课堂教学视频分析逻辑框架

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1、第1章课堂教学视频分析逻辑框架对教学视频进行量化、可视化的分析可以说是一个很大的创新，但是仍然存在着很多的困难。最首要的问题就是要论述这个研究的逻辑框架的可行性。只有逻辑框架在理论和技术上行得通，我们才能做进一步的研究工作。对课堂教学视频分析的逻辑框架进行可行性分析就是先模拟构建这个研究的过程，研究在这个过程中需要哪些理论和技术的支持，然后通过调研目前的理论和技术水平，论述这个项目的在真正实现时能否得到预期的成果。同时，也可以提前预见这个项目过程中所能够遇到的理论或技术方面的困难，及早进行解决。1基本逻辑思路通过调研目前国内外在教学视频研

2、究方面的研究情况，我们简单构建了视频处理分析整个流程的实现思路。对教学视频的分析和处理是核心，目标是实现编码、统计、分析和数据挖掘等操作，以发现教学过程中所蕴含的教学行为之间的关系和普遍原则，进行相关的可视化呈现。大致包括如下几个过程：（1）教学视频的预处理；（2）课堂教学信息编码；（3）对形成的编码进行统计分析、数据挖掘等；（4）对结论的可视化与理解。其中，第（2）（3）是核心。如下图所示。图1视频分析处理实现思路视频分析处理部分是整个项目最核心的部分，所有的理论和技术难题也都集中在这一块。我们将这个过程按照对于视频材料处理的输入与输出

3、顺序建立起来。首先，我们按照一定的规格采集大量教学视频，对这些教学视频进行手工处理，使之成为相互关联的视频、语音和语音文本；接着以某种可识别和计算的规则为手段建立视频、音频、语音文本这三个对象之间的内在联系，以得到用于分析的源脚本；将这些已进行编码的脚本进行解析、统计和数据挖掘，以得到数量化的信息；最后，根据教育学和心理学的原理，对数量化的信息做教育意义上的还原。2整体框架课堂教学过程视频分析是把课堂教学过程的视频录像采集到电脑中，通过一定的方法，用不同的侧面对其执行统计、分析和挖掘等操作，从而得到教学过程中的某些普遍性规律并以可视化方式

4、呈现给分析者的过程。我们构建的整体框架就是能够实现上述过程，这个过程是按照材料的输入输出关系建立的。在逻辑上，包括四个功能模块，分别是：①视频采集、压缩模块，②视频存储和管理模块，③编码分析模块，④教育教学指导模块。各模块逻辑关系图如下：图2逻辑框架图四个模块在这个视频分析过程中分别扮演着不同的角色。视频采集、压缩模块负责把教学视频源材料按统一规范的要求采集成数字视频，并把它压缩成MPEG-2或MPEG-4等格式，主要是满足后续分析的需要，为下一步存储和管理作必要的准备。视频存储和管理模需要建立一个教学视频文件管理方案和视频存储数据库，按

5、照设定的存储策略存储教学视频，并具有生成内容摘要的能力，能实现自动或半自动的视频材料属性标注，以形成多属性索引，支持立体式复合查询，能快速浏览视频关键帧；编码分析模块则是这个教学视频分析过程的核心，此模块建立一套基于教学过程的编码体系，能对教学视频材料进行多角度的基于教育教学意义上的编码，对应于不同的编码策略具有与之进行相对应的教育教学行为分析方法，以实现对编码的多角度分析，，并输出分析得到的结论；最后的教育教学指导模块则是形象化呈现分析处理中所产生的数据，对分析得到的结论进行教育教学意义的解释。四个模块相互连接，前一个模块的输出正是后一

6、个模块的输入。同时，每个模块对于材料的处理都与后面模块的要求相呼应。只有每个模块都能正常实现，才能得到我们所预期的结果。3特色和优势可视化分析的全过程都是通过人机交互来实。对视频材料进行分割、编码、分析和挖掘等，它的大量的工作都是由机器来执行的；可以有效地克服人为因素所带来的不足。其优势表现在如下几个方面：1、通过从多个不同的角度反复进行分割、编码、分析和挖掘的操作，得到较为全面的教学过程信息；达到从不同角度、用不同方法来分析教学过程，从而使对教学过程的研究变得更加全面，更加具有统一性；2、由于视频全面记录了课堂中的各种信息，可以随时再现

7、课堂中各种行为，因而使对教学过程的观察和分析不受时间的限制；3、有利于后期制作,二次分析；4、由于教学过程的复杂性，对教学过程的描述需要定量和定性的结合，而可视化分析既可呈现信息的多样性（数值，图，表，曲线等），也可以实现定量和定性信息的整合；5、不仅可以加快分析的过程，而且把研究人员从大量的劳动中解放出来。降低了教学研究的成本；6、通过可视化分析得到的一系列资料连同课堂教学的原始视频文件可以构成一个教学研究案例，有利于教学研究的交流。