摘要　精品课程建设项目是“高等学校教学质量和教学改革工程”的一项重要内容，应用先进的信息化手段，将教室实况、教师课件，按照授课进度录成精品课程，供广大师生、教研员课后点播观研，建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。为学生的个性化学习提供高质量的支持服务，在更大范围内提高高校的教学和人才培养质量。
　　关键词　精品 现代化 网络 质量
　　中图分类号：G40-034 文献标识码：A 文章编号：1007-3106(2007)06-037-03
　　
　　一、精品课程建设的背景
　　
　　目前，各学校的信息化建设已为教学带来便利，信息化设备教学成为主流教学手段，学校信息化的迅猛发展，充分利用信息化设备进行教学的同时，在网络资源有限的前提下，校本资源建设已提上日程，国家教育部明确提出，在全国高校用五年的时间，建设1500门精品课程的建设计划。同时提出了课程建设的内容要求，并明确的要求内容中包含不低于30%的教学现场录像资料。在这种情况下校园网的价值如何体现成为许多院校领导关注的焦点。同时社会的发展对高级人才的需求日益迫切，这种需求给中国高等教育的发展提出了更高的要求。如何才能充分利用学校最有价值的资源培养出适应时代需要的复合型人才，对于学校而言，教师面授过程是学校教学资源中最有价值的，最具有创造性，是知识传授过程中最生动、最快捷、最有效的方式。然而优秀的教师资源毕竟是有限的，相对于教育发展的广泛需求而言，资源紧缺的程度显而易见，而我们大投入下建设起来的校园网上却很少有，或者几乎没有学校最有价值的资源。我们的精品课程系统遵循现代教育发展迫切需要解决的实际需求，致力于解决学校教育改革和持续发展面临的问题。利用精品课堂系统，教师的课件及课件的备注，学生的画面实时录制，生成教学过程课件，充分利用了学校最有价值的资源。我们通过结合运用嵌入式技术的优势，使整个网络教学几乎回归了传统的面授方式，从而使网络学习更容易被广大学生接受。提升了教学质量，根本上提高了学校的核心竞争力，从而在响应教育部政策的基础上，一定程度解决了高等教育发展面临的瓶颈问题。
　　
　　二、精品课程建设的目标
　　
　　利用计算机技术、网络技术、音视频压缩技术、多媒体技术，基于学校的校园网网络环境，遵循TCP/IP标准，构成具有课堂教学应用，支持网络的点播、广播、直播、存贮、后期编辑等多种利用，真正实现在网络环境下对优秀课堂的真实、全面、立体化的再现的精品课堂系统。在切实加强教学建设，提高教学质量的基础上改善，加强高校信息化条件建设，利用现代化教育信息技术手段将优质的教学资源上网并共享，推动高校建立基于网络的远程学习环境，逐步完善支持服务规范，将专用计算机、VGA采编卡、视频采集卡、精品课程软件平台、摄像机组成便携式精品课程工作站，由工作人员带到教室进行现场录播，满足录播需求，对提高实践教学质量，最大限度地调动学生学习的主动性和积极性，培养学生的科学探索精神和创新能力，拓宽学生的知识面有建设意义。
　　
　　三、精品课程建设的原则
　　
　　1.先进性：遵循先进的设计思想，教学内容建设的先进性、科学性，要及时反映本学科领域的最新科技成果。
　　2.实用性：使用先进的教学方法和手段，先进的教学模式，把相关的教学大纲、教案、习题、实验指导、参考文献目录等资源免费开放，实现优质教学资源共享。
　　3.易用性：方案设计合理，并且容易使用、操作简便。并应充分考虑利用各种资源，人机界面友好，能使用户最方便地实现各种功能。
　　4.可靠性：具有容错功能，管理、维护方便。方案的设计、选型、安装、调试等各环节进行统一规划和分析，确保系统运行可靠。整体系统软、硬件设备具有高可靠性，具备长期稳定工作的能力。
　　5.开放性：在满足安全可靠和实用的前提下，系统设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，具有良好的灵活性、兼容性和可移植性。
　　
　　四、精品课程系统的突出特点
　　
　　根据当前学校信息化建设发展的需要而产生的教学功能。适用于高等院校精品课程建设，也适用于实验性教学，还适用于那些需要广泛使用多媒体技术手段的学科建设。该系统扩大了教学获益的学生范围；鼓励教师间相互学习和观摩，促进教学业务；帮助管理者及时了解一线教学状况，直接帮助学校提高教学质量，从根本上提升了学校的核心竞争力。利用精品课程功能，可以将老师的讲稿、多媒体课件、现场多路的音视频信号实时采集压缩，以标准的流媒体方式实现在网络中的传输、管理、控制，支持网络的点播、广播、直播、存贮、后期编辑等多种利用，真正实现在网络环境下对优秀课堂的真实、全面、立体化的再现。
　　
　　五、精品课程系统的功能分析
　　
　　1.课堂直播通过在多媒体教室安装摄像系统、VGA采编系统可进行教学现场以及笔记本、数码展台的信号采集录制、实时数字化合成，通过局域网以广播或多播的模式传输到其它的教室，完成重要课堂的实况直播。
　　2.课堂录制通过系统软件中专业的录制平台可以对数字视频流(摄像机、笔记本、展台等)进行实时录制，便于开始网上视频教学和制作视频课件。
　　3.资料编辑对录制好的课件资源，通过专业平台进行后期编辑，添加标题、索引、背景资料，进行截取编辑，提供通用播放平台界面等。离线课堂将录制编辑好的教学视频传到学校专用的网上学习平台，形成一个完整的资源管理体系，学生得到授权后可以在校园网内或互联网上观看视频课件，便于学生进行自主学习，摆脱过去老师讲，学生被动听的局面，把学习的主动权交给学生。
　　4.分析精品课堂中一个重要的技术就是VGA采集压缩编码，正是通过这个技术实现将讲稿、多媒体课件、数码展台信号或笔记本采集压缩，实现网络应用。一直以来，VGA采集的主要几种技术有以下几种，我们分别分析：
　　(1)软件抓屏，这是最常用的一种方式，但是这种方式主要利用计算机的运算来完成，对计算机CPU的压力非常大，通过测试，目前超线程3.0G的CPU进行抓屏采集的能力也仅仅每秒10帧左右，完全无法满足需要。而且，利用软件抓屏方式无法抓取大多数视频播放器的图像。
　　(2)VGA转换为AV后采集这种方式是利用一些转换设备将VGA信号转换为AV信号后，利用视频采集卡进行采集，但在VGA转换为AV的过程中，信号大量衰减，严重影响图像质量，尤其一些文字等画面根本无法看清，不能真正支持应用。
　　(3)VGA采集，计算机编码这种方式利用目前英国的Data path Vision RGB卡进行VGA信号的采集，由于这块卡主要是用来多个VGA画面的大屏幕显示进行一些非线编的工作，受应用所限，只完成了VGA信号的采集，并没有真正进行编码形成流媒体，必须依赖一台高性能的PC机来协助完成编码。这样，采用这种方式进行采集时，采集的速率会高于软件抓屏的方式，效果会好于转换采集的方式，但由于此卡不具备编码功能，必须依赖于一台PC机来完成编码过程，因而使VGA采集的系统组成庞大，用户必须为此投入大量资金来完成。对于学校用户而言，在主播教室中需要投入两台设备，一台用来教学，一台专门用来VGA采集，这显然不符合学校信息化建设的要求，也不符合老师上课的习惯。
　　5.其它功能分析
　　(1)系统支持任意格式的电子资料，包括PPT文件，PDF文件，WORD文件，ADF、EXCEL文件，各种图片文件及各类视频和音频文件。
　　
　　(2)精品课程系统为希望充分利用优秀师资的院校提供了行之有效的技术平台。该系统可以在教师现场授课的同时自动生成教学实况录像，并以流媒体的方式在网络中直播、保存，供师生实时收看。
　　(3)精品课程系统适用于高等院校精品课程的建设，适合那些需要广泛使用多媒体技术手段的学科建设。该系统扩大了教学获益的学生范围，鼓励教师间相互学习，促进教学业务，帮助管理者了解课堂教学情况，对提高教学质量，提升学校的核心竞争力有建设意义。
　　(4)精品课程系统支持三路视频信号和一路VGA信号的实时采集，通过VGA采编卡进行压缩编码，最后形成流媒体在网络上传输。
　　6.系统优势分析
　　(1)硬件结构VGA实时采编卡：画中画教学，精品课程实录/输出VGA实时采编卡是现代中庆技术实力的重要彰现，采用高性能的DSP处理器，配合高效率的采集和压缩芯片，实现对标准的集，同时完成多路摄像机信号同步压缩，实现一个立体化、全方位的精品课程的实录和直播。VGA实时采编卡可以实时采集1024*768的VGA画面，最大可支持1600*1200的画面。这样，在精品课程中，可以将老师的多媒体课件的播放、鼠标的动作、键盘的录入、黑板的板书、老师的讲解、学生的提问等实况同步压缩，同步传输，现场直播。VGA采编卡面向教学，充分考虑到这些用户对精品课程中多路摄像机同时采集、同时控制的需求，全面支持多路(至少2路)摄像头和云台的接入，轻松实现远程对现场云镜的灵活控制，实现对多路摄像信号和VGA信号的大小、位置、主次等多种调节，直接同步示范，耦合画中画录像。为学校保留宝贵的教学资源。方便学校开展远程课堂教育培训工作。配合“育港”XP系统专业的“微格评估系统”，可以同步开展对课堂教学的量化评估。
　　(2)全过程全场景自动录制，实时生成教学过程课件。精品课程系统无需任何人的帮助和干预，完成授课全过程现场录制(授课过程包括：教师的声音、肢体动作、板书，课件，学生听课的场景，学生回答的场景)，授课教师可以只关注自己的授课质量，更无需更复杂、昂贵的录播设备，也无需专业人员进行后台操作。授课结束后，系统将录制的文件存到指定目录下，方便后期编辑制作。精品课程系统改变了以往课程录制的方式和过程，极大方便了课程录制，缩短了课程录制和编辑的时间，节约了学校大量的人力、物力、财力，极大促进了学校的精品课程的建设和推广。
　　(3)直接将讲稿、多媒体课件、数码展台、笔记本信号、台式机等VGA信号以视频的方式进行采集压缩。
　　(4)不限制课件类型，自动侦测屏幕动态，码率可调。
　　(5)录播过程独立完成，不干扰教师的课件播放。
　　(6)嵌入式软硬件设计，工作稳定可靠。
　　
　　六、精品课程系统方案的整体描述
　　
　　精品课程解决的问题就是把一些非常优质的教育资源通过现代化的教学手段，得到共享。而传统的教学以教育者为中心，以传授知识为主。老师与老师之间、老师与学校之间互动不够，资源孤立，教师资源、校本资源浪费严重。而以信息技术为代表的现代化教育技术的应用则表现出明显的先进性、灵活性、可靠性、开放性。现代教育技术，是运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教学过程和教学资源的设计、开发、应用、评价和管理，以实现教学过程和教学资源的优化的理论和实践。它的内涵包括：一是现代教育技术的目的是实现教育最优化；二是现代教育技术设计的不仅是计算机、网络等现代教育媒体，而是教育过程所有可操作的要素，包括人力资源和技术资源，如教学人员、校本资源、常规教学媒体、教学设施、教学活动等。将校园网从普通计算机局域网建设成为面向教学、科研、管理等应用的网络，能够传输和处理多媒体信息，使各种类型的多媒体资源能在校园网上灵活应用，并且能一网多用，多网合一，将众多校园独立的应用系统整合起来，是校园网解决方案的发展方向。精品课程系统针对现今高校信息化教学的重点需求，利用纯硬件的VGA采集压缩编码技术实现老师的讲稿、多媒体课件、现场多路的音视频信号实时采集压缩，以标准的流媒体方式实现在网络中的传输、管理、控制，支持网络的点播、广播、直播、存贮、后期编辑等多种利用。精品课程系统它不仅能实现专业精品课的功能，还有丰富的外围设备接口(如可以接入U盘进行实时教学，可接入笔记本的VGA信号和RJ45端口)，精品课堂系统可以配合多媒体设备一起应用，实现多媒体教学优化组合。