大學英語自主學習監控系統的電路設計與實現

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(網絡)、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)》也規定：注重和強調以學生為主體，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現了一些問題，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、上網或做其它事情；自主學習設備故障發生率高，包括學生主機、顯示器、耳機等電腦外設以及桌、椅。分析其原因，大多數高校只是在觀念改變和規章制度上進行監控，而相應的規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控的現象。因此，研究具有監控大學英語自主學習學習過程的設備對促進大學英語教學改革的順利實施和有效監控有著十分重要的意義。

1 自主學習監控系統的總體設計
對英語自主學習過程的監控主要是實現對各個自主學習教室的音、視頻監控。本課題研究的監控系統最大可實現32個自主學習教室的監控，能夠滿足絕大多數高?，F階段的需求及未來較長時間的系統擴展。本系統的整體方案框圖如圖1所示。

由圖1可知，整個系統中的視頻采集由攝像頭來完成，音頻采集由MIC來實現，并通過對數放大來實現音頻信號的放大。由于本系統可以對32個教室進行音視頻監控，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)，本系統采用同時監控4個教室的方案，32個教室進行分時監控，同時為了靈活監控，系統采用矩陣切換器實現對音視頻的切換選擇和監控。經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，即發送控制指令?？刂浦噶钔ㄟ^RS232協議傳送至系統的主控制器，主控制器接收指令，解析指令并控制相應外設執行指令。系統中的外設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行控制指令和音頻的采集和放大。