简论数字化基于云计算网络数字化微格教学体系研究

【摘要】为了解决传统微格教学中的存在的问题与不足，采用云服务架构结合网络数字化技术构建了一种基于云计算的网络数字化微格教学系统，可有效解决网络用户对于海量数据和服务的并发使用问题，提升了微格教学设备的利用率与综合性能。
【关键词】微格教学系统；云计算；数字化；网络
【】A 【论文编号】1009-8097（2013）07-0067-05
一 引言
现代教育的发展对教师专业技能的要求也在不断提高，微格教学（Microteaching）作为一种利用现代视听、多媒体和网络设备，专门训练学生掌握某种技能、技巧的小规模教学活动，被广泛应用在职前和职后的师范技能培训中。在我国，不仅师范院校中建有了微格教室，体育、音乐等其他专业学校中也相继开展了微格教学的应用。
但传统的微格教学系统主要是以模拟的视、音频技术为基础，网络应用和数字化程度都很有限，师生之间、学生与学生之间缺乏及时的沟通交流，教师的指导以及经验的共享不足，评价方式和评价工具的应用也有待改进。目前基于网络的数字化微格教学系统的研究，可以有效地解决传统微格教学中的许多问题和不足，提高教学设备的使用率，师生评价时可以不受时间和空间的限制，提高了评价的自由度。但是，大量的师生用户进行在线视频的直播和点播时，所面临网络用户对于海量数据和服务的并发使用问题，还没有得到很好的解决，为此，我们构建了一种基于云计算的网络数字化微格教学系统。

二、系统的功能框架

根据微格教学系统的实际需要，并保障系统可以稳定高效地运行，在总体上采用云服务架构，充分地利用虚拟化技术对服务器的硬件设施进行统一的管理，构造了虚拟的硬件资源池，提供统一的数据存储和网络应用等服务。对微格教学系统中各种权限的用户进行统一的认证，对微格教学的各种资源进行统一的管理。为师生构建资源丰富、响应高效的协作学习环境，加强师生以及学生与学生之间的协作交流，提高学生在微格教学训练中的学习效率与质量。
为解决传统的微格教学系统在实际应用中存在的问题与不足，设计了基于云计算的网络数字化微格教学系统，实现的主要功能框架如下：
1 具有全面的信息化教学环境配置
配备多媒体计算机、电子书写屏、实物投影机等现代教学设备，为学生提供真实的信息化教学环境。在微格教学训练的中，指导教师根据现代教学理论与方法引导学生利用信息化教学手段贯穿教学过程，并通过教学设计使学生深入探讨信息技术与学科课程整合的方法与策略。
2 搭建信息化的微格教学过程管理与评价管理平台
微格教学是一个不断修正教学设计与教学方法的实践过程，需要改变传统的实践与评价方式，使用信息化的手段与方法，将学生教学实践过程用文件夹方式管理，运用过程性评价的方法，通过学习文件夹评价有机地将教学、学习与评价结合起来。评价过程中着重学生自评、学生互评和小组评价，教师还可以借助“教学过程管理与评价管理平台”监控学生的微格训练过程，并组织不同小组、不同班级的学生之间开展研讨与互评活动。
3 远程实时观察现场并总体指导与分时个别指导
微格教学往往是多组同时进行，教师通过网络观察每组学生教学过程，针对教学过程出现的问题，及时进行指导。并对优秀的教学方法或出现的常见问题，组织全体学生进行观看、交流、对话。同时，将学生施教过程记录存档，指导老师通过网络随时浏览学生文档，并将评价意见批注在学生的文档中，供学生参考。
4 实现学生自我演练、自我修正的管理模式
微格教学管理平台基于校园网络，具有开放性，每次的微格教学过程、师生可以实时或分时地将评价意见批注在视频记录中，学生可以通过网络进行浏览，自己对比与自我评价，不断修正教案，反复演练，与指导老师和同学之间不断沟通，进而提高教学水平。
综上所述，基于云计算的网络数字化微格教学系统是一个集多媒体教学、视频点播、现场直播、远程监控与评价、信息化综合管理为一体的数字化网络化的微格教学系统。
系统的总体架构如图1所示，系统采用云服务架构，相关的软件程序运行在多个虚拟机上，数据资源在统一的存储上，师生都可以通过己联网的个人计算机、手提电脑、智能手机、平板电脑等登录到系统中使用，既保障了系统的安全也提高了系统的服务性能。

三、系统的组成及功能设计

根据系统的主要功能框架，我校建成了基于云源于：论文写法www.618jyw.com
计算的网络数字化微格教学系统，由1间观察室（中心控制室）和12间多媒体微格教学室组成。对系统中的各个功能进行细化设计，具体如下：
1 情景化的训练环境
各微格教室均装上完善的多媒体教学系统，包括：多媒体计算机、数字实物展示台、音响设备、网络中控、投影机、银幕，摄像系统和网络传输系统，以及讲台、椅桌、白板、玻璃镜等设备。在微格教室里，学生可在真实的信息化教学环境中进行微格教学训练，还可将受训的过程实时记录进行现场实时评估和后期评估。主要设有以下功能：
（1）基于网络资源信息浏览、上传、下载功能。
（2）课程教学实况记录功能。
（3）各室之间通过网络进行视频交互交流、观摩功能。
（4）教授过程自动生成网络课件功能。
（5）多媒体计算机、展示台、音响设备、网络中控、投影机等各种媒体的演示操作功能。
（6）利用现代媒体培训演讲技能、电子板书技能、网络资源利用技能、信息技术技能、多媒体组合教学技能。
2 数字化的存储和传输
在微格教室里，通过控制系统控制多媒体计算机信号、实物展示台信号和和声音信号，经多媒体控制面板有选择地把信号传送到投影机上。摄像头拍摄的两路视音频信号（主讲人和听众）的视频信号和控制系统输出的音频信号，输入到视音频编码设备处理，把视音频合成为标准A格式的流媒体文件，存放在视频流服务器中。在控制和观察室中，教师及管理人员可以通过监控计算机直接进行点播查看实时录制的流媒体文件。同时，视频流服务器还可以实现视频广播的功能，把流媒体信号广播到所有的微格教室，可以让不同教室的学生实现互动。主要有以下功能： 源于：论文的格式要求www.618jyw.com
源于：论文的格式要求www.618jyw.com
（11）微格资源论坛：微格资源论坛便于学生们与老师进行答疑，交流学习经验。系统结合核心模块的自我学习特性，增加课程答疑、笔记、消息、论坛、作业、资源等辅助学习的协作功能，使学生可以在任意的时间或地点获得充分的学习辅助和协作。
（12）课程管理：教学系统可实现对课程的分类管理、课程创建、课程信息修改、课程删除等功能。系统的界面与门户系统一致，以教师登录后，可以实现对各个功能模块进行编辑，可以添加或删除模块，更改版面外观，设置栏目大小等。系统集成了大部分教学应用所需的模块，授权的用户登录后可自行添加删除，也可以根据自身需要进行开发。量身自己的教学网站。
（13）学生管理：系统实现学生管理功能，实现对选课学生的分组、课程的指定等功能。
（14）课件管理：微格资源可以上传到服务器相应的目录，并把微格资源的相关信息，例如标题、内容、时长、码率、上传日期、编辑、发布路径等，录入微格资源管理系统数据库。可以从公网上传课件，微格资源上传时可以自动化进行规范化命名、命名原则依照当前内容管理员账户、内容所在频道、发布日期来自动命名微格资源名。支持多文件批量化课件上传，支持单一微格资源的多码率及多分辨率上传。上传微格资源，可实现单屏和三分屏。
（15）测试管理：网络教育培训管理者可以管理题库，按照测试要求生成并发布测试试卷，对测试结果进行跟踪管理。系统的学生用户进入在线课堂，可根据选定的项目参加相关测试。题库可以按照固定的格式，手工录入练习和测试题目，也可以用Excel方式自动导入。
（16）微格标注检索系统：对单一的微格资源进行标注，也称为课件打点，可以在流媒体文件线性播放轨道上建立多个索引点，并为每个索引点设置：索引点图片、检索时间、段落标题、简介等检索信息。通过各种信息达到流媒体文件的快速浏览及播放位置的快速切换等功能，实现准确定位，实现服务于用户的智能交互。
（17）DRM数字版权系统：带有流媒体课件数字版权加密实现在线或离线课件数字版权保护，DRM微格课件版权加密系统能够有效地对在线和离线微格课件进行数字版权加密，认证和管理，支持大并发量访问用户直播和点播，确保了教学知识产权的合法使用。
五 结束语
通过构建基于云计算的网络数字化微格教学系统，对师范生开展教学技能培训，有效推动了校园信息化的建设，创造了合作交流与优质的教学资源的共建共享平台，适合当前优秀师范生培养的发展要求，有利于提升微格教学的质量，有效地提升了微格教学设备的利用率与综合性能，促进了微格教学理论和应用水平的提高。[3]