教育信息化2.0视域下教室录播系统的创新驱动研究

邹奕伦 马骏 范斌

录播系统对于高校教学资源的数字化、教学督导及评价的公开化，都起到了极其重要的作用，它代表了学校教育信息化的程度。教学录播系统已成为高校教育信息化建设的重要组成部分，然而目前的录播系统已无法适应日益增长的课堂需求。本文分析了目前旧录播系统的各项不足，阐述为了解决这些问题，新建录播系统的改进方案。

一、录播系统的建设意义

在第十一届“中国大学教学论坛”上，教育部吴岩司长提出，课程是人才培养的核心要素，打造“金课”，要充分重视课堂教学这一主阵地，要合理运用现代信息技术手段，努力营造课堂教学的热烈氛围。这不仅对课堂教学的理念和形式提出了新要求，还点明了信息化教学环境的重要性。早在2016年，南京大学就专门发布了《南京大学关于加强优质课程建设的实施意见》，提出实施“十百千”优质课程建设，即建设十门量级处于国际先进水平的示范性精品课程、百门量级具有国内重要影响的精品教改新型课程和精品学科专业核心课程、千门量级体现南京大学先进教学水平的课程，为不同类型的学生提供个性化、多样化、高质量的课程群。学校建立了督导督学的听课制度，在技术上要求实现线上远程督导，同时强化对出勤率、学风、考风的监督保障，加强师生教务的信息化管理。

基于学校各部门、各方面的迫切需求，多媒体教室录播系统的全覆盖应运而生。

二、现有录播系统的缺陷

录播系统应用场景非常广泛，但是教育界的录播系统并没有紧追前沿技术，就目前常见的教室录播而言，在使用过程中还是存在不足：

（一）视频清晰度停留在720P

受制于带宽、处理器等技术水平，旧录播的分辨率选择了720P。虽然在电视行业标准里， 720P已经达到了高清标准，但是依然难以满足在线课程的需求，尤其是现在课程常用的三分屏模式，720P下的辅助画面难以看清。

（二）各个通道的画面分离

过去的录播主机对各通道视频仅做保存处理，不会做进一步的编码和整合，如果要做完整的视频课程，需要后期进行编辑，这无疑会占用老师大量课后时间。

（三）无法与声光系统联动

目前拾音一般采用吊麦或是鹅颈，光线调整是通过窗帘来实现，而声系统、光系统与录播系统是分离而独立的。所以錄制视频往往出现声音不清楚或是光线太暗、太亮等问题，影响了视频效果。

（四）课程录制处于手动状态

常见的录播系统需要联系技术人员提前设置录制计划。如果课程较少，设置录制计划是可行的，如果要大面积录制课程，这种方法则实现不了。

（五）录播系统不支持课程直播

疫情催生了大量的直播课程，但是由于录播系统仅支持本地化操作，无法直接联网直播，只能借助直播软件来实现。

三、解决方案

要解决过去录播系统带来的问题，那就要从需求出发，设计必要模块，基于教务部门的课表进行管理，通过服务器在特定平台发布，用户可以方便的进行查询、观看点播和直播。为教学督导、部门领导、校内同侪、外校参观人员等不同权限的人提供课程视频活动情况查看。

（一）与声光系统联动

在线课程的要求越来越高，在进一步提升分辨率的同时，应该注意与周围环境的配合。智能录播系统在课程录制时，自动打开遮阳帘，打开学生区域顶灯、教师区域顶灯。默认使用教室内吊麦，大幅降低上下课铃声。如果教师走动时使用移动麦，则自动关闭吊麦。

（二）智能识别的跟踪技术

跟踪技术是录播的核心技术之一，准确性与实时性是衡量水平的重要指标。常见的跟踪技术主要有红外线感应跟踪技术、超声波定位技术、空间网格定位技术，如何有效融合各项技术是录播系统智能化的重要考量。

（三）建立管理、服务平台

课表管理功能。基于课表录制可以实现课程录制的全自动化，管理平台与学校教务部门的课表数据进行对接并且自动同步，到点平台向录播主机发送开始和停止指令。支持手动增减、更改课程、地点、时间、教师等信息。

点播与直播功能。录制好的课程自动上传至平台，根据课表信息进行分类整理，师生们可以进行点播观看，同时支持电影模式或是资源模式的直播，若有必要，可以设置弹幕或是讨论区。

查询功能。支持课程名、教师名、教室号等组合条件下的模糊查询。

远程控制功能。主要包括远程控制录播主机的开关机、内存管理、摄像机的推拉摇移、光圈以及建立预设点等。

四、南京大学打造智能录播系统，支撑新型教学模式

南京大学致力于打造稳定、高效、智能的教学环境，计划分批次实施鼓楼、仙林两校区教室的改造升级。2021年，先行建成一间样板教室，进行时长为一学期的使用测试，力求获得充分反馈，为下一步批量改造积累经验、夯实基础。

录播系统是重点建设项目，经过多家产品的测试，选定系统解决了旧系统存在的问题：

每台摄像机、每个通道支持最高1080p的录制，同时也支持其他分辨率的显示；

教师画面、学生画面、课件画面，有多种组合模板和切换风格，支持以选定的模式导出视频，也支持单独通道的下载；

支持智能导播，检测教师和学生行为，实现画面跟随和自动切换。教师静止时，切为近景；教师移动时，切为中景。如果教师或是学生使用了移动麦，录播系统自动切换到移动麦发声的景别，从而实现了智能化的跟踪。该录播系统使用了红外线感应跟踪技术和空间网格定位技术；

课表管理功能支持课表导入、临时更改调课信息，每天自动同步课表。根据课表，发送指令，实现全自动录播；

支持移动存储设备与硬盘同时录像，如果老师需要本堂课的录像，可以插入U盘，此时录像在结束后会自动复制一份至U盘中；

支持课程视频搜索和点播，用户可以根据课程名进行搜索，搜到特定课程后即可点播观看；

支持多路编码技术，固定码率编码用于视频文件录制，可变码率编码用于多画面切换；

设备支持休眠，休眠后超低功耗运行。

由于服务器设立于学校内，受配置和带宽影响，本次录播系统本身没有搭建可接入公网供多人同时在线观看直播的平台。因此，课程直播需要借助于腾讯会议、zoom等市面上较为常见的直播软件。

新的录播系统极大的提高了稳定性与易用性，但是也存在着一些问题亟待解决。

首先，课程录制精度不够高。

课程录制的起始时间取决于课表的数据，而现实的课堂往往伴随着提前开始、拖课等情况，如果完全按课表时间录制，则无法录全。解决思路是检测讲台活动，如果讲台有人活动，录制活动则始终进行，这无疑是对画面的分析策略提出了极其严峻的考验。

其次，音频仅支持单路，尚未实现多路自动混音。

多媒体教室根据结构、容量等因素，会设计较为复杂的拾音扩音系统，如果多路音频掺杂且不加处理，必然引起啸叫。录播系统安装音频处理器在一定程度上可以解决，不过也增加了经济成本和技术风险。

最后，录播系统跨平台能力不强。

录播系统采用PHP架构，视频发布模块虽然可以在MAC、Linux系统上使用，但是课表管理、视频编码、策略设置等操作只能在Windows系统下执行。

作者单位：南京大学教育技术中心