教育信息化2.0視域下教室錄播系統(tǒng)的創(chuàng)新驅(qū)動研究

鄒奕倫 馬駿 范斌

錄播系統(tǒng)對于高校教學資源的數(shù)字化、教學督導及評價的公開化，都起到了極其重要的作用，它代表了學校教育信息化的程度。教學錄播系統(tǒng)已成為高校教育信息化建設的重要組成部分，然而目前的錄播系統(tǒng)已無法適應日益增長的課堂需求。本文分析了目前舊錄播系統(tǒng)的各項不足，闡述為了解決這些問題，新建錄播系統(tǒng)的改進方案。

一、錄播系統(tǒng)的建設意義

在第十一屆“中國大學教學論壇”上，教育部吳巖司長提出，課程是人才培養(yǎng)的核心要素，打造“金課”，要充分重視課堂教學這一主陣地，要合理運用現(xiàn)代信息技術手段，努力營造課堂教學的熱烈氛圍。這不僅對課堂教學的理念和形式提出了新要求，還點明了信息化教學環(huán)境的重要性。早在2016年，南京大學就專門發(fā)布了《南京大學關于加強優(yōu)質(zhì)課程建設的實施意見》，提出實施“十百千”優(yōu)質(zhì)課程建設，即建設十門量級處于國際先進水平的示范性精品課程、百門量級具有國內(nèi)重要影響的精品教改新型課程和精品學科專業(yè)核心課程、千門量級體現(xiàn)南京大學先進教學水平的課程，為不同類型的學生提供個性化、多樣化、高質(zhì)量的課程群。學校建立了督導督學的聽課制度，在技術上要求實現(xiàn)線上遠程督導，同時強化對出勤率、學風、考風的監(jiān)督保障，加強師生教務的信息化管理。

基于學校各部門、各方面的迫切需求，多媒體教室錄播系統(tǒng)的全覆蓋應運而生。

二、現(xiàn)有錄播系統(tǒng)的缺陷

錄播系統(tǒng)應用場景非常廣泛，但是教育界的錄播系統(tǒng)并沒有緊追前沿技術，就目前常見的教室錄播而言，在使用過程中還是存在不足：

（一）視頻清晰度停留在720P

受制于帶寬、處理器等技術水平，舊錄播的分辨率選擇了720P。雖然在電視行業(yè)標準里， 720P已經(jīng)達到了高清標準，但是依然難以滿足在線課程的需求，尤其是現(xiàn)在課程常用的三分屏模式，720P下的輔助畫面難以看清。

（二）各個通道的畫面分離

過去的錄播主機對各通道視頻僅做保存處理，不會做進一步的編碼和整合，如果要做完整的視頻課程，需要后期進行編輯，這無疑會占用老師大量課后時間。

（三）無法與聲光系統(tǒng)聯(lián)動

目前拾音一般采用吊麥或是鵝頸，光線調(diào)整是通過窗簾來實現(xiàn)，而聲系統(tǒng)、光系統(tǒng)與錄播系統(tǒng)是分離而獨立的。所以錄制視頻往往出現(xiàn)聲音不清楚或是光線太暗、太亮等問題，影響了視頻效果。

（四）課程錄制處于手動狀態(tài)

常見的錄播系統(tǒng)需要聯(lián)系技術人員提前設置錄制計劃。如果課程較少，設置錄制計劃是可行的，如果要大面積錄制課程，這種方法則實現(xiàn)不了。

（五）錄播系統(tǒng)不支持課程直播

疫情催生了大量的直播課程，但是由于錄播系統(tǒng)僅支持本地化操作，無法直接聯(lián)網(wǎng)直播，只能借助直播軟件來實現(xiàn)。

三、解決方案

要解決過去錄播系統(tǒng)帶來的問題，那就要從需求出發(fā)，設計必要模塊，基于教務部門的課表進行管理，通過服務器在特定平臺發(fā)布，用戶可以方便的進行查詢、觀看點播和直播。為教學督導、部門領導、校內(nèi)同儕、外校參觀人員等不同權限的人提供課程視頻活動情況查看。

（一）與聲光系統(tǒng)聯(lián)動

在線課程的要求越來越高，在進一步提升分辨率的同時，應該注意與周圍環(huán)境的配合。智能錄播系統(tǒng)在課程錄制時，自動打開遮陽簾，打開學生區(qū)域頂燈、教師區(qū)域頂燈。默認使用教室內(nèi)吊麥，大幅降低上下課鈴聲。如果教師走動時使用移動麥，則自動關閉吊麥。

（二）智能識別的跟蹤技術

跟蹤技術是錄播的核心技術之一，準確性與實時性是衡量水平的重要指標。常見的跟蹤技術主要有紅外線感應跟蹤技術、超聲波定位技術、空間網(wǎng)格定位技術，如何有效融合各項技術是錄播系統(tǒng)智能化的重要考量。

（三）建立管理、服務平臺

課表管理功能?；谡n表錄制可以實現(xiàn)課程錄制的全自動化，管理平臺與學校教務部門的課表數(shù)據(jù)進行對接并且自動同步，到點平臺向錄播主機發(fā)送開始和停止指令。支持手動增減、更改課程、地點、時間、教師等信息。

點播與直播功能。錄制好的課程自動上傳至平臺，根據(jù)課表信息進行分類整理，師生們可以進行點播觀看，同時支持電影模式或是資源模式的直播，若有必要，可以設置彈幕或是討論區(qū)。

查詢功能。支持課程名、教師名、教室號等組合條件下的模糊查詢。

遠程控制功能。主要包括遠程控制錄播主機的開關機、內(nèi)存管理、攝像機的推拉搖移、光圈以及建立預設點等。

四、南京大學打造智能錄播系統(tǒng)，支撐新型教學模式

南京大學致力于打造穩(wěn)定、高效、智能的教學環(huán)境，計劃分批次實施鼓樓、仙林兩校區(qū)教室的改造升級。2021年，先行建成一間樣板教室，進行時長為一學期的使用測試，力求獲得充分反饋，為下一步批量改造積累經(jīng)驗、夯實基礎。

錄播系統(tǒng)是重點建設項目，經(jīng)過多家產(chǎn)品的測試，選定系統(tǒng)解決了舊系統(tǒng)存在的問題：

每臺攝像機、每個通道支持最高1080p的錄制，同時也支持其他分辨率的顯示；

教師畫面、學生畫面、課件畫面，有多種組合模板和切換風格，支持以選定的模式導出視頻，也支持單獨通道的下載；

支持智能導播，檢測教師和學生行為，實現(xiàn)畫面跟隨和自動切換。教師靜止時，切為近景；教師移動時，切為中景。如果教師或是學生使用了移動麥，錄播系統(tǒng)自動切換到移動麥發(fā)聲的景別，從而實現(xiàn)了智能化的跟蹤。該錄播系統(tǒng)使用了紅外線感應跟蹤技術和空間網(wǎng)格定位技術；

課表管理功能支持課表導入、臨時更改調(diào)課信息，每天自動同步課表。根據(jù)課表，發(fā)送指令，實現(xiàn)全自動錄播；

支持移動存儲設備與硬盤同時錄像，如果老師需要本堂課的錄像，可以插入U盤，此時錄像在結束后會自動復制一份至U盤中；

支持課程視頻搜索和點播，用戶可以根據(jù)課程名進行搜索，搜到特定課程后即可點播觀看；

支持多路編碼技術，固定碼率編碼用于視頻文件錄制，可變碼率編碼用于多畫面切換；

設備支持休眠，休眠后超低功耗運行。

由于服務器設立于學校內(nèi)，受配置和帶寬影響，本次錄播系統(tǒng)本身沒有搭建可接入公網(wǎng)供多人同時在線觀看直播的平臺。因此，課程直播需要借助于騰訊會議、zoom等市面上較為常見的直播軟件。

新的錄播系統(tǒng)極大的提高了穩(wěn)定性與易用性，但是也存在著一些問題亟待解決。

首先，課程錄制精度不夠高。

課程錄制的起始時間取決于課表的數(shù)據(jù)，而現(xiàn)實的課堂往往伴隨著提前開始、拖課等情況，如果完全按課表時間錄制，則無法錄全。解決思路是檢測講臺活動，如果講臺有人活動，錄制活動則始終進行，這無疑是對畫面的分析策略提出了極其嚴峻的考驗。

其次，音頻僅支持單路，尚未實現(xiàn)多路自動混音。

多媒體教室根據(jù)結構、容量等因素，會設計較為復雜的拾音擴音系統(tǒng)，如果多路音頻摻雜且不加處理，必然引起嘯叫。錄播系統(tǒng)安裝音頻處理器在一定程度上可以解決，不過也增加了經(jīng)濟成本和技術風險。

最后，錄播系統(tǒng)跨平臺能力不強。

錄播系統(tǒng)采用PHP架構，視頻發(fā)布模塊雖然可以在MAC、Linux系統(tǒng)上使用，但是課表管理、視頻編碼、策略設置等操作只能在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行。

作者單位：南京大學教育技術中心