數字技術的微格教學

陳小民

[摘 要]:數字技術在微格教學的應用已成為趨勢,本文就其數字系統構成結構、數字環(huán)境和模擬環(huán)境的比較進行了闡述。

[關鍵詞]:微格教學 流媒體 比較

微格教學1963年起源于美國斯坦福大學,借助于聲像技術對教學行為進行記錄和研究。也稱之為“微型教學”、“小型教學”等等,上世紀80年代中后期引入我國。主要針對于師范類專業(yè)的學生。以教育學、心理學理論為基礎,攝錄為手段,訓練學生掌握授課技能和技巧,在一定的時間段完成授課環(huán)節(jié),同時聲像記錄。訓練結束后,可通過回放聲響記錄,反復多次的觀看自己的授課過程,并在指導教師按照評價體系進行點評,找出授課過程中存在的問題,提高教學技能,加快了師范類學生教學技能的形成。

隨著信息技術、數字技術的迅速發(fā)展,微格教學硬件環(huán)境也在向數字領域邁進。通過網絡、流媒體等手段將微格教學的效率有了很大的提升,也產生非常大的變化。依托于校園網上的微格教學將這一教學方式延伸到校園的各個網絡終端。

一、數字環(huán)境的微格教學

從宏觀上來看,跟傳統的模擬環(huán)境并無多大區(qū)別,只不過是將錄像機(模擬)換成了計算機,但其核心本質卻產生了質的變化。數字技術的介入,從記錄形式、操作方式、回放等等都有很大的變化。

1.系統拓撲圖

2.教室環(huán)境

視頻攝像采用三臺攝像機,分別為主攝像機、全景攝像機、學生攝像機。

主攝像機的功能主要拍攝和跟蹤授課者,它所表現的是授課者的精神面貌、板書及細節(jié)部分

全景攝像機的功能為授課的整個環(huán)境,包括授課者的體態(tài)儀表及對整個授課環(huán)節(jié)的把握。同時為鏡頭之間的切換提供過渡。

學生攝像機的功能攝取聽課者的反應,在互動環(huán)節(jié)提供回答問題同學的圖像。

音頻拾取采用數字界面話筒,在一定的區(qū)域范圍內,均能拾取到清晰的聲音。

3.控制環(huán)境,由云臺控制器、視頻切換臺、流媒體計算機組成

云臺控制器和視頻切換臺跟模擬環(huán)境基本相同。云臺對攝像機進行變焦、聚焦、光圈等控制(如有條件最好使用數字自動跟蹤攝像機)。視頻切換臺對視頻信號進行處理同時編輯合成,一路提供監(jiān)視畫面,另一路提供流媒體計算機記錄。

流媒體計算機是整個數字微格教學系統的核心,它將所接收的視頻信號進行相應的編碼,可根據使用者不同的需求,選擇對應的碼率和格式,確定圖像的清晰度,并記錄在本地硬盤上。錄制開始前對授課者將要錄制的課程指定文件保存路徑同時進行文件名的命名。錄制完成后通過計算機在校園網進行上傳,上傳至網站供點評教師隨時調用。

4.記錄格式

AVI格式:它的英文全稱為Audio Video Interleaved。是一種音頻視像交插記錄的數字視頻文件格式。運動圖像和伴音數據是以交織的方式存儲,并獨立于硬件設備。視窗大小或分辨率可按4∶3的比例隨意調整:大到全屏720×576,小到160×120甚至更低。幀率也可以調整,而且與數據量成正比。

MPEG-4格式:MPEG是活動圖像專家組(Moving Picture Exports Group)的縮寫,是為了播放流式媒體的高質量視頻而專門設計的,它可利用很窄的帶度,通過幀重建技術,壓縮和傳輸數據,以求使用最少的數據獲得最佳的圖像質量。

H.264格式:是一種新型的視頻編碼格式,它是目前MPEG-4標準所定義的最新、技術含量最高的視頻編碼格式之一。H.264的優(yōu)點在于更高的數據壓縮比,在同等的圖像質量條件下,H.264的數據壓縮比能比當前DVD系統中使用的MPEG-2高2~3倍,比MPEG-4高1.5~2倍,在MPEG-2需要6Mbps的傳輸速率匹配時,H.264只需要1Mbps~2Mbps的傳輸速率。技術優(yōu)越性很明顯。

以上三種格式比較常用,大多播放軟件都能夠支持。AVI格式圖像質量好,但體積過于龐大。H.264格式體積小傳輸快。根據需要合理選用。

5.點評環(huán)境

保留模擬環(huán)境點評教室,回放設備為計算機并連接校園網,點評教師進入網站調取點評授課聲像資料。網絡的介入點評環(huán)境也在發(fā)生變化,多媒體網絡教室、教師備課室等都可以進行點評。

二、數字環(huán)境與模擬環(huán)境的比較

1.載體比較。模擬條件下的信息記錄主要是錄像帶,形式單一,清晰度不高,保存時間受限制,復制性差。保存條件要求高,占用校舍,隨著年限的增加錄像帶同時也在不停的增長,檢索不便工作量大,需設專人管理。數字條件下載體的多樣性,硬盤、網站、移動儲存設備等等。圖像質量可調,復制性強。刻錄在光盤上,在一般環(huán)境下就可以長期保持,物理體積小。特別是在檢索環(huán)節(jié)效率提高很大,不論是精確查找還是模糊查詢,在計算機上都能實現方便、快捷、準確,管理有序。

2.回放比較。數字錄像、數字傳輸省掉了錄像帶的物理傳送和錄像帶的裝載、倒帶等許多步驟?；胤艌D像減少了因操作步驟多而占用的時間,并且操作簡單。線性播放是模擬的特點,一盤帶只能按錄制順序回放。非線性播放是數字技術的特點,可以像模擬的順序回放,也可以跳躍回放,在校園網的任意終端均可實現回放,回放的時間和地點也更加靈活,同時打破了區(qū)域限制。

3.封閉與開放比較。點評環(huán)節(jié)是提高授課技能的關鍵,模擬環(huán)境只能在指定的教室進行,是一個相對較為封閉的環(huán)境,同學與同學之間、系與系之間、指導教師和非指導教師之間的交流和互評受到很大的限制。而在數字環(huán)境完全是開放的,參與其中的人不在局限于本組、本班、本系的學生和教師,由于地點和時間的靈活性,既可以是代課教師點評,也可以是學校的其他教師點評。既可以單獨點評也可以集體點評。學生還可以通過網絡平臺相互之間交流學習,點播或下載其他系部的授課錄像觀摩學習,提高授課水平。

4.信息反饋比較。以前的信息反饋只能通過口授或書面的形式來了解微格教學的實施情況,反饋信息不及時,缺乏第一手資料?，F在學校的相關管理部門可以隨時在網絡上調取學生授課的錄像實況,了解教學中存在的問題,掌握有關的信息。由被動接受信息到主動收集信息,為科學、合理地制訂教學計劃提供依據。

5.經濟性比較。數字系統是在原模擬系統的基礎上改造而來,僅更換錄像部分。目前流行配置的計算機加入流媒體卡即可成為流媒體計算機,同時可對多路視頻(含音頻)信號進行處理。以四路為例,將幾個教室的控制和錄制集中起來,一臺計算機就可以代替四臺錄像機工作,投資少、見效大。模擬錄像是用錄像帶記錄圖像,微格教學的使用量一年少說也需幾百盤才能滿足學生授課的需求。數字威格系統幾乎沒有什么消耗材料節(jié)約了這部分資金。使用成本數字系統低于模擬系統,大家知道錄像機的磁鼓使用是有時間限制的,更換的價格也較高,教學錄像機高頻次、長時間的使用維護保養(yǎng)也在發(fā)生著費用,整體的使用壽命也相對較短。流媒體計算機很好的解決了這一問題。從經濟性而言數字系統的優(yōu)勢非常明顯。

總之,數字環(huán)境下的微格教學從諸多方面凸顯出很多的優(yōu)勢。作為新的一種技術手段,硬件環(huán)境和軟件環(huán)境的相互補充才能更好地發(fā)揮作用。隨著新技術的不斷出現,微格教學應用新技術的領域將會不斷擴展。

參考文獻:

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