基于中小學“同步課堂”教室建設及技術規范分析

摘 要：目前城鄉之間的中小學課堂教學存在一定的差距，很多鄉村中小學教師的水平有限，因此學生希望“名校”的教師可以來上課，通過高水平教師的講解提高自己的學習成績。由于科技的進步和網絡的發展，目前學校可以借助“同步課堂”來實現學生的夢想。文章介紹了“同步課堂”的建設、設施和技術規范。

關鍵詞：“同步課堂”;教室建設;技術規范分析

中圖分類號：G613.7?文獻標識碼：A?文章編號：2095-624X（2020）19-0049-02

一、 “同步課堂”教室的設計

1.軟件方面的設計

（1）要充分展示主課堂的教學影像。在“同步課堂”中，主課堂的學生不會有時空上的差別，但是分課堂的學生如果只看到教師講課，看不到主課堂的學生影像，就沒有一種真實的上課感。所以“同步課堂”的設計，不但要顯示教師的授課情況，而且還要顯示主課堂學生的聽課情況，這樣分課堂的學生就有一種現場感和參與感，而不會覺得自己只是一位觀眾。

（2）要實現主課堂與分課堂的實時交流。在開展“同步課堂”教學的時候，主課堂的學生可以很方便地和教師交流，而分課堂的學生不能，因此這里就必須解決分課堂的學生和教師交流的問題。教師在講課的時候要同步地對分課堂的學生進行提問，還要組織兩地的學生通過網絡共同討論交流，畢竟教學活動是教與學雙邊互動的活動。

（3）兩地黑板的內容要同步傳輸。在“同步課堂”教學中，由于中小學的課堂教學中板書的重要作用，因此網絡必須清晰地同步傳輸黑板上的信息內容。

（4）主課堂與分課堂的聲音要同步。在教學的過程中，聲音的同步傳輸和視頻的同步傳輸一樣重要。在“同步課堂”中，多課堂之間進行師生互動，教師對異地學生的提問必須保證聲音的同步。只有兩地的交流無障礙，才有助于提高分課堂學生的學習效果。

（5）師生影像同步錄制。如果“同步課堂”的教學過程能全程錄制，學生回家復習的時候，就可以有針對性地回放，教師也就能通過回放進行課堂反思，這樣的“同步課堂”對學生的復習以及教師的教學研究更有意義。

（6）教學設備操作簡單。在開展“同步課堂”教學工作的時候，為了提高授課效果，必須簡化一些復雜的操作過程。比如，對同步授課的設備要求一鍵控制，兩地的視頻傳輸系統必須在幾秒鐘之內就可以啟動，并有較高的穩定性和可靠性。

2.硬件方面的設計

（1）物理空間的設計。“同步課堂”物理空間的設計包括黑板、燈光、座椅或板凳、門窗的設計，教室設計成60平方米可以容納50個學生。桌椅采用學習用的組合桌椅可以方便學生使用，燈光要保證學生和教師的影像在視頻當中很清晰。

（2）空間內的硬件設施。硬件設施要有白板、大屏幕、負責學生教師的攝像機、麥克、投影儀、音響等設備。

3.功能模塊

（1）兩地影像同步顯示。在開展“同步課堂”教學的時候，分課堂的學生要通過網絡視頻來進行學習，因此課堂教學必須保持兩地的影像同步顯示。教室的前面有兩塊屏幕，一塊顯示分課堂學生的上課情況，主課堂的教師可以清楚地看到學生的聽課情況。另一塊則顯示主課堂教師板書的信息。為了讓分課堂的學生真實地感受到教學氛圍，設備須實時地傳輸教師的講課視頻，兩地的視頻必須保持同步，而且效果要清晰，雙方要進行雙向視頻交流。

（2）同步傳輸授課資料。分課堂的學生在“同步課堂”進行學習的時候，必須同步看到教師的授課視頻，因此兩地的視頻資料必須同步地相互傳輸。為了增強分課堂學生聽課的現場感，主課堂的教師在連續地切換資料時不能引起分課堂卡頓的現象。

（3）兩地的黑板信息同步。在開展“同步課堂”教學的時候，呈現給兩地學生的演板信息就是俗稱的黑板信息必須同步傳輸，兩塊屏幕可以在主課堂和分課堂同步顯示演板信息，要保證在演板信息變換的情況下不出現卡頓的現象。

（4）兩地的教師聲音同步。在開展“同步課堂”教學時，主課堂的教師教學和分課堂的學生提問要保持聲音的同步傳輸，教室安裝了全指向性拾音器，通過拾音器可以采集聲音，實現聲音的實時傳遞。教師和學生不用戴耳機就可以實時聽到來自對方的聲音。為了保證聲音實時地傳遞，要保證聲音的傳遞范圍在拾音器的有效范圍之內。為了保證教師可以在教室里任意地行走，拾音器必須安置在合理的位置上，這樣聲音就能同步傳輸而不會影響分課堂學生的正常聽課。

（5）師生影像同步錄制并上傳到云平臺。在開展“同步課堂”教學的時候，可以把教學內容同步地錄制下來，提供給兩地的學生，供學生復習的時候調閱。還可以用攝像機錄制教師的整個教學過程，包括所有的師生的對話，然后上傳到云平臺，這樣學生就可以隨時隨地登錄系統進行回放查看。

（6）兩地多媒體設備同步操作。在進行“同步課堂”教學的時候，為了提高教學效率，教師要能對兩地的多媒體設備進行同步的操作。教師通過中央控制器對兩地的多媒體設備進行統一的控制，可以采取一鍵式的操作來簡化操作程序，攝像頭要有自動跟蹤功能，控制系統要能對視頻和音頻自動地采集，兩地的信號要切換自如，從而保持同步的視頻傳輸。

二、 “同步課堂”的教室開發

1.“同步課堂”的物理環境建設

“同步課堂”的教室是一個專業的場所，因此必須是一個專業的環境。“同步課堂”教室的面積最好是60平方米，可以安排50個學生，桌子椅子的位置擺放都要便于攝影，燈光要保證教師和學生的影像都清晰，墻面的設計要起到降噪的作用，窗戶要隔音，窗簾要遮光性好，保證在拍攝“同步課堂”教學過程的時候不會受到干擾。

2. “同步課堂”的硬件系統

（1）音、視頻設備。①攝像機。攝像機有教師攝像機和學生攝像機，主要負責采集到教師和學生的視頻信號。攝像機在采集到主課堂的教師講課的視頻以后，同步傳輸到分課堂教室的電子屏幕上，供學生進行學習。分課堂的攝像機采集學生回答提問的影像，傳輸回來以后在教室后面的大屏幕上播放。②拾音器。“同步課堂”的拾音器安裝在棚頂的一個合適的位置，可以收集教室所有的聲音，這是一種全指向性的拾音器，采集的聲音通過調音臺對信號放大傳到音響。③錄播系統。采取全自動尋像跟蹤錄播系統，這樣可以對圖像識別定位。教師攝像機負責對教師進行跟蹤拍攝，學生攝像機負責拍攝學生的視頻信息，視頻信號經過編碼主機通過網絡傳到異地，接收以后可以在屏幕上播放。

（2）投影系統。①教室前面安排兩塊電子白板。教室前面的兩塊電子白板一塊可以顯示教師的教學影像，另一塊可以顯示教師播放的PPT。②教室后面的大屏幕。教室后面的大屏幕播放的是分課堂學生的聽課情況，教師通過大屏幕可以看到學生的上課情況，也可以對學生的提問通過屏幕來進行解答。

（3）網絡傳輸。本地和異地教室都需要配備一個機柜，里面是千兆交換器等聯網的設備，通過這個交換器，音、視頻經信號轉換后進行網絡傳輸，網速不夠可能會造成卡頓。

（4）多媒體控制系統。①中央控制器。中央控制器通過電源時序器對跟蹤、錄制、解碼主機和功放投影燈設備進行控制。按照順序開啟，再按照相反的順序關閉，可以保證中央控制器穩定運行。②觸摸屏。觸摸屏是功能的操作控制界面。觸摸屏上的開關可以實現對系統的控制，中央控制系統分為幾個模塊進行控制。

3.“同步課堂”的軟件系統

（1）軟件開發。多媒體控制系統采取編程軟件來進行編程，可以對每個端口進行編程，設置各種協議。觸摸屏采取嵌入式全中文編程軟件，通過編輯軟件，設計人員對操作界面可以自行設計。

（2）系統界面功能介紹。多媒體控制分六個界面，包括系統開啟、控制投影、信號切換、控制錄播、遠程視頻、系統關閉。

三、 “同步課堂”的技術規范

1.物理環境規范

（1）桌子。桌子的設計要考慮顏色和形狀，同時還要考慮桌子的數量。桌子可以設計成半月形，根據需要組合成圓形。顏色可以選擇比較鮮亮一些的，桌子準備50張。

（2）椅子。椅子的設計要考慮舒適度、高矮、顏色，同時還要考慮椅子的數量。椅子采取軟塑材料，顏色可以用藍色，數量50。

（3）窗簾、窗戶。用遮光性好的材料做窗簾可以提高屏幕效果，要想隔音效果好，可以采用斷橋鋁這種材料。

（4）門。門的上部可以安裝一塊看不到外面的單向玻璃，方便領導來檢查，門的隔音效果要好。

2.硬件技術規范

（1）拾音器。拾音器要考慮信噪比、傳輸距離、降噪作用等。要保持教師的聲音自然地傳輸，拾音器的有效范圍要保證有60平方米，信噪比要合適5000米左右的傳輸距離，靈敏度要好，可以采用監聽級別拾音器。

（2）攝像機。攝像機要保證教師和學生的視頻形象可以清晰地展現，分辨率要采用最高的，采用全編解碼技術，要采用能自動跟蹤的攝像機。

（3）大屏幕。大屏幕采取超大的面積可以比較清楚地看到分課堂學生上課的情況，影像要基本和真人大小差不多，顏色要逼真。

為了保證“同步課堂”真正對偏遠地區學生的學習起到幫助作用，必須保證“同步課堂”的教室設計和技術規范符合標準。采取規范的“同步課堂”教室的設計，可以保證“同步課堂”在開展中不會出現技術故障，從而保證偏遠地區的學生可以通過“同步課堂”提高自己的學習成績。

[參考文獻]

[1]王振.縣域基礎教育城鄉師資均衡問題研究[D].蘭州：西北師范大學，2009.

[2]張人崧，伍新德.韓、日推進義務教育均衡發展的經驗及其啟示[J].教學與管理，2012（24）：157-158.

作者簡介：鐘萍（1981—），女，瑤族，廣西恭城人，中學一級教師，本科，研究方向：現代教育技術。