智能化數字微格教學信息管理系統的設計與實現

張子石

摘 要 數字化環境下的微格教學活動是一個開放性的教學技能實訓過程，現代微格教學活動對微格教學管理系統提出新的要求。通過分析網絡環境下微格教學的變化及其發展趨勢，提出微格教學信息管理系統的設計原則，并根據實際的業務操作流程設計出系統的功能框架。

關鍵詞 智能化；微格教學；信息管理

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A

文章編號：1671-489X（2014）02-0007-04

1 引言

進入21世紀以來，隨著教育信息化的發展，信息技術滲透到教育的各個方面，給當代教育的方式、方法以及內容帶來了巨大的變化，這種變化對現代教師的能力提出了新要求。在新的教育形勢下，信息技術的應用成為教師教學技能的重要組成部分。作為培訓師范生課堂教學技能的微格教學，面對今天信息技術的挑戰，特別是在實現數字化改造后，在理論和實踐方面均有超越以往發展水平的需要，其觀念和培訓技能發生了一系列新的變化。

現在很多師范院校都對其微格教學系統進行數字化改造，但數字化微格教學系統的優點卻沒有更好地體現出來，主要是因為沒有一套相應成熟的微格教學信息管理系統，連最基本的視頻數據備份等功能都還要人工進行，更不用說其他數字化的功能，如自動評價、網上點播、網上預約等，這就導致了數字化微格教學系統的管理水平還停留在傳統系統的水平上。

結合當前流行的數字微格教學硬件系統，設計和開發出智能化的信息管理系統，能夠體現教學現代化的管理特點，做到微格教學實驗室管理人性化、訓練過程監控信息化、信息傳輸數字化、項目評價科學化、資源共享多元化等，實現實驗室從課程安排、網上預約、設備使用及分離監控，技能演練、過程記錄、生成文件和遠程觀摩，教學演播、即時評價、評議反饋與成績統計，同步編輯、視頻點播、演示播發到后期制作等一體化管理，構成訓練自主、適時調控、資源共享的開放性系統[1]。

2 智能化數字微格教學信息管理系統的設計原則

目前國內的微格教學系統普遍存在課前資料準備不足，訓練過程中產生的教學設計、視頻課件、評價反思等無法形成系統的訓練結果，課后不能對課件自動歸類管理等問題。智能化數字微格教學信息管理系統，應該是一個集多媒體網絡服務、教學交互、微格教學管理、評價反饋于一體的微格教學資源、精品課程服務與管理的平臺，能夠用于對師范生和在職教師進行教學技能培訓及精品課程建設，為用戶的微格教學和精品課程提供數字化網絡支撐服務，大大提高用戶掌握教學技能的效率。智能化數字微格教學信息管理系統，要緊抓“錄像”“反饋教學”“精細化”等微格教學的核心本質要素，采用最新一代的多媒體網絡通訊及管理技術，全面提升微格教學的管理水平，以適應數字化的需求。

智能化管理 實現微格教學流程的數字化管理，成為以教學技能訓練為中心，綜合發展學生教學實踐能力、教學評價能力、教學反思能力的，集教學、訓練、評價、檢測、研究等功能為一體的“網絡智能化教學訓練系統”；同時要融入相關的運維支持，使得微格教學的進行更順暢。

突破時空界限 智能化數字微格教學信息管理系統要將傳統的“反饋教學”全面提升為數字化、網絡化的教學與評價，打破傳統微格教學空間、時間上的限制，實現實時同步、非實時異步的網絡教學與評價以及相關管理。

多功能評價體系 智能化數字微格教學信息管理系統要能夠采用現代信息技術對學生的行為進行記錄，及時準確地獲取反饋信息，支持教學技能的評價指標體系的建立，不僅內置傳統的評價體系，用戶還可以自定義，進一步提升微格教學“精細化”訓練的能力，提高訓練的效率。

支持多種媒體格式 智能化數字微格教學信息管理系統要能夠將傳統的“錄像”全面提升為數字化的多媒體網絡微格資源，實現數字化微格資源的管理，支持多種流媒體格式，支持微格資源的流式發布，同時兼容傳統音視頻設備。

個性化服務 智能化數字微格教學信息管理系統要堅持以學生為主體、以指導教師為主導、以訓練為主線的原則，能夠實現個性化的數字化微格教學服務，為微格教學相關的教師、學生、管理人員及外部單位人員提供個性化、數字化微格教學服務門戶[2]。

開放性架構 智能化數字微格教學信息管理系統要能夠實現開放的架構，層次化、模塊化，不但可靠性要高，同時靈活性要強，易于擴展[3]。

3 智能化數字微格教學信息管理系統的功能框架

智能化數字微格教學信息管理系統的功能框架如圖1所示。

展現層 展現層為信息管理系統的受訓學生、指導老師、管理人員、外部用戶（如用人單位）等各類用戶提供了統一的網絡門戶服務。系統按照各類用戶的主要工作流程組織各自門戶的展現形式，簡單明了，反應快速，易于操作。門戶承載用戶進入智能化數字微格教學信息管理系統的入口功能。各類用戶的門戶具備的基本功能包括用戶登錄/退出、個人信息管理、微格資源分類瀏覽、微格資源搜索、最新微格資源、熱門微格資源、相關軟件下載等。用戶還可以在自己的門戶內很方便地完成微格教學的各種相關工作。

1）受訓學生。受訓學生可以在自己的門戶內方便地接受指導老師安排的微格教學任務，提交和發布自己的微格資源，進行網絡微格教學的評價，包括自評和互相評價；還可以自主選修精品課程和網絡學習，維護自己的網絡學習空間等。①微格任務：接收查看指導老師布置的微格任務以及自己選修的微格資源。②資源發布及管理：通過平臺軟件，受訓學生可以發布自己微格教學的實錄，也可以把自己精心編輯過的微格教學錄像成果發布到外部門戶，供大家借鑒學習和用人單位評價；受訓學生還可以發布、管理、檢索在自己微格學習過程中所需要的各種類型的教學資源，方便自己在微格學習時使用。③直播學習：受訓學生在自己的學習門戶網頁上可以看到自己可以參與的微格授課直播，點擊進入即可收看課程直播。④點播學習：可以進行點播學習，選擇資源列表中任意微格錄像，實現在線播放學習的功能，在學習過程中可以對學習時間進行跟蹤記錄。⑤資源評價：受訓學生可以對自己能夠參與的微格資源進行微格評價，也可以評價自己學習的精品課程。⑥教學資源下載：平臺支持對相關微格教學課件的上傳下載功能，支持各種主流播放文件，包括Flash、PPT、WMV等格式，方便學生隨時隨地學習。⑦微格資源論壇：網站都帶有一個微格資源論壇，便于學生與教師進行答疑，交流學習經驗；系統結合核心模塊的自我學習特性，增加課程答疑、筆記、消息、論壇、作業、資源等輔助學習的協作功能，使用戶在任何時間、任何地點都可以獲得充分的學習輔助和協作。⑧個人學習空間：主要是個人的微格學習電子檔案。

2）指導老師。指導老師的個人門戶除了具備資源發布及管理、微格評價等與受訓學員的共性功能及更高的權限外，還具備課程管理、學生管理、微格任務管理、評價審核管理、成績統計分析等教師專有的功能。

3）管理人員，主要做好角色權限管理以及系統的維護備份、恢復等工作。針對多媒體并發用戶多、資源文件大、格式多樣等特性，系統提供了專業而強大的管理功能，實現多媒體視頻流式播放，在學習視頻的時候可隨意拖動進度條。系統模擬客戶端界面，實時展現當前進度百分比、上傳速度、剩余時間等信息，讓用戶時刻掌握上傳進度，防止大文件上傳出現“沒有響應”的情況。系統還可根據用戶的需要，自動在后臺轉換多媒體文件格式，自動實現管理功能[3]。

4）外部用戶，主要是檢索、查看、分享相關的微格資源、精品課程資源及查看相關電子教學檔案。用戶操作界面簡潔，反應快速，操作統一，系統自動化、智能化程度高。資源上傳后，壓縮包在服務器自動解壓并自動生成入口鏈接，壓縮包同時保留在網絡存儲中提供資源下載服務。系統還提供了高級檢索、分類、排行等功能，讓外部用戶可以方便地找到想要的資源。

功能服務層 功能服務層以成熟而強大的多媒體網絡服務（錄播服務、點播服務、直播交互服務、分發服務）為支撐，為微格教學提供了六大關鍵功能服務及管理。

1）微格資源模塊。微格資源模塊提供了對微格教學資源完整生命周期的技術支持：上傳、解壓、轉碼、存儲、分類、審核、發布、檢索、瀏覽、下載、評價、排行、刪除。可方便地在上層門戶中根據各自微格教學的業務邏輯調用。與其他傳統類似系統不同，微格資源模塊不僅支持微格教室內錄制以及后期編輯、標注所得到的微格資源，還支持師生在微格教學過程中要用的幾乎所有格式的網絡資源。微格資源模塊還彌補了傳統相關系統對于多媒體資源并發用戶多、資源文件大、格式多樣等特性支持不足的缺陷。專業支持文件大、用戶多、并發多、帶寬高的視頻資源，彌補了傳統相關系統的不足。按照學科、課程等教學需求管理本校的教學資源，為教師、學生提供豐富的網絡教學資源、網絡教學的門戶及網絡學習過程的管理。簡潔高效，響應迅速，并發能力強，客戶體驗好，解決網絡教學資源與實際教學應用脫節的問題。

2）微格交互模塊。微格交互模塊為微格教學提供了豐富的網絡互動支持，不僅支持單向的點播、直播，還支持雙向的互動；不僅可支持音視頻、文字實時互動，還可整合論壇、博客等異步的互動機制。系統實現主控室與各教室之間、教室與教室之間雙向可視對講，完成了微格教學基礎理論要求的教學相互觀摩、相互學習的重要要求，真正實現了教學對比、共同提高的目的。系統還能將某一音像資料強制性送到每一教室；教師可以對所有班級或指定的某年班級的學生講解教學內容；可以把某個教室的實況轉播給所有的班級或指定的某幾個班級。

3）微格評課模塊。微格評課模塊集中支持了微格評課標準的管理、評價的發布、審核及管理、評價結果的統計分析報表等功能，并可方便地在用戶門戶中展現出來，可支持系統實現以下評價模式。①實時指導評價：通過回放受訓人員自身的表現視頻，使其能夠了解自己的表現，學會自我“診斷、治療”，進行自我糾正和評價；也可以是同組訓練的“學生”角色扮演者對“教師”角色扮演者的模擬教學情況進行討論、分析和評價；指導老師也可以對“教師”角色扮演者的模擬教學情況進行全面的分析、評價，并提出改進意見。②實時多點并行評估：除中心控制室的教師可進行評課外，各間多媒體微格教室也可同時進行平級聽課、評課、控制，可以有多位教師同時聽課、評課、控制。③課后指導點評：指導老師通過網絡點播受訓人員的課堂實錄，將受訓人不正確的語言、行為和教案進行標識后再返還受訓者，使受訓者知道自己存在的不足并事后更正。④本地指導評價：雙向交流，可以在本室進行面對面交流，室與室之間通過網絡進行視頻與音頻的交互交流、觀摩，也可在各室間或各間和控制室間通過錄播系統進行雙向交流。⑤遠程指導評價：運用計算機網絡技術，指導老師、學生即可以實現遠程的視頻、音頻傳輸，遠程的評價人員可在異地實現評價。用人單位在異地也可以通過網絡進入學校人才資料庫，遠程了解所需人才的在校表現及綜合素質，同時還可了解所需人才的成長過程情況，有助于全面了解所需人才。

4）集成服務模塊。集成服務模塊為微格系統與數字化校園中其他相關系統提供了統一的集成服務，與教務管理系統集成，可以統一完善微格教室的使用管理、學籍管理等；與校園一卡通系統的集成，可以完善和簡化身份識別及權限管理；與網絡中控系統的集成可以簡化微格設備的控制。

5）微格教學過程管理模塊。微格教學過程管理模塊支持微格教學過程的管理，包括微格教學任務的發布、作業、考核評價、成果展現、統計分析、獎懲等，形成相關師生的電子教學檔案和電子學習檔案。針對多媒體并發用戶多、資源文件大、格式多樣等特性，系統提供了專業而強大的處理，實現多媒體視頻流式播放，在學習視頻的時候可隨意拖動進度條。系統模擬客戶端界面，實時展現當前進度百分比、上傳速度、剩余時間等信息，讓用戶時刻掌握上傳進度，防止大文件上傳出現“沒有響應”的情況。系統還可根據用戶的需要，自動在后臺轉換多媒體文件格式。

6）運維支持模塊。運維支持模塊主要包括微格教室管理及物資設備管理，可以支持客戶更好地開展日常工作。提供單點登錄解決方案，與錄播系統、網絡中控系統、教務系統、一卡通系統無縫集成。角色可自定義，權限靈活分配。智能化的密碼管理，保障安全性的同時，降低管理員的勞動強度。用戶丟失密碼后只需輸入用戶名即可獲得系統自動生成的激活郵件，并將其發送到注冊郵箱，通過激活郵件用戶即可修改密碼。

網絡服務層 網絡服務層是系統與微格網絡教學的底層支撐，它與網絡存儲、網絡監控運維、微格教學采集設備、錄播系統等基礎支撐環境緊密結合，并可實現跨域的管理。智能化數字微格教學信息管理系統采用B/S三層體系架構，功能強大，使用方便，配置靈活，擴展方便。系統實現了高端的多媒體網絡資源跨域管理和傳輸，為滿足視頻點播對帶寬和空間的高要求，最大限度地緩解視頻服務器和網絡的負載，實現了微格資源網絡存儲與平臺數據庫的剝離。系統打破B/S傳統的單線程架構，采用多線程異步調用技術，在執行某項操作的同時，系統可創建新的線程流來并發完成另一項相關操作，操作之間互不干擾，極大提高了執行效率。系統全部采用存儲過程、觸發器來執行數據操作，提高響應速度，采用事務回滾機制徹底保證數據的完整性。系統還采用了Cache高速緩存機制，將常用信息暫存于內存中，實現快速讀取，最大限度地降低來回訪問的字節消耗，速度最快，對網絡資源消耗最少[4]。

4 智能化數字微格教學信息管理系統的教學流程設計

智能化數字微格教學信息管理系統是以教學技能訓練為中心，綜合發展學生教學實踐能力、教學評價能力和教學反思能力，集教學、訓練、評價、檢測、研究等功能為一體的網絡智能教學訓練系統。它能夠科學設計教學訓練流程，實現訓練過程自動化；針對訓練中各環節需要解決的問題，全面支撐教學訓練整個過程；能夠對不同的教學應用場景，選擇有針對性的、客觀的、全方位立體的評價體系，實現與錄播系統無縫結合。系統的微格教學流程如圖2所示。

系統內置微格教學網絡評課功能，可以對訓練者進行全方位的評估、打分，完成教學技能評測，也可在網絡上異地評估，同時自動生成評估報表，并可及時打印。可幫助師生分析在某授課技能方面存在的缺點，從點到面細節地進行評估，了解師生每次上課進步的幅度。系統還支持專業的教學技能分類評價，對教師進行評估的內容，嚴格按照微格教學標準來制定，主要有導入技能、語言技能、提問技能等10項評估標準，10項標準根據權值定為優、良、差三等級，然后系統自動統計進行數字分析，產生評估值，對教學結果進行準確的記錄和合理評估，從而促進不斷地完善教案和提高教學水平與教學效率。系統支持各種類型的微格教學評價反饋：既可實時評價，又可課后評價；既支持本地評價，又支持遠程評價；既支持單個教師的評價，又支持多用戶網絡并發評價。微格教學流程充分利用現代網絡技術來突破空間限制，采用科學的評價體系，客觀地對訓練情況進行質性或量化評價[5]。課程訓練過程中產生的視頻案例、教學設計、評價反思等可以系統地形成訓練結果，可提供對學生能力進行客觀檢測的材料。整個訓練課程系統、連貫，教師可持續地指導和幫助，訓練結束后可記錄學生自己的反思，有規范的記錄系統，學生參與程度高，訓練規模大。

5 結束語

智能化數字微格教學信息管理系統能夠有效解決當前微格教學訓練模式的不足，為師范生提供教學示范和優秀課例，實現實時和非實時的視頻點播，不受時間、地點的限制，為訓練者提供及時全面的反饋，充分發揮師范生自主學習、相互評價的優勢，在微格教學中體現了學生主體認知建構的思想理念。同時也方便了教師對學生的及時指導，擴大教師與學生之間、學生與學生之間的交流與協作，增強了教學技能訓練的效果，實現微格教學智能化管理，提高了微格教學實驗室的利用率。

參考文獻

[1]葉谷平，王偉東.基于云計算的網絡數字化微格教學系統研究[J].現代教育技術，2013（7）：67-71.

[2]葉惠文，鄒應貴，杜炫杰.現代微格教學系統構建與實施模式研究[J].電化教育研究，2006（7）：70-72.

[3]譚福奎，岑家靠.微格教學實驗室的建設與運行管理研究[J].實驗科學與技術，2012（4）：158-160.

[4]何其國.應用多媒體教室進行數字微格教學訓練實施方案[J].中國教育信息化，2013（6）：87-89.

[5]鄧嬋.基于微格教學的教學技能培訓[J].中國教育技術裝備，2011（4）：15-16.

4 智能化數字微格教學信息管理系統的教學流程設計

智能化數字微格教學信息管理系統是以教學技能訓練為中心，綜合發展學生教學實踐能力、教學評價能力和教學反思能力，集教學、訓練、評價、檢測、研究等功能為一體的網絡智能教學訓練系統。它能夠科學設計教學訓練流程，實現訓練過程自動化；針對訓練中各環節需要解決的問題，全面支撐教學訓練整個過程；能夠對不同的教學應用場景，選擇有針對性的、客觀的、全方位立體的評價體系，實現與錄播系統無縫結合。系統的微格教學流程如圖2所示。

系統內置微格教學網絡評課功能，可以對訓練者進行全方位的評估、打分，完成教學技能評測，也可在網絡上異地評估，同時自動生成評估報表，并可及時打印。可幫助師生分析在某授課技能方面存在的缺點，從點到面細節地進行評估，了解師生每次上課進步的幅度。系統還支持專業的教學技能分類評價，對教師進行評估的內容，嚴格按照微格教學標準來制定，主要有導入技能、語言技能、提問技能等10項評估標準，10項標準根據權值定為優、良、差三等級，然后系統自動統計進行數字分析，產生評估值，對教學結果進行準確的記錄和合理評估，從而促進不斷地完善教案和提高教學水平與教學效率。系統支持各種類型的微格教學評價反饋：既可實時評價，又可課后評價；既支持本地評價，又支持遠程評價；既支持單個教師的評價，又支持多用戶網絡并發評價。微格教學流程充分利用現代網絡技術來突破空間限制，采用科學的評價體系，客觀地對訓練情況進行質性或量化評價[5]。課程訓練過程中產生的視頻案例、教學設計、評價反思等可以系統地形成訓練結果，可提供對學生能力進行客觀檢測的材料。整個訓練課程系統、連貫，教師可持續地指導和幫助，訓練結束后可記錄學生自己的反思，有規范的記錄系統，學生參與程度高，訓練規模大。

5 結束語

智能化數字微格教學信息管理系統能夠有效解決當前微格教學訓練模式的不足，為師范生提供教學示范和優秀課例，實現實時和非實時的視頻點播，不受時間、地點的限制，為訓練者提供及時全面的反饋，充分發揮師范生自主學習、相互評價的優勢，在微格教學中體現了學生主體認知建構的思想理念。同時也方便了教師對學生的及時指導，擴大教師與學生之間、學生與學生之間的交流與協作，增強了教學技能訓練的效果，實現微格教學智能化管理，提高了微格教學實驗室的利用率。

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[5]鄧嬋.基于微格教學的教學技能培訓[J].中國教育技術裝備，2011（4）：15-16.

4 智能化數字微格教學信息管理系統的教學流程設計

智能化數字微格教學信息管理系統是以教學技能訓練為中心，綜合發展學生教學實踐能力、教學評價能力和教學反思能力，集教學、訓練、評價、檢測、研究等功能為一體的網絡智能教學訓練系統。它能夠科學設計教學訓練流程，實現訓練過程自動化；針對訓練中各環節需要解決的問題，全面支撐教學訓練整個過程；能夠對不同的教學應用場景，選擇有針對性的、客觀的、全方位立體的評價體系，實現與錄播系統無縫結合。系統的微格教學流程如圖2所示。

系統內置微格教學網絡評課功能，可以對訓練者進行全方位的評估、打分，完成教學技能評測，也可在網絡上異地評估，同時自動生成評估報表，并可及時打印。可幫助師生分析在某授課技能方面存在的缺點，從點到面細節地進行評估，了解師生每次上課進步的幅度。系統還支持專業的教學技能分類評價，對教師進行評估的內容，嚴格按照微格教學標準來制定，主要有導入技能、語言技能、提問技能等10項評估標準，10項標準根據權值定為優、良、差三等級，然后系統自動統計進行數字分析，產生評估值，對教學結果進行準確的記錄和合理評估，從而促進不斷地完善教案和提高教學水平與教學效率。系統支持各種類型的微格教學評價反饋：既可實時評價，又可課后評價；既支持本地評價，又支持遠程評價；既支持單個教師的評價，又支持多用戶網絡并發評價。微格教學流程充分利用現代網絡技術來突破空間限制，采用科學的評價體系，客觀地對訓練情況進行質性或量化評價[5]。課程訓練過程中產生的視頻案例、教學設計、評價反思等可以系統地形成訓練結果，可提供對學生能力進行客觀檢測的材料。整個訓練課程系統、連貫，教師可持續地指導和幫助，訓練結束后可記錄學生自己的反思，有規范的記錄系統，學生參與程度高，訓練規模大。

5 結束語

智能化數字微格教學信息管理系統能夠有效解決當前微格教學訓練模式的不足，為師范生提供教學示范和優秀課例，實現實時和非實時的視頻點播，不受時間、地點的限制，為訓練者提供及時全面的反饋，充分發揮師范生自主學習、相互評價的優勢，在微格教學中體現了學生主體認知建構的思想理念。同時也方便了教師對學生的及時指導，擴大教師與學生之間、學生與學生之間的交流與協作，增強了教學技能訓練的效果，實現微格教學智能化管理，提高了微格教學實驗室的利用率。

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