吳平頤　齊貴超　王華文

摘要：師范生教學技能訓練需要教師反饋和評價，而由于師生比例過大等因素導致教師的反饋和評價遠遠不足，系統(tǒng)利用視頻標注技術(shù)實現(xiàn)了對微格教室三分屏視頻的同時批注，并且可選擇文字、手寫和語音等多種批注方式，方便了教師遠程在線點評學生的教學技能訓練，方便了學生清晰有效地反思自己的問題，從而不斷提升教學技能訓練的效果。

關(guān)鍵詞：視頻標注;教學技能;評價

中圖分類號：G451.6? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）13-0078-04

一、問題的提出

教學技能是師范生從師任教的基本功，是做一名優(yōu)秀的教師、一名高效率的教師所必須具備的最基本能力[1]。目前師范生教學技能訓練主要通過微格教學、教育見習和教育實習等方式開展，微格教學作為教師教學技能培訓的重要方法之一[2]，是通過拍攝受訓者的教學行為，并回放視頻加以分析評價，以便在短期內(nèi)使受訓者掌握一定的教學能力的一種教學方法[3]。所以在教學技能訓練過程中評價起著極其重要的作用，而由于師生比例過大等因素致使目前的學生訓練評價遠遠不夠。

關(guān)于教學技能評價系統(tǒng)，國內(nèi)已有相關(guān)系統(tǒng)的開發(fā)和研究[4-9]。就這些系統(tǒng)來看，只是實現(xiàn)評價量表的網(wǎng)絡化，評價主體的多元化，評價統(tǒng)計的自動化，其中的定性評價也只是較籠統(tǒng)地指出學生的優(yōu)點和缺點。而教學技能評價的目的是分析、診斷受訓學生存在的具體問題，為學生提供詳細反饋和改進方向。

隨著視頻標注技術(shù)的不斷成熟，國外開發(fā)了很多工具，從支持文字標注的ELAN[10]到支持語音標注的Video Traces[11]，從單機版到網(wǎng)絡版的VideoAnt[12]，從FlashPlayer嵌入視頻標注的YouTube到引入html5的AAV[13]。國內(nèi)近些年關(guān)于視頻標注在教學中的應用研究也做了一定的工作[14-18]，但就應用于教學技能訓練的評價仍有些地方有待完善：1.觀看教學視頻的時候教師希望看到主講人的表現(xiàn)、學生的反應和課件制作的情況并給予相應的反饋評價，故需要支持標準的三分屏視頻批注;2.教學過程的反饋有時用言語可能比文字更簡潔和容易理解;3.微格教學訓練系統(tǒng)的視頻可直接同步到點評系統(tǒng)選定評價教師，同時支持自己錄制視頻的上傳。

我們于2010年開展在線視頻標注在教學技能訓練中的應用研究，指導碩士論文《基于在線視頻標注的微格教學技能評價系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)》[19]，其主要是基于flash技術(shù)實現(xiàn)的，2014年結(jié)合華東師范大學實驗教學設備研制項目《基于在線視頻標注技術(shù)的微格教學評價系統(tǒng)的設計與開發(fā)》嘗試了基于html5的實現(xiàn)，同時探索微格錄制的三分屏視頻的在線文字、手寫和語音批注，現(xiàn)已基本完成測試。

二、系統(tǒng)總體設計

師范生教學技能訓練點評系統(tǒng)應解決師范生教學技能訓練中評價不足的問題，作為教學技能訓練課堂內(nèi)評價的補充，因此，主要滿足如下需求：1.師范生教學訓練視頻的上傳、在線播放、微格教室錄制的三分屏視頻自動上傳;2.師范生訓練視頻提交給教師請求點評;3.指導教師在線遠程點評學生訓練視頻;4.記錄點評的信息，供師范生回放時進行反思?；谝陨闲枨?，該系統(tǒng)總體框架如圖1：

系統(tǒng)包括三類用戶，分別是管理員、教師和學生，學生用戶可以上傳教學視頻，提交給指導教師等待點評，查看教師點評信息;教師用戶可以查詢待點評的視頻，對提交的視頻進行文字、手寫和語音批注，對整個視頻進行綜合文字和語音評價;管理員用戶可對用戶、上傳視頻、批注和綜合評價等進行管理，同時可直接指派和撤銷評價任務。

三、系統(tǒng)使用流程和主要模塊實現(xiàn)

本系統(tǒng)在已有微格實訓系統(tǒng)的基礎上設計開發(fā)，重點強化技能訓練的點評環(huán)節(jié)。使用的流程相對比較簡便，如圖2：

（一）學生提交視頻點評請求

學生在微格教室將自己教學技能訓練的過程錄制下來，視頻將自動同步到點評系統(tǒng)中，學生根據(jù)自己的需要可將視頻提交給指定教師請求點評。

學生用其他設備錄制的視頻可自行上傳至點評系統(tǒng)再提交給指定教師請求點評。目前建議上傳視頻格式為H.264/MPEG-4，以更好地適應網(wǎng)絡點播，為了方便學生操作，特別給學生提供了視頻轉(zhuǎn)碼的簡易指南。

（二）教師添加批注點評

教師可播放提交給他請求點評的學生視頻，在需要點評的地方暫停添加文字、手寫和語音批注，在微格教室錄制的三分屏視頻可分別在任意一路畫面上添加批注，如圖3在主畫面、學生畫面和電腦畫面中分別添加了文字批注、語音批注和手寫批注。

添加了批注后視頻播放軸上對應的時間點會標紅顯示，單擊可快速定位到添加了批注的片段，當視頻再次播放到該時間點時批注會自動加載在視頻畫面上。批注列表可查看對本視頻的批注情況，并可修改和刪除批注信息。每個批注均可定義它顯示的起止時間，文字批注和手寫批注可以修改文字的顏色和大小，如圖4，拖動文字批注可修改文字批注的位置。

（三）教師添加綜合評價

結(jié)合傳統(tǒng)在線評價的需求，教師可給學生添加綜合評價，其中包括文字評價和語音評價，學生點擊綜合評價即可查看教師給出的綜合點評。語音評價方便了教師用語音語調(diào)等方式豐富多彩地指導和點評學生的訓練。

四、系統(tǒng)的實現(xiàn)

確定了系統(tǒng)的總體框架和主要模塊，我們在原有教學技能實訓平臺的基礎上通過NET技術(shù)開發(fā)實現(xiàn)了師范生教學技能訓練點評系統(tǒng)。系統(tǒng)延續(xù)原來的B/S結(jié)構(gòu)，采用Windows Server+IIS+SQL Server。該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要是視頻標注，我們利用Html5的視頻、畫布技術(shù)規(guī)范，在視頻播放元素上添加畫布層，用來管理批注信息，保存時將批注的原始信息轉(zhuǎn)換為Json數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫之中?；胤艜r讀取數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)記錄，根據(jù)播放的進度獲取對應的批注信息，并計算相對坐標和縮放大小，重繪于畫布之上。系統(tǒng)部分程序js代碼如下：

//添加文字批注和手寫批注部分代碼

function addPlayCtr（newInfo） {

var ctr = null;

if （newInfo.Type == 1） {

var label = new Kinetic.Label（{

x：newInfo.X * drawW[newInfo.DrawIndex]，

y：newInfo.Y * ? ?drawH[newInfo.DrawIndex]，

width：200，draggable：false

}）;

label.add（new Kinetic.Tag（{

fill：newInfo.BackgroupColor，

stroke：newInfo.BackgroupColor，

pointerDirection： ? ?newInfo.ArrowDirection，

pointerWidth：10， pointerHeight：10

}））;

label.add（new Kinetic.Text（{

align：'center'，text：newInfo.Content，

fontSize：newInfo.FontSize，padding：5，

fill：newInfo.FontColor

}））;

canvasLayer[newInfo.DrawIndex].add（label）;

label.moveToTop（）;

canvasLayer[newInfo.DrawIndex].draw（）;

ctr = label;

} else if （newInfo.Type == 2） {//--------省略}

return ctr;

};

五、小結(jié)

本文結(jié)合教學技能訓練評價和反饋不足的具體需求，對現(xiàn)有微格實訓系統(tǒng)進行優(yōu)化，強化教學技能訓練的反饋和評價環(huán)節(jié)，設計了一個基于視頻標注技術(shù)的教學技能訓練點評系統(tǒng)。該系統(tǒng)解決了微格教室視頻的同步上傳和三分屏畫面的同時批注的問題，并且可選擇文字批注、手寫批注和語音批注多種豐富的形式。讓教師突破時空的限制，提高教師點評工作的效率;讓學生清晰地認識到自己的問題和改進方向，增強教學技能訓練反思的效果;讓教學技能訓練的評價、反饋和反思的環(huán)節(jié)更加優(yōu)化，快速提升教學技能訓練的效益。

系統(tǒng)在2015級化學系教學技能訓練中試用，效果明顯?；瘜W系將97名師范生分成10個組，分別聘請中學的名師進行分組指導，中學教師利用該系統(tǒng)對學生教學技能訓練的過程進行遠程在線點評，老師們認為系統(tǒng)很好地解決了教師和學生面對面點評不足的問題，老師們可以充分利用空余時間對學生進行指導，同時認為語音批注可以提高點評的效率，不用花過多時間和精力去遣詞造句。同時試用也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如評價完了老師想修改無法修改、點擊評價完成后教師看不到評價過的視頻，這些問題我們都做了相應的修改。由于微格教室錄制三分屏視頻相當于有三路視頻信號，在校外網(wǎng)播放和批注的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)不流暢的情況，接下來我們將研究視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將在微格教室錄制的視頻同步到該系統(tǒng)前進行轉(zhuǎn)碼處理。

參考文獻：

[1]唐輝云.師范生教學技能支持系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].上海師范大學，2008.

[2]孟憲凱，李濤.中國微格教學20年[J].北京教育學院學報，2008，03：62-65.

[3]高姝.基于課堂教學有效性的微格教學評價[D].廣西師范大學，2012：7.

[4]錢萌，程樹林，程玉勝.微格教學綜合評價系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].重慶大學學報（自然科學版），2006，10：51-54.

[5]林葉郁.基于WEB的同儕微格互動評價系統(tǒng)的構(gòu)建[J].福建電腦，2006，10：146-147.

[7]李凌云，吳鑫，陳維維，等.整合播客資源的微格教學在線學習與評價系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].電化教育研究，2013，06：70-75.

[8]周湘梅.基于網(wǎng)絡的數(shù)字微格教學技能評價[D].浙江師范大學，2007.

[9]張林東.基于Strut框架的高校師范生微格教學評價學習系統(tǒng)設計與開發(fā)[D].遼寧師范大學，2014.

[10]Han Sloetjes，Albert Russel，Alexander Klassmann.ELan：a Free and Open source Multimedia Annotation Tool[J].INTERSPEECH，2007.

[11]VideoTraces.[DB/OL].http：//depts.washington.edu/pettt/pr

ojects/videotraces.html.

[12]VideoANT.[DB/OL].http：//ant.umn.edu/.

[13]Xavier Butty.Annotating Academic Video Tool–Open Sou

rce.[DB/OL].http：//entwinemedia.com/2013/annotations-tool

/.

[14]郭俊杰，蘆暢.視頻標注工具為師范生教學反思帶來的支持與挑戰(zhàn)[J].黑龍江教育（理論與實踐），2014，Z1：17-18.

[15]王佳瑩，郭俊杰.視頻標注工具：支持教師的教學反思[J].中國電化教育，2013，07：111-117.

[16]汪曉鳳.支持反思活動的視頻標注軟件設計與應用研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014，04：96-103.

[17]姜曉輝.教學視頻共享平臺中視頻標注工具的應用研究[D].華東師范大學，2011.

[18]何良泉.基于Web的微格教學視頻標注系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].廣西師范學院，2014.

[19]何浩為.基于在線視頻標注的微格教學技能評價系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].華東師范大學，2011.

Design of Teaching Skill Training Evaluation System Based on Video Annotation

WU Ping-yi，QI Gui-chao，WANG Hua-wen

（Experimental Teaching Center for Teacher Education，East China Normal University，

Shanghai 200241，China）

Abstract：Teachers'feedback and evaluation are needed in normal school students' teaching skills training，but teachers'feedback and evaluation are far from enough because of the large ratio of students and teachers.The system uses video annotation technology to annotate three-screen video of micro-classroom simultaneously，and can choose various annotation methods，such as text，handwriting and voice.The system is convenient for teachers to evaluate students'teaching skills on-line，and students to reflect on their own problems clearly and effectively，so as to improve the effect of teaching skills training.

Key words：video annotation;teaching skills;evaluation