微课音频质量分析模型及应用研究

李一迪，方海光，郑 红，刘嘉琪

（1.首都师范大学 教育技术系，北京 100048；2.六纬路小学，辽宁 丹东 118000）

一、引言

微课引领了移动互联网大规模学习服务的新时代，让随时随地的学习成为了可能。[1]一般认为微课是以视频作为主要载体，供学习者随时随地进行学习，可以作为日常教学的辅助，也是教师教、学生学的一种教学形式。教育部全国教师网络培训中心发布的《关于举办首届全国高校微课大赛的通知》中对微课的定义为:“微课”是指以视频为主要载体，记录教师围绕某个知识点或教学环节所开展的简短、完整的教学活动。[2]国内较早进行微课探索的团队认为微课是以教学视频为主要载体，记录教师在课堂教学中针对某个知识点或教学环节而开展精彩的教与学活动中所需各种教学资源的有机结合体。[3]实际上，国内外研究的焦点主要聚集在中小学课堂教学领域中，从微课相关研究的论文上来看多见于对微课的设计与应用、发展方向上进行研究，而关于微课音频效果的研究相对较少。

二、微课音频的理论基础及影响因素分析

微课作为一种具有视听结合效果的教学资源，在有明确教学目标的情境下，能在短时间内集中说明一个问题。教学设计以实用性学习目标为主，以解决实际问题为中心来组织学习内容[4]，因此，微课的选题和内容是吸引学习者学习欲望的关键，其视听呈现也直接影响着教学效果。微课的音频质量效果是打动学习者、激发学习者学习兴趣的关键。学习者在学习微课的同时也会对微课的听觉效果、所触发的感染力有更多期待。作为以教学或应用为目的的在线式教学视频，微课主要针对使用移动设备、计算机等进行学习额学习者，而并非传统的面授形式。

微课音频相关的理论基础包括：①视听语言及原理。视听语言包括视觉语言和听觉语言[5]，作为视听艺术特有的传播媒介，视听语言有着蒙太奇的广义概念并能够呈现出独特的美学价值。一方面来讲，视听语言是一种电影思维方法；另一方面来讲，视听语言也是一种艺术表现形式。微课作为一种以视频作为载体的课程，体现着视听语言特点的艺术表现形式，是针对某一教学目标来阐述一个问题的课程[6]。②传播学理论。传播学是20世纪40-50年代诞生的一门研究社会信息系统及其运行规律的社会学科。微课是现代科学技术的产物、一种大众传播媒介，抛弃了传统的传播形式，将传统的单向传播转换成互动性的传播方式。以学习或教学为目的的微课作为一种教学视频，音频、画面和观赏性在一定程度上都会有较高的要求。既要突出画面所表示的教学内容，也要给微课画面配上相应的讲解。微课是视觉、听觉和触觉的延伸，一个好的音频可以增加学习者对于微课的学习兴趣，也能更好地体现出作为以视频为载体的微课对于视听语言艺术的完美体现。

影响音频的因素包括：①音频振动与频率。音频是由物体振动产生的，是多媒体技术中的重要元素之一，正在发声的物体称为声源，音频到人的耳膜，再通过人的听觉神经，便可察觉到音频的存在。为了达到最合适的录音效果，需要找到较小的音频频率平衡差，也就是85分贝左右为最佳。一个音频的响度和音调同样可以影响到人耳对其音色的感觉，同时也会受到频率的影响，频率越高音调越高。响度、音高、音色，立体感、空间感、层次感、方位感等也是影响音频质量的主观方面因素[7]，主观因素与客观因素共同决定了微课的音频呈现效果。②数字音频文件格式。音频表示的是声音或者音乐，是一个随时间变化的实体，是模拟数据的例子。数字音频是将真实的数字信号保存起来,然后通过声卡恢复成声音[8]。在存储音频文件到计算机中时，音频信号必须要需要经过采样、量化、编码。音频是否有损对于微课视频的音频效果也是大不相同的。数字压缩有两类，无损压缩和有损压缩。有损编码或多或少会导致音质降低，如常用的格式：MP3、ACC等。有损压缩在进行编码时，允许进行较大量化压缩但人耳并未能察觉变化，而且所需存储空间较小，常被使用。无损压缩可以保证传输的音频数据完好无损，不失真，例如：WAV、APE、FLAC等。无损压缩所产生的文件较大，多用于存储简短的音频片断，不适合存储时长较长的音频。③录音及后期处理。由于各种原因，在录音、扩声或音频传输过程中，噪声问题一直存在[9]，最终导致所录制的音频质量不佳，除了人声被录入之外，例如：风声、空气的流动声、呼吸声等也会被录入。在录音之前要做好充分的准备，例如：给话筒加上防喷罩，话筒的摆放位置等。通过合理的降噪，减少共鸣，使音色不再生硬，便可得到纯净、清晰的音频，再次润色后可以通过特效的添加，使人声听起来更加柔和、生动而不会失真，让音频更加精致。

三、提高微课音频质量的方法

1．影响音频质量的因素

影响音频质量的因素有多种，每一个环节出现的问题都有可能造成最后呈现出的微课作品音质不佳。可以从以下的实践经验总结环节进行归纳，总结出影响微课音频质量的分析模型，如图1所示。

（1）录音者前期准备

这一步骤作为先前的准备与铺垫，对于录制出来的音频效果起着至关重要的作用。录音者要先进行相关学习，包括理论方面和实际案例的分析。对所制作的微课先有一个大致的了解，确定出希望达到的微课效果，教学的任务及目标。并且分析讨论学习者希望看到的最终效果，这就需要观看一些实际的微课案例，分析其优点与缺点、需要改进的地方和不足，从而来弥补自身可能出现的问题。同时，也要对视听语言进行一些相关理论知识的学习，才能达到更好的听觉艺术效果。发音者还要进行一些音频训练，养成良好的音频素养、标准的说话方式、清晰的言语等。还需注意发音者的语音、语速和语调，这样才能对微课音频的录制做好充分的准备，达到预期的录音效果。

（2）录制前的准备

首先要对录音设备进行选择。如：头戴式耳机、领夹式耳机、音式话筒等等。不同的录音设备有着不同的优点以及缺点，需要录音者来选择合适自己的录音设备。选择安静的场所进行录音，可以避免杂音的干扰，减少后期处理的复杂程度，提高整体的录音效果。录音设备的摆放位置也会对录音的效果造成一定影响。

（3）录制过程

图1 微课音频质量分析模型

在录制过程中需要尽量做到录音的流畅、连贯，不要中途间断，保证整个过程在一个时间段内顺利完成，减少后期剪辑的麻烦，也便于学习者对课程的学习与理解，营造出更好的听觉效果。

（4）录制结束后

所获得的音频文件可选择无损压缩文件和有损压缩文件两种。无损压缩文件较大但比较清晰，是原始文件，没有损害。而有损压缩或多或少会导致音质降低，但在进行编码时可能并不被人察觉。制作者可以根据自己的需要选择不同的文件类型。

（5）视频后期处理

需要对视频进行降噪和特效处理。在此之前要确定想要达到的听觉效果以便进行处理。在合理的降噪、音频润色之后，添加特效使得音频变得柔和生动而不失真，达到预期的听觉效果，更好地吸引学习者的学习兴趣。

2.软件设备分析

（1）不同录屏软件的对比分析

录屏软件是主要用于教学视频制作以及视频图像采集，也可以录制来自于计算机视窗环境桌面操作、播放视频内容的专用软件。不同的录屏软件有着各自的优点以及缺点。目前主要体现在视频捕捉的同时，是否可以同时捕捉音频，是否能够制作出一个好的微课视频教程。把常用的录屏软件进行对比分析，录音者可以更好地选择适合自己的录屏软件，从而制作出更好的教学视频，如表1所示。

（2）不同录音设备的对比分析

录音就是艺术和技术有机结合的产物[10]，在录制音频时使用的不同录音设备也会对录音的结果造成一定的影响，录音者可以根据自己的需要和实际情况来选择不同的设备，进行微课的音频录制，可以对不同的录音设备进行分析，如表2所示。

表1 五种常用录屏软件对比分析

表2 三种常用录音设备对比分析

四、微课音频相关问题的分类分析

可以将微课的音频问题分为内在因素和外在因素，其中内在因素包括个人因素，将个人因素细分为语音、语调、语速；外在因素包括环境因素和设备因素，将环境因素细分为杂声和噪音，将设备因素细分为录音设备和录屏软件。通过分析，对可能出现的问题与因素分类进行匹配，并绘制了关于微课录音阶段的流程图，如图2所示，提高音频质量的录音流程如图3所示。

五、应用案例分析

1．微课大赛的音频问题案例分析

以某届微课大赛中某地区的中学语文作品展示为例，共找到了2603个相关资源。通过对微课大赛的投票数来看，由高到低的排序，从不同区域段的得票数中各选取一个进行观看，分析微课存在的一些音频问题。通过对100个该届微课大赛作品的观看与分析，对出现的微课音频问题进行罗列，初步统计出了这100个微课中出现问题的分布情况：有约26%的微课视频出现杂音大、音质不清晰的问题；有约21%的微课视频出现普通话不标准的问题；有约15%的微课视频出现背景音乐过大或使用不当的问题；有约13%的微课视频出现语言不连贯、断句不当的问题；有约10%的微课视频出现声音过大或过小的问题；有约7%的微课视频出现声音忽大忽小的问题；有约5%的微课视频出现单声道、单音轨的问题；有约3%的微课视频出现其他问题。

图2 微课音频问题分类

图3 提高音频质量的录音流程

通过以上分析，可以得出微课视频作品呈现的主要问题是：

（1）出现杂音大，音质不清晰的概率相对而言较高，通过详细分析可以发现有的杂声较弱、有的甚至刺耳，这正是由于前期录制的准备工作不充分，录制环境的选择及录音设备的使用不当导致；

（2）普通话不标准，是录音者自身的前期准备问题，不标准的语言可能会误导学习者学习，甚至让学习者丧失学习的兴趣；

（3）背景音乐过大盖过了讲解者本身的声音，从而失去了以学习为目的的微课作用；

（4）背景音乐的使用不恰当，与讲解的内容不相符或冲突；

（5）语言不连贯、断句不当的问题也时有发生，是录音者在录制过程中不连贯、有停顿，或者是对录制内容不熟悉所导致；

（6）声音过大或过小，以及声音忽大忽小问题，是由于录音者气息掌控不佳，或者录音设备摆放位置不当所致；

（7）出现单音轨、单声道的问题，这会影响作品的最终呈现，以至于影响学习者的听觉效果，丧失学习兴趣；

（8）其他的一些问题也会伴随发生，如音频与画质不同步，音频突然中断等。

2．微课大赛的音频质量案例分析

在某届微课大赛作品中搜索关键字 《背影》，找到了13个相关资源，从无背景音乐的微课中，找出了音质相对而言较为清晰的作品与音质不佳的作品进行了对比分析，如图4所示。

使用视频转换器，把所选中的音频质量相对而言较为清晰、音量大小适中、无杂音的作品与音质不佳出现杂音的微课视频进行格式转换，将视频转为音频文件，再使用Adobe Audition，直接对导入的音频文件进行简单编辑[11]，选中有代表性的一段音频进行截取，得到了作品的音频波形图，如图5所示。

图4 某届微课作品

图5 微课作品音频波形对比

左边是音质较为清晰，音频大小适中，语速得当的音频波形图，右边是音频大小不稳定，有杂音的音频波形图。通过对比可以发现，左边音频质量佳的波形图波形比较稳定，振幅频率较为稳定且响度适当；而右边的波形图振幅频率较小，且出现忽高忽低的现象。音调跟频率有关，频率越大，音调也就越高，响度跟振幅有关，振幅越大，响度也就越大。平稳音频的震动更加规则，而噪声、噪音的震动无规则。从音频的响度、频率、振幅来看，左边的波形明显比右边的波形曲线更平稳，波形更适中，震动更规则，给人的听觉效果也越好，这也是在微课音频录制过程中希望达到的最佳录音效果。

六、总结与展望

系统化的微课服务能够让学习者利用零散的时间进行自主学习、更新自己的知识体系，人们对于微课的艺术表现效果也因此有了新的要求。录制高质量的音频只依赖于后期处理是远远不够的，一个好的音源，才是得到完美音质的基础。

总体来说，可以通过提高录音者自身素养、学习相关理论、明确教学目标、多观看他人微课成果、熟练软件及设备的使用、选择合适的录制环境以及音频文件的后期处理等方面来提高微课的音频质量。在录制过程中，首先需要录音者对要录制微课的整体风格、内容有所了解，以确定自己的语言表达方式，而录音者也要具有良好的发音和标准的语言，提高录制音频的语言准确度。其次要选择好自己需要的录屏软件及音频设备，调整好设备的摆放位置并选择安静无干扰的环境进行录制，可以先进行几分钟的试录音，避免中途间断，保证整个录音的连贯性。最后再进行音频处理以达到预期效果。同时，还要多观看微课案例，将别人的优点融入到自己的微课作品之中，也要发现一些存在的问题，并在自己的微课录制中避免发生此类的问题。熟知这些方法，并将其运用到实际录制过程中，便可以将微课的音频质量进一步提高。