基于云計(jì)算常態(tài)化錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

陸海鋼

（南京信息工程大學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，江蘇南京 210044）

基于云計(jì)算常態(tài)化錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

陸海鋼

（南京信息工程大學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，江蘇南京 210044）

高質(zhì)量、規(guī)?；⒄n程體系完善的教學(xué)視頻資源是優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源的核心。為此，文章結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化錄播系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以多媒體教學(xué)課堂為中心，應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，集課程錄制、課堂直播、課程資源管理于一體的教育教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，包括教室錄制終端、錄播管理系統(tǒng)和教學(xué)管理中心。該系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)合理、配置科學(xué)、性能優(yōu)越；錄制過程高度自動(dòng)化，大規(guī)模錄制效率高；管理手段先進(jìn)，教學(xué)資源得到有效利用?？梢哉f，該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的價(jià)值。

教學(xué)視頻資源；常態(tài)化錄播系統(tǒng)；云計(jì)算技術(shù)；設(shè)計(jì)

為推進(jìn)落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》關(guān)于教育信息化的總體部署[1]，教育部于2012年印發(fā)了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》（以下簡稱《規(guī)劃》）?！兑?guī)劃》在“行動(dòng)計(jì)劃”部分指出：“實(shí)施優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源建設(shè)與共享是推進(jìn)教育信息化的基礎(chǔ)工程和關(guān)鍵環(huán)節(jié)”[2]。高校是國家教育信息化建設(shè)的主陣地，因此《規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)高校應(yīng)“建成與各學(xué)科門類相配套、動(dòng)態(tài)更新的數(shù)字教育資源體系”，其核心任務(wù)就是建設(shè)高質(zhì)量、規(guī)?；?、課程體系完善的教學(xué)視頻資源，實(shí)現(xiàn)對全學(xué)科各課程的全面覆蓋和教學(xué)視頻的動(dòng)態(tài)更新。

傳統(tǒng)的教學(xué)視頻資源以精品課程為代表，主要存在以下問題：高校建設(shè)的精品課程通常是自身的優(yōu)勢學(xué)科，因此視頻資源學(xué)科分布不平衡、覆蓋面不全；為精品而精品，資源建設(shè)多以獲獎(jiǎng)為主要目的，重形式、輕內(nèi)涵，而獲批準(zhǔn)的精品課程不注重教學(xué)內(nèi)容的更新，也沒有實(shí)現(xiàn)真正的資源共享[3][4][5][6][7][8]；精品課程錄制方式的效率低、規(guī)模小，無法對所有學(xué)科的教學(xué)視頻實(shí)施全過程錄制。因此需要設(shè)計(jì)一種新型的資源建設(shè)模式，以滿足視頻教學(xué)資源建設(shè)重點(diǎn)從“精品化”向“規(guī)?；?、系統(tǒng)化”轉(zhuǎn)變的需求。

高校根據(jù)教學(xué)計(jì)劃開展日常教學(xué)活動(dòng)，一學(xué)年即可完成所有學(xué)科的授課任務(wù)，覆蓋所有學(xué)科課程。就某一門課程而言，既有不同老師同時(shí)開課的情況，又有同一個(gè)老師多次開課的情況——這個(gè)特點(diǎn)有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)視頻資源的有效更新。因此對日常教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行全過程錄制，是開展大規(guī)模教學(xué)視頻資源建設(shè)的有效途徑。然而對全部日常教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行全過程錄制是一項(xiàng)艱巨而復(fù)雜的任務(wù)，從效率、數(shù)量、人力成本上看，傳統(tǒng)的錄播系統(tǒng)無法滿足實(shí)際建設(shè)的需要。為了達(dá)到規(guī)?；⒏叨茸詣?dòng)化的資源建設(shè)要求，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于云計(jì)算技術(shù)的常態(tài)化錄播系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)可以高效便捷地開展常態(tài)化錄制工作，建設(shè)一批高質(zhì)量的教學(xué)視頻資源，從而推進(jìn)高校的教育信息化進(jìn)程。

一 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

為了建設(shè)與學(xué)科相配套的、動(dòng)態(tài)更新的數(shù)字教學(xué)資源，并開展大規(guī)模、持續(xù)性、全過程的課堂實(shí)錄工作，高校迫切需要設(shè)計(jì)一套高效便捷的錄播系統(tǒng)。本文將從系統(tǒng)的定義、設(shè)計(jì)原則、體系架構(gòu)和系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面，詳細(xì)闡述基于云計(jì)算技術(shù)的常態(tài)化錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)的定義

常態(tài)化錄播系統(tǒng)是以多媒體教學(xué)課堂為中心，應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，集課程錄制、課堂直播、課程資源管理于一體的教育教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。它在統(tǒng)一的教學(xué)管理平臺(tái)上，完成常態(tài)化的教學(xué)資源建設(shè)和教學(xué)管理。通過該系統(tǒng)可以有效地提高教學(xué)服務(wù)的工作效率，擴(kuò)大教學(xué)服務(wù)的管理范圍，提升錄播教室運(yùn)行管理的工作質(zhì)量，強(qiáng)化對課堂教學(xué)的服務(wù)和管理。

常態(tài)化錄播系統(tǒng)也可以簡單地理解為可實(shí)現(xiàn)多路錄制的全自動(dòng)錄播系統(tǒng)。常態(tài)化有兩層含義：一是教師授課的常態(tài)化。系統(tǒng)基于日常教學(xué)環(huán)境自動(dòng)開展錄制活動(dòng)，不改變教師的授課習(xí)慣；教師無需操作任何錄制設(shè)備，只要正常開展教學(xué)活動(dòng)即可。二是視頻錄制的常態(tài)化。系統(tǒng)根據(jù)教務(wù)系統(tǒng)課表制定錄制任務(wù)，對全部課程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、全過程錄制。

2 設(shè)計(jì)原則

常態(tài)化錄播系統(tǒng)以技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、功能強(qiáng)大、界面友好、實(shí)用性高、拓展性強(qiáng)為建設(shè)目標(biāo)，方案設(shè)計(jì)主要遵循以下原則：

（1）資源符合國際化標(biāo)準(zhǔn)。為滿足資源共享的需要，為將來大范圍應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，系統(tǒng)采用Scorm標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)教學(xué)視頻資源；視頻文件采用H.264編碼生成MP4格式；客戶端采用B/S模式進(jìn)行訪問，支持PC、Android和IOS移動(dòng)設(shè)備的管理及收看。系統(tǒng)符合國際化標(biāo)準(zhǔn)，用戶使用簡單、便捷。

（2）零操作、獨(dú)立性。系統(tǒng)將多媒體管理、課件錄制、教務(wù)排課、用戶認(rèn)證、資源管理平臺(tái)等進(jìn)行整合，通過校園卡實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理。錄制系統(tǒng)與多媒體系統(tǒng)相對獨(dú)立，互不干擾。錄播方式不改變教師的授課習(xí)慣和應(yīng)用環(huán)境，教師只需要打開多媒體正常授課即可。

（3）完善安全管理機(jī)制。常態(tài)化錄播系統(tǒng)是面向全校開放的資源建設(shè)與共享平臺(tái)，因此該系統(tǒng)必須具有良好的安全控制性能和完善的權(quán)限分配體系，實(shí)現(xiàn)分級(jí)授權(quán)、功能授權(quán)和資源授權(quán)；系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，平臺(tái)數(shù)據(jù)與用戶數(shù)據(jù)定時(shí)自動(dòng)備份，確保穩(wěn)定工作。

（4）擴(kuò)充性。系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)，能滿足低成本升級(jí)和擴(kuò)展的需求。

3 基于云計(jì)算技術(shù)的體系架構(gòu)

以南京信息工程大學(xué)建設(shè)112個(gè)終端、視頻分辨率達(dá)1080p（1920×1080）的常態(tài)化錄播系統(tǒng)為例（下同），每個(gè)教室配備師生攝像機(jī)各一臺(tái)，僅前端攝像機(jī)就達(dá)224臺(tái)；同時(shí)，系統(tǒng)還配備有多臺(tái)交換機(jī)、服務(wù)器等。由此可見，常態(tài)化錄播系統(tǒng)是一個(gè)高度集成的系統(tǒng)工程，設(shè)備數(shù)量多、構(gòu)成復(fù)雜、集成難度高、數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算量大、網(wǎng)絡(luò)依賴性強(qiáng)，不是多套錄播系統(tǒng)的簡單堆疊和連接就可以完成的。為此，必須采用科學(xué)合理的方案來設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體架構(gòu)。

云計(jì)算技術(shù)是21世紀(jì)以來信息技術(shù)革新的產(chǎn)物。該技術(shù)融合了分布式計(jì)算（Distributed Computing）、并行計(jì)算（Parallel Computing）、效用計(jì)算（Utility Computing）、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均衡（Load Balance）等傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[9][10][11][12]13]，在系統(tǒng)集成行業(yè)尤其是分布式流媒體系統(tǒng)構(gòu)建中得到廣泛應(yīng)用。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中整合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息管理技術(shù)，充分應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)可以優(yōu)化后期復(fù)雜的視頻處理過程，為系統(tǒng)的科學(xué)性、可靠性和可用性提供保障，且有效降低了建設(shè)成本，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

常態(tài)化錄播系統(tǒng)應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)把多個(gè)教學(xué)點(diǎn)的教學(xué)視頻場景和授課計(jì)算機(jī)畫面以標(biāo)準(zhǔn)的流媒體編解碼技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集壓縮、集中存儲(chǔ)及監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)了視頻資源高并發(fā)量的錄制和共享。該系統(tǒng)將課程錄制存儲(chǔ)、資源管理共享及課件直播點(diǎn)播等技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機(jī)融合，成為具有強(qiáng)大監(jiān)控管理能力的輔助教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。基于云計(jì)算技術(shù)的常態(tài)化錄播系統(tǒng)的體系架構(gòu)主要包括教室錄制終端、錄播管理系統(tǒng)、教學(xué)管理中心三層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 常態(tài)化錄播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 錄播管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

4 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

（1）教室錄制終端

教室錄制終端是信息采集單元。終端通過圖像跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對教師的實(shí)時(shí)跟蹤，視音頻采集系統(tǒng)記錄教師視頻、音頻、VGA等信息后進(jìn)行編碼，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器端。終端的錄播設(shè)備與多媒體設(shè)備保持相對獨(dú)立，使錄播設(shè)備發(fā)生故障時(shí)多媒體設(shè)備不受影響。教室錄制終端的獨(dú)立性和零操作有利于教學(xué)視頻的常態(tài)化錄制。

在教學(xué)活動(dòng)的錄制過程中，錄制終端主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

①高清視頻采集功能。錄制終端布置2臺(tái)高清攝像機(jī)，采用索尼原產(chǎn)機(jī)芯FCB-CSE6300；1臺(tái)跟蹤一體化高清攝像機(jī)錄制教師視頻，1臺(tái)云臺(tái)攝像機(jī)錄制學(xué)生全景畫面。師生視頻在本地與外部音頻信號(hào)同步編碼，自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4/H.264流媒體文件，分辨率為1080p，碼流在400kbs~5Mkbs范圍內(nèi)可調(diào)。編碼好的視頻自動(dòng)傳輸?shù)戒浿品?wù)器。

②教師授課自動(dòng)跟蹤功能。視頻錄制成功與否的關(guān)鍵在于，自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)能否將授課教師始終保持在畫面的合適位置上。常態(tài)化錄播教室主要利用日光照明，色溫不固定、光線成分復(fù)雜，再加上教師不佩戴額外設(shè)備，因此不宜使用紅外、超聲波等跟蹤方式，而應(yīng)選用圖像跟蹤模式。該模式通過圖像分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤，不受聲音、電磁波、紅外線、光線等外在因素的影響，抗干擾能力強(qiáng)，適用于復(fù)雜的錄播環(huán)境。圖像跟蹤系統(tǒng)要求具備平滑跟蹤能力，在陽光、投影機(jī)、窗外走動(dòng)行人等干擾的情況下依然具備高度穩(wěn)定性；教師做小范圍晃動(dòng)時(shí)，攝像機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，避免鏡頭晃動(dòng)影響畫面構(gòu)圖。圖像跟蹤系統(tǒng)分為采集前端和計(jì)算后端兩部分，前端采集芯片固化在攝像機(jī)中，將圖像信號(hào)傳送至后端計(jì)算服務(wù)器，對比圖像前后變化后發(fā)送跟蹤指令到攝像機(jī)，完成跟蹤工作。教師畫面構(gòu)圖以教師半身像為主要景別，在近景模式下，高清攝像機(jī)可有效保證板書的清晰程度。

③教師授課聲音采集功能。常態(tài)化錄制的視頻資源數(shù)量龐大，無法全部配上字幕，因此聲音效果比圖像效果更顯重要。不同于精品課程錄播室的專業(yè)錄制環(huán)境，常態(tài)化錄播教室本身就是多媒體教室，未經(jīng)專業(yè)聲學(xué)裝修，環(huán)境復(fù)雜，采用音箱拾音或吊裝指向性話筒拾音的方式都無法避免環(huán)境噪音。考慮到教室都裝有擴(kuò)音設(shè)備，從擴(kuò)音設(shè)備的功放主機(jī)獲取音頻信號(hào)，采取有線的方式接入教師攝像機(jī)，可以有效避免環(huán)境噪音。聲音信號(hào)與教師視頻同步編碼后傳輸?shù)戒浿品?wù)器，保障了音視頻同步。

④計(jì)算機(jī)VGA信號(hào)采集。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高，采用軟件抓屏采集的模式成為可能，采集幀率可達(dá)每秒30幀，能夠清晰流暢地捕獲屏幕中所放的DVD、VCD或FLASH動(dòng)畫，不會(huì)出現(xiàn)掉幀現(xiàn)象。通過軟件記錄PPT或Word翻頁信息，識(shí)別首行標(biāo)題信息，自動(dòng)生成課件資源知識(shí)點(diǎn)索引，實(shí)現(xiàn)視頻播放的快速跳轉(zhuǎn)和查找。軟件采集模式不僅降低了建設(shè)成本，而且減少了故障點(diǎn)。

（2）錄播管理系統(tǒng)

錄播管理系統(tǒng)是常態(tài)化錄制系統(tǒng)的核心部分。在云計(jì)算技術(shù)的支持下，將集中錄制、在線課堂巡查、設(shè)備管理維護(hù)、資源建設(shè)（全自動(dòng)的課堂實(shí)錄）、資源管理（課件自動(dòng)分類、在線編輯）、資源應(yīng)用（學(xué)習(xí)管理、資源共享）等功能完全基于WBE平臺(tái)下統(tǒng)一應(yīng)用與管理。錄播管理系統(tǒng)由錄制管理端、播出端、資源管理應(yīng)用平臺(tái)和服務(wù)器群組成。

錄制管理端與教務(wù)系統(tǒng)對接獲取課表形成錄課計(jì)劃，教室錄制終端根據(jù)計(jì)劃自動(dòng)開展課程錄制；錄制端將錄制的視頻數(shù)據(jù)推送到錄制服務(wù)器進(jìn)行加工整理；播出端對錄播服務(wù)器的視頻資源進(jìn)行直播；錄制服務(wù)器的視頻資源按照課表自動(dòng)分類后上傳到資源管理應(yīng)用平臺(tái)；通過該平臺(tái)，開展視頻資源點(diǎn)播，實(shí)現(xiàn)用戶管理、資源管理等功能，如圖2所示。

錄播管理系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上配置合理、設(shè)置科學(xué)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①基于Web平臺(tái)的應(yīng)用與管理工作簡單便捷。系統(tǒng)可在Windows、Mac、Android等平臺(tái)下運(yùn)行，采用B/S架構(gòu)，管理維護(hù)、直播、點(diǎn)播均無需安裝任何專用工具。

②視頻資源質(zhì)量高，形式多樣。錄制管理端配置1臺(tái)IBM3650管理服務(wù)器、11臺(tái)IBM3650錄制服務(wù)器。管理服務(wù)器對接教務(wù)系統(tǒng)課表，每天自動(dòng)更新，根據(jù)課表自動(dòng)錄制課程。錄制服務(wù)器同步接收采集端傳送過來的屏幕流和教師、學(xué)生音視頻數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)錄制生成資源模式和電影模式的視頻資源，生成的課件文件格式為MP4格式，視頻分辨率最高為1920×1080。系統(tǒng)支持同時(shí)合成高清和標(biāo)清格式的單畫面電影模式課件，滿足不同帶寬環(huán)境下在線學(xué)習(xí)的需求。資源模式播放課件時(shí)，視頻與屏幕窗口可互換，且每個(gè)窗口都能全屏觀看，窗口的大小和位置可調(diào)整。

③高性能服務(wù)器保障錄制過程安全平穩(wěn)。高清格式的視頻錄制和傳輸對服務(wù)器性能要求極高，為保障服務(wù)器運(yùn)算性能及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，錄播系統(tǒng)配置9臺(tái)服務(wù)器實(shí)時(shí)錄制，每臺(tái)分配搭載錄播教室不超過15間。2臺(tái)服務(wù)器為備用服務(wù)器，當(dāng)9臺(tái)服務(wù)器中的任何1臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，備用服務(wù)器自動(dòng)啟動(dòng)，接替問題服務(wù)器的錄制任務(wù)，保障數(shù)據(jù)安全和運(yùn)行平穩(wěn)。

④實(shí)現(xiàn)資源的有效管理、應(yīng)用和存儲(chǔ)。錄播管理系統(tǒng)具有教室管理、角色管理、課程管理、權(quán)限設(shè)置、服務(wù)器管理、備份管理、資源共享和資源分類等功能。系統(tǒng)配置210T大容量存儲(chǔ)，保證1學(xué)年的教學(xué)視頻存儲(chǔ)。

（3）教學(xué)管理中心

教學(xué)管理中心是為各級(jí)教育管理者提供教育教學(xué)管理服務(wù)的現(xiàn)代化教學(xué)管理平臺(tái)。它擁有由12塊46寸超窄邊屏組成的大屏顯示系統(tǒng)，可接入12路HDMI/VGA信號(hào)，為開展教學(xué)管理、教學(xué)研討、教學(xué)觀摩、課堂教學(xué)秩序巡查、青年教師授課競賽、新教師試講、教師自我評價(jià)等活動(dòng)提供了先進(jìn)的可視化平臺(tái)。

二 系統(tǒng)的特點(diǎn)

應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的常態(tài)化錄播系統(tǒng)，具有設(shè)計(jì)理念先進(jìn)、技術(shù)尖端、功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下方面：

1 基于云計(jì)算技術(shù)的錄播系統(tǒng)性能優(yōu)良、安全可控、性價(jià)比高

首先，系統(tǒng)具備高度集成的特點(diǎn)，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與視頻技術(shù)合理搭配使用；設(shè)計(jì)時(shí)將數(shù)據(jù)、語音、視頻、網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)施科學(xué)部署，提供整體系統(tǒng)冗余空間，具備穩(wěn)定運(yùn)行能力。其次，多路高并發(fā)量的高清視頻錄制與共享是一個(gè)海量數(shù)據(jù)收集與處理的過程，基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的錄播系統(tǒng)可以高效快捷地進(jìn)行海量數(shù)據(jù)處理、動(dòng)態(tài)化資源分配，實(shí)現(xiàn)資源的高速錄制與充分共享；既優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提升系統(tǒng)性能，又有效降低建設(shè)成本。

2 錄播專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)量傳輸和資源校園網(wǎng)內(nèi)高速共享

常態(tài)化錄播系統(tǒng)采用集中錄制模式，教室端將高清視頻信號(hào)數(shù)據(jù)錄制編碼后，集中上傳到錄制服務(wù)器。按每個(gè)錄制終端數(shù)據(jù)上傳占用帶寬6M計(jì)算，112個(gè)錄制終端需要總帶寬達(dá)672M。如果使用現(xiàn)有的校園網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必將耗盡整個(gè)帶寬，不僅嚴(yán)重影響校園網(wǎng)的正常使用，而且必然導(dǎo)致錄播系統(tǒng)無法正常使用。為此，學(xué)校建設(shè)了錄播系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸專網(wǎng)，用于終端通過光纖傳輸數(shù)據(jù)到錄制服務(wù)器。錄制服務(wù)器、資源管理服務(wù)器配置多網(wǎng)卡，采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）的方式將其并入校園網(wǎng)，在實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)耐瑫r(shí)，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)用戶高速訪問錄播系統(tǒng)所建設(shè)的共享資源。

3 視頻資源的命名科學(xué)規(guī)范，應(yīng)用價(jià)值高

近年來許多高校開展了教學(xué)視頻資源規(guī)?；浿频墓ぷ魈剿?，但普遍存在以下問題：每天錄制的海量視頻超過800G，后期加工處理工作量巨大；自動(dòng)生成的視頻文件名通常是“日期+時(shí)間”，視頻資料沒有有效的命名和目錄分類，因而從海量的資源中快速獲取所需的課程視頻非常困難，大量的視頻資料積累后不能得到及時(shí)有效的應(yīng)用。本系統(tǒng)根據(jù)教學(xué)課表制定錄制計(jì)劃，統(tǒng)一命名規(guī)則，自動(dòng)以教師姓名、課程、日期、班級(jí)和教室來命名，并根據(jù)所屬學(xué)院進(jìn)行目錄分類，具備資源在線檢索功能，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的多維度檢索和模糊檢索。它賦予教學(xué)視頻資源以嶄新的生命力，極大地方便了師生對教學(xué)視頻資源的檢索和提取，因此教學(xué)視頻資源的應(yīng)用價(jià)值更高，必能產(chǎn)生更大效益。

4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，擴(kuò)展性好

系統(tǒng)采用樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有良好的擴(kuò)展性，可按需隨時(shí)增加錄制終端。

三 系統(tǒng)的應(yīng)用

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，2014年初南京信息工程大學(xué)在國內(nèi)率先建設(shè)完成常態(tài)化錄播系統(tǒng)，共有教室終端112間。在系統(tǒng)實(shí)施中，各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能得到實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

常態(tài)化錄播系統(tǒng)不再是傳統(tǒng)意義上的教學(xué)視頻錄制系統(tǒng)，而是集教育教學(xué)管理、課程資源管理于一體的新型教育教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。南京信息工程大學(xué)依托常態(tài)化錄播系統(tǒng)，實(shí)施了本科課程課堂教學(xué)質(zhì)量提升工程。該工程實(shí)施半年來，在深化教學(xué)改革、優(yōu)化教學(xué)管理、提升教學(xué)質(zhì)量方面主要取得了以下成效：

①推進(jìn)了教學(xué)視頻資源的建設(shè)。經(jīng)過一學(xué)期的運(yùn)行，共錄制課程1018門，視頻總時(shí)長8萬小時(shí)，總?cè)萘?3T，較好地完成了教學(xué)視頻資源的建設(shè)任務(wù)。

②加強(qiáng)了課堂教學(xué)的質(zhì)量監(jiān)控。在教學(xué)管理中心，全體校領(lǐng)導(dǎo)集體聽課2次，院長34人次，教學(xué)副院長65人次，教學(xué)督導(dǎo)141人次，輔導(dǎo)員91人次。同時(shí)，各級(jí)教學(xué)管理人員通過校園網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行實(shí)時(shí)巡課和隨時(shí)點(diǎn)播課程（達(dá)2000人次），對學(xué)校的教學(xué)狀況進(jìn)行信息化教學(xué)監(jiān)督，通過課堂情況精確掌握教師的授課質(zhì)量、學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度及學(xué)習(xí)質(zhì)量。

③提高了教師的教學(xué)能力。教師的教學(xué)能力和教學(xué)水平是保證高校教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。學(xué)校利用常態(tài)化錄播系統(tǒng)，建立教師課堂教學(xué)電子檔案，通過教師回顧自身的教學(xué)實(shí)踐，對授課過程進(jìn)行自我反思或集體討論，關(guān)注教學(xué)方式是否有效，了解學(xué)生的接受程度和學(xué)習(xí)狀況，從而及時(shí)調(diào)整教學(xué)行為，優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃，改進(jìn)教學(xué)方法，不斷提高教學(xué)能力；遴選課堂教學(xué)模式有創(chuàng)新、教學(xué)改革有特色的優(yōu)秀教師上公開課，組織教師參加課堂教學(xué)觀摩，通過同行點(diǎn)評，促進(jìn)教師相互學(xué)習(xí)交流，利于取長補(bǔ)短、提高教學(xué)能力；抽取教師課堂教學(xué)錄像，作為教師申報(bào)教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)、“十佳教師”、職務(wù)晉升的客觀依據(jù)，促進(jìn)課堂教學(xué)質(zhì)量和教師教學(xué)能力的提高。

④推動(dòng)了課堂的教學(xué)改革。學(xué)校利用常態(tài)化錄播系統(tǒng)，以課堂教學(xué)改革和校本研究為工程的工作重心，以教學(xué)研究為主要手段，以提高教學(xué)質(zhì)量和全面提升學(xué)生素質(zhì)為主要目標(biāo)，開展教學(xué)觀摩、教學(xué)研討、教學(xué)競賽、教學(xué)座談、青年教師授課競賽、新教師試講、教師自我評價(jià)等一系列教學(xué)活動(dòng)達(dá)40余次。

⑤加強(qiáng)了考風(fēng)建設(shè)。學(xué)校依托常態(tài)化錄播系統(tǒng)，在考試中推行無人監(jiān)考的誠信考場，推進(jìn)考試改革，形成良好的考風(fēng)、學(xué)風(fēng)。

⑥培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。經(jīng)教師授權(quán)，學(xué)生觀看授課錄像、課后溫習(xí)，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

⑦提升了多媒體教學(xué)的服務(wù)水平。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多媒體教室（即錄播教室）的整體運(yùn)行管理，提升了課堂教學(xué)的服務(wù)水平。

四結(jié)語

基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的常態(tài)化錄播系統(tǒng)，其軟硬件結(jié)構(gòu)合理、配置科學(xué)、性能優(yōu)越；在實(shí)際應(yīng)用中，其管理手段先進(jìn)，大規(guī)模錄制效率高，錄制過程高度自動(dòng)化，教學(xué)資源得到有效利用。常態(tài)化錄播系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣，必將為推進(jìn)教育信息化提供有力保障，有助于全方位推動(dòng)教學(xué)資源建設(shè)的改革，促進(jìn)教學(xué)環(huán)境的改善、教學(xué)手段的革新和教學(xué)質(zhì)量的提升。當(dāng)然，本文所述的常態(tài)化錄播系統(tǒng)也仍有待更多的實(shí)例應(yīng)用來進(jìn)行檢驗(yàn)，并在實(shí)例應(yīng)用中加以不斷完善。

[1]教育部.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)[OL].

[2]教育部.教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)[OL].

[3]張家年,李凌云,孫禎祥.績效視野中精品課程建設(shè)、應(yīng)用與評價(jià)的研究[J].中國電化教育,2014,(7):113-118.

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[5]宋建功,張冀中.高校課程錄播系統(tǒng)需求差異性的研究[J].中國電化教育,2011,(7):131-135.

[6]張倩.視頻課程資源建設(shè)的利器——網(wǎng)絡(luò)課程錄播系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].福建教育學(xué)院學(xué)報(bào),2011,(3):121-124.

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[10]徐苑苑.云計(jì)算環(huán)境下的開放課程應(yīng)用研究[D].上海:華東師范大學(xué),2013:31-33.

[11]鮑雅麗.基于云計(jì)算的高校圖書館互聯(lián)式(IRSM)交流共享系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].廈門:廈門大學(xué),2013:20-21.

[12]劉艷.云計(jì)算環(huán)境下圖書館的服務(wù)模式與運(yùn)行機(jī)制研究[D].哈爾濱:黑龍江大學(xué),2012:9-11.

[13]李玲,何霖俐,張輝蓉,等.云計(jì)算基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測與評價(jià)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國電化教育,2013,(5):113-116.

編輯：小西

Design and Implementation of Normalization Recording System based on Cloud Computing

LU Hai-gang

(Modern Educational Technology Center,Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing,Jiangsu,China 210044)

Higher quality,larger scale and perfect course system is the core of high-quality digital educational resources. Based on these facts,a normalization recording system was designed and implemented.The system centered on the multimedia teaching,and applied the cloud computing technology to integrate the class recording,class broadcasting and educational resources management into the educational and teaching system,which included the classroom recording terminal,recording management system and teaching management center.The system had a suitable structure in both hardware and software and had a scientific configuration and superior performance.The recording process was supermatic and had higher efficiency on large-scale recording.The management means were advanced and the teaching resources were used effectively.Thus,the system has great value in practical application.

teaching video resources;normalization recording system;cloud computing;design

2015年5月28日

G40-057

A【論文編號(hào)】1009—8097（2015）12—0103—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2015.12.016

本文為2015年度江蘇省教育廳高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究立項(xiàng)課題“基于可視化教學(xué)系統(tǒng)的高校教學(xué)質(zhì)量保障體系研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2015SJB071）、江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究2015年度課題“大數(shù)據(jù)背景下云錄播教學(xué)資源的應(yīng)用研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2015-R-44935)的階段性研究成果。

陸海鋼，副主任，工程師，碩士，研究方向?yàn)榻逃夹g(shù)理論與實(shí)踐，郵箱為34443055@qq.com。