時(shí)間:2023-03-21 17:13:54
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分析化學(xué)是建立在化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、精密儀器制造科學(xué)等學(xué)科上的綜合性邊緣科學(xué)。儀器分析作為分析化學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支(包括色譜分析、電化學(xué)分析、波譜分析、質(zhì)譜分析、熱分析、放射分析、表面分析等),作為一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,在農(nóng)業(yè)高校研究生教學(xué)中占據(jù)著重要的位置,它是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?dú)立分析問題、解決問題能力的重要課程。
近年來,由于研究生招生人數(shù)逐漸增加,我校當(dāng)前研究生儀器分析課的實(shí)驗(yàn)條件(儀器種類和數(shù)量)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)需要,特別是分析化學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展,研究生儀器分析課教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革就顯得極為重要。當(dāng)前,計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,多媒體教學(xué)課件已成為學(xué)校計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要組成部分,因此,這種現(xiàn)代化的教學(xué)手段,將給傳統(tǒng)的教學(xué)方式帶來一場新的變革。
一、多媒體教學(xué)對課堂教學(xué)的影響
1.有助于更新傳統(tǒng)的教學(xué)方式
研究生儀器分析課程按50學(xué)時(shí)設(shè)置,理論教學(xué)30學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)20學(xué)時(shí)。理論教學(xué)內(nèi)容為光化學(xué)分析(包括紫外可見光譜、紅外光譜分析,原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜分析,熒光分析);電化學(xué)分析(包括電位分析法,極譜分析法);色譜分析(包括氣相色譜分析,液相色譜分析)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,新的分析儀器不斷拓新,新的分析方法也不斷出現(xiàn),作為研究生儀器分析課教學(xué),老師在學(xué)生掌握儀器分析的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)操作技能后,還應(yīng)讓學(xué)生進(jìn)一步了解本學(xué)科新的前沿的相關(guān)知識。但在傳統(tǒng)的教學(xué)中,系統(tǒng)講授儀器分析基本內(nèi)容的學(xué)時(shí)已顯緊張,因此,教師無法在有限時(shí)間內(nèi)拓展教學(xué)內(nèi)容。
研究生儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有內(nèi)容多學(xué)時(shí)少,使用大型儀器多,并且在使用大型儀器時(shí),不可能配置多套,對于貴重儀器又不能讓學(xué)生隨意使用的特點(diǎn)。而該課的儀器原理理論又較為抽象,很多涉及到的儀器原理圖、內(nèi)部構(gòu)造圖等問題,只能通過老師“黑板十粉筆”的教學(xué)方式讓學(xué)生去想象,學(xué)生感到枯燥和抽象,難以理解。這種日益顯現(xiàn)的理論與實(shí)踐相脫節(jié)的矛盾,直接影響著實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效果。
因此,計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)課件的使用,無論對教師還是對學(xué)生都是一種全新的教學(xué)模式和教學(xué)手段,它會(huì)極大地改善研究生儀器分析課教與學(xué)的現(xiàn)狀,對增強(qiáng)教學(xué)效果和提高教學(xué)質(zhì)量都將起到積極的作用。
2.有助于提高教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段(ComputerAidedInstruc-tion簡稱CAI)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。對于這種全新的教學(xué)方式,需要教師要有全新的教學(xué)理念。使用多媒體教學(xué)課件進(jìn)行儀器分析課的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué),需要將所講的內(nèi)容章節(jié)、題目、重要定義、公式、重要結(jié)論都全部用PowerPoint制作成幻燈片,將平時(shí)講課中難以或無法在黑板上完成的實(shí)驗(yàn)裝置、光路圖、電路圖、圖表、或儀器外觀形狀等的教學(xué),在多媒體課件中解決,可以用Ado-bePhotoshop制作成圖形文件,插人到PowerPoint,制作成幻燈片在畫面上顯示。這樣,課堂上就不必大量板書,可以利用節(jié)約的時(shí)間適當(dāng)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)中,教學(xué)課件內(nèi)容可隨時(shí)根據(jù)需要調(diào)出,編排組合,由于它集圖、文、聲、像于一體的三維動(dòng)畫圖像的可視性,對于儀器分析課程的教學(xué)輔助作用尤為突出。
如何有效地發(fā)揮計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)手段的作用,獲得好的教學(xué)效果,對于教師的授課是一種全新的教學(xué)思維模式建立,也有助于教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的全面提高。首先,教師在使用多媒體教學(xué)課件時(shí),需要對自己的課程講授內(nèi)容深刻理解和精通,不斷積累大量學(xué)科前沿的信息,拓展自己的知識面。其次,盡快掌握計(jì)算機(jī)的應(yīng)用知識,熟悉課件的所有內(nèi)容,認(rèn)真?zhèn)湔n。這種備課過程要比傳統(tǒng)的備課方式復(fù)雜,需要的知識廣、博、雜,教師只有掌握了計(jì)算機(jī)的各種功能,才能在課堂上合理編排講課內(nèi)容,把握講課進(jìn)程,取得好的教學(xué)效果。二、課教學(xué)多媒體教學(xué)課件與研究生儀器分析
1.多媒體教學(xué)課件
大連理工大學(xué)研制的“多媒體分析化學(xué)CAI",“基礎(chǔ)儀器分析虛擬實(shí)驗(yàn)室”課件,是融多媒體課程講授與儀器原理演示和實(shí)驗(yàn)仿真模擬為一體的多功能CAI軟件,是我們目前用作研究生“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程的課件。其特點(diǎn)是具有超文本方式動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的電子教案;有分析儀器原理與實(shí)驗(yàn)演示仿真模擬:包括填充柱氣相色譜、液相色譜、離子色譜、毛細(xì)管色譜、高效毛細(xì)管電泳、原子吸收、紫外可見、紅外光譜、電位分析、核磁共振分析原理與譜圖識別、色一質(zhì)譜連用、離子色譜分析原理等,這部分內(nèi)容可通過CAI,將儀器“搬”上講臺,動(dòng)態(tài)顯示其微觀原理,快速模擬分析過程及譜圖識別;有分析化學(xué)圖片庫,可實(shí)現(xiàn)快速查閱、瀏覽等操作,可在教學(xué)中隨時(shí)調(diào)用以配合電子教案使用;有分析化學(xué)學(xué)習(xí)室,可完成分析化學(xué)發(fā)展史、多媒體元素周期表與數(shù)據(jù)查詢,是極好的教學(xué)輔助工具;有分析化學(xué)虛擬考場,可通過計(jì)算機(jī)對各章內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)加強(qiáng)復(fù)習(xí),并通過自己選題,進(jìn)人考場,進(jìn)行測驗(yàn)檢查學(xué)生對所學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度。
2.多媒體教學(xué)課件的應(yīng)用
儀器分析課內(nèi)容多而雜,許多儀器的分析原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)及分析流程很難用傳統(tǒng)的教學(xué)方式來表達(dá),采用多媒體儀器分析教學(xué)課件,使教與學(xué)的距離縮短了,大大提高講課的效率,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
如:毛細(xì)管氣相色譜在課堂上用傳統(tǒng)的教學(xué)方法時(shí),學(xué)生較難理解,但在儀器分析多媒體的教學(xué)課件中,計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)的是毛細(xì)管氣相色譜結(jié)構(gòu)流程界面,可通過鼠標(biāo)的操作介紹儀器的各個(gè)部件。當(dāng)介紹儀器的FID時(shí),計(jì)算機(jī)屏幕上可顯示出檢測器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),可出現(xiàn)檢測微電流產(chǎn)生的機(jī)理說明。其他如分流裝置、尾吹裝置等也都給出了部件的立體內(nèi)部結(jié)構(gòu),便于教師的講解和學(xué)習(xí)。在界面上還可對原理演示,實(shí)驗(yàn)條件選擇及色譜分析實(shí)驗(yàn)的全過程進(jìn)行仿真模擬。還可打開該部件的開關(guān),按實(shí)際儀器的使用方法進(jìn)行操作。如打開載氣源,調(diào)節(jié)載氣的流量;點(diǎn)擊點(diǎn)火按扭,點(diǎn)燃FID檢測器的氫火焰;點(diǎn)擊進(jìn)樣器,進(jìn)行進(jìn)樣分析,完成一次進(jìn)樣的操作;可根據(jù)色譜峰的形狀判斷分離條件是否合適,繼續(xù)選擇實(shí)驗(yàn)條件,重新進(jìn)樣,得到實(shí)驗(yàn)的最佳效果。
3.多媒體教學(xué)對增強(qiáng)教學(xué)效果的作用
分析化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),學(xué)生除動(dòng)手實(shí)驗(yàn)外,對于比較復(fù)雜、難度又比較大、儀器缺乏、對身體有危害的實(shí)驗(yàn),都可以通過計(jì)算機(jī)生動(dòng)的模擬,還可以通過計(jì)算機(jī)多媒體反復(fù)播放進(jìn)行觀察,以加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識、理解和記憶。多媒體教學(xué)課件的使用,為分析化學(xué),特別是儀器分析理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的活力。
物理教學(xué)主要是觀察、實(shí)驗(yàn)、思維和運(yùn)用四大過程,要進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn),就必須有“物”──各種直接教具和實(shí)驗(yàn)器材.“教課應(yīng)該從具體開始而以抽象結(jié)束”.因此直觀教學(xué)在物理教學(xué)過程中占有重要的地位.就物理課堂教學(xué)而言,演示物理過程是實(shí)施直接教學(xué)的重要手段.指導(dǎo)學(xué)生對演示物理過程的觀察和分析,可以使學(xué)生獲得生動(dòng)的感性認(rèn)識,從而更好地理解和掌握物理概念和規(guī)律.演示物理過程可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力,可以使學(xué)生對物理學(xué)的研究方法有一定的了解.此外,教師的演示對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素養(yǎng)也有一定的示范作用.
利用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),具有傳統(tǒng)教學(xué)媒體無法比擬的優(yōu)勢.這些優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
第一,抽象的內(nèi)容形象化,激發(fā)了學(xué)生興趣.物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變化的科學(xué),在某些方面,用傳統(tǒng)的教學(xué)媒體不易表現(xiàn)物理學(xué)的“動(dòng)”和“變”的特點(diǎn).在物理教學(xué)中有許多難以理解、抽象的概念,如力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)位移,電磁學(xué)中的電場、磁場概念,光學(xué)中的干涉、衍射等,單憑語言是不易講清楚.還有一些課堂上無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn),如天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等,教師只能用語言講運(yùn)動(dòng)的過程,無法體現(xiàn)各天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)則,這樣在一定程度上影響了教學(xué)效果.若采用多媒體計(jì)算機(jī)輔助演示實(shí)驗(yàn)教學(xué),就可以在屏幕上模擬運(yùn)動(dòng)過程,就會(huì)使許多傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法表現(xiàn)的現(xiàn)象更生動(dòng)、更形象地實(shí)現(xiàn),提高了教學(xué)效果,促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.
第二,創(chuàng)設(shè)物理情境,實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí).思維心理學(xué)表明,思維的開端永遠(yuǎn)是一定的課題,即問題情境.而多媒體計(jì)算機(jī)可以迅速改變實(shí)驗(yàn)條件和物理參數(shù),在較短的時(shí)間內(nèi)向?qū)W生提供大量、具體、典型的教學(xué)信息,創(chuàng)設(shè)不同的物理情境.利用多媒體計(jì)算機(jī)的這一優(yōu)勢,教師可以恰當(dāng)實(shí)施這種教學(xué)方法.具體的教學(xué)過程可以描述為:教師先向?qū)W生提供物理感性材料,同時(shí)提供相關(guān)的問題,然后組織和引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、去發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律.采用這種發(fā)現(xiàn)式教學(xué)方式,讓學(xué)生在積極的、創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)中主動(dòng)掌握知識,加深理解,而不是死記硬背教師和教材所給予的物理知識,有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,獨(dú)立探索問題的能力.
多媒體能克服時(shí)間和空間的限制。教學(xué)中常有一些宏觀的自然現(xiàn)象、逝去的景色或者需長時(shí)間才能感知的事物,因受時(shí)間和空間的制約,無法讓學(xué)生親眼看見;一些微觀的事物和微小的變化,無法通過儀器設(shè)備讓學(xué)生進(jìn)行觀察,這些都是課堂教學(xué)難點(diǎn)。多媒體的運(yùn)用,為學(xué)生提供了形象生動(dòng)、內(nèi)容豐富、直觀具體、感染力強(qiáng)的感性熟悉材料,使學(xué)生看到了事物在運(yùn)動(dòng)、發(fā)展、變化。真情實(shí)感取代了憑空想象,難題無須多講,“百聞不如一見”。學(xué)生通過聽、視、評、悟充分感知原先較為抽象的教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)了學(xué)生從具體到抽象的熟悉規(guī)律,從而保證了教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行。
心理學(xué)探究指出,認(rèn)知活動(dòng)是和人的情感活動(dòng)緊密聯(lián)系的。多媒體教學(xué)直觀形象,在創(chuàng)設(shè)情境、吸引學(xué)生注重力、激感方面具有獨(dú)特的功能,有利于學(xué)生入情入境,借境悟理,激發(fā)學(xué)生的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生分析新問題、解決新問題的能力。
在開放性教育時(shí)代,人們逐漸在教育改革中摸索出新的教育方式,不斷為我國教育事業(yè)做著巨大貢獻(xiàn),人們在長此以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中也摸索出一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和相對應(yīng)的規(guī)律,讓廣大學(xué)生更能在自主的環(huán)境中學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí),也為學(xué)生以后的未來鋪墊更重要的求知能力,顯而易見在計(jì)算機(jī)上的教學(xué)過程中使用更多的多媒體教學(xué)方案更為符合教師與學(xué)生們的胃口。實(shí)質(zhì)性的多媒體計(jì)算機(jī)作為教學(xué)媒體的一種的根本意義是存儲(chǔ)、傳遞教育和教學(xué)信息的。有兩重意義的“多媒體”一詞譯自英文“Multimedia”,其中一是指存儲(chǔ)信息的實(shí)體,如磁盤、光盤、磁帶、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等,中文常譯作媒質(zhì);二是指傳遞信息的載體,如數(shù)字、文字、聲音、圖形等,中文譯作媒介。普遍理解,多媒體就是由單媒體多個(gè)疊加行成的。
1.2媒體系統(tǒng)的組成部分和要素
一般的多媒體系統(tǒng)主要由如下四個(gè)部分的內(nèi)容組成:稱為多媒體核心系統(tǒng)的多媒體操作系統(tǒng)、包括計(jì)算機(jī)硬件、聲音或視頻處理器、多種媒體輸入和輸出設(shè)備及信號轉(zhuǎn)換裝置、通信傳輸設(shè)備及接多媒體在計(jì)算機(jī)教學(xué)上的重要應(yīng)用朱玲梅云南工程職業(yè)學(xué)院云南昆明650304口裝置等的多媒體硬件系統(tǒng)、稱為多媒體系統(tǒng)開發(fā)工具軟件的媒體處理系統(tǒng)工具和用戶應(yīng)用軟件。多媒體基本包括文本、圖形、靜態(tài)圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻剪輯等。為不同的計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容制定了不同的學(xué)習(xí)媒體的詳細(xì)信息,多方面為學(xué)習(xí)者提供各種了解知識的渠道。
2多媒體在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的作用
在不同于傳統(tǒng)學(xué)科的計(jì)算機(jī)面前,有一個(gè)實(shí)質(zhì)性的教學(xué)是非常有必要的,由于計(jì)算機(jī)是需要學(xué)生自己動(dòng)手操作,并會(huì)舉一反三的實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,各個(gè)系統(tǒng)的知識環(huán)環(huán)相扣,有很大的變數(shù),所以在教師準(zhǔn)備的環(huán)節(jié)時(shí)應(yīng)注重用合理的方法做出合理的方案以便學(xué)生能在課堂上學(xué)到真正的知識。其中課堂運(yùn)用多媒體擬定的主題應(yīng)具有真實(shí)性,這樣才能服貼于教材的本質(zhì)內(nèi)容,方便教師在授課環(huán)節(jié)可以依據(jù)各種事例來分析重點(diǎn)所在。其次要注重層次,教師要在擬定題目時(shí)分清孰輕孰重,把相關(guān)的知識聯(lián)系到一起,然后由簡至難,層層相扣,讓學(xué)生逐漸體會(huì)知識然后自己分析其中的道理。最后是注意尋求開放性,教師不能在計(jì)算機(jī)教學(xué)方面過于死板,因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)相關(guān)考試中永遠(yuǎn)不可能有重復(fù)的事例出現(xiàn),更不可能遇到一模一樣的原題,應(yīng)為計(jì)算機(jī)是具有很大開放性的學(xué)科。所以教師授課要運(yùn)用最大限度來擴(kuò)展學(xué)生的知識面,靈活運(yùn)用多媒體來為學(xué)生傳授知識。
3多媒體在計(jì)算機(jī)教學(xué)應(yīng)用上的有效策略
3.1規(guī)范教學(xué)制度
建議學(xué)校制定相應(yīng)的制度,以推動(dòng)學(xué)校教師對應(yīng)用媒體教學(xué)為基礎(chǔ),加強(qiáng)教師對這方面的應(yīng)用熟練,有一個(gè)新的理念來使學(xué)生更好的吸收新的知識,與學(xué)生來合力打造課件也不失為一個(gè)比較省時(shí)省力的方法,另外,應(yīng)積極與其它高校加強(qiáng)聯(lián)系,以達(dá)到相關(guān)專業(yè)的資源共享,從而使多媒體教學(xué)有一個(gè)質(zhì)量上的飛躍。
3.2教師熟練應(yīng)用多媒體
在計(jì)算機(jī)課堂中合理的運(yùn)用多媒體,能使學(xué)生接受知識顯得非常輕松、愉快,教學(xué)中時(shí)間利用效率高,課堂教學(xué)效果良好。但是客觀上就大大地增加了教師的備課工作量。利用計(jì)算機(jī)處理一張圖片,平均都需要半個(gè)小時(shí),制作一節(jié)課的課件至少要用去兩三天的時(shí)間。所以,多媒體教學(xué)固然好,許多教師還是不樂意投入過多精力去鉆研,這種思想往往是阻礙發(fā)展多媒體教學(xué)模式的發(fā)展,這也是制約了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)知識的興趣。但是由于此新興教育模式剛剛?cè)谌氲轿覀兊慕逃J街校S多教師對多媒體的應(yīng)用很生疏,應(yīng)加強(qiáng)教師在多媒體應(yīng)用上,也由于教師制作水平參差不齊,造成學(xué)科間不能很好的相互連接,尤其在計(jì)算機(jī)上,此學(xué)科的應(yīng)用理念是最接近多媒體教學(xué)的,教師必須要有一個(gè)制度上的整改。
3.3教師與學(xué)生多交流并鼓勵(lì)學(xué)生自主應(yīng)用多媒體展示成果
合理的應(yīng)用多媒體是每個(gè)教師在授課上最基本的方式,但是在一堂不同于其他傳統(tǒng)學(xué)科的計(jì)算機(jī)課堂中,教師必須深刻的意識到學(xué)生的動(dòng)手操作能力是十分重要的,教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師必須更側(cè)重于怎樣教學(xué)才能使學(xué)生自主學(xué)習(xí),而并非灌輸知識,教師需要根據(jù)實(shí)際需求為學(xué)生提供自由創(chuàng)作的空間,讓學(xué)生自主研究,相互探討然后在課堂上進(jìn)行成果演示,這其中的每一步驟都離不開多媒體的應(yīng)用,在對不同課程內(nèi)容中不同對多媒體進(jìn)行應(yīng)用,使學(xué)生充分學(xué)到知識,更能加深學(xué)生對知識的進(jìn)一步的理解和合理運(yùn)用,使學(xué)生在新知識上更能舉一反三,進(jìn)行活學(xué)活用。
4應(yīng)用多媒體在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的深入探索
在開展相關(guān)多媒體在計(jì)算機(jī)課堂上應(yīng)用時(shí),其實(shí)可以把更多的重點(diǎn)放在學(xué)生自主學(xué)習(xí)、互動(dòng)探究,小組討論和集體演示這幾個(gè)環(huán)節(jié),在計(jì)算機(jī)課堂上,更注重的其實(shí)是學(xué)生可以在自主學(xué)習(xí)的過程中學(xué)會(huì)互相交流,然后用學(xué)到的新的知識來進(jìn)行更深層的知識上的求知,計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)過程不僅僅是保留在書面上而更重要的是學(xué)會(huì)真正的動(dòng)手操作,這才能體現(xiàn)真正的多媒體教學(xué)理念。為學(xué)生學(xué)到更多的知識而實(shí)行的一系列的教學(xué)改革。在多媒體教學(xué)開展的情況下,更多得到鍛煉的是學(xué)生,學(xué)生可以在一堂課中,從不同的方面學(xué)到更加真切的東西,不僅僅局限于知識層面上的增加,而是多方位的得到鍛煉。
物理教學(xué)主要是觀察、實(shí)驗(yàn)、思維和運(yùn)用四大過程,要進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn),就必須有“物”──各種直接教具和實(shí)驗(yàn)器材.“教課應(yīng)該從具體開始而以抽象結(jié)束”.因此直觀教學(xué)在物理教學(xué)過程中占有重要的地位.就物理課堂教學(xué)而言,演示物理過程是實(shí)施直接教學(xué)的重要手段.指導(dǎo)學(xué)生對演示物理過程的觀察和分析,可以使學(xué)生獲得生動(dòng)的感性認(rèn)識,從而更好地理解和掌握物理概念和規(guī)律.演示物理過程可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力,可以使學(xué)生對物理學(xué)的研究方法有一定的了解.此外,教師的演示對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素養(yǎng)也有一定的示范作用.
利用多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),具有傳統(tǒng)教學(xué)媒體無法比擬的優(yōu)勢.這些優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
第一,抽象的內(nèi)容形象化,激發(fā)了學(xué)生興趣.物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變化的科學(xué),在某些方面,用傳統(tǒng)的教學(xué)媒體不易表現(xiàn)物理學(xué)的“動(dòng)”和“變”的特點(diǎn).在物理教學(xué)中有許多難以理解、抽象的概念,如力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)位移,電磁學(xué)中的電場、磁場概念,光學(xué)中的干涉、衍射等,單憑語言是不易講清楚.還有一些課堂上無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn),如天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等,教師只能用語言講運(yùn)動(dòng)的過程,無法體現(xiàn)各天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)則,這樣在一定程度上影響了教學(xué)效果.若采用多媒體計(jì)算機(jī)輔助演示實(shí)驗(yàn)教學(xué),就可以在屏幕上模擬運(yùn)動(dòng)過程,就會(huì)使許多傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法表現(xiàn)的現(xiàn)象更生動(dòng)、更形象地實(shí)現(xiàn),提高了教學(xué)效果,促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.
第二,創(chuàng)設(shè)物理情境,實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí).思維心理學(xué)表明,思維的開端永遠(yuǎn)是一定的課題,即問題情境.而多媒體計(jì)算機(jī)可以迅速改變實(shí)驗(yàn)條件和物理參數(shù),在較短的時(shí)間內(nèi)向?qū)W生提供大量、具體、典型的教學(xué)信息,創(chuàng)設(shè)不同的物理情境.利用多媒體計(jì)算機(jī)的這一優(yōu)勢,教師可以恰當(dāng)實(shí)施這種教學(xué)方法.具體的教學(xué)過程可以描述為:教師先向?qū)W生提供物理感性材料,同時(shí)提供相關(guān)的問題,然后組織和引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、去發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律.采用這種發(fā)現(xiàn)式教學(xué)方式,讓學(xué)生在積極的、創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)中主動(dòng)掌握知識,加深理解,而不是死記硬背教師和教材所給予的物理知識,有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,獨(dú)立探索問題的能力.
2多媒體技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)的要求
多媒體技術(shù)現(xiàn)階段的進(jìn)展是非常快的,相應(yīng)的進(jìn)展速度應(yīng)該說是驚人的,并且多媒體給相關(guān)用戶的感覺不是別的技術(shù)所能替代的,該技術(shù)給人們帶來視聽上的完美享受,并且其他的技術(shù)也是很難達(dá)到的,該項(xiàng)技術(shù)也被一定的用戶認(rèn)可,更是逐步的成為人們不能離開的部分。現(xiàn)代人們利用多媒體技術(shù)來呈現(xiàn)生活中的豐富多彩。比如可以利用多媒體技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的有效結(jié)合,隨時(shí)在相應(yīng)的計(jì)算機(jī)中觀看視頻們,也可以利用相應(yīng)的技術(shù)去呈現(xiàn)對喜愛的音樂的收藏。
3多媒體終端特征
多媒體技術(shù)有著良好的集成性,也就是多媒體技術(shù)能夠同時(shí)把兩類或是兩類以上的訊息進(jìn)行完美的處理,還能把這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的傳輸。交互性也是多媒體技術(shù)的關(guān)鍵性特性,利用多媒體技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的有效結(jié)合促使多媒體終端能經(jīng)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行相關(guān)信息的交互。多媒體的終端同步性也就是在施行信息的傳送時(shí),能把相關(guān)的數(shù)據(jù)庫中全部的信息在收發(fā)處進(jìn)行及時(shí)的控制。實(shí)時(shí)性也就是多媒體的終端在實(shí)行信息傳送時(shí)可以把相關(guān)的圖像或是音頻有效的結(jié)合在一起,并呈現(xiàn)同步的播出。多媒體的終端在人們不經(jīng)意間融進(jìn)了生活,并且成為了人們最密切的部分。
4多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
(1)多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),也就是把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及多媒體技術(shù)有效的結(jié)合起來并呈現(xiàn)為一項(xiàng)新的傳媒形式。它能夠利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把相關(guān)媒體信息進(jìn)行有效的傳輸,呈現(xiàn)了把電視以及電信與計(jì)算機(jī)等完美的結(jié)合,這在很大的程度上呈現(xiàn)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的多媒體綜合體系,該方法雖說在目前還是存在某些技術(shù)的制約,也有待相應(yīng)的研究人員進(jìn)一步的健全與完善,這更是科學(xué)進(jìn)步的產(chǎn)物,利用該項(xiàng)技術(shù)能呈現(xiàn)可視電話以及網(wǎng)絡(luò)會(huì)議等高科技的有效交流與溝通。(2)現(xiàn)階段很多的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施都具備某些媒體傳輸?shù)难b置,比如目前眾多的計(jì)算機(jī)都會(huì)配有相應(yīng)的光驅(qū),而且還有著送話筒以及些許聲音播放器設(shè)施,這些設(shè)施也正逐步的把人們帶領(lǐng)導(dǎo)多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中,更有諸多的設(shè)施以及設(shè)施間信息的傳送接口,而這些接口的存在是為了更便捷的使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來施行各類媒體信息的傳送。
5問題和解決思路
雖說相關(guān)的多媒體技術(shù)在現(xiàn)代化的進(jìn)步中也是具有相當(dāng)好的進(jìn)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)更是得到了廣泛的使用,不過在多媒體技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的有效結(jié)合中還是有著很多需要處理的問題,很多的多媒體信息利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸后會(huì)產(chǎn)生諸多的質(zhì)量問題,因此在之后還是應(yīng)對多媒體技術(shù)的信息傳送質(zhì)量施行一定程度的健全與改善。對多媒體信息儲(chǔ)存過程中所出現(xiàn)的諸多問題,更是需要對相關(guān)的多媒體信息進(jìn)行一定的處理以及細(xì)致化,這樣在多媒體數(shù)據(jù)庫操作時(shí)就會(huì)更加的順暢。雖說這些問題的產(chǎn)生不會(huì)對多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步有什么影響,不過在持續(xù)深化探究過程中還是能找出相關(guān)的解決策略,并隨著科技的持續(xù)進(jìn)步,多媒體網(wǎng)絡(luò)也會(huì)逐步的健全與完善。
二、促進(jìn)教學(xué)方式改革,提高學(xué)生應(yīng)用感悟能力
計(jì)算機(jī)是一門注重實(shí)踐能力的應(yīng)用學(xué)科,有著鮮明的學(xué)科特色,高職計(jì)算機(jī)教學(xué)在具體實(shí)踐中更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。也應(yīng)該給學(xué)生一定的理論指導(dǎo),理論不是單純地對學(xué)生進(jìn)行介紹,也應(yīng)該更好地結(jié)合學(xué)生的實(shí)踐,或者通過演示幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)理論,最好的方式就是運(yùn)用多媒體輔助教學(xué),既能夠讓學(xué)生更好的在實(shí)踐中感知知識,又能夠提高學(xué)生的理論感悟能力和實(shí)踐應(yīng)用能力,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)教學(xué)方式改革,不斷地提升學(xué)生的綜合應(yīng)用和理論感悟能力。
例如,《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》這門學(xué)科內(nèi)容非常寬泛,不少知識相對空洞和陳舊,很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。運(yùn)用多媒體技術(shù)給學(xué)生展示最新的計(jì)算機(jī)信息及主流產(chǎn)品應(yīng)用,直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來,這樣能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,主動(dòng)把計(jì)算機(jī)的文化基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀統(tǒng)一起來,解決教科書知識滯后和計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展之間的矛盾。而對于Photoshop、Microsoftoffice這些教學(xué)課程更加注重學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力,學(xué)生需要在老師的演示下實(shí)際操作中,更好地感知。教授之前,教師精心備課選擇教學(xué)案例,自制或者搜索教學(xué)課件,耐心地引導(dǎo)學(xué)生在多媒體的演示下一步一步地操作軟件,讓學(xué)生真正地掌握這些軟件的應(yīng)用步驟和程序,和學(xué)生進(jìn)行有效互動(dòng),極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高課堂教學(xué)效率。
三、解決教學(xué)軟件滯后問題,注重軟件應(yīng)用開發(fā)更新
2方案實(shí)現(xiàn)
2.1多媒體專網(wǎng)多數(shù)高校均已建成功能完善的校園網(wǎng),如基礎(chǔ)線路允許,可建立物理專網(wǎng),即每個(gè)教學(xué)樓多媒體教室通過一臺智能可網(wǎng)管交換機(jī)組成一個(gè)局域網(wǎng),通過2芯光纖直連到網(wǎng)絡(luò)中心,組成一個(gè)真正的物理專網(wǎng)(也可通過建立虛擬局域網(wǎng)的方法實(shí)現(xiàn)),然后再通過“網(wǎng)閘”接入校園網(wǎng)。
2.2多媒體教室計(jì)算機(jī)⑴安裝360安全衛(wèi)士,實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)、OFFICE軟件、瀏覽器等軟件的實(shí)時(shí)升級,使系統(tǒng)不存在漏洞,以防感染病毒。⑵安裝360殺毒軟件,實(shí)時(shí)升級,保持病毒庫的最新狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對病毒的即時(shí)查殺(也可通過購置網(wǎng)絡(luò)版殺毒軟件實(shí)現(xiàn))。⑶禁用USB接口,進(jìn)入BIOS設(shè)置,選擇“IntegratedPeripherals”選項(xiàng),展開后將“USB1.1Controller”和“USB2.0Contr01ler”選項(xiàng)的屬性設(shè)置為“Disabled”,即可禁用USB接口。最后給BIOS設(shè)置上一個(gè)密碼,這樣別人就無法通過修改注冊表解“鎖”上述設(shè)備了,如果有USB接口鼠標(biāo)或鍵盤等設(shè)備,用ps2/usb轉(zhuǎn)換接頭轉(zhuǎn)一下或采用PS2接口的鍵盤和鼠標(biāo)即可,如此就能杜絕教師使用U盤、MP3等移動(dòng)設(shè)備,堵住病毒源頭。⑷建立普通賬號,如“jiaoxue”,密碼均相同,上課教師通過該賬號登錄系統(tǒng),將管理賬號修改密碼,密碼只有管理人員知道,防止上課教師隨意安裝或刪除軟件。⑸保持桌面清潔,建立批處理軟件,放在啟動(dòng)項(xiàng)中,每次啟動(dòng)系統(tǒng)將桌面上教師上課用的課件自動(dòng)清除。
2.3“網(wǎng)閘”“網(wǎng)閘”為一臺服務(wù)器(用高檔PC替代也可,但注意數(shù)據(jù)備份)要求配雙網(wǎng)卡,要求硬盤為企業(yè)級硬盤,2T以上容量,這樣可保證每個(gè)用戶的FTP空間在1G以上,運(yùn)行平臺采用LinuxRedHat9.0,起FTP服務(wù)器、用戶注冊服務(wù)器、服務(wù)器、多媒體專網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)器和殺毒服務(wù)器和隔離Internet病毒的作用。⑴Linux系統(tǒng)安裝LinuxRedHat9.0系統(tǒng)安裝比較簡單,我校用一臺普通PC充當(dāng)服務(wù)器,內(nèi)存2G、4T企業(yè)級SATA硬盤1塊。分區(qū)時(shí)建立FTP卷3.4T存放用戶資料、WWW卷100G存放數(shù)據(jù)庫和WEB數(shù)據(jù)、VAR卷100G、USR卷100G、ETC卷100G、/卷100G、HOME卷50G。軟件安裝時(shí)選擇MySQL數(shù)據(jù)庫,APACHE選擇支持PHP模塊,選擇VSFTP模塊,分別為eth0、eth1網(wǎng)卡配置IP地址,為eth1網(wǎng)卡配置好默認(rèn)網(wǎng)關(guān),其余默認(rèn)安裝即可。⑵FTP服務(wù)器首先,編輯/etc/vsftpd/vsftpd.conf配置文件,將anony-mous_enable=YES,改為NO,此句禁止用戶匿名登錄;增加ch-root_local_user=YES,此句將用戶瀏覽范圍限制在自己的家目錄中。修改完畢保存,用servicevsftpdrestart重新啟動(dòng)vsftpd服務(wù)。其次,限制用戶的使用空間。在Linux中限制用戶的磁盤使用空間使用的是Quota,一般Quota在安裝Linux時(shí)就已包括在內(nèi)核中,不需要另行安裝。Quota可以從兩方面指定磁盤的儲(chǔ)存限制;使用者所能夠支配的索引節(jié)點(diǎn)(inodes)數(shù)量;以及使用者可以取用的磁盤區(qū)塊數(shù)量。在使用Quota監(jiān)視用戶時(shí),一旦用戶使用空間超出緩沖值(soft)就會(huì)發(fā)出警告,如超出限定值(hard)就會(huì)禁止用戶再儲(chǔ)存文件。以下為在linux上啟動(dòng)quota的步驟。第一步,在要限制空間大小的卷/ftp的OPTIONS中加入usrquota,grpquota參數(shù),修改完成之后,重新掛載/ftp分區(qū)。第二步,使用quotacheck-cugm命令在/ftp下生成磁盤配額的配置文件aquota.group和aquota.user。使用quotaon命令啟動(dòng)磁盤配額。第三步,用edquota命令設(shè)置用戶空間大小,本文軟限制為1800M,硬限制為2000M,用戶超過軟限制會(huì)得到報(bào)警,超不過硬限制。可用repquota命令查看用戶的磁盤配額情況。⑶用戶注冊服務(wù)器用戶注冊服務(wù)器實(shí)現(xiàn)用戶ftp賬號的自動(dòng)注冊,以及硬盤空間的自動(dòng)限額。在⑴配置好quota的基礎(chǔ)上,主要分為兩個(gè)步驟。第一步,實(shí)現(xiàn)用戶前臺注冊,前臺界面如圖2所示,后臺exec.php代碼如下,當(dāng)用戶提交數(shù)據(jù)后,系統(tǒng)調(diào)用腳本check.sh檢查/etc/passwd和臨時(shí)文件newuserlist中是否存在用戶,若不存在,則將用戶和密碼寫入newuserlist文件,否則提示用戶重新輸入。第二步,由cron計(jì)劃任務(wù)每隔5分鐘調(diào)用用戶添加腳本user_add.sh,將其添加到系統(tǒng)中,完成用戶注冊和磁盤限額。⑷服務(wù)器IPTABLES是LinuxRedHat9.0系統(tǒng)自帶的一款防火墻軟件,同時(shí)具有服務(wù)器的功能,實(shí)現(xiàn)將多媒體專網(wǎng)進(jìn)行NAT轉(zhuǎn)換,多媒體專網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)均能夠通過校園網(wǎng)訪問Internet,除“網(wǎng)閘”外,校園網(wǎng)和Internet上的計(jì)算機(jī)均不能訪問多媒體專網(wǎng),實(shí)現(xiàn)對多媒體內(nèi)網(wǎng)的保護(hù)。⑸殺毒服務(wù)器ClamAntiVirus(ClamAV)是免費(fèi)而且開放源代碼的防毒軟件,軟件與病毒碼的的更新皆由社群免費(fèi)。目前ClamAV主要是使用在由Linux、FreeBSD等Unix-like系統(tǒng)架設(shè)的服務(wù)器上,提供文件的病毒掃描服務(wù)。首先,通過代碼安裝和服務(wù)設(shè)置將該軟件安裝到服務(wù)器上。其次,使用計(jì)劃任務(wù),讓“網(wǎng)閘”每天凌晨3:01定時(shí)升級病毒庫一次,每隔1小時(shí)調(diào)用clamscan,對所有用戶目錄中1小時(shí)以內(nèi)所修改過的文件殺毒一次,并清除感染病毒的文件。
3多媒體專網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)
多媒體專網(wǎng)的正常運(yùn)行是本方案能成功運(yùn)行的關(guān)鍵,為了有效監(jiān)控多媒體專網(wǎng)的運(yùn)行狀況,筆者開發(fā)了一套基于PHP的多媒體專網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)行分層監(jiān)控,第一層從多媒體專網(wǎng)核心交換機(jī)到各教學(xué)樓的智能可網(wǎng)管交換機(jī),該層監(jiān)控整個(gè)多媒體專網(wǎng);第二層從多媒體專網(wǎng)到各多媒體教室,該層監(jiān)控每個(gè)多媒體教室的運(yùn)行情況。
3.1監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)分?jǐn)?shù)據(jù)獲取和顯示兩個(gè)部分,數(shù)據(jù)獲取部分首先對多媒體專網(wǎng)第一層各智能可網(wǎng)管交換機(jī)依次監(jiān)控狀態(tài),并將檢測結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫,再對第二層各多媒體教室計(jì)算機(jī)依次監(jiān)控狀態(tài),并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)顯示比較簡單,按照兩個(gè)層次依次顯示即可,運(yùn)行界面如圖3所示,圖3中最上面表格為多媒體專網(wǎng)主干網(wǎng)情況,如果運(yùn)行不正常,則以紅色標(biāo)志顯示,此時(shí)必須馬上安排維修。圖3中下面表格為各教學(xué)樓中每個(gè)多媒體教室的運(yùn)行情況,多媒體教室可以顯示“不在線”,表明該時(shí)刻該教室沒有教師上課。
3.2監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵代碼監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取主要是通過Linux內(nèi)置ping命令獲取多媒體專網(wǎng)交換機(jī)和各多媒體教室計(jì)算機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),對其結(jié)果分析后存入switch表,數(shù)據(jù)獲取程序由cron定時(shí)計(jì)劃每10分鐘調(diào)用一次。
4相關(guān)問題
4.1方案執(zhí)行需要配套的制度方案僅從技術(shù)上對媒體教室計(jì)算機(jī)運(yùn)行模式進(jìn)行了改變,按照該方案能夠很好地解決多媒體教室病毒及運(yùn)行問題。技術(shù)是為管理服務(wù)的,為了能使該方案正常運(yùn)行,根據(jù)我校的經(jīng)驗(yàn),管理部門還必須認(rèn)真做好以下工作。⑴提前下發(fā)通知到各院系,將多媒體教室運(yùn)行模式改變的消息通知到各位任課教師,并讓各位教師登錄到注冊服務(wù)器注冊用戶,熟悉資料上傳方法。⑵傳統(tǒng)多媒體教室運(yùn)行方法在教師心目中已經(jīng)根深蒂固,要想完全改變過來,需要一個(gè)過程。因此,開始我們可以不封掉USB接口,用一個(gè)月的時(shí)間讓教師適應(yīng)新方法,即從服務(wù)器上下載課件,但偶爾也能用一下USB設(shè)備。這種方法既給教師一個(gè)適應(yīng)期,也能檢測一下該方案在運(yùn)行中存在的問題,給管理人員一個(gè)適應(yīng)期。在適應(yīng)期中,我們將多媒體教室改變運(yùn)行模式的通知、多媒體教室新模式運(yùn)行的開始時(shí)間、多媒體教室計(jì)算機(jī)使用方法、技術(shù)咨詢電話等做在桌面背景圖片中,時(shí)刻提醒教師盡快適應(yīng)新的方法,以免新模式運(yùn)行時(shí)引起各種不適應(yīng)現(xiàn)象。
4.2相關(guān)故障的解決在整個(gè)方案運(yùn)行的過程中,多媒體專用網(wǎng)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用,一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障,教師將無法上課。根據(jù)我校多媒體教室新方案運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),在新方案運(yùn)行的過程中,務(wù)必做到以下幾點(diǎn)。⑴必須準(zhǔn)備充足的備用設(shè)備。如備用“網(wǎng)閘”至少1臺,備用“網(wǎng)閘”及時(shí)備份“網(wǎng)閘”上的各種信息和相應(yīng)資料,檔次不求太高,可用普通PC替代,交換機(jī)2臺以上,計(jì)算機(jī)3臺以上,均做好各種配置,以備隨時(shí)替換故障設(shè)備。⑵嚴(yán)格值班制度,時(shí)刻監(jiān)視多媒體專網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng),一有故障,馬上根據(jù)故障特點(diǎn)做出相關(guān)處理。若各教學(xué)樓到網(wǎng)絡(luò)中心主干線路問題,立即將臨時(shí)服務(wù)器拿到相應(yīng)教學(xué)樓,供老師們上課臨時(shí)使用;若為教學(xué)樓交換機(jī)故障,立即更換設(shè)備;若為多媒體教室計(jì)算機(jī)到相應(yīng)教學(xué)樓交換機(jī)線路故障,應(yīng)先將該教室計(jì)算機(jī)打開USB接口,拷入上課課件,優(yōu)先保證教師上課;若為多媒體教室計(jì)算機(jī)故障,應(yīng)馬上更換備用計(jì)算機(jī)。
2用桌面云技術(shù)管理多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢
用桌面云技術(shù)管理多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢主要有以下幾方面。(1)節(jié)省采購成本。PC機(jī)平均更新周期為3~5年,而云終端的工作時(shí)間可達(dá)10年左右。虛擬化軟件ThinputerVDI可以永久使用;服務(wù)器的壽命也遠(yuǎn)高于PC機(jī)。如果需要提升桌面的處理能力,只需要給服務(wù)器增加CPU和內(nèi)存配置即可,眾多的云終端無需更換。(2)降低維護(hù)成本。隨著桌面的集中,本地用戶不用再考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)備份等問題,數(shù)據(jù)的備份和安全管理全部交給服務(wù)器管理部門或管理員來完成。通過授權(quán)控制用戶USB拷貝數(shù)據(jù),保護(hù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)安全。(3)可持續(xù)節(jié)能和降低成本。傳統(tǒng)PC機(jī)的能耗大多在250W以上,而云終端能耗小于10W,平均約為5W,云終端+服務(wù)器的方式比傳統(tǒng)PC機(jī)節(jié)約能耗約95%,能夠大幅減少電費(fèi)成本,實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境綠色環(huán)保。(4)提升管理效率。桌面云可以通過“資源池”來組織管理CPU、內(nèi)存、磁盤等資源,同一資源池中的VM可以共享該資源池中的資源。管理員可以根據(jù)最終用戶的資源需求靈活配置資源池中的資源,從而大大減少閑置資源和提高資源利用率。
3桌面云實(shí)施方案
3.1多媒體性能測試
由于多媒體教學(xué)已是當(dāng)今很普及的教學(xué)模式,因此桌面云的多媒體性能指標(biāo)(特別是動(dòng)畫、視頻、圖片等性能指標(biāo))在測試中就顯得尤其重要,這也是衡量桌面云技術(shù)可行性的關(guān)鍵指標(biāo)之一[3]。通過對虛擬桌面的協(xié)議比較(見表1)來看,VDX協(xié)議的性能還是穩(wěn)定、可靠的。尤其是視頻多媒體播放的流暢度方面,完美支持1080P的高清視頻在線和本地播放,達(dá)到了與傳統(tǒng)PC一致的用戶體驗(yàn),所以最終選擇了ThinputerOVD桌面云平臺的方案[4]。表1主流虛擬桌面顯示協(xié)議比較協(xié)議傳輸帶寬要求圖像顯示體驗(yàn)視屏播放支持傳輸安全性PCoIP高好差高RDP高差中中SPICE中中好高ICA低中中高VDX高好好高。
3.2瘦客戶端桌面云模型組建
瘦客戶端通過開源的終端操作系統(tǒng)連接到服務(wù)器獲取桌面服務(wù),多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的每個(gè)用戶得到的虛擬桌面服務(wù)是一樣的(見圖2)。服務(wù)器資源可以由機(jī)房管理員動(dòng)態(tài)分配,在出現(xiàn)閑置瘦終端時(shí),可以為其他瘦終端用戶分配專用的虛擬桌面。對于公共多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室(主要是公共語音計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室和公共計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室),主要功能應(yīng)用就是播放音頻、視頻和PPT以及聯(lián)網(wǎng)服務(wù),應(yīng)用需求較單一。瘦終端完全可以取代以前較低配置的計(jì)算機(jī),特別是低配置的計(jì)算機(jī)報(bào)廢后,可以嘗試在全校范圍內(nèi)更換瘦終端。還可以將瘦客戶端擴(kuò)展到教師桌面漫游,學(xué)校為每個(gè)教師分配一個(gè)專屬的虛擬桌面,實(shí)現(xiàn)教室之間的無縫漫游。OVS是終端Linux操作系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的Win-dows操作系統(tǒng)和原生的Linux系統(tǒng),OVS摒棄了不必要的系統(tǒng)組件,對終端性能要求非常低,CPU主頻在500MHz、內(nèi)存512MB的終端即可安裝OVS到終端,從而可低成本實(shí)現(xiàn)桌面云平臺改造。同時(shí),由于終端操作系統(tǒng)為開源系統(tǒng),無需支付Windows系統(tǒng)授權(quán)費(fèi)用,可大幅節(jié)約部署成本。無論是在舊計(jì)算機(jī)上部署OVS終端操作系統(tǒng),還是用云終端完全取代傳統(tǒng)PC機(jī),對于機(jī)房管理員而言,都可以提高終端管理效率,快速實(shí)現(xiàn)桌面的還原和更新,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集中式遠(yuǎn)程管理,真正實(shí)現(xiàn)終端零維護(hù)。但是,桌面云初期建設(shè)成本是較高的。這是由于:(1)建立桌面云需要有服務(wù)器,瘦終端上的所有負(fù)載都加在服務(wù)器上,所有的虛擬機(jī)都在服務(wù)器上運(yùn)行,因而對服務(wù)器的配置要求較高;(2)由于瘦終端的資源完全來自服務(wù)器,瘦終端訪問外部設(shè)備(如外部打印機(jī))時(shí)對網(wǎng)絡(luò)帶寬占用較多[5],網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著瘦終端與服務(wù)器的連接和通信,因此,桌面云對于網(wǎng)絡(luò)的依賴性也很高,網(wǎng)絡(luò)布線的成本也比傳統(tǒng)機(jī)房布線高。桌面云有效地改變了傳統(tǒng)PC整個(gè)生命周期的總體擁有成本(totalcostofownership,TCO)和能耗高的劣勢。由于軟成本的大大降低,且軟件成本在TCO中比重非常大,所以總體TCO是不增反降,預(yù)計(jì)可以減少40%左右。
3.3胖客戶端模式桌面云模型組建
廣西民族大學(xué)的實(shí)驗(yàn)課類型多種多樣,其中一些專業(yè)實(shí)驗(yàn)軟件并不適合在桌面云系統(tǒng)運(yùn)行,如動(dòng)漫設(shè)計(jì)、Photoshop、3dsMAX等,仍然需要沿用原來較高配置的計(jì)算機(jī),即胖客戶端。機(jī)房管理員對該類專業(yè)多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的分類管理是通過配置模板操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序模塊,并將模塊推送給胖客戶端,胖客戶端可以通過服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)鏡像啟動(dòng)操作系統(tǒng)[6]。由于多媒體計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室為不同專業(yè)所用,硬件配置種類較多,胖客戶端的模式能夠較好地支持不同型號客戶端的硬件。胖客戶端能夠快速從網(wǎng)絡(luò)鏡像中獲取操作系統(tǒng),大大節(jié)省了機(jī)房管理員對批量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)修復(fù)和安裝的時(shí)間。例如多媒體計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室每學(xué)期都要承擔(dān)校內(nèi)專業(yè)設(shè)備共享及對校外提供社會(huì)服務(wù)的任務(wù),例如新漢語水平考試(HSK)、ATA考試、思科網(wǎng)絡(luò)工程師考試、國家職業(yè)資格考試和銀行系統(tǒng)招聘考試等。對于這些不同的考試環(huán)境,機(jī)房管理員只需通過桌面云胖客戶端模式將不同的模板保存在服務(wù)器上,將相應(yīng)的考試模板推送給客戶端使用即可,省去對多臺計(jì)算機(jī)格式化硬盤、重做系統(tǒng)、還原系統(tǒng)的工作。機(jī)房管理員的工作只是維護(hù)若干刀片服務(wù)器,工作效率會(huì)得到明顯提升。
(2)傳統(tǒng)的影視后期制作工作主要是對拍攝的影視作品進(jìn)行剪輯,將拍攝的材料剪輯成畫面。傳統(tǒng)的影視剪輯工作主要依靠的是人工進(jìn)行,剪輯的質(zhì)量受到人員因素的影響較大。剪輯人員的水平?jīng)Q定了影視作品的質(zhì)量。如果出現(xiàn)問題那就是嚴(yán)重的一般會(huì)影響影視畫面的連貫性。
(3)傳統(tǒng)影視后期制作過程中,進(jìn)行影片的剪輯工作就是單一的將送來的拍攝材料進(jìn)行剪輯同時(shí)對拍攝的材料不能進(jìn)行增加,在剪輯的過程中一旦出現(xiàn)問題除了將演員召集起來重新拍攝外沒有其他更好的辦法。這就會(huì)導(dǎo)致影片的成本加大,同時(shí)也給廣大的演員帶來不便。
二、現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在影視后期制作中的應(yīng)用
2.1計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在影視后期制作中的作用
影視作品在發(fā)展的過程中不斷的引進(jìn)計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù),并得到充分的肯定。現(xiàn)代技術(shù)同影視后期的制作工作的完美結(jié)合解決了影視作品在后期制作過程中存在的問題和缺陷。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在影視作品的后期制作中充當(dāng)重要的作用。
2.2多媒體技術(shù)的運(yùn)用充分的保證了影視節(jié)目質(zhì)量
利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)進(jìn)行影片的后期制作剪輯工作可以很好的發(fā)揮該技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢。首先,利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以避免拍攝完成的材料在搬運(yùn)的過程中受到的損壞。能夠更好的保證信號的強(qiáng)度。其次利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)能夠?qū)⒓糨嫷墓ぷ鬟M(jìn)行不同的分工,可以不按照傳統(tǒng)的剪輯時(shí)間順序,拍攝順序進(jìn)行剪輯工作,這就大大的提高了剪輯工作的效率,方便了剪輯人員進(jìn)行剪輯工作。再次,數(shù)字信號同傳統(tǒng)的磁帶信號相比具有較強(qiáng)的抗干擾性,即便是進(jìn)行多次的傳輸復(fù)制都能保證信號的質(zhì)量,影片的完整性。
2.3多媒體技術(shù)的運(yùn)用提高了影視劇的制作效率
傳統(tǒng)的制作為線性編輯方式,而現(xiàn)在更加靈活有效的非線性編輯方式正在廣泛應(yīng)用于影視后期制作。這就使得影視在后期制作時(shí)拋棄了以往的方法,可以更加方便靈活的對影片進(jìn)行剪切和編輯。即使剪切和編輯發(fā)生錯(cuò)誤,也可以很容易地進(jìn)行修復(fù)。
2.4提供更多的影視創(chuàng)作手段,豐富了影視的表現(xiàn)力
傳統(tǒng)的拍攝方法更多的是對拍攝現(xiàn)場的記錄和完全復(fù)現(xiàn)。現(xiàn)代的數(shù)字制作技術(shù)是將拍攝現(xiàn)場的所有信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識別的信息流,并記錄在相應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備之中,這就使得對這些信息流的更改成為了可能。運(yùn)用計(jì)算機(jī)的相關(guān)軟件,我們可以任意添加、刪除和更改影視劇作品中的信息,利用影視數(shù)字制作技術(shù)的強(qiáng)大功能豐富影視作品的表現(xiàn)力,獲得超凡的視聽盛宴。
三、我國影視后期制作計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用策略
從我國當(dāng)前所制作的影視作品來看,大多數(shù)都未達(dá)到預(yù)期結(jié)果。在我國數(shù)字影片制作道路中,還存在著很多的不足,因此,必須進(jìn)一步加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的改革,確保計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在今后影視后期制作中獲得更長遠(yuǎn)的發(fā)展。
3.1不斷提升數(shù)字制作技術(shù)能力
針對我國自行生產(chǎn)的影視作品分析,國內(nèi)的影視制作水平是十分有限的。盡管已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步,創(chuàng)造出一個(gè)又一個(gè)我們“看不見”的鏡頭,但在有些影片當(dāng)中的特效鏡頭還是非常少的。目前國內(nèi)影視制作技術(shù)依然比較落后,依然有大量先進(jìn)設(shè)備不會(huì)應(yīng)用。
3.2把握好數(shù)字制作技術(shù)的應(yīng)用方向
通常情況下,影視作品都是利用圖像與聲音來敘事的,從而準(zhǔn)確傳達(dá)出創(chuàng)作者的內(nèi)心情感思想。盡管數(shù)字技術(shù)可不斷提升影視作品的表現(xiàn)力,卻不能替代人思想與感情。而從對諸多美國所創(chuàng)所的影視作品我們不難發(fā)現(xiàn),創(chuàng)作出良好的影視作品,并不只是因數(shù)字技術(shù)能夠?yàn)槿烁衿娴囊曈X效果,更重要的是數(shù)字技術(shù)和故事情節(jié)的完美結(jié)合,這樣才會(huì)使影視作品的主題十分逼真。