基于音视频实时交互的远程协助系统软件设计和开发

基于音视频实时交互的远程协助系统软件设计和开发

麻红权

杭州联启科技有限公司，浙江省杭州市，310000

摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，在线教学发展迅速，课程视频的作用价值逐步凸显。面对视频在网络教学中的中介作用，优化在线课程视频的交互方式是提高在线教学质量的有效途径。基于对视频资源在网络教学环境中的角色转变以及在线课程视频交互方式转变等现实问题的思考，在解释学对话理论的指导下提出了在线课程视频三重教学交互分析框架——人际交互、人机交互和人知交互三个层面，并运用NVIVO软件对国内主流MOOC平台上的23门课程视频进行编码分析，以探求目前在线课程视频的交互设计现状。研究表明，目前在线课程视频大多交互方式单一，缺乏个性化交互设计，以教师讲解的人际交互方式占主导；学科内容属性和课程平台定位将影响视频的交互设计，一般人文类课程或以长期学习目标为导向的课程平台视频交互内容更丰富；大多数课程视频是以“教师讲解为主、PPT或动画演示为辅”的内容呈现，未能通过画面剪辑与功能实现体现出视频自身的交互逻辑。

关键词：音视频实时交互；远程协助；系统软件设计；开发

引言

信息技术与教育的融合推动着在线学习的发展，教学视频作为内容的主要载体，以视、听双通道生动形象地呈现教学内容，是传播知识的重要渠道。同时，人们也逐渐意识到交互在在线视频中的重要性，认为交互是学习者与学习内容的对话，是获得知识的基本过程。关于交互的诸多研究已经表明交互在教学视频中有助于学习者增加对学习内容的关注度和投入度，并且相对于没有交互的教学视频，学习效果也有了显著的提升。目前的在线教学平台为视频中交互的开展提供了技术支持，但在实际的教学实践中也暴露出了个性化不足、交互形式单调、学习者参与交互的兴致不高等问题，如何改善和丰富在线教学视频的交互形式是在线教学质量更上一层楼的关键点。基于此，本文选取教学和商业两类平台，统计分析包含的各类交互形式，并对教学视频中如何插入交互活动给出建议，以期为相关人员提供参考。

1交互的基本理论

1.1交互的界定

根据教学交互层次塔理论，交互分为学生与媒体的操作交互、学生与教学要素的信息交互以及学生的新旧概念之间的交互。操作交互相对于新旧概念之间的交互而言是外显行为，给予足够时间的技术培训是可以保证学习者达标的，而要促进在线视频学习中新旧概念之间的交互，信息交互的设计是关键。在线视频的教学环境造就了师生以及生生之间的分离，使得面对面的传统教学方式不再是进行教学的唯一形式。无论教学方式随着技术进行怎样的更迭，教学的核心依旧是促进学习者学习，其中学习者与内容之间的交互是促进学习者掌握知识的必要条件，而且极富挑战性。为了在线学习平台中的交互功能能够更好服务于学习者与教学内容的交互，本文将重点研究学习者与视频教学资源的交互性。

1.2交互的价值

建构主义理论主张以学习者为中心，认为学习者会凭借先前知识经验对新学知识进行主动加工处理，而且相比于被动学习，积极参与学习活动的学习者可以更有效地促进学习。富有交互活动的教学视频能有效吸引学习者的注意力，给予学习者充分与教学内容交互的机会，让学习者在交互的过程中理解并掌握新知。认知信息加工理论认为学习者在学习过程中的专注力是有一定限度的，并且对学习内容进行选择性的注意。如果在教学中引入能够吸引学习者注意力的学习工具，可能会改善学习效果。因此，在教学视频中的适当位置通过抛出问题、暂停视频或提供相关资源等方式，引起学生的注意力，激发对所学内容的思考，或调动旧知，或启发新知，使学生充分参与到教学内容中。梅耶在建构主义和认知主义的基础上进一步整合提出有意义的学习，认为有意义的学习应该是学习者进行建构性的学习，包括合理选择新信息、组织信息结构和整合新信息与旧经验三部分。在线视频教学中，要促进学生有意义学习的发生，信息的选择、组织和整合是必不可少的条件，交互通过设置问题、在线互动等环节使学生参与到学习的过程，诱发学生进行信息的选择、组织与整合。国内外有不少学者通过研究证明了交互式教学视频能够提高学习者的学习效果和满意度。范福兰等人将交互式教学微视频应用于课堂，通过教学实践证明使用交互式微视频能够有效提升学生成绩；张屹等人通过将嵌入问题的交互式教学微视频应用于教学中，证明交互式微视频能够很好地激发学生的积极性和主动性，并使其保持浓厚的学习兴趣。

2在线学习兴起促使视频角色转变与交互行为转向

2.1视频资源在教学活动中的角色定位转变

实际上，一场轰轰烈烈的“互联网+教育”变革后，视频资源在教学活动中的角色也发生了巨大转变。过去的视频资源主要是在面对面的教学环境中使用，教师成为学生和视频之间的“中介”，此时的视频严格意义来说还是“视频教学资源”，它充当了教学环节中某个工具或技术手段的角色。然而，随着在线开放课程建设，在线学习者直接面对视频资源，教师已经从“中介”退居到辅助的位置，视频资源也从过去的教辅工具转变为覆盖整个学习过程的有机载体，而这时的视频应称为“视频学习资源”。离开教师的现场指导与干预，学生照样可以借助在线视频独自完成整个学习过程，包括获取新知、检测、讨论、评价等；看不到屏幕后的学生，教师同样也可以通过在线视频完成所有教学任务，包括授课、布置作业、答疑解惑等。教师需依托视频学习资源间接展开教学活动，视频成为网络教学环境下教师的延伸，逐步代替了教师对学生的面对面指导功能。依此来看，如今的视频学习资源不仅要展示学习内容，还应帮助教师开展教学活动，融合“过程性”的视频资源才是理想的设计定位。交互是教学设计中必不可少的环节，在线学习者参与课程时需通过视频中介完成大部分教学交互行为，视频的交互设计将直接影响在线教学质量。面对焕然一新的教学格局，视频学习资源从传统教学中的“配角”跃身成为新型学习方式下当仁不让的“主角”，作为教学者应意识到视频资源的角色转换，从重视教学结果转向关注学习过程，在视频设计中嵌入丰富的交互活动以提升在线课程质量。

2.2从传统课堂到在线课程的交互行为转变

传统的课堂教学是一种以教材为媒介、教师的教授活动与学生的学习活动三者之间的互动过程。传统课堂的即时性让师生可以随时面对面沟通交流，课堂中的交互行为大多是以人际交互的形式而存在，语言是他们之间交互的主要载体，对话性是教学交互的重要特征。譬如有以教师一方为主导的讲授、提问、评价等，或是以学生一方为主导的发言、讨论、疑问等交互。而伴随信息技术的发展，如今的交互要素不仅有人，还有内容、技术（网络、硬件设备、各种APP应用等）和环境等。特别是在线课程视频中的交互活动不仅包含教学者对学习者的单向讲授，还应包括学习者在观看视频的过程中与视频界面、内容等其他形式的双向交互，这类网络教学环境下依托视频“交互载体”而出现的新型交互行为是我们研究关注的重点。有学者将远程学习中的交互层次分为“操作交互”“信息交互”“概念交互”，并得到广泛认可。

3基于超视频的学习形态构建

3.1作为认知工具的超视频

作为认知工具的超视频，强调学习中的信息加工过程。从认知视角来看，超视频这一认知工具可以提供两个重要的功能：一是通过多种知识表征进行信息处理（多媒体学习认知理论）；二是支持非线性信息结构的访问支持（认知灵活性理论）。其中，多媒体学习认知理论（CognitiveTheoryofMultimediaLearning，简称CTML）是解释超视频如何支持学习的重要理论框架。根据多媒体学习认知理论，学习是一个选择、组织以及整合信息的积极、活跃的过程，这样的过程发生在容量有限的认知结构中。超视频能够较好地满足多媒体表征和认知灵活的原则，它既增强了学习者与视频交互的灵活性，又通过交互来实现了对认知资源的表征。已有研究提出，可以通过构建具有不同内容区域和“标记”的“目录”，来实现超视频学习的灵活性；并且应当允许学习者自己创建超视频标签，例如，视频剪辑、视频评论或注释功能。例如，Zahn证明了基于超视频形式的导航式个体学习策略与知识获取，有着积极的相关性。然而，在教学中，使用新技术或工具来促进学习者认知的同时，要警惕它们是否会增加学习者的认知负荷。认知负荷（CognitiveLoad）指的是人在完成任务过程中，进行信息加工所需要的认知资源的总量，由澳大利亚心理学家斯威勒（J.Sweller）于1988年提出。克雷尔等（M.Krell）在综合了斯威勒、帕斯（F.GPaas）、麦里恩博尔（VanMerri觕nboer）等众多学者的观点后，将认知负荷广泛地定义为用来处理任务、学习或解决问题的个体认知的多维结构。认知负荷分为三种类：内在认知负荷（IntrinsicCognitiveLoad，简称ICL）、外在认知负荷（ExtraneousCognitiveLoad，简称ECL）与关联认知负荷（GermaneCognitiveLoad，简称GCL）。认知负荷的评价维度分为两种类型：精神负荷（MentalLoad，简称ML）、精神努力（MentalEffort，简称ME）。认知负荷为研究认知过程与教学设计提供了概念框架，可以反映出学习者在学习过程中的认知状况。尽管在技术的辅助下，学习者的学业成绩在短时间内得以提升，但与此同时，新技术带来的认知负荷却可能在较长一段时间内，对学习者的学业发展与身心健康产生不利影响。综上，在使用新技术来促进学习的研究与实践中，关注学习者认知负荷的变化，对全面认识技术如何促进学习有着重要的作用。

3.2作为社会学习工具的超视频

在社会认知观点中，学习被认为是一种文化情境现象，它发生在学校内外、工作中以及各种非正式学习环境中。社会认知观点认为，超视频是一种文化适应的工具。超视频的使用，允许学习者协同对视频进行标注，同伴所提供的信息、帮助和解释，均对学习者的学习起到重要的作用。比如，作为社会学习工具的“超视频”，强调学习中的社交和社区互动，学习者得以有机会参与到社区的讨论、实践和思考中，同伴间的互动可以促进共同意义的形成以及认知冲突的发生，与知识的共享。社会临场感是测量个体对社会感知的重要指标，反应了在基于媒体的沟通过程中，个人与他人的联系感知程度以及被投射为“真实人”的程度，也有学者将其描述为是认知认同的归属感和沉浸感的体现。社会临场感被证实能够有效提升在线学习的认知临场感，社交中“参与度、分享、信任与认知”对学习效果存在直接影响。基于探究社区理论（CoI）构建社会临场感影响机制的研究发现，同伴交流能够对较好的对学业成绩进行解释。可见，在在线环境中，学习者感知的临场感可以促进社会化学习，因此，社会临场感可以作为衡量超视频促进社会化学习的一个重要指标。

结语

本文通过对目前不同类型视频平台存在的交互形式追踪调查，发现主流视频平台的交互形式在不断丰富。相比之前视频平台仅停留在快进、后退、暂停等浅层交互的层面上，现在的视频平台不仅在探索更加丰富的交互形式，而且也在满足学习者个性需求层面上进行不断的尝试。随着未来技术的更迭，在线视频的交互形式也会有新的突破，比如视频笔记功能的关键字搜索，发挥弹幕在教学视频中的作用等等。本文的分析只是为交互式教学视频的制作提供思路要点和参考依据，如何使交互式教学视频在实际教学中发挥最佳效果，仍需相关人员的不断尝试与努力。

参考文献

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