1、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
2、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发展趋势与目标需求教学管理与教学观摩信息化教学管理与教学观摩信息化运用多媒体手段进行教学运用多媒体手段进行教学运用网络等技术开展远程教学与学术交流运用网络等技术开展远程教学与学术交流网上自主学习，提高开放办学程度网上自主学习，提高开放办学程度
3、制作数字化视听教材与多媒体教学课件制作数字化视听教材与多媒体教学课件设备管理和操作运行实现智能化与自动化设备管理和操作运行实现智能化与自动化主要内容1 1现状问题现状问题2 2 时代要求时代要求5 5 实践应用实践应用6 6 未来趋势未来趋势3 3 设计评价设计评价4 4 系统集成系统集成 优化教学过程，改进教学模式，进而提高教优化教学过程，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。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
4、题1.1 宏观问题宏观问题 缺乏整体规划缺乏整体规划 近期建设与远期规划脱节。缺乏科学设计缺乏科学设计 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 具体表现具体表现1 1、设备罗列堆砌、设备罗列堆砌 集成度差集成度差 着眼着眼技术水平先进、应用格式统一、操作技术水平先进、应用格式统一、操作简单便捷、便于维
5、护运行。简单便捷、便于维护运行。2 2、智能化程度不高，运行效率差、智能化程度不高，运行效率差 要充分发挥要充分发挥e-controle-control、e-managemente-management技术的技术的优势优势。3 3、运行能耗高，低碳意识差、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科学计算、科学设计是设备选型与组合的重要依据。要依据。1 现状问题 2.1 2.1 节能减排节能减排 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
6、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、温度照度、亮度、温度、设备电源等。2 时代要求2.2 2.2 减员增效减员增效 劳动密集型劳动密集型成本高成本高 技术密集型技术密集型效率高效率高 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 2.3 统筹兼顾统筹兼顾 全面安排全面安排 “重资金投入、轻实物管理重资金投入、轻实物管理”的问题的问题 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
7、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 2.4 科学发展科学发展 以人为本，全面、协调、可持续的发展。以人为本，全面、协调、可持续的发展。以人为本：以人为本：为“教师主导，学生主体教师主导，学生主体”的双主教学活动的提供有效支持。全面发展：全面发展：关注新装备、新技术新装备、新技术的应用，重视管理管理机制、人才素养机制、人才素养。协调发展：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
8、：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决定教学环境效果的四要素建筑物理因素建筑物理因素环境照明因素环境照明因素设备选型因素设备选型因素设计规划与系统集成技术设计规划与系统集成技术3 设计评价3.2 3.2 教学环境视听效果的评价教学环境视听效果的评价听觉效果听觉效果主观标准：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：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视觉效果主观因素：主观因素：人眼适应性、亮暗分辨力、色彩分辨力等客观指标：客观指标：照度与亮度、分
9、辨率与对比度、色温与色彩等智能化效果智能化效果量的因素：量的因素：控制功能的完备性标准化：标准化：运行平台、通信协议（信令互通与传输信令互通与传输）、IP分配品质因素：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 4.1 智能化教学环境概述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-controlE-control、E-E-managementmanagement的
10、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 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 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
11、下指标需要考虑：4 系统集成4.2.14.2.1先进性与实用性先进性与实用性 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4.2.24.2.2高性能与可靠性高性能与可靠性 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
12、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 4.2.3 低能耗与低排放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 4.2.4 标准化与可拓展标准化与可拓展 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
13、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 4.3 设计设计流程流程 多媒体教学建设项目多媒体教学建设项目 委托设计委托设计土建主土建主体完成体完成多媒体多媒体教学建教学建设项目设项目方案论证方案论证工程设计工程设计装修阶段装修阶段技术变更技术变更追加敷设追加敷设工程改造工程改造初步设计初步设计图纸设计图纸设计设备安设备安装、系装、系统调试统调试4 系统集成方案制定方案制定工程实施工程实施系统测试系统测试项目验收项目验收运行管理运行管理需求分析需求分析方案规划设计方案规划设计可行性论证可行性论证系统设计方案系统设计方案用户功能
14、要求用户功能要求系统指标确定系统指标确定设备参数制定设备参数制定深化设计应用深化设计应用管理模式管理模式进场施工条件进场施工条件机房环境条件机房环境条件工程图纸工程图纸施工工艺规范施工工艺规范设备安装要求设备安装要求方案变更处理方案变更处理入场设备验收入场设备验收安全施工规范安全施工规范隐蔽工程验收隐蔽工程验收施工质量检查施工质量检查设计功能测试设计功能测试子系统检测子系统检测系统指标测试系统指标测试系统试运行系统试运行系统安全性检测系统安全性检测软件功能测试软件功能测试问题整改复检问题整改复检验收文件编制验收文件编制系统竣工图纸系统竣工图纸系统功能检测系统功能检测项目文档资料项目文档资料设备
15、验收设备验收资产登记资产登记项目竣工验收项目竣工验收系统维护手册系统维护手册用户使用手册用户使用手册资料管理资料管理培训教材培训教材使用培训使用培训售后服务售后服务管理制度管理制度应用管理应用管理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。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
16、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
17、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 解决好五个解决好五个“W W”、一个、一个“H H”：what:what:项目的目标（设计符合需求）项目的目标（设计符合需求）whenwhen：实施的时间（技术与时俱进）：实施的时间（技术与时俱进）wherewhere：用户的区域（先进但要实用）：用户的区域（先进但要实用）whowho：应用的主体（操作简单便利）：应用的主体（操作简单便利）whomwhom：为谁服务：为谁服务教师（应用格式统一）教师（应用格式统一）how:how:如何实现目标（设计、开发、
18、系统集成）如何实现目标（设计、开发、系统集成）数字化、智能化、现代化，实现三个数字化、智能化、现代化，实现三个“A A”：Anywhere:Anywhere:任何地方实现设备操作与资源共享任何地方实现设备操作与资源共享 Anytime:Anytime:任何时间实现设备操作与资源共享任何时间实现设备操作与资源共享 Anyone:Anyone:无论谁经过简易培训都能实现操作与共享无论谁经过简易培训都能实现操作与共享6 未来趋势6.1 e-Control6.1 e-Control、e-Managemente-Management e-Controle-Control与与e-Managemente-M
19、anagement 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。控制总线网保证实时性、可靠性和实现低成本控制总线网保证实时性、可靠性和实现低成本 局域网增加灵活性和分布性局域网增加灵活性和分布性 互联网则可以实现互联网则可以实现WebWeb访问访问 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-Controle-Control与与e-Managemente-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
20、师轻松实现设备控制、系统管理和双向交互。e-e-ControlControl与与e-Managemente-Management技术的出现，是普通的多媒体教室发展到技术的出现，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。数字化、智能化教学环境的重要标志。6 未来趋势6.2 6.2 从从e-Controle-Control与与e-Managemente-Management到物联网到物联网 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(RFID(射频识别射频识别)装置、红外感应器、全球定位系装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器统、激光扫描器等
21、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EPCEPC（电子码：Electronic Product Code)。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。它利用无线通道实它利用无线通道实现阅读器、标签之间双向通信现阅读器、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 6.3 从一卡通到生物识别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
22、核心功能在于身份认证和信息存取、采用于身份认证和信息存取、采用ICIC卡加密码的方式进行管理，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，能性不强等原因，“一卡通一卡通”系统的使用存在着诸多局限。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。非面对面的非面对面的远程教学更
23、可以从此技术中受益。远程教学更可以从此技术中受益。6 未来趋势6.4 6.4 低碳技术与节能意识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，在考虑性价比的前提下，要优先考虑采用符合低碳标在考虑性价比的前提下，要优先考虑采用符合低碳标准的产品和方案。准的产品和方案。强化中央控制系统对环境灯光系统的智能控制、整合对空调系统的智能控制（如通过以太网或专业总线与楼宇自控系统和空调系统的对接控制），在系统中增加动作感应模块，强化对功放、投影等大能耗设备进行电源的智能化管理。总之要在各个环节推广低碳技术，降低排放，保护环境。6 未来趋势6.5 6.5 云计算技术云计算技术 云计算云计算
24、是一种全新的IT资源和服务提供模式。狭义云计算狭义云计算：IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以需、易扩展的方式获得所需的资源资源；广义云计算广义云计算：服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务服务。云计算两大特征：云计算两大特征：高度可扩展性和虚拟化高度可扩展性和虚拟化。高扩展性高扩展性:系统可以迅速、灵活地调整计算机资源。虚虚 拟拟 化化:用户不需要知道具体的计算处理是在哪台计算机上进行的，也不需要知道该它位于数据中心的什么地方。云计算在带给智能化教学环境巨大机遇的同时，也对现有教学环境的IT系统架构和管理模式带来冲击。结语 随着低碳时代的到来，我们在对多媒体设备进行选型的过程中，除了考虑教学需求外，还要重视重视“低低能耗、低污染、低排放能耗、低污染、低排放”，在性能与节能之间找到最，在性能与节能之间找到最佳的平衡点佳的平衡点。省时、省力、省心、省人、省钱、省能源省时、省力、省心、省人、省钱、省能源的节约型社会，讲究一个的节约型社会，讲究一个“省省”字字 谢谢 谢！谢！
