基于云计算的多媒体教学系统研究与实践

陈光海 汪应

基金项目：教育部教育信息化建设项目，项目名：共享型专业教学资源库建设机制与应用模式探索，项目编号：1202086.

摘要：本文从实例出发，论述了多媒体教室的建设应从整体出发、系统考虑，把教师从鼠标、键盘、有线话筒的羁绊中解脱出来，到黑板前面，回归原生讲课姿态；配备相应的教学资源管理软件和云计算平台，实现教与学的互动交流；为改革课堂教学模式，培养创新型人才创造条件。

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关键词 ：多媒体；多点触控；电子白板；云计算；教学资源

21世纪人类面临种种日益严重的挑战，需要学校培养出具有更多批判性思维、发散性思维和创造性思维，即具有高度创新能力的创新型人才。几千年来，中国传统的教师灌输知识、学生被动接受的传授式教学模式，已经不能满足现代教育的需求，取而代之的将是以教师教、辅结合，强调学生的主体作用，重视学生对教学的参与，从而培养学生观察能力、应变能力、创新能力和学会学习的以学生为主的互动式教学模式[1]。教育模式的改革，应使用现代多媒体教学系统，依托网络信息技术，构建云计算服务硬件平台和以仿真实训软件为核心的教学资源库软件平台，配合前端多媒体教室中教师授课空间设备和学生互动设备，形成完整的现代多媒体教学系统，以丰富的教学资源为学生创造性思维的发展和创新能力的培养提供条件。

一 教室建设方案

目前较为广泛的多媒体教室的构成是计算机加投影，该教学手段形式新颖、表现方法多样，但实际应用中其效果受教师的多媒体课件制作水平影响较大，再加上有线话筒和键盘、鼠标的限制，教师往往离不开讲台，主要时间都在“演示”课件，课堂教学成了“电灌、网灌”，教师成了课堂上的放映员和讲解员，学生则变成了记录员，师生之间缺乏互动交流。无法观察学生的情感态度，无暇顾及学生的理解与反应，难以有效发挥教师的主导作用，无法让学生参与教学，气氛呆板、生硬。

1、教师授课空间操作设备

为解决目前教学手段中存在的问题，提高教学效果，重庆工程职业技术学院所有教室，摒弃传统黑板，用一块100或120寸的多点触控电子白板替代投影幕布，超短焦投影仪和无线话筒让老师远离讲台，回归“黑板+粉笔”的原生讲课姿态而又使用现代“电教平台”。交互式电子白板既可以像传统的黑板一样，用手指书写、圈点、批注、标记，又可以利用丰富的教学资源、课件进行教学。教师利用电子白板的互动功能、传统的姿态、丰富的表情等，让课堂教学生动起来。同时配备一块同大小、同材质、无互动功能的笔写白板，一是为了整体美观，二是为了教师逐步适应完全手写的过渡，结构如图1所示。

白板底板选用：钢板基材、搪瓷表面，抗尖锐物敲击和划伤能力较强，水彩笔写书后易于擦除，投影到搪瓷白板上亮度均匀，无反光，无眩晕。白板触控技术的选择是涉及整个系统应用成败的关键，对投影对象的放大、缩小、左旋、右旋等手势的判断必须准确无误，否则达不到期望的效果。目前的触控技术主要有电阻、电容、压感、声波、光学、红外、表面光波、纳米电路等多种，能够真正实现4点、10点、16点、32点、48点以上的触控技术只有表面光波和纳米电路技术，触控点越多，对手势判断越准确，使用操作更轻松。相对于表面光波来说，纳米电路价格太高，因此，我们选择了性价比较高的表面光波技术32点触控，效果如图2所示。

2. 学生互动设备

为了节约成本和充分利用已有教学资源设备，我院采用瘦客户机，利用云计算平台，通过“桌面虚拟化”实现一人一机，使用鼠标、键盘而不用触摸屏。学生互动设备主要完成作业的下载、上传和仿真实训操作，尤其是在仿真实训平台上，围绕某一主题或任务，学生自己观察、分析、收集资料，在虚拟环境中解决问题，提高学生主动学习的热情，培养学生的观察能力，激发学生创造性思维。由于教室数量多，因资金问题，学生互动设备未能全部配齐，只能逐步实现。

二 教学资源库提供教与学的互动平台

根据学校自身需求特点，自主研发了教学资源库管理平台，按照学院－专业－课程－教师的结构建立存储空间。教师在课前将教学视频、图片、课件及相关文档资料上传到自己的空间，实现课堂资料网络化管理和在线播放；学生可使用该系统完成预习、复习、作业上传，以及进行任意时间、任意地点的自主学习；老师上课不用再带U盘或笔记本电脑。

三 云计算保障教学资源库的高密度访问

通过“服务器虚拟化”技术将现有几十台服务器进行整合，建立服务器集群，实现服务器资源的统一管理及合理利用，支撑校内外师生对教学资源库的高密度访问。

再由“应用虚拟化”技术为教学资源库提供仿真实训软件运行环境。实现了单机实训软件网络化，并可使PC软件跨平台在手机、平板等终端中运行，实现了仿真实训软件部署简单化。“应用虚拟化”技术使仿真实训成为“任何时间”、“任何地点”、“任何终端”都可使用的系统，顺应了移动终端发展的潮流，特别是对激发学生创造性思维、培养自主学习的热情是非常有效的手段。

四 结论

多媒体教学是实现教育信息化、改革传统教育模式、培养学生自主学习能力和创新能力的必然选择，但多媒体教学必须要从整体出发、系统考虑。多点触控电子白板是教室中最核心的设备，它集计算机、通讯、电子、感应等技术于一身，是教育教学软件、硬件、资源的集成化前端操作平台；教学资源管理软件是为教师和学生的教与学提供丰富资源与交流的平台[2]；云计算中的“服务器虚拟化”、“应用虚拟化”、“桌面虚拟化”及负载均衡等技术，是保障教学资源库和仿真实训等教育软件高密度访问的基础条件。本文仅对重庆工程职业技术学院多媒体教学系统的建设项目做了简要介绍，还需不断改进和调整，推进课堂教学模式改革，培养更多创新型人才。

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参考文献：

[1] 王立达. 面向互动教学的多媒体教室建构方案[J].实验技术与管理. 2012,29(4)：207-210.

[2] 宋卫华.未来教室的构建及应用探讨[J].中国信息技术教育.2011(15):123-126.

作者简介：

陈光海，研究生，重庆工程职业技术学院教授，主要研究方向：计算机系统集成、现代教育技术；汪应，本科，信息技术主管工程师、实验师，所在单位：重庆工程职业技术学院，主要研究方向：计算机网络技术、图像处理技术、数据库技术、网页设计及制作。