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高校信息化的发展趋势之----e-时代的教学环境引言多媒体技术与智能化技术等紧密结合促进了教育行业的巨大变革。一个全新的信息化e-时代已经到来。多媒体教学环境日新月异,要求基于其本身目标功能的全面解决方案。先进的多媒体环境是实用性、稳定可靠性、可拓展性和标准化的统一体：听觉上悦耳动听；视觉上清晰亮丽；传输上稳定可靠；操作上智能化程度高和便于掌握等目标。多媒体教学环境不是狭义上的空间范围，而一个群落的概念，指的是一定时期、一定空间内各种多媒体教学装备的总和。教学环境的内涵与外延教学环境是院校基础建设的重要内容之一，它泛指一切与学校教学、科研、内外交流与合作活动相关的场所。其核心是现代教育技术的广泛应用。它集音视频技术、网络应用技术、存储与通讯技术、智能控制技术等于一体，为教学、会议、学术交流、丰富师生的信息资源提供强有力的支持。现代教育技术发展到今天，教学环境已不是传统的电化教室，而是指数字化的教学环境，它以网络为基础，从环境(如设备)、资源(如图书、讲义、课件等)、到活动(如教学、服务)全部信息化。教学环境的特点教学环境的发展趋势与目标需求1.教学管理与教学观摩信息化2.运用多媒体手段进行教学3.运用网络等技术开展远程教学与学术交流4.网上自主学习，提高开放办学程度5.制作数字化视听教材与多媒体教学课件6.设备管理和操作运行实现智能化与自动化主要内容教学环境1现状问题2时代要求5实践应用6未来趋势3设计评价4系统集成优化教学过程，改进教学模式，进而提高教学效率是多媒体教学环境的核心使命。多媒体教学环境的发展先后经历了模拟音像时代、模拟音像与数字化相结合时代和当下的全数字化时代。为迎接未来智能化时代的到来，多媒体教学环境必须解决现存的问题：1现状问题1.1宏观问题缺乏整体规划近期建设与远期规划脱节。缺乏科学设计不考虑视听原理与人的适应性缺乏标准化意识忽视兼容性、统一性和可拓展性缺乏创新思维拿来主义和经验主义1现状问题1.2微观问题系统集成度低（技术水平）智能化程度低（应用平台）系统配置效能低（完备性）运行管理效率低（人力资源）资源共享程度低（开放性）教师课堂效率低（操作界面）1现状问题1.3具体表现1、设备罗列堆砌集成度差着眼技术水平先进、应用格式统一、操作简单便捷、便于维护运行。2、智能化程度不高，运行效率差要充分发挥e-control、e-management技术的优势。3、运行能耗高，低碳意识差科学计算、科学设计是设备选型与组合的重要依据。1现状问题2.1节能减排多媒体教学环境的能耗主要集中在灯光、空调和各种视听设备上。节能减排从三个方面入手：一人为控制设备的运行，降低能耗；二采用新技术设备，如节能的灯具、绿色环保的空调，低能耗高品质的数字化视听设备等；三运行智能化，根据室内建筑物理特点，自动调整照度、亮度、温度、设备电源等。2时代要求2.2减员增效劳动密集型——成本高技术密集型——效率高智能化和人性化程度高的系统意味着较低的维护工作量。管理人员通过笔记本、手机等移动终端，在任何时间、任何地点都可以工作，这既提升了教学服务的应急响应能力又提高了工作效率。2时代要求2.3统筹兼顾全面安排“重资金投入、轻实物管理”的问题教学环境设计之初就要树立资产管理的意识。设计应兼具实用性与前瞻性，既要立足当前需要，又要避免将来频繁的升级所造成更多的投入。此外，开发资产管理信息系统，实现设备购置、使用、升级、维修、淘汰的全过程精细化管理，最大程度地提高资产使用效率，减少设备浪费。2时代要求2.4科学发展以人为本，全面、协调、可持续的发展。以人为本：为“教师主导，学生主体”的双主教学活动的提供有效支持。全面发展：关注新装备、新技术的应用，重视管理机制、人才素养。协调发展：作为数字校园重要组成部分，要与其他系统（教务、一卡通、校园网络、楼控等）互联互通。可持续发展：作为一项系统工程，要在基础架构和顶层设计上下功夫，充分考虑到将来的升级扩充。2时代要求3设计评价3.1决定教学环境效果的四要素建筑物理因素环境照明因素设备选型因素设计规划与系统集成技术3设计评价3.2教学环境视听效果的评价听觉效果主观标准：量的因素、质的因素、空间因素、语言清晰度客观指标：声压级与声场均匀度；混响时间与声音明晰度视觉效果主观因素：人眼适应性、亮暗分辨力、色彩分辨力等客观指标：照度与亮度、分辨率与对比度、色温与色彩等智能化效果量的因素：控制功能的完备性标准化：运行平台、通信协议（信令互通与传输）、IP分配品质因素：技术架构、管理能力、处理速度、界面与控制形式4系统集成4.1智能化教学环境概述智能化教学环境是多媒体教学环境发展的更高阶段，它基于教学建筑空间、校园网络等基础设施，通过系统集成将视听系统、控制系统、通讯系统、存储系统等整合为若干个子系统的集合，并以多媒体教室、学术报告厅、多功能厅堂等为个体运行单位，以E-control、E-management的集成平台为管理控制中枢，实现对各种多媒体教学设备的运行、管理和维护，将来源不同的文字、图形、图像、音视频等信息以最佳的效果呈现给师生和受众者，为课堂教学、学术交流、课件录制、远程直播等教学活动提供支持服务。4系统集成4.2智能化教学环境的系统集成智能化教学环境的系统集成不是将视听设备简单堆砌，而是在对设备选型进行优化组合后，综合运用智能控制、音视频、计算机、多媒体、录播存储、网络通讯等技术，整合各种视听设备和业务子系统，使集成后的系统能够充分满足教学需要。通过对传统多媒体教学系统存在的问题分析，结合低碳时代的绿色环保的节能要求，智能化教学环境的系统集成有如下指标需要考虑：4系统集成4.2.1先进性与实用性首先，随着多媒体及信息技术的迅速发展，新的产品设备不断涌现，系统集成务必在满足实用性的基础上，具有一定的超前意识，选用先进的技术及设备，将整个系统的技术水平定位在一个较高的层次上，以适应未来更高的应用要求。另一方面，在系统集成过程中，应充分考虑实用性和易操作性，便于管理和维护，易于用户掌握和学习使用。4系统集成4.2.2高性能与可靠性系统集成要兼顾高性能与可靠性。采用合理的技术方案，进行模拟分析、设计和测试，保证最大限度地利用所有设备的优势，建立一个适合语音、数据、图像、视频等多种媒体的高性能应用系统是系统集成的重要目标。同时，为了保证可靠性，系统应采用当前流行、成熟并有较多成功案例的产品装备与技术方案。4系统集成4.2.3低能耗与低排放智能化教学环境的规划设计和设备选型在充分满足教学需要的前提下，也要特别注意方案与产品的低碳化——“低能耗、低污染、低排放”。教室内的灯光、空调、功放等大能耗设备由中控主机进行控制，同时，教室内可配置动作感应器、照度感应器等传感器与中控结合以提高系统的自控性，减少设备使用上的浪费，降低碳排放。4系统集成4.2.4标准化与可拓展智能化教学环境应是一个开放式、遵循国际国内标准的系统。考虑到未来的升级扩充，产品选型必须符合国家级标准，技术方案需要具有能够增加或连接新设备、新系统的能力。4系统集成4.3设计流程多媒体教学建设项目委托设计土建主体完成多媒体教学建设项目方案论证工程设计装修阶段技术变更追加敷设工程改造初步设计图纸设计设备安装、系统调试4系统集成方案制定工程实施系统测试项目验收运行管理需求分析方案规划设计可行性论证系统设计方案用户功能要求系统指标确定设备参数制定深化设计应用管理模式进场施工条件机房环境条件工程图纸施工工艺规范设备安装要求方案变更处理入场设备验收安全施工规范隐蔽工程验收施工质量检查设计功能测试子系统检测系统指标测试系统试运行系统安全性检测软件功能测试问题整改复检验收文件编制系统竣工图纸系统功能检测项目文档资料设备验收资产登记项目竣工验收系统维护手册用户使用手册资料管理培训教材使用培训售后服务管理制度应用管理4系统集成总之，系统集成要以教学需求为根本出发点，不是选择最好的产品的简单行为，而是要根据需求选择性价格比最高的产品和方案。性价比的高低是评价一个系统集成项目是否合理和实施成功的重要参考因素。4系统集成（解决方案）图1数字化校园e-control原理示意图4系统集成（解决方案）图2数字化教学环境e-management集成效果示意图4系统集成（解决方案）图3演示型（基本型）多媒体教室解决方案4系统集成（解决方案）图4多媒体微格（录播）教室解决方案4系统集成（解决方案）图5教育行业教学资源建设—课件录播解决方案4系统集成（解决方案）图6教育行业多媒体视听资源建设整体解决解决方案4系统集成（解决方案）图7教育行业教学资源共享平台综合解决方案5实践应用（案例）图1一个功能较为完备的多媒体教室的设备组成图1一个功能较为完备的多媒体教室的设备组成图1一个功能较为完备的数字化多媒体微格教室系统5实践应用（案例）图2教育部班班通--堂堂用录播教室应用系统5实践应用（案例）图3华东师范大学《地理学》现场记录课件样板5实践应用（案例）图4清华大学第六教学楼智能化教学环境管理系统5实践应用（案例）图4清华大学第六教学楼智能化教学环境管理系统5实践应用（案例）图4清华大学第六教学楼智能化教学环境管理系统6未来趋势解决好五个“W”、一个“H”：what:项目的目标（设计符合需求）when：实施的时间（技术与时俱进）where：用户的区域（先进但要实用）who：应用的主体（操作简单便利）whom：为谁服务—教师（应用格式统一）how:如何实现目标（设计、开发、系统集成）数字化、智能化、现代化，实现三个“A”：Anywhere:任何地方实现设备操作与资源共享Anytime:任何时间实现设备操作与资源共享Anyone:无论谁经过简易培训都能实现操作与共享6未来趋势6.1e-Control、e-Managemente-Control与e-Management是一种数据采集与管理的网络控制技术，采用控制总线、局域网和互联网相结合的网络结构。1.控制总线网保证实时性、可靠性和实现低成本2.局域网增加灵活性和分布性3.互联网则可以实现Web访问控制总线和局域网之间用一个专有的网关（称为ECC）连接。系统扩展仅仅是增加ECC网关和对管理数据库的设定。在智能化教学环境中，e-Control与e-Management系统以ECC为核心，通过系统集成，使得环境中的任何和一台设备或系统均成为互联网设备，使管理人员、教师轻松实现设备控制、系统管理和双向交互。e-Control与e-Management技术的出现，是普通的多媒体教室发展到数字化、智能化教学环境的重要标志。6未来趋势6.2从e-Control与e-Management到物联网物联网(IOT)是互联网的延伸和扩展，是“物物相连的互联网”。它通过RFID(射频识别)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网内每个产品都有唯一的产品EPC（电子码：ElectronicProductCode)。EPC存入电子标签内,能够被识别和查询。RFID技术是能够让物品“开口说话”的一种技术。它利用无线通道实现阅读器、标签之间双向通信。随着EPC和RFID技术在数字化教学环境中的广泛应用，智能化将带来更透彻的感知，更全面的互联互通。6未来趋势6.3从一卡通到生物识别“一卡通”系统在学校得到了普遍应用，其核心功能在于身份认证和信息存取、采用IC卡加密码的方式进行管理，但卡片易丢失、密码易破解，身份易冒用，存储容量小和功能性不强等原因，“一卡通”系统的使用存在着诸多局限。生物识别是一种以生物技术为基础，以信息技术为手段，将生物和信息这两种技术融合为一体的识别技术，它根据人体指纹、虹膜等生理特征来验证身份，根据脉搏、血压等生理信息来识别状态。由于生理特征具有唯一性，所以利用生物识别技术进行身份认定，安全、可靠、准确。非面对面的远程教学更可以从此技术中受益。6未来趋势6.4低碳技术与节能意识智能化教学环境在设备选型和系统集成的过程中，在考虑性价比的