基于集控錄播系統的高校教學資源平臺建設研究

邱坤　成謝鋒

摘要：介紹了基于集控錄播系統的高校教學資源平臺的建設過程。簡述了集中控制功能的優勢及工作方式。通過云計算模式來部署高校教學資源庫，采用IaaS層、PaaS層和SaaS層為核心結構搭建教學資源平臺，運用虛擬化技術將資源整合，為教學服務。運用大數據技術，對平臺產生的信息進行分析研究，結合平臺運行效果進行反思，提出改進措施，更好的輔助提升教學質量。

關鍵詞：集控錄播；教學資源平臺；云計算；大數據

隨著云計算、物聯網、大數據等新技術、新應用的迅速發展與日益成熟，信息技術和現代教育的結合日益緊密。高校的信息化建設正從管理型數字校園向智能、服務型智慧校園轉變，數據與服務是轉變過程中的核心。教學是高校的重要職能之一，而教學資源則是教學的主要呈現形式。經過長期的教學累計，每位教師都會形成有各自獨到見解的教學資源，然而這些寶貴的資源猶如一個個信息孤島彼此獨立，無法更好的傳播用于分享和交流。針對高校這種普遍存在的教學資源匱乏、共享程度低、利用率低、優質教學資源受眾面小、教學效果不顯著等情況，教學資源平臺的構建應運而生。本文介紹了南京郵電大學教學資源平臺的建設實施，應用場景，基于平臺大數據的分析研究以及平臺運行效果及反思，以期為高校教學資源平臺的建設提供新的啟示。

一、教學資源現狀

教學資源是平臺建設的基礎，只有擁有大量優質的教學資源，才能建設出內容詳實、資源豐富的平臺。我校已具備這樣的基礎條件，仙林校區共有錄播教室45間，翻轉教室2間，多媒體教室222間。大部分學院任課教師使用多媒體教學，共有近百門課程PPT資源。每日潛在的教學視頻資源更是以G為單位幾何增長。我校先后也開發出了一批優質網絡課程，但是大多是為精品課程比賽制作的，沒有延續性，資源維護和更新步伐較為緩慢，導致教學資源時效性差，內容相對滯后，且沒有教學資源平臺對這些資源進行存儲管理，因此在教學實際應用中效果不太理想。原有錄播系統的操作相對繁瑣，在沒有課程制作需求的情況下，一些計算機動手能力相對薄弱或者怕麻煩的教師通常都不會主動啟用它，導致錄播系統大部分時間成為了擺設，沒有發揮應有作用。基于實現便捷、常態化的獲取及整合本校教學資源的目的，提出了基于集控錄播系統的高校教學資源平臺的想法。

二、教學資源平臺建設實施

教學資源平臺以集控錄播系統為基礎，針對以網絡攝像機為核心的常規網絡錄播教室，實現對以老師和學生為主體的多景別授課場景和教師機桌面圖像信息的自動錄制，采集的視音頻信號經過編碼形成視頻文件，直接發送至集控存儲服務器進行保存，再通過系統錄播端遷移服務實現視頻資源在教學平臺存儲的整合。這樣，教學資源平臺存儲成為我校真正的教育資源庫。

（一）集控錄播系統部署

通過對接教務管理系統的Oracle數據庫，查詢包括課程名、開課周次、上課時間、地點、教師名、班級名等關鍵字信息，導入至集控錄播系統的“課表管理”模塊，利用系統錄播端轉發服務，控制視音頻信號、遠程控制命令等重要信息的分類轉發，連接錄播教室，獲取設備狀態信息，從而實現定時自動遠程開啟和關閉相應教室的錄播設備。這樣，教師上課時無需花額外時間去操作錄播系統，就可以完成課程的錄制。

集控端是集控錄播系統最重要的組成部分，實現了如下功能：1.遠程監看，匯集了所有錄播教室的監看信息，不僅包括每個錄播教室的多路監看畫面，而且包括每個錄播教室內所有設備的狀態信息，還包括集控錄播系統中所有服務器的狀態信息，真正實現包括授課場景、設備狀態和系統狀態的全方位實時監看；2.遠程操控，不僅包括錄制、暫停、停止等錄制控制，推拉搖移、光圈調節、亮度調節、速度調節等攝像機控制，直播控制等功能，而且針對精品錄播教室，能夠實現對智能錄播系統的手動、半自動、自動等操作模式的控制，真正實現了對多樣化錄播教室的完美兼容。

除了用于錄制課程以外，還有如下的衍生應用：1.改變了以往每間教室都要安排監考教師的狀況，實現了無人監考的新模式。我們只需要在客戶端通過“在線巡課”的功能，就可以監看各個考場的情況，極大地減輕了考試季教師們的監考工作量；2.顛覆了傳統的教學檢查督導方式。督導組不用往返于各間教室，就可以通過此功能遠程查看真實的上課場景。教師和學生也不會因為督導的突然來訪產生緊張情緒，而影響到正常的教學秩序；3.保障了教室里設施和物品的安全。保衛處可以24小時監控到各個教室的情況。后期錄播服務器存儲擴容后，我們考慮全天候（包括沒課時）錄制教室的情況，提供給保衛處以加強保障校園安全。

（二）教學資源平臺構建

教學資源平臺使用云計算模式來部署，體系架構采用了自底而上的設計，分為四層：物理資源層、數據資源層、應用服務層和服務接口層。其中下三層為提供云計算核心服務的主要結構，即：基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS）。體系架構示意圖如圖1所示。

（三）教學資源遷移

教學資源平臺的5臺服務器使用10.22.248.100-104地址段，錄播服務器的IP地址可以直接訪問這5臺服務器。我們將錄播服務器和資源平臺的5臺服務器放在一個核心交換機下，這樣數據傳輸效率會高。對接完成后，錄播主機錄制好的課件會通過FTP功能自動上傳到資源云平臺的存儲空間，我們設置的上傳時間為校園網空閑時間段（當天晚上10點至次日早晨6點），不影響校園網的正常使用。錄播主機本身不存儲資源，不會消耗存儲，只用本身的硬盤臨時存儲錄制的課件資源，上傳完畢一定時間內本地存儲的資源會自動刪除。根據實際測算我校錄播每天產生的課件資源在1.5T左右，以此估算，一學期按照100天算，會需要150T的存儲左右，在后期還需要考慮存儲擴容的問題（也可以根據實際情況學期末統一清理不需要的資源）。

我們在資源管理平臺創建一個固定的一級欄目，名稱為“教學云錄播”，所有錄播完成的視頻資源經過轉碼后，都會往該欄目下進行推送。推送過來課件命名規則為：課程名稱+教師姓名+上課時間。用戶登錄資源云服務平臺后，可以清晰的看到各門課程教學視頻，也可以通過搜索課程名或者教師名準確定位到自己要找的課程。

三、教學資源平臺應用

教學資源平臺的建設及后期大數據的分析研究進一步推動了高校教師專業的發展和教學能力的提升，促進了信息技術與學科教學的融合，提高了教學效果和教學質量，推進了數字化優質教學資源的共建共享。

本平臺可以應用于微課和慕課的制作。微課是指以視頻為主要載體記錄教師在課堂教育教學過程中圍繞某個知識點或教學環節而開展的精彩教與學活動全過程，時長在6～10分鐘，有明確的教學目標，內容短小精悍。而慕課MOOC是“大規模開放式網絡課程（Massive Open Online Courses）”的簡稱，是近年來崛起的一種新型教育模式，不受人數限制，不僅提供大量免費的視頻教學資源，而且實現了教學過程的全程參與，具有互動性。課程視頻一般為10～20分鐘，有利于人們的碎片化學習以及時間有限或者注意力不集中的學習者。微課和慕課帶給我們一種全新的課程教學資源組織方式，展示了一種全新的教學思想和教學理念。我們可以通過集控錄播系統完成對課程的錄制工作，再運用教學資源平臺里U-EDIT非線性編輯功能對課程資源進行后期剪輯、整合，完成微課和慕課的制作。

四、效果與反思

（一）效果

通過教學資源平臺近1年多的運行，對南京郵電大學計算機學院和社會與人口學院的部分師生進行了回訪，收集了一些對于教學資源平臺的反饋意見。1.計算機學院教師表示：U-EDIT非線性編輯功能方便了他們微課、慕課的制作，基于平臺的大數據分析有助于加強教師對學生學習狀況的把控，備課時更加有的放矢，促進了個性化教學的更好開展；2.社會與人口學院教師表示：相較于傳統錄播教室的繁瑣操作而言，集控錄播非常方便，不需要任何額外操作，就可以完整的將課程錄制下來。學生到勤率以及上課的專注度也有了很大的提升；3.學生表示：教學資源平臺對他們學習有很大的幫助，不懂的知識點可以通過平臺回看教學視頻或者教師專門錄制的微課來掌握，跨學科的學習也可以通過平臺來完成。透過平臺數據分析形成的圖表以及任課教師推送的建議，可以更好的了解自己階段性學習狀況，及時調整學習方法，提升學習效果。

（二）反思

通過回訪發現，教學資源平臺獲得了師生們的一致好評，但是在實踐過程中還是存在一些問題。比如：教師因故臨時調課，課表的變更沒有及時的導入集控錄播系統，導致課程沒有錄制成功；文科教師因為計算機水平不高，很少參與微課、慕課的制作；隨著教學資源平臺投入使用，課程資源越積越多，存儲容量不夠用。

后期需要如下改進：1.加強對于錄播系統課表的管理，每天專人定時對接教務系統數據庫，取得最新的課表信息，上傳至錄播系統，保證所有課程的正常錄制；2.加強對教師的信息化培訓，教會使用教學資源平臺里U-EDIT非線性編輯功能，鼓勵更多的文科教師制作微課、慕課，為文科教學資源庫充實更多的精品教學課程；3.鼓勵各學院參與到教學資源平臺的建設中來，劃撥經費給學校信息化部門，用來統一擴容存儲。各學院再申請虛擬機，每學期末將本學院的課程取回，以便整理保存。

綜上所述，基于集控錄播系統的教學資源平臺的應用效果得到了師生的廣泛認可，但如何充分發揮其價值以及如何考量其對教學的影響，還有待更深入的教學研究探索。

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*基金項目：國家自然科學基金（61271334）； 江蘇省高等教育教改研究課題：電工電子實驗系列課程微課程建設與應用研究（2015JSJG226）；2017江蘇省教育信息化研究課題：基于“互聯網+”智慧教室建設研究（20172104）； 南京郵電大學信息化科研項目：基于bind海量日志數據的可視化分析及研究（NYXX216006）；南京郵電大學教學改革研究項目：基于“互聯網+”智慧教室建設研究（JG02418JX44）。

（邱坤，南京郵電大學社會與人口學院，南京郵電大學智慧校園研究中心；成謝鋒，南京郵電大學電子與光學工程學院 微電子學院）