視頻交互教學系統在高職學生通用能力培養中的應用研究

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問題的基礎上，針對教學中采用視頻交互教學系統的可行性和具體方法做了積極的探索，并據此構建了通用能力視頻交互培養系統，取得了較好的培養效果。

關鍵詞：視頻交互系統；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和專業無直接關系、可遷移的、對于一個人在現代社會中的生存和發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教育教學質量的若干意見》（教高〔2006〕16號）文件的要求，通用能力包括學習能力、交流溝通和團隊協作能力、實踐能力、創造能力、創業就業能力。

高職院校通用能力培養工作的現狀分析

1.通用能力培養的方法

國內很多高職院校都對培養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，經過多年研究實踐，形成了一套培養學生通用能力的方法，并搭建了多個通用能力培養平臺，形成了完整的培養體系。例如，通過各類專業課程學習、實習實訓培養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；通過舉辦創業大賽等活動提高學生的創業就業能力；通過舉辦各種科技競賽活動提高學生的創造能力；通過文化藝術節等活動，提高學生的團隊協作能力。進而形成了“專業課程選修課程通力合作、三中心合力支撐、三個節貫穿全年、各項競賽活動具體推動”的全方位的通用能力培養體系（如圖1）。

2.通用能力培養中存在的問題

通過該平臺培養，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部分平臺采用專業知識的教學方式用于通用能力的培養，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辦法不多。⑤各培養平臺相互配合不夠，形成的合力不足。

視頻交互教學系統解決通用能力培養中存在問題的可行性

隨著信息技術的高速發展，網絡視頻傳輸技術日臻成熟。各種形式的網絡教學形式已經被廣泛應用。把先進的信息技術和高職通用能力培養方式的特點相結合，開發一套適合高職學生通用能力培養的視頻交互教學系統是十分必要和可行的。視頻交互系統的目的在于整合現有的通用能力培養各個平臺的資源，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場的各種資源（靜動態圖像、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、保存和發布。視頻交互教學系統不僅能夠進行點對點或多點之間的雙向視頻、雙向音頻，以及數據等交互式信息的共享和實時通信。而且可以根據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，為學生創建一個虛擬的學習環境；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，對某一能力培養的策略方法展開實時或非實時的討論；可以隨機調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。

視頻交互教學系統的設計與實現

1.擬解決的關鍵技術問題

（1）多鏡頭跟蹤觸發

在不影響教室或禮堂、報告廳等活動現場基本布局的同時，合理布置拍攝鏡頭，將被拍攝對象的聲音、形象、肢體語言等內容全方位采集記錄。系統能夠自動完成鏡頭觸發過程，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匯演，只能有部分學生到現場觀看。我們除了錄制節目，還需要通過現場直播方式保證學生能通過分會場或網絡進行觀看。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控，遇到故障及時排除。

（3）系統穩定性

本系統設計的設備眾多，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，數量大，管理難度較大。且系統一經啟用就需要長時間高效率地運行，所以保證其穩定性是至關重要的。

2.系統架構

通用能力視頻交互培訓系統架構圖如圖2所示，主要有三大部分組成。

（1）信息采集系統

多媒體控制器是對系統中的硬件設備的統一管理的設備。紅外智能定位器負責實現智能化切換鏡頭，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、拾音設備的信息內容錄制、合成壓縮成流媒體數據，上傳至控制中心存儲設備中。

（2）系統控制中心

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

（3）信息播放系統

播放系統客戶端軟件采用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出調取資源的請求，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.系統的安裝與調試

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

（1）系統布線圖（如圖3）

（2）系統設備的安裝

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

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

①流媒體工作站軟件安裝調試。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，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，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；在比較大的分區中創建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；將流媒體的執行文件創建快捷方式到啟動組。

②信息采集終端軟件的安裝調試。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后臺控制系統的安裝調試。復制后臺控制系統軟件到控制計算機。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"/>

系統在高職院校中應用前景展望

將視頻交互教學系統引入到高職院校學生通用能力培養中是一個新的嘗試，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通過視頻系統的錄制與回放觀看，可以極大地提高學生對該技能掌握的效果，這是經過很多科學實驗已經證明的正確結論。筆者利用當前信息技術的新發展，在視頻教學系統中加入網絡實時互動，既擴大了優質資源的共享面，同時也為學生提供了隨時隨地利用網絡學習通用能力的機會。同時，該系統除了在通用能力培養中發揮作用之外，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，內蒙古自治區呼和浩特人，內蒙古電子信息職業技術學院，副教授，碩士，研究方向為多媒體技術。（內蒙古呼和浩特 010010）

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

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