數(shù)字技術(shù)的微格教學(xué)

陳小民

[摘 要]:數(shù)字技術(shù)在微格教學(xué)的應(yīng)用已成為趨勢,本文就其數(shù)字系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)、數(shù)字環(huán)境和模擬環(huán)境的比較進(jìn)行了闡述。

[關(guān)鍵詞]:微格教學(xué) 流媒體 比較

微格教學(xué)1963年起源于美國斯坦福大學(xué),借助于聲像技術(shù)對教學(xué)行為進(jìn)行記錄和研究。也稱之為“微型教學(xué)”、“小型教學(xué)”等等,上世紀(jì)80年代中后期引入我國。主要針對于師范類專業(yè)的學(xué)生。以教育學(xué)、心理學(xué)理論為基礎(chǔ),攝錄為手段,訓(xùn)練學(xué)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(xùn)練結(jié)束后,可通過回放聲響記錄,反復(fù)多次的觀看自己的授課過程,并在指導(dǎo)教師按照評價體系進(jìn)行點評,找出授課過程中存在的問題,提高教學(xué)技能,加快了師范類學(xué)生教學(xué)技能的形成。

隨著信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展,微格教學(xué)硬件環(huán)境也在向數(shù)字領(lǐng)域邁進(jìn)。通過網(wǎng)絡(luò)、流媒體等手段將微格教學(xué)的效率有了很大的提升,也產(chǎn)生非常大的變化。依托于校園網(wǎng)上的微格教學(xué)將這一教學(xué)方式延伸到校園的各個網(wǎng)絡(luò)終端。

一、數(shù)字環(huán)境的微格教學(xué)

從宏觀上來看,跟傳統(tǒng)的模擬環(huán)境并無多大區(qū)別,只不過是將錄像機(jī)(模擬)換成了計算機(jī),但其核心本質(zhì)卻產(chǎn)生了質(zhì)的變化。數(shù)字技術(shù)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(tǒng)拓?fù)鋱D

2.教室環(huán)境

視頻攝像采用三臺攝像機(jī),分別為主攝像機(jī)、全景攝像機(jī)、學(xué)生攝像機(jī)。

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

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

音頻拾取采用數(shù)字界面話筒,在一定的區(qū)域范圍內(nèi),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(jī)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(jī)進(jìn)行變焦、聚焦、光圈等控制(如有條件最好使用數(shù)字自動跟蹤攝像機(jī))。視頻切換臺對視頻信號進(jìn)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(jī)記錄。

流媒體計算機(jī)是整個數(shù)字微格教學(xué)系統(tǒng)的核心,它將所接收的視頻信號進(jìn)行相應(yīng)的編碼,可根據(jù)使用者不同的需求,選擇對應(yīng)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(jìn)行文件名的命名。錄制完成后通過計算機(jī)在校園網(wǎng)進(jìn)行上傳,上傳至網(wǎng)站供點評教師隨時調(diào)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(shù)字視頻文件格式。運動圖像和伴音數(shù)據(jù)是以交織的方式存儲,并獨立于硬件設(shè)備。視窗大小或分辨率可按4∶3的比例隨意調(diào)整:大到全屏720×576,小到160×120甚至更低。幀率也可以調(diào)整,而且與數(shù)據(jù)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(zhì)量視頻而專門設(shè)計的,它可利用很窄的帶度,通過幀重建技術(shù),壓縮和傳輸數(shù)據(jù),以求使用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。

H.264格式:是一種新型的視頻編碼格式,它是目前MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)所定義的最新、技術(shù)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(shù)據(jù)壓縮比,在同等的圖像質(zhì)量條件下,H.264的數(shù)據(jù)壓縮比能比當(dāng)前DVD系統(tǒng)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(shù)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(zhì)量好,但體積過于龐大。H.264格式體積小傳輸快。根據(jù)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(shè)備為計算機(jī)并連接校園網(wǎng),點評教師進(jìn)入網(wǎng)站調(diào)取點評授課聲像資料。網(wǎng)絡(luò)的介入點評環(huán)境也在發(fā)生變化,多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、教師備課室等都可以進(jìn)行點評。

二、數(shù)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(fù)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(shè)專人管理。數(shù)字條件下載體的多樣性,硬盤、網(wǎng)站、移動儲存設(shè)備等等。圖像質(zhì)量可調(diào),復(fù)制性強(qiáng)。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(jī)上都能實現(xiàn)方便、快捷、準(zhǔn)確,管理有序。

2.回放比較。數(shù)字錄像、數(shù)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。回放圖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(shù)字技術(shù)的特點,可以像模擬的順序回放,也可以跳躍回放,在校園網(wǎng)的任意終端均可實現(xiàn)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(guān)鍵,模擬環(huán)境只能在指定的教室進(jìn)行,是一個相對較為封閉的環(huán)境,同學(xué)與同學(xué)之間、系與系之間、指導(dǎo)教師和非指導(dǎo)教師之間的交流和互評受到很大的限制。而在數(shù)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(xué)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(xué)校的其他教師點評。既可以單獨點評也可以集體點評。學(xué)生還可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺相互之間交流學(xué)習(xí),點播或下載其他系部的授課錄像觀摩學(xué)習(xí),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(xué)的實施情況,反饋信息不及時,缺乏第一手資料。現(xiàn)在學(xué)校的相關(guān)管理部門可以隨時在網(wǎng)絡(luò)上調(diào)取學(xué)生授課的錄像實況,了解教學(xué)中存在的問題,掌握有關(guān)的信息。由被動接受信息到主動收集信息,為科學(xué)、合理地制訂教學(xué)計劃提供依據(jù)。

5.經(jīng)濟(jì)性比較。數(shù)字系統(tǒng)是在原模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造而來,僅更換錄像部分。目前流行配置的計算機(jī)加入流媒體卡即可成為流媒體計算機(jī),同時可對多路視頻(含音頻)信號進(jìn)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(jī)就可以代替四臺錄像機(jī)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(xué)的使用量一年少說也需幾百盤才能滿足學(xué)生授課的需求。數(shù)字威格系統(tǒng)幾乎沒有什么消耗材料節(jié)約了這部分資金。使用成本數(shù)字系統(tǒng)低于模擬系統(tǒng),大家知道錄像機(jī)的磁鼓使用是有時間限制的,更換的價格也較高,教學(xué)錄像機(jī)高頻次、長時間的使用維護(hù)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(jī)很好的解決了這一問題。從經(jīng)濟(jì)性而言數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)勢非常明顯。

總之,數(shù)字環(huán)境下的微格教學(xué)從諸多方面凸顯出很多的優(yōu)勢。作為新的一種技術(shù)手段,硬件環(huán)境和軟件環(huán)境的相互補(bǔ)充才能更好地發(fā)揮作用。隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn),微格教學(xué)應(yīng)用新技術(shù)的領(lǐng)域?qū)粩鄶U(kuò)展。

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