基于SWOT分析法下的智能录播教室建设研究
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摘要：为建设具有一流教学水平的特色高职院校，为满足本校的精品课程建设要求，我校在近几年设计并建设了集课程录播、直播等多功能的智能录播教室平台，并提供了课程资源上传及教师课程管理等服务，推进了学校教育信息化的建设和实践研究。
关键词：智能录播教室;SWOT分析法
中图分类号：TP319 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）17-0216-02
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
2018年4月13日教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知中指出要加快面向下一代网络的高校智能学习体系建设，以国家精品在线开放课程、示范性虚拟仿真实验教学项目等建设为载体，加强大容量智能教学资源建设，加快建设在线智能教室、智能实验室、虚拟工厂（医院）等智能学习空间，积极探索基于区块链、大数据等新技术的智能学习效果记录、转移、交换、认证等有效方式，形成泛在化、智能化学习体系，推进信息技术和智能技术深度融入教育教学全过程[1]。
1 SWOT分析法的含义及其应用
SWOT分析法即态势分析法，就是将与研究对象密切相关的各种主要内部优势（S）、劣势（W）和外部的机会（O）和威胁（T）等，通过调查列举出来，并依照矩阵形式排列，然后用系统分析的思想，把各种因素相互匹配起来加以分析，从中得出一系列相应的结论，而结论通常带有一定的决策性。[2]
2 智能录播教室功能需求分析
本校录播教室所使用的录播系统，主要包含以下功能：一是对教学现场的教师授课图像、学生听课图像、师生互动图像及教学板书等教学画面进行高清视频、音频的自动采集并同步录制形成三分屏或四分屏的视频资源。二是利用系统智能串联切换上述图像，并自动生成教学视频课件。三是利用校园网络自动上传并共享视频课件，通过课堂直播系统为远端用户实时提供学习资源。该套录播系统通过优化用户界面、简化操作流程、提供在线视频编辑等多种辅助功能，降低学校用户的使用难度，保障了系统易用性与稳定性。
2.1 系统拓扑图
智能录播教室由控制室和主播室构成。控制室由红外图像定位装置、智能导播调音控制台、视频数据存储服务器等基础硬件设备构成，将主播室采集的音视频信号源通过分配器等信号管理设备传输至中控系统，通过智能中控软件将录制的教学实况转化为同步直播视频课件。主播室采用国内主流的硬件设施，在数据输入设备方面，设有全景摄像机、特写摄像机、静态板书摄像机等多角度多类型的视频采集设备及分布于课桌、讲台的音频录入设备。学生特写、教师特写的跟踪拍摄及教师全景、学生全景、教师板书的拍摄由5台广播级摄像机分别负责采取。智能导播系统接收五路摄像机采集的视频信号，导播系统完成导播过程后录制服务器将接收视频信号，进行高清视频课件的录制。声音采用吊麦的采集方式，经调音台智能导播系统接收音频信号，以保证真实展现课堂声音场景。同时为满足信息化教学需要，在教室的前方配备有大尺寸触摸屏电子白板及液晶电视等输出设备。同时还软预留有硬件的升级换代接口，为系统升级预留空间。
2.2 系统主体
整个系统主体分为以下三大子系统：
2.2.1 数字化控制台
为提高系统操作的便捷性，整个录播系统所有设备的开关通过数字化控制台整合至控制调控面板。一是一键式启动的方式管理录播和图像定位系统，支持手动/自动录播两种录播模式。二是整合了字幕机、调音台等传统录播系统。三是具有多媒体数据（视频、音频、图片、文本等）实时切换与录播功能的智能导播系统。利用特技切换台系统对多路视频信号源、计算机画面和音/视频文件之间的智能切换，在分析教学任务的变化基础上智能选择导播策略，实现智能导播功能。
2.2.2 图像定位系统
图像定位系统具备人物跟踪拍摄功能，利用人脸识别技术自动锁定拍摄对象，面对复杂环境下人物形象追踪难点，系统能自动识别并切换追踪策略，完成自动跟拍，保证镜头拍摄平滑、顺畅、稳定。同时能够智能识别师生问答角色变换，当学生站起身进行发言或对老师的提问进行回答时，学生摄像机将会立即启动利用特写镜头对正在发言的学生定位跟踪并拍摄下来，学生发言结束后，系统自动返回教师追踪系统。
2.2.3 课件实时制作和云錄播系统
云录播系统是一个集视频监控、课堂直播、在线学习、课程管理、新闻发布等功能于一体的综合信息化智能系统。能快速录制课堂教学情况并实时生成有电子文档和音视频的流媒体课件进行网内发布传播。
3 智能录播教室建设的SWOT分析
3.1 优势分析
智能录播教室为教学活动的现场录制、视频制作、课件贡献提供了专业化的一站式方案解决平台，其智能化跟踪拍摄技术、手/自动镜头切换策略、稳定的图像拍摄水平和便捷的教学视频生成功能让学校教学观摩、评估、教师间教学资源共享、学生自主学习等教学资源共享需求得到满足。通过人性化设计简化教学课件视频资源的制作流程，提高课件视频的录制效率，使课件资源普及率得以快速增长，为学校提高教育现代化水平提供了有力的技术支持。
3.2 劣势分析
自动跟踪技术存在一些缺陷，当学生自动跟踪时，若多个学生同时站起来活动或者教师与学生互动时，红外线追踪信号将会出现混乱无法正确有效的分辨出对应的学生对象从而进行跟踪拍摄，会出现镜头切换混乱的现象;当教师走出镜头捕捉的界限之外时，镜头会直接切换到墙壁上，出现切换错误的现象;当学生站起来回答问题的时间较短时，自动追踪还没来得及反应直接就错过了这一画面的抓拍;当教师与学生频繁互动时，教师机和学生机信道切换存在一定的延迟，会出现镜头中没有人像的情况。录播教室的选址若放在人员走动密集的地方或者隔音效果差的地方，当教师机启动自动追踪功能时，易受外部对象干扰，镜头易出现切换错误。 3.3 机会分析
精品课程的建设和发展逐渐成为高校的重点工作，智能录播教室彻底改变了传统精品课程的录制方法，以其便捷性、高效性及其兼容性为精品课程的制作带来了便利，大大提高了精品课程的质量和效率。智能录播教室的画面更为稳定、连续，抗干擾能力强，教师只需要按开始、暂停及停止键即可进行录制，不需要其余额外的操作就能自动追踪，录制完成后能直接生成教学录像并压缩上传至学校相应网站，能较完整的体现出整个教学过程，不需要教师再进行后期的整合，提高了制作效率。
3.4 威胁分析
智能录播分为手动和自动两种模式，在录制一些精品级别的课程时，若教师单纯只依靠自动模式进行录课，鉴于自动录播系统本身的一些缺点最后出来的效果并不一定会让人满意，这就需要教师通过团队合作将手动与自动录制两种模式相结合进行，当自动模式不能满足相应效果需求时需要教师手动控制各摄像机录制，这就需要教师能很好地进行自由切换镜头及定位对象，对教师自身来说是一个挑战。
4 促进智能录播教室建设的建议
4.1 场地选择与室内设计
智能录播教室在场地选择时应充分考虑周边的干扰因素，最好选择在人流量较少的二楼及以上楼层内，没有上下课铃声的干扰，走廊一侧不设置窗户。室内装修宜采用柔和的风格，给人一种舒适感，避免给学生和教师压抑感。室内摆放物品不宜过多，讲台及学生桌椅即可，这样拍出来的画面比较清爽整洁。教室内侧的窗帘一定要厚实，，颜色最好能与吸音板的颜色相近，隔音的同时能遮挡外部的太阳光线，避免因外部太阳光的干扰影响室内摄像机的追踪效果。屋顶和墙面也都需要吸音材料进行处理，减少不必要的混响，提高语音清晰度。
4.2 智能录播教室设备安装
1）拾音麦克风应尽量集中在学生区域，在教师与学生互动或者学生间小组讨论时可以更方便地进行声音采集，数量根据教室大小而定。教师区域的可以不装或者少装，教师可以直接佩戴领夹式或无线麦克风进行采集，语音信号通过功放直接录入录播主机，声音效果比使用吊装拾音麦克风效果更好。
2）跟踪定位系统的实现方式主要有三种：①红外线追踪②超声波切换③图像识别跟踪。在全自动录播模式下，若单纯只使用其中一种跟踪系统易出现跟踪不及时、不平顺等现象，因此建议使用两种或三种方式相结合的模式进行录制，保证拍摄效果的顺利进行。
参考文献：
[1]百度百科：教育信息化2.0行动计划https：//baike.baidu.com/item/%E6%95%99%E8%82%B2%E4%BF%A1%E6%81%A F%E5%8C%962.0%E8%A1%8C%E5%8A%A8%E8%AE%A1%E5%88%92/22501991？fr=aladdin
[2]百度词条：https：//baike.baidu.com/item/SWOT%E5%88%86%E6%9E%90%E6%B3%95/150223？fr=aladdin
【通联编辑：唐一东】
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