網絡視頻系統在遠程教研中的應用

蔣立春

江蘇省南京市棲霞區電教中心 江蘇南京 210046

網絡視頻系統在遠程教研中的應用

蔣立春

江蘇省南京市棲霞區電教中心 江蘇南京 210046

隨著網絡性能的不斷提升,原先制約網絡視頻系統的瓶頸:網速,已經不再成為攔路虎,各地教研部門紛紛開始利用網絡視頻系統開展網絡遠程教研。這里的網絡視頻系統特指網絡在線直播系統,或者是比較成熟的網絡視頻會議系統。

基于網絡視頻系統的遠程教研因為其模式最接近于傳統的教研模式形態，因此受到一線教師的普遍歡迎。該系統對收看者幾乎沒有什么技術門檻，打開網頁就可以觀摩遠程教研的各種現場直播，條件好一點的還可以進行遠程互動，極大提高了一線教師參與學科教研的效率，減少了邊遠地區教師參與學科教研的工學矛盾，促進了網絡環境下教師全員培訓的進程。

網絡視頻系統用于遠程教研的成功與否,關鍵是電教人員的服務與操作技能,只有服務到位,才可以保證教研員、學科教師順利完成遠程教研任務。服務的最高境界就是要讓遠程教研的組織人員感覺不到任何技術瓶頸,在常態的環境中,開展遠程教研。為此,電教人員前期要做大量的測試準備工作,并且經過一段時間的積累,形成不同教研模式下相對固定的操作規范,避免現場操作時手忙腳亂,影響遠程教研的效果。同時也便于利用這些規范對基層學校電教教師開展技能培訓，建成一支區域性的遠程教研技術保障隊伍。

以下6種模式是我們多年來開展遠程教研時常用的技術操作規范，由于不同的網絡視頻系統會有一些差異，因此該規范僅供組織遠程教研時參考。

1.集體研討模式：教研員在辦公室或者網絡演播室，學科教師在基層學校辦公室或者網絡備課室。研討形式基本相似于常規研討，該種模式多用于計劃交流、試卷分析、集體備課等。

需要的硬件通常就是普通的語音和視頻設備，每一個交互端都可以發言、展示幻燈片課件和其他動畫課件。也可以展示網頁資源，共享網頁和普通文本文件的時候，需要每一個客戶端自己拖動滾動條瀏覽，展示幻燈片的時候不需要客戶自己動手，但是幻燈片的動畫效果在網絡視頻和直播系統中一般無法展現，因此在制作幻燈片的時候要事先告訴教師不要添加動畫效果,同時要對幻燈片的字號和行數給出統一的標準,便于遠程收看的展示效果。

為了加強管理，活動中可以設置主席管理模式，統一管理發言和客戶端視頻展示，主講教師如果采用窗口模式講課，可以考慮暫時關閉文字交流窗口，以免其他人過多的文字交流或者一些無關研討活動的聊天干擾整個講課界面。

2.中心組交流模式：學科中心組和教研員集中在網絡演播室，學科教師在基層學校辦公室或網絡備課室。研討形式相似于學術沙龍，主要發言對象是演播室成員，但是遠程教師也可以加入交流行列。該種模式多用于集體備課、質量分析、名師研討等。基層客戶端對硬件設備無特殊要求，但最好使用小型計算機音箱，便于多人收聽，但是要啟用“抑制回音”設置，防止音響中的聲音回溯到麥克風引起嘯叫噪音，特別是筆記本電腦，由于音箱和麥克距離很近，非常容易引起回溯，如果活動時發生這種嘯叫，應該以主席模式設置：全部靜音。必要時，申請發言的客戶端可采用外接小型無源麥克的方式，拉開與筆記本音箱的距離。

演播室架設1～2個攝像機位,1～2路語音輸入。攝像機可以直接采用模擬攝像機，通過特效合成機進入一個控制中心客戶端的視頻采集卡，由該客戶端發射視頻圖像信號。語音信號進入調音臺合成以后進入上述客戶機聲卡的線路輸入端子，和視頻信號同步播出。2個攝像機位通過推拉和切換進行場景掃描，所有中心組成員通過演播室的大屏幕和遠程保持聯系，本身無需操作計算機。如果遠程有要求發言或者視頻傳輸,可以由主席控制統一管理。

3.名師訪談模式：教研員組織學科名師進行訪談對話，基層學科教師在遠程參與收看，也可以和名師對話。演播室布置成訪談格局，兩路攝像機分別給名師個人特寫和訪談會場全景，兩路語音分別給名師和教研員。

由于訪談模式不可以讓名師抓著話筒講話，所以，話筒的靈敏度相對要求較高一點，但是又不可以產生太多的嘈雜音，因此事先應該對攝像機機位和麥克風的位置進行測試調整，以免活動開始的時候再來反復調試設備影響活動質量。一般不打開投影儀，如果遠程學科教師要求和名師對話，可以在訪談桌前方設置一個監視屏幕（一個普通的電腦顯示器），主要是讓名師可以感受對方的位置，減輕遠程對話的寂寞感。

硬件設備基本和前面一樣,會議調度由管理員設置自身為主席,在后臺控制本地和遠程的交互,教研員無需控制計算機系統，集中精力提高活動質量。

4.名師進課堂模式：組織學科名師在演播室舉辦網絡講座，基層學校由學科教師組織學生通過大屏幕參與收看，基層學科教師在觀摩的同時，也體會名師解題的思路以及講課風格。該種模式多用于大規模的考前沖刺講座，或者一些大型的報告會。

我們進行過數十次的大規模中考前所有學科的遠程講座,一人講課，近千名考生受益。硬件設備除了演播室原有的設施以外,應該提供黑板供教師書寫,一路攝像機專門捕捉黑板的視頻流,用于學生遠程收看,由于后排的學生不易看清黑板，因此攝像機必須采取變焦和移動的技術，把板書盡量放大后傳輸,后期我們也試驗過使用白板通過導播臺或者錄播系統的VGA接口，直接傳輸教師的板書信號，但是這種直播對設備的要求比較高。

教師的課件采用幻燈片的格式最好，由于課堂教學和教研活動用的課件要求不同，一般都有動畫效果，因此不宜采用普通的共享文檔模式，應該采用共享桌面的模式，這種模式可以原封不動的把教師計算機屏幕傳輸到每一個教室的大屏幕，包括所有的動畫及視頻。

桌面傳輸模式有兩點必須注意，第一，桌面傳輸比共享文檔模式傳輸要占用更多的本地計算機資源，因此會造成本地計算機的反應速度變慢，所以該計算機不要打開過多的程序，包括殺毒軟件。第二，桌面傳輸會占用更大的網絡帶寬資源，因此應該關閉視頻流的傳輸，保證課件和教師的語音流暢。當教師退出桌面課件傳輸后，再打開視頻窗口。

一般情況下，課件和板書無法同時傳輸，除非課件采取普通的窗口模式，這樣可以通過主席后臺調度，切換布局模式，讓課件和板書交替出現。課堂講課模式不易掌握好話筒的音量，一般的麥克風無法跟蹤教師走動。可以添置較高靈敏度的無線話筒，實際使用時，我們也采取直接打開攝像機的內置麥克風，將語音信號在調音臺混合后發送到網絡。通常攝像機的內置麥克風靈敏度較高，嘈雜音較大，要求演播室附近保持安靜。

學校客戶端采用投影大屏幕,由于投影機的效果遠遠不及普通熒光屏,影像一般都比較模糊,除非是等離子大屏幕。因此,在進行教師視頻畫面傳輸的時候,不宜只打開一個視頻窗口,否則當視頻圖像太大的時候，反而很模糊，盡量保持2個視頻窗口比較合適（主講教師和某一個學校的會場）。

學校客戶端大教室的音響要關閉低音效果,這樣可以較大幅度地減輕網絡帶寬帶來的音頻滯后混響的模糊不清現象。接投影機的計算機顯示器的分辨率最好是800×600,這樣可以保證畫面傳輸的流暢和清晰。

5.網上研討課模式：研討課主會場的硬件設備，一臺攝像機和一個USB接口的采集卡，這樣可以方便的掃描整個教室的授課情況，語音系統可以直接采用攝像機自帶的麥克風，它的靈敏度很高，可以捕捉到任何方位的學生發言。如果有條件，也可以增加一個無線話筒，效果會更好一點，主會場沒有特別的要求，只要可以連接網絡即可，我們絕大部分活動都是在條件落后的農村學校開展，硬件的要求是很低的。

如果要讓學生和遠端的教師互動,可以打開投影屏幕,讓教師的計算機進入視頻教室單獨作為一個客戶端。但是不要讓攝像機傳送課堂圖像和教師播放投影片的計算機為同一部機器（即同一個客戶端）,這樣會造成計算機負擔過重,語音和圖像都會出現較大的滯后。

研討課上課過程中,應該關掉其余用戶的語音,這樣可以保證主會場學生和授課教師語音的清晰度。需要交互的時候,由主席分別打開需要發言的用戶,發言結束以后,主席應該及時收回他的麥克發言權。

如果基層學校不具備影像采集功能,電教中心可以用一臺筆記本電腦、一個微型的視頻采集卡、一臺家用小型數碼攝像機組成一個便攜式直播系統。我們在使用中發現效果一直很穩定。建議提前一天到現場進行調試，用作直播的計算機不要采用局域網動態地址獲取方式上網，可以先動態獲得以后，立即把它在TCP/IP中靜態固定下來，這樣可以保證在上課過程中不發生丟失連接的現象。

如果要在同一間教室打開2個以上的客戶端，預先要準備一個小型集線器或交換機，因為通常教室只有一個網線接口。如果課程不安排在多功能教室或者機房，有的基層學校的普通教室沒有網線接口，這個時候可以由電教中心攜帶一個小型無線路由器，筆記本電腦安裝一個無線網卡（很多筆記本自身就有無線網卡），把無線路由器接在最靠近上課教室的網絡接口上，調整無線路由器的IP地址和學校的IP地址在同一個段就可以了。無線上網方案一定要提前去測試，保證活動開展的時候不會因為網絡故障而影響活動進程。利用無線上網直播課程的做法，我們成功地進行過多次體育館、操場、音樂教室的觀摩課直播，都取得了很好的效果。

上課時，通常都會打開文字交流窗口，遠程觀摩的教師，及時發表評論（授課教師無需參與會話），這樣的評論比下課以后再來點評要好，課程結束以后，所有的發言都可以保存為文本文件，供后面研討用。

在研討課的過程中,我們也嘗試讓遠程的教師直接和學生對話,大大提高了學生的學習積極性,例如我們開展的小學六年級作文講評課，授課教師展示學生的一篇作文（已經事先發表在網絡學生作文欄目），然后讓遠端的教師親自和學生親切對話，使學生感到了很強烈的成就感。再如初二年級的一節物理課，遠程教師授課的同時，其他教師就開始評頭品足，互相交流，課后，教師留在視頻教室，再由教研員和名師作專題的點評和講座，課后大家反映，這樣的研討課效果好，收獲大。

該種模式還可以開展網上說課、網上賽課，讓具備遠程圖像采集傳輸條件的學校在自己的班級講課，評委和其他有時間的教師遠程參與，圖像采集設備對于網絡視頻傳播而言要求很低，如果學校有攝像機（模擬或數字機都可以），再加一塊數百元的采集卡就可以了。

網上說課是一種很好的集體備課模式，它對硬件的要求很低，只要有可以上網的計算機和話筒音箱就可以了，但是，通常來說，參加說課的教師都作了一些課件，如果是幻燈片、Flash動畫、Word文件一類的就簡單多了，直接用共享文檔就可以廣播給所有客戶端。如果是學科主題網站式的課件，就一定要發布在公網上。否則，在沒有靜態地址的學校，通常別人無法直接訪問教師個人計算機，所以也就看不見他的網站式課件了。

也可以使用桌面流的方式廣播所有格式的課件，但是前提一定要保證這部計算機的配置足夠高，否則這種模式會造成傳輸的斷斷續續，特別是說課教師的語音會很卡的。

網上說課,很多操作都是基層客戶端的行為，因此說課的教師應該事先培訓視頻直播系統的簡單操作，最好提前一天實際操作一次，并提前把課件上傳到視頻直播系統服務器，保證活動的順利進行。

6.遠程培訓班模式：我們主要嘗試的是信息技術遠程培訓班模式，因為其他的網上培訓班都和遠程教研模式差不多，可以方便的實現，而這種培訓主要是技能培訓，它牽涉到如何遠程傳輸講課畫面到學校機房的每一部計算機。

硬件要求：講課教師的計算機配置應該盡量高些，奔騰4系列，內存512M以上為好。如果一定要有視頻，最好使用另外一個客戶端的攝像機來傳送，確保用于講課的計算機語音和桌面傳輸流暢。

主講端采用桌面流廣播的模式,該種模式可以原封不動地把教師的桌面廣播出去,但是由于該種模式占用講課計算機的CPU資源特別厲害,網絡傳輸數據也特別大,所以遠端客戶端會出現一定的滯后,通常在1～2秒鐘左右,因此一方面要關掉不用的應用程序,另一方面最好在教師旁邊再接一個客戶端,觀察畫面是否到了遠程客戶端，這樣可以保證教師講的內容和畫面顯示的同步，在講課的過程中，點擊、切換菜單，切換窗口等速度都要比通常慢一點，要意識到點擊以后并不是遙遠的地方也已經看見了，要關注一下旁邊監視用的客戶端屏幕。

基層學校機房教師機充當了一個客戶端的角色，把遠程的屏幕利用機房廣播系統傳輸到每一臺學生機。這里有2點要注意，由于一般的機房廣播軟件都不支持視頻流的廣播（除非使用它自己的播放軟件），所以，即使遠端打開授課教師的個人視頻圖像，該圖像也只是出現在教師機的屏幕上，傳到學生機只是一個黑色的窗口。因此，通常遠端也沒有必要打開自己的視頻窗口。如果一定要看到視頻，那只好把教師機的屏幕投影到大屏幕上。這種投影的方式用來和遠端教師同步操作效果也很好，優點是，一旦使用機房廣播系統，學生機的屏幕和鍵盤鼠標都會被鎖住，而直接把遠端的畫面投影在大屏幕上，學生機鍵盤鼠標不鎖定，就可以同步跟著遠程教師的講課進行操作，缺點是，后排的學生不易看清遠程教師的桌面操作。

我們用這種辦法開辦了3期共6天的信息技術教師網絡數據庫編程培訓班，一期2天的學科教師網頁課件制作培訓班，一期3天的學生寒假計算機美工培訓班，都達到了培訓目標。同時對幾所學校的機房進行桌面流直播，數百臺計算機同步廣播桌面，提升了信息技術類培訓的效率。

幾年來，我們在實踐中感到：充分發揮網絡視頻系統在遠程教研中的作用，可以極大限度的提高學科教研中一線教師的參與面，提高對邊遠地區教師進行學科培訓的力度，同時也可以真正發揮“校校通”工程的巨大作用。

蔣立春，大專，中教高級。