双向视频系统及其在“农远工程”中的应用

关键词：教学光盘工程应用教学

目前, 现代农村中小学远程教育工程中视频的应用主要是以教学光盘的播放和国家教育卫星电视信号的接收为主, 在这样的教学环境中缺乏教学的针对性和交互性。如果在“农远工程”中应用双向视频系统, 把Internet网和卫星电视网结合在一起, 以发达城市的先进教育方式带动农村落后教育, 对于提高农村中小学教育质量无疑是件大好事。

1 双向视频系统

双向视频通过网络或卫星, 将远程会议双方的视频和音频信号相互传递给对方, 达到远程交互沟通的目的。由一系列的硬件和软件组成起来实现双向视频的功能就成为一个双向视频系统。目前双向交互式视频教学主要是利用双向视频会议系统来实现的, 通过双向视频系统, 各地的学生可以在学校的组织下进行远程的学习与交互, 形成一个跨时空的、实时的学习讨论环境, 解决学习中共性或个性问题。

双向视频系统主要由客户终端设备、数据通信线路以及多点控制单元 (M C U) 三部分组成, 另外根据不同用途的需要还会有大屏幕和高清晰度投影、优质麦克、电子白板、视频展示台、自动跟踪摄像机等。

终端设备包括各种信号处理器和压缩解压缩卡等, 其主要作用是将视频、音频、数据和信令等各种信号分别进行处理后, 合成一路复合数字码流, 再将起转换成适合于网络传输的数据格式, 并发送到信道中进行传输, 同时记录和检索大量相关资料和文件。

数据通信线路是指连接终端设备, 使之能够传输视音频和数据的各种传输介质的总称, 包括电缆、光纤、微波、红外线、卫星等。在传输方式上, 可以有多种选择, 例如:基于电路交换的宽带综合业务数字网 (B-I S D N) , 基于分组交换的I P网络、L A N等。

M C U是双向视频系统的核心设备, 其主要功能将各终端送来的信号进行分离, 抽取出视频、音频、资料等内容, 分别送到相应的处理单元, 进行视音频的混合或切换、数据广播和确定路由选择、定时和处理系统控制等。

2 双向视频系统在“农远工程”中的应用

“农远”对双向视频系统的特殊要求“农远工程”中应用的双向视频系统是基于传统的视频会议系统来实现的, 但是普通的视频会议系统的规格远远不能满足远程教学, 由于教学的特殊性, 较之一般的视频会议系统, 它对双向视频系统又提出了更高的要求。

视频、音频质量要求高。要保证双向视频终端产生的视频、音频信号高质量的通过传输网络传到另一端, 这样才能使远程听课端能够真实的再现视频图像和声音, 才能保证高质量的听课效果。

数据的交互能力要强大。在双向视频的教学过程中, 除了完成视频、音频的交互外, 还要完成多种数据的交互。在教学过程中, 各教学终端会用到, 例如电子白板、共享文档、幻灯片、共享应用程序等多种教学手段。

数据传输速度要快。在双向视频两端, 用户之间是相互交流的, 要保证交流的真实性, 就需要视频音频等数据传输流畅, 这就要求网络对数据的传输速度要快。如果在传输过程中总是断断续续, 势必会影响双方的情绪, 也就很难保证好的教学效果。

辅助硬件设备要全。在“农远工程”中用到的双向视频系统的硬件设施相比较普通视频会议系统的设施而言要多得多。两端主播教室除主要的硬件设施外, 还应该添加以下辅助设备:投影仪, 在教学过程中用来展示教学信息等;无线话筒, 便于双方师生之间的交流, 双向视频系统在“农远”中的应用形式。目前, 双向视频教学系统在教育中的应用以普通远程教育为主, 在“农远工程”中的应用几乎没有。如果把双向视频教学系统应用到“农远工程”中, 配合各方人力、物力, 对于提高农村中小学教学质量将会起到举足轻重的作用。

双向视频教学系统由主播室、多点控制单元 (M C U) 、本地听课教室、远程听课教室、数据通信线路等主要部分以及其他一些辅助设备组成, 其基本模式如图1所示。在此系统中, 主播教室将教师讲课的图像和声音、教师演示的电子教案或课件、其他设备播放的画面和声音、展示的图表资料等教学信息, 实时传输到本地或者远程端的听课教室, 听课教室的学生就如同在跟教师面对面的环境中听课, 教师和学生可以进行实时交互。可以借助M C U进行连接对象的切换来提问或者给远程学生进行答疑。

针对“农远工程”的特殊性, 可以利用双向视频教学系统促进农村中小学教学, 其应用模式有以下几种:

班对班远程辅助教学。通过双向视频系统, 在城市学校教师上课的同时, 可以把课堂远程传输到农村课堂, 农村教师可以依据远程传来的视频, 结合本班学生特点, 组织学生上课。这样进行班对班的远程辅助教学, 远在农村的中小学教室可以收听收看到城里学生的课堂情景, 接受优秀的课堂教学和优质的教育资源;孩子们也可以相互影响, 农村孩子可以通过城里孩子开阔知识面, 长见识, 城里孩子也能知道农村学生的艰苦, 学习他们吃苦耐劳的精神, 从而更加珍惜学习机会, 更努力的学习。

农村中小学教师远程教育培训。通过双向视频系统, 可以实施对农村中小学教师的远程培训。有关教育部门可以组织城市和中小学教师进行集体培训, 参加人员可以提出问题, 进行讨论, 可以发表自己的观点, 这样城市和农村的老师就可以相互交流经验, 不但教育专家可以向农村中小学教师传授先进的教育思想和教育理念, 农村中小学教师也可以在城市教师那里切身感受到这种思想和理念;农村教师还可以学到先进教育媒体的运用知识, 不但节省了人力、物力和时间, 而且可以随时咨询在教学中所遇到的问题。

3 双向视频系统对“农远”的影响

有利于提高学生学习的积极性。在这种利用双向视频教学系统进行的远程教育中, 多是选用一些优秀的教师和班级作为主播教室, 而且教师的讲解都是事先做好充分准备的, 这些教师的上课方式以及城里孩子上课的活跃性, 再加上这种新奇的授课方式, 远程接收端的老师可以在上课之前给学生提出一些启发性的问题, 让学生带着问题听课。可以借助城市的有利条件为农村中小学课堂提供新鲜事物, 这都无疑会激发农村孩子的上课兴趣, 调动起学生学习的积极性。

在“农远工程”中应用双向视频系统, 可以充分利用它的实时性、交互性、多媒体性和共享性等优点, 为促进“农远工程”的发展, 提高农村中小学教育质量发挥巨大作用。双向视频系统在“农远工程”中的应用还处于起步阶段, 其应用形式还有待进一步的改进和完善。在其应用过程中遇到的一些技术、资金上的问题不容忽视, 要使双向视频系统在“农远”中发挥作用还需要各部门各人员的积极配合。

摘要：双向视频系统的优势结合“农远工程”的特殊性, 它的合理应用必将带来教学效果的明显改善。本文首先介绍了双向视频系统的组成以及技术特点, 然后又“农远工程”对双向视频系统的特殊要求及它在“农远工程”中的应用形式做了阐述, 最后指出了它对“农远工程”的影响。

关键词：双向视频,远程教育