數(shù)字媒體技術(shù)在高校網(wǎng)絡學習空間中的應用

楊吉花

（山西農(nóng)業(yè)大學信息學院 山西省晉中市 030800）

隨著新媒體時代的到來，傳統(tǒng)的“教師—教室—知識—學生”教學模式已經(jīng)不能滿足高校學生獲取知識技能在“數(shù)量”、“質(zhì)量”、“及時”、“便捷”等方面的要求。利用移動、數(shù)字、通信、網(wǎng)絡等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電腦、手機等終端進行教學的網(wǎng)絡教學模式已經(jīng)變成高校教育非常重要的一部分。不論是MOOC、微課還是移動教學系統(tǒng)，都需要建設可以提供學生獲得知識技能的學習空間。學習空間的構(gòu)建需要借助于教育技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、智能技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)等，這樣才能夠體現(xiàn)新媒體時代教育模式的交互性、智慧性、及時性、海量性、共享性、個性化及社群化的特點。數(shù)字媒體技術(shù)作為一種以數(shù)字技術(shù)及信息科學為主導，對數(shù)字化的信息內(nèi)容進行采集、存儲、加工和傳播的技術(shù)，對網(wǎng)絡學習空間的建設在技術(shù)支撐及資源內(nèi)容建設方面有著重要的作用。數(shù)字媒體技術(shù)主要包括文字信息、圖形圖像、視音頻、動畫、游戲、虛擬現(xiàn)實等多種媒體處理方面的技術(shù)。

1 高校網(wǎng)絡學習空間模式

學習空間，要以為學生提供智能系統(tǒng)完整的學習支持服務為目標，滿足學生不受時空限制，在網(wǎng)絡獲取教學資源、實現(xiàn)學習行為、進行交互的要求。

如圖1所示，網(wǎng)絡學習空間利用信息技術(shù)使高校教學模式發(fā)生了根本性的創(chuàng)新，打破了傳統(tǒng)課堂的限制，滿足學生個性化的學習需求。學習資源不再限制于教材，使得課程內(nèi)容更加系統(tǒng)、豐富、實用。師生也可以通過學習空間進行答疑互動交流，教學反饋也更加及時。學習方式上也可以變得更加靈活，比如自主學習、探究式學習、泛在學習、任務驅(qū)動學習等。教學管理服務也更加流暢、人性化、公平、便捷。

2 數(shù)字媒體技術(shù)介紹

數(shù)字媒體技術(shù)是一種基于網(wǎng)絡通信和計算機技術(shù)，主要對音視頻、圖形圖像等多媒體信息進行采集、存儲、處理、顯示、管理，使抽象信息直觀化、可交互的技術(shù)[1]。其研究的主要內(nèi)容包括：流媒體技術(shù)、計算機圖形圖像處理技術(shù)、視音頻處理技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、動畫技術(shù)、游戲技術(shù)等[2]。數(shù)字媒體技術(shù)的應用范圍涵蓋場景設計、角色形象設計、游戲程序設計、多媒體后期處理、人機交互技術(shù)，游戲開發(fā)、網(wǎng)站美工和創(chuàng)意設計等。

3 數(shù)字媒體技術(shù)在高校網(wǎng)絡學習空間的具體應用

數(shù)字媒體技術(shù)的應用貫穿于高校網(wǎng)絡學習空間平臺的建設過程及空間提供學習服務的過程中。

圖1：高校網(wǎng)絡學習空間模式

3.1 高校網(wǎng)絡學習空間數(shù)字媒體信息的獲取與輸出技術(shù)

學習空間里需要提供學生使用的課程音視頻、圖像等媒體信息內(nèi)容，這就涉及到數(shù)字媒體信息的獲取技術(shù)、人機交互技術(shù)等。而如何將這些采集到的信息轉(zhuǎn)換為學生可感知的信息，就涉及到數(shù)字媒體的輸出技術(shù)，比如：顯示技術(shù)、拷貝技術(shù)等，并且學習空間與學生之間需要建設一個豐富、人性化的交互界面。

3.2 高校網(wǎng)絡學習空間數(shù)字媒體信息的存儲技術(shù)

學習空間中的課程資源，不管是教學視頻、音頻文件還是電子課件，這些都要求平臺的存儲容量、傳輸性能達到高的標準，并且具有實時及并發(fā)性的特點，這就對平臺存儲媒介、相關控制技術(shù)、接口標準等提出了高的要求，而如今數(shù)字媒體方面的存儲新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，很大程度推動了學習空間的發(fā)展。

3.3 高校網(wǎng)絡學習空間數(shù)字媒體信息內(nèi)容管理及安全技術(shù)

學習空間涉及教學平臺中對用戶信息、課程信息、交互信息等內(nèi)容的組織管理。而數(shù)字媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對這些數(shù)字內(nèi)容的組織、編碼、分類、存儲、檢索和維護管理，信息檢索及信息安全技術(shù)為學習空間信息的安全性提供了保障。

3.4 高校網(wǎng)絡學習空間數(shù)字媒體信息處理及傳播技術(shù)

學習空間里包括虛擬課堂、學習資源、互動社區(qū)、作業(yè)系統(tǒng)、考試系統(tǒng)、應用工具、課程中心、學習工具等都離不開數(shù)字媒體的處理及傳播技術(shù)。而媒體信息的數(shù)字化、編解碼、分類、識別、傳播等技術(shù)決定了網(wǎng)絡學習空間平臺是否高效、高速、便捷。

3.4.1 圖形圖像處理技術(shù)

數(shù)字圖像處理技術(shù)是對圖像信號進行取樣、量化和編碼并壓縮后存儲于計算機中的一種技術(shù)。包括：圖像輸入輸出、變換以及圖像識別、壓縮存儲、表示、獲取編輯技術(shù)等。計算機圖形處理技術(shù)是利用計算機繪制及處理圖形的技術(shù)。比如：圖形的輸入、圖形的建模技術(shù)等。這樣制成的圖形比較快速、規(guī)范。在物理學科中我們就可以利用圖形技術(shù)繪制電路圖、機械圖等。

圖形圖像處理技術(shù)在高校網(wǎng)絡學習空間的應用主要方面在于其視覺的表達與表現(xiàn)能力。比如學習空間平臺的建設需要創(chuàng)設有效、友好、可視化的操作界面，而圖形圖像技術(shù)能有效地創(chuàng)建形象、直觀的視覺交通系統(tǒng)。在學習空間中展現(xiàn)的圖形圖像數(shù)字化資源，為學生提供了更生動、有趣的學習方式，圖文并茂的教學方式能夠最大程度喚起學生的注意力，調(diào)動學生學習的積極性和學習熱情。圖形圖像教學媒體的使用，使學生可以擺脫學習空間的束縛，應用到更多的教育資源。

3.4.2 視音頻處理技術(shù)

對數(shù)字視音頻的處理就是將其模擬信號進行數(shù)字化的過程，通過取樣、量化和編碼來實現(xiàn)，主要技術(shù)包括；視音頻實時傳輸技術(shù)、編輯技術(shù)、壓縮編解碼技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、后期特效處理技術(shù)等。而高效、實時傳輸?shù)牧髅襟w技術(shù)是數(shù)字視音頻傳輸系統(tǒng)要求。

我們都知道人類99%的信息都是通過聽覺和視覺獲取的，因此在學習空間中利用錄制視音頻進行課堂教學，或者通過視頻、語音方式直播授課能夠從根本上提高學生的學習興趣及效率。在學習過程中，學生之間、師生之間也可通過視頻與語音進行交流，還可以進行視音頻資源信息互傳，直接實現(xiàn)現(xiàn)場級的媒體信息共享。這種多感官接收信息的方式，能夠使得高校教學更加有效，生動。

3.4.3 數(shù)字游戲技術(shù)

數(shù)字游戲技術(shù)即利用游戲開發(fā)軟硬件平臺設計開發(fā)的可供大眾娛樂的一種技術(shù)。數(shù)字游戲是一種全新的具有特別吸引力和參與性的大眾媒體，又是具有巨大能量的文化傳播的工具，在數(shù)字媒體中占據(jù)著極其重要的地位。數(shù)字游戲技術(shù)包括游戲設計開發(fā)技術(shù)、游戲創(chuàng)意等。而教育游戲的設計主要用來滿足在娛樂的同時讓學習者獲得知識與技能的目的。

有一些網(wǎng)絡學習空間將教育游戲作為教學過程中的一個重要工具，因為這些數(shù)字化的游戲能夠把吸引學生關注度的因素加入到學習過程中，讓學習變得具有趣味性，學生學習也會更加主動、積極。

3.4.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是由計算機生成一種全新的模擬環(huán)境，體驗者進入環(huán)境通過傳感設備如同身臨其境一般[3]。用戶能夠產(chǎn)生一種沉浸感，也能與環(huán)境實時交互[4]。虛擬現(xiàn)實的具體內(nèi)容包括：虛擬實物、虛擬游覽、虛擬縮放、虛擬過程、虛擬實驗、虛擬角色等。

學習空間中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用突破了客觀條件對教學的限制，使學生學習的感官得到了延伸。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以為學生提供立體化多媒體空間來呈現(xiàn)更直觀的、更真實的知識信息，也能夠為學生創(chuàng)設虛擬的體驗環(huán)境來提升學習技能。例如：在理工科教學中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設仿真實驗環(huán)境是對傳統(tǒng)實驗教學的升級。虛擬學習空間的環(huán)境建設為學習者搭建“真實”的體驗環(huán)境，學習者可以在空間中進行自主學習，獲取學習資源，與其他客體交互，也可以與其它成員進行交流協(xié)作學習。

3.4.5 數(shù)字動畫技術(shù)

數(shù)字動畫技術(shù)是指采用圖形與圖像的處理技術(shù)，借助于編程或動畫制作軟件生成一系列的景物畫面的技術(shù)。

數(shù)字動畫技術(shù)在學習空間中的應用也體現(xiàn)在人機交互方面，動畫技術(shù)能夠使空間界面交互性更加友好。在課程資源，比如電子課件中使用動畫技術(shù)，使得數(shù)字資源更加多樣、豐富。

3.4.6 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學習、推理、思考、規(guī)劃等）的技術(shù)。

在學習空間中應用人工智能技術(shù)使得教學過程更加具有智慧性。比如對學生學習行為的智能追蹤、自動劃分知識的重難點、能夠?qū)χR信息或?qū)W習資源進行智能搜索、實時監(jiān)控分析學習效果數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)學生學習過程的全流程監(jiān)管。同時，人工智能技術(shù)具有的大數(shù)據(jù)處理能力，使其在挖掘?qū)W生潛能、推動學生全方面發(fā)展有著強大的驅(qū)動力。

3.4.7 數(shù)字媒體的傳播技術(shù)

數(shù)字媒體的傳播技術(shù)主要包括流媒體傳輸技術(shù)、P2P技術(shù)等。流媒體傳輸技術(shù)，包括傳輸過程、緩存系統(tǒng)和傳輸協(xié)議。學習空間媒體信息的傳播要求高效、實時、安全、準確，所以也要考慮媒體傳播的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、安全管理技術(shù)等。

4 結(jié)論

數(shù)字媒體技術(shù)的快速發(fā)展和應用及大地推動了高效教育模式及網(wǎng)絡教學平臺的發(fā)展，網(wǎng)絡學習空間在形式和內(nèi)容上都呈現(xiàn)出了嶄新的視覺效果。在如今這個新媒體大環(huán)境下，數(shù)字媒體技術(shù)在高效教學中的地位和作用越來越突出，在網(wǎng)絡學習空間的建設中更展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢，在充分合理利用數(shù)字媒體技術(shù)的同時，我們也要不斷促進其發(fā)展，以便今后更好地推動高校教育的發(fā)展。