校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

季小峰 張 偉

（常州機電職業(yè)技術(shù)學院 江蘇 213164）

0 引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的教學模式正面臨嚴峻挑戰(zhàn)。一方面，行業(yè)發(fā)展速度突飛猛進，學生單一從學校教師那里獲取的知識已不能完全跟上行業(yè)發(fā)展對能力的要求。另一方面，網(wǎng)絡(luò)交流工具方便快捷，學習者不再局限于課堂內(nèi)“老師講、學生聽”，而是通過網(wǎng)絡(luò)通訊工具隨時隨地和老師、行業(yè)企業(yè)專家、學習伙伴交流探討，而且這已經(jīng)成為常態(tài)。因此，信息時代的校企協(xié)同授課，校內(nèi)教師和來自行業(yè)企業(yè)的兼職教師如何教、教什么，以及學生如何學、通過什么渠道學等成為當前教育研究者正在面臨并必須解決的課題。

1 校企協(xié)同教學需要通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)同步視頻互動

隨著校企合作不斷走向深入，邀請企業(yè)專業(yè)人才和能工巧匠參與到人才培養(yǎng)中來越來越受到各大高校的歡迎，越來越多的高校也認識到企業(yè)新技術(shù)、新工藝等資源與課堂教學內(nèi)容的有機結(jié)合的緊迫性。然而現(xiàn)實中，對企業(yè)的專業(yè)人才和能工巧匠來說，他們的工作重心在企業(yè)，工作精力主要在本職工作上；對學校來說，學校這邊大規(guī)模的安排學生到企業(yè)生產(chǎn)一線接受教學也存在諸多不便。在這樣一個現(xiàn)實矛盾中，校企協(xié)同教學迫切需要充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的優(yōu)勢，讓處在教室的學生感到如同在生產(chǎn)車間師生面對面授課學習一樣，企業(yè)的專業(yè)人才和能工巧匠通過同步視頻對學生傳道解惑，學生通過視頻與生產(chǎn)現(xiàn)場的兼職教師互動交流。借助信息技術(shù)實現(xiàn)校企協(xié)同教學，是未來高職院校泛在學習的重要途徑。

2 校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學平臺總體功能設(shè)計

當前市場真正適合校企間教學的遠程實時雙向視頻教學系統(tǒng)并不多，且分別存在或多或少的缺點，表現(xiàn)在設(shè)計者沒有教育教學經(jīng)驗，對教育技術(shù)理解不夠深刻，不能從學習者的角度考慮各種問題，影響系統(tǒng)的易用性，不利于遠程教育，并且這些系統(tǒng)價格都不菲，很多還需要昂貴的設(shè)備作為視頻服務(wù)器，才能夠進行順利的運行，這對于學校是不小的負擔。此外，某些視頻教學系統(tǒng)中，教師只是單向地向?qū)W生傳遞知識，不能實現(xiàn)雙向的交流。

2.1 校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計理念

校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學平臺的設(shè)計依據(jù)泛在主義學習理論，通過在企業(yè)和學校分別架設(shè)視音頻信號采集終端，通過“校企同步視頻互動”網(wǎng)絡(luò)教學平臺進行實時音視頻傳送，使企業(yè)的專業(yè)人才和能工巧匠可以在生產(chǎn)現(xiàn)場直接開展教學工作，促進企業(yè)新技術(shù)、新工藝等資源與課堂教學內(nèi)容的有機結(jié)合。主要包括：信號采集系統(tǒng)、信號傳輸控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)實時教學支撐平臺三大部分。

2.1.1 信號采集系統(tǒng)

校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學信號采集分為兩個終端：企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場信號采集端（教學端）和學校教室信號采集端（學習端）。業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場信號采集端（教學端）從教學需求出發(fā)需建設(shè)成一個相對簡單但小而全的數(shù)字化現(xiàn)場直播教學系統(tǒng)，建成一個由3臺攝像機、1臺特技切換臺、1臺錄像機、一套非編、一臺提示器等設(shè)備組成的三訊道現(xiàn)場直播教學系統(tǒng)。學校教室信號采集端（學習端）需要通過影音傳輸盡可能給學生搭建一個接近現(xiàn)場教學的情境，并可支持良好的教學互動。圍繞這一目標，需要從教學情境創(chuàng)設(shè)出發(fā)，建成一個由 2臺攝像機、1臺特技切換臺、1臺調(diào)音臺等設(shè)備組成的兩訊道現(xiàn)場直播教學系統(tǒng)。

2.1.2 信號傳輸控制系統(tǒng)

通過信號采集系統(tǒng)采集的信號，需要重新編碼與傳輸，以達到直播演示＜1秒；直播延時＜1秒；直播時每個客戶端的帶寬≤2M，可實現(xiàn)電影畫面模式的直播，以降低高清傳輸時帶寬的占用。

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)實時教學支撐平臺

實時網(wǎng)絡(luò)教學支撐平臺可以提供完整的網(wǎng)絡(luò)媒體應(yīng)用解決方案，實現(xiàn)視頻直播、錄制、廣播、錄像點播、多媒體點播以及音視頻文件等功能，幫助用戶迅速建立一套完整的網(wǎng)絡(luò)音視頻應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)的用戶界面設(shè)計直觀，具有良好的操作性，包括文字、圖標、圖形、色彩和其他視覺方面的設(shè)計。屏幕的界面設(shè)計考慮到學習者的視覺心理特點，突出整體，具有統(tǒng)一的界面風格。同時注重了界面內(nèi)容的交互性和可控制性，以及教學內(nèi)容超級連接的有序性。界面區(qū)域工包括五大控制板塊：視頻顯示區(qū)、電子白板、課堂成員列表、文件共享區(qū)域、文字交互。用戶可以根據(jù)自己的需要對各板塊自由拖動、改變大小，移動板塊改變其在界面中的相對位置，選擇或隱藏板塊等。

2.2 校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學平臺的基本功能

（1）支持學校教學現(xiàn)場與企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的場景可實時雙向傳輸，使企業(yè)的新工藝和新技術(shù)融入課程教學內(nèi)容。借助視頻特寫和放大、慢放等效果，可以重點展示生產(chǎn)環(huán)節(jié)的局部細節(jié)和重要過程。

（2）實現(xiàn)企業(yè)兼職教師與學生開展多方雙向?qū)υ捊涣鳎蛊髽I(yè)技術(shù)人員和學校專業(yè)教師能實時開展故障診斷、技術(shù)革新等遠程服務(wù)。

（3）支持同步錄制多媒體教學資源，利用網(wǎng)絡(luò)的傳輸和輻射作用，實現(xiàn)對中西部地區(qū)的教育支持。

（4）實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學資源的開放共享，可面向企業(yè)人員開展在崗技術(shù)培訓和中職畢業(yè)生在崗學歷進修。

2.3 校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計與開發(fā)的主要內(nèi)容

（1）建立一個基于流媒體的校企互動遠程實時雙向視頻教學系統(tǒng)，支持學校教學現(xiàn)場與企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的場景可實時雙向傳輸，使企業(yè)的新工藝和新技術(shù)融入課程教學內(nèi)容。

（2）實現(xiàn)企業(yè)兼職教師與學生開展多方雙向?qū)υ捊涣鳎蛊髽I(yè)技術(shù)人員和學校專業(yè)教師能實時開展故障診斷、技術(shù)革新等遠程服務(wù)。

（3）在基于流媒體的校企互動遠程實時雙向視頻教學系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)過程中，通過個性化視頻學習的機制的設(shè)計和同步交互的設(shè)計，實現(xiàn)在校學生和企業(yè)員工的個性化視頻學習，并且逐步提高系統(tǒng)的互動性。

2.4 校企互動遠程實時雙向視頻教學系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)重點解決的關(guān)鍵問題

（1）服務(wù)器帶寬問題。服務(wù)器帶寬和其所能承擔的客戶端數(shù)量是成正比的，服務(wù)器帶寬越大，能同時承擔的客戶端就越多，但相應(yīng)的教學成本也越大。如何解決好服務(wù)器帶寬和教學成本之間的問題是一個難題，也是十分必要的，因為它會直接影響到軟件的教學效果和實用性。

（2）實時性和數(shù)據(jù)傳輸問題。遠程實時雙向視頻教學對實時性要求很高，因此開發(fā)時要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性，盡量減少網(wǎng)絡(luò)傳輸上的延時。遠程實時雙向視頻教學軟件數(shù)據(jù)傳輸量一般較大，如何控制傳輸數(shù)據(jù)量的大小以保證實時性是一個難點。

（3）視音頻同步問題。一般來說，視音頻信號的采集、發(fā)送、接受、播放都是不同步的，要想使說話的口形和聲音一致，達到唇音同步的效果，就必須進行人為的控制調(diào)整。如何保持視音頻信號的同步是一個需要解決的問題。

3 校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計研究結(jié)論

一方面促進了遠程實時雙向視頻教學和流媒體技術(shù)在校企合作共育人才中的應(yīng)用，為信息化環(huán)境下的校企合作提出了新的解決方案。另一方面，豐富企業(yè)參與教學的模型，為在校學生提供了新的網(wǎng)絡(luò)學習模型。有效降低工學結(jié)合教學的成本、極大地便利企業(yè)一線技術(shù)能手參與課堂教學，提高學生的學習效果，實現(xiàn)學生的個性化視頻學習。校企同步視頻互動網(wǎng)絡(luò)教學平臺不僅有明顯的社會效益，而且具有明顯的經(jīng)濟利益，隨著該系統(tǒng)的深入使用，其必將在未來的工學結(jié)合中占據(jù)重要的地位，并對學校學生和企業(yè)員工的學習、工作、生活等方面帶來深刻的影響。

[1]熊才平，孫娟，楊九民.“4+2”免費師范生異地教學新途徑——“多終端同步視頻互動”網(wǎng)絡(luò)教學模式研究，[J]開放教育研究，2011（2）：101-104.

[2]熊才平 王 星 王艷鳳.“多終端同步視頻互動”網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計——“4+2”免費師范生培養(yǎng)模式異地教學平臺，2010，（12）：116-120.

[3]朱平，張偉.企業(yè)繼續(xù)教育新途徑——“異地同步視頻互動”網(wǎng)絡(luò)教學模式研究.繼續(xù)教育研究，2013，（4）：10-13.