摘 要： 比較當(dāng)前的教學(xué)手段現(xiàn)代化狀況,，提出了微格教學(xué)及遠(yuǎn)程管理系統(tǒng),，并給出系統(tǒng)的組成,、功能,、特點(diǎn)及控制實(shí)施方案,。
關(guān)鍵詞： 微格教學(xué) 遠(yuǎn)程傳輸 管理 控制
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計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用是大勢所趨,，也是當(dāng)今教學(xué)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,。以前的閉路電視教學(xué)系統(tǒng)采用信號(hào)單向傳輸,，不能進(jìn)行交互,，播控中心不能及時(shí)了解下面的情況,，教室里的教員也不能與播控中心及時(shí)聯(lián)系，就象電視臺(tái)放節(jié)目一樣,，一直放到底,，不管觀眾到底看了沒有，效果如何,，更不能進(jìn)行現(xiàn)場觀摩教學(xué),。隨著國內(nèi)計(jì)算機(jī)軟件的飛速發(fā)展,，CAI教學(xué)軟件大量涌現(xiàn)，目前各學(xué)校所使用的電教設(shè)備急需更新,。
目前國內(nèi)在教學(xué)系統(tǒng)這一領(lǐng)域起步較晚,，流行比較多的是本地教學(xué)，一般局限在下面兩種格式,。
(1) 采用電化教學(xué)" title="電化教學(xué)">電化教學(xué),。模擬傳輸靠錄像機(jī)、影碟機(jī)播放預(yù)先錄制好的教學(xué)節(jié)目,。也有節(jié)目源采用計(jì)算機(jī),，靠VGA－AV轉(zhuǎn)換將計(jì)算機(jī)屏幕通過模擬線路傳輸過去。
(2) 計(jì)算機(jī)教學(xué)系統(tǒng),。分為以下兩種：
·純軟件系統(tǒng)：采用局域局,，將教師機(jī)上" title="機(jī)上">機(jī)上的界面?zhèn)鬏數(shù)矫颗_(tái)學(xué)生機(jī)上，實(shí)現(xiàn)廣播,、示范、呼叫等,，教學(xué)節(jié)目主要在教師機(jī)上的CAI課件上,。
·軟硬組合系統(tǒng)：采用局域網(wǎng)模擬信號(hào)傳輸網(wǎng)相結(jié)合，將教師機(jī)上的界面?zhèn)鬏數(shù)矫颗_(tái)學(xué)生機(jī)上的CAI課件上,。該系統(tǒng)與純軟件系統(tǒng)的唯一區(qū)別是教師機(jī)的屏幕圖像采用RGB信號(hào)硬件線路分配的形式傳輸,，因此傳輸速度稍快。
以上幾種都是基于本地教學(xué)方式,，一般安裝在一個(gè)教室或幾個(gè)教室,，不能進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，更不能進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)遠(yuǎn)程傳輸,。
微格教學(xué)及遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)結(jié)合視頻系統(tǒng),，用計(jì)算機(jī)幫助或代替教師執(zhí)行教學(xué)任務(wù)，傳遞教學(xué)信息,，向?qū)W生傳授知識(shí)和訓(xùn)練技能,，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，直接為學(xué)生服務(wù),。同時(shí)用計(jì)算機(jī)管理教學(xué),，用計(jì)算機(jī)評(píng)分，建立題庫,，進(jìn)行教學(xué)計(jì)劃管理,，質(zhì)量評(píng)估，教學(xué)資源調(diào)度等,，直接提高教務(wù)管理水平,。本系統(tǒng)具備原有閉路電視教學(xué)功能,，同時(shí)又?jǐn)U展了許多新穎的功能，能夠滿足現(xiàn)代教學(xué)需要,。
1 系統(tǒng)組成
1.1 控制中心
控制中心由微處理器組成的控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng),、視音頻" title="視音頻">視音頻處理系統(tǒng)、多媒體計(jì)算機(jī)三大部分構(gòu)成,。其中控制系統(tǒng)包括攝像頭控制,、云臺(tái)控制、通訊控制,、視音頻處理控制以及遠(yuǎn)程視音頻傳輸處理控制,，外部視音頻設(shè)備(如VCD、錄像機(jī))控制,。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。
1.2 教室
采用一個(gè)教室一個(gè)攝像頭、一臺(tái)電視,、一個(gè)呼叫器,，投資小，中央控制室可控制多達(dá)128個(gè)教室教學(xué),，或?qū)⒂?jì)算機(jī)畫面?zhèn)魉偷矫總€(gè)教室教學(xué),。
本系統(tǒng)為全新的教學(xué)方式提供一種新概念的交互式多媒體＿輔助教學(xué)手段。使多個(gè)教室同時(shí)參與進(jìn)來觀摩并可互相提問,。根據(jù)國情設(shè)計(jì),，投資小，效率高,，可與電化教學(xué)相配合,，利用現(xiàn)有閉路電化教學(xué)線路，可節(jié)省投資,，又能擴(kuò)充功能,，將電化教學(xué)與計(jì)算機(jī)、多媒體,、網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來,。
2 主要研究內(nèi)容
·現(xiàn)場教學(xué)圖像，聲音采集子系統(tǒng),。為遠(yuǎn)程教學(xué)提供實(shí)時(shí)信號(hào)源,。
·教學(xué)場景控制系統(tǒng)。圖像根據(jù)控制,，現(xiàn)場光線調(diào)節(jié),，圖像遠(yuǎn)近，清晰度調(diào)節(jié),。
·輔助教學(xué)設(shè)備控制系統(tǒng),。如：CAI課件播放,，視頻設(shè)備播放等。
·電話線遠(yuǎn)程傳輸控制系統(tǒng),。對(duì)沒有聯(lián)網(wǎng)的地方提供,，可實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程教學(xué)觀摩、場景控制,。
·網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)傳輸,、控制系統(tǒng)。
·微格教學(xué)遠(yuǎn)程傳送系統(tǒng),。
系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是：除了常規(guī)遠(yuǎn)程教學(xué)外,，可實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程現(xiàn)場交互式教學(xué)，單遠(yuǎn)程提問即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視對(duì)講,，面對(duì)面交談,，解答問題。系統(tǒng)既可以做到在普通電話線上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué),，也可以在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn),。對(duì)遠(yuǎn)程傳來的現(xiàn)場圖像聲音可在任意本地機(jī)上保存或打印。
3 系統(tǒng)功能
· 電視教務(wù)管理與講評(píng)
為提高學(xué)校教務(wù)管理水平,，特設(shè)校長講評(píng)功能,。
可任意將每個(gè)教室的教學(xué)情況，將老師講課的圖像,、聲音實(shí)時(shí)地傳到控制中心。也可電視講評(píng)與教學(xué)并存,，還可完全成為教學(xué)系統(tǒng),。
· 多節(jié)目源廣播教學(xué)
將控制中心播放的VCD、錄像機(jī)節(jié)目或攝像機(jī)的現(xiàn)場畫面廣播到所有教室的電視機(jī)上,。通過系統(tǒng)軟件設(shè)置又可實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)目(計(jì)算機(jī),、錄像機(jī)、錄音機(jī),、VCD等,，分別向不同教室同時(shí)廣播教學(xué)。
· 呼叫對(duì)講與控制
老師在教室可通過呼叫盒上的按鍵呼叫控制中心,，并與控制中心通話,，控制中心可看到教師圖像。并可操作控制中心的節(jié)目源設(shè)備,。
教室與教室之間實(shí)現(xiàn)可視對(duì)講(象可視電話)進(jìn)行交流,。
控制中心可控制每個(gè)教室的攝像頭光圈、焦距,、變焦及運(yùn)動(dòng)(上下左右),。
· 示范
將某一教室的上課情況示范給全體或部分教室,，該功能可用于對(duì)會(huì)議，講學(xué),、實(shí)驗(yàn)等的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播,。
· 遠(yuǎn)程傳送
可在電話線上異地傳輸教室的圖像、聲音并操作控制,，也可進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)管理,、課程評(píng)估調(diào)度等。
·備用接口
為用戶留有升級(jí)接口,，可根據(jù)用戶實(shí)際需要加入一些教學(xué)管理于本系統(tǒng),，保證系統(tǒng)永不落后。
4 系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)
控制系統(tǒng)是本系統(tǒng)的核心,，通過控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同的功能,，系統(tǒng)由眾多的微處理芯片組成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，并由微機(jī)控制,，分析確定系統(tǒng)各種狀態(tài),，執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。其框圖見圖2,。構(gòu)成主要是對(duì)經(jīng)過處理的視音頻進(jìn)行控制,，并把它們輸出到各種輸出設(shè)備。它主要包括視音頻切換,、攝像頭控制,、視頻控制及其它控制。在遠(yuǎn)程控制" title="遠(yuǎn)程控制">遠(yuǎn)程控制處理上,，采用H.324標(biāo)準(zhǔn),，實(shí)行壓縮處理，使系統(tǒng)可以在普通電話線上進(jìn)行圖像,、聲音的遠(yuǎn)程傳輸及控制命令的收發(fā),。以上各控制在軟件上由若干模塊實(shí)現(xiàn)。
5 遠(yuǎn)程控制傳輸模塊
遠(yuǎn)程控制傳輸模塊的功能描述：
該功能模塊實(shí)現(xiàn)在電話線上異地實(shí)現(xiàn)視音頻的監(jiān)視切換和巡視切換,，并可控制圖像的大小與質(zhì)量,，還可使攝像頭光圈變大變小、焦距變長變短,、變焦及運(yùn)動(dòng)(上下左右線掃面掃),。
遠(yuǎn)程控制傳輸模塊的軟件采用vc模塊化編程。
遠(yuǎn)程控制傳輸模塊主要的類,、變量及主要函數(shù)如下：
INmCall 呼叫類
INmCall::Call 呼叫函數(shù)
INmCall::Accept 呼叫接收函數(shù)
Inm Video 視頻通道類
INm Video::Sent 視頻發(fā)送函數(shù)
INm Video::Accept 視頻接收函數(shù)
INmChannel Video::SetProperty 視頻屬性設(shè)置函數(shù)
SetProperty(
[in] NM＿VIDPROP uID 視頻屬性的ID值
[in]ULONG uValue); 某一視頻屬性的取值
uID 可以取如下的值：
A.NM＿VIDPROP＿IMAGE＿PREFERRED＿SIZE 視頻源圖像的大小
這時(shí)uValue可以取如下值之一：
NM＿VIDEO＿SMALL 小圖像
NM＿VIDEO＿M(jìn)EDIUM 中圖像
NM＿VIDEO＿LARGE 大圖像
B. NM＿VIDPROP＿IMAGE＿QUALITY 視頻的質(zhì)量,，這時(shí)uValue可以取0～31的任意值。31為最高質(zhì)量。
C.NM＿VIDPROP＿WINDOW＿AUTO＿SIZE設(shè)置視頻窗口的大小為源圖像的百分比,，uValue可以取值100～150,。
INmAudio 音視通道類
INmAudio::Sent 音頻發(fā)送函數(shù)
INmAudio::Acept 音頻接收函數(shù)
INmData 數(shù)據(jù)通道類
INmData::SentData 數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)
INmData::AcceptData 數(shù)據(jù)接收函數(shù)
ChanelNum 通道號(hào)
CameraNum 攝像頭號(hào)
Command 命令
參考文獻(xiàn)
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