基于网络多媒体教室的微格教学系统构建

彭 飞 王 智

1.淮南师范学院 安徽淮南 232001 2.淮南市教育局电教馆 安徽淮南 232001

基于网络多媒体教室的微格教学系统构建

彭 飞1王 智2

1.淮南师范学院 安徽淮南 232001 2.淮南市教育局电教馆 安徽淮南 232001

随着信息化教育的发展，微格教学环境面临着信息化和网络化的改变，专业微格教室的建设增加了教育成本。主要探讨在现有网络多媒体教室设备资源的基础上，利用IP摄像机对整个教室媒体环境进行二次开发，构建简易的微格教学系统的设想及实践。

网络多媒体教室；微格教学；IP摄像机

随着教育信息化的发展，各院校网络化多媒体教室的建设成为发展主流，对于师范院校而言，微格教学系统的建设同样面临数字化和网络化的发展趋势，然而单独建设微格教学系统花费较高，使用时间短、使用率相对低，如能结合网络多媒体教室的建设，进行二次开发，将微格教学功能模块接入进来，将大大降低微格教学系统建设的投入，同时能够充分利用现有的资源。

1 网络多媒体教室基本功能

现在常见的公司，如中庆、竞业达、首智、奕星等均有网络版多媒体中控产品，而安徽省部分高校如中国科技大学、合肥工业大学、安徽农业大学、安徽医学院、安徽理工等大学也建设了网络多媒体教室系统。归纳起来网络多媒体教室一般具有以下功能：

(1)集中远程控制：在控制室通过网络远程管理控制各个教室，包括：远程开启电子讲台、控制教室单个设备(如投影机、屏幕等)、远程切换、投影延时开关机以及实时监控各教室使用情况和设备运行情况等。

(2)基于IP摄像头视频监控，报警系统功能。

(3)网络资源共享，课件点播浏览，实时素材存储等功能。

(4)远程设备监测：网管中心可实时监测教室设备使用状态，如随时了解教室端中控系统、投影等设备的使用状态、已使用时间、开启次数等。

(5)网络教学视频直播：可将主讲教室的讲课内容和电脑画面实时压缩传输给校园网上其他用户。

2 简易微格教学系统分析

2.1 微格教学系统

微格教学是师范生和在职教师掌握课堂教学技能的一种培训方法，它又被称为“微型教学”“微观教学”“小型教学”等。实践和研究认为：微格教学是一个有控制的实践系统，它使师范生和教师有可能集中解决某一特定的教学行为，或在有控制的条件下进行学习。它是建立在教育教学理论、视听理论和技术基础上，系统训练教师教学技能的方法。

微格教学系统则为微格教学提供软硬件支持平台，实现录像及回放、评价与指导、共享与交流基本教学功能，反映在技术功能上就是“录像、回放、共享、通讯”。最重要的技术基础就是进行模拟教学时声音和视频的录制、存储、播放等。随着技术的发展，当今的微格教学系统不再是一个局限于特定场所的、仅有特定功能的系统，而是一套采用了先进的数字化传输、数字化存储和网络应用方案、集微格教学、多媒体编辑、影视音像制作、多媒体存储、视频点播、数字化现场直播为一体的数字化网络系统。

2.2 基于网络版多媒体教室的简易微格教学系统分析

2.2.1 简易微格教学系统能有效整合利用多媒体教室的多媒体设备

传统微格教室采用模拟音视频信号记录、回放，其教学设备也局限于电视机、黑板、幻灯机等，师范生微格教学时教学方法和模式受设备限制。随着信息化教育的深化，信息化环境下教学技能的培养尤为重要，“训练过程的多媒体化”特征突出。利用多媒体教室的设备资源，加入微格教学的基本功能，不需新建达到更新微格教学环境的目的。

2.2.2 利用网络版多媒体教室的IP摄像功能，进行二次开发实现微格教学基本功能

微格教学系统的基本功能是对教学的记录、回放，通过观摩、讨论达到反馈纠正，提高教学技能的目的。我们现用基于IP的摄像机设备，采用MPEG4压缩方式及其模块，它内置一个嵌入式Web Server。可以用浏览器观看Web Server上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。其摄像机图像清晰度基本满足微格教学，利用其工作原理进行二次开发，开发出软件具有控制调节摄像机录制、存储、回放以及上传、点播等功能，使之具有微格教学基本功能。

2.2.3 通过资源服务器，建立交流、评价反馈平台

资源服务器端开发交流平台，可实现在线实时和非实时交流，记录特定教学视频的反馈信息。同时实现观摩以及评价反馈本地化和它的网络化。

2.3 简易微格教学系统微格教学模块的基本功能

综合以上分析，要建立简易微格教学系统，需要二次开发出微格教学模块以实现微格教学的功能，需要该模块具有以下基本功能：

(1)用户管理以及权限设置。

(2)控制调节摄像机视频。

(3)教学视频本地教室的存储、回放、上传。

(4)教学视频的点播。

(5)网络交流、评价反馈平台。

3 简易微格教学系统设计与实现

3.1 简易微格教学系统功能结构

简易微格教学系统主要在原有多媒体教室基础上加入微格教学模块，微格教学模块主要由服务器端和客户端构成。服务器端实现用户注册、权限设置以及上传后的教学视频的管理等功能。客户端由两部分构成，微格教学实施模块和视频点播模块。微格教学实施模块主要实现IP摄像机的控制调节，视频录制存储管理以及上传管理和回放的控制等功能。视频点播模块主要实现点播和交流、评价反馈功能。其功能结构如图1所示：

3.2 服务器端

(1)服务器上注册新用户，服务器会在本地设定文件夹下自动生成名字为该新用户名的文件夹，客户端登录能访问本用户的服务器端文件，能对服务器文件进行下载或删除。如果用IE浏览课件，管理员能点播服务器上的所用文件，普通用户登录只能点播该用户的文件。

(2)用户分为管理员和普通用户两大类。在用视频录制客户端进行课件录制时，在客户端界面中“服务器文件列表”和“本地文件列表”中只显示所登录的用户的文件。

(3)反馈评价平台是在服务器端建立的动态网站，由在线实时交流和BBS板块构成。使用者登录后需选定特定教学视频方可进行评价。

(4)视频文件管理功能实现是通过在服务器端进行本地文件管理，服务器放置在控制室，只有系统管理员方可进行文件管理(如图2所示)。

3.3 客户端

客户端实现2个基本功能，微格教学基本功能和视频点播、评价反馈功能。

3.3.1 微格教学实施模块

在本模块中，通过调用IP摄像机的嵌入式Web Server，进行二次开发，实现微格教学实施模块，界面如图3所示，该模块实现以下功能：

(1)摄像头调节、录制和存储。在预览时调节摄像头到合适的位置可以进行视音频同步录制，如果要存储，在开始录制教学视频文件前，输入文件名，录制时也可以对摄像头进行位置的调整。

(2)上传管理。录制结束本地文件列表里出现该录制文件，如果需要到服务器上用作视频点播，可以将文件上传到服务器，也可以删除该文件。可对服务器文件列表中的文件进行下载和删除。

(3)回放。在停止预览和录制的情况下，对于选定的文件可以进行回放，暂停和停止操作。

3.3.2 视频点播、评价反馈

基于IE的视频点播。通过IE访问服务器，登录进入后选择进入点播功能和评价反馈平台。管理员可对服务器上的所有文件进行点播；普通用户只能点播该用户在服务器上的文件。

评价反馈平台是具有在线聊天功能的聊天室和B B S构成，用户可以针对特定教学视频文件进行评价，同时可以查阅其他用户对自己的评价反馈。

3.4 对简易微格教学系统的反思

该系统设计完成后，经过半年多的教学使用和微格教学使用。笔者通过对构建过程、运行情况和使用者的反馈意见的反思，总结出以下基本观点：

(1)该系统为简易微格教学系统，能实现录制、回放和点播功能。但是与专业微格教学系统相比功能太过简单。

(2)建立在网络多媒体教室建设的基础上，需要网络稳定，基于校园网可以实现，但建议设计时网段独立并且控制与校园网络的连接。

(3)该系统评价反馈平台的设计和应用没有能够发挥网络的优势，在实践中评价反馈环节还是教师、学生在本地教室实时实施。平台的功能没有发挥且平台的设计需要进行改进。

(4)对多媒体教室的监控摄像I P的要求要相对高，本系统采用具有嵌入式Web Server的IP摄像机，分辨率480线彩色转黑白,H.264的视音频编码技术,实践中教学录像质量还是差强人意，摄像机的选择应具有高分辨率，采用H.264的视音频编码技术以及嵌入式Web Server。

4 结束语

微格教学系统的设计与应用研究对师范生教学技能的提高具有一定帮助，在网络多媒体教室基础上进行微格教学系统构建能起到整合利用资源和在较低成本基础上提高微格教学环境作用，为信息化教学能力的培养创造软硬件环境。系统最大的特点是经济实用,对于要求不太高的微格教学系统的构建具有一定的实践意义。

[1]刘艳，崔永滨.微格教学初探[J].哈尔滨师专学报,1996，2

[2]周跃良，肖冬宝.基于播客的简易微格教学及其应用研究[J].中国电化教育，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

彭飞，硕士，讲师。

安徽省高等学校省级优秀青年人才基金项目“混合学习提高师范生教育技术能力的有效性研究”(编号：2011SQRW113)。