基于醫學教育錄播教室的建設研究①

王美娜

(沈陽醫學院教育技術中心 遼寧沈陽 110034)

隨著教育產業的不斷發展，信息技術的不斷完善，線上教育已經越來越成熟，各大軟件開發商也都在積極探索，為了更好的適應線上課堂，錄播教室的使用就尤為重要。有很多資深的教育工作者，他們有學識，懂教育，有豐富的教學經驗。但，對有些相對專業和復雜的教學技術的使用，還不能很好的掌握，所以建立一套，功能全面，操作簡單的錄播教室就尤為重要。

1 某醫學院校錄播教室的需求分析

隨著“一師一優課，一課一名師”、“微課”、“慕課”、“金課”等國家政策的推出、我校結合我們現有資源和教學的實際需求，深入思考學校未來的發展趨勢，我校擬建設一套六機位高清精品錄播教室，實現校內教學資源錄制、共享、教學督導、網上教研、網上培訓課堂教學等各項信息化教育教學業務應用。我們學校有自身的教學特點，有些老師是有著豐富臨床經驗的一線醫生、護士等通過建設錄播教室實現實時錄播，不僅可以讓沒有聽懂的學生反復查閱，也便于其他老師學習，更能系統的建設制定各學段各學科課堂信息化教學模式與方法指導，組織學校、優質教師利用網絡教研平臺系統開展網上即時的教研活動，提高教師錄播系統信息化教學能力，促進課堂多媒體錄播教學的應用，實現各個課時打造各種不同課型的精品課程的教學視頻資源，信息化教學活動的要求，激發廣大教師的教育智慧，不斷生成和共享優質資源。通過錄播系統實現高清精品課程的錄制、直播、網絡教研、精品課評選、學生行為分析、全校網絡資源點播與管理、后期音視頻編輯等功能，為教育信息化水平的提高及教育均衡發展提供有力保障。

2 某醫學院校錄教室的設計原則

結合我校的實際情況，本錄播教室的設計要符合我校發展情況，該錄播教室由硬件和軟件兩部門組成，為了節省成本，又不影響錄播功能，我校這次建設的錄播教室，實行在原來的教室上升級改造。教室原有的基礎設施不變，在此基礎上，對硬件設備要選擇性價比高又禁得起市場檢驗的成熟設備，軟件系統在技術要符合先進性、系統架構的靈活性和可發展性、運行的穩定性和可靠性，同時又力求整個系統操作容易、便于維護、兼容性強，具有很強的開放性，系統設備的選型應遵循以下原則。

先進性：應用目前主流的技術錄制前端課堂的教學視頻，前端無需額外安裝編碼器等設備，系統維護方便，也可以根據實際需求進行升級，便于更新，建設成本低；

實用性：支持目前流行的流媒體格式文件；系統設計應符合教學的實際需要；管理智能化、錄播圖像高清化、數據網絡化、使用自動化，集中控制，方便操作，減少成本；

可擴展性：可擴展性是所有軟件設計必須要考慮的問題，涉及今后系統的發展需求及實用性。本次錄播教室的建設在軟件和硬件方面都考慮到了可擴展；

靈活性：目前我校使用電信網絡、教育網等，所以本系統應該能夠支持不同網絡以便以后操作簡單、方便安裝布置。

兼容性：目前教師上課多使用平板電腦、筆記本電腦、手機等不同的電子設備、該錄播教室在直播點播功能上應該支持各種PC瀏覽器終端、ios、Android移動設備收看，無需安裝專用播放插件。

3 錄播功能的設計與實現

3.1 嵌入式設計

Windows系統是我們最為熟悉的操作系統由win98到win2000到后來的winxp再到win7和win10不斷的改善修復和更新，功能強大的同時也有不少BUG,本套錄播一體機及圖像跟蹤一體機采用單板卡嵌入式架構，ARM+DSP+Linux操作系統、性能穩定可靠。完全脫離Windows系統，不用擔心微軟的操作系統是否停止更新及受到其他病毒的侵襲。為響應國家節能環保的號召，嵌入式錄播一體機及圖像跟蹤一體機等主要設備均采用12V直流供電，低能耗、低熱量，保證教學活動的安全可靠。

3.2 錄播教室視頻采集及音頻采集配置

錄播教室的視頻采集主要用于教師講課的特寫、板書內容的特寫、教師全景、學生聽課狀態特寫、學生全景等，本教室為容納180人的階梯教室所以配置6臺高清云臺攝像機，和學生巡航的高清視頻信號采集攝像機，通過高清3G-SDI視頻線傳輸至4K錄播一體機中，進行高清視頻采集、圖像合成、編碼。音頻采集配置1套無線話筒主要用于教師的聲音采集及本地擴聲，還有天花板吊裝6個強指向性話筒進行教師及學生的聲音采集。音頻經過數字音頻矩陣的均衡、降噪和混音等處理后，輸出到4K錄播一體機進行音頻的錄制、直播及存儲。

3.3 教師及學生圖像跟蹤配置

配置1臺圖像跟蹤一體機及4臺定位攝像機分別對教師、學生、板書、學生巡視進行智能圖像分析，并自動完成跟蹤切換，大大減少了利用傳統錄制系統需要人為對教師進行專業攝像的要求，從而減輕了工作量，減小了人力投入。上課時只需按照常規上課模式進行正常教學活動即可，教師及學生無需佩戴任何定位跟蹤設備，抗干擾性強。

3.4 控制室主要配置

控制室主要存放錄播一體機、圖像跟蹤一體機、數字音頻矩陣、平臺服務器、網絡設備等，便于技術人員進行人工操作，包括手動錄課，數據導出等。為教室前端的音視頻設備提供互聯手段，把信號源有機結合起來，實現教學實況實時錄制、同步直播。控制室根據需求配置和放置位置大概分為前后倆種，考慮到不影響教師情緒，我們的控制室設計在教室后側。在特殊視頻錄制時如文藝節目、家長會直播、分組課堂等情況下，管理員在控制室內可通過鍵盤控制器手動控制攝像機的推、拉、搖、移，確保錄制、直播視頻按照人為意愿進行。

3.5 實現真實互動場景

在傳統的互動教學系統中，整個的互動過程是不能進行錄制的或者以資源模式進行錄制，不能錄制真實的互動課堂，本次錄播教室考慮到以后智慧教室的建設，所以內置互動終端功能。無需額外配置MCU服務器和互動終端，僅通過交互錄播主機即可實現主講課室與其他互動聽課室之間開展“一點帶多點”專遞課堂應用，在全自動的模式下將互動場景進行錄制，真實再現互動教學場景。

4 結語

本次錄播教室的建設提升了我校的教育信息化水平，并改善了傳統的教學模式。為學校的進一步發展提供了信息化平臺。本錄播教室應用現代化網絡信息技術創造了更快捷、更先進、更靈活的教育模式。利用校園網實現一個統一的教育資源共享平臺。方便了廣大教師進行課程錄制，也可以利用網絡打破區際、校際教學教研在時間和地域的限制，將創設出一種面向全體教師，培養全面發展的高素質教師的嶄新平臺，更能充分、有效的調動學校教師參加學科教研的積極性，增強學生自主學習能力。