基于MOOC理念的“视频信息处理”课程的研究

张 倩， 郭文凤， 陈佳佳， 王 斌， 黄继风

(上海师范大学 信息与机电工程学院， 上海 200234)

基于MOOC理念的“视频信息处理”课程的研究

张 倩， 郭文凤， 陈佳佳， 王 斌， 黄继风

(上海师范大学 信息与机电工程学院， 上海 200234)

大规模开放式在线课程MOOC(Massive Open Online Courses)近年来受到国内外教育界的高度关注。本文试以MOOC理念梳理“视频信息处理”课程，分析其优劣，探讨优化教学模式，改革教学方式，开发教学资源，应用全新的MOOC教学理念为广大学生提供更加优质的教学资源。

大规模开放在线课程；视频信息处理；教学改革

0 引言

大规模开放式在线网络课程MOOC(Massive Open Online Courses)也称为“慕课”[1]。这种授课形式是近年来高等教育领域里新兴的教育模式，是信息时代传统教育与信息化平台融合的结晶。MOOC这一新兴事物，已让大众看到了推动未来高等教育新一轮变革的希望[2,3]。

在今天信息技术和互联网技术迅猛发展的同时，视频信息技术在生活的各方面应用越来越广泛，影视制作技术突飞猛进。因此，视频信息处理技术在电视和电影发展中的作用越来越重要。

“视频信息处理”课程是传授该技术的一门新兴课程，是学生接触的第一门较全面地介绍视频编码、解码、传输、播放的课程，它与“数字信号处理”、“数字图像处理”、“多媒体通信”等电子类学科的核心课程关系紧密。在MOOC理念广泛被采纳的背景下，充分利用MOOC课程特点，结合“视频信息处理”相关的网络资源的文字、图像、视频等各种资料，调动学生的积极性，激发学生对“视频信息处理”课程的学习热情，培养其自主学习的能力无疑是有意义的。

本文从MOOC的全新理念出发，跟“视频信息处理”课程建设相结合，从教学内容规划、实践创新能力培养方面进行了探索和研究。

1 MOOC的相关研究

2005年，曼尼托罗大学的乔治·西蒙斯首先提出网络时代的连通学习理念。他认为未来的课堂教育要改变传统的静态的、固定的、单一的课程模式。而未来的学习过程也将变成在交互的知识网中学习、形成学生自己的知识的过程。爱德华王子岛大学的戴夫·科米尔和加拿大国家通识教育技术应用研究院的布莱恩·亚历山大首次提出“MOOC”这一概念。其定义是把教师和课程的富媒体资源都集中在网络上的一种课程，因此，慕课的课程形式是开放的、而参与者越多则这种学习方式越有效。

MOOC可以通过网络将不同高校的精品课程免费提供给世界范围内的学习者，给大家带来新颖的学习体验和优质的课程资源，也给现行教育体制带来冲击。

MOOC作为现代高等教育和信息技术的集大成者，被誉为互联网时代最具代表性的产物[2]。

2 MOOC的优势和特点

不同于传统的课堂学习方式和网络授课形式，MOOC提供了包涵整个教学过程的课程平台。

MOOC主要特点如下[4，5]：

1)求学人数众多

在求学者的人数上，相比于传统课程只有几十个或几百个学生，MOOC一门课程动辄上万人，从目前主要的慕课平台的注册人数来看，国际主流平台Udacity的注册人数已超过百万。

2) 开放性的在线教育

随着信息技术的不断发展，世界各地的学习者只要有条件上网就可以免费享受这些优质课程资源。随着慕课平台课程的多样化，教师可以随时随地展开教学，即使是在灾难、救助等紧急情况中。这种方式也不受时空限制。从而打破了传统教育受国籍、年龄、语言、文化、人种等因素的限制，不论阶层、肤色、国籍的求学者都可以和世界各地的同行专家交流互动。

MOOC的优势体现在：

(1)共享丰富的优质资源：由于慕课的主讲一般都是国内外著名院校或研究机构的名师名课，课程学习者可以根据自己的需求选择任意喜欢的名师来指导学习、共享优质资源；

(2)实时的互动功能：MOOC的特色和亮点之一是互动，授课平台能满足在线实时互动来解答疑问的要求，并设有题库供学生学习；

(3)人性化的课程时间设计：MOOC的课程设计是根据学生的注意力和关注度进行的，一般一节课控制在15-20分钟，符合学习规律，避免了学习者的注意力不集中问题；

(4)贴近现实学习：慕课平台的课程体验接近现实学习，课程语言形象生动。课程采用富媒体居多，使学习者的学习体验更完整，更能提高学生学习热情[4]。

3 基于MOOC的课程建设

国内、外学者对怎么把MOOC应用到“视频信息处理”课程中的问题进行了广泛探讨，归纳起来可以概括为两种途径：

(1)“视频信息处理”课程MOOC化。通过集中课程的各种优势资源共建“视频信息处理”的慕课，从而实现课程内容和教师辅导的规范化和专业化，学习者可以根据自身的情况选择课程内容。

(2)国际慕课课程的本校化。由于在校的很多学生在完成“视频信息处理”课程后，往往达不到自主学习“视频信息处理”课程的水平，因此，可以允许学生直接选修国际“慕课”，而专业课的教师也可以根据国际课程资源需要，调整该课程的学习体系、教学内容，从而激发学生学习兴趣，提高他们的学习热情[7]。

基于我校MOOC的“视频信息处理”课程建设充分利用了多媒体资源，例如在视频编解码部分，运动估计、运动补偿的抽象的运行原理以动画的形式直观地展示给学生，以此来增加课堂教学的互动性和信息量，从而提高学生的兴趣。再如可以动画模拟视频采集的过程，让学生更直观地了解码比特率的产生和比特流的传输、在编码过程中传统编码器的各部分的输入、输出等情况。课程建设上，还采用诸如比较法等先进的教学方法，如比较传统的JM、HM等编码方式的优缺点来进行实践教学，让学生清楚地理解这些编码器各个编码部件的组成和详细设计，完成编码器的逐层解剖并理解编码过程中的各部分及其语法描述。通过实际视频编码原理分析，让学生清楚地看到编码单元内部程序：差分脉冲编码调制、运动估计、运动补偿、变换、量化、熵编码、码率控制、解码输出等内容，提高学习兴趣。

作为一个新生事物，MOOC在“视频信息处理”课程中的建设，还存在一些需要进一步研究的问题，如以下几方面：

1)课程退课率高

虽然MOOC注册人数很多，但真正能持续修读完课程的人数少之又少，退学率高。

2)教师的水平需要经受考验

目前为止还没有一套对教师进行MOOC培训的教程，仅依靠教师自己探索、尝试，这些都会影响MOOC课程的教学质量。

3)成绩评价不成熟

虽然MOOC从理论上来说可以采用多样化的评价方法，实际上目前的MOOC课程的成绩仍然依赖于教师评价的传统方法。

面对上面提出的几个方面的不足，可以采取如下方法解决[4-6]:

(1)通过富媒体资源创建完善的学习体系：由于“视频信息处理”慕课的课程有丰富的富媒体资源，我们可以在网络终端提供给学生方便解决问题的工具。其次，学生对网站的论坛利用率不高，因此可以增加教师的引导和面对面的交流机会，这也是完善学习支持服务体系的一种策略。

(2)建设适应MOOC模式的高水平师资队伍：MOOC模式能否发挥其应有的作用，取决于教学的教师。需要组建一套标准化的教师培养体系，另外招聘的教师一定要注重视频信息处理方面的基本专业技能，并熟悉MOOC的教学环境。

(3)改进MOOC的成绩评价体系：现在MOOC有网络教育的优势，教师可以在本地课堂有针对性的对学生进行提问答疑，通过深度互动和讨论的方式给定学生成绩。

4 “视频信息处理”教改的效果预估

为了便于对后续课程的改革做出指导，并且提高学生们的学习热情和实现专业知识的培养，需要定期分析教学改革的效果，主要包涵以下方面：

(1)对学习兴趣的影响

对学生的学习兴趣的影响，不仅体现在理论学习部分。在相应的实践环节包括对编码理论的探索、运动估计及运动补偿的实现、软硬件的分析等都能够实现独立操作、深入分析。

(2)对教学目标的影响

教学目标包括基本理论目标和实践完成目标。基本理论目标体现在学生对基本编码器的工作原理的认识和了解。实践完成目标包括学生对DCT变换、量化、熵编码、码率控制等都有所尝试和实践。这对于培养高素质创新人才有着至关重要的影响。

5 结语

本文在MOOC理念的基础上，结合我们自己在“视频信息处理”教学方面的教学经验，探讨了在MOOC理论下结合“视频信息处理”课程的实施中可能遇到的问题，并提出了相应的对策。

[1] 邓宏钟.“慕课”发展中的问题探讨.北京：科技创新导报[J].2013,No.19：212-213.

[2] 陈肖庚.MOOC的发展历程及主要特征分析. 北京：现代技术教育[J].2013,23(11)：5-8.

[3] 祁博.基于MOOC的云学习环境研究. 北京：计算机教育[J].2014,(9)：26-27.

[4] 徐明.基于MOOC理念的网络信息安全系列课程教学改革[J].长沙：高等教育研究学报.2013,36(3)：17-19.

[5] 汪基德.MOOC热背后的冷思考[J].北京：教育研究.2014：104-110.

[6] 李曼丽.MOOC学习者课程学习行为分析[J].上海：开放教育研究.2015,21(2)：63-67.

Research of Video Information Processing Course Based on MOOC Concept

ZHANG Qian，GUO Wen-feng，CHEN Jia-jia，WANG Bin, Huang Ji-feng

(CollegeofInformation,MechanicalandElectricalEngineering,ShanghaiNormalUniversity,Shanghai200234,China)

Massively Open Online Courses (MOOC) has become a hot research pot and got highly attention by the educational circles over the years. this paper tries to analysis of Video Information Processing course using MOOC concept with the advantages and disadvantages, discusses the methods of perfecting teaching modes, reforms the education method and develops teaching resources by applying the MOOC teaching concept.

Massively Open Online Courses; video information processing; education reform

2015-06-25;

2015-10- 08

张 倩(1983-)，女，讲师，博士，主要从事视频编码的教学和研究工作，E-mail：qianzhang@shnu.edu.cn

H319． 3

A

1008-0686(2016)02-0050-03