淺談多校區(qū)視頻交互教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建和使用分析教育論文
【論文關(guān)鍵詞】交互教學(xué) 組播 調(diào)查問卷
【論文摘 要】隨著高校教育網(wǎng)的發(fā)展，大學(xué)校園的拓寬，需要引進(jìn)一種新的教學(xué)系統(tǒng)來方便師生的教學(xué)工作。本文介紹了復(fù)旦大學(xué)多校區(qū)視頻交互教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)和使用，并且通過調(diào)查問卷方式總結(jié)了師生對于該系統(tǒng)的認(rèn)可和不足之處，為今后的進(jìn)一步發(fā)展提供了必要的依據(jù)。
一、發(fā)展視頻交互教學(xué)系統(tǒng)的背景
進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著我國大學(xué)校園的發(fā)展，以前規(guī)劃的校區(qū)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上學(xué)校的需求。而城市的開發(fā)已經(jīng)阻礙了學(xué)校的主校區(qū)向周邊的拓寬能力，于是很多學(xué)校只能在遠(yuǎn)離主校區(qū)的地方建設(shè)分校區(qū)。校區(qū)之間的距離和大學(xué)普遍開展的通識教育之間產(chǎn)生了很大的矛盾，這就需要一種新的教學(xué)系統(tǒng)能夠解決這種空間距離造成的阻礙。通過分析教與學(xué)的需要，我們認(rèn)為這套新系統(tǒng)應(yīng)該要具備下面幾個(gè)功能：
1.能夠?qū)⒔處煬F(xiàn)場授課視頻和音頻傳送到其他校區(qū)教室實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)直播授課，視音頻要同步，聲音要清晰；
2.通過系統(tǒng)服務(wù)器的控制， 能夠按需設(shè)置某教室為教師端或?qū)W生端；
3.學(xué)生和教師之間建立視頻連接，實(shí)現(xiàn)教師實(shí)時(shí)答疑；
4.管理人員能夠通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀察各個(gè)校區(qū)的系統(tǒng)和收看情況，并且能通過該系統(tǒng)遠(yuǎn)程協(xié)助。
二、構(gòu)建多校區(qū)視頻交互教學(xué)系統(tǒng)
2008年，我們和某公司根據(jù)上述的功能分析，設(shè)計(jì)了一套多校區(qū)視頻交互教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在原有的錄播系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了交互教學(xué)功能。新的系統(tǒng)主要是由課程錄播系統(tǒng)、流媒體服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和后臺監(jiān)控服務(wù)器等四個(gè)部分組成。
（一）課程錄播系統(tǒng)
課程錄播系統(tǒng)主要是由全自動(dòng)錄播操作臺、全自動(dòng)錄播編輯機(jī)、圖形圖像工作站、輸入/輸出及多媒體設(shè)備和超聲波定位系統(tǒng)構(gòu)成。
�。ǘ┚W(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器
網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是一種對音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理并完成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶Ｓ迷O(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。由于它具有獨(dú)立完成網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，不需要另外設(shè)置計(jì)算機(jī)，故其能實(shí)現(xiàn)簡單的IP方式組網(wǎng)，是傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控所無法實(shí)現(xiàn)的。每部網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具有網(wǎng)段內(nèi)唯一IP地址，通過網(wǎng)絡(luò)連接方便對該設(shè)備（IP地址）進(jìn)行控制管理，也即通過IP地址識別、管理、控制該網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器所連接的視頻源。根據(jù)這些體特點(diǎn)，本系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器用來提供后臺監(jiān)控服務(wù)器的畫面、上課實(shí)時(shí)交互的視音頻和上課前準(zhǔn)備直播的畫面。
�。ㄈ┝髅襟w服務(wù)器
流媒體服務(wù)器的主要功能是以流媒體傳輸協(xié)議（RTP/RTSP、MMS、RTMP等）將視頻文件傳輸?shù)娇蛻舳�，供用戶在線觀看；也可從視頻采集、壓縮軟件接收實(shí)時(shí)視頻流，再以流媒體傳輸協(xié)議直播給客戶端。本系統(tǒng)利用流媒體服務(wù)器的第二個(gè)功能將主講教室的上課視頻實(shí)時(shí)直播給各個(gè)分校區(qū)。而流媒體向外播放的方式有三種：單播、廣播和組播。因?yàn)榻M播具有節(jié)省服務(wù)器負(fù)載和不受客戶接入端帶寬的限制，所以我們決定采用組播的方式進(jìn)行直播。但是因?yàn)榻M播沒有糾錯(cuò)機(jī)制，發(fā)生丟包錯(cuò)包后難以彌補(bǔ)，網(wǎng)絡(luò)不暢就會(huì)造成拖屏的現(xiàn)象，所以課前可以使用MCastTest20這個(gè)軟件來進(jìn)行組播丟包率的測試，該軟件包括發(fā)送端和接收端，可以設(shè)置不同的組播地址、端口、帶寬和測試包尺寸。由于本系統(tǒng)每個(gè)校區(qū)的教室中都有錄播系統(tǒng)，都能錄制出流媒體視頻文件，我們可以通過流媒體服務(wù)器選擇發(fā)送的流媒體源來設(shè)置教師端。根據(jù)這個(gè)原理我們設(shè)計(jì)出一套流媒體源的'選擇軟件，根據(jù)實(shí)際課程的安排，通過這套軟件設(shè)置哪間教室提供流媒體源（教師端），哪間教室需要接受這些流媒體（學(xué)生端）。
�。ㄋ模┖笈_監(jiān)控服務(wù)器
考慮到人工利用效率的問題，我們只是在一個(gè)校區(qū)設(shè)置了后臺管理中心。而對于其他校區(qū)系統(tǒng)的管理，我們主要通過后臺監(jiān)控服務(wù)器。該服務(wù)器不僅有監(jiān)控管理的功能，還能開啟和關(guān)閉其他校區(qū)的多媒體設(shè)備。
三、多校區(qū)視頻交互教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用
自從該系統(tǒng)2008年下半年投入使用，通過前期開展大型講座的測試，我們摸索出一套該系統(tǒng)的應(yīng)用流程。目前主要投入到本科生通識課程的教學(xué)中來。
（一）課程的編排
每個(gè)學(xué)期開始前，學(xué)校教務(wù)處會(huì)選擇一些廣受歡迎名師的通識教育課程作為交互教學(xué)課程，這些課程會(huì)固定安排在設(shè)有多校區(qū)視頻交互教學(xué)系統(tǒng)的教室里，各校區(qū)學(xué)生根據(jù)就近原則進(jìn)行選課。
（二）老師和助教的培訓(xùn)
分校區(qū)收看端的學(xué)生管理主要是由助教負(fù)責(zé)，正式上課前一周，我們會(huì)把助教集中起來進(jìn)行培訓(xùn)，主要講解系統(tǒng)的基本操作和一些常見問題的處理。如學(xué)生端提問需要助教在教室電腦上敲擊F1等。第一周的上課前，我們工作人員也會(huì)告知老師該系統(tǒng)的注意事項(xiàng)：教師講臺站位和鏡頭切換的關(guān)系、鼠標(biāo)點(diǎn)擊和分校區(qū)學(xué)生端收看到PPT內(nèi)容的關(guān)系和話筒如何開關(guān)。
�。ㄈ┖笈_管理
后臺管理人員會(huì)提前半個(gè)小時(shí)開啟系統(tǒng)，開啟后初步觀察各校區(qū)系統(tǒng)運(yùn)行情況，同時(shí)根據(jù)課程安排設(shè)置教師端和學(xué)生端，打開學(xué)生端收看軟件，進(jìn)入準(zhǔn)備直播的狀態(tài)。
�。ㄋ模┱缴险n
上課鈴聲打響后，工作人員在后臺摁下錄制鍵，學(xué)生端收看軟件進(jìn)入正在直播狀態(tài)。根據(jù)預(yù)設(shè)策略，分校區(qū)學(xué)生端能及時(shí)收看到老師的PPT或黑板內(nèi)容。分校區(qū)學(xué)生端如果有問題可以通過敲擊鍵盤上F1鍵進(jìn)行提問，這時(shí)教師電腦上右下角會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對話框，對話框上會(huì)顯示是哪個(gè)校區(qū)的學(xué)生提問，老師通過對話框上的同意/不同意鍵選擇是否和該校區(qū)學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)。如果老師選擇同意，教師電腦左上方會(huì)出現(xiàn)分校區(qū)的畫面，分校區(qū)學(xué)生可以通過錄播系統(tǒng)上的鵝頸話筒與老師進(jìn)行“面對面”交流。
四、師生使用反饋
為了了解教室學(xué)生對該系統(tǒng)的意見，我們專門制作了調(diào)查問卷，從課程教學(xué)方式、系統(tǒng)使用和助教管理三個(gè)方面征求，最后共收到有效問卷50份（老師11份，學(xué)生39份）。匯總結(jié)果如下：
（一）所有的師生都認(rèn)可這套系統(tǒng)的穩(wěn)定性，45.5%的老師都認(rèn)為這樣的教學(xué)方式很好，而肯定這樣教學(xué)方式的學(xué)生超過了總數(shù)的89%。有超過36.7%的老師知道所有的功能，大部分老師只知道“跨校區(qū)提問”以及“在線收看”功能，不知道“課程錄像”這一功能。另一方面，超過46%的學(xué)生說出了這套系統(tǒng)的所有功能，剩下的學(xué)生中有超過80%不知道“課程錄像”這一功能。
（二）超過72%的教師及超過69%的學(xué)生認(rèn)為，此套系統(tǒng)可以方便師生，并加大各校區(qū)間的交流；而36.4%的教師以及41%的學(xué)生甚至認(rèn)為，其他的通識課程也完全可以嘗試這套系統(tǒng)。另外，超過54%的老師以及69%的學(xué)生認(rèn)為“名師講座”“專題報(bào)告”等學(xué)習(xí)交流活動(dòng)也可以通過這套系統(tǒng)進(jìn)行。
�。ㄈ┍緦W(xué)期各校區(qū)助教都能認(rèn)真負(fù)責(zé)地履行他們的職責(zé)，總體滿意率超過87%。而對于突發(fā)狀況，也能令人滿意地解決，滿意率達(dá)到69%。更重要的是，不僅有賴于復(fù)旦通識教育網(wǎng)站，助教們也能夠及時(shí)傳達(dá)教師的信息及通知，不讓分校區(qū)的同學(xué)感到不便，滿意率超過74%。
通過分析調(diào)查問卷，我們發(fā)現(xiàn)還存在一些亟待解決問題，例如由于網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定造成的卡屏現(xiàn)象，由于老師和助教每學(xué)期的更新造成他們對系統(tǒng)功能了解不多等。
五、未來發(fā)展趨勢
由于影響本系統(tǒng)運(yùn)行的最大因素就是網(wǎng)絡(luò)問題，而目前我國正在加大對于高校和中小學(xué)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投入，通過建設(shè)教育系統(tǒng)內(nèi)的交互教學(xué)系統(tǒng)，可以部分解決我國高校中小學(xué)師資分配不均的矛盾。
目前我國網(wǎng)絡(luò)用戶不斷的增長，目前中國已經(jīng)是全球網(wǎng)絡(luò)用戶最多的國家，網(wǎng)絡(luò)帶寬也不斷的增加，通過交互教學(xué)系統(tǒng)，可以讓學(xué)校教育資源更好地為社會(huì)服務(wù)。
【參考文獻(xiàn)】
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【淺談多校區(qū)視頻交互教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建和使用分析教育論文】相關(guān)文章：
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