摘要：运用计算机多媒体技术进行教学是近年来兴起的一种教学模式。如何更好地发挥多媒体的作用，进一步提高教学效果，建立一种新的，现代化的教学方法，是值得研究的课题，这其中有软、硬件两方面的问题。本文主要从硬件方面入手，对如何选择多媒体教室、如何选择投影仪、以及多媒体教室的布局等一系列问题作了探讨，并提出了自己的观点。
关键字：多媒体；教学；投影仪；屏幕
多媒体教学是近年来兴起的一种教学模式。因为多媒体是文字、图形图像、动画和声音等多种媒体的综合，所以多媒体教学就是充分运用计算机技术、多媒体技术，把图形、图像、动画和音乐与教学内容有机地结合起来，改变传统的黑板+粉笔式的教学模式，把原先枯燥呆板的课堂变为生动而多彩的求知场所。在多媒体教室中，学生应该有一种“身临其境”的感觉，使之能在惊奇中发现知识，在观赏中得到提高。因此多媒体教学可以取得比传统的课堂教学好得多的教学效果。所以，多媒体教室或机房是必备的条件，多媒体教学首先必须使用计算机教学课件，并在计算机上进行，与之相配合的是相关的图像、声音的播放与演示设备，如大屏幕投影仪、放像机与音响设备以及计算机与这些设备之间的数/模、模/数转换设备等。常见的多媒体教室有：
在教室中放置普通的大屏幕电视机，再加一个计算机和电视机的转接设备，就可以将计算机上的文字图像等在电视机上播放出来让学生观看。这是一种安装最简单、投资最省的方法。但是，由于普通电视机的显示分辨率比较低，加上屏幕尺寸不可能很大，因此在一个教室中通常都要放上4 ~ 6台的电视机，并且通常采用悬挂的方法放在教室的顶部。然而这样一来，学生观看时必须把头抬得比较高。同时，普通电视机的屏幕的光点比较粗糙、闪烁情况比较严重，观看时间稍长就会引起疲劳，因为上课不像平常看电视节目一般是带有娱乐性的，在看的同时还要进行思考，并且有时会是较复杂的思考。所以不能久看，只能作为传统的“黑板+粉笔”教学中的一种辅助设备而已。
大屏幕投影仪能够把计算机屏幕的图像放大后在较大的屏幕上放映出来，有点像放电影那样。由于投影仪自带有强光源，所以其清晰度比较高，高品位的投影甚至在教室灯光全部开亮的情况下也可以比较清楚。屏幕大加上清晰度高，学生在配有大屏幕投影仪的教室中上课，可以对图像的每一个细节都看得十分清楚，能产生一种身临其境的感觉，如配上适当的音乐，其达到的效果是电视机远远不能比的。但是，大屏幕投影仪也有缺点，主要是在整个演示的过程中，交互性较差。学生主要是当观众，只是“观看”而已，不能参与其间。尤其是对一些实践性较强的课程，例如计算机应用方面的课程，学生只能看而不能动手做，在一定程度上也影响了教学效果。
实际上是一个计算机网络机房，通过一定的软、硬件把课堂与机房结合起来，除了教师教学用的计算机外，每个学生都拥有一台计算机。教师可以讲课、演示、布置学生练习等，通过控制系统，选择部分甚至个别学生，进行有针对性的辅导，通过声音设备，与学生进行谈话式的教学。而学生只要看着自己位置上的计算机显示器屏幕就可以了，对教师的演示不仅能看得比较清楚，并且能在教师的指导下，自己动手进行操作，一有问题可以及时向教师提问，或请教师单独为自己进行演示。在这样的多媒体教室中，真正能做到边教边学，边讲边练，直到学生完全掌握为止。这种多媒体教室存在的主要问题是投入比较多，相当于另外再建一个计算机机房。
从以上三种多媒体教室的分析，第一种已经处于淘汰阶段，不宜采用，即使从经费角度看，由于一个教室中必须安装多台电视机，也并不见得能省多少钱。最后一种方式由于其教学效果好，值得大力推广。特别是计算机教学，是实践性很强课程，特别需要学生大量的操作实践，但传统的做法是把课堂教学和上机实践分开。先由教师讲了很多的操作方法，然后再要学生到计算机上进行练习，由于课时的安排问题，上课与上机还往往相隔好几天，有的甚至整整一个星期。由于上课时不能进行实践，学生不可能把教师在上课时讲的许多方法都记住，到了上机时教师往往又得重新讲一遍。这样，学生掌握得不好，教师辅导也会感到很累，既花了时间，又达不到实际的效果，所以这种方式的教学效率是很低的。当然，这也是由于当时的客观条件所造成的。到了今天，许多条件都已经成熟，如计算机的价格已经相当便宜，各种交互式教学用的软件也比较完善，从长远的观点看，当然应该采用最有效的教学方式和最先进的教学设备。
然而我们还不得不看到，目前许多学校的教学经费仍然比较紧张，若采用第三种方式进行多媒体教学，势必要添置大量的微机设备，这在相当时间内是不可能的，只能逐步向这一方向靠拢。所以目前较多学校只能采用第二种方式，即建立大屏幕投影仪教室。由于现在的投影仪价格也在不断地降低，所以建立这样一个多媒体教室并不需要特别大的投入。但是，建造这样一个多媒体教室，怎样才能实现最大的效益？应注意什么问题？笔者在这样的教室中已经教了三年的计算机课程，就此想专门谈一谈多媒体教室建设中应注意的一些问题。
投影仪是大屏幕多媒体教室的关键设备，它的好坏对教学效果有直接的影响。到目前为止，投影仪主要有三大类：即CRT投影仪、LCD投影仪以及近年发展起来的DLP投影仪。
CRT是英文Cathode Ray Tube的缩写，译作阴极射线管。它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。这种投影机可把输入信号源分解到R（红）、G（绿）B（蓝）三个CRT管上，在高压作用下经放大、会聚、在屏幕上显示出彩色图像。由于使用内光源，也叫主动式投影方式。CRT技术成熟，显示的图像色彩丰富，还原性好，具有丰富的几何失真调整能力；但缺点是亮度值较低，不适宜于做大屏幕投影。
LCD是Liquid Cristal Display 的英文缩写。即液晶显示。它又分为液晶板和液晶光阀两种。液晶是介于液体和固体之间的物质，本身不发光，工作性质受温度影响很大，其工作温度为-55℃~+77℃。利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而产生具有不同灰度层次及颜色的图像。其中：
液晶光阀投影仪采用CRT管和液晶光阀作为成像器件，是CRT投影机与液晶、光阀相结合的产物。它采用外光源，也叫被动式投影方式。通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上，将光信号转换为持续变化的电信号；外光源产生一束强光，投射到光阀上，由内部的镜子反射，通过光调制器改变其光学特性，紧随光阀的偏振滤光片，将其它方向的光滤去，只允许与其光学缝隙方向一致的光通过，这个光与CRT信号相复合，投射到屏幕上。它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机，亮度可达6000ANSI流明，分辨率可高达2500×2000，适用于环境光较强，观众较多的场合，如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所，但其价格高，体积大，光阀不易维修。
液晶板投影仪的成像器件是液晶板，也是一种被动式的投影方式。用金属卤素灯或UHP（冷光源）作为外光源，若是三块LCD板设计的则把强光通过分光镜形成RGB三束光，分别透射过RGB三色液晶板；信号源经过模数转换、调制加到液晶板上，控制液晶单元的开启、闭合，从而控制光路的通、断，再经镜子合光，由光学镜头放大，显示在大屏幕上。目前市场上常见的液晶投影机比较流行单片设计（LCD单板，光线不用分离），这种投影机体积小，重量轻，操作、携带极其方便，价格也比较低廉。但其光源寿命短，色彩不很均匀，分辨率较低，最高分辨率为1024×768，多用于临时演示或小型会议。这种投影机虽然也实现了数字化调制信号，但液晶本身的物理特性，决定了它的响应速度慢，使用时间一长，性能会有所下降。
DLP是英文Digital Light Processor 的缩写，译作数字光处理器，俗称数码投影机。这一新的投影技术是显示领域具有划时代意义的革命，它将为视频投影显示翻开新的一页。DLP是以DMD（Digital Micromirror Device)数字微反射器作为光阀成像器件，比起传统的投影机来，有如下几个优势。首先由于采用数字技术，使图像灰度等级达到256-1024级，图像噪声消失，画面质量稳定，图像可不断再现，历久弥新。其次是反射优势。反射式DMD器件的应用，使成像器件的总光效率达60%以上，对比度和亮度的均匀性都非常出色。它抛弃了传统意义上的会聚方式，可随意变焦，调整十分便利；分辨率高，不经压缩分辨率可达1024×768（有些机型的最新产品的分辨率已经达到1280×1024），使DLP投影机清晰度高、画面均匀，色彩锐利。根据所用DMD的片数，DLP投影机可分为：单片机、两片机、三片机，三片机亮度可达2000流明以上。虽然DLP性能优越，但价格昂贵，目前只用在一些特殊需要的场合上。
当前市场上最流行的投影仪是LCD（液晶板）投影仪，它的优点是分辨率高、价格便宜、亮度高、画面均匀。对 LCD投影仪而言，LCD液晶板越小，其光学系统就能做得越小，投影仪的体积也就越小。目前市场上多采用1.32英寸的液晶板，超小便携型投影仪则采用0.9 英寸的液晶板。非常适合于经常需要移动投影仪的场合。
判断一台投影仪主要是看它的亮度、分辨率和对比度，但还应该考虑其它因素，如投影仪的光源问题。
屏幕画面最重要的因素是亮度。除了整个画面的亮度外，还应该注意画面亮度的一致性和均匀性。投影仪的亮度早期有流明、LUX、FOOT等单位。美国国际标准学会（ANSI）针对投影仪的亮度提出了固定的测试标准ANSI流明，在确定了分辨率、色温、场频和对比度的情况下，从九个区域测量亮度，求得的平均值为ANSI流明。目前已成为投影仪的亮度的统一标准。投影机的亮度越高，则效果越好，当然价格也越贵。考虑到教室不同于剧场、娱乐厅，学生在听课的同时还必须做笔记，教室内必须有一定的照明度。因此，在经济条件许可的情况下，应选用尽可能高的亮度。根据经验，如果演示环境在100平方米以下，投影仪最佳亮度为 600～1000ANSI流明； 100～800平方米左右，最佳亮度为1000～1500ANSI流明 ；800平方米以上，则需要高于 1500ANSI的流明。此外，在实际使用中，还应该考虑到不要把投影仪的亮度打到最高点，否则会使灯泡寿命缩短。所以在考虑亮度时，必须留有一定的余地。
代表投影仪性能的另一个重要指标就是分辨率。投影仪的分辨率通常指该投影仪内部核心呈像器件的物理分辨率。当前投影仪的物理分辨率（又称真实分辨率）一般为SVGA（800 ×600像素）、XGA（1024×768像素）、SXGA（1280×1024像素），其兼容分辨率一般比其物理分辨率高一个台阶。分辨率越高，表示投影仪显示精细图像的能力越强，用户可根据自身的需求，选择可以满足一般应用的分辨率。当然，在资金允许的条件下，建议购买物理分辨率为XGA标准的投影仪。
对比度最基本的形态是亮区对暗区的比例，但实际内容则丰富得多。良好的对比度使得画面显得有很高的分辨率，有助于我们观看画面的细微之处。如果一个画面只能显示白色和黑色，而不能显示出阴影区域或黑暗区域的细微层次变化，我们就失去了画面的精细效果。对比度反映了一个画面明暗变化的范围大小，因此对比度越大，效果越精微。
灯泡作为投影仪的消耗材料，也是选购投影仪时必须考虑的重要因素之一。目前投影仪普遍采用的是金属卤素灯泡、UHP灯泡、UHE灯泡这三种光源。金属卤素灯泡的优点是价格便宜，缺点是半衰期短，一般使用1000小时左右亮度就会降低到原先的一半左右，并且由于发热高，对投影仪散热系统要求高，不宜做长时间（4小时以上）投影使用。UHP灯泡的优点是使用寿命长，一般可以正常使用4000小时以上，并且亮度衰减很小。由于功耗低、习惯上被称为冷光源。UHE灯泡的特点是功耗低，使用寿命较长，也是一种理想的冷光源。另外，特别需要注意的是，不同品牌投影仪使用的灯泡一般是不能互换使用的，因此购买投影仪时应选择购买知名品牌的投影仪，以免灯泡用完后因买不到合适的灯泡造成投影仪的报废。
购买投影机后，下面就要选择一张合适的屏幕来搭配，求得最佳的投影效果。
屏幕从功能上讲分为反射式、透射式两类。反射式用于正投，透射式用于背投。正投幕又有平面幕、弧型幕之分。平面幕增益较小，视角较大，环境光必须较弱；弧型幕增益较大，视角较小，环境光可以较强，但屏幕反射的入射光在各方向不均等。
由于教学的特点，一般不采用背投方式。正投屏幕又有手动挂幕和电动挂幕两种类型，采用电动的比较方便。
屏幕尺寸是以其对角线的大小来定义的。一般投影机用屏幕宽高比为4:3。其大小主要取决于使用空间的面积和教室座位的多少及位置的安排。首要的规则是选择适合学生的屏幕，而不是选择适合投影机的屏幕，也就是说要把学生的视觉感受放在第一位。根据我们的实际体会，要考虑如下几点：
为了使学生观看演示时有一个合适的视角，屏幕到第一排座位的距离应大于2倍屏幕的高度。这样，坐在前排的学生的最大仰角的正切值tgα不大于1/2，否则容易引起颈部疲劳，时间长了还可能引发颈椎病。
(3）屏幕材料的选择
屏幕面料要适合您的投影机及观看的需要。有以下几个方面要考虑：
1、亮度系数和增益
在入射光角度一定、入射光通量不变的情况下，屏幕某一方向上亮度与理想状态下的亮度之比，叫做该方向上的亮度系数，把其中最大值称为屏幕的增益。通常把无光泽白墙的增益定为1，如果屏幕增益小于1，将削弱入射光；如果屏幕增益大于1，将反射或折射更多的入射光。
由于现在多数投影机的亮度都比较高，所以采用反射率（增益）比玻璃珠（Glass Beaded）幕低的白塑（Matte White）幕反而可获得更好的投影效果 。
2、视角
屏幕在所有方向上的反射是不同的，在水平方向离屏幕中心越远，亮度越低；当亮度降到50%时的观看角度，定义为视角。在视角之内观看图像，亮度令人满意；在视角之外观看图像，亮度显得不够。一般来说屏幕的增益越大，视角越小（金属幕）；增益越小，视角越大（白塑幕）。
下面提供了几种正投幕面料的资料及参数以供参考：
Matte White 白塑幕
视角: 50° 亮度增益:1.1 面料 防火、防霉，可清洁
Glass Beaded 波珠幕
视角: 30° 亮度增益:2.5 面料 防火、防霉
Super Wonder-Lite 金属幕
视角: 40° 亮度增益:2.5 面料 防霉，可清洁
Pearlescent 高级珍珠型幕
视角: 35° 亮度增益:2.0 面料 防火、防霉，可清洁
屏幕增益并不是越大越好，如果教室比较宽广，而屏幕又不能很宽，那么增益高了，会使视角大大缩小，能看清屏幕的范围就越小，效果就反而变差。所以，对于人数较多的场合，应该采用白塑幕以扩大视角，使较大的范围内都能看清屏幕。
二、讲台位置
一般教室中，讲台都放在教室前面正中的位置上，因为传统的教学是以教师为中心的，学生都注视着教师讲课或看教师在黑板上书写。但是对于多媒体大屏幕投影仪教室，教师一方面屏幕上进行演示，一方面由进行讲解。而学生主要是看着屏幕上的演示，同时听教师的讲解。所以，在大部分时间里，学生的注意力应该放在屏幕上面，而不是看教师。而且，由于多媒体教室的投影屏幕往往比较大，却不可能挂得很高，把讲台放在正中，教师一坐，多数要档住一点屏幕，使学生的视线受到一定的影响。从笔者使用过的一些多媒体大屏幕投影的教室来看，不仅教师的头部会阻档学生的视线，有的连计算机显示器也会档住视线。为减少显示器的遮档，不得不把显示器倾斜成一定角度，有的仰角做得很大。但这样一来，教师看显示器屏幕就会感到很吃力。
而且，教师由于背对屏幕，对屏幕必须转身180o才能年清，当屏幕上出现的和在计算机显示器屏幕上看到的不一样时，教师往往不能及时发现，这时教师仍讲得头头是道，而学生看着屏幕却不知所云。所以对大屏幕投影教室来说，讲台放在教室的中心轴线上会有许多弊端，而且从现代教学思想出发，教学不应该以教师为中心，而应该以学生为中心，所以我认为讲台应该放到教室的左前角或右前角，成45o倾斜，这样教师既能注意学生情况，又能看清屏幕的演示，可以一边看着屏幕，一边在计算机上操作，同时进行讲解。而学生呢，由于与屏幕之间少了讲台这一阻档，可以更清楚地看清整个屏幕，视觉效果会更好。然而在现实中，许多学校往往是把大屏幕投影仪教室作为会议室，或多功能娱乐厅使用的，所以有时讲台必须放在中间。解决这一问题的办法是把整个讲台做成活动的，必要时可以把它放到中间来。由于讲台下面布有很多的缆线，活动讲台做起来会比较麻烦，但如果我们想一想悉尼奥运会开幕式的场景，这样的讲台是不难做出来的。
三、关于教室的灯光问题
听课不同于一般的看电影、听演讲，学生是必须要看教本、做笔记的，所以教室的照明仍然要有一定的亮度，这就必须考虑会不会影响屏幕的清晰度。除了选择亮度高的投影仪以外，灯光的布局也是一个重要的因素。从实践中我体会到，绝对不要让灯光照射到屏幕上，由于投影机的屏幕上一般都涂有一层增强亮度增益的材料如玻珠等，当其它光线（特别是太阳光）照射到屏幕后，不仅使屏幕图像模糊，而且会对眼睛产生一定的刺激，久而久之要影响到学生的视力。所以教室中的所有灯都应该装上遮光罩，并让遮光罩倾斜一定的角度，使灯光只照到学生的座位上（当然，也要考虑讲台上的照明，这可以用台灯来解决）。有条件的话还可把日光灯装在座位桌子上，使灯光不仅照不到屏幕，也照不到学生的眼睛，而在学生看教本与记笔记时却可以有足够的照明度。
除了以上讲的几个问题外，还有教室的通风及夏天的降温等问题，也必须引起足够的重视，因为大教室人多，一般还得拉上厚厚的窗帘，通风自然就不会好。而投影仪以及讲台上的计算机、音响设备等都会产生很大的热量，造成多媒体教室的温度要远远高出普通教室，如何使教师和学生都有一个舒适的讲课和听课的环境，对教学效果也是有相当大关系的。
参考文献
1.钟玉琢主编 多媒体技术·高级 清华大学出版社 1999.8
2.李光东 何克抗主编 计算机教育应用与教育革新 北京师范大学出版社 1997.5
3.韩志坚等编著 现代教育技术教程 人民邮电出版社 2000.8
4.刘富强等编著 多媒体图像技术及应用 人民邮电出版社 2000.11
Selection and Layout of Multimedia Classrooms
Meng Wanhua & Zhu Xueliang
(Shaoxing College of Arts and Sciences, Shaoxing Zhejiang 312000)
Abstract:Teaching with the help of multimedia technology has been very popular recently. So it is quite necessary to discuss how to make better use of multimedia to improve teaching as well as to establish a new modern teaching method. As to achieve these, We should take two aspects into consideration: the layout and the equipment of multimedia classrooms. This paper tries to deal with the former, Suggesting how to select multimedia classrooms and projectors, and discussing the layout of multimedia classrooms as well.
Key words:multimedia; teaching; projector; screen
