彭 飛 王 智

1.淮南師范學(xué)院 安徽淮南 232001 2.淮南市教育局電教館 安徽淮南 232001

基于網(wǎng)絡(luò)多媒體教室的微格教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建

彭 飛1王 智2

1.淮南師范學(xué)院 安徽淮南 232001 2.淮南市教育局電教館 安徽淮南 232001

隨著信息化教育的發(fā)展，微格教學(xué)環(huán)境面臨著信息化和網(wǎng)絡(luò)化的改變，專業(yè)微格教室的建設(shè)增加了教育成本。主要探討在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)多媒體教室設(shè)備資源的基礎(chǔ)上，利用IP攝像機(jī)對(duì)整個(gè)教室媒體環(huán)境進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，構(gòu)建簡(jiǎn)易的微格教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)想及實(shí)踐。

網(wǎng)絡(luò)多媒體教室；微格教學(xué)；IP攝像機(jī)

隨著教育信息化的發(fā)展，各院校網(wǎng)絡(luò)化多媒體教室的建設(shè)成為發(fā)展主流，對(duì)于師范院校而言，微格教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)同樣面臨數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)，然而單獨(dú)建設(shè)微格教學(xué)系統(tǒng)花費(fèi)較高，使用時(shí)間短、使用率相對(duì)低，如能結(jié)合網(wǎng)絡(luò)多媒體教室的建設(shè)，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將微格教學(xué)功能模塊接入進(jìn)來(lái)，將大大降低微格教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)的投入，同時(shí)能夠充分利用現(xiàn)有的資源。

1 網(wǎng)絡(luò)多媒體教室基本功能

現(xiàn)在常見(jiàn)的公司，如中慶、競(jìng)業(yè)達(dá)、首智、奕星等均有網(wǎng)絡(luò)版多媒體中控產(chǎn)品，而安徽省部分高校如中國(guó)科技大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、安徽醫(yī)學(xué)院、安徽理工等大學(xué)也建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)多媒體教室系統(tǒng)。歸納起來(lái)網(wǎng)絡(luò)多媒體教室一般具有以下功能：

(1)集中遠(yuǎn)程控制：在控制室通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理控制各個(gè)教室，包括：遠(yuǎn)程開(kāi)啟電子講臺(tái)、控制教室單個(gè)設(shè)備(如投影機(jī)、屏幕等)、遠(yuǎn)程切換、投影延時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控各教室使用情況和設(shè)備運(yùn)行情況等。

(2)基于IP攝像頭視頻監(jiān)控，報(bào)警系統(tǒng)功能。

(3)網(wǎng)絡(luò)資源共享，課件點(diǎn)播瀏覽，實(shí)時(shí)素材存儲(chǔ)等功能。

(4)遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)測(cè)：網(wǎng)管中心可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)教室設(shè)備使用狀態(tài)，如隨時(shí)了解教室端中控系統(tǒng)、投影等設(shè)備的使用狀態(tài)、已使用時(shí)間、開(kāi)啟次數(shù)等。

(5)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻直播：可將主講教室的講課內(nèi)容和電腦畫(huà)面實(shí)時(shí)壓縮傳輸給校園網(wǎng)上其他用戶。

2 簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)分析

2.1 微格教學(xué)系統(tǒng)

微格教學(xué)是師范生和在職教師掌握課堂教學(xué)技能的一種培訓(xùn)方法，它又被稱為“微型教學(xué)”“微觀教學(xué)”“小型教學(xué)”等。實(shí)踐和研究認(rèn)為：微格教學(xué)是一個(gè)有控制的實(shí)踐系統(tǒng)，它使師范生和教師有可能集中解決某一特定的教學(xué)行為，或在有控制的條件下進(jìn)行學(xué)習(xí)。它是建立在教育教學(xué)理論、視聽(tīng)理論和技術(shù)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)訓(xùn)練教師教學(xué)技能的方法。

微格教學(xué)系統(tǒng)則為微格教學(xué)提供軟硬件支持平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)錄像及回放、評(píng)價(jià)與指導(dǎo)、共享與交流基本教學(xué)功能，反映在技術(shù)功能上就是“錄像、回放、共享、通訊”。最重要的技術(shù)基礎(chǔ)就是進(jìn)行模擬教學(xué)時(shí)聲音和視頻的錄制、存儲(chǔ)、播放等。隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今的微格教學(xué)系統(tǒng)不再是一個(gè)局限于特定場(chǎng)所的、僅有特定功能的系統(tǒng)，而是一套采用了先進(jìn)的數(shù)字化傳輸、數(shù)字化存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案、集微格教學(xué)、多媒體編輯、影視音像制作、多媒體存儲(chǔ)、視頻點(diǎn)播、數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)直播為一體的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.2 基于網(wǎng)絡(luò)版多媒體教室的簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)分析

2.2.1 簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)能有效整合利用多媒體教室的多媒體設(shè)備

傳統(tǒng)微格教室采用模擬音視頻信號(hào)記錄、回放，其教學(xué)設(shè)備也局限于電視機(jī)、黑板、幻燈機(jī)等，師范生微格教學(xué)時(shí)教學(xué)方法和模式受設(shè)備限制。隨著信息化教育的深化，信息化環(huán)境下教學(xué)技能的培養(yǎng)尤為重要，“訓(xùn)練過(guò)程的多媒體化”特征突出。利用多媒體教室的設(shè)備資源，加入微格教學(xué)的基本功能，不需新建達(dá)到更新微格教學(xué)環(huán)境的目的。

2.2.2 利用網(wǎng)絡(luò)版多媒體教室的IP攝像功能，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)微格教學(xué)基本功能

微格教學(xué)系統(tǒng)的基本功能是對(duì)教學(xué)的記錄、回放，通過(guò)觀摩、討論達(dá)到反饋糾正，提高教學(xué)技能的目的。我們現(xiàn)用基于IP的攝像機(jī)設(shè)備，采用MPEG4壓縮方式及其模塊，它內(nèi)置一個(gè)嵌入式Web Server?？梢杂脼g覽器觀看Web Server上的攝像機(jī)圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)云臺(tái)鏡頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。其攝像機(jī)圖像清晰度基本滿足微格教學(xué)，利用其工作原理進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)出軟件具有控制調(diào)節(jié)攝像機(jī)錄制、存儲(chǔ)、回放以及上傳、點(diǎn)播等功能，使之具有微格教學(xué)基本功能。

2.2.3 通過(guò)資源服務(wù)器，建立交流、評(píng)價(jià)反饋平臺(tái)

資源服務(wù)器端開(kāi)發(fā)交流平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)交流，記錄特定教學(xué)視頻的反饋信息。同時(shí)實(shí)現(xiàn)觀摩以及評(píng)價(jià)反饋本地化和它的網(wǎng)絡(luò)化。

2.3 簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)微格教學(xué)模塊的基本功能

綜合以上分析，要建立簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)，需要二次開(kāi)發(fā)出微格教學(xué)模塊以實(shí)現(xiàn)微格教學(xué)的功能，需要該模塊具有以下基本功能：

(1)用戶管理以及權(quán)限設(shè)置。

(2)控制調(diào)節(jié)攝像機(jī)視頻。

(3)教學(xué)視頻本地教室的存儲(chǔ)、回放、上傳。

(4)教學(xué)視頻的點(diǎn)播。

(5)網(wǎng)絡(luò)交流、評(píng)價(jià)反饋平臺(tái)。

3 簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)主要在原有多媒體教室基礎(chǔ)上加入微格教學(xué)模塊，微格教學(xué)模塊主要由服務(wù)器端和客戶端構(gòu)成。服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)、權(quán)限設(shè)置以及上傳后的教學(xué)視頻的管理等功能。客戶端由兩部分構(gòu)成，微格教學(xué)實(shí)施模塊和視頻點(diǎn)播模塊。微格教學(xué)實(shí)施模塊主要實(shí)現(xiàn)IP攝像機(jī)的控制調(diào)節(jié)，視頻錄制存儲(chǔ)管理以及上傳管理和回放的控制等功能。視頻點(diǎn)播模塊主要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播和交流、評(píng)價(jià)反饋功能。其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示：

3.2 服務(wù)器端

(1)服務(wù)器上注冊(cè)新用戶，服務(wù)器會(huì)在本地設(shè)定文件夾下自動(dòng)生成名字為該新用戶名的文件夾，客戶端登錄能訪問(wèn)本用戶的服務(wù)器端文件，能對(duì)服務(wù)器文件進(jìn)行下載或刪除。如果用IE瀏覽課件，管理員能點(diǎn)播服務(wù)器上的所用文件，普通用戶登錄只能點(diǎn)播該用戶的文件。

(2)用戶分為管理員和普通用戶兩大類。在用視頻錄制客戶端進(jìn)行課件錄制時(shí)，在客戶端界面中“服務(wù)器文件列表”和“本地文件列表”中只顯示所登錄的用戶的文件。

(3)反饋評(píng)價(jià)平臺(tái)是在服務(wù)器端建立的動(dòng)態(tài)網(wǎng)站，由在線實(shí)時(shí)交流和BBS板塊構(gòu)成。使用者登錄后需選定特定教學(xué)視頻方可進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(4)視頻文件管理功能實(shí)現(xiàn)是通過(guò)在服務(wù)器端進(jìn)行本地文件管理，服務(wù)器放置在控制室，只有系統(tǒng)管理員方可進(jìn)行文件管理(如圖2所示)。

3.3 客戶端

客戶端實(shí)現(xiàn)2個(gè)基本功能，微格教學(xué)基本功能和視頻點(diǎn)播、評(píng)價(jià)反饋功能。

3.3.1 微格教學(xué)實(shí)施模塊

在本模塊中，通過(guò)調(diào)用IP攝像機(jī)的嵌入式Web Server，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)微格教學(xué)實(shí)施模塊，界面如圖3所示，該模塊實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)攝像頭調(diào)節(jié)、錄制和存儲(chǔ)。在預(yù)覽時(shí)調(diào)節(jié)攝像頭到合適的位置可以進(jìn)行視音頻同步錄制，如果要存儲(chǔ)，在開(kāi)始錄制教學(xué)視頻文件前，輸入文件名，錄制時(shí)也可以對(duì)攝像頭進(jìn)行位置的調(diào)整。

(2)上傳管理。錄制結(jié)束本地文件列表里出現(xiàn)該錄制文件，如果需要到服務(wù)器上用作視頻點(diǎn)播，可以將文件上傳到服務(wù)器，也可以刪除該文件。可對(duì)服務(wù)器文件列表中的文件進(jìn)行下載和刪除。

(3)回放。在停止預(yù)覽和錄制的情況下，對(duì)于選定的文件可以進(jìn)行回放，暫停和停止操作。

3.3.2 視頻點(diǎn)播、評(píng)價(jià)反饋

基于IE的視頻點(diǎn)播。通過(guò)IE訪問(wèn)服務(wù)器，登錄進(jìn)入后選擇進(jìn)入點(diǎn)播功能和評(píng)價(jià)反饋平臺(tái)。管理員可對(duì)服務(wù)器上的所有文件進(jìn)行點(diǎn)播；普通用戶只能點(diǎn)播該用戶在服務(wù)器上的文件。

評(píng)價(jià)反饋平臺(tái)是具有在線聊天功能的聊天室和B B S構(gòu)成，用戶可以針對(duì)特定教學(xué)視頻文件進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)可以查閱其他用戶對(duì)自己的評(píng)價(jià)反饋。

3.4 對(duì)簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)的反思

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，經(jīng)過(guò)半年多的教學(xué)使用和微格教學(xué)使用。筆者通過(guò)對(duì)構(gòu)建過(guò)程、運(yùn)行情況和使用者的反饋意見(jiàn)的反思，總結(jié)出以下基本觀點(diǎn)：

(1)該系統(tǒng)為簡(jiǎn)易微格教學(xué)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)錄制、回放和點(diǎn)播功能。但是與專業(yè)微格教學(xué)系統(tǒng)相比功能太過(guò)簡(jiǎn)單。

(2)建立在網(wǎng)絡(luò)多媒體教室建設(shè)的基礎(chǔ)上，需要網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，基于校園網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)，但建議設(shè)計(jì)時(shí)網(wǎng)段獨(dú)立并且控制與校園網(wǎng)絡(luò)的連接。

(3)該系統(tǒng)評(píng)價(jià)反饋平臺(tái)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用沒(méi)有能夠發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐中評(píng)價(jià)反饋環(huán)節(jié)還是教師、學(xué)生在本地教室實(shí)時(shí)實(shí)施。平臺(tái)的功能沒(méi)有發(fā)揮且平臺(tái)的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行改進(jìn)。

(4)對(duì)多媒體教室的監(jiān)控?cái)z像I P的要求要相對(duì)高，本系統(tǒng)采用具有嵌入式Web Server的IP攝像機(jī)，分辨率480線彩色轉(zhuǎn)黑白,H.264的視音頻編碼技術(shù),實(shí)踐中教學(xué)錄像質(zhì)量還是差強(qiáng)人意，攝像機(jī)的選擇應(yīng)具有高分辨率，采用H.264的視音頻編碼技術(shù)以及嵌入式Web Server。

4 結(jié)束語(yǔ)

微格教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究對(duì)師范生教學(xué)技能的提高具有一定幫助，在網(wǎng)絡(luò)多媒體教室基礎(chǔ)上進(jìn)行微格教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建能起到整合利用資源和在較低成本基礎(chǔ)上提高微格教學(xué)環(huán)境作用，為信息化教學(xué)能力的培養(yǎng)創(chuàng)造軟硬件環(huán)境。系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)實(shí)用,對(duì)于要求不太高的微格教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建具有一定的實(shí)踐意義。

[1]劉艷，崔永濱.微格教學(xué)初探[J].哈爾濱師專學(xué)報(bào),1996，2

[2]周躍良，肖冬寶.基于播客的簡(jiǎn)易微格教學(xué)及其應(yīng)用研究[J].中國(guó)電化教育，2009，9

Abstract: With the rapid development of information technology in education, the microteaching environment has to face the corresponding changes in informationlization and networking. However, to construct such professional microteaching classrooms has greatly increased the education cost. This paper mainly discusses the conceiving and its realization of forming a set of simple Microteaching System by converting the previous multimedia classrooms into new ones by using the IP camera.

Key words: network multimedia classroom; microteaching; the IP camera

The construction of microteaching system based on network multimedia classroom

Peng Fei1, Wang Zhi2
1.Huainan normal university, Huainan, 232001, China 2.Huainan bureau of education, Huainan, 232001, China

2010-11-22

彭飛，碩士，講師。

安徽省高等學(xué)校省級(jí)優(yōu)秀青年人才基金項(xiàng)目“混合學(xué)習(xí)提高師范生教育技術(shù)能力的有效性研究”(編號(hào)：2011SQRW113)。