智慧校园视频服务体系应用研究

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　　摘   要：文章设计了智慧校园视频服务体系应用的课堂教学“三位一体”五维模型、职业教育“家园”模型、学术科研“刺刺球”模型、校园安防“天网”智能模型，应用模型突出系统平台的智慧服务和用户的交互与创造。通过近年“名师杯”教学竞赛等约288个课时的实践应用情况，文章分析了智慧校园视频服务体系在智慧课堂和教师发展两方面的典型应用案例。实践应用表明，智慧校园视频服务体系满足高校各类用户对视频服务的需求，课堂教学和职业教育支撑作用明显。
　　关键词：智慧校园;视频服务体系;应用模型;案例分析
　　中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）03-0057-07
　　一、引言
　　智慧校園建设是高校信息化建设的重要任务，视频服务体系作为智慧校园的重要建设子项目之一，其在顶层设计尤为关键，关系到建成后智慧视频服务目标的实现。前期笔者做了“一种异地多校区分布式智慧校园视频服务系统设计研究”、“智慧校园视频服务体系设计研究”的研究，智慧校园视频服务体系预期构建完毕，真正的智慧校园视频服务刚刚启动。为了能够发挥视频服务体系的作用和潜能，势必需要推广应用。根据高校现有视频服务的实际需求，结合智慧校园视频服务体系提供的优质、便捷、智能、丰富的视频服务，研究视频服务体系在校园教育教学、学术科研、思想政治、行管后勤等各类业务上的应用，设计出符合智慧校园视频服务体系“智慧、服务、用户、创新”四个核心关键理念的应用模型和典型应用案例，推送给教师、学生和管理者，是十分必要且意义重大的。
　　二、视频服务体系
　　智慧校园视频体系是以人本主义理论为基础，以制度标准、文化标准、组织标准、安全标准、技术标准、评价标准为基石，以运维保障、监督保障为支撑，遵循“智慧、服务、用户、创新”的四个核心关键理念，构建辐射智慧教学、智慧学习、智慧科研、智慧管理、智慧社交、智慧文化、智慧决策、智慧生活等智慧应用的稳健、高效、安全、绿色生态、具有良性循环可持续发展的视频服务系统平台，为智慧校园用户提供全方位的优质、安全、便捷、智能、丰富的视频服务。
　　系统平台包括统一视频综合服务门户、媒体直录播系统、媒资管理播控系统、媒体监控系统、视频智能分析处理系统、个性化门户系统和统一认证用户与权限管理系统[1]。
　　统一视频综合服务门户是提供视频信息资源服务的综合性应用系统，将媒体直录播系统、媒资管理播控系统、媒体监控系统、视频智能分析处理系统、个性化门户系统和统一认证用户与权限管理系统各种视频子系统、数据资源融合集成于一体，智能分析处理视频大数据和用户信息以及用户应用系统偏好等，以统一的用户界面，展示给用户个性化的信息资源，是视频服务体系的总入口。
　　三、应用模型设计
　　随着视频技术的发展及其与教育的进一步融合，视频在高校教育教学、学术科研、思想政治、行管后勤中得到了广泛的应用。智慧校园视频服务体系能够满足校园用户各方面的需求。要用好视频服务体系，将视频服务系统平台自然友好地融入到校园用户日常教学、学习和管理工作中，就需要设计一套可行的、有推广应用价值的视频服务应用模型，以提升智慧校园视频服务体系的应用效益。
　　1.课堂教学应用模型
　　近年来，视频服务给课堂教学带来了翻天覆地的变化。慕课、SPOC、微课纷纷融入高校课堂，无论是教师的教学方式还是学生的学习方式，都发生了本质的变化。翻转课堂、混合学习、自主学习已经被很多课程师生实践着，这个过程也是课外知识获取、课堂知识内化与再创造、课后知识巩固与发散[2]的教与学活动过程。让学生在课外参与教学的一种方式就是核心课程的在线学习环境[3]，但是Joseph Chipps教授[4]认为，在线课程环境提供的课程视频并不适合他的教学风格，只能自己制作视频集。智慧校园视频服务系统平台提供了面向任意用户的智能在线教与学环境，用户享用系统提供的服务，同时也是系统的自由创造者。为了视频服务系统能够更好地服务于课程教学，图1给出了智慧校园视频服务体系课程教学的应用模型，该模型也可以称之为“课堂教学三位一体五维模型”，以便于课程教师借鉴。
　　该应用模型用户置身于智慧校园视频服务体系之中。教师、学生、助教、教学管理者、考评人员和教学督导基于视频服务系统平台开展课程教学活动。视频服务系统平台面向用户提供服务，教师、学生、助教创造课程信息资源，源源不断地向视频服务系统平台输送新鲜血液，教学管理者对课程、班级等信息进行管理，考评人员和教学督导不定期对系统平台中的课程教学信息资源、交互活动、教情、学情等进行督查、评价，促进课程教学高水平目标的实现。
　　该模型的输入、过程、输出如下：
　　输入：智慧校园视频服务体系融入课程教学活动始终，教师、学生、助教、教学管理人员、教学考评、督导人员活动行为与交互。
　　变化：基于智慧校园视频服务体系的视频服务系统平台，师生开展丰富多彩的课程教学活动。课程教学以教师为主导，以学生为主体，翻转课堂、自主学习更加灵活，充分利用视频服务系统平台，任何课程都可以自主、灵活地设计教学方式、学习方式。学生完成课外知识获取、课堂知识内化与再创造、课后知识巩固与发散的任务。
　　产出：创新型信息资源;创新型、智慧型用户;课程目标高效实现。
　　模型中的教师活动分析：
　　（1）分析课堂教学目标，利用视频服务系统平台智能检索功能，搜索相关信息资源，精心备课，进行教学设计。
　　（2）课程章节视频资源提供，可以是视频服务系统中现有的课程视频推荐，也可以是自制视频上传发布。自制视频智能便捷，在线视频编辑，可以自如插入剪辑本地和视频服务系统中的各类格式视频，一键保存与上传至系统课程区，可以选择班级或班级用户推送该视频，也可以选择设置视频观看时限。 　　（3）发布课前测试题和思考题，并参与互动，答疑解惑。
　　（4）根据视频智能分析信息和学习活动、行为轨迹分析报表、图表以及课程区交互信息和预学习成果附件，进行学情预判，标记学生完成识记、理解类学习目标情况。
　　（5）基于课前学情，设计课堂教学活动过程。课中，提纲挈领，总结归纳，阐明重点，排查疑难，对于课前普遍问题加以讲解，个别问题个别交流。通过小组协作、层级任务单等方式，或讲授、或讨论、或观看视频、或评价、进行师生、生生互动合作、探究、创造，完成应用、分析、评价、创建类深度学习目标。布置学习任务和测试、反思题。
　　（6）课后总结反思课堂教学经验与不足，规划下一课堂周期。
　　模型中的学生活动分析：
　　（1）基于任务驱动单，利用系统平台中教师推荐或自制课程视频或其它媒体资源自主学习，完成测试、思考题，在视频区或课程社区进行生生、师生互动交流，反馈并提出问题，完成识记、理解类学习目标[2]。
　　（2）在教师引导下，通过小组合作、探究进行问题导向学习和项目学习，完成课堂测试、作业，实现课堂知识内化与再创造，达成应用、分析、评价、创建类学习目标。
　　（3）对本次课进行总结梳理，完成课后测试、反思题，实现课后知识巩固与发散，完成反思、生发过程。
　　模型中助教既可以是年轻教师，也可以由学生担任，主要协助课程主讲教师完成相关工作，如课程视频制作、发布，测试、反思题发布，课程讨论区主题发布、回复，课堂分组、任务分发，学情反馈等。
　　模型中教学管理者主要对系统平台中资源库分级分类进行管理，如教务可以在资源库中新建该课程资源发布栏目，也可以由课程教师发布，教务审核通过后，即可发布信息资源。教学管理者也可以管理班级信息，查看班级学生学情，教师行为轨迹、讨论区信息等，便捷掌控课程教学情况。
　　模型中考评人员可以对查看学生学情，教师备课、教学活动以及学生对教师及资源的评价信息，教学督导可以通过课程视频区和BBS社区查看學情和教师活动过程，也可以通过媒体直录播子系统督查师生教学活动过程，可以通过反馈区给予授课教师建议和意见。
　　视频服务系统平台在课程教学应用中，充分体现了“智慧、服务、用户、创新”的理念，让用户在其中感受到便捷、轻松、丰富、智能、智慧，服务到位，如视频服务系统平台助手（别名：小视）通过数据分析知道用户需要什么信息资源，小视就推送给用户，视频可以通过文本、语音、图片、视频片段进行检索，视频在线浏览、编辑、发布，个性化门户信息资源呈现恰到好处，功能菜单便捷、操作智能，课堂设计更加灵活，课程实施更加容易，师生更易生发智慧，激发创新意识，产出创新性信息资源和培养智慧型、创新型人才。
　　2.职业教育应用模型
　　近年来，随着网络的普及，特别是移动网络的发展，职业教育越来越以在线教育为主，在线职业教育是否成功依赖于海量优质信息资源、好的平台和好的服务三个重要因素，智慧校园视频服务体系恰恰包含了这三个因素，能够提供全员全时全域的泛在学习环境。
　　基于视频服务系统平台开展职业教育区别于高等教育在于大量用户同时在线，学习场所多样化，移动学习占重要地位，学习者自主学习为主要方式，信息资源呈现方式多样化，包括文本、音频、视频、VR/AR等，信息资源结构完整性系统化要求提高，交互需求大等，对于视频服务系统平台和系统中的教师、学生、管理者都有较高要求。如图2为智慧校园视频服务体系职业教育应用模型，该模型也可以称之为“职业教育家园模型”，分析如下：
　　（1）强调高速泛在网络互连畅通。职业教育以视频课程为主，大量用户同时在线，带宽出现瓶颈，导致视频在线播放不畅，与用户体验紧密关联，因此会丧失大批用户，此属于网络基础设施服务不够好以致职业教育课程教学实施失败。智慧校园视频服务体系遵循一定的技术标准和内容分发优化方案，保障视频在线播放的顺畅，视频发布流畅，用户体验良好。
　　（2）模型中以学生自主学习为主，学生需具有自我提升的意愿、自主学习能力和自律性，基于视频服务系统平台检索相关视频，参与课程学习，包括观看视频、完成测试反思题以及完成课程拓展内容的学习，参与课程区生生、师生间讨论，远程向课程团队教师提出问题，上传课程学习成果。
　　（3）模型中教师的主要任务是两大块，一是学习资源提供，负责课程视频制作、配套试题拟制以及其他资源如PPT、讲义、电子图书、教程的编制等;二是参与交互，发放层级任务单、课程区答疑解惑、借助平台智能分析处理系统，分析学生学习效果，并及时反馈。模型中助教一般由年轻教师担任，主要协助主讲教师完成两大块任务。
　　（4）模型中教学管理者主要对系统平台中的师生进行管控，包括信息资源的质量把关与建议反馈，课程管理等。考评人员主要依据系统平台视频智能分析结果和学生测试反思题完成情况以及课程区讨论、学生成果等对课程学习情况进行评价。教学督导主要对课程实施过程进行督查，给出意见和建议反馈。
　　（5）职业教育过程中，视频服务系统平台服务于师生，同时师生也给系统输入各类信息资源，使得系统内容不断丰富，在教学管理者和考评人员、教学督导的管控下，无需担心没有海量优质信息资源。
　　3.学术科研应用模型
　　为了浓厚学术氛围，提升学术水平，产出学术成果，高校会定期或不定期的邀请各个学科专业领域的专家或名师举办各类学术论坛和学术讲座，为了提高学术活动的投入产出比，为了活动能够惠及更多师生，传统的张贴海报周知，独立学术报告厅开展已经无法满足大众学术参与需求，特别是对于异地多校区来说，时间空间上的限制，大大降低了学术活动的参与度。解决上述问题的最佳方案是智慧校园视频服务体系，视频服务体系中的视频服务系统平台能够很好的解决学术科研活动广播在时空上的限制，同时系统平台的视频直录播弹幕功能和社区平台能够实现用户之间的信息交互、分享研究成果、进行科学合作、联系同行、了解最新的研究动态以及交流想法等，实现了学术科研活动的开放性与学术交流的专业性融合， 为科研用户提供了新的科学交流方式与渠道[5]。如图3为智慧校园视频服务体系学术科研应用模型，该模型也可以称之为“学术科研刺刺球模型”，分析如下： 　　（1）智慧校园视频服务系统平台架构了各类软硬件系统，包括直录播服务器、Web服务器、数据中心服务器与存储、CDN服务器、社区服务器和各类增值服务器等，各类服务器之间通过接口互连互通，视频信号、数据信息按需流转存储，为球面上的各类用户提供视频直录播服务、互动交流服务和科研用户数据分析等服务。
　　（2）球面上任意一点都可以举办学术论坛（讲座），活动现场支持“4+1”信号传输，视频直录播和互动。“4+1”是指活动现场提供4路视音频信号输出和1路VGA信号输出，一般来说“4+1”能够满足活动现场的视频直录播需求，4路视音频分别由四台摄像机提供，角度包括现场全景+专家全景+受众全景+特写或机动视角，1路VGA信号来自交流汇报笔记本电脑，展示汇报PPT或视频等。音频信号包括专家汇报（主持人合用）、受眾交互提问、电脑播放视频的声音等，各路音频进入调音台，输出至编码器，4路视频信号直接输出至编码器，由编码器混切编码通过IP推流输出至网络，视频服务系统直录播服务器抓取视音频流，实现网络直录播，球面上用户通过直录播服务器可以顺畅地观看直播或差时观看录播视频。
　　（3）模型实现了校园内任意用户（有参与意向的）不会错过任意一场学术论坛（讲座），师生可以观看活动直播，实现现场用户面对面交流，远程用户通过视频弹幕交互或通过社区交互。活动结束后，依然可以通过录播视频弹幕和社区该场论坛主题区进行用户间的学术交流和信息、资料文献、成果等的分享。
　　（4）基于智慧校园视频服务体系稳健、高效、安全、绿色生态可持续发展的态势，系统平台终将积累海量用户学术科研数据和信息，科研人员和科研工作者可以进行收集分析，掌控全体科研人员当前的人才梯队、研究热点、科研投入、发展趋势，精准地把握科研群体动向，支撑精准决策的判断[6]。
　　（5）增值服务器中可以应用Gephi等可视化工具分析学术科研数据、信息，进行学术科研活动自适应路径规划，可视化科研行为路径可植入用户端，科研人员可以根据可视化工具分析结果提供的反馈和预警以及成功科研人员的科研路径，对比差异，调整自身学术科研行为[7]。
　　4.校园安防应用模型
　　校园安防监控系统是智慧校园视频服务体系中一个重要的子系统，主要利用人工智能技术，对人、事物、环境、设备等进行智能监控，一旦识别有异常，立即启用预警系统，将异常情况图文发送至具有权限的负责人[1]。图4为校园安防应用模型，该模型也可以称之为“校园安防天网智能模型”，分析如下：
　　（1）系统实施分类安防，分为门禁监控、机房仓库设备监控、机柜布线监控、危险区域监控、人体监控、烟雾火灾识别监控、教室监控等，校园安防智能地图上可以分类查看监控实情，也可以查看综合监控实情。
　　（2）用户按角色分配权限，角色按分类安防配置，每个角色可由分类安防管理员添加多个安防员或管理者，如果有异常，地图中呈现红色预警提醒，同时将异常情况图文通过微信或手机短信方式发送至该类具有安防权限的安防员或管理者。
　　（3）各校区布满了天网监控探头，不留死角，探头设置编号，分辨率可调，地图上点击任意一个区域探头，即可看到该区域视频智能分析结果。
　　（4）主校区及各分校区监控视频汇聚到视频服务系统平台的数据中心，通过监控服务器可以在视频矩阵上分切查看所有监控探头视频，安防员和管理者也可以通过电脑客户端和手机监控APP实时查看校园所有区域监控视频。
　　（5）各分校区同时配置了监控服务器和监控视频矩阵，监控服务器同时具有内容分发边缘服务器功能，用户可以实时监控各校区安防情况。
　　四、应用案例分析
　　智慧校园视频服务体系在高校日常教学训练管理中越来越被灵活地应用。系统平台具有的自由灵活发布视频资源，个性化信息资源推荐，智能检索与视频、数据的智能分析，互动社区等功能备受用户青睐，特别是在智慧课堂和教师发展方面具有显性和潜在的巨大推进作用。
　　为了发挥视频服务系统平台的应用效用和模型的实践作用，笔者基于本校学历教育26门课程和职业教育8门课程实践应用以及近3年“微课”大赛、“名师杯”教学竞赛等约288个课堂设计与实施，分析了智慧校园视频服务体系在智慧课堂和教师发展两方面的典型应用案例，旨在推广应用智慧校园视频服务体系，提升其应用价值和效果。
　　1.智慧课堂
　　智慧课堂是指在建构主义学习理论指导下，以物联网、大数据、学习分析、人工智能等新一代信息技术为支撑，将技术融入课堂教学中，通过构建多元交互的课堂环境，从而有效提升学习者高阶能力的新型课堂[8]。它是翻转课堂在智慧教育中的升级产物，广义上翻转课堂包含“课前-课中-课后”三阶段，其实就是自主学习与翻转课堂融合的混合学习，即课外知识获取、课堂知识内化与再创造、课后知识巩固与发散[2]。相比翻转课堂，智慧课堂具有教学决策数据化、评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化四个特点[9]，在教学设计和实施过程中更加依赖技术、平台、网络信息资源和数据分析。
　　以微课“军事操练你真的了解吗”为例，来分析智慧校园视频服务体系在智慧课堂中的应用，本课旨在对学习者进行思维拓展训练，通过画思维导图的方式，引导学员挖掘军事训练的诸多意义，从而对军事训练产生正面的、深层次的认识。教学对象为具有一定英语语言基础、对军事英语感兴趣的学生和其他人员。教学目标分为三类——①知识目标：掌握与军事训练相关的表达;学习相关军事文化，提升国防语言素养。②能力目标：在以挖掘军事训练功能和意义为内容载体的语言学习过程中，培养学习者的分析能力和发散思维能力。③情感目标：正确认识军事训练;提升国防语言素养。
　　表1-表3为师生在课前、课中、课后行为分析。师生在课程实施的过程中，基于智慧校园视频服务体系的视频区和社区课程区，进行启发式教与学，充分利用视频服务系统平台的视频资源、视频分析、立体化交互、数据分析等功能，开展以教师为主导，以学生为主体的教学实践活动，充分发挥师生的主观能动性和积极性，挖掘师生的潜力，实现学生分类学习目标。 　　从本课视频区和社区评价来看，有397位用户进行了评价，类似“非常好！大赞！”、“这课真不错，活灵活现的”、“大爱，不看后悔死了”之类的高度评价有381个，占95.97%。从社区在线调查看，共计1293位用户对本课进行了投票，投票选项分为优秀、良好、一般和差四个等级，其中优秀1274票，占98.53%;良好15票，占1.16%;一般4票，占0.31%。
　　从表1-表3可以看出，智慧课堂中教师的教学任务量很大，似乎不太适用于每一堂课，但是课程教学周而复始，作为新课，任务量确实很大，但是，新课仅此一次，有此基础，后面的课程教学设计在新课基础上修改、创新，加上模型中有助教的辅助，任务量就大大减少了。另外，教学管理人员的管理和教学督导，考评人员的督查、评价、建议也能确保课程智慧课堂的质量，使智慧型、创新型人才培养的目标得以实现。
　　2.教师发展
　　教师发展是学校的“一号工程”[10]。2014年教育部发布了《关于实施卓越教师培养计划的意见》，卓越教师培养成为高校教育活动的重要构成部分，也成为整个国家层面夯实教育后劲的重大举措。由此，围绕“卓越教师培养计划”，学者提出了一些教师发展的模式和路径，但或者停留在“大而化之”的设想阶段，失之于抽象，距离具体化非常遥远[11]。教师发展包含两方面的含义：一是教师专业发展;二是教师教学能力发展。智慧校园视频服务体系为教师专业和教学能力发展提供了实践支撑。
　　教师专业发展方面，智慧校园视频服务系统平台信息资源分级分类、学科专业齐全、优质课程资源丰富，智能检索能帮助教师快捷检索到所属专业课程的信息资源。同时系统根据用户的检索记录、行为分析和用户专业等扩展属性推送课程信息资源，教师可以在课余时间观看专业课程视频，增强专业能力;系统具有强大的视频区互动、弹幕和BBS课程区立体化交互功能，教师可以边看视频边参与交互，及时提出问题、解决问题，交互区是学习者智慧的汇聚场，由此提高教师的学习效率，拓展思维，发掘认知潜能;系统平台的视频智能分析和用户数据分析为教师提供多维评价结果，使得用户正确认知自我以及与他人的差距。
　　教师教学能力发展方面，智慧校园视频服务系统媒体直录播子系统提供了教室课堂直播和实录，教学管理人员、考评人员和教学督导可以远程实时或延时观看教师课堂实况，发现问题及时给予纠正，肯定教学闪光点，在教学设计、教学技能、教学方法等方面给予好的建议，从教师的认知过程、教学过程、教学绩效水平[12]来判定教师的教学能力，这对教师的教学能力发展起到了很好的作用。但是督导人员面向全校课堂，毕竟人员和精力有限，基于系统平台，教师可以利用录播功能，课后在系统中发起教研室观摩和自我观摩，进行他评和自我评价，不断地进行教学反思，教学能力势必提高。此种方式在笔者学校已经被实践证明是十分有效的。同时其他用户在观看课堂实录时可以向该教师推送评价消息，对教师的教学能力提升起到了补充作用。
　　另外，系统平台信息资源丰富，教师可以观摩其他教师的课堂实录，发现问题，警醒自己，发现优点，汲取应用。特别是观摩系统内的专家名师课堂，积极互动交流，深入进行教学反思，内化教学技能，提升教学能力。
　　教师教学能力的培养是教师发展的核心任务之一。笔者所在学校定期开展集中培训、教研活动、智慧课堂工作坊、研讨会、教学法探讨等（包括面对面和网上社区），在智慧校园视频服务体系的支撑下，致力于教师教学人格、信息素养、晶体智力、教学影响、教学互动和教学管理等6个维度、21项能力的养成[13]，把卓越教师计划落到实处。
　　案例分析表明，智慧校园视频服务体系满足高校师生用户对视频服务的需求。课堂教学和职业教育中，很多理工科课程的复杂原理等知识被制作成视频和动画，形象而具体，深入浅出，讨论成为常态，学生积极性被调动。信息资源丰富，学生获取的信息量和内化的知识倍增。在线调查能够即时发布与收集数据，教师实时看到学生学情反馈，可以即时调整教学进度、内容与方式等。笔者就专家对本校2019年“名师杯”教学竞赛中的41位选手课程说课、课堂教学设计和课堂实施的评价打分进行了分析。结果发现：基于智慧校园视频服务体系进行教学设计和实施的教师得分比其他教师得分平均提高2.86分。总体感受是，翻转课堂、混合学习仍是非常受欢迎的，智慧课堂是未来师生努力的方向，智慧校园视频服务体系的支撑作用明显，系统平台的应用将继续深入融合。
　　五、结束语
　　智慧校园视频服务体系的终极目标是在校园教育教学、学术科研、思想政治、行管后勤方面全方位的智慧应用。其价值得以最大程度上高效挖掘，主要靠信息资源优质丰富、个性化用户服务、体系化智慧保障、模型化应用推广。正因如此，才能吸引人气，而聚集人气的系统平台则又是智慧的聚集场，用户既是资源的使用者，又是资源的提供者、创造者，用户本身及其行为就自带价值，用户互为服务，反过来对系统平台的绿色生态可持续发展起到巨大推进作用。
　　视频服务体系应用模型的设计为用户提供一种模式、范式，应用案例分析为用户提供了应用方法和思路。限于篇幅，本篇就课堂教学、职业教育、学术科研、校园安防应用模型做了研究，分析了智慧课堂、教师发展的典型应用案例。视频服务体系应用研究是一项长久的工作，后期将基于系统平台做分类智慧应用实证研究和案例研究，特别是学科教学、学术科研应用方面，采集线上和线下数据，利用科学研究方法和工具对数据进行深入分析、挖掘，研究智慧校园视频服务体系智慧应用的影响因素。发挥系统平台的优势，补缺不足，一方面推进视频服务体系智慧应用，另一方面促进视频服务体系纵深发展。
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　　（编辑：王晓明）
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