高職高專院校高清錄播教室建設初探

吳平

摘要：建設具有特色高職高專院校，必須要具有一流的教學水平，教育部每年都要組織專家對精品課程進行評估與審核，精品課程建設關系到高校教學質量與教學改革工程的重要內容。高職高專院校高清錄播教室系統(tǒng)如何科學、規(guī)范 、合理地設計與建設，要實現(xiàn)什么功能，對提高錄制的精品課程質量意義重大。

關鍵詞：高清錄播教室；系統(tǒng)；精品課程；錄制

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）21-0179-03

優(yōu)質的精品課程必須符合教育教學的普遍規(guī)律，體現(xiàn)了科學性和先進性的現(xiàn)代教育理念，并具有鮮明特色。教育部教學質量與教學改革工程的一項重要建設內容就是精品課程建設，它是彰顯高職高專院校一流教學水平和辦學特色的亮點，教育部每年都要組織精品課程專家對立項建設院校進行審核與評估。在各種檔次、各類形式錄播教室建設風起云涌的今天，本文就高職高專院校建設合理、實用的高清錄播教室進行方案初探。

1 總體要求

根據教育信息化的總體規(guī)劃，及說課比賽、資源建設的實際需求，高職高專院校高清錄播教室建設要求采用1臺廣播級專業(yè)攝像機和三臺高清云臺一體機（不低于1080P），搭配專業(yè)控制云臺，不低于8路高清信號采集，通過自動、手動導播智能切換，同時根據錄制需要，對教室做整體聲學處理和裝飾改造，考慮到教室環(huán)境，還需要進行燈光補充改造，以達到最佳攝錄效果。同時考慮到要盡量減少聽課、觀摩的人員對課堂現(xiàn)場的影響，還需要建設1間控制觀摩室。

全自動高清錄播教室須滿足具有錄制高清畫質、并兼容全自動和手動操作設備的精品課教學、微課教學等實時錄像制作系統(tǒng)和校園電視直播系統(tǒng)，能夠依托學校的教學資源管理平臺、校園網和Internet網，以滿足學校優(yōu)質課和微課錄制、公開課堂教學的網絡直播、點播和資源下載等功能的需要。同時需要考慮高清錄播教室設備操作起來要方便，系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性要達到保證；用于網上學習瀏覽的視頻圖像也必須具有高清標準的畫面效果和較好的播放流暢性。

具體如下要求：

1）全自動課程錄播系統(tǒng)設計應從實際狀況和使用功能著手，既要滿足經濟實用、技術先進的要求，還要考慮到可擴充、調整的余地，以便以后升級系統(tǒng)，同時兼顧維修管理方便的特點。

2）系統(tǒng)應滿足國家精品視頻公開課拍攝制作技術標準（2013年版）及省教育廳“曬課”課程錄制標準的要求，支持全高清1080P，兼容半高清和標清，視頻編碼格式為H.264，音頻編碼格式AAC，錄制的聲音清晰，聲音和畫面同步，無交流噪音或其他雜音等缺陷，無失真、噪聲雜音干擾，支持MP4格式封裝。

3）系統(tǒng)控制、應用軟件的操作、顯示界面應完全漢化，以便于管理人員操作與使用，選用的設備應提供品牌、功能等說明，列出設備、材料清單，并提供設備、材料的名稱、品牌、型號規(guī)格、主要技術參數(shù)、外形尺寸、單價、制造商及產地。相應系統(tǒng)須接入校園網。

4）設置專門的服務器，建立教學資源管理平臺，對教學資源進行統(tǒng)一管理和分配；要與錄播室無縫對接，自動上傳錄播視頻和其他教學資料；能夠實現(xiàn)直播、點播和資源下載功能。

5）建立錄播控制室（觀摩室）。根據控制和管理的需要，須建立控制室。將轉播控制設備及服務器放到錄播控制室，并用于實時觀看和控制錄播情況。

6）實現(xiàn)高清視頻直播、點播。把高清錄播室接入現(xiàn)有的校園網中（采用光纖或超六類網線）。校園網或Internet網中用戶能通過計算機進行視頻直播、點播，有較好的流暢性。

7）按照國家規(guī)范和標準有關要求，即“國標”要求對系統(tǒng)的構成和設備配置、施工、安裝、測試等設計方案進行科學合理的論證。

8）系統(tǒng)的控制、通訊接口應符合統(tǒng)一的互聯(lián)標準及技術協(xié)議的要求，具有較高的集成功能。

9）高清錄播教室應預留接口，兼容學校有線電視系統(tǒng)。

10）應按照以人為本的原則，要求做到安全、舒適、方便。系統(tǒng)除了應當具有設備的標準化、技術的先進性、系統(tǒng)的可擴展性和可靠性、網絡的開放性等要求外，還應進行精心的集成優(yōu)化和設計，構筑成既具有現(xiàn)代化系統(tǒng)構成，又有人文化操作的學校輔助教學系統(tǒng)。

2 專業(yè)錄播系統(tǒng)方案建設建議

1）優(yōu)質課和微課資源建設：完成學校優(yōu)質課資源、微課等錄制，作為優(yōu)質資源進行存儲、交流和共享。

2）教師個人課堂資源建設：教師可以自行對個人課堂教學過程進行實錄，經過整理后的課堂教學的資源，可以進行教學比賽、課堂教學研討、評估評價等，通過網絡管理監(jiān)控更方便、準確、客觀。

3）開展課堂教學績效評估管理：各個學?？赏ㄟ^高清錄播教室進行教學評估管理與績效考核。首先，學校可以通過規(guī)定，讓教師每學期自行錄制一定數(shù)量的微課，并且進行整理挑選，開展好課評比；其次，學校均可通過網絡進行所有的聽課和評課，形成教研活動數(shù)據庫；最后，可以借助網絡平臺，達到教學資源共享平衡。這些研習舉措將會大大提高教師教學水平。

4）依托校園網、互聯(lián)網和教育資源平臺，建立“大課堂”，學生上課可以收看直播，課后還可以通過互聯(lián)網在寢室甚至家里進行點播，搭建起學生遠距離享受名師名家教學資源的主動學習空間，更加鞏固已有知識技能。

3 專業(yè)錄播系統(tǒng)的功能要求

高清錄播教室要求能用自動和手動兩種方式，準確、靈活、清晰的把課程教學實況錄制下來，并通過網絡進行實時直播，課程結束后，還可讓學生在自主學習空間進行點播和觀摩。要求錄播系統(tǒng)具有B/S架構資源管理平臺，平臺具有多級管理功能，支持通過網絡點播和點評。

3.1 圖像定位主機的功能要求

1）采用圖像空間分析采集技術的自動跟蹤系統(tǒng)及人體行為分析、二位立體空間（專利技術）定位和攝像跟蹤技術，可將整個教室空間全景化，分別從目標追蹤識別、運動預測模型、目標自動聚類識別、人體姿勢分析、人臉識別、景深檢測、圖像重建等多種圖像分析手段進行智能判別，實現(xiàn)準確定位。跟蹤必須采用4機位及以上（實現(xiàn)老師、學生、板書之間的切換；減少垃圾鏡頭：垃圾鏡頭指在上課過程中鏡頭出現(xiàn)拉伸搖移）。采用老師無需佩戴任何輔助設備，也無需在座椅安裝輔助設施，最大限度地保證教學過程不受外界因素干擾。

2）該系統(tǒng)要求跟蹤無盲區(qū)定位，內置跟蹤拍攝智能模塊，自動跟蹤拍攝和切換自然流暢，有專業(yè)人士拍攝效果，符合教學場景的自然規(guī)律。對多種教學實踐環(huán)節(jié)中的轉場鏡頭（比如講師從講課到板書、操作多媒體課件、教師走下講臺、師生互動、學生回答問題、學生上臺演示和回答問題等），也能實現(xiàn)跟蹤的智能化切換，設計全面細致，符合視覺習慣。

3.2 智能錄播主機系統(tǒng)的功能要求

1）單板結構嵌入式一體機，工業(yè)級別嵌入式ARM+DSP架構，單板卡設計，無風扇靜音設計。（非工控板+采集卡架構）嵌入式linux操作系統(tǒng)、性能穩(wěn)定可靠、高質量的音視頻編碼，系統(tǒng)具備本地和網頁兩種配置方式，安裝調試更加靈活；

2）嵌入式板卡集成了SDI轉換模塊，VGA轉換模塊，VGA及HDMI輸出模塊，音視頻編解碼DPS模塊，高性能邏輯處理器等多個復雜模塊，整體化程度高，運行效率高。并且避免了插拔件造成的品質不均、故障點多、機箱結構復雜等問題。

3）多路1080P 50fps/60fps并發(fā)處理，能夠自如應對多路1080@60全高清視頻信號并發(fā)處理，采用先進的H.264.High.Profile視頻編碼方式生成最高質量的1080p全高清mp4文件。

4） VGA支持硬采和軟采一主一備兩種采集方式。

5）支持定時錄制及上傳到資源管理平臺，錄制為標準的 mp4和flv文件格式 ，支持電影模式及資源模式同時錄制，本地存儲硬盤至少2T以上。

6）支持B/S，C/S雙架構交互，本地、遠程可同時操作。

7）主機本地無延時可以直接通過本地USB外接鼠標、鍵盤、顯示器控制導播切換視頻，控制云臺及設置錄播系統(tǒng)參數(shù)；同時可以通過USB直接導出本地課件。

8）為滿足錄制標準對視頻質量的要求，必須支持對圖像的亮度、色度、對比度進行實時調節(jié)，支持板書視頻銳麗效果，大幅度提升板書清晰度。

9）支持自動、手動兩種導播模式并兩種模式可實時切換，同時手動導播需支持鼠標點擊居中功能。

10）資源模式的課件預覽，預覽過程中可以隨時切換主次視頻。

3.3 人工導播要求

1）手動導播（而不是遠程桌面及客戶端及導播臺的方式）錄制模式要求導播臺上能同屏顯示多路輸入視頻和VGA信號畫面，并且提供實時直播畫面的監(jiān)視。同時也要兼有遠程監(jiān)視、遠程控制攝像頭、跟蹤等遠程導播功能。

2）高清錄播服務器也要能實現(xiàn)多種模式下可以供用戶根據現(xiàn)場拍攝需求進行自由切換，它至少要求系統(tǒng)具備自動導播、半自動導播模式、人工導播三種模式。

3.4 錄制畫面要求

錄制的視頻畫面質量能夠達到1080P，并向下兼容1080I/720P，通過投影機能清晰回放，要求為網頁文件格式或流媒體，可通過Microsoft IE瀏覽器或流媒體軟件播放器播放。視頻畫面轉場要做到自然流暢，攝像機所拍攝的場景不會出現(xiàn)破損畫面，免除后期編輯剪切苦惱。

3.5 聲音采集要求

1）常態(tài)化聲音自動采集

要求常態(tài)化課堂教學聲音采集，禁止采用佩戴領夾式話筒或手持話筒采集聲音；要求采用吊頂麥克風，使用多個指向性話筒，話筒具有無痕開關功能，有聲音開啟，無聲音自動關閉。要求教師講課的聲音、學生回答問題的聲音、師生互動的聲音和電腦視頻動畫的聲音都能夠清晰的采集到。

2）聲音自動增益降噪功能

聲音采集采用語音濾波技術，剔除人聲外的頻率成分，增益降噪，保障聲音清晰干凈。

3.6 系統(tǒng)資源管理和應用要求

要求錄播系統(tǒng)具有B/S架構資源管理平臺，平臺具有校級或校級以上等多級管理功能。支持和學校原有網站無縫連接，支持城域網點播和區(qū)縣其他兄弟學校的資源共享。

1）用戶管理和權限管理功能

錄播管理平臺需具有校級或校級以上用戶管理以及權限管理功能。

同時必須支持設置教師權限、管理員權限等，便于資源的上傳，下載，修改，發(fā)布，編輯等管理。

2） 資源分類管理功能

錄播管理平臺需具有校級和區(qū)級資源管理功能。資源具有按學校、教師、課程等類別分類管理功能，用戶可以根據學校的實際情況自主分類管理。

3）視頻自動上傳發(fā)布功能

錄播管理平臺支持錄制的視頻文件自動上傳發(fā)布到學?；騾^(qū)級的資源管理平臺，支持第三方視頻文件手動上傳發(fā)布到學?；騾^(qū)級的資源管理平臺，支持資源上傳。

4）教師教案上傳發(fā)布功能

錄播管理平臺支持教師教學設計等教案根據權限上傳發(fā)布到資源管理平臺，觀看者可以根據權限查看視頻資源的教學設計等。

5）視頻資源下載功能

錄播管理平臺支持資源的下載功能，可以根據權限設置方便地進行本地的視頻資源下載。

6）微課中心功能

用戶可以根據年級，科目，知識點等信息篩選自己想要觀看的微課，每個微課播放時長只有7-10分鐘，更好更快更集中的學習想要學習的只是點，避免疲勞作戰(zhàn)。

7）個人空間功能

個人空間須具有我的云課堂、我的課程、課程發(fā)布、資源創(chuàng)建、微課發(fā)布、教研管理、我的問答集個人資料等實用功能模塊。

8）資源ST分析功能

平臺支持用戶對課堂視頻的點播資源、直播課堂、微格教學教研的評價評分，評分可以以專業(yè)具體的分值體現(xiàn)，亦可用簡約的積分評定，評價支持打點，支持聊天室的模式。即：教師/專家可通過個人的賬號實時對課程進行評估與并自動記錄到資源管理平臺中，自動生成評估報表，完成教學技能評測。

9）課堂直播功能

在實時錄制課程的過程中，能同步對整個課堂進行直播，可以通過校園網或城域網觀看直播課堂。應具備多種直播模式供用戶選擇觀看。如單畫面，多畫面，或畫中畫等。

10）網絡教研功能

系統(tǒng)具有“打點”與“評估”等在線教研功能，教師或專家可以依據任課教師和微格教學的課堂視頻，教學設計等對課堂教學過程或其中的一個環(huán)節(jié)進行在線的診斷評價等網絡教研活動，并具有及時網絡在線交流功能。

11）在線課堂網絡遠程教學功能

在線課堂實況直播觀摩：通過教育網或互聯(lián)網，各教研單位和學院、學校有收看權限的用戶通過該功能應用，既能夠自主收看本地教學畫面，也可以收看其他任一聯(lián)網學校的授課情況，以達到遠程聽課學習，互相觀摩教學的需要，收看過程中，不影響各本地教室的正常授課。各點直播內容可通過發(fā)布功能，實時轉播到校園網、城域網和互聯(lián)網上，提供教學觀摩和展示比賽?？膳c安徽教育廳在線課堂實現(xiàn)無縫對接。

12）自動課表功能

系統(tǒng)可以根據編輯好的課表自動完成課程錄制并上傳到資源平臺。

13）高級配置功能

系統(tǒng)支持平臺使用人員及單位屬性的配置，能更方便地與學校管理系統(tǒng)對接，包含：①機構、部門、崗位設置；②人員、年級及學科設置；③設備、全局及服務器設置；④類型及用戶管理設置。

14）校長評估功能

可對課堂紀律、上課內容、老師儀表教學點評：對教學課堂可手動錄制點評。通過評估主遙控，控制鏡頭變倍，變焦等變化，根據需要錄制各種角度課堂教學或演講等素材。巡視：主系統(tǒng)對各個監(jiān)控點可輪流進行循環(huán)視收聽監(jiān)控點的實際情形，整體了解全校教學秩序。實時轉播：將某個班級教學實況實時轉播給任意班級，同時插入聲音和圖像。校長講話：主系統(tǒng)可通過演播設備對各個監(jiān)控點實行電視講話等現(xiàn)場直播節(jié)目，并實時播放。輔助教學：將教學課件通過主系統(tǒng)傳到各個教室進行教學演示，實現(xiàn)多媒體計算機輔助教學。功能控制：主系統(tǒng)對各種攝像放像資源實行音量調節(jié)等控制。

精品課程建設可以有效提高教師教學水平與教研能力，對提升教學質量意義十分重大，是高職高專院校教學改革的重要內容。全自動高清錄播教室建設，是精品課程建設的動力和重要保障條件，它的合理設計、科學建設，將促成高職高專院校的可持續(xù)發(fā)展。

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