基于网络的微格教学系统设计与实现

基于网络的微格教学系统设计与实现【摘要】信息技术与通讯技术的发展为微格教学系统奠定了基础并且提供了新的契机，本文对微格教学系统先进行分析，介绍了微格教学系统走向数字化和网络化的优势，并对基于网络的数字微格教学系统加以设计并实现。【关键词】微格教学；数字微格；网络【中图分类号】G434【文献标识码】B信息与网络技术的快速发展为教育改革带来了新的挑战，教学与学习变得越来越灵活与方便。目前的微格教学训练对师范生教学技能的训练起了积极的作用，但由于受到设备和信号传输等的限制，影响了微格教学的效果。网络技术的发展和微格教学的数字化，则为网络环境下的数字微格教学奠定了基础并提供技术支持。本文所要探讨的就是利用信息和网络技术的发展，在数字化环境下，对微格教学系统进行的一种改进方法。一、微格教学的分析微格教学(MicroTeaching)又被称为“微型教学”、“微观教学”、“小型教学”等，是一种以现代教育技术为手段，以训练学生掌握某种教学技能、技巧为目标的小规模教学活动。它把复杂的教学过程分解为若干项容易掌握的单一教学技能并对每项教学技能进行逐一研讨，以提高教学技能的系统培训方法。它是以教育学、心理学等的理论为指导，以现代科学技术设备为手段的一种系统培训教学技能、技巧的方法。它具有技能培训方向明确、集中，反馈及时且可以审阅、检查的特点，培养了学生的多元智能，从注重教师“教”转向注重学生“学”，提高他们从师执教的能力，在训练师范生教学技能方面发挥着重大的作用。目前许多微格教学实验系统因技术、设备等原因，无法适应信息社会的迅速发展，表现出了一些缺陷和问题，比如学生的参与程度不高、学生学习的灵活性不强、缺乏必要的互动性、存储和查询方面不便、难以适应扩招后的大量学生等。计算机技术、网络技术和通信技术的发展为微格实验室系统走向数字化和网络化，为解决传统微格所存在的问题提供了新的方式和手段。实现数字化网络化微格教学对师范生进行教学技能训练，根据多元化的教学目标，使师范生对教学技能的学习和训练、教学能力的培养更能适应现代教育的要求。学生学习更生动、自主、有效，学生之间进行合作式、情境式学习等，教师的教学更有针对性，并做到因材施教，创建更为灵动、可变、多元化的教学训练体系，使微格教学更适应现代教育发展的需求，切实提高微格教学绩效。（一）实时非实时点播，提高教学效率基于网络的微格教学系统的教学过程可以通过网络加以组织，微格教学中的模拟教学、课后分析、分组讨论和信息反馈等环节都可以通过网络完成。采用数字化微格教学实验系统后，我们可以实时直播观看教学过程，通过网络对课堂进行交互式现场直播教学，实现本教室成员间或各教室成员以及指导人员与受训人员之间的双向实时教学交流。采用网络化微格教学系统后，教学过程的分析与讨论不再局限于微格教室中进行，提高了微格实验室的利用效率。基于网络环境的微格教学系统，可以实现最大程度的开放性。多媒体教室、办公室、图书馆电子阅览室、学生和教工宿舍都可以通过校园网直播或点播存储于服务器的视频流文件。所有参与微格学习的人都可以在自己的设定权限内直播点播自己或他人的教学视频，扩大学生的交流与协作，强调多次反馈和校正训练，提高了教学效率。除此之外，还可以实现不同教学者完成同一教学环节训练的对比演示和分析。（二）数字化存储，利于查询和检索所有资源实现信息化管理，数字化存储。教学过程存放于服务器，数字化后的资料可通过网络随时调用，易进行易于管理、自动化程度高，也方便查询和检索。（三）系统有利扩展利用整个系统由多间微格教室、录播服务器、监控室和局域网组成，系统集成度高，与校园网互为一体，资源共享，扩充方便。设备网络化，信号数字化，便于信息的交流，符合现代教育技术的发展趋势。此外，系统经过适当扩展，还能实现双向的实时交流，校园远程教学，虚拟教室，网络会议等功能。二、数字化网络微格教学系统的设计与实现基于网络环境的微格教学系统是利用纯数字摄录方式，通过网络数字化信息传递形成分布式微格教学控制体系。利用数字视频采集压缩和处理技术、数字影像存储和索引技术、数字视频点播技术为基础，通过视频发布和点播等方式实现微格教学、微格教学课程学习、微格教学资源发布等功能的新型微格教学系统。基于网络环境的微格教学系统是采用了当前先进的数字化传输、数字化存储和网络应用方案的，集微格教学、多媒体编辑、影视音像制作、多媒体存储、视频点播、数字化现场直播、微格教学资源发布、微格教学经验交流、微格教学评价为一体的数字化网络系统，系统架构如图1所示。图1数字化微格系统整体架构（一）微格教室系统通过多个高清晰摄像头和硬件采集压缩系统，能够同时监控和录制师范生的教学过程。同时，教室里配备多媒体系统和摄像画面显示系统，模拟教师的师范生能够实时观看到录像过程，如有需要，可以本地控制录制过程，操作摄像机。教室后墙挂有大幅纠正镜。（二）主控室监控系统指导老师通过在现场或在控制中心、观摩教室等，通过网络对摄像机云台、多倍变焦镜头对摄像机进行远程操作，对教师动作、学生回答、板书内容拍摄特写镜头，实现对教室内受训人员或教师的教态、语态、板书以及学生活动的全方位拍摄和录像，对教学全过程从不同方位进行现场评估、监控、录像，并可实现远程评价人员在异地评价的特性。（三）微格直播点播系统该系统具有实时直播和非实时点播功能，能够在校园网内直播多个微格教室内的教学情况，通过对教学直播进行播放级别设定，实现直播分级管理，实现特定节目只许可特定级别的用户组收看，且支持跨路由的广域网应用，直播的延时时间小于1秒，具有断线自动重联功能。此外，根据系统访问密码、控制密码设定工作站后，系统可以根据需要添加直播教室。直播系统访问界面如图2所示，当前用户权限下，可以看到的直播教室共有5个，每一个都可以观看流媒体实时直播。图2微格直播系统校园网内用户通过账号和密码可以登陆IE浏览器在自己权限内在线点播各种微格教学视频，在单播应用中，单播并发用户数不少于50个。能进行实时的远程IP网络直播和手动控制课堂实况录制的基本功能外，还能按教学课表的预定时间实现课堂实况的全自动录制，即时生成数字化的多媒体视频课件，直接用于网络点播和直播，同时可在控制台进行教学评估。点播系统访问界面如图3所示，当前用户权限下，共可以点播到8个视频文件。图3微格点播系统基于网络环境的微格教学系统将随着现代教育信息技术的不断进步，功能上向更加智能化更加精确化发展，把以计算机为核心的信息技术与学科课程整合，培养具有信息素养和创新能力，适合信息时代需求的人才。同时，本系统还需进一步完善，例如增加缺乏微格教学评价系统，不能为学生和老师提供一个实时交流的平台，资料库的内容还有待丰富等。相信随着信息技术和现代教育理论的不断发展，微格教学作为培养师范生教学技能的一种有效方法，不断融入新的教学理念、教学内容、教学手段与技术，为教师教学技能的培养发挥更大的作用。参考文献[1]黄思延．数字微格教学系统的构建与实现[J]．广州：广东教育学院学报，2004，（5）[2]李江美．微格教学—培养师范生现代教育技术技能有效途径[J]．中小学电教，2001，(2)[3]刘鹏，安玉洁．微格教学的多元化架构[J]．电化教育研究，2005，（9）[4]周剑辉，丁芳．基于网络的微格教学环境设计[J]．现代教育技术，2007，(1)：63-64[5]吴乃域．中学课堂教学技能与教学技能培训[M]．.重庆：重庆大学出版社，1997DesignofMicroteachingEnvironmentBasedonNetworkAbstract:Withthedevelopmentofinformationandcommunicationtechnologyandthedigitalofmicroteachingenvironment,thefoundationofcollaborationlearningofmicroteachingenvironmentbasedonnetworkestablished.Thisarticleintroducesthesuperiorityofthedigitalofmicroteachingenvironment,putforwardssomesuggestionsondesignofmicroteachingenvironmentbasedonnetwork.Keywords:Microteaching,DigitalMicroteaching,Network