一、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

1 需求分析
　　從廣義來(lái)講，凡是在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)活動(dòng)均可稱(chēng)之為“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”，無(wú)論你是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)發(fā)布教學(xué)內(nèi)容；通過(guò)電子郵件與學(xué)生交流；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞視頻信息，將一堂課以多種方式共享給另外一個(gè)或多個(gè)課堂的樣式；以及基于網(wǎng)絡(luò)的任何形式的教學(xué)廣播等等都屬于“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”。
　　智能化是多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)向深層次發(fā)展的客觀要求。盡管多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)迅速發(fā)展，大量多媒體課件和多樣化的教學(xué)模式被開(kāi)發(fā)使用并取得較好成果，但人們?cè)陂_(kāi)發(fā)使用中發(fā)現(xiàn)，這些系統(tǒng)始終存在一些缺陷：操作過(guò)于繁瑣，系統(tǒng)不夠穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過(guò)程不夠協(xié)調(diào)，教學(xué)方式不夠靈活，實(shí)際達(dá)到的下過(guò)不佳等等。因而需要未來(lái)系網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)能夠做到：
　　1．能夠非常方便快捷的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作。一般整個(gè)系統(tǒng)中與教育相關(guān)的部分都稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)教育資源，包括環(huán)境、信息和人力三大資源。為了能夠設(shè)計(jì)有效的網(wǎng)絡(luò)課程，實(shí)施有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，便捷的操作是非常重要的。
　　2．能夠穩(wěn)定可靠的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作。教學(xué)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，這就要求整個(gè)系統(tǒng)設(shè)施都能夠經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)作的考驗(yàn)。同時(shí)，擁有一套可行的突發(fā)事件處理方案。
　　3．總控中心和各多媒體教室能夠完美的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)工作。其中，總控中心負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的宏觀控制，同時(shí)，各多媒體教室能夠根據(jù)自己的需要選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，兩者任何時(shí)間均能夠協(xié)調(diào)工作。
　　4．靈活的多樣化媒體表現(xiàn)方式的接入。如教師能夠非常方便的使用自帶的優(yōu)盤(pán)、便攜機(jī)等接入整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行各種媒體演示等等，同時(shí)，方便教師不斷積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并能針對(duì)具體情況及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的教學(xué)策略等。
　　5．充分考慮對(duì)整個(gè)教學(xué)效果的提高。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)中均要能夠考慮考慮到實(shí)現(xiàn)友好和自然的人機(jī)對(duì)話(huà)，方便教師對(duì)未預(yù)期的提問(wèn)和錯(cuò)誤能給出合理的反饋操作，學(xué)生能夠非常方便的表達(dá)自己的思想等等。
　　這樣的系統(tǒng)實(shí)際上就是智能化的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)以智能化網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)，當(dāng)前，多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研制和開(kāi)發(fā)已成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中的一個(gè)重要的前沿課題。
　　諸多資料表明，建設(shè)這樣一個(gè)現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，面對(duì)復(fù)雜的教學(xué)軟硬件資源，必須有一套有效的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，才能使得整個(gè)系統(tǒng)能夠有序化的工作，事半功倍，真正達(dá)到建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的目的。

2 系統(tǒng)概述
　　隨著近幾年教育的不斷發(fā)展，新建校區(qū)和大學(xué)城如雨后春筍般發(fā)展起來(lái)，多間至數(shù)十間多媒體教室的集中控制和管理將成為學(xué)校多媒體教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的方向。
　　思美特網(wǎng)絡(luò)融合控制系統(tǒng)徹底解決了以往中控系統(tǒng)的先天缺陷，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)充分實(shí)現(xiàn)多間教室的集中控制和后臺(tái)管理功能，同時(shí)思美特控制系統(tǒng)能夠與其他如安防、辦公以及教務(wù)等子系統(tǒng)無(wú)縫集成，全面支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源，為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供一體化解決方案。同時(shí)，思美特網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)為“數(shù)字校園”建設(shè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)手段。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
　　1、先進(jìn)性原則
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和設(shè)備選型遵循先進(jìn)性原則，能夠使多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的建設(shè)與學(xué)校其他系統(tǒng)的建設(shè)在技術(shù)平臺(tái)水平上保持相對(duì)的時(shí)代同步性，以保障系統(tǒng)的生命周期盡可能地延長(zhǎng)；以保證與現(xiàn)有或在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)可以采用的設(shè)備相兼容。
　　2、資源共享性原則
　　網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教育信息資源的傳輸和共享來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)。建立在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的多媒體系統(tǒng)，把多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)緊密結(jié)合，大大擴(kuò)展了單機(jī)多媒體系統(tǒng)的功能。它不僅具有各種媒體信息處理和人機(jī)交互功能，更重要的是它實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上多媒體信息傳遞和多媒體信息資源共享，形成了一種最理想的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，代表了多媒體教學(xué)應(yīng)用的最新發(fā)展和必然趨勢(shì)。
　　3、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型應(yīng)注重實(shí)用功能、降低總體投資，求得先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性的完美統(tǒng)一，做到設(shè)備性能/價(jià)格比的最好綜合。從學(xué)校教學(xué)管理的實(shí)際需求出發(fā)，摒棄一切學(xué)校不需要的華而不實(shí)的東西。
　　4、安全可靠性原則
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案要求將人機(jī)安全、設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行等可靠性要點(diǎn)，作為系統(tǒng)建設(shè)方案的首要設(shè)計(jì)原則，以保證系統(tǒng)在運(yùn)行期間，為用戶(hù)執(zhí)行安全防范和服務(wù)質(zhì)量管理任務(wù)提供有效的技術(shù)支持手段，為用戶(hù)降低系統(tǒng)運(yùn)行方面的人工和資金成本。本期建設(shè)對(duì)前端設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性要求非常高，要能夠每周7天，每天16小時(shí)不斷工作。對(duì)關(guān)鍵的設(shè)備應(yīng)提供冗余熱備份，提供各種故障的快速恢復(fù)措施，并應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力。在滿(mǎn)足上述可靠性要求的前提下，應(yīng)盡可能優(yōu)化方案，減少設(shè)備的投資。
　　5、操作、維護(hù)的簡(jiǎn)便性原則
　　以提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)簡(jiǎn)便性原則，針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)操作人員的實(shí)際情況和實(shí)際操作需要，進(jìn)行信號(hào)采集、傳輸和操作控制等各子系統(tǒng)的操作功能設(shè)計(jì)。
　　6、可擴(kuò)展性原則
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)必須支持將來(lái)的擴(kuò)容和平滑升級(jí)。在保障滿(mǎn)足學(xué)?，F(xiàn)有需求的同時(shí)，為學(xué)校將來(lái)的系統(tǒng)擴(kuò)展打下基礎(chǔ)。系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化，并在設(shè)備選型方面有一定的可替換性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮系統(tǒng)對(duì)通過(guò)光纖網(wǎng)傳輸和通過(guò)衛(wèi)星傳輸?shù)募嫒菪院涂商鎿Q性。多媒體教育系統(tǒng)應(yīng)能兼容和支持將來(lái)開(kāi)展的增值業(yè)務(wù)；應(yīng)能支持多種形式的節(jié)目及用戶(hù)的管理和控制。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)功能特點(diǎn)概述

1 總控中心集中控制和管理
　　系統(tǒng)管理人員可以在總控中心根據(jù)實(shí)際需要直接控制任意多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的所有系統(tǒng)及環(huán)境設(shè)備，包括提前打開(kāi)各個(gè)教室電源、投影、屏幕；根據(jù)需要在投影上播放指定的教學(xué)片斷以及課后自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉投影、屏幕和系統(tǒng)電源等，充分實(shí)現(xiàn)批處理和操作、大大簡(jiǎn)化了管理和維護(hù)工作。
　　同時(shí)，由于采用總控中心集中控制，故有利于整個(gè)教學(xué)計(jì)劃的實(shí)施和教學(xué)資源的管理，大大減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)，提高了教學(xué)效率，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。
　　1.1 總控原理示意圖

圖：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)習(xí)系統(tǒng)總控原理示意圖

　　1.2 集中控制和管理的優(yōu)點(diǎn)
　　公共教學(xué)內(nèi)容充分共享。由于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中有很多的內(nèi)容如科教片、歷史片欣賞，集體收看新聞，學(xué)科專(zhuān)家的集中演講廣播等等，均屬于公共教學(xué)內(nèi)容，這一內(nèi)容直接通過(guò)總控中心直接對(duì)各個(gè)多媒體教室進(jìn)行音視頻等形式的廣播便可，省確了重復(fù)播放和講解帶來(lái)的多重教育資源的投入。
大大降低人力、物力投入。通過(guò)使用總控中心宏觀控制每個(gè)多媒體教室，只需在總控中心按照教學(xué)計(jì)劃打開(kāi)和關(guān)閉各個(gè)系統(tǒng)便可，如8點(diǎn)上課前，在總控中心提前10分鐘打開(kāi)教室門(mén)禁系統(tǒng)，然后根據(jù)需要依次打開(kāi)投影設(shè)備、屏幕、計(jì)算機(jī)等，同時(shí)調(diào)節(jié)燈光、窗簾、系統(tǒng)音量等到預(yù)先設(shè)置的模式等。這樣，不必為每個(gè)教室配備專(zhuān)門(mén)管理和操作人員，同時(shí)總控中心擁有音視頻監(jiān)視，可以充分把握每個(gè)教室的每個(gè)環(huán)節(jié)，大大降低了人力、物力的投入。
　　宏觀調(diào)控，便于整個(gè)教學(xué)計(jì)劃的逐步實(shí)施?？偪刂行目梢噪S時(shí)了解教學(xué)進(jìn)展情況，管理人員只需要按照教學(xué)計(jì)劃逐步實(shí)施，大大減少了中間環(huán)節(jié)，同時(shí)配合教務(wù)管理子系統(tǒng)靈活安排和調(diào)節(jié)教學(xué)計(jì)劃，使其始終按照要求進(jìn)行和發(fā)展。
　　大大減少突發(fā)事件和提高故障響應(yīng)速度。由于科技含量和智能化程度大大提高，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的故障率大大降低，同時(shí)，由于該解決方案均配置優(yōu)秀的冗余控制方式，任何形式的突發(fā)事件均能夠在第一事件內(nèi)的解決，不會(huì)造成教學(xué)的中斷。
 

　　1.3 突發(fā)事件的處理
　　總控中心突發(fā)事件的處理。當(dāng)總控中心設(shè)備出現(xiàn)故障，可以使用備用機(jī)代替，此時(shí)直接通過(guò)控制系統(tǒng)切換便可；當(dāng)總控中心觸摸屏部分出現(xiàn)故障，此時(shí)可使用計(jì)算機(jī)通過(guò)瀏覽器直接控制全部設(shè)備；當(dāng)主控機(jī)出現(xiàn)故障，只需立即使用備用主控機(jī)（可選）便可。
　　各多媒體教室突發(fā)事件的處理。一方面直接使用備用解決方案，另一方面直接請(qǐng)求總控中心尋求解決辦法。
　　電力事件的處理?？偪刂行臑榱祟A(yù)防停電帶來(lái)的不便，主要設(shè)備如控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)建議接入備用電力系統(tǒng)或者配備在線(xiàn)UPS等；同時(shí)，由于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)直接可使用備用電力系統(tǒng)，即使教室停電，在總控中心也可以隨時(shí)了解各個(gè)教室的現(xiàn)狀和進(jìn)行進(jìn)一步的處理等。

2 強(qiáng)大的Web瀏覽和控制技術(shù)
　　我們整個(gè)系統(tǒng)的控制界面可以非常方便的集成到瀏覽器中，使用計(jì)算機(jī)瀏覽和控制整個(gè)系統(tǒng)就像使用觸摸屏一樣簡(jiǎn)單和快捷，同時(shí)，我們的控制界面支持權(quán)限分配和管理，大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)控制的安全性。

3 教學(xué)資源共享和監(jiān)視和監(jiān)聽(tīng)
　　為了增強(qiáng)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)教室的靈活性，我們?cè)诿總€(gè)教室增加了12鍵面板，這樣，教室可以直接通過(guò)面板控制本教室的燈光、屏幕、窗簾、系統(tǒng)音量；控制投影自行播放多媒體課件以及直接向總控中心尋求幫助等。

4 子系統(tǒng)常用功能自行管理
　　在總控中心可以直接根據(jù)教學(xué)計(jì)劃將相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容如多媒體課件、視頻片斷等傳輸?shù)礁鱾€(gè)網(wǎng)絡(luò)教室并在大屏幕上顯示，大大降低了整個(gè)教學(xué)環(huán)境資源的投入，增強(qiáng)了可管理性。同時(shí)，由于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)教室的安裝有攝像機(jī)和拾音器等設(shè)備，這樣，在總控中心可以監(jiān)視和監(jiān)聽(tīng)任意教室的教學(xué)情況，當(dāng)出現(xiàn)了意外情況，在總控中心就可以在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。

圖：12鍵按鍵應(yīng)用示意圖

5 完整的集成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)
　　根據(jù)實(shí)際需要，該解決方案可以充分集成教學(xué)管理、教學(xué)資源管理、課程開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、師生交互、無(wú)紙化考試與測(cè)評(píng)等多方面的功能，可全面支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供一體化解決方案。

圖：控制系統(tǒng)支持與其他如教務(wù)管理、辦公自動(dòng)化等平臺(tái)的融合

三、相關(guān)示意圖

1 控制系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖
　　SMARTISYS網(wǎng)絡(luò)融合控制技術(shù)是融匯當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)成果，專(zhuān)門(mén)用于多媒體控制的新型技術(shù)，它舍棄了計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中諸多繁雜環(huán)節(jié)，取其控制技術(shù)之精華，將智能觸摸技術(shù)、總線(xiàn)控制技術(shù)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)和遠(yuǎn)程控制集于一身，形成了簡(jiǎn)明精干而功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛、接駁靈活的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單、完整的多媒體控制功能。

　　使用SMARTISYS控制系統(tǒng)，通過(guò)的SmartNet和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，可以將您的控制范圍延伸到世界的每一個(gè)角落，并且我們提供可視化多媒體控制界面直接控制本地或遠(yuǎn)程多媒體系統(tǒng)，同時(shí)提供在線(xiàn)管理和維護(hù)。

　　目前，思美特系統(tǒng)產(chǎn)品因其可靠性高、易用、易維護(hù)、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好、易擴(kuò)展，在A/V控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2 系統(tǒng)連接示意圖
　　如下圖，該類(lèi)解決方案直接使用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將總控中心和其他各多媒體教室、應(yīng)用子系統(tǒng)直接相連，同時(shí)支持使用觸摸屏和使用計(jì)算機(jī)通過(guò)瀏覽器等多種方式直接控制。主要使用12寸真彩觸摸屏系列產(chǎn)品搭配新一代網(wǎng)絡(luò)型控制主機(jī)來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的智能控制和主控機(jī)的級(jí)聯(lián)功能。該類(lèi)系統(tǒng)由于其具有強(qiáng)勁的網(wǎng)絡(luò)控制功能，豐富的媒體控制界面、智能控制接口以及系統(tǒng)的易擴(kuò)展性，被廣泛應(yīng)用于各種大、中型多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)合。

圖：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)連接示意圖