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)及遠程管理系統(tǒng),，并給出系統(tǒng)的組成、功能,、特點及控制實施方案,。
關(guān)鍵詞： 微格教學(xué) 遠程傳輸 管理 控制
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計算機技術(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)采用信號單向傳輸,，不能進行交互,，播控中心不能及時了解下面的情況，教室里的教員也不能與播控中心及時聯(lián)系,，就象電視臺放節(jié)目一樣,，一直放到底，不管觀眾到底看了沒有,，效果如何,，更不能進行現(xiàn)場觀摩教學(xué)。隨著國內(nèi)計算機軟件的飛速發(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,、影碟機播放預(yù)先錄制好的教學(xué)節(jié)目,。也有節(jié)目源采用計算機，靠VGA－AV轉(zhuǎn)換將計算機屏幕通過模擬線路傳輸過去,。
(2) 計算機教學(xué)系統(tǒng),。分為以下兩種：
·純軟件系統(tǒng)：采用局域局，將教師機上" title="機上">機上的界面?zhèn)鬏數(shù)矫颗_學(xué)生機上,，實現(xiàn)廣播,、示范、呼叫等,，教學(xué)節(jié)目主要在教師機上的CAI課件上,。
·軟硬組合系統(tǒng)：采用局域網(wǎng)模擬信號傳輸網(wǎng)相結(jié)合，將教師機上的界面?zhèn)鬏數(shù)矫颗_學(xué)生機上的CAI課件上,。該系統(tǒng)與純軟件系統(tǒng)的唯一區(qū)別是教師機的屏幕圖像采用RGB信號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,，一般安裝在一個教室或幾個教室，不能進行遠程傳輸,，更不能進行現(xiàn)場教學(xué)遠程傳輸,。
微格教學(xué)及遠程管理系統(tǒng)計算機結(jié)合視頻系統(tǒng)，用計算機幫助或代替教師執(zhí)行教學(xué)任務(wù),，傳遞教學(xué)信息,，向?qū)W生傳授知識和訓(xùn)練技能，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性,，直接為學(xué)生服務(wù),。同時用計算機管理教學(xué)，用計算機評分,，建立題庫,，進行教學(xué)計劃管理，質(zhì)量評估,，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,，同時又擴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),、多媒體計算機三大部分構(gòu)成,。其中控制系統(tǒng)包括攝像頭控制、云臺控制,、通訊控制,、視音頻處理控制以及遠程視音頻傳輸處理控制，外部視音頻設(shè)備(如VCD,、錄像機)控制,。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2 教室
采用一個教室一個攝像頭,、一臺電視,、一個呼叫器，投資小,，中央控制室可控制多達128個教室教學(xué),，或?qū)⒂嬎銠C畫面?zhèn)魉偷矫總€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,。使多個教室同時參與進來觀摩并可互相提問,。根據(jù)國情設(shè)計，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,，又能擴充功能，將電化教學(xué)與計算機,、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),。為遠程教學(xué)提供實時信號源。
·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,。
·電話線遠程傳輸控制系統(tǒng)。對沒有聯(lián)網(wǎng)的地方提供,，可實現(xiàn)異地遠程教學(xué)觀摩,、場景控制,。
·網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)傳輸、控制系統(tǒng),。
·微格教學(xué)遠程傳送系統(tǒng),。
系統(tǒng)的最大特點是：除了常規(guī)遠程教學(xué)外，可實現(xiàn)異地遠程現(xiàn)場交互式教學(xué),，單遠程提問即可實現(xiàn)遠程可視對講,，面對面交談，解答問題,。系統(tǒng)既可以做到在普通電話線上實現(xiàn)遠程教學(xué),，也可以在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)。對遠程傳來的現(xiàn)場圖像聲音可在任意本地機上保存或打印,。
3 系統(tǒng)功能
· 電視教務(wù)管理與講評
為提高學(xué)校教務(wù)管理水平,，特設(shè)校長講評功能。
可任意將每個教室的教學(xué)情況,，將老師講課的圖像,、聲音實時地傳到控制中心。也可電視講評與教學(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、錄像機節(jié)目或攝像機的現(xiàn)場畫面廣播到所有教室的電視機上,。通過系統(tǒng)軟件設(shè)置又可實現(xiàn)多個節(jié)目(計算機,、錄像機、錄音機,、VCD等，分別向不同教室同時廣播教學(xué),。
· 呼叫對講與控制
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,。
教室與教室之間實現(xiàn)可視對講(象可視電話)進行交流。
控制中心可控制每個教室的攝像頭光圈,、焦距,、變焦及運動(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,，該功能可用于對會議,，講學(xué)、實驗等的實時轉(zhuǎn)播,。
· 遠程傳送
可在電話線上異地傳輸教室的圖像,、聲音并操作控制,，也可進行遠程教學(xué)管理、課程評估調(diào)度等,。
·備用接口
為用戶留有升級接口,，可根據(jù)用戶實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)控制實現(xiàn)
控制系統(tǒng)是本系統(tǒng)的核心,，通過控制實現(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控制網(wǎng)絡(luò),，并由微機控制,，分析確定系統(tǒng)各種狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)動作,。其框圖見圖2,。構(gòu)成主要是對經(jīng)過處理的視音頻進行控制，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,。在遠程控制" title="遠程控制">遠程控制處理上,，采用H.324標(biāo)準(zhǔn)，實行壓縮處理,，使系統(tǒng)可以在普通電話線上進行圖像,、聲音的遠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現(xiàn),。
5 遠程控制傳輸模塊
遠程控制傳輸模塊的功能描述：
該功能模塊實現(xiàn)在電話線上異地實現(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,、變焦及運動(上下左右線掃面掃)。
遠程控制傳輸模塊的軟件采用vc模塊化編程,。
遠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uValue可以取如下值之一：
NM＿VIDEO＿SMALL 小圖像
NM＿VIDEO＿MEDIUM 中圖像
NM＿VIDEO＿LARGE 大圖像
B. NM＿VIDPROP＿IMAGE＿QUALITY 視頻的質(zhì)量，這時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
CameraNum 攝像頭號
Command 命令
參考文獻
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