視頻交互教學系統(tǒng)在高職學生通用能力培養(yǎng)中的應用研究

安海濤+蔣蒙安

摘要：本文結合當前信息技術在教育中運用的實際情況，并在當前高職院校所關注的學生通用能力培養(yǎng)問題的基礎上，針對教學中采用視頻交互教學系統(tǒng)的可行性和具體方法做了積極的探索，并據(jù)此構建了通用能力視頻交互培養(yǎng)系統(tǒng)，取得了較好的培養(yǎng)效果。

關鍵詞：視頻交互系統(tǒng)；通用能力；高職

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2015）20-0103-04

德國專家梅騰斯先生提出職業(yè)教育培訓通用能力的概念后，該概念在我國得到了廣泛關注和研究。通用能力是指那些與具體的職業(yè)和專業(yè)無直接關系、可遷移的、對于一個人在現(xiàn)代社會中的生存和發(fā)展起著關鍵作用的能力。按照《教育部關于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》（教高〔2006〕16號）文件的要求，通用能力包括學習能力、交流溝通和團隊協(xié)作能力、實踐能力、創(chuàng)造能力、創(chuàng)業(yè)就業(yè)能力。

高職院校通用能力培養(yǎng)工作的現(xiàn)狀分析

1.通用能力培養(yǎng)的方法

國內(nèi)很多高職院校都對培養(yǎng)學生通用能力的方法做了有益的嘗試，并取得了較好的效果。以筆者所在學院為例，經(jīng)過多年研究實踐，形成了一套培養(yǎng)學生通用能力的方法，并搭建了多個通用能力培養(yǎng)平臺，形成了完整的培養(yǎng)體系。例如，通過各類專業(yè)課程學習、實習實訓培養(yǎng)學生自主學習能力及動手能力；通過開設演講、禮儀等選修課程提高學生的溝通交流能力；通過舉辦創(chuàng)業(yè)大賽等活動提高學生的創(chuàng)業(yè)就業(yè)能力；通過舉辦各種科技競賽活動提高學生的創(chuàng)造能力；通過文化藝術節(jié)等活動，提高學生的團隊協(xié)作能力。進而形成了“專業(yè)課程選修課程通力合作、三中心合力支撐、三個節(jié)貫穿全年、各項競賽活動具體推動”的全方位的通用能力培養(yǎng)體系（如圖1）。

2.通用能力培養(yǎng)中存在的問題

通過該平臺培養(yǎng)，學生的通用能力水平取得了極大的提高，但也存在一些問題：①培訓資源不足。②部分平臺采用專業(yè)知識的教學方式用于通用能力的培養(yǎng)，取得的效果一般。③各種活動結束后，資源保留不足，且不便于再利用，是否對學生通用能力提高有幫助的考量評價研究不足。④對于一些不積極參加活動的學生的通用能力培養(yǎng)辦法不多。⑤各培養(yǎng)平臺相互配合不夠，形成的合力不足。

視頻交互教學系統(tǒng)解決通用能力培養(yǎng)中存在問題的可行性

隨著信息技術的高速發(fā)展，網(wǎng)絡視頻傳輸技術日臻成熟。各種形式的網(wǎng)絡教學形式已經(jīng)被廣泛應用。把先進的信息技術和高職通用能力培養(yǎng)方式的特點相結合，開發(fā)一套適合高職學生通用能力培養(yǎng)的視頻交互教學系統(tǒng)是十分必要和可行的。視頻交互系統(tǒng)的目的在于整合現(xiàn)有的通用能力培養(yǎng)各個平臺的資源，即資源共享。這樣既可以方便地獲取師生教學或其他活動現(xiàn)場的各種資源（靜動態(tài)圖像、語音、文字、圖片等多種資料），并且也可以便捷地對其進行編輯、壓縮、保存和發(fā)布。視頻交互教學系統(tǒng)不僅能夠進行點對點或多點之間的雙向視頻、雙向音頻，以及數(shù)據(jù)等交互式信息的共享和實時通信。而且可以根據(jù)實際需要對平臺各類資源進行重構，師生可以在任何時候、任何地點選擇觀看平臺資源；可以構建同步或者異步交互模式，為學生創(chuàng)建一個虛擬的學習環(huán)境；可以在學生、教師、學生輔導員、職能部門管理者之間形成學習社區(qū)，對某一能力培養(yǎng)的策略方法展開實時或非實時的討論；可以隨機調(diào)取某一段視頻進行分析研究，給學生以實際指導，學生也可以調(diào)取某一段成功案例的視頻進行觀摩模仿；教師可以對某些學生的練習視頻給予邊播放邊指導的在線輔導，學生可以得到指導性反饋，提高自己應用通用能力的策略水平。

視頻交互教學系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

1.擬解決的關鍵技術問題

（1）多鏡頭跟蹤觸發(fā)

在不影響教室或禮堂、報告廳等活動現(xiàn)場基本布局的同時，合理布置拍攝鏡頭，將被拍攝對象的聲音、形象、肢體語言等內(nèi)容全方位采集記錄。系統(tǒng)能夠自動完成鏡頭觸發(fā)過程，不需要人工干預，確保畫面不丟失，不中斷。提高流媒體碼流質(zhì)量，保證錄制的音視頻資源達到高保真效果。

（2）直播時的視音頻同步

有些活動因為會場的限制，如每年的校園文化藝術節(jié)匯演，只能有部分學生到現(xiàn)場觀看。我們除了錄制節(jié)目，還需要通過現(xiàn)場直播方式保證學生能通過分會場或網(wǎng)絡進行觀看。直播時要做到音視頻高度同步，避免音視頻傳輸時的延遲問題。同時要做好分會場效果監(jiān)控，遇到故障及時排除。

（3）系統(tǒng)穩(wěn)定性

本系統(tǒng)設計的設備眾多，不僅包括機房服務器、路由器等設備，還包括錄制設備（話筒、攝像頭、編輯機）、播放設備（計算機、投影儀、屏幕），種類多，數(shù)量大，管理難度較大。且系統(tǒng)一經(jīng)啟用就需要長時間高效率地運行，所以保證其穩(wěn)定性是至關重要的。

2.系統(tǒng)架構

通用能力視頻交互培訓系統(tǒng)架構圖如圖2所示，主要有三大部分組成。

（1）信息采集系統(tǒng)

多媒體控制器是對系統(tǒng)中的硬件設備的統(tǒng)一管理的設備。紅外智能定位器負責實現(xiàn)智能化切換鏡頭，保證被拍攝對象始終在畫面中。多媒體計算機負責控制授課端軟件，建立PPT放映索引，并進行片頭設置（疊加圖片以及文字作為錄像片頭）、片尾設置（疊加圖片以及文字作為錄像片尾）以及錄像參數(shù)設置（設置錄像分辨率和碼流）等。流媒體工作站將多媒體計算機、攝像機、拾音設備的信息內(nèi)容錄制、合成壓縮成流媒體數(shù)據(jù)，上傳至控制中心存儲設備中。

（2）系統(tǒng)控制中心

管理服務器負責管理系統(tǒng)中不同用戶信息資料的建設與維護，負責將信息采集系統(tǒng)上傳的資源保存到存儲服務器，或者按照播放系統(tǒng)的系統(tǒng)需求調(diào)取存儲設備中保存的數(shù)據(jù)。Web服務器用來實現(xiàn)用戶的遠程需求服務。系統(tǒng)采用WMS HTTP服務器控制協(xié)議，既可以為用戶提供資源的非實時觀看服務，也可以實現(xiàn)視頻資源對多用戶的實時轉播。

（3）信息播放系統(tǒng)

播放系統(tǒng)客戶端軟件采用Media server的HTTP方式為用戶實時觀看視頻資源的功能。流媒體工作站按照用戶需求向服務器發(fā)出調(diào)取資源的請求，將獲得的資源傳至多媒體計算機，在多媒體控制器的幫助下控制投影及擴音設備，將資源實時或非實時播放。

3.系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

因為控制中心設備安裝的重點在于參數(shù)的設置和調(diào)試，所以這里主要介紹系統(tǒng)采集和播放部分的安裝與調(diào)試。

（1）系統(tǒng)布線圖（如圖3）

（2）系統(tǒng)設備的安裝

主球機的布線和安裝要求攝像頭高度高于黑板（或者演示屏幕）上沿30公分，距離黑板（或者演示屏幕）8到18米之間，輔助球機的布線和安裝在黑板（或者演示屏幕）的左右，高度適當放低，位置以不遮擋被拍攝對象為最佳。鋪設線纜包括雙芯電源線、RS485控制線和同軸視頻線。投影機等其他設備的安裝按照標準文件要求執(zhí)行即可。

（3）設備安裝圖（如圖4）

（4）軟件的安裝和檢查

筆者以系統(tǒng)中“大學生心理健康中心”的活動場所為例，來介紹系統(tǒng)采集和播放終端的軟件安裝與調(diào)試過程。

①流媒體工作站軟件安裝調(diào)試。為流媒體工作站安裝集成了IE 6.0和DirectX 9.0c的Windows操作系統(tǒng)，安裝視頻播放器。運行“control userpasswords2”，合理設置用戶屬性；運行gpedit.msc，確定，合理設置組策略編輯器；一次選擇計算機配置→管理模板→系統(tǒng)，然后找到“關閉事件跟蹤程序”，雙擊打開對話框，并選擇禁用。復制流媒體軟件文件夾到桌面，復制EncProfile文件夾下的配置文件到C：＼Program Files＼Windows Media Components＼Encoder＼Profiles文件夾下；運行流媒體文件夾下的_PR2SMServerReg.bat文件；在比較大的分區(qū)中創(chuàng)建PR2Record和PR2Share文件夾，并且完全共享。修改流媒體軟件中的ServerConfig.xml文件中的平臺IP和端口（默認192.168.4.201：8008）；修改C：＼PR2Record的值為第四步創(chuàng)建文件夾的路徑；復制片頭和片尾文件到硬盤的一個目錄下面，然后修改C：＼back12.bmpC：＼back21.bmp中的片頭片尾的文件路徑，片頭片尾文件大小為720×576 24位bmp；修改Gotron MP-4X V3 Video P1_D11的捕獲卡的型號為當前的型號，可以用ServerConfig.exe讀取捕獲卡的型號；將流媒體的執(zhí)行文件創(chuàng)建快捷方式到啟動組。

②信息采集終端軟件的安裝調(diào)試。將采集端軟件包復制到多媒體計算機中。打開win32文件夾下的comm.xml，修改communicator type="PC" outputIP="192.168.4.201"中的IP地址為自動編輯機的IP地址；打開主文件夾下的config.ini， Class=0， 心理健康中心101室，192.168.4.56，8008；修改教師名稱，并且設置教室（或其他活動場所）的IP地址為流媒體的IP。

③信息播放終端軟件的安裝調(diào)試。復制客戶端程序的文件夾到收看端的計算機。運行_PR2SMClientReg.bat，打開主文件夾下的config.Ini， Class=0， 心理健康中心101室，192.168.4.56，8008；修改教師名稱，并且設置教室（或其他活動場所）的IP地址為流媒體的IP。

④后臺控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試。復制后臺控制系統(tǒng)軟件到控制計算機。打開SR2IC.xml，設置：

——活動場所名稱

="192.168.4.201"——自動編輯機ip地址

platformPort="8008"panelIP

="192.168.4.199"——面板IP地址

panelPort="8008"streamMediaIP

="192.168.4.56"——流媒體IP地址

streamMediaPort="8008"

videoServerIP="192.168.4.110"——管理服務器ip

videoServerPort="9660"/>

系統(tǒng)在高職院校中應用前景展望

將視頻交互教學系統(tǒng)引入到高職院校學生通用能力培養(yǎng)中是一個新的嘗試，按照加涅等教育心理學家的教育理論觀點，可以確定很多通用能力屬于智慧技能和動作技能的綜合范疇。對于這類技能的培養(yǎng)通過視頻系統(tǒng)的錄制與回放觀看，可以極大地提高學生對該技能掌握的效果，這是經(jīng)過很多科學實驗已經(jīng)證明的正確結論。筆者利用當前信息技術的新發(fā)展，在視頻教學系統(tǒng)中加入網(wǎng)絡實時互動，既擴大了優(yōu)質(zhì)資源的共享面，同時也為學生提供了隨時隨地利用網(wǎng)絡學習通用能力的機會。同時，該系統(tǒng)除了在通用能力培養(yǎng)中發(fā)揮作用之外，還可以應用到學校更廣泛的工作當中。

參考文獻：

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[4]寧艷.基于B/S架構的交互性教學系統(tǒng)設計關鍵技術研究[J].軟件導刊，2013（1）.

作者簡介：安海濤（1973—），男，漢族，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特人，內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院，副教授，碩士，研究方向為多媒體技術。（內(nèi)蒙古呼和浩特 010010）

蔣蒙安（1960—），男，漢族，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特人，內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術學院，教授，碩士，研究方向為電子信息技術。（內(nèi)蒙古呼和浩特 010010）

基金項目：本文系內(nèi)蒙古自治區(qū)教育廳2014年度科研項目“自治區(qū)高職院校學生素質(zhì)教育與通用平臺建設研究”的階段性研究成果。（項目編號：NJSC14337）