基于微視頻的視頻案例支持系統(tǒng)優(yōu)化及應(yīng)用研究*

☆陽永清

（長沙師范學(xué)院教育技術(shù)中心，湖南長沙　410100）

基于微視頻的視頻案例支持系統(tǒng)優(yōu)化及應(yīng)用研究*

☆陽永清

（長沙師范學(xué)院教育技術(shù)中心，湖南長沙410100）

視頻壓縮編碼技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)視頻資源的技術(shù)演進(jìn)，為微視頻的出現(xiàn)及在教學(xué)中的使用提供了技術(shù)基礎(chǔ)，多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論和遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)交互理論為微視頻的應(yīng)用提供了理論支持，利用微視頻，可以優(yōu)化視頻案例支持系統(tǒng)，促進(jìn)幼師國培學(xué)員的實(shí)踐反思，促進(jìn)幼兒教育的發(fā)展。

微視頻；視頻案例；幼師國培；系統(tǒng)優(yōu)化

視頻以其直觀生動(dòng)、聲畫結(jié)合的優(yōu)勢(shì)在教學(xué)中被廣泛應(yīng)用，既可以作為系統(tǒng)性的資源生成網(wǎng)絡(luò)課程，又可以作為輔助性資源充實(shí)課堂教學(xué)。視頻公開課、精品視頻共享課、各式各樣的微課競賽客觀上推動(dòng)了視頻特別是微視頻在教學(xué)中的應(yīng)用。研究和理順微視頻的技術(shù)演進(jìn)和理論支持是十分必要的。

一、微視頻的技術(shù)演進(jìn)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，教學(xué)視頻資源的制作越來越容易，使用起來也非常地簡單，存儲(chǔ)也是非常方便和靈活，因此，在教學(xué)中的應(yīng)用也逐漸廣泛化。下文從視頻壓縮編碼技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)視頻資源的技術(shù)演進(jìn)兩個(gè)維度來分析微視頻的技術(shù)演進(jìn)路線。

1.視頻壓縮編碼技術(shù)的發(fā)展

國際上兩大權(quán)威機(jī)構(gòu)ITU和ISO對(duì)推動(dòng)視頻技術(shù)的發(fā)展和普及功不可沒。ITU主要制定了H.26X系列標(biāo)準(zhǔn)，ISO下屬的MPEG制定的JPEG標(biāo)準(zhǔn)和MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到視頻圖像更高的壓縮比和圖像質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)更好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性，ISO和ITU于2001年共同成立了聯(lián)合視頻工作組，在2003年發(fā)布了最新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC。該標(biāo)準(zhǔn)的壓縮比在相同視頻圖像下是H.263的兩倍，這樣的壓縮比推動(dòng)了視頻更加廣泛的應(yīng)用，同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)還具有低碼率、良好網(wǎng)絡(luò)親和性的特點(diǎn)，為在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)的傳輸視頻提供了可靠的保障［1］。另外，H.264也是MPEG-4第十部分，兩個(gè)機(jī)構(gòu)的視頻標(biāo)準(zhǔn)兼容性大大加強(qiáng)，視頻之間的轉(zhuǎn)碼工作量大大降低，使用者從此不必為視頻格式的不兼容而煩惱。

2.教學(xué)視頻資源的技術(shù)演進(jìn)

20世紀(jì)初的教育電影作為教學(xué)視頻資源，開啟了視頻在教學(xué)中應(yīng)用。教學(xué)視頻資源的技術(shù)演進(jìn)與成人教育、終身教育的發(fā)展及需要密不可分［2］。根據(jù)視頻資源的興起背景、應(yīng)用模式和載體，教學(xué)視頻的技術(shù)演進(jìn)大概可分為三個(gè)階段（如圖1）：第一階段是教育影視資源，這一階段主要采用實(shí)錄和實(shí)播形式的教育電影和教育電視，視頻教學(xué)資源相對(duì)分散，不成體系，準(zhǔn)備的時(shí)間比較長，專業(yè)性要求比較高，學(xué)習(xí)者通過衛(wèi)星和電視機(jī)開展遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)；第二階段是網(wǎng)絡(luò)視頻課程資源，主要基于Web開發(fā)與瀏覽，視頻成為系統(tǒng)的教學(xué)資源在網(wǎng)絡(luò)上廣泛的傳播，學(xué)習(xí)者主要通過計(jì)算機(jī)瀏覽觀看，可以與視頻教學(xué)資源進(jìn)行簡單的交互；第三階段是微視頻課程資源，伴隨著在學(xué)習(xí)走向移動(dòng)化、微型化、碎片化之時(shí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容逐漸走向微型化、移動(dòng)化，學(xué)習(xí)方式更多的是非正式學(xué)習(xí)，傳播者將細(xì)化的知識(shí)點(diǎn)制作成一個(gè)個(gè)時(shí)長10-15分鐘的微視頻來適應(yīng)時(shí)代的要求。這個(gè)階段學(xué)習(xí)者主要通過智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)等移動(dòng)終端瀏覽視頻，可以通過視頻標(biāo)注、視頻內(nèi)容檢索技術(shù)與學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深度的交互參與。筆者利用VS+SQL開發(fā)了一個(gè)視頻案例支持系統(tǒng)，在該平臺(tái)上，學(xué)習(xí)者可以上傳和瀏覽自己的視頻，并對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行注釋，針對(duì)視頻內(nèi)容關(guān)鍵字進(jìn)行檢索?？傮w上可以看出，前一階段資源依然能被后一階段使用，但其核心地位慢慢被取代，并且資源的應(yīng)用模式和載體逐漸多元化。

圖1　視頻類教學(xué)資源的演變與變遷

二、視頻教學(xué)理論

視頻能得到不斷的發(fā)展和重視，除了自身技術(shù)的原因，還與視頻教學(xué)理論的研究與發(fā)展密不可分。

1.多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論

2002年，多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論由美國心理學(xué)家理查德.邁耶（Richard E.Mayer）提出。他認(rèn)為：學(xué)習(xí)者擁有文字信息處理系統(tǒng)和視覺信息處理系統(tǒng)，分別對(duì)語詞和畫面進(jìn)行系列復(fù)雜的處理。在多媒體的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程要經(jīng)歷以下三個(gè)階段（如圖2所示）：第一階段，從呈現(xiàn)的材料中選擇能引起注意的語詞和畫面；第二階段，將語詞和意象組織到整體的心智表征中；第三階段，將產(chǎn)生的言語表征和視覺表征相互整合，建構(gòu)基于言語和基于視覺的模型，然后在這些表征和長時(shí)記憶中的先驗(yàn)知識(shí)建立聯(lián)系。

圖2　多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論

在多媒體學(xué)習(xí)中，數(shù)字化的視頻資源占據(jù)了重要的地位。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)字化視頻資源的創(chuàng)作越來越容易，使用操作也非常的簡單，存儲(chǔ)方式也日益的方便和靈活，因此，在教學(xué)中的應(yīng)用也逐漸的廣泛化，表現(xiàn)出一定的教育特性：教師在教學(xué)中使用視頻可以進(jìn)行系統(tǒng)的教學(xué)，也可以輔助教學(xué)，也能夠通過視頻進(jìn)行測(cè)試和反饋，從而進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)。由此可以看出，視頻資源的應(yīng)用能夠貫穿整個(gè)教學(xué)過程，有著極其重要的教育功能。

2.遠(yuǎn)程教學(xué)交互理論

交互，也稱為互動(dòng)或雙邊活動(dòng)，在教學(xué)中的互動(dòng)不是一般課堂教學(xué)中常見的講解提問等“即時(shí)互動(dòng)”，而是要求生生之間進(jìn)行討論、展示、爭辯、操作等“同時(shí)互動(dòng)”。教學(xué)交互是一種發(fā)生在學(xué)生和學(xué)習(xí)環(huán)境之間的事件，它包括學(xué)生和學(xué)生，學(xué)生和教師之間的交流，以及學(xué)生和各種物化的資源（如學(xué)習(xí)資源和媒體）之間的相互交流和相互作用（陳麗，2004）。教學(xué)交互層次塔可以幫助教師辨析各種復(fù)雜的教學(xué)交互現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的實(shí)際作用和相互關(guān)系，教學(xué)交互層次塔為教師提供了促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的有效途徑［3］。

圖3　陳麗的“教學(xué)交互層次塔”

如圖3所示，教學(xué)交互層次塔用操作交互、信息交互、概念交互三個(gè)層面及學(xué)生與媒體的交互、學(xué)生與學(xué)習(xí)資源的交互、學(xué)生與學(xué)生的交互、學(xué)生與教師的交互、學(xué)生新舊概念的交互五個(gè)層次的交互來闡述教學(xué)交互對(duì)學(xué)習(xí)的意義。從操作交互、信息交互到概念交互，逐漸從具體到抽象，從低級(jí)到高級(jí)。而高級(jí)的教學(xué)交互是以低級(jí)的教學(xué)交互為條件和基礎(chǔ)的，高級(jí)的教學(xué)交互是低級(jí)的教學(xué)交互的目標(biāo)。媒體是所有教學(xué)交互的載體和平臺(tái)，由此可知，媒體的教學(xué)交互特性是所有教學(xué)交互的基礎(chǔ)。學(xué)生與媒體界面的操作交互主要做的是頁面框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；信息交互設(shè)計(jì)主要包括學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師的交互設(shè)計(jì)和學(xué)生與學(xué)習(xí)資源的交互設(shè)計(jì)三個(gè)層次的交互設(shè)計(jì)。但由于在設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施網(wǎng)絡(luò)課程的過程中，我們只能控制操作交互和信息交互這兩個(gè)層面，最高層次的新舊概念的交互無法有效控制。

三、視頻案例支持系統(tǒng)的優(yōu)化及應(yīng)用

在《促進(jìn)幼師國培學(xué)員實(shí)踐反思的視頻案例支持系統(tǒng)的構(gòu)建》一文中，筆者已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)視頻案例支持系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單化視頻案例采集、立體全面顯示視頻案例內(nèi)容、同步顯示視頻和注釋、建立注釋內(nèi)容與視頻片段的關(guān)聯(lián)、國培學(xué)員可以在線注釋視頻案例、實(shí)現(xiàn)快速檢索視頻注釋，提供多種交流互動(dòng)渠道［4］，詳細(xì)框架如圖4所示。微視頻相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和視頻教學(xué)相關(guān)理論的普及，為教學(xué)視頻案例庫提供了新的發(fā)展思路和途徑。

圖4　系統(tǒng)詳細(xì)框架圖

1.上傳微型視頻

教學(xué)微視頻是經(jīng)過精心教學(xué)設(shè)計(jì)，時(shí)間控制在10～15分鐘，知識(shí)結(jié)構(gòu)完整的微型視頻。微視頻將原來視頻更加精細(xì)化，學(xué)習(xí)者通過觀看微視頻可以完成一個(gè)細(xì)化且完整的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。微視頻由于視頻時(shí)間控制比較短，視頻文件相對(duì)比較小，視頻上傳的速度大大提高，瀏覽播放的方式得到擴(kuò)展，學(xué)習(xí)者可以利用手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)媒體實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)。

2.基于信息的視頻注釋

在筆者開發(fā)的視頻案例支持系統(tǒng)中，可以對(duì)微視頻進(jìn)行注釋，注釋的流程如下：登陸平臺(tái)后，在視頻案例庫中瀏覽感興趣的視頻，在需要注釋的地方停下來并進(jìn)行微調(diào)，點(diǎn)擊“開始”，在注釋框中輸入注釋信息，完成后點(diǎn)擊“完成”，一個(gè)基于信息的視頻注釋過程就完成了，視頻注釋和視頻片段建立了一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。注釋信息進(jìn)入視頻注釋信息庫，后面的學(xué)習(xí)者都可以看到，在檢索框中輸入關(guān)鍵字還可以檢索視頻片段。

3.基于內(nèi)容的注釋檢索

學(xué)習(xí)者在檢索框中輸入關(guān)鍵字，可以檢索所有相關(guān)的視頻注釋，點(diǎn)擊視頻注釋，視頻自動(dòng)鏈接到視頻片段的開始注釋點(diǎn)，點(diǎn)擊“播放”可以進(jìn)行瀏覽。視頻片段檢索方式，方便了學(xué)習(xí)者針對(duì)某一主題進(jìn)行大量的實(shí)踐性知識(shí)的學(xué)習(xí)，并可以進(jìn)行對(duì)比分析?；趦?nèi)容的注釋檢索由于只需要瀏覽視頻注釋對(duì)應(yīng)的片段，提高了學(xué)習(xí)的針對(duì)性和準(zhǔn)確度。

微視頻在視頻案例支持系統(tǒng)中的應(yīng)用，優(yōu)化了該系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，特別是視頻案例的上傳環(huán)節(jié)。微視頻的應(yīng)用，對(duì)教學(xué)視頻案例的制作和錄制提供了新的思路，對(duì)學(xué)習(xí)者教學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)都提出了更高的要求。

［1］于援東.新一代視頻編碼在教育視頻資源中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代教育技術(shù).2010，（02）：10.

［2］王覓.微視頻課程：演變、定位與應(yīng)用領(lǐng)域［J］.中國電化教育.2013，（04）.

［3］韋曉紅.基于遠(yuǎn)程教學(xué)交互理論的微視頻設(shè)計(jì)開發(fā)與實(shí)踐研究［D］.桂林：廣西師范大學(xué)，2011.

［4］唐小娟，陽永清.促進(jìn)幼師國培學(xué)員實(shí)踐反思的視頻案例支持系統(tǒng)的構(gòu)建［J］.軟件導(dǎo)刊.2014，（06）.

［編輯：陳鉞］

G434

A

1671-7503（2015）11-0078-03

2013年湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目“面向幼師國培學(xué)員實(shí)踐反思的視頻案例支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用”（課題編號(hào)：13C1069）。