淺談微課錄播室系統(tǒng)建設(shè)

孫利宏

摘? 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和通訊傳輸技術(shù)的發(fā)展與普及，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的日漸流行，信息化的加速發(fā)展推動(dòng)了“微時(shí)代”的來(lái)臨。同時(shí)，隨著教育信息化的發(fā)展迅速，學(xué)校多媒體教室硬件設(shè)備初步完善，以及以開放、共享為理念的開放教育資源運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展，新型教學(xué)模式逐漸在全球范圍興起。以Coursera的MOOC課程（慕課）為代表的大規(guī)模開放在線課程和以可汗學(xué)院（Khan Academy）為代表的微型教學(xué)資源的出現(xiàn)和風(fēng)靡進(jìn)一步觸發(fā)了全球教育研究者對(duì)教育信息化的探索。

關(guān)鍵詞：微課系統(tǒng)? 系統(tǒng)構(gòu)架? 錄播

中圖分類號(hào)：G71 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）09（a）-0119-04

教育部在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》指出，教育信息化的發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導(dǎo)，以信息化學(xué)習(xí)環(huán)境和優(yōu)質(zhì)教育資源建設(shè)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心。在種種因素的影響下，“微課”這種以微視頻為核心的新型教學(xué)模式引起了教育研究者以及廣大教師的關(guān)注。同時(shí)，教育研究者對(duì)師生授課模式的探討也不曾停滯，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)催生了新型教學(xué)模式，微視頻的發(fā)展使翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）逐步實(shí)現(xiàn)和推廣。

1? 微課的意義

近年來(lái)，優(yōu)課、微課在國(guó)內(nèi)教學(xué)中逐步興起，尤其是以促進(jìn)學(xué)習(xí)方式和教育模式的轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵?，利用信息化技術(shù)，促進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)改革，引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)為目的的“一師一優(yōu)課、一課一名師”活動(dòng)已在各地中小學(xué)全面鋪開。

“微課”是一種全新的資源表現(xiàn)形式，是針對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)（重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)等）進(jìn)行闡述的、短小精趣的教學(xué)視頻，可與智能手機(jī)、平板電腦等互聯(lián)網(wǎng)終端結(jié)合，支持翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)以及碎片化學(xué)習(xí)等形式的教學(xué)資源。

其具有“短小精趣”的鮮明特征，具體表現(xiàn)為“情景真實(shí)、主題突出、資源多樣、形式靈活、交互性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)生成、易于傳播、操作便捷”等優(yōu)點(diǎn)。

微課突破了原有網(wǎng)絡(luò)直播的時(shí)間限制，錄課的長(zhǎng)時(shí)間、畫質(zhì)差、點(diǎn)擊率低缺陷，成為了未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

對(duì)于學(xué)校及各教育研究者而言，“微課”將推動(dòng)教育信息化進(jìn)一步發(fā)展，通過“微課”可以更好地共享教育資源及探討調(diào)研教學(xué)模式及質(zhì)量。

對(duì)于教師而言，“微課”將革新傳統(tǒng)的教學(xué)與教研方式，突破教師傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性，教師的電子備課、課堂教學(xué)和課后反思的資源應(yīng)用將更具有針對(duì)性和實(shí)效性。微課教學(xué)資源共享也將成為教師專業(yè)成長(zhǎng)的重要途徑之一。

對(duì)于學(xué)生而言，“微課”能更好地滿足學(xué)生對(duì)不同學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的個(gè)性化學(xué)習(xí)、按需選擇學(xué)習(xí)，對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)及時(shí)查缺補(bǔ)漏，又能強(qiáng)化鞏固知識(shí)，“微課”所提供的教學(xué)資源是傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的一種重要補(bǔ)充和拓展。

就目前而言，微課資源建設(shè)的狀況卻不容樂觀，存在著“拍攝難度大、后期編輯加工技術(shù)難度大、畫質(zhì)不高、教師教學(xué)方式受限、教學(xué)主體識(shí)別混亂、教學(xué)主體不能同時(shí)展現(xiàn)”等問題，同時(shí)各地教育主管部門紛紛響應(yīng)國(guó)家政策組織教師們開展以微課建設(shè)與評(píng)審為主題的教學(xué)研究活動(dòng)，但卻面臨著上述諸多問題，微課的建設(shè)與應(yīng)用對(duì)廣大師生和教育研究者而言，需要一款功能完備、效果卓著、操作便捷的微課制作系統(tǒng)。

2? 方案設(shè)計(jì)

針對(duì)以上需求和微課特點(diǎn)，TV-Class微課系統(tǒng)集合了廣播級(jí)圖像質(zhì)量、單人操作、不改變教師講課習(xí)慣、與現(xiàn)有教學(xué)設(shè)備無(wú)縫對(duì)接的特點(diǎn)，具有操作簡(jiǎn)單、使用方便、功能完備、業(yè)內(nèi)最完善的配置等優(yōu)點(diǎn)。TV-Class微課系統(tǒng)立足于微課的核心組成，為實(shí)現(xiàn)教師應(yīng)用微課進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)活動(dòng)，提供高清微課資源錄制編輯、微課資源推送直播、重點(diǎn)知識(shí)講解、添加編輯字幕角標(biāo)、一鍵自動(dòng)摳像等多種核心功能。

3? 預(yù)期效果

（1）學(xué)校層面。通過微課系統(tǒng)制作的精品高清課程，開展多種形式的微課優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源評(píng)比活動(dòng)，以教學(xué)需求與應(yīng)用實(shí)踐來(lái)引領(lǐng)微課建設(shè)的有序發(fā)展，將微課作為有效的教育資源，促進(jìn)區(qū)域教育事業(yè)發(fā)展。

（2）教師層面。微課系統(tǒng)為教師提供了最便捷的微課錄制環(huán)境，教師無(wú)需改變講課習(xí)慣，僅憑簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)即可實(shí)現(xiàn)單人操作，輕松錄制各式各樣的微課資源;TV-Class微課系統(tǒng)可以幫助教師將教案、練習(xí)、重點(diǎn)難點(diǎn)、板書有機(jī)地結(jié)合到同一個(gè)學(xué)習(xí)界面中，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

（3）學(xué)生層面。學(xué)生通過微課系統(tǒng)制作的精品課件可以輕松形象地預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)知識(shí);隨時(shí)隨地進(jìn)行瀏覽適用、實(shí)用的微課視頻資源，針對(duì)知識(shí)難點(diǎn)和薄弱知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

4? 方案組成

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)及原理

TV-Class微課系統(tǒng)通過將虛擬演播室的摳像技術(shù)與投影儀和交互電子筆的巧妙結(jié)合，能輕松還原教師上課的真實(shí)環(huán)境，同時(shí)錄制音頻與視頻無(wú)需進(jìn)行后期編輯，制作高質(zhì)量微課視頻課件。基于TV-Class微課系統(tǒng)，輔以幾項(xiàng)簡(jiǎn)單的設(shè)備，教師只需將PPT等教學(xué)文件導(dǎo)入系統(tǒng)，便可通過交互電子筆操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單按鈕錄制微課（見圖1至圖3）。

教師站在綠幕前方，攝像機(jī)對(duì)教師及綠幕進(jìn)行半身拍攝，電腦中的課件由投影投射到綠幕上，通過調(diào)節(jié)投影的亮度，使得微課系統(tǒng)對(duì)攝像機(jī)拍攝的“教師+綠幕”既能進(jìn)行完美摳像，又使得教師能夠看清楚投影綠幕上的課件內(nèi)容。

教師通過電子筆可對(duì)綠幕上的課件進(jìn)行批注，批注內(nèi)容可實(shí)時(shí)和課件內(nèi)容進(jìn)行疊加，同時(shí)作為虛擬合成圖像的背景。

音頻通過麥克風(fēng)和本機(jī)視頻文件進(jìn)行混音，再同虛擬合成視頻一起進(jìn)行本機(jī)錄制，錄制結(jié)束可利用微課系統(tǒng)的簡(jiǎn)易非編進(jìn)行簡(jiǎn)單編輯，或流媒體推送（用于直播）。

現(xiàn)場(chǎng)配有燈光，可對(duì)教師面光進(jìn)行調(diào)節(jié)，并配有監(jiān)看電視，方便教師實(shí)時(shí)監(jiān)看（見圖4）。

4.2 典型配置

典型配置見表1。

5? 設(shè)計(jì)理念

TV-Class微課系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是在滿足微課資源錄制要求的情況下，充分考慮系統(tǒng)的可用性、穩(wěn)定性、可靠性、先進(jìn)性、兼容性、性價(jià)比。

5.1 可靠性

TV-Class微課系統(tǒng)采用成熟的先進(jìn)技術(shù)，關(guān)鍵部件選用進(jìn)口頂級(jí)設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)的硬件與軟件能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

5.2 可用性

TV-Class微課系統(tǒng)可以同時(shí)應(yīng)用在多種教育資源方面，可節(jié)省針對(duì)不同教育資源搭建不同系統(tǒng)設(shè)備的成本和時(shí)間，提高工作效率。

5.3 兼容性

可與原有的攝像機(jī)配套使用，信號(hào)可直接送至非編、錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對(duì)錄制燈光無(wú)任何苛刻要求，在今后也可迅速采用視頻網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展出現(xiàn)的新技術(shù)。

5.4 先進(jìn)性

TV-Class微課系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，利用國(guó)內(nèi)外最新技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)，選擇開發(fā)先進(jìn)、實(shí)用的軟硬件設(shè)備，充分集成為先進(jìn)的整體系統(tǒng);依靠著強(qiáng)大的科研實(shí)力，在國(guó)際上具有獨(dú)特的先進(jìn)性。

5.5 性價(jià)比

TV-Class微課系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，維護(hù)量少，軟件可以輕松升級(jí)并向下兼容，主要通過4個(gè)方面顯示其經(jīng)濟(jì)性：系統(tǒng)本身的價(jià)格、系統(tǒng)開通后的維護(hù)和運(yùn)行代價(jià)、在系統(tǒng)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)的特殊要求所需的費(fèi)用、系統(tǒng)在與其他系統(tǒng)集成時(shí)所需的有關(guān)軟件的開發(fā)，硬件接口等所需費(fèi)用。TV-Class微課系統(tǒng)具有最佳的性能價(jià)格比。

5.6 安全性

系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)提供安全保密措施來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的性能。安全措施包括防病毒、防黑客、防止非法或越權(quán)訪問、傳輸加密、安全策略控制等。

6? 功能特色

6.1 功能

TV-Class微課系統(tǒng)通過將虛擬演播室的摳像技術(shù)與投影儀和交互電子筆的巧妙結(jié)合，能輕松還原教師上課的真實(shí)環(huán)境，同時(shí)錄制音頻與視頻無(wú)需進(jìn)行后期編輯，與同類產(chǎn)品對(duì)比，系統(tǒng)主要功能如下。

（1）常用文件導(dǎo)入：支持PPT、PDF、WORD、視頻、FLASH動(dòng)畫等教學(xué)常用文件導(dǎo)入。

（2）菜單欄操作便捷：在投影框最下端配備操作菜單按鈕，為老師的操作控制提供便利，在最終合成輸出的畫面中此菜單欄并不顯示，做到既方便使用，又能保證合成錄制畫面的完美構(gòu)圖。

（3）輕松控制課件：教師于講課過程當(dāng)中依據(jù)課程內(nèi)容可輕松控制課件選擇、翻頁(yè)、錄制等功能，錄制過程中如需調(diào)整可點(diǎn)擊暫停鍵隨時(shí)控制暫停。

（4）多種景別構(gòu)圖輕松選擇：一鍵選擇切換遠(yuǎn)、近景、畫外音、虛擬大屏等多景別構(gòu)圖，遠(yuǎn)景構(gòu)圖將教師與虛擬場(chǎng)景完美結(jié)合，使教師的講解更加生動(dòng)形象，近景構(gòu)圖適用于教師對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解并且需要進(jìn)行批注時(shí)使用，在重要知識(shí)點(diǎn)不希望課件被遮擋時(shí)點(diǎn)擊畫外音就可輕松實(shí)現(xiàn)全畫幅課件顯示，虛擬大屏功能則可將課件與教師分置于屏幕兩個(gè)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)課件與教師同屏出現(xiàn)又互不遮擋。

（5）畫筆和橡皮擦功能：畫筆功能可以讓教師在各種課件素材上任何寫畫批注，有多種顏色供任意選擇，并且可輕松應(yīng)用擦除按鈕來(lái)隨時(shí)擦掉寫錯(cuò)或是不需要批注的部分。

（6）字幕、角標(biāo)功能：系統(tǒng)備有簡(jiǎn)易字幕、LOGO功能，所講課程主題、授課教師學(xué)校稱謂等可輕松實(shí)現(xiàn)顯示或消隱，并有標(biāo)配模板可供教師選擇字幕或LOGO的模板樣式，教師只需在模板上輕松修改內(nèi)容即可。

（7）一鍵自動(dòng)摳像功能：對(duì)教師進(jìn)行完美摳像，使合成效果生動(dòng)形象，無(wú)需任何參數(shù)調(diào)節(jié)，最簡(jiǎn)單快捷的操作卻能保證最佳的視頻摳像效果（見圖5）。

（8）一鍵錄制功能：同時(shí)錄制音頻和視頻，隨時(shí)一鍵暫停（見圖6）。

（9）流媒體推送：流媒體推送功能，提供了自由靈活的操作方式，可將系統(tǒng)節(jié)目推送至網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享。

（10）音頻調(diào)節(jié)功能：系統(tǒng)具備音頻調(diào)節(jié)功能，無(wú)需額外配置音頻延時(shí)、調(diào)音臺(tái)等硬件設(shè)備。

（11）簡(jiǎn)單剪輯功能：系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單的視頻剪輯功能，教師錄課結(jié)束后可添加片頭、片尾。

（12）提供多種樣式模板：TV-Class微課系統(tǒng)配套提供多種課件背景模板，供教師授課選擇，配合不同的授課學(xué)科和內(nèi)容，搭配不同樣式的背景模板，使授課更直觀形象。

（13）適用于多種制作方式：適用于正焦短距投影、背投、虛擬藍(lán)箱等多種制作方式。

（14）回監(jiān)屏預(yù)覽：教師可以在微課錄制過程中在回監(jiān)屏中實(shí)時(shí)看到錄制效果，保證錄制效果。

（15）通過投影操作課件：改變傳統(tǒng)虛擬摳像教師需要隔空表演的缺陷，使教師能清晰地看到演示教學(xué)文件，講課更加流暢自然。

（16）電子交互筆操作便捷：電子交互筆只需簡(jiǎn)單設(shè)置一次，即可在其他設(shè)備不變的情況下一直使用。電子交互筆實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大功能，不改變教師任何教學(xué)習(xí)慣，輔助教師完成優(yōu)質(zhì)微課錄制。

（17）操作便捷，界面美觀：友好、簡(jiǎn)潔、直觀的操作界面，輕松上手，易學(xué)易用。

6.2 特色特點(diǎn)

（1）廣播級(jí)圖像質(zhì)量。

TV-Class微課系統(tǒng)擁有廣播級(jí)圖像質(zhì)量，保證教學(xué)文件內(nèi)容清晰的同時(shí)，也將教師拍攝得清晰、完美。TV-Class微課系統(tǒng)秉承中視天威公司開發(fā)廣播級(jí)視頻設(shè)備的一貫理念，硬件全部采用業(yè)內(nèi)最頂級(jí)的廣播級(jí)配置：采用業(yè)內(nèi)頂級(jí)的廣播級(jí)視頻卡，保證10bit的廣播級(jí)圖像質(zhì)量，信噪比在65dB以上;采用業(yè)內(nèi)頂級(jí)的Umatter內(nèi)置摳像算法，摳像效果遠(yuǎn)優(yōu)于業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品，使得教師圖像清晰、邊緣柔和，和虛擬背景無(wú)縫融合。

（2）單人操作。

區(qū)別于市面上基于虛擬摳像的同類產(chǎn)品，TV-Class微課系統(tǒng)內(nèi)置一鍵自動(dòng)摳像技術(shù)，既保證了最佳的視頻摳像效果，也減少了教師制作微課的工作量，降低了錄制難度;配合交互電子筆的使用，教師能清晰地在投影屏幕上看到課件內(nèi)容，同時(shí)在回監(jiān)屏上預(yù)覽實(shí)時(shí)錄制畫面，實(shí)現(xiàn)了教師單人操作錄制微課，無(wú)需其他專業(yè)人員在旁輔助指導(dǎo)，充分發(fā)揮了教師自主性，保證了教師在授課過程中發(fā)揮的自由，減少了錄制過程的干擾。

（3）不改變教師現(xiàn)有的講課習(xí)慣。

TV-Class微課系統(tǒng)為教師提供了無(wú)需改變教師授課習(xí)慣的平臺(tái)。在以往原有的微課錄制過程中，基于虛擬摳像的錄制中，教師需要通過實(shí)時(shí)關(guān)注回監(jiān)屏來(lái)提前規(guī)劃授課行為，也無(wú)法進(jìn)行板書書寫，控制教學(xué)文件;普通錄播中，教師在授課過程中雖然可以保持原有授課習(xí)慣，但事后卻有板書不清晰、畫面被切換等一系列問題。TV-Class微課系統(tǒng)則突破原有限制，教師通過交互電子筆可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)操控教學(xué)文件、書寫板書、劃出重點(diǎn)難點(diǎn)，無(wú)需擔(dān)心錄制效果，教師可以保持原有的講課習(xí)慣，無(wú)需為微課錄制而刻意改變，給予了教師錄制優(yōu)質(zhì)教學(xué)課件的更大的發(fā)揮空間。

（4）可與現(xiàn)有常用的教學(xué)設(shè)備無(wú)縫對(duì)接。

TV-Class微課系統(tǒng)可與現(xiàn)有常用的教學(xué)設(shè)備無(wú)縫對(duì)接，例如：高拍儀、觸摸一體機(jī)、電子白板等，無(wú)需減少原有的設(shè)備，添置過多的設(shè)備，即可完成微課錄制，極大地降低了成本，提高了錄制效率。

（5）配套完備模板。

TV-Class微課系統(tǒng)支持導(dǎo)入不同背景模板、字幕條、圖標(biāo)，中視天威提供不同的模板資源庫(kù)供用戶選擇，由專業(yè)設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，搭配不同學(xué)科內(nèi)容，使背景、字幕條、圖標(biāo)與教師授課內(nèi)容更為搭配，提高了微課資源的美觀性。

參考文獻(xiàn)

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