遠(yuǎn)程教學(xué)交互平臺(tái)及監(jiān)督平臺(tái)設(shè)計(jì)思考

孫學(xué)朋

摘 要：本文主要圍繞遠(yuǎn)程教學(xué)交互平臺(tái)及監(jiān)督平臺(tái)所包含的綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、音頻會(huì)議系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)、多媒體互動(dòng)系統(tǒng)、移動(dòng)視頻互動(dòng)系統(tǒng)、辦公家具、供電保障系統(tǒng)及裝飾工程等九個(gè)子系統(tǒng)的技術(shù)方案和各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探索設(shè)計(jì)，最終通過(guò)云桌面、手機(jī)APP、PC端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)交互，同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)監(jiān)督督導(dǎo)及教學(xué)視頻資源錄制點(diǎn)播功能。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教學(xué)；交互平臺(tái)；監(jiān)督平臺(tái)

1 平臺(tái)概要

遠(yuǎn)程教學(xué)交互平臺(tái)及監(jiān)督平臺(tái)是將視頻互動(dòng)同步課堂教室、錄播教室相結(jié)合的一種教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式，將理論教學(xué)和直觀教學(xué)有機(jī)的結(jié)合在一起，調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感官參與學(xué)習(xí)，提升了教學(xué)質(zhì)量、提高了教學(xué)效率、擴(kuò)大了教學(xué)規(guī)模。由于遠(yuǎn)程教學(xué)交互平臺(tái)及監(jiān)督平臺(tái)的使用人和收益人是教師和學(xué)習(xí)者，因此，在建設(shè)該平臺(tái)中，應(yīng)遵循先進(jìn)性、實(shí)用性、易用性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和兼容性等原則。

2 技術(shù)方案

2.1 綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)為支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù)信息傳輸，同時(shí)充分考慮到近期實(shí)際使用和中遠(yuǎn)期發(fā)展的需求，進(jìn)行合理的系統(tǒng)布局和管線設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合TIA/EIA六種布線標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，符合國(guó)家現(xiàn)有工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。綜合布線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主干采用光纖支持多媒體數(shù)據(jù)傳輸，構(gòu)建千兆以太網(wǎng)。語(yǔ)音傳輸中繼與大量電纜，以確保語(yǔ)音傳輸?shù)馁|(zhì)量。水平配線架采用快速連接配線架，電纜傳輸性能優(yōu)異。系統(tǒng)設(shè)計(jì)有利于管理，維護(hù)和安全，并充分考慮未來(lái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，擴(kuò)展和滿足新技術(shù)開發(fā)的需要，實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡的可行性。

2.2 顯示系統(tǒng)

顯示系統(tǒng)用于顯示各種類型的視頻信息和VGA圖像，使用液晶大屏幕，采用55英寸超窄LCD單元，按照3（線）×6（列）拼接方式 以完成高清晰圖像顯示要求。采用VewellSN系列專業(yè)顯示器。在大屏幕的頂部安裝LED雙色文字時(shí)鐘屏幕，用來(lái)顯示滾動(dòng)字幕和一些實(shí)時(shí)信息。所有視頻源都從視頻矩陣切換到大屏幕。在源選擇中，系統(tǒng)可以是遠(yuǎn)程視頻信號(hào)，由相機(jī)捕獲的圖像，計(jì)算機(jī)信號(hào)，DVD視頻信號(hào)，顯示視頻信號(hào)如顯示器。

2.3 中央控制系統(tǒng)

集中控制系統(tǒng)的主要作用就是集中控制眾多的不同的電氣設(shè)備，允許在一個(gè)工作臺(tái)上遙控操作受控設(shè)備的主要功能。操作上提供一個(gè)直觀易用的計(jì)算機(jī)操作調(diào)度界面，直接遙控設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，工作人員只需觸發(fā)控制器上的鍵或按鈕，甚至觸摸屏上的菜單，就可以控制如電器的開、關(guān)動(dòng)作，燈光的開關(guān)、明亮調(diào)節(jié)，DVD的播放，投影機(jī)的各種工作模式和參數(shù)的設(shè)置，視、音頻切換器的操作控制、音響設(shè)備的音量控制，攝相機(jī)的云臺(tái)和鏡頭控制，數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)的模式、發(fā)言人選擇等。

2.4 擴(kuò)聲系統(tǒng)

擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了施工環(huán)境和電聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)，大廳擴(kuò)聲自然，聲音分散良好，聲場(chǎng)分布均勻，響度適當(dāng)，自然良好。在擴(kuò)聲系統(tǒng)方案中，我們根據(jù)用戶的實(shí)際需要，根據(jù)電聲技術(shù)和相關(guān)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聲音進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)。

2.5 數(shù)字會(huì)議發(fā)言系統(tǒng)

數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)，包括會(huì)議代表機(jī)器講話功能，機(jī)器主席，解釋器單元，雙音頻接口，多連接器等。參與者能夠通過(guò)發(fā)言設(shè)備參加會(huì)議，滿足會(huì)議請(qǐng)求，注冊(cè)他們的演講，接收屏幕顯示，參加電子投票，接受同聲傳譯，并通過(guò)內(nèi)部通信系統(tǒng)與其他代表溝通。不同的代表獲得不同的設(shè)備。代表可以通過(guò)申請(qǐng)加入會(huì)議之后享有聽取意見(jiàn)的權(quán)利，但他無(wú)權(quán)發(fā)言。麥克風(fēng)是參與者參與討論的通信工具。代表通過(guò)代表機(jī)參加會(huì)議。主席麥克風(fēng)控制整個(gè)投票過(guò)程。最終投票結(jié)果顯示在主席單元上。主席機(jī)主要用于管理和控制，大多數(shù)機(jī)器的主席有三個(gè)控制鍵：打開鍵，清除鍵和優(yōu)先鍵。清除鍵可以終止所有代表機(jī)器的通話狀態(tài)。優(yōu)先級(jí)鍵允許主席隨時(shí)插入討論。它還可以暫時(shí)關(guān)閉代理或完全清除所有代表講話功能。主席單元的開/關(guān)按鈕具有優(yōu)先權(quán)，可以關(guān)閉所有代表麥克風(fēng)。

3 子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

從中心機(jī)房引入一條光纜至視頻互動(dòng)教室實(shí)現(xiàn)下發(fā)400個(gè)子教室的圖像、聲音等信號(hào)的傳輸，所有信息點(diǎn)的弱電線纜布線始點(diǎn)均從視頻互動(dòng)教室控制室起，交換機(jī)、配線架等設(shè)備置于控制室機(jī)柜里。電話、網(wǎng)絡(luò)線和大屏幕、攝像頭、音響等專用線纜，通過(guò)吊頂上方或地磚下面布設(shè)，所用線管（槽）采用鍍鋅鋼管或金屬線槽。后排的控制臺(tái)采用地面暗盒預(yù)留的方式，前方的觀摩區(qū)域都連線到桌面信息插座。

3.2 大屏幕顯示系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)方案投影單元選用18臺(tái)高清小拼縫拼接單元進(jìn)行3行6列的排列。主要包括LCD投影單元、多屏拼接控制系統(tǒng)、控制軟件系統(tǒng)及相關(guān)外圍設(shè)備（框架、底座、線纜等）組成。根據(jù)實(shí)際工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的裝修設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)定制組合屏底座。整個(gè)大屏顯示系統(tǒng)以拼接控制器作為控制核心，該拼接控制器支持多種視頻輸入、輸出業(yè)務(wù)板，并且所有業(yè)務(wù)板可以混插，同時(shí)提供了高速網(wǎng)絡(luò)接口，接入本地局域網(wǎng)，可以接入前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)、模擬視頻信號(hào)、其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)顯示信號(hào)或網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程桌面，通過(guò)內(nèi)部拼接控制功能和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)圖像的拼接和漫游操作。

3.3 中央控制系統(tǒng)

遠(yuǎn)程教學(xué)交互及監(jiān)督平臺(tái)教室主要有包括視像投影系統(tǒng)、視頻展示系統(tǒng)，音響系統(tǒng)，各種燈光、電動(dòng)窗簾等環(huán)境設(shè)備和其他辦公電氣設(shè)備等。中央控制系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成：中央控制器、控制面板、總線控制器和控制執(zhí)行器。

3.4 數(shù)字會(huì)議系統(tǒng)

系統(tǒng)具有全數(shù)字音頻技術(shù)設(shè)計(jì)，音頻信號(hào)由專用高性能DSP處理，輸出音頻可達(dá)到CD音質(zhì)。代表們可以聽到清晰順暢的聲音，這將使會(huì)議更輕松和快樂(lè)；具有很好的抗地線和電源線干擾能力；長(zhǎng)距離傳輸音質(zhì)不會(huì)衰減；系統(tǒng)包括引領(lǐng)就座、會(huì)議討論/發(fā)言、有線同聲傳譯、無(wú)線同聲傳譯、攝像自動(dòng)跟蹤、同步數(shù)字硬盤錄音錄像等功能。

3.5 辦公家具

符合國(guó)家相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求；具有可安裝液晶顯示器的托臂；整體操作臺(tái)滿足24/7工作環(huán)境的要求，結(jié)構(gòu)牢固；控制臺(tái)內(nèi)部安裝電腦后，為了確保主機(jī)系統(tǒng)的正常工作以及監(jiān)控環(huán)境的要求，采用自然通風(fēng)的方式，通風(fēng)方式確保主機(jī)安裝室內(nèi)的溫度不影響主機(jī)的正常工作；整體操作臺(tái)為現(xiàn)代開放式結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)程教學(xué)交互平臺(tái)及監(jiān)督平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了以建設(shè)、應(yīng)用和共享優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源為手段，促進(jìn)了優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源共享，提高了教育教學(xué)質(zhì)量，推進(jìn)了信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，培養(yǎng)了學(xué)生信息化環(huán)境下的學(xué)習(xí)能力。該平臺(tái)將視頻互動(dòng)同步課堂教室、錄播教室相結(jié)合，將理論教學(xué)和直觀教學(xué)有機(jī)的結(jié)合在一起，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的多種感官參與學(xué)習(xí)，提升了教學(xué)質(zhì)量、提高了教學(xué)效率、擴(kuò)大了教學(xué)規(guī)模。該平臺(tái)具有廣泛的應(yīng)用性，實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)有制作精品課件、翻轉(zhuǎn)課堂、實(shí)時(shí)互動(dòng)教學(xué)、教育資源庫(kù)及內(nèi)容建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)觀摩教學(xué)及監(jiān)管等。