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關鍵詞:多媒體教室;人工智能化;設計
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)03-0210-02
多媒體教室人工智能化設計即在軟件方面利用智能算法對CCS進行優化,在硬件方面挖掘和應用功能更加強大的硬件,使多媒體教室能夠靈活的應對教學應用中出現的各類情況,使教學效果和管理水平都得到提升的途徑,可見對多媒體教室人工智能化設計展開研究,對現代教學水平的提升意義重大。
1多媒體教室的人工智能化設計的背景分析
首先,多媒體教室與普通教室的主要區別是應用計算機、CCS等信息設備,使教學手段更加豐富,但由于多媒體教室所應用的設備購買價格較高、后期維護的專業性要求較強且由于多媒體教室功能的實現建立在所有設備都與CCS建立關系的基礎上,任何設備的故障都可能導致CCS受損,所以多媒體教室設備維護既非常重要又存在一定的難度;其次,多媒體教室由于數量有限,所以其通常以流動制的形式使用,這在一定程度上加大了多媒體教室的人員管理難度,既不利于教學效率的提升,又會為多媒體教室的安全隱患提供空間[1]。再次,由于多媒體教室室內設備較多,功能的實現對網絡的依賴性較強,使多媒體教室面臨著網絡和設備所帶來的安全隱患,而傳統多媒體教室在設備維修、人員管理、消除安全隱患等方面存在不足,需要設計人工智能化多媒體教室對其進行完善。我國人工智能在近年來得到了一定的發展,已經具備設計人工智能化多媒體教室的能力,所以進行人工智能化多媒體教室設計,提升多媒體教室的使用性能具有可行性。
2 人工智能化多媒體教室設計分析
人機工程學是人工智能化設計的主要依據,由于人機工程學強調以機械的實際用戶為核心,所以在多媒體教室人工智能化設計的過程中必須結合應用主體的特點和需求進行,現階段多媒體教室的應用主體主要為學生、教師和維修人員,其中前者為多媒體教室的主要應用對象,而后兩者為多媒體教室的直接操作主體,應用多媒體教室的方式決定,學生和教師更希望多媒體教室的操作界面簡單、美觀、人性化、可操作性強,而維修人員希望多媒體教室的運行狀態能夠在界面上得到直接的體現,甚至多媒體教室能夠檢測自身的潛在故障,針對故障進行修復、報警或允許故障存在于一定范圍內[2]。另外教學時間的有限和影響教學效果的因素復雜之間的矛盾一直是教師管理的難點,人工智能化多媒體教室如果能夠智能的調節室內環境中可能會對教學效果產生影響的因素,可緩解教師的教學壓力,提升教學效果。通過針對教師、學生和維修人員對多媒體教室人工智能化設計的需求分析,可以確定人工智能化設計要針對傳感網絡和數據庫兩方面進行。
3 智能化傳感網絡設計
筆者設計的多媒體教室智能化傳感網絡建立在無線傳感器網絡WSN的基礎上,由大量無線收發模塊和傳感器構成的傳感器節點是WSN的重要組成部分,通過無線通信將節點與CCS相連,形成WSN的整體,可見傳感器節點具體的安裝位置并不受限,現階段傳感器種類多樣,將不同的傳感器應用于WSN中,可以起到不同的效果,例如安裝光強傳感器,多媒體教室的CCS可結合傳感器上傳數據智能判斷向窗簾發送拉下或拉開命令;安裝二氧化碳傳感器,CCS可結合上傳數據智能判斷是否開啟排氣扇;安裝溫濕度傳感器,CCS可結合上傳數據智能判斷是否開啟空調或噴霧器;安裝聲音傳感器,CCS可結合收取的信息智能控制多媒體教室室內的設備等[3]。通過上述舉例可以發現,智能化傳感網絡設計的效果很大程度上取決于傳感器節點設計的多樣化和難易程度,通過智能化傳感網絡設計既可以使有可能影響教學效果的因素,如陽光、燈光、空氣質量等在人工智能化多媒體教室中得到自動調節,這有利于教師專心于教學,提升學生在課堂上的舒適度,對提升教學效果具有重要的意義,又可以有效的檢測多媒體教室可能存在的安全隱患,例如多媒體教室安裝煙霧傳感器的情況下,當其檢測到要發生火災時,信息傳遞至CCS,其可以智能開啟報警裝置,這在一定程度上有利于縮減安全隱患的影響范圍,具體傳感器的種類、數量、安裝位置設計需要結合多媒體教室的實際情況確定[4]。智能化傳感網絡的設計不僅使多媒體教室室內環境、設備實現智能化的控制,而且能夠實現設備故障的智能化診斷和修復,這一方面要利用傳感器向CCS傳輸相應的數據,一方面需要CCS完成數據庫內的檢索和判斷,所以對數據庫進行人工智能設計也是多媒體智能設計的重要組成部分[5]。
4 人工智能化數據庫設計
為彌補傳統多媒體教室在人員管理方面的缺陷,在設計人工智能化數據庫的過程中主要從以下幾個步驟進行,首先,將數據庫內的教學資源全部粘貼條形碼;其次,利用閱讀器將所有的條形碼掃描到數據庫中,以此實現多媒體室內資源的全部登記,學生在想應用多媒體教室內部資源的情況下通過檢索數據庫即可對多媒體教室相應的資源使用情況準確掌握;再次,學院向學生發放特質能夠反映學生身份的身份卡;最后在學生要進行多媒體教室相關資源的任何操作時,都需要掃描其身份卡并結合人工智能算法,對學生的座位安排等智能制訂方案,并形成多媒體教室的實際使用情況記錄,由此實現對人員的記錄,在此設計的過程中要保證向用戶開放的UI的友好性,以此保證智能化數據庫功能全面實現[6]。在應用智能數據庫提升多媒體教室人員管理水平的同時需要注意,數據庫的網絡安全直接關系到數據庫的應用性和人員管理的水平,所以筆者在設計智能化數據庫的過程中將甲骨文公司設計研發的Oracle數據庫應用其中,并針對多媒體教師專項AI算法設置訪問權限,這在一定程度上提上了數據庫的安全性,使損壞多媒體教室是內設備的行為得到有效的遏制,而且使數據庫對多媒體教室較大的人員流動的適應性增強,多媒體教室使用性能得到明顯的提升[7]。除針對人員管理外,智能化數據庫的設計還能夠提升設備維修的效率,例如多媒體教室的設備維修人員將多媒體教室內所有設備可能發生的故障以及故障的表現,應對措施等信息傳輸至智能化數據庫,當多媒體教室內設備的運行出現異常,并由傳感器感知后,會自動將異常的信息傳輸至CCS,并由其智能的確定應對措施。
由于教師和學生作為多媒體教室的主要使用群體,其要求多媒體教室操作界面具有人性化設計、且操作的可行性簡單,所以針對智能化數據庫的設計除注重以上四個環節外,還要對界面的布置、顏色等進行調整,使其盡可能滿足人工智能化多媒體教室使用人員的要求。
5 多媒體教室的人工智能化設計優缺點分析
5.1優點分析
筆者所設計的智能化傳感網絡以WSN為基礎,其既價格相對較低,而且線路設計相對簡單,通過對具有網絡化和一體化性能的多媒體教室進行改進即可以實現,而且傳感器的安裝位置相對較靈活,對多媒體教室的規模、構造等也沒有較強的依賴,所以將筆者所提出的人工智能化設計推廣應用的可能性較大;另外,通過上述人工智能規劃設計可以發現,其既能夠彌補傳統多媒體教室在管理、維修、消除安全隱患等方面的缺陷,而且提升了管理水平,使多媒體教室更加滿足教師、學生和維修人員的需求。
5.2不足分析
筆者所設計的智能化傳感網絡要求新裝一定數量的傳感器,而傳感器雖然對安裝位置的要求較低,但其對安裝技術和維修技術的要求相對較高,所以其安裝和維修需要聘用具有專業技術的人員進行,這在一定程度上提升了教學成本,特別是具有較多多媒體教室的院校,利用此設計方法的可操作性較低;另外,筆者所設計的人工智能數據庫雖然為多媒體人員管理提供了便利,方便了多媒體資源的查詢和應用,但智能化數據庫軟件的調試和容錯是保證其有效運行的重要途徑,但調試和容錯的操作都需要專業技術人員進行,這在一定程度上也增加了教學成本,而多媒體教室人員上的流動也會加大軟件的修護難度。
6 結論
通過上述分析可以發現,現階段多媒體教室已經在教學中得到廣泛的應用,但人們在享受其在教學中提供的便利的同時認識到其在管理、維修等方面仍存在不足,所以嘗試將人工智能與多媒體教室相結合,對其性能進行不斷的優化,以此推動現代教學水平的提升。
參考文獻:
[1] 王鎮江,楊厚群.淺談現代多媒體教室智能化管理系統的設計與實現[J].電腦知識與技術,2014(11):2634-2636.
[2] 宋煒光.多媒體教室智能化管理系統的設計[J].韶關學院學報,2014(08):20-24.
[3] 石世美.高校信息化學習環境的研究與設計[D].北京:北京理工大學,2015.
[4] 葉新東.未來課堂環境下的可視化教學研究[D].上海:華東師范大學,2014.
[5] 張斌.宿州職業技術學院網絡型多媒體教室系統設計與應用研究[D].武漢:華中師范大學,2012.
一、 提高了形體課的教學品質
在多媒體設備進入形體教室之前,當筆者要帶領學生做單一動作練習時,都是用單聲道小喇叭的錄音機來播放音樂。在這樣的音樂氛圍之中,由于教室大和班級人數多,造成大部分學生不能完全聽清楚音樂,節奏混亂,根本感受不到音樂的環境氛圍。筆者只能用節奏棒大聲地打出死板單一的八拍節奏來提醒學生們節奏不要錯亂。但是這樣的教學環境在很大程度上剝奪了學生們感受舞蹈在音樂中從容進行的藝術體驗,練習更像是呆板和機械的重復體力動作。一遍遍的重復難免讓學生認為舞蹈藝術是無趣的與機械的,他們無法充分感受到舞蹈藝術的感染力。
后來我們搬進了新的藝術樓,在全新的教學設備和多媒體設備的配合下,我們有了舞蹈教室專屬的音響、多媒體設備和播放器以及投影儀。在這些現代教育技術設備的支持下,形體課的藝術氛圍迅速提升,無論是帶領學生領略優雅的芭蕾之美,還是體會中國古典舞的身姿體態,學生們做起動作來更加投入、更加忘我。因為教室在環繞立體聲音響的包圍下,柴可夫斯基的G大調音樂緩緩如清泉般流出,學生可以在良好的音樂氛圍中盡情忘我地感受東西方各舞種的不同之美。教師也不用一遍遍聲嘶力竭地去喊每一個節奏點,可以把更多的精力投入到每一個學生的動作完成質量之中。這看似很小的一個問題,一旦得到解決,卻大大提升了形體課的教學品質。
二、 豐富了形體課的教學內容
學校為新的形體教室配備了多媒體電腦、投影儀。這些先進的教學設備極大地豐富了教學內容。在新教室投入使用后一個月的時間內,筆者就為學生準備了一節內容極為豐富的藝術鑒賞課―《走進西方藝術殿堂》。在這節課中,筆者利用了PPT軟件制作了圖文并茂的幻燈片進行教學導入,向學生展示了很多西方舞蹈家的介紹和經典舞蹈作品劇照,并一一展示西方的美術作品以及建筑作品的照片和特寫。學生們在欣賞這些經典的藝術作品時,眼睛里充滿了對藝術、對世界的好奇和興趣。有的學生甚至在課下對筆者說:“老師,我真想暑假去一趟巴黎,去那里看看真正的巴洛克藝術風格,它們在圖片上看起來真的美極了!”
最重要的教學應用是,通過電腦和投影儀的配合,在欣賞課上讓學生們欣賞到世界上更多舞蹈家的經典舞蹈片段,這樣學生們的視野就被充分打開了,在他們的心中,舞蹈不再是教師一個人的表演和數節奏。有時,教一個新的舞蹈動作,學生還體會不出更加深刻的肢體感受時,筆者會打開電腦和投影儀,讓他們看看藝術家是如何表演相關動作的,并對這些動作進一步分析,讓他們用自己的心和腦理解這些舞蹈姿態,這樣就更深層次地激發了學生對藝術的激情。在課堂中他們有了自我的肢體實踐,也體會到了藝術欣賞的快樂,更有了自己對藝術的獨特感悟。
三、 打開了學生的心靈之窗
藝術需要想象,需要創作,然而藝術學習的基礎是什么呢?筆者認為是多聽,多看,多領悟。而現代的先進教學技術設備為我們提供了必要的基礎。借助現代技術,教師可以更加輕松地將學生引到藝術學習的道路上,改變了傳統藝術課堂中教師處于絕對主導地位的言傳身授式的教學方法,變成教師引導引入,讓學生在課堂中去更多地感受藝術作品、藝術思維的樂趣,從而建立自己獨特的藝術感受。這就是體驗式教學模式,使形體課堂教學由被動變成了主動,教師積極主動地在前方引領,學生積極主動地發揮想象力,創造鮮活的藝術形象。
在形體課堂之中,筆者看到了孩子們的積極改變和對藝術的熱愛,他們心中仿佛打開了一扇窗口,讓曾經站在窗外徘徊的他們離藝術這片天空越來越近,并且激勵他們樹立信心,用美好的藝術語言來表達自我。
關鍵詞:多媒體技術;教學;改革;素養
中圖分類號:G642
文獻標識碼:B
隨著數字多媒體技術的日益完善和成熟,人們的生產方式、工作方式、學習方式、生活方式乃至思維方式都發生了巨大的變化。愈來愈多的手工勞作被多媒體技術所取代。這對我們高等院校尤其是藝術院校提出了新的任務和更高的要求,具體的教學內容、教學方法、教學手段和人才培養方向也將發生巨大的變化和改革。
1多媒體教學比之傳統教學的優越性
數字多媒體系統在教學上的運用標志著教學媒體質的飛躍。由于數字多媒體的介入,讓我們的教學手段及表現豐富而生動了起來,相應的教學效果也得到充分的提高和完善。通常人們將計算機俗稱電腦,簡言之即它是人腦的延伸,它的活動范疇模擬人腦的思維模式,是人類思維活動的結構、功能及其規律的再造。而優于人腦的是它的記憶能力、儲存空間、高速運算、邏輯判斷、自行運行等,都是人腦所不能及的。90年代出現的信息領域的又一次革命,將文本、圖形、形象、視頻圖像、動畫和聲言等運載信息的媒體集成在一起,通過計算機綜合處理再集中控制,快速展現出豐富多彩的集圖、文、聲于一體的信息,同時提供生動、友好、多樣化的交互方式,這樣便出現了數字媒體技術。
傳統的教學方式一般是由教師、學生、媒體三個要素構成的,缺一不可。一般以教師語言、課本、板書、實物、模型、掛圖等為主,學生被動聽講。在紙張上練習的方式無法方便靈活地修改,存在一定的局限性。而多媒體教學直接、生動、形象,引起學生的濃厚興趣,從而獲得意想不到的的教學效果。在藝術院校,多媒體徹底改變了學生們對著滿桌的顏料、筆和稿紙不停地畫了改,改了再從新來過那么折騰的習慣了。只要在電腦桌前,動一動鼠標,平面的廣告、標志、設計方案、服裝樣稿、畫稿樣式、二維動畫等均躍然紙上;三維的室內效果圖、栩栩如生的造型、卡通的三維動畫設計作品等都可以方便快捷地實現;還可以進行電影的后期制作,利用計算機多媒體的特殊動畫特技,給電影帶來特殊的效果等。多媒體豐富的色彩、快速的生成、便于修改、復制、拼接等優勢正部分的逐漸取代過去傳統的顏料和筆的功效。
數字媒體的另一大優勢是優良的視覺和聽覺效果。而視覺、聽覺是人們是接收信息、獲取信息的主要渠道。利用多媒體將儲存的大量信息傳遞給學生,多媒體形象生動的演示對學生產生強度的感官刺激,引起學生高度集中注意。如果沒有集中注意,感知就不會產生強烈觀察力。而觀察力是在感知過程中并以感知為基礎形成起來的,離開了感知也就沒有了觀察。利用多媒體的優勢引人入勝,可以不斷提高學生的品質,使學生心理活動處于積極狀態。激起學生極大的學習熱情。
多媒體教學要求所有的課程均使用電子教案,也即所謂的課件。老師基本上和同學是互動的,學生的作業也可以上傳到老師的網址或郵箱,馬上可以獲得老師的修改意見和建議,學生也可以加入自己的想法和設想。學生在學的過程中不再是被動的接受,而是有選擇的介入,既可以是配角,也可以是主角。
在藝術院校,藝術欣賞課或講座過去需要去圖書館查找圖片,翻拍成反轉片由助教利用幻燈機播放,教授在一邊講解;音樂需要去資料室準備磁帶或唱片,再利用機器播放,要準備的東西一大堆,不但需要老師做大量的準備工作,還要講解,音響效果也不盡如意。現在利用光盤的大容量,將事先準備好的課件直接播放,圖片的解說一目了然,還可以在強調部分制作動畫以引人注目,學生也可以拷貝回去慢慢消化。通過多媒體輔助教學網,老師和學生可以實現資源共享、互動對話,根據自己的水平直接點播,以最直接、最省力、最快的速度吸取全世界的尖端知識。總之,多媒體教學的優點數不勝數,其優勢決定它將逐漸取代傳統的常規教學模式。
2多媒體技術在藝術教學中的應用
數字媒體的強大優勢及不斷發展的新技術在各行各業的應用也得到極大的發揮。在教育系統以數字媒體為代表的現代化教育設備已經走入了校園,并逐步構成多媒體教育的重要組成部分。所謂多媒體教學,就是授課的老師利用計算機將授課內容制作成集文字、圖形、聲音、動畫和視頻為一體的電子文件,稱為課件,在上課時播放。與傳統的教學模式的五個一(一塊黑板、一支粉筆、一張嘴、一本教材、一本教案)相比較,具有更為豐富的內容和表現形式,更高更快地傳遞的效率,以及更好的交互性和共享性等。傳統的教學中宏觀的自然現象、逝去的景色等事物,因受時間和空間的制約而無法讓學生感受,微觀的事物和微小的變化也無法通過儀器讓學生觀察,這些都是傳統教學無法表達的。數字媒體可以為學生提供形象生動、內容豐富、直觀具體、感染力強事物,使學生看到在運動、發展、變化的事物。學生可以通過聽、視、評、悟充分感知原先較為抽象的教學內容,實現從具體到抽象的認識規律,從而保證了教學活動的順利進行。
例如藝術院校的三大基礎課程:解剖、透視、構成,屬于美術―設計類本科生為主的基礎訓練課程。傳統的教學模式是采用素描、色彩等基礎訓練課目,反復練習。需耗費大量課時講解解剖、透視、構成三大環節的基礎性知識,學生還不易理解。在視覺藝術高等教學課程中,解決造型的基本訓練的課程,在日本叫“觀察”,在歐洲叫“寫生”,在中國還叫“素描”,目的都是要訓練學生對物體的狀態有準確的分析和較強的表達能力。人體寫生是素描高級階段必須包括的課程,以往解決人體解剖問題,只能依靠少數標本和醫用圖片進行,這些教具不但無法供學生從專業的角度理解人體結構,而且無法據此做出個別或組合的深入課題。利用多媒體可以生動形象地再現人體結構、肌肉組織、骨骼分配等,隨意地進行拆分組合等演示給學生觀看,便于理解和掌握。同樣對于建筑物體/抽象符號重要環節結合相關課程的教學內容、方式,抓住三個重要環節,以多媒體的動畫圖形聲音解說及文字著作結合演示的形式,采取直觀教學為主要的表現方式,突破了原有課程的局限性,具有節約資金、課時,易懂易學,利于普及、實施等優點。
透視課程往往枯燥乏味而使學習者厭煩,因為透視知識僅靠文字和圖表無法充分說明。利用多媒體從建筑和室內外陳設品的三維圖例出發,根據透視教學的通常規律進行攝影線路的動畫安排和相關物體的重復比較、組合,使學習者能以最快的方式、最方便的途經理解藝術設計類所需的透視知識的基本內容,還可以安排各種形式的課程練習。
構成課程的練習內容,中外院校現行的標準和目的差距較大。對于先進“構成”課程的內容,可利用計算機多媒體制作一系列二維、三維的抽象化符號間的比較圖形,供學習者進行全方位的對比、組合的研究,以最快捷地方式掌握基本的構成知識。還可以任意做各種不同類型、課目的構成方面的課程練習,對物體的抽象“形式感”涵義進行充分地研究和表達訓練,理解并掌握對特定平面和空間內特定范圍的處理能力。
數字媒體在藝術類基礎教學的具體表現有以下三個方面。
① 解剖:從人體結構入手,用三維動畫的方式制作出人體的所有骨骼系統和肌肉系統,進行一系列全方位、多角度、個體或組合的展示,并設置課程練習,使學生迅速理解人體的基本結構,認識素描人體寫生中最不易掌握的基本結構知識。而原來的藝術類解剖教學基本依賴于少數低質量的實物標本和書面圖片,有很大的局限性。
② 透視:從建筑空間結構入手,用三維動畫的方式制作成能全視角表達的一系列個體或組合物體,來展示最基本的透視概念,并設置多種課程練習。以最直觀的視覺形式使學生快速理解并掌握原來教學方式中非常難于表達的透視學基本知識。
③ 構成:從平面和立體物像處理的視覺范圍入手,制作出一系列單元物表對比圖像,來充分展示特定畫面或空間內彼此狀態對比的諸多構成元素:粗糙與光滑的肌理構成處理,明快與陰暗的光影構成處理,點、線、面的狀態構成處理,激烈與平和的情緒構成處理,主體與陪襯的聚散構成處理等等,并設置課程練習,使學生迅速理解視覺藝術中構成原理的基本知識。
3數字媒體教學目標和方向
隨著現代社會對人才的要求變化,原來的教學模式已無法滿足社會需求。現代要求綜合性的人才,需要的多層次、多類型、多規格、要求從意識、品質、知識、能力等多方位考慮。因此藝術設計專業教學決定了承擔不同的人才培養任務,改革勢在必行。藝術設計需從實際出發,對所培養目標、教學模式、課程設置體系、教學內容和教材等,多方均須進行適當、系統的改革,突出對學生的綜合素質、適應能力等培養為主線提高整體素養的教學模式。從社會實際需要出發,有針對性地構建學生的知識、能力、素質結構訓練;強化專業知識的學習和運用,全面完善、充實教學內容。
數字媒體教學對教師提出了更高的要求,師資隊伍的建設打破原有的基礎課教學格局,超越單純技巧和經驗的傳授,大膽進行人才培養模式改革。藝術設計是多學科綜合知識的集結,在具體設計中,難以確認固定的秩序和搭配關系,因此拘泥于課堂常規教學形式,無法滿足實際需要,努力實現人才培養模式的多樣化是人才培養模式改革的一個重要方面。
數字媒體教學學水平的高低對于教師而言最大的不同之處在于課堂上課件設計的效果。課件的生成主要有教學分析、教學設計、編寫腳本、素材準備、課件的生成、測試與打包六個步驟。好的課件形象、直觀,能夠吸引學生注意力、激感、入情入境,借境悟理,激發學生的求知欲,培養主動學生分析問題、解決問題的能力。