条件下，还需要考虑教师的整个操作过程不需要直接接触到电［9］。以前幕布上升、下降的控制，控制按键原理就是直接在设备电源的火线上连接了开关，通过两个电路的连通和断开，实现幕布的升降。但现在直接通过智能管理系统，给出升降指令，用弱电控制强电，来实现安全操作的目的。使用者无需直接触碰到强电开关，只需要按一下指令按键即可，真正实现了教师的安全操作。
1.4“低成本高效能”是第二目标
在保证以上条件的情况下，对于一种新的智能技术的引入，多媒体智能管理系统的构建还需考虑如何降低技术成本［10］。本文论述的智控系统所采用的硬件设备完全符合低成本原则。本多媒体智能管理系统使用Arduino作为开发平台，有以下几个优势。如Arduino可以在Windows、MacOSX和Linux三大主流操作系统上运行;ArduinoIDE基于ProcessingIDE开发，有着很大的灵活性且极易掌握;Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的，这也为开发者提供了一个免费的开发资源［11］。并且Arduino简单的开发方式也使得开发者更加关注于创意与实现，可以更快地完成自己的项目开发，大大节约学习的成本，缩短开发周期。同时，采用Arduino研发的多媒体智能管理系统还具有很好的再扩充性。如当前系统不能满足新的需求或是在某个功能上有了更好的操控模式，多媒体管理人员可以自行对其进行功能拓展［12］。在硬件方面，只需要添加相应的功能模块即可;代码编程为大家熟知的C语言编程，所以学习难度相对较小。这样就完全可以实现以低的成本购进系统，通过后期非重复式的功能嵌入，使其发挥高效能。
2智能革新意义重大
“智能化”在现代化教育教学改革中是一个亮点，亦是一个重点。“现代化”、“信息化”、“信息高速公路”、“多元化”、“高效能”等新的有代表性的名词频频出现在教育教学的研究领域。这也意味着想真正地实现现代化教学，智能革新势在必行［13］。传统的教育教学模式的特点是以理论教学为主，导致理论与实践结合演示的过程难以实现。而如今的现代化教学模式需要将学生培养成理论联系实践，理论知识更加注重实用性。所以现代化多媒体教学系统必然成为当前教学的主力［14］。利用多媒体将理论知识通过动态演示的方式展现给学生，使学生在学习的过程中有身临其境的感觉。然而，早先的多媒体设备价格昂贵，操作安全系数低，制作周期也非常漫长。所以教育教学领域的研究人员都在积极探索如何将其它领域的智能技术融入到当前的多媒体教学系统中，使整个系统能够达到使用需求［15］。但智能研究又具有一定的局限性，因为研究智能化需要投入大量的人力、物力，同时也具有一定的风险性，使得许多研究人员望而却步。随着各个领域专业技术的不断发展，硬件基础的日益雄厚，智能化研究也逐渐转向低成本投入，这也使得教育教学智能化研究群体越发壮大。智能化的硬件设备也是层出不穷。通过人们不断地使用、对比，智能化操控技术也是日益精进。多媒体教学智控管理系统也正是通过这样不断地尝试、创新，并逐步地将各种主客观因素考虑进去，才慢慢地成为当前简单实用的系统体系。智能革新的意义也正是在此，即把当前的现代化多媒体管理系统与更加便捷的智能化操控管理技术完美地融合起来，达到多媒体授课教师的使用需求，同时充分考虑使用者的感受，通过添加硬件功能模块及编译新功能代码，使整个教学系统在环保、安全、低成本等条件下，能够在整个教学过程中充分地发挥其辅助功效，也使“教”与“学”能够收到事半功倍的效果，最重要的是使得整个教育教学体系能够与信息化时代齐头并进，将教育事业推向更高峰。
作者：贾立伟 王俊鹏 单位：沈阳航空航天大学教务处
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