多校区协作实验规划及实施

陈阳 王红

摘 要：多校区已经成为一种常态化的办学模式，本文以浙江传媒学院为例，给出了高校多校区教学过程中利用信息化技术完成协作教学和协作实验的教学模式，并给出的具体的实施方式和教学实验的规划。

关键字：高校；多校区；信息化

多校区分布式教学的现象已经成为一种常态化的教学，然而目前多数的高校还是采用最基础的多校区教学和实验的模式，教学者主动流动到各个教学点的方式去完成教学任务。

在这里举例说明，以浙江传媒学院的实际情况为例：一步完整的MV，需要策划、剧本编辑、拍摄、配音、音乐和编辑等等各个部门的合作。但是在浙江传媒学院策划、剧本编辑和音乐部分的相关专业和其他部分的专业在不同的校区，且校区间的距离在一小时以上。如果想以一部MV为实验目标，那么不在同一校区问题就成为最大的问题。本文是依托2014浙江省高等教育学会实验室工作研究项目课题（编号：YB201427）“多校区远程协作实验教学模式探索”组的研究成果设计并实施了一些多校区协作实验的方案。

本文规划建设的【多校区互动教学实验系统】，可以通过信息化的教学方式，帮助学校更好的开展二个校区之间公共选修课程、公开课，从而提升高校的开课率；另外本项目还可以帮助学校更好开展二个校区之间教各种形式的网络教研活动，从而提升教学质量。

系统采用视频会议技术，能实现点对点及多点远程互动教学。同时系统还应具备全自动跟踪、导播及直播等功能，前端教室能根据教学需要，自动选择需要的画面进行远程教学；也能将教学或培训过程进行完整录制。

系统由后台管理中心、自动跟踪系统和交互终端等部分组成。中心平台除提供管理、多点控制、流媒体等基本服务功能外，还应具备教学资源管理及应用功能。前端教室部署简单，除摄像机和必要的音频设备外，只使用跟踪主机和交互终端完成视频交互、视频直播等所有功能。主机须采用高可靠专业设计，支持7*24运行稳定可靠。

系统主要功能及技术要求：

1）符合最新的国际视频会议标准和协议，不借助其他设备或软件，通过录播主机即可进行视频互动，对端既可以是教室，也可以是符合标准的视频终端。在互动过程中，可将教室中任何一个视频画面或者合成后的画面实时传至远端教室。

2）具备完整的全自动直播功能，支持单画面、多画面、资源三种直播模式。系统支持标准协议，采用H.264视频编码、AAC音频编码，MPG4文件格式封装。直播点播支持RTMP协议，可通过浏览器直接观看，无需安装任何专用播放器。

3）全高清标准。即采集、编码、存储、直播、点播及视频交互均需达到1080P全高清标准。

4）全网络化运行。所有前端教室均采用网络与区域中心平台连接，通过网络可实现对所有前端教室设备的统一管理和控制，包括对视音频画面以及录播合成画面进行实时监看及切换，对设备、摄像机进行操作控制。

5）前端存储和集中存储。系统所有教室均需实现视音频资源的前端存储和后端集中存储。

6）系统需支持跨系统、跨平台观看、互动、交流功能，支持多种移动设备应用。

7）系统支持平滑扩容升级，中心平台需支持堆叠分布部署和负载均衡。

本文涉及主要核心设备：

1、高清终端（EMA-8900D）：1080p60的高清视频会议终端，支持H.264 SVC、H.264 HP、IPV6及Wi-Fi无线接入；语音识别技术，中英文界面下的点对点语音呼叫，也可以通过会议模板发起多点会议，识别出用户所说的会场名称、会议名称或预定义会议名称，并自动呼叫会场、加入会议或发起主叫呼集召集会议。最高支持8Mbit/s的会议速率，可提供业界顶尖的视频效果。能在384kbit/s的低带下，提供720p 30fps的高清图像，在512kbit/s低带宽下提供1080p 30fps的超高清图像，在1Mbit/s的带宽下，提供1080p 60fps的极致高清图像。支持术活动视频增强VME（Video Motion Enhancement），通过视频前后处理、降噪、对比度增强和边缘增强等性能，同样的光照和镜头条件下，图像更加锐利清晰；支持H.235媒体流和信令加密、SRTP、TLS、HTTPS等多重安全加密措施，充分适应网络资源，保障会议系统安全稳定运行。

2、学生及老师的跟踪系统（ETK-1800）：纯硬件嵌入式设计，非“PC工控机+视频采集卡”架构，7*24小时工作，稳定可靠。采用嵌入式Linux 操作系统；提供High Profile编码模式。4路1080p高清编码，支持4路1080p 视频资源/电影模式的同步录制；2路1080p高清解码；视频输入接口：HDMI×2路+3G-SDI×2路+CVBS×2路+DVI×1路输入+1路环出；视频输出接口：AV×1+DVI×1，输出2路不同的远程1080p解码视频；用于连接外挂彩色触摸屏，提供快捷的录制控制及导播；需提供实物接口图片；内置回声抑制音频处理功能；每路资源模式视频及电影模式视频必须具备双码流功能，缓解大规模直播时网络负荷。降低远程导播设备的解码压力。前面板彩色液晶屏对各路输入画面和导播画面实时预览；支持1080、720、标清不同画幅的调整，任何分辨率自动自适应，保持宽高比。允许用户随意更改计算机、摄像机的分辨率而无需配置。音频编码采用AAC，采样率可达44.1kHz，支持音量自动增益和衰减。支持RTMP、RTSP、UDP、TS四种网络流媒体发布协议。支持视频内嵌文字、时间，视频亮度、颜色、对比度、饱和度可调。支持网络远程控制管理。双码流：每路输入视频和导播视频可同时提供1路低码率直播流；能在老师、授课电脑和学生之间根据上课的实际情况自动切换画面；自动导播能预设和编辑各种切换策略，如切换时间、优先画面、缺省画面等；具备多机位导播切换模式，能有效消除镜头推拉对观看造成的不适感。

3、互动设备功：要求采用嵌入式操作系统，非PC架构，非工控机架构。支持IP等线路类型，遵循H.323/H.320协议标准；提供主机具备H.323多点交互协议的检测报告或鉴定报告。视频支持H.263、H.264图像编码协议，图像格式支持1080P60、1080P30、720P60、720P30、4CIF、CIF。视频输入接口类型及数量：3G-SDI*1、HDMI*1（以上接口要求为原生接口，转接视为负偏离；（拒绝任何具有私有接口的产品）；视频输出接口类型及数量：DVI*1（接口要求为原生接口，转接视为负偏离。拒绝任何具有私有接口的产品）；音频支持ITU-T G.711、G.722、G.722.1、G.722.1C、G.728系列，并且支持AAC-LD宽频音频标准，支持双声道立体声功能。

6.支持移动终端设备控制并实现“同步课堂”组课等功能控制功能，支持视频源的选择、摄像头的控制功能，支持提供第三方控制接口。拒绝使用任何形式的软件视频会议架构产品。

实验模式及平台：

关于系统构建的研究主要采用应用研究和行动研究，应用新技术和新的交互功能，解决多校区远程实验教学中的实际问题。以浙江传媒学院两校区间已经建立的高速光纤网络为基础，在两校区间建立统一的远程实验教学平台，并以此平台为两校区间跨校区跨专业的实验类课程建立试点型的

技术路线上我们是依托已有的各类交互平台，如：素材管理平台、远程会议交互平台和实验管理平台为基础，合理分配实验项目的分工和资源的分配。结合教育技术的分析方法和手段，解决分析问题。是一种实际应用为主，理论为指导的技术路线。

在目前没有合适的交互实验平台的情况下，我们利用了本校原有的blackboard平台，在该平台上单设一门“交互两校区交互实验”的课程选项。在该课程中我们涉及了两种实验课程模式：一种是“链式实验”，这种实验是依托跨校区的交互课程的配套实验，主要由担任跨校区交互课程的任课老师在课后给不同校区的同一课程的同学分配的协作实验。这种实验就是我们实施的交互教室和交互平台工作协作的实验。也是本项目主要投入的部分。另一类是“任务式试验”，这种实验的发起者主要是以学生为主体，当某校区的同学接收到一个独立的任务（可以是老师布置的独立作品，也可以其他渠道的协作要求），他可以在该平台发布协作申请，可以请求其他校区的同学一起完成，也可以请求老师帮助完成。举例说明，如浙江传媒学院桐乡校区的学习策划的A同学接到一项外出拍个性婚纱的任务，他就可以在该平台内请求下沙校区的摄影专业同学B一同完成。在这个过程中A负责策划个性拍摄的方式和地点，B同学负责完成拍摄工作，当有困难是还可以请求专业老师指导帮助。

该项目目前已经基本完成实施和部署工作，但是在实际使用中还有许多的困难。抛砖引玉，希望通过本文介绍，有更多的同行给出更合理可行的方案。