多校區(qū)協(xié)作實(shí)驗(yàn)規(guī)劃及實(shí)施

陳陽(yáng) 王紅

摘 要：多校區(qū)已經(jīng)成為一種常態(tài)化的辦學(xué)模式，本文以浙江傳媒學(xué)院為例，給出了高校多校區(qū)教學(xué)過程中利用信息化技術(shù)完成協(xié)作教學(xué)和協(xié)作實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，并給出的具體的實(shí)施方式和教學(xué)實(shí)驗(yàn)的規(guī)劃。

關(guān)鍵字：高校；多校區(qū)；信息化

多校區(qū)分布式教學(xué)的現(xiàn)象已經(jīng)成為一種常態(tài)化的教學(xué)，然而目前多數(shù)的高校還是采用最基礎(chǔ)的多校區(qū)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的模式，教學(xué)者主動(dòng)流動(dòng)到各個(gè)教學(xué)點(diǎn)的方式去完成教學(xué)任務(wù)。

在這里舉例說明，以浙江傳媒學(xué)院的實(shí)際情況為例：一步完整的MV，需要策劃、劇本編輯、拍攝、配音、音樂和編輯等等各個(gè)部門的合作。但是在浙江傳媒學(xué)院策劃、劇本編輯和音樂部分的相關(guān)專業(yè)和其他部分的專業(yè)在不同的校區(qū)，且校區(qū)間的距離在一小時(shí)以上。如果想以一部MV為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，那么不在同一校區(qū)問題就成為最大的問題。本文是依托2014浙江省高等教育學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室工作研究項(xiàng)目課題（編號(hào)：YB201427）“多校區(qū)遠(yuǎn)程協(xié)作實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索”組的研究成果設(shè)計(jì)并實(shí)施了一些多校區(qū)協(xié)作實(shí)驗(yàn)的方案。

本文規(guī)劃建設(shè)的【多校區(qū)互動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)】，可以通過信息化的教學(xué)方式，幫助學(xué)校更好的開展二個(gè)校區(qū)之間公共選修課程、公開課，從而提升高校的開課率；另外本項(xiàng)目還可以幫助學(xué)校更好開展二個(gè)校區(qū)之間教各種形式的網(wǎng)絡(luò)教研活動(dòng)，從而提升教學(xué)質(zhì)量。

系統(tǒng)采用視頻會(huì)議技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及多點(diǎn)遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)。同時(shí)系統(tǒng)還應(yīng)具備全自動(dòng)跟蹤、導(dǎo)播及直播等功能，前端教室能根據(jù)教學(xué)需要，自動(dòng)選擇需要的畫面進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)；也能將教學(xué)或培訓(xùn)過程進(jìn)行完整錄制。

系統(tǒng)由后臺(tái)管理中心、自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和交互終端等部分組成。中心平臺(tái)除提供管理、多點(diǎn)控制、流媒體等基本服務(wù)功能外，還應(yīng)具備教學(xué)資源管理及應(yīng)用功能。前端教室部署簡(jiǎn)單，除攝像機(jī)和必要的音頻設(shè)備外，只使用跟蹤主機(jī)和交互終端完成視頻交互、視頻直播等所有功能。主機(jī)須采用高可靠專業(yè)設(shè)計(jì)，支持7*24運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

系統(tǒng)主要功能及技術(shù)要求：

1）符合最新的國(guó)際視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，不借助其他設(shè)備或軟件，通過錄播主機(jī)即可進(jìn)行視頻互動(dòng)，對(duì)端既可以是教室，也可以是符合標(biāo)準(zhǔn)的視頻終端。在互動(dòng)過程中，可將教室中任何一個(gè)視頻畫面或者合成后的畫面實(shí)時(shí)傳至遠(yuǎn)端教室。

2）具備完整的全自動(dòng)直播功能，支持單畫面、多畫面、資源三種直播模式。系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，采用H.264視頻編碼、AAC音頻編碼，MPG4文件格式封裝。直播點(diǎn)播支持RTMP協(xié)議，可通過瀏覽器直接觀看，無需安裝任何專用播放器。

3）全高清標(biāo)準(zhǔn)。即采集、編碼、存儲(chǔ)、直播、點(diǎn)播及視頻交互均需達(dá)到1080P全高清標(biāo)準(zhǔn)。

4）全網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行。所有前端教室均采用網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域中心平臺(tái)連接，通過網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有前端教室設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制，包括對(duì)視音頻畫面以及錄播合成畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)看及切換，對(duì)設(shè)備、攝像機(jī)進(jìn)行操作控制。

5）前端存儲(chǔ)和集中存儲(chǔ)。系統(tǒng)所有教室均需實(shí)現(xiàn)視音頻資源的前端存儲(chǔ)和后端集中存儲(chǔ)。

6）系統(tǒng)需支持跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)觀看、互動(dòng)、交流功能，支持多種移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用。

7）系統(tǒng)支持平滑擴(kuò)容升級(jí)，中心平臺(tái)需支持堆疊分布部署和負(fù)載均衡。

本文涉及主要核心設(shè)備：

1、高清終端（EMA-8900D）：1080p60的高清視頻會(huì)議終端，支持H.264 SVC、H.264 HP、IPV6及Wi-Fi無線接入；語音識(shí)別技術(shù)，中英文界面下的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)語音呼叫，也可以通過會(huì)議模板發(fā)起多點(diǎn)會(huì)議，識(shí)別出用戶所說的會(huì)場(chǎng)名稱、會(huì)議名稱或預(yù)定義會(huì)議名稱，并自動(dòng)呼叫會(huì)場(chǎng)、加入會(huì)議或發(fā)起主叫呼集召集會(huì)議。最高支持8Mbit/s的會(huì)議速率，可提供業(yè)界頂尖的視頻效果。能在384kbit/s的低帶下，提供720p 30fps的高清圖像，在512kbit/s低帶寬下提供1080p 30fps的超高清圖像，在1Mbit/s的帶寬下，提供1080p 60fps的極致高清圖像。支持術(shù)活動(dòng)視頻增強(qiáng)VME（Video Motion Enhancement），通過視頻前后處理、降噪、對(duì)比度增強(qiáng)和邊緣增強(qiáng)等性能，同樣的光照和鏡頭條件下，圖像更加銳利清晰；支持H.235媒體流和信令加密、SRTP、TLS、HTTPS等多重安全加密措施，充分適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)資源，保障會(huì)議系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、學(xué)生及老師的跟蹤系統(tǒng)（ETK-1800）：純硬件嵌入式設(shè)計(jì)，非“PC工控機(jī)+視頻采集卡”架構(gòu)，7*24小時(shí)工作，穩(wěn)定可靠。采用嵌入式Linux 操作系統(tǒng)；提供High Profile編碼模式。4路1080p高清編碼，支持4路1080p 視頻資源/電影模式的同步錄制；2路1080p高清解碼；視頻輸入接口：HDMI×2路+3G-SDI×2路+CVBS×2路+DVI×1路輸入+1路環(huán)出；視頻輸出接口：AV×1+DVI×1，輸出2路不同的遠(yuǎn)程1080p解碼視頻；用于連接外掛彩色觸摸屏，提供快捷的錄制控制及導(dǎo)播；需提供實(shí)物接口圖片；內(nèi)置回聲抑制音頻處理功能；每路資源模式視頻及電影模式視頻必須具備雙碼流功能，緩解大規(guī)模直播時(shí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。降低遠(yuǎn)程導(dǎo)播設(shè)備的解碼壓力。前面板彩色液晶屏對(duì)各路輸入畫面和導(dǎo)播畫面實(shí)時(shí)預(yù)覽；支持1080、720、標(biāo)清不同畫幅的調(diào)整，任何分辨率自動(dòng)自適應(yīng)，保持寬高比。允許用戶隨意更改計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)的分辨率而無需配置。音頻編碼采用AAC，采樣率可達(dá)44.1kHz，支持音量自動(dòng)增益和衰減。支持RTMP、RTSP、UDP、TS四種網(wǎng)絡(luò)流媒體發(fā)布協(xié)議。支持視頻內(nèi)嵌文字、時(shí)間，視頻亮度、顏色、對(duì)比度、飽和度可調(diào)。支持網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制管理。雙碼流：每路輸入視頻和導(dǎo)播視頻可同時(shí)提供1路低碼率直播流；能在老師、授課電腦和學(xué)生之間根據(jù)上課的實(shí)際情況自動(dòng)切換畫面；自動(dòng)導(dǎo)播能預(yù)設(shè)和編輯各種切換策略，如切換時(shí)間、優(yōu)先畫面、缺省畫面等；具備多機(jī)位導(dǎo)播切換模式，能有效消除鏡頭推拉對(duì)觀看造成的不適感。

3、互動(dòng)設(shè)備功：要求采用嵌入式操作系統(tǒng)，非PC架構(gòu)，非工控機(jī)架構(gòu)。支持IP等線路類型，遵循H.323/H.320協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；提供主機(jī)具備H.323多點(diǎn)交互協(xié)議的檢測(cè)報(bào)告或鑒定報(bào)告。視頻支持H.263、H.264圖像編碼協(xié)議，圖像格式支持1080P60、1080P30、720P60、720P30、4CIF、CIF。視頻輸入接口類型及數(shù)量：3G-SDI*1、HDMI*1（以上接口要求為原生接口，轉(zhuǎn)接視為負(fù)偏離；（拒絕任何具有私有接口的產(chǎn)品）；視頻輸出接口類型及數(shù)量：DVI*1（接口要求為原生接口，轉(zhuǎn)接視為負(fù)偏離。拒絕任何具有私有接口的產(chǎn)品）；音頻支持ITU-T G.711、G.722、G.722.1、G.722.1C、G.728系列，并且支持AAC-LD寬頻音頻標(biāo)準(zhǔn)，支持雙聲道立體聲功能。

6.支持移動(dòng)終端設(shè)備控制并實(shí)現(xiàn)“同步課堂”組課等功能控制功能，支持視頻源的選擇、攝像頭的控制功能，支持提供第三方控制接口。拒絕使用任何形式的軟件視頻會(huì)議架構(gòu)產(chǎn)品。

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ郊捌脚_(tái)：

關(guān)于系統(tǒng)構(gòu)建的研究主要采用應(yīng)用研究和行動(dòng)研究，應(yīng)用新技術(shù)和新的交互功能，解決多校區(qū)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)際問題。以浙江傳媒學(xué)院兩校區(qū)間已經(jīng)建立的高速光纖網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在兩校區(qū)間建立統(tǒng)一的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，并以此平臺(tái)為兩校區(qū)間跨校區(qū)跨專業(yè)的實(shí)驗(yàn)類課程建立試點(diǎn)型的

技術(shù)路線上我們是依托已有的各類交互平臺(tái)，如：素材管理平臺(tái)、遠(yuǎn)程會(huì)議交互平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)為基礎(chǔ)，合理分配實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分工和資源的分配。結(jié)合教育技術(shù)的分析方法和手段，解決分析問題。是一種實(shí)際應(yīng)用為主，理論為指導(dǎo)的技術(shù)路線。

在目前沒有合適的交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的情況下，我們利用了本校原有的blackboard平臺(tái)，在該平臺(tái)上單設(shè)一門“交互兩校區(qū)交互實(shí)驗(yàn)”的課程選項(xiàng)。在該課程中我們涉及了兩種實(shí)驗(yàn)課程模式：一種是“鏈?zhǔn)綄?shí)驗(yàn)”，這種實(shí)驗(yàn)是依托跨校區(qū)的交互課程的配套實(shí)驗(yàn)，主要由擔(dān)任跨校區(qū)交互課程的任課老師在課后給不同校區(qū)的同一課程的同學(xué)分配的協(xié)作實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)就是我們實(shí)施的交互教室和交互平臺(tái)工作協(xié)作的實(shí)驗(yàn)。也是本項(xiàng)目主要投入的部分。另一類是“任務(wù)式試驗(yàn)”，這種實(shí)驗(yàn)的發(fā)起者主要是以學(xué)生為主體，當(dāng)某校區(qū)的同學(xué)接收到一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)（可以是老師布置的獨(dú)立作品，也可以其他渠道的協(xié)作要求），他可以在該平臺(tái)發(fā)布協(xié)作申請(qǐng)，可以請(qǐng)求其他校區(qū)的同學(xué)一起完成，也可以請(qǐng)求老師幫助完成。舉例說明，如浙江傳媒學(xué)院桐鄉(xiāng)校區(qū)的學(xué)習(xí)策劃的A同學(xué)接到一項(xiàng)外出拍個(gè)性婚紗的任務(wù)，他就可以在該平臺(tái)內(nèi)請(qǐng)求下沙校區(qū)的攝影專業(yè)同學(xué)B一同完成。在這個(gè)過程中A負(fù)責(zé)策劃個(gè)性拍攝的方式和地點(diǎn)，B同學(xué)負(fù)責(zé)完成拍攝工作，當(dāng)有困難是還可以請(qǐng)求專業(yè)老師指導(dǎo)幫助。

該項(xiàng)目目前已經(jīng)基本完成實(shí)施和部署工作，但是在實(shí)際使用中還有許多的困難。拋磚引玉，希望通過本文介紹，有更多的同行給出更合理可行的方案。