基于醫(yī)學(xué)教育錄播教室的建設(shè)研究①

王美娜

(沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院教育技術(shù)中心 遼寧沈陽(yáng) 110034)

隨著教育產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)的不斷完善，線(xiàn)上教育已經(jīng)越來(lái)越成熟，各大軟件開(kāi)發(fā)商也都在積極探索，為了更好的適應(yīng)線(xiàn)上課堂，錄播教室的使用就尤為重要。有很多資深的教育工作者，他們有學(xué)識(shí)，懂教育，有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。但，對(duì)有些相對(duì)專(zhuān)業(yè)和復(fù)雜的教學(xué)技術(shù)的使用，還不能很好的掌握，所以建立一套，功能全面，操作簡(jiǎn)單的錄播教室就尤為重要。

1 某醫(yī)學(xué)院校錄播教室的需求分析

隨著“一師一優(yōu)課，一課一名師”、“微課”、“慕課”、“金課”等國(guó)家政策的推出、我校結(jié)合我們現(xiàn)有資源和教學(xué)的實(shí)際需求，深入思考學(xué)校未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，我校擬建設(shè)一套六機(jī)位高清精品錄播教室，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)教學(xué)資源錄制、共享、教學(xué)督導(dǎo)、網(wǎng)上教研、網(wǎng)上培訓(xùn)課堂教學(xué)等各項(xiàng)信息化教育教學(xué)業(yè)務(wù)應(yīng)用。我們學(xué)校有自身的教學(xué)特點(diǎn)，有些老師是有著豐富臨床經(jīng)驗(yàn)的一線(xiàn)醫(yī)生、護(hù)士等通過(guò)建設(shè)錄播教室實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)錄播，不僅可以讓沒(méi)有聽(tīng)懂的學(xué)生反復(fù)查閱，也便于其他老師學(xué)習(xí)，更能系統(tǒng)的建設(shè)制定各學(xué)段各學(xué)科課堂信息化教學(xué)模式與方法指導(dǎo)，組織學(xué)校、優(yōu)質(zhì)教師利用網(wǎng)絡(luò)教研平臺(tái)系統(tǒng)開(kāi)展網(wǎng)上即時(shí)的教研活動(dòng)，提高教師錄播系統(tǒng)信息化教學(xué)能力，促進(jìn)課堂多媒體錄播教學(xué)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各個(gè)課時(shí)打造各種不同課型的精品課程的教學(xué)視頻資源，信息化教學(xué)活動(dòng)的要求，激發(fā)廣大教師的教育智慧，不斷生成和共享優(yōu)質(zhì)資源。通過(guò)錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高清精品課程的錄制、直播、網(wǎng)絡(luò)教研、精品課評(píng)選、學(xué)生行為分析、全校網(wǎng)絡(luò)資源點(diǎn)播與管理、后期音視頻編輯等功能，為教育信息化水平的提高及教育均衡發(fā)展提供有力保障。

2 某醫(yī)學(xué)院校錄教室的設(shè)計(jì)原則

結(jié)合我校的實(shí)際情況，本錄播教室的設(shè)計(jì)要符合我校發(fā)展情況，該錄播教室由硬件和軟件兩部門(mén)組成，為了節(jié)省成本，又不影響錄播功能，我校這次建設(shè)的錄播教室，實(shí)行在原來(lái)的教室上升級(jí)改造。教室原有的基礎(chǔ)設(shè)施不變，在此基礎(chǔ)上，對(duì)硬件設(shè)備要選擇性?xún)r(jià)比高又禁得起市場(chǎng)檢驗(yàn)的成熟設(shè)備，軟件系統(tǒng)在技術(shù)要符合先進(jìn)性、系統(tǒng)架構(gòu)的靈活性和可發(fā)展性、運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)又力求整個(gè)系統(tǒng)操作容易、便于維護(hù)、兼容性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的開(kāi)放性，系統(tǒng)設(shè)備的選型應(yīng)遵循以下原則。

先進(jìn)性：應(yīng)用目前主流的技術(shù)錄制前端課堂的教學(xué)視頻，前端無(wú)需額外安裝編碼器等設(shè)備，系統(tǒng)維護(hù)方便，也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行升級(jí)，便于更新，建設(shè)成本低；

實(shí)用性：支持目前流行的流媒體格式文件；系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合教學(xué)的實(shí)際需要；管理智能化、錄播圖像高清化、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化、使用自動(dòng)化，集中控制，方便操作，減少成本；

可擴(kuò)展性：可擴(kuò)展性是所有軟件設(shè)計(jì)必須要考慮的問(wèn)題，涉及今后系統(tǒng)的發(fā)展需求及實(shí)用性。本次錄播教室的建設(shè)在軟件和硬件方面都考慮到了可擴(kuò)展；

靈活性：目前我校使用電信網(wǎng)絡(luò)、教育網(wǎng)等，所以本系統(tǒng)應(yīng)該能夠支持不同網(wǎng)絡(luò)以便以后操作簡(jiǎn)單、方便安裝布置。

兼容性：目前教師上課多使用平板電腦、筆記本電腦、手機(jī)等不同的電子設(shè)備、該錄播教室在直播點(diǎn)播功能上應(yīng)該支持各種PC瀏覽器終端、ios、Android移動(dòng)設(shè)備收看，無(wú)需安裝專(zhuān)用播放插件。

3 錄播功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 嵌入式設(shè)計(jì)

Windows系統(tǒng)是我們最為熟悉的操作系統(tǒng)由win98到win2000到后來(lái)的winxp再到win7和win10不斷的改善修復(fù)和更新，功能強(qiáng)大的同時(shí)也有不少BUG,本套錄播一體機(jī)及圖像跟蹤一體機(jī)采用單板卡嵌入式架構(gòu)，ARM+DSP+Linux操作系統(tǒng)、性能穩(wěn)定可靠。完全脫離Windows系統(tǒng)，不用擔(dān)心微軟的操作系統(tǒng)是否停止更新及受到其他病毒的侵襲。為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能環(huán)保的號(hào)召，嵌入式錄播一體機(jī)及圖像跟蹤一體機(jī)等主要設(shè)備均采用12V直流供電，低能耗、低熱量，保證教學(xué)活動(dòng)的安全可靠。

3.2 錄播教室視頻采集及音頻采集配置

錄播教室的視頻采集主要用于教師講課的特寫(xiě)、板書(shū)內(nèi)容的特寫(xiě)、教師全景、學(xué)生聽(tīng)課狀態(tài)特寫(xiě)、學(xué)生全景等，本教室為容納180人的階梯教室所以配置6臺(tái)高清云臺(tái)攝像機(jī)，和學(xué)生巡航的高清視頻信號(hào)采集攝像機(jī)，通過(guò)高清3G-SDI視頻線(xiàn)傳輸至4K錄播一體機(jī)中，進(jìn)行高清視頻采集、圖像合成、編碼。音頻采集配置1套無(wú)線(xiàn)話(huà)筒主要用于教師的聲音采集及本地?cái)U(kuò)聲，還有天花板吊裝6個(gè)強(qiáng)指向性話(huà)筒進(jìn)行教師及學(xué)生的聲音采集。音頻經(jīng)過(guò)數(shù)字音頻矩陣的均衡、降噪和混音等處理后，輸出到4K錄播一體機(jī)進(jìn)行音頻的錄制、直播及存儲(chǔ)。

3.3 教師及學(xué)生圖像跟蹤配置

配置1臺(tái)圖像跟蹤一體機(jī)及4臺(tái)定位攝像機(jī)分別對(duì)教師、學(xué)生、板書(shū)、學(xué)生巡視進(jìn)行智能圖像分析，并自動(dòng)完成跟蹤切換，大大減少了利用傳統(tǒng)錄制系統(tǒng)需要人為對(duì)教師進(jìn)行專(zhuān)業(yè)攝像的要求，從而減輕了工作量，減小了人力投入。上課時(shí)只需按照常規(guī)上課模式進(jìn)行正常教學(xué)活動(dòng)即可，教師及學(xué)生無(wú)需佩戴任何定位跟蹤設(shè)備，抗干擾性強(qiáng)。

3.4 控制室主要配置

控制室主要存放錄播一體機(jī)、圖像跟蹤一體機(jī)、數(shù)字音頻矩陣、平臺(tái)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，便于技術(shù)人員進(jìn)行人工操作，包括手動(dòng)錄課，數(shù)據(jù)導(dǎo)出等。為教室前端的音視頻設(shè)備提供互聯(lián)手段，把信號(hào)源有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)況實(shí)時(shí)錄制、同步直播?？刂剖腋鶕?jù)需求配置和放置位置大概分為前后倆種，考慮到不影響教師情緒，我們的控制室設(shè)計(jì)在教室后側(cè)。在特殊視頻錄制時(shí)如文藝節(jié)目、家長(zhǎng)會(huì)直播、分組課堂等情況下，管理員在控制室內(nèi)可通過(guò)鍵盤(pán)控制器手動(dòng)控制攝像機(jī)的推、拉、搖、移，確保錄制、直播視頻按照人為意愿進(jìn)行。

3.5 實(shí)現(xiàn)真實(shí)互動(dòng)場(chǎng)景

在傳統(tǒng)的互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)中，整個(gè)的互動(dòng)過(guò)程是不能進(jìn)行錄制的或者以資源模式進(jìn)行錄制，不能錄制真實(shí)的互動(dòng)課堂，本次錄播教室考慮到以后智慧教室的建設(shè)，所以?xún)?nèi)置互動(dòng)終端功能。無(wú)需額外配置MCU服務(wù)器和互動(dòng)終端，僅通過(guò)交互錄播主機(jī)即可實(shí)現(xiàn)主講課室與其他互動(dòng)聽(tīng)課室之間開(kāi)展“一點(diǎn)帶多點(diǎn)”專(zhuān)遞課堂應(yīng)用，在全自動(dòng)的模式下將互動(dòng)場(chǎng)景進(jìn)行錄制，真實(shí)再現(xiàn)互動(dòng)教學(xué)場(chǎng)景。

4 結(jié)語(yǔ)

本次錄播教室的建設(shè)提升了我校的教育信息化水平，并改善了傳統(tǒng)的教學(xué)模式。為學(xué)校的進(jìn)一步發(fā)展提供了信息化平臺(tái)。本錄播教室應(yīng)用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)創(chuàng)造了更快捷、更先進(jìn)、更靈活的教育模式。利用校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的教育資源共享平臺(tái)。方便了廣大教師進(jìn)行課程錄制，也可以利用網(wǎng)絡(luò)打破區(qū)際、校際教學(xué)教研在時(shí)間和地域的限制，將創(chuàng)設(shè)出一種面向全體教師，培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)教師的嶄新平臺(tái)，更能充分、有效的調(diào)動(dòng)學(xué)校教師參加學(xué)科教研的積極性，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。