新技術(shù)環(huán)境下數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)與管理

新技術(shù)環(huán)境下數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)與管理

1.練某一技能、技巧的教學(xué)法微格課程也被稱為視頻反饋課程，被稱為“微教育”和“小教育”。微格教學(xué)是指在有限的時(shí)間和空間內(nèi),利用現(xiàn)代多媒體、視頻錄制等設(shè)備,幫助被培訓(xùn)者訓(xùn)練某一技能、技巧的教學(xué)方法。它是一個(gè)可控的實(shí)踐系統(tǒng),利用這個(gè)系統(tǒng)可使培訓(xùn)者有可能集中解決某一特定技能的教學(xué)行為,或在有控制的條件下進(jìn)行學(xué)習(xí)。是構(gòu)建在教育教學(xué)理論、傳播理論、視聽理論和現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上,該系統(tǒng)是訓(xùn)練教師教學(xué)技能的一種較為先進(jìn)的教學(xué)方法。數(shù)字化微格教學(xué)系統(tǒng)采用當(dāng)前先進(jìn)的數(shù)字化傳輸、存儲和應(yīng)用方案,整個(gè)系統(tǒng)方案由總控室和多個(gè)微格室組成。該系統(tǒng)建成后,將會成為集數(shù)字微格教學(xué)、精品課程錄播系統(tǒng),遠(yuǎn)程教育錄播系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻直播和點(diǎn)播系統(tǒng)、影音編輯與制作系統(tǒng)、多媒體資源云存儲系統(tǒng)為一體的現(xiàn)代綜合云網(wǎng)絡(luò)數(shù)字系統(tǒng)。2.傳統(tǒng)微格系統(tǒng)的局限性傳統(tǒng)微格系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1,主要由三個(gè)部分構(gòu)成:主控系統(tǒng)、客服系統(tǒng)與配套的音視頻系統(tǒng)。由圖一可以看出,這是一個(gè)封閉型的孤立系統(tǒng),有著流程簡單,便于操作,需要管理人員少等優(yōu)點(diǎn)。隨著教育的發(fā)展,首先是“學(xué)生主體”這一新教育理念與“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新教學(xué)模式的出現(xiàn),傳統(tǒng)微格系統(tǒng)暴露出它的極大的局限性,這些局限性主要都是由于它的封閉性和孤立性產(chǎn)生的。(1)交互性只局限在封閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行,難以擴(kuò)展交互領(lǐng)域與范圍。(2)功能拓展較難,設(shè)備利用率低。(3)缺乏外延性,難以形成教育教學(xué)資源的有效整合。(4)難以滿足新的教育理念和新的教學(xué)模式。由于這些缺陷,云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。3.開發(fā)虛擬資源服務(wù)云計(jì)算是近幾年興起的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。云計(jì)算是指服務(wù)的交互和使用模式,是完全建立在可自我維護(hù)和管理的虛擬資源層上的。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的,它具有超大規(guī)模、虛擬化、安全性等獨(dú)特功效。其特點(diǎn)有計(jì)算資源集成提高設(shè)備計(jì)算能力,軟硬件相互隔離減少設(shè)備依賴性,分布式數(shù)據(jù)中心保證系統(tǒng)容災(zāi)能力,虛擬資源池為用戶提供彈性服務(wù),平臺模塊化設(shè)計(jì)體現(xiàn)超大規(guī)模,虛擬化,共享性,可擴(kuò)展性云存儲技術(shù)等。4.多媒體課堂教學(xué)系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)是高校實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)的重要組成部分,也是數(shù)字化管理校園的重要組成部分。如下面圖二所示,它是一個(gè)開放型、擴(kuò)展型系統(tǒng),以多媒體課堂教學(xué)為基礎(chǔ),通過微格教學(xué)錄制系統(tǒng)、評課系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)、交互系統(tǒng)、教學(xué)管理系統(tǒng)、多媒體資源云存儲系統(tǒng)等幾部分的協(xié)同作業(yè)。構(gòu)建起集多媒體教學(xué)、交互教學(xué)、資源管理、教學(xué)評價(jià)、網(wǎng)絡(luò)視頻直播和點(diǎn)播系統(tǒng)于一體的教育教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng),教師教育技能訓(xùn)練中心,網(wǎng)絡(luò)視頻云存儲系統(tǒng)。4.1.錄像、上傳、發(fā)育主控室是整個(gè)系統(tǒng)的核心,能對每間小微格進(jìn)行集中管理、控制,并考慮了今后的擴(kuò)展需要;每間微格教室安裝了計(jì)算機(jī)、高清攝像機(jī)、液晶電視、拾音系統(tǒng)等設(shè)備,除了在主控室能進(jìn)行集中的錄像外,每間微格都能自己在本教室進(jìn)行錄像、回放、點(diǎn)評。其中,根據(jù)需要,可以建設(shè)一間或者兩間大微格教室,利用微格教室的智能跟蹤系統(tǒng),高清攝像頭,導(dǎo)播機(jī),錄播機(jī),編輯機(jī)等,減少設(shè)備的重復(fù)投入和閑置,節(jié)約資源與成本,同時(shí)滿足與視頻相關(guān)的多種用途,具有視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)智能化、系統(tǒng)集成化、用戶管理智能化、視頻資源管理云存儲網(wǎng)絡(luò)化。4.2.實(shí)時(shí)視頻同步反饋(1)集中管理、控制功能模塊:微格教學(xué)系統(tǒng)采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)控制方式,主控室能集中管理,觀看到各個(gè)微格教室的使用情況,可以分別對各個(gè)教室的攝像機(jī)進(jìn)行推拉、變焦和云臺操作,使記錄的視頻更加靈活、真實(shí)、有效。通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步采集教師的圖像、聲音、教師計(jì)算機(jī)屏幕內(nèi)容,同步生成流媒體視頻。(2)微格訓(xùn)練,互動教學(xué)功能模塊:支持微格點(diǎn)評方式,可實(shí)時(shí)點(diǎn)評、互評、文字交流、實(shí)時(shí)打分。實(shí)現(xiàn)中控室與微格教室一對一或一對多的交互微格教學(xué),及時(shí)反饋評價(jià),分析問題,解決問題,進(jìn)行自我評價(jià)和自我糾正。(3)客觀、全面的及時(shí)反饋評價(jià)功能模塊:微格教室的主要優(yōu)勢就在于它的功能。能實(shí)時(shí)反饋,學(xué)生評價(jià),教師點(diǎn)評,雙向交流,可以進(jìn)行面對面交流,也可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)雙向交流,這樣,受訓(xùn)成本、時(shí)間、范圍和效率可大大提高。教師在線實(shí)時(shí)觀看視頻或在回放過程中,在線打分,結(jié)束后,自動進(jìn)行技能分?jǐn)?shù)匯總,生成并存儲文檔。5.云計(jì)算數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)的擴(kuò)展和兼容性模塊的構(gòu)建5.1.視頻錄播與點(diǎn)火技術(shù)數(shù)字視頻錄播與點(diǎn)播模塊,該模塊是采用先進(jìn)的視頻云計(jì)算技術(shù),通過虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化。是通過類似于ParallelsDesktop、VMware軟件將一臺服務(wù)器分成多個(gè)虛擬機(jī),使CPU、內(nèi)存和帶寬達(dá)到最高的利用率。也可通過在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),將流媒體內(nèi)容上傳到中心節(jié)點(diǎn)服務(wù),也可分享到各“邊緣”節(jié)點(diǎn)或虛擬節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)云服務(wù)功能。從而解決用戶訪問量大、對骨干網(wǎng)帶來擁塞等問題,提高用戶訪問流媒體的范圍和響應(yīng)速度。采用國際較先經(jīng)的內(nèi)容混合優(yōu)化技術(shù),并支持不同碼流的多種媒體格式,分發(fā)在云服務(wù)器設(shè)備上進(jìn)行混合部署,極大地節(jié)省了服務(wù)器群資源優(yōu)化。視頻錄播與點(diǎn)播采用智能權(quán)限管理,可以控制用戶、在何地、在何時(shí)、可以訪問何種資源,保證資源安全性?？蛻舳司哂卸喾N格式文件上傳和下載功能,可以通過互聯(lián)網(wǎng)方式進(jìn)行遠(yuǎn)程資料源的上傳與下載。5.2.智能一卡通的設(shè)計(jì)思路在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展下,網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)字化,高清化,多媒體化的應(yīng)用中,對視頻有著更高的要求,視頻資源的存儲和傳播是很多高校的瓶頸,這樣我們在建設(shè)數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)的同時(shí),綜合分析,全面考慮。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)造的過程中,堅(jiān)持統(tǒng)一構(gòu)思、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、模塊化構(gòu)造、擴(kuò)展方便、分步實(shí)施的設(shè)計(jì)理念,同時(shí)滿足多系統(tǒng),多平臺的存儲功能,兼容遠(yuǎn)程教育系統(tǒng),精品課程錄播系統(tǒng),視頻會議等。同時(shí)考慮學(xué)校以后的擴(kuò)展需求,形成一個(gè)層次建設(shè)性的微格教學(xué)管理系統(tǒng)。為充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),智能一卡通由教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)籍檔案管理系統(tǒng)、消費(fèi)管理系統(tǒng)等組成的現(xiàn)代化智能一卡通系統(tǒng)。在數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)中,其視頻服務(wù)的架構(gòu),應(yīng)滿足云存儲的擴(kuò)展平臺,滿足視頻資源的統(tǒng)一管理和利用。5.3.教室跟蹤及數(shù)字微格教室建設(shè)通過構(gòu)建基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化微格教學(xué)系統(tǒng),對師范生開展教學(xué)技能培訓(xùn),有效推動了校園信息化的建設(shè),創(chuàng)造了合作交流與優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源的共建共享平臺,有效地提升了微格教學(xué)設(shè)備的利用率與綜合性能,促進(jìn)了微格教學(xué)理論和應(yīng)用水平的提高。數(shù)字視頻錄播與點(diǎn)播系統(tǒng)是基于IP網(wǎng)絡(luò)的純軟件多媒體實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程互動系統(tǒng)。充分利用現(xiàn)有的微格教學(xué)系統(tǒng)中的高清攝像頭,視頻服務(wù)器,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等設(shè)備,同時(shí)滿足如下幾個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用。智能跟蹤系統(tǒng):是采用先進(jìn)的空間圖像跟蹤技術(shù),可對教室的主體目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,自動推拉,智能切換,保證跟蹤效果與人工拍攝水準(zhǔn)媲美。整個(gè)跟蹤過程連續(xù)、穩(wěn)定、勻滑,畫面清晰穩(wěn)定。遠(yuǎn)程教育錄播系統(tǒng):該系統(tǒng)可以通過數(shù)字微格大教室,對其進(jìn)行視頻的錄播和轉(zhuǎn)播來滿足遠(yuǎn)程錄播系統(tǒng),不需要設(shè)備的再次投入,能直接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播和點(diǎn)播,數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)其中的功能可滿足。視頻會議系統(tǒng):充分利用數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)中的大,中,小微格教室,進(jìn)行開展不同需要的視頻會議,同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直播和點(diǎn)播功能。精品課程數(shù)字錄播系統(tǒng):在數(shù)字微格教室建設(shè)時(shí),可選擇一間大的教室,重點(diǎn)建設(shè),根據(jù)精品課程教室的要求,建設(shè)智能化多媒體,多功能的精品微格教室,采用固定式課程錄播工作站,擴(kuò)展探測、跟蹤、定位、智能策略等模塊實(shí)現(xiàn)。采用智能跟蹤技術(shù),靈活準(zhǔn)確的調(diào)度現(xiàn)場的攝像機(jī)、拾音器等采集設(shè)備,實(shí)現(xiàn)課堂無干擾、無控制、無人值守的精品課程全自動智能錄播系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)際需要,設(shè)計(jì)功能,綜合分析利用,在建設(shè)數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)的同時(shí),綜合考慮,一套系統(tǒng),多種功能,多種用途,高效率,低成本,智能化工程,全方位建設(shè)現(xiàn)代數(shù)字云計(jì)算機(jī)中心。其擴(kuò)展性為網(wǎng)絡(luò)平臺必須適應(yīng)云計(jì)算發(fā)展,兼顧擴(kuò)展性和兼容性,能接入新云計(jì)算中心、新終端,移動端,高速全方位提供服務(wù)。滿足不同終端的需求、接入方便快捷,使范圍最大化,降低、可控,簡化對終端的要求,實(shí)現(xiàn)有線與無線