CN211087539U - 一种教室多媒体系统 - Google Patents

Abstract

一种教室多媒体系统，属于教学设备领域。由多媒体电脑系统、投影白板、投影机等组成，多媒体电脑支持多显示器，能扩展桌面到投影机，演示软件运行演示者视图，投影机运行观看者视图，教师播放课件‑学生以板书响应‑教师评价学生的响应，反复循环，不断推进。学生使用板书、教师使用电子白板，二者既技术上独立又任务上协作，紧凑互动，在无线传输技术的支持下，开拓了多媒体教学的新局面。

Description

一种教室多媒体系统

技术领域

一种教室多媒体系统，属于教学设备领域，尤其涉及支持师生角色分化的教室多媒体系统。

背景技术

交互式电子白板，因解放了电脑对教师的束缚，用电子技术模拟了传统黑板，成为现代教室的标志性设备。但是，其本身固有的问题，也逐渐暴露在教育工作者面前：

1.教师与学生共用一个屏幕，教师为开展教学的电脑操作，对学生学习造成干扰(见图2)。最典型的就是：教师将辅助教学的内容与要求学生掌握的内容杂揉进课件里，增加了学生掌握难度。教师还在播放与批注之间切换、在不同批注项之间切换，频繁调用菜单，都会干扰学生学习。

2.教师与学生共用一个展示手段，限制了活动的开展。课堂多媒体互动基本环节主要有：教师播放课件、学生展示学习成果、教师点评学生展示。在这些环节中，交互式电子白板的控制权发生两次转移，依次是从教师转移到学生和从学生转移到教师。如果学生还有改动，教师又修改点评，则交互式电子白板的控制权又循环转移一轮。如果有多个学生参与互动，交互式电子白板的控制权则频繁发生转移。中小学课堂活动较多，交互式电子白板控制权的频繁转移，放大了课堂时间浪费，而且，紧凑性要求高的展示活动，甚至根本无法开展起来。

3.教师被限制在电子白板前。交互式电子白板是解放教师被电脑束缚的产物，但对教师的束缚依然没有根本解决，只是从电脑前变成了电子白板前，活动空间略有扩大而已。教师高高在上，容易拉大与学生的心理距离，也不利于教师了解学生的学习情况。这种情况在高校或许根本就不是问题，但在中小学课堂中却严重影响课堂效果。

4.学生的展示活动频频遭遇技术困难。交互式电子白板操作复杂，比如要在课件播放与批注之间、不同批注项目之间来回切换，教师经过操作技能培训，尚且存在或多或少的问题。学生没有受过训练，尤其是小学生心智不健全，本想批注，却翻到课件的下一页，本想荧光指示，却弄成墨笔勾画，更别说配置颜色等。即使不出错，时间浪费也很严重。而且，电子白板故障点也比较多，往往无法及时维护，都给电子白板发挥应有效益带来巨大挑战。

发明内容

发明人反复研究得出，交互式电子白板系统上述问题的根本症结，在于立足讲授性为主的课堂，对活动较多的中小学课堂适应不良。对基于多媒体的课堂互动规律认识不足，导致多媒体手段缺乏使用对象的针对性，既无法改进相应的多媒体手段，更无法实现现代技术手段与传统技术手段的融合。一方面，以讲授为主的课堂样式是问题形成的土壤，中小学活动课堂没有得到真正重视；另一方面，多媒体技术专业性强，多媒体技术发展缺乏中小学样主动参与，推动教室多媒体发展的技术部门，又不了解中小学课堂的真正需求。本发明立足师生互动的视角，提供一个区别师生角色、合理分配技术手段、融合传统技术与现代技术的教室多媒体系统，具有为：

1.一种教室多媒体系统，包括多媒体电脑系统、固定在讲台墙壁上的投影白板、固定在讲台上方与多媒体电脑数据连接的投影机，多媒体电脑上安装演示软件，演示软件演示的课件，通过投影机展示到投影白板上。可选地：多媒体电脑至少有两个视频输出接口，分别连接到显示器与投影机；设置多媒体电脑的操作系统，使其支持多显示器，扩展显示器到投影机；设置演示软件支持演示者视图，使多媒体电脑屏幕运行演示者视图(见图1)，并使投影机同时运行观看者视图；投影白板支持粉笔板书，在课件对应位置响应课件预设，并在粉笔板书对应位置接受来自多媒体电脑的批注。

为了解决共用屏幕环境教师讲授对学生学习的干扰，需要将显示器与投影机分开。为此，多媒体电脑要有两个视频输出接口，并通过单独的数据线路与显示器或投影机相连，实现硬件上的分离(见图3)。同时，操作系统要支持显示器扩展到投影机，演示软件要支持演示者视图，实现视频数据的分离。为了解决师生共用电脑展示手段教师讲授对学生活动的限制，本方案引入传统的粉笔板书，使其作为多媒体手段与到课件预设展示和多媒体批注积极互动。当然，使用电子白板也是可以的，但应该限制在弱交互水平，最好只模拟粉笔书写。

2.优选地，多媒体电脑与所述投影机无线连接。

师生展示手段的分离，为教师离开讲台教学打下了基础。为了让电脑批注手段跟随教师，需要解放多媒体电脑与投影机的有线连接，而代之以无线连接方式。目前主要的无线方式多种多样，典型的有WIFI连接方式、WHDI方式。不论采用何种方式，多媒体电脑上都设置发射端，投影机上都设置接收端。只是采用的连接方式不同，多媒体电脑与投影机上要有配对的相应接口。适应无线连接的需求，大部分电脑和投影机集成了WIFI功能，但基本不集成WHDI，需要专门的设备。WHDI不仅在高清晰、低时延方面有优势，而且实现了音频与视频同时无线传输，有明显优势(见图4)。多媒体电脑与投影机无线连接后，教师可以将多媒体电脑放置在移动讲台上，离开固定讲台授课。

3.优选地，多媒体电脑是平板电脑，集成视频无线发射端，还有一个与视频无线发射端匹配的视频无线接收端，视频无线接收端或者集成在投影机内，或者通过视频无线接收端与投影机连接。

移动讲台相对笨拙，依然限制教师走动范围，影响教师讲授的舒适性。平板电脑因其屏幕大小适中、重量较轻，可以解决这一问题。随着手机功能不断强大，能实现平板电脑的功能，也可以用于多媒体课堂。部分投影机已内置无线投影功能，可以优选与这些投影机兼容的平板电脑。

4.优选地，多媒体电脑是工控电脑。

教室多媒体作为现代技术手段，技术故障点比较多，其稳定性一直偏低。课堂具有强烈的时效性，一节课有一节课的内容，一个环节接着一个环节。教师准备的课件，如果不能及时播放，影响教师情绪和教学效果。工控电脑因为超级稳定性，能很好地满足教室多媒体的稳定性要求。工控电脑在性能满足的条件下，优选体形小巧便于布置的，比如选用触控液晶、主机外设一体的工控电脑、比如平板型的工控电脑。

有益效果：

1.师生视图分离，演示者视图既增加了备注视图对教师授课的支持，又减少了功能切换对学生的干扰，二者协调一致，提高了教师授课和学生听课效率。

2.教师使用键鼠或触屏、学生使用粉笔板书，一方面教师可以离开讲台，为学生留下展示空间，另一方面，独立的两个展示手段同时互动，缩短了展示之间的等待时间，提高了展示互动的紧凑性，为丰富多彩的展示互动活动打下基础。

3.多媒体电脑与投影机无线连接及平板电脑的加入，为教师在学生区授课打下基础，特别适合师生亲密氛围要求较高的中小学课堂。

4.复杂的电脑由有专业技术的教师操作，没有专业技术的学生则使用粉笔板书，师生展示手段在技术上互相隔离，二者提高了教室多媒体系统的稳定性。专业的工业电脑，进一步提高了多媒体系统的稳定性。

5.投影白板支持粉笔板书，在课件对应位置响应课件预设，并在粉笔板书对应位置接受来自多媒体电脑的批注，能更好地实现位置要求高的教学活动。比如课件预设几个三角形，教师要求学生画这些三角形的高，学生用粉笔在对应位置画高，教师又在对应位置批改。(见图5)

6.提高学生的动手能力，遏制多媒体课堂演示化倾向。学生上讲台活动，已从演示观看者改变演示者；即使展示活动，学生也拿起了传统工具，比如画三角形的高，就拿起了三角板这一教具。

7.纠正了交互式电子白板系统追求功能强大的技术偏见。交互式电子白板诞生以来，从最基本的粉笔板书模拟，发展到教学综合辅助解决，技术部门高大上的噱头，多数沦落为课堂的摆设。本方案回归交互电子白板的本来面目，甚至回到电子白板的功能上，但抓住课堂预设与生成这一核心，推动传统手段与现代手段的融合，推动教学活动多样化。

8.教室多媒体系统师生角色分化，为活动课课件设计规范化找到了突破口。这种课件既有明确的学生观看内容，又有服务于教师授课的备注内容，还为学生反馈预留板书空间，在课外预设阶段就有明确的师生角色划分和时间先后划分。

附图说明

图1：PPT演示者视图示意图。主要由四个大块构成：1是演示展示区，与观看者视图相同；2是活动提示区；3是演示工具条，有许多批注按钮，点击不同按钮，有不同的批注形式，比如线条样式、粗细、颜色等；4是流程控制条，每框对应一张幻灯片，实现快速切换幻灯片。本图只是示意，具体的位置可能不同。

图2：交互式电子白板连接示意图。电脑通过中控的一分二功能，分别连接到显示器与投影机上。

图3：有线连接示意图。电脑的两个视频输出接口分别连接显示器与投影机。

图4：无线连接示意图。电脑通过无线连接设备连接到投影机，电脑的视频输出接口连接到无线连接器的发射器，投影机的视频输入接口连接到无线连接器的接收器。

图5：课堂互动示意图。分上中下三组，上组是课件预设并投影到电子白板的图像；中组是学生用粉笔画高后的图像；下组是教师在电脑上批注后的图像。学生还可以修改，老师也可以再批注。当然教师批注的内容不止勾叉，比如可以修改第三个。

具体实施方式：

本方案区别于交互式电子白板系统的讲授视角，针对多媒体在中小学课堂应用的弊端，推动中小学课堂活动多媒体化，提高中小学多媒体课堂效益，同时纠正片面追求电子白板功能强大的技术偏见。根据权利要求，列举如下四个实施案例。在此申明，实施方案远不止此四个，凡以视图与展示的师生分离为手段，提高多媒体互动效率，均应纳入本方案保护范围，不能以此列示之案例作为限制本方案的依据。

方案一：

1.配置多媒体电脑硬件，保证两个视频输出接口。这两个视频输出接口分布在一张显示卡上。传统电子白板只需要一个视频信号输出接口，本方案与电子白板不同。这是视图分离的硬件基础。

2.在讲台墙壁上布置投影白板。交互式电子白板系统使用交互式电子白板，输入端往往因为接触不良而失灵，即使硬件正常，也经常因为操作复杂而发生混乱，尤其不适应中小学生和老年教师操作。本方案去掉交互式电子白板的交互性，只保留投影白板，学生直接在白板上板书，展示可靠性提高。

3.在讲台顶部布置投影机，使投影机正好投影到投影白板上。在交互式电子白板系统中，投影白板展示两项内容，一个是课件预设，另一个是交互白板批注。本方案中增加粉笔板书项，虽然也有批注，但不来自交互白板，而是来自电脑。粉笔板书因课件预设而起，又成为电脑批注的对象，成为撬动课堂展示活动的杠杆。

4.将多媒体电脑布置在讲台上。

5.选择多媒体电脑的另一个视频信号输出接口，用视频线将其单独连接到投影机输入接口上。在传统电子白板系统中，多媒体电脑是通过中控连接到显示器与投影机上，中控的主要功能就是实现视频信号一分二。本方案与传统电子白板不同，两个视频输出接口必须分别连接显示器与投影机。(见图3)这是本方案的数据连接基础。

6.配置多媒体电脑软件，安装win7系统和PPT2016演示软件。也可以是其他操作系统，甚至单独安装支持多显示功能的软件，但一定要能构建一个支持多显示器的软件环境。演示软件可以是其他版本，甚至其他软件，但一定要支撑演示者视图功能(见图1)。这是本方案的软件基础。交互式电子白板系统也可以在这种软件环境下运行，但这不是支持多显示器与演示者视图不是必选项。

7.在Win7中设置扩展显示器到投影机。具体操作为：依次打开控制面板- 外观和个性化-显示-屏幕分辨率，设置“更改显示器的外观”。先选中显示器，然后在多显示器框选择“扩展这些显示器”，最后应用这个设置。注意，多显示器还可以设置成“复制这个显示器”等选项，一定不能选择。

8.使用幻灯片视图放映幻灯片。在“幻灯片放映”选项卡上的“监视器”组中，选择“使用演示者视图”，然后播放课件。演示者视图不仅是视频观看视图，也是数据输入视图。电脑显示演示者视图，投影机显示观看者视图，为教师和学生视图分离提供了物质基础。鼠标键盘的输入，最终作为反馈手段呈现到观看者视图上，与粉笔板书呈现在投影白板上，二者的重合为同位交互提供了基础。在传统的电子白板系统中，无法使用演示者视图，即使强行调用演示者视图，投影机上也显示与显示器相同的演示者视图。

方案二：

目前主要的无线方式有WIFI连接方式、无线VGA方式和WHDI方式。不论采用何种方式，多媒体电脑上都设置发射端，投影机上都设置接收端，如图4。但采用的连接方式不同，多媒体电脑与投影机上要有配对的接口。本方案选择 WHDI。

1.准备多媒体电脑。由于WHDI接收多媒体电脑的HDMI数据，因此要求多媒体电脑的其中一个视频输出接口为HDMI接口。

2.在讲台墙壁上布置投影白板。与方案一同。

3.在讲台顶部布置投影机，使投影机正好投影到投影白板上。由于WHDI 端接收HDMI数据传输给投影机，因此要求投影机具有HDMI数据输入接口。

4.将多媒体电脑布置在移动讲台上。如果没有移动讲台，也可以布置在方便教师操作的地方。

5.将多媒体电脑的HDMI输出接口与投影机的HDMI接口，用WHDI设备连接起来，并开机连接。

51.准备无线连接设备。本方案使用WHD-200，由台湾ZINWELL生产， WHDI主体分成发射器与接收器，还有电源、HDMI线缆等。

52.连接电脑与发射器。首先将发射器插在电脑的HDMI视频接口上，再用USB线插在电脑上为发射器供电。

53.连接接收器与投影机。首先用HDMI线缆将接收器和投影机的HDMI 接口连接起来，再用专用电源为接收器供电。

54.通电适配。按说明书操作。

6.配置多媒体电脑软件。与方案一同。

7.在Win7中设置扩展显示器到投影机。与方案一同。

8.使用幻灯片视图放映幻灯片。与方案一同。

方案三：

1.准备平板电脑。为了高效运行PPT，操作系统选择WINDOWS而不是安卓。本例选用微软的surface，它安装windows操作系统，无缝集成office，是最主要的原因。

2.在讲台墙壁上布置投影白板。与方案一同。

3.在讲台顶部布置投影机，使投影机正好投影到投影白板上。由于使用微软的无线显示适配器，因此要求投影机具有USB和HDMI数据输入接口。将USB 接口端插在投影机的USB接口上，并将HDMI接口端插接在投影机的HDMI接口上。

4.打开无线显示适配器，并在平板电脑上搜索它，完成配对。

5.配置多媒体电脑软件。与方案一同。

6.在Win7中设置扩展显示器到投影机。与方案一同。

7.使用幻灯片视图放映幻灯片。与方案一同。

方案四：

1.准备工控电脑。本例选用芯盛美I5-3317U。I5处理器，两个视频接口，另配一个触控显示器，轻松胜任演示者视图演示。显示器采用Pexxus的H15。用VGA 线将主机与显示器连接起来。

2.在讲台墙壁上布置投影白板。与方案一同。

3.在讲台顶部布置投影机，使投影机正好投影到投影白板上。VGA接口是投影机的标配，对接口不作要求。

4.布置工控电脑。芯盛美I5-3317U体形小巧，可与触控显示器一起，布置于电子白板旁边。

5.将多媒体电脑的HDMI输出接口与投影机的HDMI输入接口，采用 HDMI线连接起来。

6.配置多媒体电脑软件。与方案一同。

7.在Win7中设置扩展显示器到投影机。与方案一同。

8.使用幻灯片视图放映幻灯片。与方案一同。

Claims (4)

1.一种教室多媒体系统，包括多媒体电脑系统、固定在讲台墙壁上的投影白板、固定在讲台上方与所述多媒体电脑数据连接的投影机，所述多媒体电脑上安装演示软件，所述演示软件演示的课件，通过所述投影机展示到所述投影白板上，其特征在于：所述多媒体电脑至少有两个视频输出接口，分别连接到显示器与所述投影机；设置所述多媒体电脑的操作系统，使其支持多显示器，扩展所述显示器到所述投影机；设置所述演示软件支持演示者视图，使所述多媒体电脑屏幕运行演示者视图，并使所述投影机同时运行观看者视图；所述投影白板支持粉笔板书，在所述课件对应位置响应课件预设，并在所述粉笔板书的对应位置接受来自所述多媒体电脑的批注。

2.根据权利要求1所述的教室多媒体系统，其特征是：所述多媒体电脑与所述投影机无线连接。

3.根据权利要求2所述的教室多媒体系统，其特征是：所述多媒体电脑是平板电脑，集成视频无线发射端，还有一个与所述视频无线发射端匹配的视频无线接收端，所述视频无线接收端或者集成在投影机内，或者通过所述视频无线接收端与所述投影机连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的教室多媒体系统，其特征是：所述多媒体电脑是工控电脑。

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