基于網(wǎng)絡多媒體教室的微格教學系統(tǒng)構(gòu)建

彭 飛 王 智

1.淮南師范學院 安徽淮南 232001 2.淮南市教育局電教館 安徽淮南 232001

基于網(wǎng)絡多媒體教室的微格教學系統(tǒng)構(gòu)建

彭 飛1王 智2

1.淮南師范學院 安徽淮南 232001 2.淮南市教育局電教館 安徽淮南 232001

隨著信息化教育的發(fā)展，微格教學環(huán)境面臨著信息化和網(wǎng)絡化的改變，專業(yè)微格教室的建設增加了教育成本。主要探討在現(xiàn)有網(wǎng)絡多媒體教室設備資源的基礎(chǔ)上，利用IP攝像機對整個教室媒體環(huán)境進行二次開發(fā)，構(gòu)建簡易的微格教學系統(tǒng)的設想及實踐。

網(wǎng)絡多媒體教室；微格教學；IP攝像機

隨著教育信息化的發(fā)展，各院校網(wǎng)絡化多媒體教室的建設成為發(fā)展主流，對于師范院校而言，微格教學系統(tǒng)的建設同樣面臨數(shù)字化和網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢，然而單獨建設微格教學系統(tǒng)花費較高，使用時間短、使用率相對低，如能結(jié)合網(wǎng)絡多媒體教室的建設，進行二次開發(fā)，將微格教學功能模塊接入進來，將大大降低微格教學系統(tǒng)建設的投入，同時能夠充分利用現(xiàn)有的資源。

1 網(wǎng)絡多媒體教室基本功能

現(xiàn)在常見的公司，如中慶、競業(yè)達、首智、奕星等均有網(wǎng)絡版多媒體中控產(chǎn)品，而安徽省部分高校如中國科技大學、合肥工業(yè)大學、安徽農(nóng)業(yè)大學、安徽醫(yī)學院、安徽理工等大學也建設了網(wǎng)絡多媒體教室系統(tǒng)。歸納起來網(wǎng)絡多媒體教室一般具有以下功能：

(1)集中遠程控制：在控制室通過網(wǎng)絡遠程管理控制各個教室，包括：遠程開啟電子講臺、控制教室單個設備(如投影機、屏幕等)、遠程切換、投影延時開關(guān)機以及實時監(jiān)控各教室使用情況和設備運行情況等。

(2)基于IP攝像頭視頻監(jiān)控，報警系統(tǒng)功能。

(3)網(wǎng)絡資源共享，課件點播瀏覽，實時素材存儲等功能。

(4)遠程設備監(jiān)測：網(wǎng)管中心可實時監(jiān)測教室設備使用狀態(tài)，如隨時了解教室端中控系統(tǒng)、投影等設備的使用狀態(tài)、已使用時間、開啟次數(shù)等。

(5)網(wǎng)絡教學視頻直播：可將主講教室的講課內(nèi)容和電腦畫面實時壓縮傳輸給校園網(wǎng)上其他用戶。

2 簡易微格教學系統(tǒng)分析

2.1 微格教學系統(tǒng)

微格教學是師范生和在職教師掌握課堂教學技能的一種培訓方法，它又被稱為“微型教學”“微觀教學”“小型教學”等。實踐和研究認為：微格教學是一個有控制的實踐系統(tǒng)，它使師范生和教師有可能集中解決某一特定的教學行為，或在有控制的條件下進行學習。它是建立在教育教學理論、視聽理論和技術(shù)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)訓練教師教學技能的方法。

微格教學系統(tǒng)則為微格教學提供軟硬件支持平臺，實現(xiàn)錄像及回放、評價與指導、共享與交流基本教學功能，反映在技術(shù)功能上就是“錄像、回放、共享、通訊”。最重要的技術(shù)基礎(chǔ)就是進行模擬教學時聲音和視頻的錄制、存儲、播放等。隨著技術(shù)的發(fā)展，當今的微格教學系統(tǒng)不再是一個局限于特定場所的、僅有特定功能的系統(tǒng)，而是一套采用了先進的數(shù)字化傳輸、數(shù)字化存儲和網(wǎng)絡應用方案、集微格教學、多媒體編輯、影視音像制作、多媒體存儲、視頻點播、數(shù)字化現(xiàn)場直播為一體的數(shù)字化網(wǎng)絡系統(tǒng)。

2.2 基于網(wǎng)絡版多媒體教室的簡易微格教學系統(tǒng)分析

2.2.1 簡易微格教學系統(tǒng)能有效整合利用多媒體教室的多媒體設備

傳統(tǒng)微格教室采用模擬音視頻信號記錄、回放，其教學設備也局限于電視機、黑板、幻燈機等，師范生微格教學時教學方法和模式受設備限制。隨著信息化教育的深化，信息化環(huán)境下教學技能的培養(yǎng)尤為重要，“訓練過程的多媒體化”特征突出。利用多媒體教室的設備資源，加入微格教學的基本功能，不需新建達到更新微格教學環(huán)境的目的。

2.2.2 利用網(wǎng)絡版多媒體教室的IP攝像功能，進行二次開發(fā)實現(xiàn)微格教學基本功能

微格教學系統(tǒng)的基本功能是對教學的記錄、回放，通過觀摩、討論達到反饋糾正，提高教學技能的目的。我們現(xiàn)用基于IP的攝像機設備，采用MPEG4壓縮方式及其模塊，它內(nèi)置一個嵌入式Web Server。可以用瀏覽器觀看Web Server上的攝像機圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機云臺鏡頭的動作或?qū)ο到y(tǒng)配置進行操作。其攝像機圖像清晰度基本滿足微格教學，利用其工作原理進行二次開發(fā)，開發(fā)出軟件具有控制調(diào)節(jié)攝像機錄制、存儲、回放以及上傳、點播等功能，使之具有微格教學基本功能。

2.2.3 通過資源服務器，建立交流、評價反饋平臺

資源服務器端開發(fā)交流平臺，可實現(xiàn)在線實時和非實時交流，記錄特定教學視頻的反饋信息。同時實現(xiàn)觀摩以及評價反饋本地化和它的網(wǎng)絡化。

2.3 簡易微格教學系統(tǒng)微格教學模塊的基本功能

綜合以上分析，要建立簡易微格教學系統(tǒng)，需要二次開發(fā)出微格教學模塊以實現(xiàn)微格教學的功能，需要該模塊具有以下基本功能：

(1)用戶管理以及權(quán)限設置。

(2)控制調(diào)節(jié)攝像機視頻。

(3)教學視頻本地教室的存儲、回放、上傳。

(4)教學視頻的點播。

(5)網(wǎng)絡交流、評價反饋平臺。

3 簡易微格教學系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

3.1 簡易微格教學系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

簡易微格教學系統(tǒng)主要在原有多媒體教室基礎(chǔ)上加入微格教學模塊，微格教學模塊主要由服務器端和客戶端構(gòu)成。服務器端實現(xiàn)用戶注冊、權(quán)限設置以及上傳后的教學視頻的管理等功能?？蛻舳擞蓛刹糠謽?gòu)成，微格教學實施模塊和視頻點播模塊。微格教學實施模塊主要實現(xiàn)IP攝像機的控制調(diào)節(jié)，視頻錄制存儲管理以及上傳管理和回放的控制等功能。視頻點播模塊主要實現(xiàn)點播和交流、評價反饋功能。其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示：

3.2 服務器端

(1)服務器上注冊新用戶，服務器會在本地設定文件夾下自動生成名字為該新用戶名的文件夾，客戶端登錄能訪問本用戶的服務器端文件，能對服務器文件進行下載或刪除。如果用IE瀏覽課件，管理員能點播服務器上的所用文件，普通用戶登錄只能點播該用戶的文件。

(2)用戶分為管理員和普通用戶兩大類。在用視頻錄制客戶端進行課件錄制時，在客戶端界面中“服務器文件列表”和“本地文件列表”中只顯示所登錄的用戶的文件。

(3)反饋評價平臺是在服務器端建立的動態(tài)網(wǎng)站，由在線實時交流和BBS板塊構(gòu)成。使用者登錄后需選定特定教學視頻方可進行評價。

(4)視頻文件管理功能實現(xiàn)是通過在服務器端進行本地文件管理，服務器放置在控制室，只有系統(tǒng)管理員方可進行文件管理(如圖2所示)。

3.3 客戶端

客戶端實現(xiàn)2個基本功能，微格教學基本功能和視頻點播、評價反饋功能。

3.3.1 微格教學實施模塊

在本模塊中，通過調(diào)用IP攝像機的嵌入式Web Server，進行二次開發(fā)，實現(xiàn)微格教學實施模塊，界面如圖3所示，該模塊實現(xiàn)以下功能：

(1)攝像頭調(diào)節(jié)、錄制和存儲。在預覽時調(diào)節(jié)攝像頭到合適的位置可以進行視音頻同步錄制，如果要存儲，在開始錄制教學視頻文件前，輸入文件名，錄制時也可以對攝像頭進行位置的調(diào)整。

(2)上傳管理。錄制結(jié)束本地文件列表里出現(xiàn)該錄制文件，如果需要到服務器上用作視頻點播，可以將文件上傳到服務器，也可以刪除該文件。可對服務器文件列表中的文件進行下載和刪除。

(3)回放。在停止預覽和錄制的情況下，對于選定的文件可以進行回放，暫停和停止操作。

3.3.2 視頻點播、評價反饋

基于IE的視頻點播。通過IE訪問服務器，登錄進入后選擇進入點播功能和評價反饋平臺。管理員可對服務器上的所有文件進行點播；普通用戶只能點播該用戶在服務器上的文件。

評價反饋平臺是具有在線聊天功能的聊天室和B B S構(gòu)成，用戶可以針對特定教學視頻文件進行評價，同時可以查閱其他用戶對自己的評價反饋。

3.4 對簡易微格教學系統(tǒng)的反思

該系統(tǒng)設計完成后，經(jīng)過半年多的教學使用和微格教學使用。筆者通過對構(gòu)建過程、運行情況和使用者的反饋意見的反思，總結(jié)出以下基本觀點：

(1)該系統(tǒng)為簡易微格教學系統(tǒng)，能實現(xiàn)錄制、回放和點播功能。但是與專業(yè)微格教學系統(tǒng)相比功能太過簡單。

(2)建立在網(wǎng)絡多媒體教室建設的基礎(chǔ)上，需要網(wǎng)絡穩(wěn)定，基于校園網(wǎng)可以實現(xiàn)，但建議設計時網(wǎng)段獨立并且控制與校園網(wǎng)絡的連接。

(3)該系統(tǒng)評價反饋平臺的設計和應用沒有能夠發(fā)揮網(wǎng)絡的優(yōu)勢，在實踐中評價反饋環(huán)節(jié)還是教師、學生在本地教室實時實施。平臺的功能沒有發(fā)揮且平臺的設計需要進行改進。

(4)對多媒體教室的監(jiān)控攝像I P的要求要相對高，本系統(tǒng)采用具有嵌入式Web Server的IP攝像機，分辨率480線彩色轉(zhuǎn)黑白,H.264的視音頻編碼技術(shù),實踐中教學錄像質(zhì)量還是差強人意，攝像機的選擇應具有高分辨率，采用H.264的視音頻編碼技術(shù)以及嵌入式Web Server。

4 結(jié)束語

微格教學系統(tǒng)的設計與應用研究對師范生教學技能的提高具有一定幫助，在網(wǎng)絡多媒體教室基礎(chǔ)上進行微格教學系統(tǒng)構(gòu)建能起到整合利用資源和在較低成本基礎(chǔ)上提高微格教學環(huán)境作用，為信息化教學能力的培養(yǎng)創(chuàng)造軟硬件環(huán)境。系統(tǒng)最大的特點是經(jīng)濟實用,對于要求不太高的微格教學系統(tǒng)的構(gòu)建具有一定的實踐意義。

[1]劉艷，崔永濱.微格教學初探[J].哈爾濱師專學報,1996，2

[2]周躍良，肖冬寶.基于播客的簡易微格教學及其應用研究[J].中國電化教育，2009，9

Abstract: With the rapid development of information technology in education, the microteaching environment has to face the corresponding changes in informationlization and networking. However, to construct such professional microteaching classrooms has greatly increased the education cost. This paper mainly discusses the conceiving and its realization of forming a set of simple Microteaching System by converting the previous multimedia classrooms into new ones by using the IP camera.

Key words: network multimedia classroom; microteaching; the IP camera

The construction of microteaching system based on network multimedia classroom

Peng Fei1, Wang Zhi2
1.Huainan normal university, Huainan, 232001, China 2.Huainan bureau of education, Huainan, 232001, China

2010-11-22

彭飛，碩士，講師。

安徽省高等學校省級優(yōu)秀青年人才基金項目“混合學習提高師范生教育技術(shù)能力的有效性研究”(編號：2011SQRW113)。