基于SWOT分析法下的智能錄播教室建設研究

張偉 楊仕青

摘要：為建設具有一流教學水平的特色高職院校，為滿足本校的精品課程建設要求，我校在近幾年設計并建設了集課程錄播、直播等多功能的智能錄播教室平臺，并提供了課程資源上傳及教師課程管理等服務，推進了學校教育信息化的建設和實踐研究。

關鍵詞：智能錄播教室;SWOT分析法

中圖分類號：TP319? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）17-0216-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

2018年4月13日教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知中指出要加快面向下一代網絡的高校智能學習體系建設，以國家精品在線開放課程、示范性虛擬仿真實驗教學項目等建設為載體，加強大容量智能教學資源建設，加快建設在線智能教室、智能實驗室、虛擬工廠（醫院）等智能學習空間，積極探索基于區塊鏈、大數據等新技術的智能學習效果記錄、轉移、交換、認證等有效方式，形成泛在化、智能化學習體系，推進信息技術和智能技術深度融入教育教學全過程[1]。

1 SWOT分析法的含義及其應用

SWOT分析法即態勢分析法，就是將與研究對象密切相關的各種主要內部優勢（S）、劣勢（W）和外部的機會（O）和威脅（T）等，通過調查列舉出來，并依照矩陣形式排列，然后用系統分析的思想，把各種因素相互匹配起來加以分析，從中得出一系列相應的結論，而結論通常帶有一定的決策性。[2]

2 智能錄播教室功能需求分析

本校錄播教室所使用的錄播系統，主要包含以下功能：一是對教學現場的教師授課圖像、學生聽課圖像、師生互動圖像及教學板書等教學畫面進行高清視頻、音頻的自動采集并同步錄制形成三分屏或四分屏的視頻資源。二是利用系統智能串聯切換上述圖像，并自動生成教學視頻課件。三是利用校園網絡自動上傳并共享視頻課件，通過課堂直播系統為遠端用戶實時提供學習資源。該套錄播系統通過優化用戶界面、簡化操作流程、提供在線視頻編輯等多種輔助功能，降低學校用戶的使用難度，保障了系統易用性與穩定性。

2.1 系統拓撲圖

智能錄播教室由控制室和主播室構成。控制室由紅外圖像定位裝置、智能導播調音控制臺、視頻數據存儲服務器等基礎硬件設備構成，將主播室采集的音視頻信號源通過分配器等信號管理設備傳輸至中控系統，通過智能中控軟件將錄制的教學實況轉化為同步直播視頻課件。主播室采用國內主流的硬件設施，在數據輸入設備方面，設有全景攝像機、特寫攝像機、靜態板書攝像機等多角度多類型的視頻采集設備及分布于課桌、講臺的音頻錄入設備。學生特寫、教師特寫的跟蹤拍攝及教師全景、學生全景、教師板書的拍攝由5臺廣播級攝像機分別負責采取。智能導播系統接收五路攝像機采集的視頻信號，導播系統完成導播過程后錄制服務器將接收視頻信號，進行高清視頻課件的錄制。聲音采用吊麥的采集方式，經調音臺智能導播系統接收音頻信號，以保證真實展現課堂聲音場景。同時為滿足信息化教學需要，在教室的前方配備有大尺寸觸摸屏電子白板及液晶電視等輸出設備。同時還軟預留有硬件的升級換代接口，為系統升級預留空間。

2.2 系統主體

整個系統主體分為以下三大子系統：

2.2.1 數字化控制臺

為提高系統操作的便捷性，整個錄播系統所有設備的開關通過數字化控制臺整合至控制調控面板。一是一鍵式啟動的方式管理錄播和圖像定位系統，支持手動/自動錄播兩種錄播模式。二是整合了字幕機、調音臺等傳統錄播系統。三是具有多媒體數據（視頻、音頻、圖片、文本等）實時切換與錄播功能的智能導播系統。利用特技切換臺系統對多路視頻信號源、計算機畫面和音/視頻文件之間的智能切換，在分析教學任務的變化基礎上智能選擇導播策略，實現智能導播功能。

2.2.2 圖像定位系統

圖像定位系統具備人物跟蹤拍攝功能，利用人臉識別技術自動鎖定拍攝對象，面對復雜環境下人物形象追蹤難點，系統能自動識別并切換追蹤策略，完成自動跟拍，保證鏡頭拍攝平滑、順暢、穩定。同時能夠智能識別師生問答角色變換，當學生站起身進行發言或對老師的提問進行回答時，學生攝像機將會立即啟動利用特寫鏡頭對正在發言的學生定位跟蹤并拍攝下來，學生發言結束后，系統自動返回教師追蹤系統。

2.2.3 課件實時制作和云錄播系統

云錄播系統是一個集視頻監控、課堂直播、在線學習、課程管理、新聞發布等功能于一體的綜合信息化智能系統。能快速錄制課堂教學情況并實時生成有電子文檔和音視頻的流媒體課件進行網內發布傳播。

3 智能錄播教室建設的SWOT分析

3.1 優勢分析

智能錄播教室為教學活動的現場錄制、視頻制作、課件貢獻提供了專業化的一站式方案解決平臺，其智能化跟蹤拍攝技術、手/自動鏡頭切換策略、穩定的圖像拍攝水平和便捷的教學視頻生成功能讓學校教學觀摩、評估、教師間教學資源共享、學生自主學習等教學資源共享需求得到滿足。通過人性化設計簡化教學課件視頻資源的制作流程，提高課件視頻的錄制效率，使課件資源普及率得以快速增長，為學校提高教育現代化水平提供了有力的技術支持。

3.2 劣勢分析

自動跟蹤技術存在一些缺陷，當學生自動跟蹤時，若多個學生同時站起來活動或者教師與學生互動時，紅外線追蹤信號將會出現混亂無法正確有效的分辨出對應的學生對象從而進行跟蹤拍攝，會出現鏡頭切換混亂的現象;當教師走出鏡頭捕捉的界限之外時，鏡頭會直接切換到墻壁上，出現切換錯誤的現象;當學生站起來回答問題的時間較短時，自動追蹤還沒來得及反應直接就錯過了這一畫面的抓拍;當教師與學生頻繁互動時，教師機和學生機信道切換存在一定的延遲，會出現鏡頭中沒有人像的情況。錄播教室的選址若放在人員走動密集的地方或者隔音效果差的地方，當教師機啟動自動追蹤功能時，易受外部對象干擾，鏡頭易出現切換錯誤。

3.3 機會分析

精品課程的建設和發展逐漸成為高校的重點工作，智能錄播教室徹底改變了傳統精品課程的錄制方法，以其便捷性、高效性及其兼容性為精品課程的制作帶來了便利，大大提高了精品課程的質量和效率。智能錄播教室的畫面更為穩定、連續，抗干擾能力強，教師只需要按開始、暫停及停止鍵即可進行錄制，不需要其余額外的操作就能自動追蹤，錄制完成后能直接生成教學錄像并壓縮上傳至學校相應網站，能較完整的體現出整個教學過程，不需要教師再進行后期的整合，提高了制作效率。

3.4 威脅分析

智能錄播分為手動和自動兩種模式，在錄制一些精品級別的課程時，若教師單純只依靠自動模式進行錄課，鑒于自動錄播系統本身的一些缺點最后出來的效果并不一定會讓人滿意，這就需要教師通過團隊合作將手動與自動錄制兩種模式相結合進行，當自動模式不能滿足相應效果需求時需要教師手動控制各攝像機錄制，這就需要教師能很好地進行自由切換鏡頭及定位對象，對教師自身來說是一個挑戰。

4 促進智能錄播教室建設的建議

4.1 場地選擇與室內設計

智能錄播教室在場地選擇時應充分考慮周邊的干擾因素，最好選擇在人流量較少的二樓及以上樓層內，沒有上下課鈴聲的干擾，走廊一側不設置窗戶。室內裝修宜采用柔和的風格，給人一種舒適感，避免給學生和教師壓抑感。室內擺放物品不宜過多，講臺及學生桌椅即可，這樣拍出來的畫面比較清爽整潔。教室內側的窗簾一定要厚實，，顏色最好能與吸音板的顏色相近，隔音的同時能遮擋外部的太陽光線，避免因外部太陽光的干擾影響室內攝像機的追蹤效果。屋頂和墻面也都需要吸音材料進行處理，減少不必要的混響，提高語音清晰度。

4.2 智能錄播教室設備安裝

1）拾音麥克風應盡量集中在學生區域，在教師與學生互動或者學生間小組討論時可以更方便地進行聲音采集，數量根據教室大小而定。教師區域的可以不裝或者少裝，教師可以直接佩戴領夾式或無線麥克風進行采集，語音信號通過功放直接錄入錄播主機，聲音效果比使用吊裝拾音麥克風效果更好。

2）跟蹤定位系統的實現方式主要有三種：①紅外線追蹤②超聲波切換③圖像識別跟蹤。在全自動錄播模式下，若單純只使用其中一種跟蹤系統易出現跟蹤不及時、不平順等現象，因此建議使用兩種或三種方式相結合的模式進行錄制，保證拍攝效果的順利進行。

參考文獻：

[1]百度百科：教育信息化2.0行動計劃https：//baike.baidu.com/item/%E6%95%99%E8%82%B2%E4%BF%A1%E6%81%A F%E5%8C%962.0%E8%A1%8C%E5%8A%A8%E8%AE%A1%E5%88%92/22501991？fr=aladdin

[2]百度詞條：https：//baike.baidu.com/item/SWOT%E5%88%86%E6%9E%90%E6%B3%95/150223？fr=aladdin

【通聯編輯：唐一東】