数字媒体技术在高校网络学习空间中的应用

杨吉花

（山西农业大学信息学院 山西省晋中市 030800）

随着新媒体时代的到来，传统的“教师—教室—知识—学生”教学模式已经不能满足高校学生获取知识技能在“数量”、“质量”、“及时”、“便捷”等方面的要求。利用移动、数字、通信、网络等互联网技术在电脑、手机等终端进行教学的网络教学模式已经变成高校教育非常重要的一部分。不论是MOOC、微课还是移动教学系统，都需要建设可以提供学生获得知识技能的学习空间。学习空间的构建需要借助于教育技术、计算机技术、网络技术、智能技术、数字媒体技术等，这样才能够体现新媒体时代教育模式的交互性、智慧性、及时性、海量性、共享性、个性化及社群化的特点。数字媒体技术作为一种以数字技术及信息科学为主导，对数字化的信息内容进行采集、存储、加工和传播的技术，对网络学习空间的建设在技术支撑及资源内容建设方面有着重要的作用。数字媒体技术主要包括文字信息、图形图像、视音频、动画、游戏、虚拟现实等多种媒体处理方面的技术。

1 高校网络学习空间模式

学习空间，要以为学生提供智能系统完整的学习支持服务为目标，满足学生不受时空限制，在网络获取教学资源、实现学习行为、进行交互的要求。

如图1所示，网络学习空间利用信息技术使高校教学模式发生了根本性的创新，打破了传统课堂的限制，满足学生个性化的学习需求。学习资源不再限制于教材，使得课程内容更加系统、丰富、实用。师生也可以通过学习空间进行答疑互动交流，教学反馈也更加及时。学习方式上也可以变得更加灵活，比如自主学习、探究式学习、泛在学习、任务驱动学习等。教学管理服务也更加流畅、人性化、公平、便捷。

2 数字媒体技术介绍

数字媒体技术是一种基于网络通信和计算机技术，主要对音视频、图形图像等多媒体信息进行采集、存储、处理、显示、管理，使抽象信息直观化、可交互的技术[1]。其研究的主要内容包括：流媒体技术、计算机图形图像处理技术、视音频处理技术、虚拟现实技术、动画技术、游戏技术等[2]。数字媒体技术的应用范围涵盖场景设计、角色形象设计、游戏程序设计、多媒体后期处理、人机交互技术，游戏开发、网站美工和创意设计等。

3 数字媒体技术在高校网络学习空间的具体应用

数字媒体技术的应用贯穿于高校网络学习空间平台的建设过程及空间提供学习服务的过程中。

图1：高校网络学习空间模式

3.1 高校网络学习空间数字媒体信息的获取与输出技术

学习空间里需要提供学生使用的课程音视频、图像等媒体信息内容，这就涉及到数字媒体信息的获取技术、人机交互技术等。而如何将这些采集到的信息转换为学生可感知的信息，就涉及到数字媒体的输出技术，比如：显示技术、拷贝技术等，并且学习空间与学生之间需要建设一个丰富、人性化的交互界面。

3.2 高校网络学习空间数字媒体信息的存储技术

学习空间中的课程资源，不管是教学视频、音频文件还是电子课件，这些都要求平台的存储容量、传输性能达到高的标准，并且具有实时及并发性的特点，这就对平台存储媒介、相关控制技术、接口标准等提出了高的要求，而如今数字媒体方面的存储新产品不断涌现，很大程度推动了学习空间的发展。

3.3 高校网络学习空间数字媒体信息内容管理及安全技术

学习空间涉及教学平台中对用户信息、课程信息、交互信息等内容的组织管理。而数字媒体数据库技术能够实现对这些数字内容的组织、编码、分类、存储、检索和维护管理，信息检索及信息安全技术为学习空间信息的安全性提供了保障。

3.4 高校网络学习空间数字媒体信息处理及传播技术

学习空间里包括虚拟课堂、学习资源、互动社区、作业系统、考试系统、应用工具、课程中心、学习工具等都离不开数字媒体的处理及传播技术。而媒体信息的数字化、编解码、分类、识别、传播等技术决定了网络学习空间平台是否高效、高速、便捷。

3.4.1 图形图像处理技术

数字图像处理技术是对图像信号进行取样、量化和编码并压缩后存储于计算机中的一种技术。包括：图像输入输出、变换以及图像识别、压缩存储、表示、获取编辑技术等。计算机图形处理技术是利用计算机绘制及处理图形的技术。比如：图形的输入、图形的建模技术等。这样制成的图形比较快速、规范。在物理学科中我们就可以利用图形技术绘制电路图、机械图等。

图形图像处理技术在高校网络学习空间的应用主要方面在于其视觉的表达与表现能力。比如学习空间平台的建设需要创设有效、友好、可视化的操作界面，而图形图像技术能有效地创建形象、直观的视觉交通系统。在学习空间中展现的图形图像数字化资源，为学生提供了更生动、有趣的学习方式，图文并茂的教学方式能够最大程度唤起学生的注意力，调动学生学习的积极性和学习热情。图形图像教学媒体的使用，使学生可以摆脱学习空间的束缚，应用到更多的教育资源。

3.4.2 视音频处理技术

对数字视音频的处理就是将其模拟信号进行数字化的过程，通过取样、量化和编码来实现，主要技术包括；视音频实时传输技术、编辑技术、压缩编解码技术、数字化技术、后期特效处理技术等。而高效、实时传输的流媒体技术是数字视音频传输系统要求。

我们都知道人类99%的信息都是通过听觉和视觉获取的，因此在学习空间中利用录制视音频进行课堂教学，或者通过视频、语音方式直播授课能够从根本上提高学生的学习兴趣及效率。在学习过程中，学生之间、师生之间也可通过视频与语音进行交流，还可以进行视音频资源信息互传，直接实现现场级的媒体信息共享。这种多感官接收信息的方式，能够使得高校教学更加有效，生动。

3.4.3 数字游戏技术

数字游戏技术即利用游戏开发软硬件平台设计开发的可供大众娱乐的一种技术。数字游戏是一种全新的具有特别吸引力和参与性的大众媒体，又是具有巨大能量的文化传播的工具，在数字媒体中占据着极其重要的地位。数字游戏技术包括游戏设计开发技术、游戏创意等。而教育游戏的设计主要用来满足在娱乐的同时让学习者获得知识与技能的目的。

有一些网络学习空间将教育游戏作为教学过程中的一个重要工具，因为这些数字化的游戏能够把吸引学生关注度的因素加入到学习过程中，让学习变得具有趣味性，学生学习也会更加主动、积极。

3.4.4 虚拟现实技术

虚拟现实技术是由计算机生成一种全新的模拟环境，体验者进入环境通过传感设备如同身临其境一般[3]。用户能够产生一种沉浸感，也能与环境实时交互[4]。虚拟现实的具体内容包括：虚拟实物、虚拟游览、虚拟缩放、虚拟过程、虚拟实验、虚拟角色等。

学习空间中虚拟现实技术的应用突破了客观条件对教学的限制，使学生学习的感官得到了延伸。虚拟现实技术可以为学生提供立体化多媒体空间来呈现更直观的、更真实的知识信息，也能够为学生创设虚拟的体验环境来提升学习技能。例如：在理工科教学中，利用虚拟现实技术创设仿真实验环境是对传统实验教学的升级。虚拟学习空间的环境建设为学习者搭建“真实”的体验环境，学习者可以在空间中进行自主学习，获取学习资源，与其他客体交互，也可以与其它成员进行交流协作学习。

3.4.5 数字动画技术

数字动画技术是指采用图形与图像的处理技术，借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面的技术。

数字动画技术在学习空间中的应用也体现在人机交互方面，动画技术能够使空间界面交互性更加友好。在课程资源，比如电子课件中使用动画技术，使得数字资源更加多样、丰富。

3.4.6 人工智能技术

人工智能技术是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的技术。

在学习空间中应用人工智能技术使得教学过程更加具有智慧性。比如对学生学习行为的智能追踪、自动划分知识的重难点、能够对知识信息或学习资源进行智能搜索、实时监控分析学习效果数据等，实现学生学习过程的全流程监管。同时，人工智能技术具有的大数据处理能力，使其在挖掘学生潜能、推动学生全方面发展有着强大的驱动力。

3.4.7 数字媒体的传播技术

数字媒体的传播技术主要包括流媒体传输技术、P2P技术等。流媒体传输技术，包括传输过程、缓存系统和传输协议。学习空间媒体信息的传播要求高效、实时、安全、准确，所以也要考虑媒体传播的数据压缩技术、安全管理技术等。

4 结论

数字媒体技术的快速发展和应用及大地推动了高效教育模式及网络教学平台的发展，网络学习空间在形式和内容上都呈现出了崭新的视觉效果。在如今这个新媒体大环境下，数字媒体技术在高效教学中的地位和作用越来越突出，在网络学习空间的建设中更展现出其独特的优势，在充分合理利用数字媒体技术的同时，我们也要不断促进其发展，以便今后更好地推动高校教育的发展。