基于医学教育录播教室的建设研究①

王美娜

(沈阳医学院教育技术中心 辽宁沈阳 110034)

随着教育产业的不断发展，信息技术的不断完善，线上教育已经越来越成熟，各大软件开发商也都在积极探索，为了更好的适应线上课堂，录播教室的使用就尤为重要。有很多资深的教育工作者，他们有学识，懂教育，有丰富的教学经验。但，对有些相对专业和复杂的教学技术的使用，还不能很好的掌握，所以建立一套，功能全面，操作简单的录播教室就尤为重要。

1 某医学院校录播教室的需求分析

随着“一师一优课，一课一名师”、“微课”、“慕课”、“金课”等国家政策的推出、我校结合我们现有资源和教学的实际需求，深入思考学校未来的发展趋势，我校拟建设一套六机位高清精品录播教室，实现校内教学资源录制、共享、教学督导、网上教研、网上培训课堂教学等各项信息化教育教学业务应用。我们学校有自身的教学特点，有些老师是有着丰富临床经验的一线医生、护士等通过建设录播教室实现实时录播，不仅可以让没有听懂的学生反复查阅，也便于其他老师学习，更能系统的建设制定各学段各学科课堂信息化教学模式与方法指导，组织学校、优质教师利用网络教研平台系统开展网上即时的教研活动，提高教师录播系统信息化教学能力，促进课堂多媒体录播教学的应用，实现各个课时打造各种不同课型的精品课程的教学视频资源，信息化教学活动的要求，激发广大教师的教育智慧，不断生成和共享优质资源。通过录播系统实现高清精品课程的录制、直播、网络教研、精品课评选、学生行为分析、全校网络资源点播与管理、后期音视频编辑等功能，为教育信息化水平的提高及教育均衡发展提供有力保障。

2 某医学院校录教室的设计原则

结合我校的实际情况，本录播教室的设计要符合我校发展情况，该录播教室由硬件和软件两部门组成，为了节省成本，又不影响录播功能，我校这次建设的录播教室，实行在原来的教室上升级改造。教室原有的基础设施不变，在此基础上，对硬件设备要选择性价比高又禁得起市场检验的成熟设备，软件系统在技术要符合先进性、系统架构的灵活性和可发展性、运行的稳定性和可靠性，同时又力求整个系统操作容易、便于维护、兼容性强，具有很强的开放性，系统设备的选型应遵循以下原则。

先进性：应用目前主流的技术录制前端课堂的教学视频，前端无需额外安装编码器等设备，系统维护方便，也可以根据实际需求进行升级，便于更新，建设成本低；

实用性：支持目前流行的流媒体格式文件；系统设计应符合教学的实际需要；管理智能化、录播图像高清化、数据网络化、使用自动化，集中控制，方便操作，减少成本；

可扩展性：可扩展性是所有软件设计必须要考虑的问题，涉及今后系统的发展需求及实用性。本次录播教室的建设在软件和硬件方面都考虑到了可扩展；

灵活性：目前我校使用电信网络、教育网等，所以本系统应该能够支持不同网络以便以后操作简单、方便安装布置。

兼容性：目前教师上课多使用平板电脑、笔记本电脑、手机等不同的电子设备、该录播教室在直播点播功能上应该支持各种PC浏览器终端、ios、Android移动设备收看，无需安装专用播放插件。

3 录播功能的设计与实现

3.1 嵌入式设计

Windows系统是我们最为熟悉的操作系统由win98到win2000到后来的winxp再到win7和win10不断的改善修复和更新，功能强大的同时也有不少BUG,本套录播一体机及图像跟踪一体机采用单板卡嵌入式架构，ARM+DSP+Linux操作系统、性能稳定可靠。完全脱离Windows系统，不用担心微软的操作系统是否停止更新及受到其他病毒的侵袭。为响应国家节能环保的号召，嵌入式录播一体机及图像跟踪一体机等主要设备均采用12V直流供电，低能耗、低热量，保证教学活动的安全可靠。

3.2 录播教室视频采集及音频采集配置

录播教室的视频采集主要用于教师讲课的特写、板书内容的特写、教师全景、学生听课状态特写、学生全景等，本教室为容纳180人的阶梯教室所以配置6台高清云台摄像机，和学生巡航的高清视频信号采集摄像机，通过高清3G-SDI视频线传输至4K录播一体机中，进行高清视频采集、图像合成、编码。音频采集配置1套无线话筒主要用于教师的声音采集及本地扩声，还有天花板吊装6个强指向性话筒进行教师及学生的声音采集。音频经过数字音频矩阵的均衡、降噪和混音等处理后，输出到4K录播一体机进行音频的录制、直播及存储。

3.3 教师及学生图像跟踪配置

配置1台图像跟踪一体机及4台定位摄像机分别对教师、学生、板书、学生巡视进行智能图像分析，并自动完成跟踪切换，大大减少了利用传统录制系统需要人为对教师进行专业摄像的要求，从而减轻了工作量，减小了人力投入。上课时只需按照常规上课模式进行正常教学活动即可，教师及学生无需佩戴任何定位跟踪设备，抗干扰性强。

3.4 控制室主要配置

控制室主要存放录播一体机、图像跟踪一体机、数字音频矩阵、平台服务器、网络设备等，便于技术人员进行人工操作，包括手动录课，数据导出等。为教室前端的音视频设备提供互联手段，把信号源有机结合起来，实现教学实况实时录制、同步直播。控制室根据需求配置和放置位置大概分为前后俩种，考虑到不影响教师情绪，我们的控制室设计在教室后侧。在特殊视频录制时如文艺节目、家长会直播、分组课堂等情况下，管理员在控制室内可通过键盘控制器手动控制摄像机的推、拉、摇、移，确保录制、直播视频按照人为意愿进行。

3.5 实现真实互动场景

在传统的互动教学系统中，整个的互动过程是不能进行录制的或者以资源模式进行录制，不能录制真实的互动课堂，本次录播教室考虑到以后智慧教室的建设，所以内置互动终端功能。无需额外配置MCU服务器和互动终端，仅通过交互录播主机即可实现主讲课室与其他互动听课室之间开展“一点带多点”专递课堂应用，在全自动的模式下将互动场景进行录制，真实再现互动教学场景。

4 结语

本次录播教室的建设提升了我校的教育信息化水平，并改善了传统的教学模式。为学校的进一步发展提供了信息化平台。本录播教室应用现代化网络信息技术创造了更快捷、更先进、更灵活的教育模式。利用校园网实现一个统一的教育资源共享平台。方便了广大教师进行课程录制，也可以利用网络打破区际、校际教学教研在时间和地域的限制，将创设出一种面向全体教师，培养全面发展的高素质教师的崭新平台，更能充分、有效的调动学校教师参加学科教研的积极性，增强学生自主学习能力。