大學英語自主學習監(jiān)控系統(tǒng)的電路設(shè)計與實現(xiàn)

0 引言
教育部在大學英語教學改革總體思路中提出：改革現(xiàn)存教學模式，將教師、課本、粉筆、黑板與學生，老師講、學生聽的模式改為以計算機(網(wǎng)絡(luò))、教學軟件、課堂綜合運用的個性化、主動式學習模式。新的《大學英語課程教學要求(試行)》也規(guī)定：注重和強調(diào)以學生為主體，促進個性化學習和自主學習。為了適應新的教學模式，很多高校專門設(shè)立了自主學習中心或多媒體教學中心。但是在所進行的自主學習教學實踐過程中卻發(fā)現(xiàn)了一些問題，如學生不能持之以恒，或由于各種原因，最終半途而廢；自主學習流于形式，學生在自主學習過程中玩游戲、上網(wǎng)或做其它事情；自主學習設(shè)備故障發(fā)生率高，包括學生主機、顯示器、耳機等電腦外設(shè)以及桌、椅。分析其原因，大多數(shù)高校只是在觀念改變和規(guī)章制度上進行監(jiān)控，而相應的規(guī)章制度有不健全或落實不到位的情況，觀念也有不能完全轉(zhuǎn)變的情況，從而造成了自主學習過程和教師的教學過程缺乏有效監(jiān)控的現(xiàn)象。因此，研究具有監(jiān)控大學英語自主學習學習過程的設(shè)備對促進大學英語教學改革的順利實施和有效監(jiān)控有著十分重要的意義。

1 自主學習監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計
對英語自主學習過程的監(jiān)控主要是實現(xiàn)對各個自主學習教室的音、視頻監(jiān)控。本課題研究的監(jiān)控系統(tǒng)最大可實現(xiàn)32個自主學習教室的監(jiān)控，能夠滿足絕大多數(shù)高校現(xiàn)階段的需求及未來較長時間的系統(tǒng)擴展。本系統(tǒng)的整體方案框圖如圖1所示。

由圖1可知，整個系統(tǒng)中的視頻采集由攝像頭來完成，音頻采集由MIC來實現(xiàn)，并通過對數(shù)放大來實現(xiàn)音頻信號的放大。由于本系統(tǒng)可以對32個教室進行音視頻監(jiān)控，考慮到采集卡的成本以及顯示的有效性(太多教室同時顯示不便于觀察)，本系統(tǒng)采用同時監(jiān)控4個教室的方案，32個教室進行分時監(jiān)控，同時為了靈活監(jiān)控，系統(tǒng)采用矩陣切換器實現(xiàn)對音視頻的切換選擇和監(jiān)控。經(jīng)選擇后的音視頻信號傳送至音視頻采集卡并在PC機上顯示和播放，本系統(tǒng)選用的是天敏10MOONSMD2040采集卡。同時對音視頻的選擇由上位PC機(控制機)來控制，即發(fā)送控制指令?？刂浦噶钔ㄟ^RS232協(xié)議傳送至系統(tǒng)的主控制器，主控制器接收指令，解析指令并控制相應外設(shè)執(zhí)行指令。系統(tǒng)中的外設(shè)主要是矩陣切換器和終端控制器。終端控制器主要接收主控制器對云臺、光圈的控制指令以及執(zhí)行控制指令和音頻的采集和放大。