數(shù)字媒體技術(shù)在高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中的應(yīng)用

楊吉花

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院 山西省晉中市 030800）

隨著新媒體時代的到來，傳統(tǒng)的“教師—教室—知識—學(xué)生”教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足高校學(xué)生獲取知識技能在“數(shù)量”、“質(zhì)量”、“及時”、“便捷”等方面的要求。利用移動、數(shù)字、通信、網(wǎng)絡(luò)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電腦、手機等終端進行教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式已經(jīng)變成高校教育非常重要的一部分。不論是MOOC、微課還是移動教學(xué)系統(tǒng)，都需要建設(shè)可以提供學(xué)生獲得知識技能的學(xué)習(xí)空間。學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建需要借助于教育技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)等，這樣才能夠體現(xiàn)新媒體時代教育模式的交互性、智慧性、及時性、海量性、共享性、個性化及社群化的特點。數(shù)字媒體技術(shù)作為一種以數(shù)字技術(shù)及信息科學(xué)為主導(dǎo)，對數(shù)字化的信息內(nèi)容進行采集、存儲、加工和傳播的技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的建設(shè)在技術(shù)支撐及資源內(nèi)容建設(shè)方面有著重要的作用。數(shù)字媒體技術(shù)主要包括文字信息、圖形圖像、視音頻、動畫、游戲、虛擬現(xiàn)實等多種媒體處理方面的技術(shù)。

1 高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間模式

學(xué)習(xí)空間，要以為學(xué)生提供智能系統(tǒng)完整的學(xué)習(xí)支持服務(wù)為目標(biāo)，滿足學(xué)生不受時空限制，在網(wǎng)絡(luò)獲取教學(xué)資源、實現(xiàn)學(xué)習(xí)行為、進行交互的要求。

如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間利用信息技術(shù)使高校教學(xué)模式發(fā)生了根本性的創(chuàng)新，打破了傳統(tǒng)課堂的限制，滿足學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需求。學(xué)習(xí)資源不再限制于教材，使得課程內(nèi)容更加系統(tǒng)、豐富、實用。師生也可以通過學(xué)習(xí)空間進行答疑互動交流，教學(xué)反饋也更加及時。學(xué)習(xí)方式上也可以變得更加靈活，比如自主學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)、任務(wù)驅(qū)動學(xué)習(xí)等。教學(xué)管理服務(wù)也更加流暢、人性化、公平、便捷。

2 數(shù)字媒體技術(shù)介紹

數(shù)字媒體技術(shù)是一種基于網(wǎng)絡(luò)通信和計算機技術(shù)，主要對音視頻、圖形圖像等多媒體信息進行采集、存儲、處理、顯示、管理，使抽象信息直觀化、可交互的技術(shù)[1]。其研究的主要內(nèi)容包括：流媒體技術(shù)、計算機圖形圖像處理技術(shù)、視音頻處理技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、動畫技術(shù)、游戲技術(shù)等[2]。數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用范圍涵蓋場景設(shè)計、角色形象設(shè)計、游戲程序設(shè)計、多媒體后期處理、人機交互技術(shù)，游戲開發(fā)、網(wǎng)站美工和創(chuàng)意設(shè)計等。

3 數(shù)字媒體技術(shù)在高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的具體應(yīng)用

數(shù)字媒體技術(shù)的應(yīng)用貫穿于高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間平臺的建設(shè)過程及空間提供學(xué)習(xí)服務(wù)的過程中。

圖1：高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間模式

3.1 高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間數(shù)字媒體信息的獲取與輸出技術(shù)

學(xué)習(xí)空間里需要提供學(xué)生使用的課程音視頻、圖像等媒體信息內(nèi)容，這就涉及到數(shù)字媒體信息的獲取技術(shù)、人機交互技術(shù)等。而如何將這些采集到的信息轉(zhuǎn)換為學(xué)生可感知的信息，就涉及到數(shù)字媒體的輸出技術(shù)，比如：顯示技術(shù)、拷貝技術(shù)等，并且學(xué)習(xí)空間與學(xué)生之間需要建設(shè)一個豐富、人性化的交互界面。

3.2 高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間數(shù)字媒體信息的存儲技術(shù)

學(xué)習(xí)空間中的課程資源，不管是教學(xué)視頻、音頻文件還是電子課件，這些都要求平臺的存儲容量、傳輸性能達到高的標(biāo)準(zhǔn)，并且具有實時及并發(fā)性的特點，這就對平臺存儲媒介、相關(guān)控制技術(shù)、接口標(biāo)準(zhǔn)等提出了高的要求，而如今數(shù)字媒體方面的存儲新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，很大程度推動了學(xué)習(xí)空間的發(fā)展。

3.3 高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間數(shù)字媒體信息內(nèi)容管理及安全技術(shù)

學(xué)習(xí)空間涉及教學(xué)平臺中對用戶信息、課程信息、交互信息等內(nèi)容的組織管理。而數(shù)字媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對這些數(shù)字內(nèi)容的組織、編碼、分類、存儲、檢索和維護管理，信息檢索及信息安全技術(shù)為學(xué)習(xí)空間信息的安全性提供了保障。

3.4 高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間數(shù)字媒體信息處理及傳播技術(shù)

學(xué)習(xí)空間里包括虛擬課堂、學(xué)習(xí)資源、互動社區(qū)、作業(yè)系統(tǒng)、考試系統(tǒng)、應(yīng)用工具、課程中心、學(xué)習(xí)工具等都離不開數(shù)字媒體的處理及傳播技術(shù)。而媒體信息的數(shù)字化、編解碼、分類、識別、傳播等技術(shù)決定了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間平臺是否高效、高速、便捷。

3.4.1 圖形圖像處理技術(shù)

數(shù)字圖像處理技術(shù)是對圖像信號進行取樣、量化和編碼并壓縮后存儲于計算機中的一種技術(shù)。包括：圖像輸入輸出、變換以及圖像識別、壓縮存儲、表示、獲取編輯技術(shù)等。計算機圖形處理技術(shù)是利用計算機繪制及處理圖形的技術(shù)。比如：圖形的輸入、圖形的建模技術(shù)等。這樣制成的圖形比較快速、規(guī)范。在物理學(xué)科中我們就可以利用圖形技術(shù)繪制電路圖、機械圖等。

圖形圖像處理技術(shù)在高校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的應(yīng)用主要方面在于其視覺的表達與表現(xiàn)能力。比如學(xué)習(xí)空間平臺的建設(shè)需要創(chuàng)設(shè)有效、友好、可視化的操作界面，而圖形圖像技術(shù)能有效地創(chuàng)建形象、直觀的視覺交通系統(tǒng)。在學(xué)習(xí)空間中展現(xiàn)的圖形圖像數(shù)字化資源，為學(xué)生提供了更生動、有趣的學(xué)習(xí)方式，圖文并茂的教學(xué)方式能夠最大程度喚起學(xué)生的注意力，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)熱情。圖形圖像教學(xué)媒體的使用，使學(xué)生可以擺脫學(xué)習(xí)空間的束縛，應(yīng)用到更多的教育資源。

3.4.2 視音頻處理技術(shù)

對數(shù)字視音頻的處理就是將其模擬信號進行數(shù)字化的過程，通過取樣、量化和編碼來實現(xiàn)，主要技術(shù)包括；視音頻實時傳輸技術(shù)、編輯技術(shù)、壓縮編解碼技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、后期特效處理技術(shù)等。而高效、實時傳輸?shù)牧髅襟w技術(shù)是數(shù)字視音頻傳輸系統(tǒng)要求。

我們都知道人類99%的信息都是通過聽覺和視覺獲取的，因此在學(xué)習(xí)空間中利用錄制視音頻進行課堂教學(xué)，或者通過視頻、語音方式直播授課能夠從根本上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及效率。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生之間、師生之間也可通過視頻與語音進行交流，還可以進行視音頻資源信息互傳，直接實現(xiàn)現(xiàn)場級的媒體信息共享。這種多感官接收信息的方式，能夠使得高校教學(xué)更加有效，生動。

3.4.3 數(shù)字游戲技術(shù)

數(shù)字游戲技術(shù)即利用游戲開發(fā)軟硬件平臺設(shè)計開發(fā)的可供大眾娛樂的一種技術(shù)。數(shù)字游戲是一種全新的具有特別吸引力和參與性的大眾媒體，又是具有巨大能量的文化傳播的工具，在數(shù)字媒體中占據(jù)著極其重要的地位。數(shù)字游戲技術(shù)包括游戲設(shè)計開發(fā)技術(shù)、游戲創(chuàng)意等。而教育游戲的設(shè)計主要用來滿足在娛樂的同時讓學(xué)習(xí)者獲得知識與技能的目的。

有一些網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間將教育游戲作為教學(xué)過程中的一個重要工具，因為這些數(shù)字化的游戲能夠把吸引學(xué)生關(guān)注度的因素加入到學(xué)習(xí)過程中，讓學(xué)習(xí)變得具有趣味性，學(xué)生學(xué)習(xí)也會更加主動、積極。

3.4.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是由計算機生成一種全新的模擬環(huán)境，體驗者進入環(huán)境通過傳感設(shè)備如同身臨其境一般[3]。用戶能夠產(chǎn)生一種沉浸感，也能與環(huán)境實時交互[4]。虛擬現(xiàn)實的具體內(nèi)容包括：虛擬實物、虛擬游覽、虛擬縮放、虛擬過程、虛擬實驗、虛擬角色等。

學(xué)習(xí)空間中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用突破了客觀條件對教學(xué)的限制，使學(xué)生學(xué)習(xí)的感官得到了延伸。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以為學(xué)生提供立體化多媒體空間來呈現(xiàn)更直觀的、更真實的知識信息，也能夠為學(xué)生創(chuàng)設(shè)虛擬的體驗環(huán)境來提升學(xué)習(xí)技能。例如：在理工科教學(xué)中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)仿真實驗環(huán)境是對傳統(tǒng)實驗教學(xué)的升級。虛擬學(xué)習(xí)空間的環(huán)境建設(shè)為學(xué)習(xí)者搭建“真實”的體驗環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以在空間中進行自主學(xué)習(xí)，獲取學(xué)習(xí)資源，與其他客體交互，也可以與其它成員進行交流協(xié)作學(xué)習(xí)。

3.4.5 數(shù)字動畫技術(shù)

數(shù)字動畫技術(shù)是指采用圖形與圖像的處理技術(shù)，借助于編程或動畫制作軟件生成一系列的景物畫面的技術(shù)。

數(shù)字動畫技術(shù)在學(xué)習(xí)空間中的應(yīng)用也體現(xiàn)在人機交互方面，動畫技術(shù)能夠使空間界面交互性更加友好。在課程資源，比如電子課件中使用動畫技術(shù)，使得數(shù)字資源更加多樣、豐富。

3.4.6 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的技術(shù)。

在學(xué)習(xí)空間中應(yīng)用人工智能技術(shù)使得教學(xué)過程更加具有智慧性。比如對學(xué)生學(xué)習(xí)行為的智能追蹤、自動劃分知識的重難點、能夠?qū)χR信息或?qū)W習(xí)資源進行智能搜索、實時監(jiān)控分析學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全流程監(jiān)管。同時，人工智能技術(shù)具有的大數(shù)據(jù)處理能力，使其在挖掘?qū)W生潛能、推動學(xué)生全方面發(fā)展有著強大的驅(qū)動力。

3.4.7 數(shù)字媒體的傳播技術(shù)

數(shù)字媒體的傳播技術(shù)主要包括流媒體傳輸技術(shù)、P2P技術(shù)等。流媒體傳輸技術(shù)，包括傳輸過程、緩存系統(tǒng)和傳輸協(xié)議。學(xué)習(xí)空間媒體信息的傳播要求高效、實時、安全、準(zhǔn)確，所以也要考慮媒體傳播的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、安全管理技術(shù)等。

4 結(jié)論

數(shù)字媒體技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用及大地推動了高效教育模式及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間在形式和內(nèi)容上都呈現(xiàn)出了嶄新的視覺效果。在如今這個新媒體大環(huán)境下，數(shù)字媒體技術(shù)在高效教學(xué)中的地位和作用越來越突出，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的建設(shè)中更展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢，在充分合理利用數(shù)字媒體技術(shù)的同時，我們也要不斷促進其發(fā)展，以便今后更好地推動高校教育的發(fā)展。