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摘要：多媒體教室是現(xiàn)代教育最重要的組成部分之一，我國(guó)多媒體教室的信息化建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化集中控制階段，發(fā)展較為成熟，而人工智能的應(yīng)用仍在探索階段。隨著目前主流多媒體教室的發(fā)展，設(shè)備維護(hù)問(wèn)題、人機(jī)交互問(wèn)題、資源利用問(wèn)題日益凸顯。針對(duì)在管理多媒體教室的實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的上述問(wèn)題，提出了人工智能在多媒體教室管理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)應(yīng)該具有故障檢測(cè)、智能診斷、智能識(shí)別等功能。人工智能化設(shè)計(jì)要基于人工智能的深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)，這樣才能提高多媒體教室管理水平，節(jié)約資源。

關(guān)鍵詞：多媒體教室；多媒體教室系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)集中控制；人工智能

多媒體教學(xué)是現(xiàn)代化教育技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方面有著傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法比擬的效果。多媒體教室系統(tǒng)是開(kāi)展多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)，是多媒體教學(xué)過(guò)程的系統(tǒng)平臺(tái)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和人工智能（AI）的發(fā)展，對(duì)多媒體教室的需求在不斷增加，多媒體教室系統(tǒng)的人工智能化已成為發(fā)展趨勢(shì)。在人工智能化平臺(tái)上，多媒體系統(tǒng)管理和使用更加智能，教學(xué)資源的獲取更加便捷，人機(jī)交互界面更加友好。教師在課堂上可以借助豐富的電子資源為學(xué)生提供全面、專業(yè)的教育，這樣既能滿足現(xiàn)代教育的各項(xiàng)教育指標(biāo)，又能夠充分滿足學(xué)生的多樣化需求。

1多媒體教室系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

多媒體教室系統(tǒng)的發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和人工智能（AI）的發(fā)展不斷變化的。從總體來(lái)看，從最初的電教室、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)集中控制多媒體系統(tǒng)到智能化多媒體教室系統(tǒng)大致經(jīng)歷了這幾個(gè)階段。當(dāng)前各大院校和教育機(jī)構(gòu)使用最多的就是網(wǎng)絡(luò)集中控制多媒體系統(tǒng)（圖1），這成為當(dāng)前多媒體教室的主流控制系統(tǒng)，其核心就是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各多媒體教室能夠作為一個(gè)工作單元獨(dú)立運(yùn)行，又可以在中央控制系統(tǒng)管理下對(duì)設(shè)備集中控制，協(xié)調(diào)運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)集中控制多媒體教室系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：1）多媒體控制系統(tǒng)基于現(xiàn)有校園網(wǎng)絡(luò)。在該系統(tǒng)中，系統(tǒng)的運(yùn)行就在原來(lái)的校園網(wǎng)基礎(chǔ)之上，不需要另外鋪設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這樣不僅有利于多媒體教室的擴(kuò)充，還節(jié)約了大量的建設(shè)資金；2）系統(tǒng)集中管理分布運(yùn)行。各個(gè)多媒體教室不僅可以集中化管理使用，還可以不依賴于總控中心作為一個(gè)獨(dú)立工作單元使用，符合多媒體教室管理使用需求，這就保證了系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題的情況下不受干擾而獨(dú)立運(yùn)行；3）主輔系統(tǒng)分離式設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)中，多媒體教學(xué)主系統(tǒng)和教學(xué)輔助系統(tǒng)（如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、IP網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)、教學(xué)錄播系統(tǒng)）采取分離設(shè)計(jì)，符合系統(tǒng)可靠性原則。保障在多媒體主系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還可以和管理人員進(jìn)行溝通，及時(shí)處理和解決問(wèn)題；4）開(kāi)放式數(shù)據(jù)管理。采用開(kāi)放式數(shù)據(jù)管理可以方便有效地和校園網(wǎng)內(nèi)教務(wù)排課系統(tǒng)進(jìn)行資源共享，在排課系統(tǒng)內(nèi)課程安排完成后，對(duì)多媒體系統(tǒng)下發(fā)數(shù)據(jù)，多媒體教室安排完成，使多媒體系統(tǒng)能夠及時(shí)更新數(shù)據(jù)。

2多媒體教室使用中出現(xiàn)的問(wèn)題

目前網(wǎng)絡(luò)集中控制多媒體系統(tǒng)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但在使用過(guò)程中還是出現(xiàn)了一些問(wèn)題亟待解決。

2.1多媒體設(shè)備維護(hù)問(wèn)題

多媒體教室由網(wǎng)絡(luò)中控設(shè)備、計(jì)算機(jī)、投影儀、數(shù)字展臺(tái)、音響設(shè)備、攝像頭等多種現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備組成。其使用率居高不下，造成設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、故障頻發(fā)，加速設(shè)備老化。所有設(shè)備相互分離，又在中央控制設(shè)備控制下相互聯(lián)系，單個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這就需要專業(yè)管理人員查找原因，判斷和解決問(wèn)題，不僅給管理人員帶來(lái)了大量的工作，還會(huì)影響正常的多媒體使用。

2.2系統(tǒng)和使用人員的交互不便

整個(gè)多媒體系統(tǒng)還是處于一個(gè)封閉的環(huán)境，教師對(duì)自己的教學(xué)效果無(wú)法觀察了解，學(xué)生要想課后再溫習(xí)課程就必須向老師要課件，不能重現(xiàn)教師上課的全過(guò)程，眾多優(yōu)秀教學(xué)資源隨著系統(tǒng)的重新啟動(dòng)而丟失殆盡，資源不能共享。大多數(shù)教師認(rèn)為采用現(xiàn)代教學(xué)媒體和資源后，教學(xué)效果比僅用傳統(tǒng)的方式好得多，同時(shí)對(duì)多媒體教室在使用中出現(xiàn)的一些問(wèn)題建議改進(jìn)。例如認(rèn)為系統(tǒng)的智能化水平低，應(yīng)提高系統(tǒng)智能化程度；隨著新技術(shù)的不斷更新，及時(shí)更新設(shè)備的硬件和軟件[1]。

3多媒體教室系統(tǒng)的人工智能化發(fā)展

3.1人工智能的定義和目的

人工智能（ArtificialIntelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以與人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能化即使儀器設(shè)備具有AI，其目的是完成工作人員容易疏忽的問(wèn)題，完成簡(jiǎn)單煩瑣的工作，為設(shè)備維護(hù)人員提供儀器檢測(cè)記錄，讓用戶更方便快捷地使用儀器，建立完善的自動(dòng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)、環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)[2]。

3.2人工智能算法成為解決復(fù)雜問(wèn)題的依據(jù)

現(xiàn)行的多媒體教室系統(tǒng)僅是在系統(tǒng)正常時(shí)管理運(yùn)行，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題則無(wú)法控制設(shè)備。人類希望找到一種方法，把我們從簡(jiǎn)單、煩瑣，或復(fù)雜智力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。隨著人工智能算法的不斷出現(xiàn)，從早期的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等到目前主流的深度學(xué)習(xí)算法，為我們解決這一問(wèn)題開(kāi)辟了道路。深度學(xué)習(xí)就是用大量的簡(jiǎn)單描述，層層深入地描述出復(fù)雜的問(wèn)題，從而在某一方面代替人類解決較為復(fù)雜的勞動(dòng)。根據(jù)這種算法，系統(tǒng)在收集大量多媒體系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)整理、分析和學(xué)習(xí)，使系統(tǒng)具備了自身修復(fù)能力。雖然在設(shè)備必須更換的情況下還需管理人員操作，但在某些方面人工智能具有極大的優(yōu)勢(shì)，24小時(shí)不停機(jī)巡視、大數(shù)據(jù)信息挖掘、人難以察覺(jué)的微細(xì)變化、能夠進(jìn)行錯(cuò)誤冗余和自我修復(fù)能力等，這些都可以通過(guò)人工智能幫我們來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.3人工智能在多媒體教室管理系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

故障檢測(cè)。在多媒體教室管理系統(tǒng)平臺(tái)上，借助給予機(jī)器學(xué)習(xí)或認(rèn)知系統(tǒng)的預(yù)測(cè)模型，人工智能可以運(yùn)用智能分析技術(shù)，基于深度學(xué)習(xí)的模型可以識(shí)別系統(tǒng)早期故障特征，對(duì)系統(tǒng)是否會(huì)產(chǎn)生故障進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估，可根據(jù)評(píng)定等級(jí)及時(shí)通知管理人員某故障近期發(fā)生的概率及風(fēng)險(xiǎn)大小，提供設(shè)備的狀態(tài)信息，預(yù)測(cè)故障點(diǎn)具體位置及可能的原因，讓管理人員提前做出判斷并準(zhǔn)備應(yīng)急措施，決定設(shè)備是否有必要維修。人工智能輔助管理員隨時(shí)檢修設(shè)備的能力，使系統(tǒng)的可用性大大優(yōu)于定期設(shè)備檢修。智能診斷。人工智能融合了自然語(yǔ)言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、認(rèn)知技術(shù)、自動(dòng)推理、知識(shí)圖譜、信息檢索等技術(shù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)搜集、整理、分析、評(píng)價(jià)，從而做出判斷，自行查找設(shè)備問(wèn)題所在，甚至具備容錯(cuò)和自動(dòng)修復(fù)的能力。例如，某臺(tái)投影設(shè)備投射影像出現(xiàn)幾何變形，上課教師又不熟悉投影儀的調(diào)整方法，可使用一鍵調(diào)整。系統(tǒng)則利用影像分析技術(shù)、智能診斷技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)調(diào)整投影儀到最佳狀態(tài)，既提高了教師上課效率，又減少了管理人員的工作。智能識(shí)別。以往教師上課需要進(jìn)行學(xué)生點(diǎn)名來(lái)統(tǒng)計(jì)上課人數(shù)；使用IC卡打開(kāi)多媒體教室系統(tǒng)，如果偶爾忘記帶卡就需要請(qǐng)求管理員遠(yuǎn)程協(xié)助；課后還需要教室管理人員關(guān)閉照明、空調(diào)等設(shè)備避免空轉(zhuǎn)浪費(fèi)資源。而計(jì)算機(jī)視覺(jué)和人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展為多媒體教室系統(tǒng)增加了這些問(wèn)題的解決方案。從教師和學(xué)生走進(jìn)教室準(zhǔn)備上課時(shí)，人臉識(shí)別系統(tǒng)則開(kāi)始工作，通過(guò)比對(duì)課程表識(shí)別教師，然后自動(dòng)打開(kāi)多媒體系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)學(xué)生信息上傳數(shù)據(jù)，便于任課教師檢查統(tǒng)計(jì)，同時(shí)將通過(guò)傳感器傳來(lái)的教室內(nèi)明暗、溫度數(shù)據(jù)，分析、控制照明和空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行，為師生打造一個(gè)舒適的教學(xué)環(huán)境。課后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)教室內(nèi)有無(wú)人員，決定是否關(guān)閉照明和空調(diào)系統(tǒng)以利于節(jié)約資源，使教師和管理人員都從簡(jiǎn)單煩瑣的工作中解脫出來(lái)，把有限的精力和時(shí)間投入工作中去。本文介紹了人工智能在多媒體系統(tǒng)方面的解決方案，首先闡述了當(dāng)前主流多媒體教室管理系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及在使用過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題。重點(diǎn)描繪了人工智能在系統(tǒng)巡視、檢測(cè)、診斷和識(shí)別等方面的應(yīng)用前景。隨著我國(guó)在人工智能領(lǐng)域研究的不斷深入，會(huì)有越來(lái)越多的新技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際工作中，眾多的問(wèn)題都會(huì)迎刃而解，人工智能研究為推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化教育的發(fā)展起到積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李淑春.高校多媒體教室運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2007,24(6):88-90.

[2]邢春英.多媒體教室的人工智能化設(shè)計(jì)[J].甘肅科技,2012(4):22-24.

作者:陳亞琴 張銘 單位:衡水學(xué)院