淺談多校區視頻交互教學(xué)系統的構建和使用分析教育論文
【論文關(guān)鍵詞】交互教學(xué) 組播 調查問(wèn)卷
【論文摘 要】隨著(zhù)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)系統來(lái)方便師生的教學(xué)工作。本文介紹了復旦大學(xué)多校區視頻交互教學(xué)系統的建設和使用，并且通過(guò)調查問(wèn)卷方式總結了師生對于該系統的認可和不足之處，為今后的進(jìn)一步發(fā)展提供了必要的依據。
一、發(fā)展視頻交互教學(xué)系統的背景
進(jìn)入21世紀以后，隨著(zhù)我國大學(xué)校園的發(fā)展，以前規劃的校區已經(jīng)遠遠跟不上學(xué)校的需求。而城市的開(kāi)發(fā)已經(jīng)阻礙了學(xué)校的主校區向周邊的拓寬能力，于是很多學(xué)校只能在遠離主校區的地方建設分校區。校區之間的距離和大學(xué)普遍開(kāi)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)系統能夠解決這種空間距離造成的阻礙。通過(guò)分析教與學(xué)的需要，我們認為這套新系統應該要具備下面幾個(gè)功能：
1.能夠將教師現場(chǎng)授課視頻和音頻傳送到其他校區教室實(shí)現實(shí)時(shí)直播授課，視音頻要同步，聲音要清晰；
2.通過(guò)系統服務(wù)器的控制， 能夠按需設置某教室為教師端或學(xué)生端；
3.學(xué)生和教師之間建立視頻連接，實(shí)現教師實(shí)時(shí)答疑；
4.管理人員能夠通過(guò)監控系統實(shí)時(shí)觀(guān)察各個(gè)校區的系統和收看情況，并且能通過(guò)該系統遠程協(xié)助。
二、構建多校區視頻交互教學(xué)系統
2008年，我們和某公司根據上述的功能分析，設計了一套多校區視頻交互教學(xué)系統。該系統是在原有的錄播系統的基礎上增加了交互教學(xué)功能。新的系統主要是由課程錄播系統、流媒體服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器和后臺監控服務(wù)器等四個(gè)部分組成。
�。ㄒ唬┱n程錄播系統
課程錄播系統主要是由全自動(dòng)錄播操作臺、全自動(dòng)錄播編輯機、圖形圖像工作站、輸入/輸出及多媒體設備和超聲波定位系統構成。
�。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據進(jìn)行編碼處理并完成網(wǎng)絡(luò )傳輸的專(zhuān)用設備，從而實(shí)現遠程監控的功能。由于它具有獨立完成網(wǎng)絡(luò )傳輸功能，不需要另外設置計算機，故其能實(shí)現簡(jiǎn)單的IP方式組網(wǎng)，是傳統的模擬監控所無(wú)法實(shí)現的。每部網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器具有網(wǎng)段內唯一IP地址，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接方便對該設備（IP地址）進(jìn)行控制管理，也即通過(guò)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。根據這些體特點(diǎn)，本系統中，網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器用來(lái)提供后臺監控服務(wù)器的畫(huà)面、上課實(shí)時(shí)交互的視音頻和上課前準備直播的畫(huà)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）將視頻文件傳輸到客戶(hù)端，供用戶(hù)在線(xiàn)觀(guān)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(hù)端。本系統利用流媒體服務(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。而流媒體向外播放的方式有三種：?jiǎn)尾�、廣播和組播。因為組播具有節省服務(wù)器負載和不受客戶(hù)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。但是因為組播沒(méi)有糾錯機制，發(fā)生丟包錯包后難以彌補，網(wǎng)絡(luò )不暢就會(huì )造成拖屏的現象，所以課前可以使用MCastTest20這個(gè)軟件來(lái)進(jìn)行組播丟包率的測試，該軟件包括發(fā)送端和接收端，可以設置不同的組播地址、端口、帶寬和測試包尺寸。由于本系統每個(gè)校區的教室中都有錄播系統，都能錄制出流媒體視頻文件，我們可以通過(guò)流媒體服務(wù)器選擇發(fā)送的流媒體源來(lái)設置教師端。根據這個(gè)原理我們設計出一套流媒體源的'選擇軟件，根據實(shí)際課程的安排，通過(guò)這套軟件設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_監控服務(wù)器
考慮到人工利用效率的問(wèn)題，我們只是在一個(gè)校區設置了后臺管理中心。而對于其他校區系統的管理，我們主要通過(guò)后臺監控服務(wù)器。該服務(wù)器不僅有監控管理的功能，還能開(kāi)啟和關(guān)閉其他校區的多媒體設備。
三、多校區視頻交互教學(xué)系統的應用
自從該系統2008年下半年投入使用，通過(guò)前期開(kāi)展大型講座的測試，我們摸索出一套該系統的應用流程。目前主要投入到本科生通識課程的教學(xué)中來(lái)。
�。ㄒ唬┱n程的編排
每個(gè)學(xué)期開(kāi)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 )固定安排在設有多校區視頻交互教學(xué)系統的教室里，各校區學(xué)生根據就近原則進(jìn)行選課。
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分校區收看端的學(xué)生管理主要是由助教負責，正式上課前一周，我們會(huì )把助教集中起來(lái)進(jìn)行培訓，主要講解系統的基本操作和一些常見(jiàn)問(wèn)題的處理。如學(xué)生端提問(wèn)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 )告知老師該系統的注意事項：教師講臺站位和鏡頭切換的關(guān)系、鼠標點(diǎn)擊和分校區學(xué)生端收看到PPT內容的關(guān)系和話(huà)筒如何開(kāi)關(guān)。
�。ㄈ┖笈_管理
后臺管理人員會(huì )提前半個(gè)小時(shí)開(kāi)啟系統，開(kāi)啟后初步觀(guān)察各校區系統運行情況，同時(shí)根據課程安排設置教師端和學(xué)生端，打開(kāi)學(xué)生端收看軟件，進(jìn)入準備直播的狀態(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)。根據預設策略，分校區學(xué)生端能及時(shí)收看到老師的PPT或黑板內容。分校區學(xué)生端如果有問(wèn)題可以通過(guò)敲擊鍵盤(pán)上F1鍵進(jìn)行提問(wèn)，這時(shí)教師電腦上右下角會(huì )出現一個(gè)對話(huà)框，對話(huà)框上會(huì )顯示是哪個(gè)校區的學(xué)生提問(wèn)，老師通過(guò)對話(huà)框上的同意/不同意鍵選擇是否和該校區學(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 )出現分校區的畫(huà)面，分校區學(xué)生可以通過(guò)錄播系統上的鵝頸話(huà)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)生對該系統的意見(jiàn)，我們專(zhuān)門(mén)制作了調查問(wèn)卷，從課程教學(xué)方式、系統使用和助教管理三個(gè)方面征求，最后共收到有效問(wèn)卷50份（老師11份，學(xué)生39份）。匯總結果如下：
�。ㄒ唬┧械膸熒颊J可這套系統的穩定性，45.5%的老師都認為這樣的教學(xué)方式很好，而肯定這樣教學(xué)方式的學(xué)生超過(guò)了總數的89%。有超過(guò)36.7%的老師知道所有的功能，大部分老師只知道“跨校區提問(wèn)”以及“在線(xiàn)收看”功能，不知道“課程錄像”這一功能。另一方面，超過(guò)46%的學(xué)生說(shuō)出了這套系統的所有功能，剩下的學(xué)生中有超過(guò)80%不知道“課程錄像”這一功能。
�。ǘ┏^(guò)72%的教師及超過(guò)69%的學(xué)生認為，此套系統可以方便師生，并加大各校區間的交流；而36.4%的教師以及41%的學(xué)生甚至認為，其他的通識課程也完全可以嘗試這套系統。另外，超過(guò)54%的老師以及69%的學(xué)生認為“名師講座”“專(zhuān)題報告”等學(xué)習交流活動(dòng)也可以通過(guò)這套系統進(jìn)行。
�。ㄈ┍緦W(xué)期各校區助教都能認真負責地履行他們的職責，總體滿(mǎn)意率超過(guò)87%。而對于突發(fā)狀況，也能令人滿(mǎn)意地解決，滿(mǎn)意率達到69%。更重要的是，不僅有賴(lài)于復旦通識教育網(wǎng)站，助教們也能夠及時(shí)傳達教師的信息及通知，不讓分校區的同學(xué)感到不便，滿(mǎn)意率超過(guò)74%。
通過(guò)分析調查問(wèn)卷，我們發(fā)現還存在一些亟待解決問(wèn)題，例如由于網(wǎng)絡(luò )不穩定造成的卡屏現象，由于老師和助教每學(xué)期的更新造成他們對系統功能了解不多等。
五、未來(lái)發(fā)展趨勢
由于影響本系統運行的最大因素就是網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題，而目前我國正在加大對于高校和中小學(xué)網(wǎng)絡(luò )建設的投入，通過(guò)建設教育系統內的交互教學(xué)系統，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(hù)不斷的增長(cháng)，目前中國已經(jīng)是全球網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)最多的國家，網(wǎng)絡(luò )帶寬也不斷的增加，通過(guò)交互教學(xué)系統，可以讓學(xué)校教育資源更好地為社會(huì )服務(wù)。
【參考文獻】
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