淺談微課錄播室系統建設

孫利宏

摘? 要：隨著計算機技術、網絡技術、多媒體技術和通訊傳輸技術的發展與普及，無線網絡的日漸流行，信息化的加速發展推動了“微時代”的來臨。同時，隨著教育信息化的發展迅速，學校多媒體教室硬件設備初步完善，以及以開放、共享為理念的開放教育資源運動的蓬勃發展，新型教學模式逐漸在全球范圍興起。以Coursera的MOOC課程（慕課）為代表的大規模開放在線課程和以可汗學院（Khan Academy）為代表的微型教學資源的出現和風靡進一步觸發了全球教育研究者對教育信息化的探索。

關鍵詞：微課系統? 系統構架? 錄播

中圖分類號：G71 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（a）-0119-04

教育部在《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》指出，教育信息化的發展要以教育理念創新為先導，以信息化學習環境和優質教育資源建設為基礎，以學習方式和教育模式創新為核心。在種種因素的影響下，“微課”這種以微視頻為核心的新型教學模式引起了教育研究者以及廣大教師的關注。同時，教育研究者對師生授課模式的探討也不曾停滯，互聯網信息技術催生了新型教學模式，微視頻的發展使翻轉課堂（Flipped Classroom）逐步實現和推廣。

1? 微課的意義

近年來，優課、微課在國內教學中逐步興起，尤其是以促進學習方式和教育模式的轉變為核心，利用信息化技術，促進教學設計和教學改革，引導激發學生主動性、創新性學習為目的的“一師一優課、一課一名師”活動已在各地中小學全面鋪開。

“微課”是一種全新的資源表現形式，是針對某一知識點（重點、難點、疑點、考點等）進行闡述的、短小精趣的教學視頻，可與智能手機、平板電腦等互聯網終端結合，支持翻轉課堂學習、移動學習以及碎片化學習等形式的教學資源。

其具有“短小精趣”的鮮明特征，具體表現為“情景真實、主題突出、資源多樣、形式靈活、交互性強、動態生成、易于傳播、操作便捷”等優點。

微課突破了原有網絡直播的時間限制，錄課的長時間、畫質差、點擊率低缺陷，成為了未來發展趨勢。

對于學校及各教育研究者而言，“微課”將推動教育信息化進一步發展，通過“微課”可以更好地共享教育資源及探討調研教學模式及質量。

對于教師而言，“微課”將革新傳統的教學與教研方式，突破教師傳統教學模式的局限性，教師的電子備課、課堂教學和課后反思的資源應用將更具有針對性和實效性。微課教學資源共享也將成為教師專業成長的重要途徑之一。

對于學生而言，“微課”能更好地滿足學生對不同學科知識點的個性化學習、按需選擇學習，對重點知識點及時查缺補漏，又能強化鞏固知識，“微課”所提供的教學資源是傳統課堂學習的一種重要補充和拓展。

就目前而言，微課資源建設的狀況卻不容樂觀，存在著“拍攝難度大、后期編輯加工技術難度大、畫質不高、教師教學方式受限、教學主體識別混亂、教學主體不能同時展現”等問題，同時各地教育主管部門紛紛響應國家政策組織教師們開展以微課建設與評審為主題的教學研究活動，但卻面臨著上述諸多問題，微課的建設與應用對廣大師生和教育研究者而言，需要一款功能完備、效果卓著、操作便捷的微課制作系統。

2? 方案設計

針對以上需求和微課特點，TV-Class微課系統集合了廣播級圖像質量、單人操作、不改變教師講課習慣、與現有教學設備無縫對接的特點，具有操作簡單、使用方便、功能完備、業內最完善的配置等優點。TV-Class微課系統立足于微課的核心組成，為實現教師應用微課進行翻轉課堂的教學活動，提供高清微課資源錄制編輯、微課資源推送直播、重點知識講解、添加編輯字幕角標、一鍵自動摳像等多種核心功能。

3? 預期效果

（1）學校層面。通過微課系統制作的精品高清課程，開展多種形式的微課優質教學資源評比活動，以教學需求與應用實踐來引領微課建設的有序發展，將微課作為有效的教育資源，促進區域教育事業發展。

（2）教師層面。微課系統為教師提供了最便捷的微課錄制環境，教師無需改變講課習慣，僅憑簡單學習即可實現單人操作，輕松錄制各式各樣的微課資源;TV-Class微課系統可以幫助教師將教案、練習、重點難點、板書有機地結合到同一個學習界面中，提升學生學習的效率。

（3）學生層面。學生通過微課系統制作的精品課件可以輕松形象地預習、復習知識;隨時隨地進行瀏覽適用、實用的微課視頻資源，針對知識難點和薄弱知識點進行學習。

4? 方案組成

4.1 系統架構及原理

TV-Class微課系統通過將虛擬演播室的摳像技術與投影儀和交互電子筆的巧妙結合，能輕松還原教師上課的真實環境，同時錄制音頻與視頻無需進行后期編輯，制作高質量微課視頻課件。基于TV-Class微課系統，輔以幾項簡單的設備，教師只需將PPT等教學文件導入系統，便可通過交互電子筆操作系統簡單按鈕錄制微課（見圖1至圖3）。

教師站在綠幕前方，攝像機對教師及綠幕進行半身拍攝，電腦中的課件由投影投射到綠幕上，通過調節投影的亮度，使得微課系統對攝像機拍攝的“教師+綠幕”既能進行完美摳像，又使得教師能夠看清楚投影綠幕上的課件內容。

教師通過電子筆可對綠幕上的課件進行批注，批注內容可實時和課件內容進行疊加，同時作為虛擬合成圖像的背景。

音頻通過麥克風和本機視頻文件進行混音，再同虛擬合成視頻一起進行本機錄制，錄制結束可利用微課系統的簡易非編進行簡單編輯，或流媒體推送（用于直播）。

現場配有燈光，可對教師面光進行調節，并配有監看電視，方便教師實時監看（見圖4）。

4.2 典型配置

典型配置見表1。

5? 設計理念

TV-Class微課系統設計原則是在滿足微課資源錄制要求的情況下，充分考慮系統的可用性、穩定性、可靠性、先進性、兼容性、性價比。

5.1 可靠性

TV-Class微課系統采用成熟的先進技術，關鍵部件選用進口頂級設備，整個系統的硬件與軟件能夠長期穩定運行。

5.2 可用性

TV-Class微課系統可以同時應用在多種教育資源方面，可節省針對不同教育資源搭建不同系統設備的成本和時間，提高工作效率。

5.3 兼容性

可與原有的攝像機配套使用，信號可直接送至非編、錄像機、網絡設備，對錄制燈光無任何苛刻要求，在今后也可迅速采用視頻網絡化發展出現的新技術。

5.4 先進性

TV-Class微課系統采用先進的計算機圖像處理技術，利用國內外最新技術和成功經驗，選擇開發先進、實用的軟硬件設備，充分集成為先進的整體系統;依靠著強大的科研實力，在國際上具有獨特的先進性。

5.5 性價比

TV-Class微課系統操作簡單，維護量少，軟件可以輕松升級并向下兼容，主要通過4個方面顯示其經濟性：系統本身的價格、系統開通后的維護和運行代價、在系統實施現場的特殊要求所需的費用、系統在與其他系統集成時所需的有關軟件的開發，硬件接口等所需費用。TV-Class微課系統具有最佳的性能價格比。

5.6 安全性

系統的各個環節提供安全保密措施來保證網絡的性能。安全措施包括防病毒、防黑客、防止非法或越權訪問、傳輸加密、安全策略控制等。

6? 功能特色

6.1 功能

TV-Class微課系統通過將虛擬演播室的摳像技術與投影儀和交互電子筆的巧妙結合，能輕松還原教師上課的真實環境，同時錄制音頻與視頻無需進行后期編輯，與同類產品對比，系統主要功能如下。

（1）常用文件導入：支持PPT、PDF、WORD、視頻、FLASH動畫等教學常用文件導入。

（2）菜單欄操作便捷：在投影框最下端配備操作菜單按鈕，為老師的操作控制提供便利，在最終合成輸出的畫面中此菜單欄并不顯示，做到既方便使用，又能保證合成錄制畫面的完美構圖。

（3）輕松控制課件：教師于講課過程當中依據課程內容可輕松控制課件選擇、翻頁、錄制等功能，錄制過程中如需調整可點擊暫停鍵隨時控制暫停。

（4）多種景別構圖輕松選擇：一鍵選擇切換遠、近景、畫外音、虛擬大屏等多景別構圖，遠景構圖將教師與虛擬場景完美結合，使教師的講解更加生動形象，近景構圖適用于教師對重點知識點進行講解并且需要進行批注時使用，在重要知識點不希望課件被遮擋時點擊畫外音就可輕松實現全畫幅課件顯示，虛擬大屏功能則可將課件與教師分置于屏幕兩個區域，實現課件與教師同屏出現又互不遮擋。

（5）畫筆和橡皮擦功能：畫筆功能可以讓教師在各種課件素材上任何寫畫批注，有多種顏色供任意選擇，并且可輕松應用擦除按鈕來隨時擦掉寫錯或是不需要批注的部分。

（6）字幕、角標功能：系統備有簡易字幕、LOGO功能，所講課程主題、授課教師學校稱謂等可輕松實現顯示或消隱，并有標配模板可供教師選擇字幕或LOGO的模板樣式，教師只需在模板上輕松修改內容即可。

（7）一鍵自動摳像功能：對教師進行完美摳像，使合成效果生動形象，無需任何參數調節，最簡單快捷的操作卻能保證最佳的視頻摳像效果（見圖5）。

（8）一鍵錄制功能：同時錄制音頻和視頻，隨時一鍵暫停（見圖6）。

（9）流媒體推送：流媒體推送功能，提供了自由靈活的操作方式，可將系統節目推送至網絡進行共享。

（10）音頻調節功能：系統具備音頻調節功能，無需額外配置音頻延時、調音臺等硬件設備。

（11）簡單剪輯功能：系統提供簡單的視頻剪輯功能，教師錄課結束后可添加片頭、片尾。

（12）提供多種樣式模板：TV-Class微課系統配套提供多種課件背景模板，供教師授課選擇，配合不同的授課學科和內容，搭配不同樣式的背景模板，使授課更直觀形象。

（13）適用于多種制作方式：適用于正焦短距投影、背投、虛擬藍箱等多種制作方式。

（14）回監屏預覽：教師可以在微課錄制過程中在回監屏中實時看到錄制效果，保證錄制效果。

（15）通過投影操作課件：改變傳統虛擬摳像教師需要隔空表演的缺陷，使教師能清晰地看到演示教學文件，講課更加流暢自然。

（16）電子交互筆操作便捷：電子交互筆只需簡單設置一次，即可在其他設備不變的情況下一直使用。電子交互筆實現強大功能，不改變教師任何教學習慣，輔助教師完成優質微課錄制。

（17）操作便捷，界面美觀：友好、簡潔、直觀的操作界面，輕松上手，易學易用。

6.2 特色特點

（1）廣播級圖像質量。

TV-Class微課系統擁有廣播級圖像質量，保證教學文件內容清晰的同時，也將教師拍攝得清晰、完美。TV-Class微課系統秉承中視天威公司開發廣播級視頻設備的一貫理念，硬件全部采用業內最頂級的廣播級配置：采用業內頂級的廣播級視頻卡，保證10bit的廣播級圖像質量，信噪比在65dB以上;采用業內頂級的Umatter內置摳像算法，摳像效果遠優于業內同類產品，使得教師圖像清晰、邊緣柔和，和虛擬背景無縫融合。

（2）單人操作。

區別于市面上基于虛擬摳像的同類產品，TV-Class微課系統內置一鍵自動摳像技術，既保證了最佳的視頻摳像效果，也減少了教師制作微課的工作量，降低了錄制難度;配合交互電子筆的使用，教師能清晰地在投影屏幕上看到課件內容，同時在回監屏上預覽實時錄制畫面，實現了教師單人操作錄制微課，無需其他專業人員在旁輔助指導，充分發揮了教師自主性，保證了教師在授課過程中發揮的自由，減少了錄制過程的干擾。

（3）不改變教師現有的講課習慣。

TV-Class微課系統為教師提供了無需改變教師授課習慣的平臺。在以往原有的微課錄制過程中，基于虛擬摳像的錄制中，教師需要通過實時關注回監屏來提前規劃授課行為，也無法進行板書書寫，控制教學文件;普通錄播中，教師在授課過程中雖然可以保持原有授課習慣，但事后卻有板書不清晰、畫面被切換等一系列問題。TV-Class微課系統則突破原有限制，教師通過交互電子筆可以實現隨時操控教學文件、書寫板書、劃出重點難點，無需擔心錄制效果，教師可以保持原有的講課習慣，無需為微課錄制而刻意改變，給予了教師錄制優質教學課件的更大的發揮空間。

（4）可與現有常用的教學設備無縫對接。

TV-Class微課系統可與現有常用的教學設備無縫對接，例如：高拍儀、觸摸一體機、電子白板等，無需減少原有的設備，添置過多的設備，即可完成微課錄制，極大地降低了成本，提高了錄制效率。

（5）配套完備模板。

TV-Class微課系統支持導入不同背景模板、字幕條、圖標，中視天威提供不同的模板資源庫供用戶選擇，由專業設計師團隊設計，搭配不同學科內容，使背景、字幕條、圖標與教師授課內容更為搭配，提高了微課資源的美觀性。

參考文獻

[1] 矯學光.基于MVC架構的Dreamweaver網上微課系統設計[J].電子技術與軟件工程，2019（3）：42.

[2] 王莉.基于AppCan的移動微課系統設計與實現[J].計算機應用與軟件，2017，34（9）：88-91.

[3] 董園飛.基于智能終端的微課系統設計與實現[J].數字技術與應用，2017（4）：197-198.