張 倩， 郭文鳳， 陳佳佳， 王 斌， 黃繼風(fēng)

(上海師范大學(xué) 信息與機電工程學(xué)院， 上海 200234)

基于MOOC理念的“視頻信息處理”課程的研究

張 倩， 郭文鳳， 陳佳佳， 王 斌， 黃繼風(fēng)

(上海師范大學(xué) 信息與機電工程學(xué)院， 上海 200234)

大規(guī)模開放式在線課程MOOC(Massive Open Online Courses)近年來受到國內(nèi)外教育界的高度關(guān)注。本文試以MOOC理念梳理“視頻信息處理”課程，分析其優(yōu)劣，探討優(yōu)化教學(xué)模式，改革教學(xué)方式，開發(fā)教學(xué)資源，應(yīng)用全新的MOOC教學(xué)理念為廣大學(xué)生提供更加優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。

大規(guī)模開放在線課程；視頻信息處理；教學(xué)改革

0 引言

大規(guī)模開放式在線網(wǎng)絡(luò)課程MOOC(Massive Open Online Courses)也稱為“慕課”[1]。這種授課形式是近年來高等教育領(lǐng)域里新興的教育模式，是信息時代傳統(tǒng)教育與信息化平臺融合的結(jié)晶。MOOC這一新興事物，已讓大眾看到了推動未來高等教育新一輪變革的希望[2,3]。

在今天信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展的同時，視頻信息技術(shù)在生活的各方面應(yīng)用越來越廣泛，影視制作技術(shù)突飛猛進。因此，視頻信息處理技術(shù)在電視和電影發(fā)展中的作用越來越重要。

“視頻信息處理”課程是傳授該技術(shù)的一門新興課程，是學(xué)生接觸的第一門較全面地介紹視頻編碼、解碼、傳輸、播放的課程，它與“數(shù)字信號處理”、“數(shù)字圖像處理”、“多媒體通信”等電子類學(xué)科的核心課程關(guān)系緊密。在MOOC理念廣泛被采納的背景下，充分利用MOOC課程特點，結(jié)合“視頻信息處理”相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源的文字、圖像、視頻等各種資料，調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生對“視頻信息處理”課程的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的能力無疑是有意義的。

本文從MOOC的全新理念出發(fā)，跟“視頻信息處理”課程建設(shè)相結(jié)合，從教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃、實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面進行了探索和研究。

1 MOOC的相關(guān)研究

2005年，曼尼托羅大學(xué)的喬治·西蒙斯首先提出網(wǎng)絡(luò)時代的連通學(xué)習(xí)理念。他認為未來的課堂教育要改變傳統(tǒng)的靜態(tài)的、固定的、單一的課程模式。而未來的學(xué)習(xí)過程也將變成在交互的知識網(wǎng)中學(xué)習(xí)、形成學(xué)生自己的知識的過程。愛德華王子島大學(xué)的戴夫·科米爾和加拿大國家通識教育技術(shù)應(yīng)用研究院的布萊恩·亞歷山大首次提出“MOOC”這一概念。其定義是把教師和課程的富媒體資源都集中在網(wǎng)絡(luò)上的一種課程，因此，慕課的課程形式是開放的、而參與者越多則這種學(xué)習(xí)方式越有效。

MOOC可以通過網(wǎng)絡(luò)將不同高校的精品課程免費提供給世界范圍內(nèi)的學(xué)習(xí)者，給大家?guī)硇路f的學(xué)習(xí)體驗和優(yōu)質(zhì)的課程資源，也給現(xiàn)行教育體制帶來沖擊。

MOOC作為現(xiàn)代高等教育和信息技術(shù)的集大成者，被譽為互聯(lián)網(wǎng)時代最具代表性的產(chǎn)物[2]。

2 MOOC的優(yōu)勢和特點

不同于傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)方式和網(wǎng)絡(luò)授課形式，MOOC提供了包涵整個教學(xué)過程的課程平臺。

MOOC主要特點如下[4，5]：

1)求學(xué)人數(shù)眾多

在求學(xué)者的人數(shù)上，相比于傳統(tǒng)課程只有幾十個或幾百個學(xué)生，MOOC一門課程動輒上萬人，從目前主要的慕課平臺的注冊人數(shù)來看，國際主流平臺Udacity的注冊人數(shù)已超過百萬。

2) 開放性的在線教育

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各地的學(xué)習(xí)者只要有條件上網(wǎng)就可以免費享受這些優(yōu)質(zhì)課程資源。隨著慕課平臺課程的多樣化，教師可以隨時隨地展開教學(xué)，即使是在災(zāi)難、救助等緊急情況中。這種方式也不受時空限制。從而打破了傳統(tǒng)教育受國籍、年齡、語言、文化、人種等因素的限制，不論階層、膚色、國籍的求學(xué)者都可以和世界各地的同行專家交流互動。

MOOC的優(yōu)勢體現(xiàn)在：

(1)共享豐富的優(yōu)質(zhì)資源：由于慕課的主講一般都是國內(nèi)外著名院?；蜓芯繖C構(gòu)的名師名課，課程學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需求選擇任意喜歡的名師來指導(dǎo)學(xué)習(xí)、共享優(yōu)質(zhì)資源；

(2)實時的互動功能：MOOC的特色和亮點之一是互動，授課平臺能滿足在線實時互動來解答疑問的要求，并設(shè)有題庫供學(xué)生學(xué)習(xí)；

(3)人性化的課程時間設(shè)計：MOOC的課程設(shè)計是根據(jù)學(xué)生的注意力和關(guān)注度進行的，一般一節(jié)課控制在15-20分鐘，符合學(xué)習(xí)規(guī)律，避免了學(xué)習(xí)者的注意力不集中問題；

(4)貼近現(xiàn)實學(xué)習(xí)：慕課平臺的課程體驗接近現(xiàn)實學(xué)習(xí)，課程語言形象生動。課程采用富媒體居多，使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗更完整，更能提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情[4]。

3 基于MOOC的課程建設(shè)

國內(nèi)、外學(xué)者對怎么把MOOC應(yīng)用到“視頻信息處理”課程中的問題進行了廣泛探討，歸納起來可以概括為兩種途徑：

(1)“視頻信息處理”課程MOOC化。通過集中課程的各種優(yōu)勢資源共建“視頻信息處理”的慕課，從而實現(xiàn)課程內(nèi)容和教師輔導(dǎo)的規(guī)范化和專業(yè)化，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身的情況選擇課程內(nèi)容。

(2)國際慕課課程的本校化。由于在校的很多學(xué)生在完成“視頻信息處理”課程后，往往達不到自主學(xué)習(xí)“視頻信息處理”課程的水平，因此，可以允許學(xué)生直接選修國際“慕課”，而專業(yè)課的教師也可以根據(jù)國際課程資源需要，調(diào)整該課程的學(xué)習(xí)體系、教學(xué)內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)熱情[7]。

基于我校MOOC的“視頻信息處理”課程建設(shè)充分利用了多媒體資源，例如在視頻編解碼部分，運動估計、運動補償?shù)某橄蟮倪\行原理以動畫的形式直觀地展示給學(xué)生，以此來增加課堂教學(xué)的互動性和信息量，從而提高學(xué)生的興趣。再如可以動畫模擬視頻采集的過程，讓學(xué)生更直觀地了解碼比特率的產(chǎn)生和比特流的傳輸、在編碼過程中傳統(tǒng)編碼器的各部分的輸入、輸出等情況。課程建設(shè)上，還采用諸如比較法等先進的教學(xué)方法，如比較傳統(tǒng)的JM、HM等編碼方式的優(yōu)缺點來進行實踐教學(xué)，讓學(xué)生清楚地理解這些編碼器各個編碼部件的組成和詳細設(shè)計，完成編碼器的逐層解剖并理解編碼過程中的各部分及其語法描述。通過實際視頻編碼原理分析，讓學(xué)生清楚地看到編碼單元內(nèi)部程序：差分脈沖編碼調(diào)制、運動估計、運動補償、變換、量化、熵編碼、碼率控制、解碼輸出等內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)興趣。

作為一個新生事物，MOOC在“視頻信息處理”課程中的建設(shè)，還存在一些需要進一步研究的問題，如以下幾方面：

1)課程退課率高

雖然MOOC注冊人數(shù)很多，但真正能持續(xù)修讀完課程的人數(shù)少之又少，退學(xué)率高。

2)教師的水平需要經(jīng)受考驗

目前為止還沒有一套對教師進行MOOC培訓(xùn)的教程，僅依靠教師自己探索、嘗試，這些都會影響MOOC課程的教學(xué)質(zhì)量。

3)成績評價不成熟

雖然MOOC從理論上來說可以采用多樣化的評價方法，實際上目前的MOOC課程的成績?nèi)匀灰蕾囉诮處熢u價的傳統(tǒng)方法。

面對上面提出的幾個方面的不足，可以采取如下方法解決[4-6]:

(1)通過富媒體資源創(chuàng)建完善的學(xué)習(xí)體系：由于“視頻信息處理”慕課的課程有豐富的富媒體資源，我們可以在網(wǎng)絡(luò)終端提供給學(xué)生方便解決問題的工具。其次，學(xué)生對網(wǎng)站的論壇利用率不高，因此可以增加教師的引導(dǎo)和面對面的交流機會，這也是完善學(xué)習(xí)支持服務(wù)體系的一種策略。

(2)建設(shè)適應(yīng)MOOC模式的高水平師資隊伍：MOOC模式能否發(fā)揮其應(yīng)有的作用，取決于教學(xué)的教師。需要組建一套標(biāo)準(zhǔn)化的教師培養(yǎng)體系，另外招聘的教師一定要注重視頻信息處理方面的基本專業(yè)技能，并熟悉MOOC的教學(xué)環(huán)境。

(3)改進MOOC的成績評價體系：現(xiàn)在MOOC有網(wǎng)絡(luò)教育的優(yōu)勢，教師可以在本地課堂有針對性的對學(xué)生進行提問答疑，通過深度互動和討論的方式給定學(xué)生成績。

4 “視頻信息處理”教改的效果預(yù)估

為了便于對后續(xù)課程的改革做出指導(dǎo)，并且提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情和實現(xiàn)專業(yè)知識的培養(yǎng)，需要定期分析教學(xué)改革的效果，主要包涵以下方面：

(1)對學(xué)習(xí)興趣的影響

對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的影響，不僅體現(xiàn)在理論學(xué)習(xí)部分。在相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)包括對編碼理論的探索、運動估計及運動補償?shù)膶崿F(xiàn)、軟硬件的分析等都能夠?qū)崿F(xiàn)獨立操作、深入分析。

(2)對教學(xué)目標(biāo)的影響

教學(xué)目標(biāo)包括基本理論目標(biāo)和實踐完成目標(biāo)。基本理論目標(biāo)體現(xiàn)在學(xué)生對基本編碼器的工作原理的認識和了解。實踐完成目標(biāo)包括學(xué)生對DCT變換、量化、熵編碼、碼率控制等都有所嘗試和實踐。這對于培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才有著至關(guān)重要的影響。

5 結(jié)語

本文在MOOC理念的基礎(chǔ)上，結(jié)合我們自己在“視頻信息處理”教學(xué)方面的教學(xué)經(jīng)驗，探討了在MOOC理論下結(jié)合“視頻信息處理”課程的實施中可能遇到的問題，并提出了相應(yīng)的對策。

[1] 鄧宏鐘.“慕課”發(fā)展中的問題探討.北京：科技創(chuàng)新導(dǎo)報[J].2013,No.19：212-213.

[2] 陳肖庚.MOOC的發(fā)展歷程及主要特征分析. 北京：現(xiàn)代技術(shù)教育[J].2013,23(11)：5-8.

[3] 祁博.基于MOOC的云學(xué)習(xí)環(huán)境研究. 北京：計算機教育[J].2014,(9)：26-27.

[4] 徐明.基于MOOC理念的網(wǎng)絡(luò)信息安全系列課程教學(xué)改革[J].長沙：高等教育研究學(xué)報.2013,36(3)：17-19.

[5] 汪基德.MOOC熱背后的冷思考[J].北京：教育研究.2014：104-110.

[6] 李曼麗.MOOC學(xué)習(xí)者課程學(xué)習(xí)行為分析[J].上海：開放教育研究.2015,21(2)：63-67.

Research of Video Information Processing Course Based on MOOC Concept

ZHANG Qian，GUO Wen-feng，CHEN Jia-jia，WANG Bin, Huang Ji-feng

(CollegeofInformation,MechanicalandElectricalEngineering,ShanghaiNormalUniversity,Shanghai200234,China)

Massively Open Online Courses (MOOC) has become a hot research pot and got highly attention by the educational circles over the years. this paper tries to analysis of Video Information Processing course using MOOC concept with the advantages and disadvantages, discusses the methods of perfecting teaching modes, reforms the education method and develops teaching resources by applying the MOOC teaching concept.

Massively Open Online Courses; video information processing; education reform

2015-06-25;

2015-10- 08

張 倩(1983-)，女，講師，博士，主要從事視頻編碼的教學(xué)和研究工作，E-mail：qianzhang@shnu.edu.cn

H319． 3

A

1008-0686(2016)02-0050-03