多终端交互式幻灯片演示系统的研究与实现

摘要

随着高等教育大众化的普及，高校招生规模不断扩大，在校大学生数量呈快速持续增长的趋势。为了缓解庞大的学生群体和短缺的教学资源之间的矛盾，许多高校在一些公共基础课程中采用了大班授课的教学方式。然而在大型课室进行幻灯片演示的过程中存在两方面缺陷：首先，由于投影屏幕尺寸和数量的限制，坐在后排的学生可能无法看清幻灯片内容，影响教学效果；其次，由于距离和人数的限制，大多数学生无法及时有效地与教师进行教学互动，降低了学生的学习兴趣与教师的教学质量。
　　针对上述问题，本文研究了电子幻灯片的发展状况，探讨了教学交互的相关理论基础，分析了在大型场地幻灯片演示过程中的教学交互需求，针对目前广泛使用的幻灯片演示工具的不足，提出一种基于POI解析技术、Web实时技术和音频技术的教学演示和交互方案，设计并实现了支持多终端实时演示的交互式幻灯片系统，并对系统的可用性进行了实验测试。该系统能对已有PPT文件进行解析与转换，在演示过程中可以通过主控端控制多台从控端幻灯片的同步播放，支持师生间文字、语音和电子白板等多种交互，为多媒体教学提供方便。
　　本文主要关注以下方面：
　　（1）在演示上，本文分析了PPT文件的逻辑结构，实现了一套基于自定义数据源格式的PPT文件解析方案，同时对幻灯片在线播放技术进行了研究，使演示文稿能在多终端中适配播放。
　　（2）在交互上，本文对交互式教学相关理论与模型进行了研究，分析课堂教学场景下的师生交互需求，实现了一套基于B/S架构的师生交互方案，在不增加硬件成本的前提下解决传统多媒体教学中存在的交互不足的局限性。
　　（3）在性能上，本文设计一种轻量级的数据源格式，提出一种结合预加载与指令流协议的幻灯片同步控制方案，并对系统的整体架构进行分层和模块设计，同时搭载第三方云存储和云加速服务，兼顾了运行效率并节省了流量开销。
　　实验结果表明，该系统可以便捷完成多媒体幻灯片在多终端上的演示和交互，具有良好的跨平台和实时交互性，与常用的幻灯片演示工作相比，弥补它们在教学交互方面的不足。

目录

声明

1引言

1. 1研究背景与意义

1. 2研究现状

1. 3研究内容

1. 4论文组织结构

2. 1交互式教学概述

2. 2 Web实时传输技术

2.3 Web Audio API

3. 1总体设计

3.2 PPT文件解析与存储设计

3. 3多终端同步播放设计

3. 4实时交互设计

4核心功能实现

4. 1幻灯片内容处理

4. 2实时数据交互

4. 3语音数据处理

4. 4幻灯片内容录播

5可用性实验

5. 1系统测试

5. 2用户实验

5. 3实验结果与分析

6. 1总结

6. 2展望

致谢

参考文献

附录

附录A 攻读学位期间研究成果：

附录B 可用性调查问卷：