可视化巡课系统的设计与实现

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1、可视化巡课系统的设计与实现摘要：巡课己经成为很多学校的教学管理和教学督导的一项重要内容，使教学管理工作走向精细化、科学化的一个标志。本文在分析目前巡课模式和现有硬件的基础上，对可视化教学巡课系统进行规划和设计，实现了对教学过程的全面质量监控。笔者相信在相应制度保障下，本系统一定会成为教学管理的重要抓手，在深化教学改革、提升教学质量方面产生一定影响。关键词：可视化；巡课系统；教学管理；教学评价;设计与开发中图分类号：G40-057文献标志码：C文章编号：1673-845413-0066-04刖目为保证正常的教学秩序，加强教学的过程化管理，减少或杜绝教学工作中各种教学事故的发生，实现教

2、师的教风和学生的学风良性循环，促进学校教育教学质量的稳步提高，很多学校都实行巡课制度。巡课俨然己经成为很多学校的教学管理和教学督导的一项重要内容，使教学管理工作走向精细化、科学化的一个标志。目前，很多高校巡课的一般有教务处的管理人员、学校的教学督导人员以及各二级学院的领导负责实施，传统的巡课主要采取的是巡课人员根据教学课表到教室进行听课、查课并记录相关情况，主要内容包含老师是否按时到达所上课教室，学生大致的出勤情况、教师的言行、教学仪态以及课堂教学的组织纪律等情况，并进行描述性记录。这样描述性的巡课记录不具体、不详实，无法对其进行后期的统计与分析，很难反映出课堂上师生的真实教学状态

3、，没有发挥巡课的应有功效，达到对课堂教学质量监控和促进教师专业成长。同时，此种查课方式不但浪费了学校大量的人力和物力，也影响到了部分老师的教学思路常，很多教师对这种模式下的巡课方式提出异议，教务管理人员也觉信息收集效率低下，并缺乏连贯性，仅仅成为了教学秩序检查的一种方式，很难达到预期的效果，巡课也就流于了一种形式。如何打造一个常态化教学下的过程性评价的信息化教学巡课系统，在巡课人员不进入教室的情况下，即可全面掌握教室的上课情况，实现对课堂教学质量全程的监控，是一个值得教育技术工作者思考和研宄的课题。一、系统的设计规划1.项目前期的基础为进一步加强国家教育考试管理，根据教育部、财政部

4、相关文件和通知的要求，我校在2012年完成了国家教育考试标准化考点建设工作，在302间多媒体教室内建设了384个考场，每间大教室有2个摄像机，小教室为1个摄像机，每个摄像机配备一个编码器和拾音器，全面覆盖的考点考场监控和网上视频巡查系统。摄像头主要采集的是学生场景画面。为了提高多媒体教室的管理效率和智能化管理水平，我校以第三代信息交互式网络中控为核心，更新了网络中控、读卡器、电子讲台，教室内新增了变焦云台摄像机、编码器、拾音器等设备。技术升级改造后多媒体教室实现了基于校园网的多媒体信息交互、教学设备远程可视化管理与控制、教学过程视频监控等功能。由于前后两期招标在核心设备的技术上存在

5、一定差异，造成两期的视频管理平台无法统一，尤其是视频资源的有效利用存在诸多不便和不足。为此，笔者以设计巡课系统为契机，统筹复用为原则，提出对两期的管理平台进行融合，设计开发了以视频的直播、点播、采集、存储、回放为基础一体化教学巡课管理平台，并复用于电子监考和可视化多媒体教室的管理，提高平台使用的便捷性和易用性。1.项目实现的目标巡课系统从现有的C/S模式的管理平台中分离出来，采用模块化架构设计，基于B/S模式开发，将标准化考场和可视化教学多媒体管理平台教室终端的摄像机、编码器、拾音器设备进行融合，在不影响原来系统的前提下，实现统一管理，集录像、存储、管理、应用、评价为一体，统一纳入

6、到巡课管理平台，实现信息化基础设施建设与教育教学管理手段的整合。利用其在线巡课、听课、评课等功能提高信息化教学管理水平，增加教学评价的真实性、公开性、公正性,提高教学管理效率。1.在线巡课系统拓扑图在线巡课系统主要由教室端的学生摄像机、教师变焦摄像机、编码器、拾音器、VGA采集器和录像、存储、数据库、Web、流媒体、服务器集群以及大屏显示系统、巡课管理平台构成。一般情况，大教室需要安装三台摄像机，两路为学生摄像机，一路为教师摄像机；小教室需要安装两台摄像机，一台为学生摄像机，一台为教师摄像机。为了统筹复用，我校的学生摄像机为国家教育考试标准化考场定焦摄像机，教师的摄像机一般应为变焦

7、的球机，具备变焦、云台控制功能，最好具备图像识别的智能跟踪功能，采用图像分析处理技术，老师无需佩戴任何设备，通过不同的策略定义，便可以实现多区域智能跟踪，完成对教师授课过程的图像采集。在讲台区域和学生区域分别安装全向拾音器，用于课堂教学教师和学生的声音采集。［1］视频信号与声音信号经过编码器同步编码后，传到录制转码服务器进行录制，保证音视频同步录制。通过软件抓屏采集对电脑的VGA信号进行采集，并通过巡课平台进行整合，可以生成教学视频课件。由于系统涉及的设备数量多、音视