网络共享下的互动视频教学与观摩

　　网络视频下的互动教学
　　视频技术与网络的完美结合，不仅启示了我们的教学，也启示了我们的教研。搭建一个视频直播与交互讨论的系统，就可以利用城域网进行双向、多向的互动教研。下面就让我们一起了解一下上海市嘉定区的做法。
　　
　　基于宽带城域网的多媒体远程教学克服了传统教育在时间、空间和教育环境等方面的限制，通过音视频流媒体和超文本等多种方式，与传统的教学媒体相结合，快速传递教学信息，让优秀的师资资源得以共享，师生间实现自由地交流。上海市嘉定区利用教育城域网的宽带优势，积极探索远程视频技术在教学中的应用，使学校的教学、教研工作提高了一个层次。其中的一些做法总结出来与大家共享。
　　
　　● 视频教学及观摩
　　
　　视频教学的目标是为了在正常教学的同时，采集教学视频供更多的人进行教学观摩、学习和评价。嘉定区在VPN虚拟专网建立的基础上，实现了一个学校上课、其他学校听课的共享式网络教学。这种网络课堂通过最新的编解码算法技术，传输流畅清晰的声音和图像达到实时、逼真的课堂效果。而传输的内容除了图像和声音，还包括各种格式的电子教案文档。在我们的视频教学与观摩中，任课教师不需要特殊的操作，依旧按照普通的教学方法进行授课即可。而大多数观摩人员并不在教学现场，而是通过网络收看教学直播。但为了保证视频教学观摩的效果，通常在视频教学的同时，会由区教研室组织1位教研员和2～3位同学科的教师到现场观摩。观摩结束后，除了进行传统的现场评价外，我们主要以在线的互动评价为教学评价方式。以下，具体介绍视频教学及观摩的实现。
　　1.系统实现
　　按照远程教学和交互式视频会议特点，我们设计了在校与校之间用单播传输，通过信息中心转发，校内用组播发送的内外结合方式。这样做的好处是可以有效降低网络对VPN网的压力，从而充分提高接收率。校园网内实现组播，可以使局域网内实现无限制点数的接收。接收方式采用标准的IE浏览器控件，实现了在每个校园网或信息中心的WEB服务器上自由下载、自动安装。系统采用先进的H.264、MPEG4 视频压缩标准以及SIP协议统一接口的标准，支持支持B/S方式管理和远程监控，支持双码流和分布式集群和负载均衡，实现集中式管理、分布式服务。
　　2.准备工作
　　视频教学的准备工作包括课堂教学与网络维护两个部分。首先由教师进修学院教研室在每学期开学前安排好中小学校各学科视频教学的具体日期时间，根据预先的安排，由区、校教研员和计算机技术人员进行备课指导，根据课程内容结合视频教学的要求进行教学设计。同时，教育信息中心技术人员在视频教学前1至2天进行网络调试，及时解决各种网络问题（设备故障、病毒木马清除等），并在视频教学的当天至少提前半小时检测网络情况，保证视频教学及网络传输的质量。
　　3.开展教学
　　视频教学过程中，任课教师和平常一样进行常规教学，期间，按照课程内容的实际需要，可以使用书写屏、蓝牙无线手写板、电子白板、计算机等设备进行多媒体教学。其他领导和师生通过校园网和教育城域网观看视频直播。
　　4.视频采集与直播
　　到目前为止，嘉定区中小学校的视频教学直播均是将具体的整个教学过程用摄像机从学校采集教学视频，并将采集到的教学视频传输到采集服务器，再由采集服务器推送到信息中心的流媒体服务器，教育城域网和校园网的用户只要按照信息中心或教研室的网上通知，输入信息中心提供的域名即可收看教学实况。系统能同时实现多个通道（4个通道）的网上直播，能把教师电脑屏幕内容（俗称发屏）与此视频图像同步传送。由于各学校网络接入环境的不同（带宽、接入方式），根据学校的网络接入具体情况，系统可根据现场环境调节发送码流及帧率。
　　其中，教学视频的采集方式分为以下两种。
　　（1）流动式：如果学校没有远程教室或教学地点无远程直播条件（如幼儿园室外活动），则由教育信息中心工作人员携带摄像机、采集服务器等相关设备进行教学视频采集。为了携带方便，采用较高配置的笔记本电脑作为采集服务器。
　　（2）固定式：部分学校已经装备有固定的具有视频教学功能的教室，如学校专用的远程教学教室、微格教室等，这些教室均具备视频教学功能，且和网络相连，能将视频教学内容通过网络对外传输。这种情况下，信息中心只需和基层学校密切合作，利用校园网和教育城域网的宽带优势，将教学视频通过校园网直接推送到教育信息中心对外直播即可。
　　5.实时接收与观摩
　　基于网络的视频教学的观摩，自由度比较高。系统具有内网转发、IE接收功能。在校园网内，学生或教师办公室电脑可以无限制地打开浏览器，在视频教学的网页上自由点击收看网络教学实况视频，而不会增加发送端的压力，不会影响VPN网的占有率。由于直播采集的课堂教学实况视频存放到了VOD服务器上，因此，对于无法收看直播的，可以在空余时间（如晚上、双休日或节假日等）登录信息中心的流媒体服务器收看教学录像。
　　
　　● 双向互动评价
　　
　　因为不满足于简单的被动式网络教学模式，嘉定区又实现了完全互动的双向、多向教学方式。比如，增加一个教师的讲课能够接受另一个学校的学生提问这样的功能。这类功能的实现可以最大限度地体现全区一盘棋，带动整个区的教学水平提高及工作效率提高。各学校之间通过建立的网络教学多方会议系统，可以随时如同相处一室，同步教学或教研。下面具体介绍一下我们的操作方法。
　　1.评价方式
　　在视频教学活动完成后，信息中心会组织授课教师和观摩教师按照需要进行及时的评价。评价方式除了传统的在现场评价外，还有以下三种视频交互研讨方式。
　　（1）双向互动式评价：作为信息技术与学科整合的一个尝试，教育信息中心开发了双向互动式交流平台，教育局（或学校）领导以及基层学校教师登录交流平台后，可以申请发言，经主持人同意后，借助网络摄像头，可以进行互动点评，并可以使用文本的形式发表自己的观点，学校教师可以及时收看点评画面。
　　（2）专家在线填表式评价：教育信息中心结合传统课堂教学评价标准和网络的优势，开发了专用的教学评价平台，参加教学评价的专家（教研员、学科教师等）用账号登录评价平台，根据每位教师的课堂教学情况按照预先设定的一、二级教学指标进行打分，并填写评语和建议。打分完成后平台自动得出教师的评价情况（每位评价人的打分、等级等），并自动记录和汇总所有评价人的评语和建议，所有记录自动存档供今后查阅，避免了传统评价中查阅评价结果繁琐甚至资料遗失的情况。
　　（3）公众在线填表式评价：为了让更多的人参与教育、了解教育、关心支持教育，教研室根据具体实际出发，有选择地让公众参与到课堂教学评价中，具体操作方法同专家在线填表式评价类似，最终的评价汇总结果作为教育局领导或学校的参考。
　　2．交互讨论系统特点
　　考虑到各学校的网络情况的不同特点，系统采用现在比较流行的Flash技术，交互双方使用罗技摄像头，视频格式为FLV，既能节约资金投入，又能保证视频质量，且能保证大规模的访问需求。交互双方采用身份认证并结合主持人选择的方式进行，保证教学评价的严肃性。另一方面，对具体交流评价的画面不作限制，可以通过指定网址任意浏览访问，满足广大教师学习取经的需要。为了提高教学评价的参与面和评价统计速度，系统平台采用J2EE结合MySQL进行开发，高效又经济，同时，可以实现较多的教学评价并发进行（同时对几十甚至几百堂课进行评价），实现全区评价、部分学校间评价、部分学科间评价、学校内的评价。
　　
　　● 同步建立视频教学资源库
　　
　　视频教学直播的内容和教学评价的结果产生后，存放在服务器中，即可作为视频教学资源积累起来，以用作今后的教师培训，如新教师培训、教材培训、教法培训、教学评价等。同时，如果学生有没有理解的内容，也可以登录流媒体服务器重新收看教学视频，达到完全理解课程知识的目的。
　　
　　知识链接
　　我们知道，网络视频会议系统是进行远程教研的常见方法。由于它更侧重于多媒体交互技术，在处理多方多层次（如音频、视频、数据等）交互方面有着更多的技术处理手段和应用积累，其更大应用在于协同工作、数据共享、加强人们的沟通、提高办公效率。因此，视频会议技术在网络教育中的应用，为远程教学、远程培训和远程教研真正地实现了互动，使网络教育更加生动和具体。
　　网络视频会议系统有基于硬件和基于软件两种。与纯软件相比，基于硬件的视频会议系统投入较大、建设复杂、灵活性不够，但品质高、稳定性强。随着计算机性能的急