网络视频课程录播系统在警察职业教育中的应用与研究

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  摘 要:网络视频课程录播系统能方便录制配有同步多媒体课件的视频课程,其课程管理平台可便捷地对视频课程进行规范化、系统化、智能化管理。在公安民警在职教育培训中,利用网络视频课程录播系统可以广泛开展形式多样的教学交流。
  关键词:课程录播系统;视频点播;流媒体技术
  一、引言
  随着网络信息化快速发展,互联网从基于文本的E-mail、E-chat等初级阶段,走入网络视频新阶段。随着视频课程建设工程的不断推进,网络视频在公安民警在职教育培训中的应用也日益广泛,视频课程在公安民警教育培训资源中所占比重逐渐提升。
  网络视频课程具有极强的感染力,有自由点播的时间灵活性,还可以协助开展探究性学习、协作学习等。与其他多媒体课件相比,它更接近面授的方式,更直观地授予学习者知识,尤其是在专业教学、网络研讨、教育培训等方面更有显著成效;与教育电视节目相比,它具有可点播的优势,展现了教师授课的动态画面,使学习者有课堂教学的感受,而没有电视课程必须按时收看的限制;与多媒体交互式网络课件相比,网络视频课程的学习过程简单,学习者的操作负担较轻,从而能将更多的注意力集中在学习内容上。
  传统的视频资源建设过程繁杂,为网络视频课程资源建设带来较大阻力。例如,视频后期编辑软件专业性太强,虽然功能齐全,但使用复杂,制作、加工难度较大;传统视频课程一般采用全屏播放形式,画面占据全屏,教案中的其他部分无法同时显示,对视频讲解内容的文字表述、理论归纳、图表演示等都带来一定的影响;传统视频课程内容的反馈意见不能直接体现,不利于课程质量的改进与提高;制作好的视频课程文件格式呈现多样化,有DVD、VCD、MPEG、AVI等格式,需通过工具软件转换才能在网络上发布。
  网络视频课程录播系统的引入,解决了传统视频课程制作与网络发布中存在的问题,它能够自动积累教育资源,按照知识工厂(Knowledge Factory)的观念进行加工处理,形成网络教学资源,实现资源高度共享。
  二、网络视频课程录播系统介绍
  网络视频课程录播系统是运用现代网络流媒体技术,对教学过程和情景进行拍摄、采集及编码,将其完整记录为计算机文件,同时又可以提供网络实时直播、后期点播的系统解决方案。网络视频课程录播系统集课程资源的自动采集、编辑修改、评价、反馈、再利用、共建共享等功能于一体,将教师的课堂教学全过程,包括教师讲课场景、学生听课场景、实物展台、教学课件VGA的信号等多画面,同步实时采集、录制,现场同步直播,课后批量上传,对视频课程进行规范化、系统化、智能化处理,实现信息互动、网上教研、资源共享、个人服务、系统管理等功能,广泛适用于各类远程教育。
  (一)组成部分
  一般来说,一个完整的视频课程录播系统应包括:摄(采)、录、编、播、管这五个环节。精品课程录播系统一般由两个基本子系统组成:录播设备与网络课程管理平台。对两个基本子系统的介绍如下:
  1.网络实时录播设备。网络实时录播设备是用于网络实时广播和同步记录,自动生成网络点播资源库的网络专用设备,是高度集成后的硬件系统。它使用独特的电子笔操作,操作简单直观,将多路视频、音频和演讲者的画面同步压缩合成在一个画面中;音视频可以选择窄带或者高清宽带;对计算机画面可以无损失压缩、全真再现,也可以压缩并进行低数据量传输;对视频建立索引,实现视频播放的快速跳转和关键字查找;录播主机记录的内容可以下载到指定目录,也可以上传到网络课程管理平台。很多录播主机还可以在局域网络或广域网上实时广播,用IE浏览器实时收看,客户端可以自主放大缩小视频画面。
  2.网络视频课程管理平台。网络视频课程管理平台是融合媒体服务、网页发布服务、文件传输服务、数据库于一体的,对由录播主机自动生成的文件进行专业“后期编辑”与“管理”的强大工具软件。它能方便快捷地管理由录播机生成的课程资源,对课程进行分类、设定查询关键字,在权限范围内快速查询要浏览的课程;它能让教师对自己的课程进行深加工,熟练地建立章节段点,让学习者在收看时精确定位到每一章、每一节;在服务器性能与网络出口带宽允许的条件下,它支持大并发量的点播和不同带宽的自适应的直播,管理员可对用户设定浏览权限,加强课程管理的安全性;它能对由录播主机生成的课程资源进行简单的后期加工编辑与组合,支持非线性快速查找教学记录,并能对用户点播学习的情况进行记录,方便了解用户学习的进度。
  随着对系统功能的逐步完善还可以扩展子系统,如增加追踪系统、标注系统、非线性课件编辑系统等。
  (二)功能特点
  1.录播主机采集课程资源,对教室内上课情景录制、上传。
  2.基于内容结构的、可视化的、音视画同步后期编辑功能,可对录制的课程建立以内容为基础的、结构化的视音频+计算机画面+笔记注释+索引+课件素材的可视化框架,彼此相互关联。
  3.实时知识分类索引工具可在备课时自动生成板书和章、节、段三层索引和缩略图索引,同时建立章节索引。支持对任意形式的课件建立索引,不限于PPT、Word、Flash等。
  4.管理平台编辑管理。课后基于内容结构,可视化、视音画同步编辑,是快速组合备课、内容共享再用、人人可上手的视频编辑工具。
  5.信息互动交流方式有BBS交流、在线点评、日志管理、评价管理、分析统计等。
  6.课程权限管理设置课程分类、关键字检索,能直接检索到章节。
  7.通过基于角色的权限控制,支持跨部门、跨应用的高效信息交换与共享。
  8.实现合理的网络视频素材知识的发布、管理和评价。
  9.管理员、教师、学生在计算机上能通过WEB浏览器进行多种形式的课程的直播、点播,收看端无须安装特殊软件,收看者自主缩放、切换画面,可以快进、快退课件。   10.采用B/S(浏览器/服务器)体系架构。
  (三)应用方向
  1.学术报告会议现场录播和直播。会议及学术报告的录制和直播,实现局域网、广域网同步直播,会议结束能立即刻录光盘。
  2.日常教学自动生成网络课程。建立电子阅览室,创建学生自主学习、充分享受名师资源的最佳的主动学习环境。
  3.网络视频课程自动录制。建立院校优秀教师课程资源库,完成院校优质课程资源的录制,以及国家级精品课程和省级精品课程录制。
  4.网上直播教学现场。通过网络把教学或研讨活动和课程向全校以及内网用户实况直播。
  5.微格教学。将名师的重要课程实况录像,以利于其他教师观摩、学习。
  6.评估观摩。院校重要课程留存档案评估用;兄弟院校之间搭建相互观摩、借鉴的网络平台,实现教学资源共享。
  三、网络视频课程录播系统在教学、研讨中的应用
  目前,我省共有17所公安院校(培训基地),由于教育资源的不均衡分配,教学呈现出水平参差不齐的现象。济南人民警察职业培训学院的在职民警精品课程资源库平台是通过视频的方式,运用实时与非实时互联网信息技术,把课程传送到学员面前。网络视频课程使在职民警培训内容呈现形式更加多样化,民警可随时点播进行学习,有关的教学片断可以作为教学资料,用于网络研修,实现优质资源共享等。
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  图1
  济南人民警察职业培训学院精品课程资源库平台(图1),展示了济南市公安局专兼职教官的教育教研水平与风采,免费为基层民警开放,同时还可以利用该平台为全省公安院校专兼职教官开展教科研活动提供服务,实现了教育资源的高度共享。
  该平台发布的名师教研活动(授课指导)视频课程,采用网络视频课程录播系统的录播主机录制。录制时由一名工作人员远端进行录制、暂停、停止、监视(听)等简单操作,授课名师授课中只需关心自己的教学内容,不用去操作录播主机。录播主机具有设置视频码率、画面采集频率、画面压缩质量、分辨率等多种模式的记录方式,自动记录名师的授课过程。它所连接的摄像机、话筒、VGA线将名师授课场景用计算机画面同步记录下来,整个录制过程非常方便、简单,自动化程度比较高。
  录制完成后,通过与录播主机网络相连的本地电脑的远端程序控制下载单个、多个或全部课程文件包,或直接上传至精品课程管理平台,添加编辑课程信息、选择课程分类,对课件建立章、节、段索引,最后保存至数据库同时发布。若视频课程需要剪辑,则先下载到本地电脑,使用工具软件处理后再通过FTP传输至服务器,导入精品课程管理平台。精品课程资源库平台还支持对多个课程简单的后期加工编辑与组合。编辑过的视频课程在后期使用时并不影响它与教师课件内容的同步,保证了课程的完整性。
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  图2
  精品课程资源库平台通过数据库可以方便地修改、管理、发布视频课程;设置用户及其访问视频课程的权限,也可以设置视频课程匿名访问,即无需用户登录直接浏览观看;对视频课程资源按照专业类别进行分类,方便后期点播调用;还可以查看用户浏览课程情况。用户使用浏览器访问该平台,可根据讲课教师姓名、课程名称、单位名称、学科专业、发布时间等内容,对课程资源进行关键字检索或高级检索。该平台具体架构如图2所示。
  四、网络视频课程录播系统的应用问题及对策
  (一)录播设备外接功能简易的解决方案
  录播设备提供音频、视频及VGA等接口,可以连接视频摄像头与拾音麦克风。虽然接口功能俱全,但一般数量较少,只满足基本的录制要求,若连接多个视频源、多个音频源,还需要扩展设备,如可调控的视频切换器、多输入接口的音响功放或音频切换器等。
  (二)录播人员监控方案
  录制过程中难免会出现摄像机应当拍摄但并未拍到的情况。录制人员倘若离开现场采用远程控制摄像头录制,则仅能从摄像机镜头获取录制现场信息,而摄像机所摄范围有限,这样容易导致现场突发状况不能及时获悉,影响课程录播。故录播不宜采用远程控制,应安排人员现场监控。
  (三)录播拍摄技巧单一,拍摄控制较弱的解决方案
  录播时摄像镜头切换没有特效设置,拍摄技巧单一,并且摄像机云台控制不是由录制人员直接接触控制,而是通过电子笔点击数位板或录播机键盘控制。这样会产生摇镜头不顺畅、变化时生硬、捕捉镜头不及时等问题。若录播系统扩展跟踪系统,对拍摄目标采用时时自动跟踪,那么可以弥补捕捉镜头不及时的问题。
  (四)缓解网络堵塞的直播方案
  很多录播系统还可以在录制的同时进行直播,方便教学观摩、演示。直播访问方式一般有两种:访问录播设备与访问网络课程管理平台。由于录播设备的配置远不如服务器的配置,如果直接访问录播设备,访问数量不多也会造成网络堵塞,因此建议在网络课程管理平台设置直播入口,供学习者访问。
  (五)后期剪辑功能弱的解决方案
  视频课程录播系统录制的视频格式为网络流媒体格式,如ASF格式。在后期的编辑中主要使用简单的网络流媒体编辑软件,仅能完成视频课程的删减与合并,不能实现音频分离编辑、字幕添加等非线性编辑。有的网络课程录播系统可扩展非线性课件编辑系统。非线性课件编辑系统能编辑主流的流媒体文件,插入字幕说明,对课件的屏幕数据进行任意修改,添加对应的索引,实现了课件屏幕、音频、视频、字幕的同步编辑与输出。
  (六)寻求视频清晰度与点播数量平衡的解决方案
  录制视频时,可由实际应用来设置视频的分辨率与码率等技术参数,例如精品课程对视频清晰度要求高,那么就要设置高码率。但高码率使得视频文件在网络上播放时占用带宽也大,而带宽是有限制的,点播数自然就少了,一旦点播数超出,就会造成视频课程播放卡壳,甚至长时间卡壳。
  由此可见,视频清晰度与点播数量不可兼得。如何设置系统技术参数,使得在视频质量与点播数量之间寻找平衡——视频质量较好而点播数量有保证的情况下,视频也能流畅播放?首先要保证网络课程录播系统所应用的网络带宽尽量大,其次根据实际需求来决定视频解码率。另外,同一码率的视频,分辨率不同,播放清晰度也是不同的,例如拍摄对象基本不动,可在码率不变的情况下,设置较大分辨率,这样清晰度会更高。
  网络视频课程录播系统切合教研实际的要求,它以开放、互动、共享、共进、高效益、低投入的优势弥补了传统教学的不足,为教师网络教科研提供了一套完整的流媒体解决方案。通过精品课程录播系统,可以逐步积累、形成视频课程教学的资源库。精品课程录播系统提高了网络课程的录制效率,实现了一体化的管理,能对网络视频课程进行有目的、有计划的管理和使用。相信随着网络视频课程资源库的建设,以及精品课程录播系统在网络教学中的推广应用,全省专兼职教官共享优质的在职民警教育培训资源,将会成为一种可能。
  参考文献:
  [1]全瑞丽.网络视频课程的设计研究[D].南京师范大学,2008.
  [2]陈宗让,李骥平,李晓铭.教学视频资源在课堂教学中的应用研究[J].电化教育研究,2009,(08):95-97.
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