基于中小學(xué)“同步課堂”教室建設(shè)及技術(shù)規(guī)范分析

摘 要：目前城鄉(xiāng)之間的中小學(xué)課堂教學(xué)存在一定的差距，很多鄉(xiāng)村中小學(xué)教師的水平有限，因此學(xué)生希望“名?！钡慕處熆梢詠砩险n，通過高水平教師的講解提高自己的學(xué)習(xí)成績。由于科技的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，目前學(xué)校可以借助“同步課堂”來實(shí)現(xiàn)學(xué)生的夢想。文章介紹了“同步課堂”的建設(shè)、設(shè)施和技術(shù)規(guī)范。

關(guān)鍵詞：“同步課堂”;教室建設(shè);技術(shù)規(guī)范分析

中圖分類號：G613.7?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?文章編號：2095-624X（2020）19-0049-02

一、 “同步課堂”教室的設(shè)計

1.軟件方面的設(shè)計

（1）要充分展示主課堂的教學(xué)影像。在“同步課堂”中，主課堂的學(xué)生不會有時空上的差別，但是分課堂的學(xué)生如果只看到教師講課，看不到主課堂的學(xué)生影像，就沒有一種真實(shí)的上課感。所以“同步課堂”的設(shè)計，不但要顯示教師的授課情況，而且還要顯示主課堂學(xué)生的聽課情況，這樣分課堂的學(xué)生就有一種現(xiàn)場感和參與感，而不會覺得自己只是一位觀眾。

（2）要實(shí)現(xiàn)主課堂與分課堂的實(shí)時交流。在開展“同步課堂”教學(xué)的時候，主課堂的學(xué)生可以很方便地和教師交流，而分課堂的學(xué)生不能，因此這里就必須解決分課堂的學(xué)生和教師交流的問題。教師在講課的時候要同步地對分課堂的學(xué)生進(jìn)行提問，還要組織兩地的學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)共同討論交流，畢竟教學(xué)活動是教與學(xué)雙邊互動的活動。

（3）兩地黑板的內(nèi)容要同步傳輸。在“同步課堂”教學(xué)中，由于中小學(xué)的課堂教學(xué)中板書的重要作用，因此網(wǎng)絡(luò)必須清晰地同步傳輸黑板上的信息內(nèi)容。

（4）主課堂與分課堂的聲音要同步。在教學(xué)的過程中，聲音的同步傳輸和視頻的同步傳輸一樣重要。在“同步課堂”中，多課堂之間進(jìn)行師生互動，教師對異地學(xué)生的提問必須保證聲音的同步。只有兩地的交流無障礙，才有助于提高分課堂學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（5）師生影像同步錄制。如果“同步課堂”的教學(xué)過程能全程錄制，學(xué)生回家復(fù)習(xí)的時候，就可以有針對性地回放，教師也就能通過回放進(jìn)行課堂反思，這樣的“同步課堂”對學(xué)生的復(fù)習(xí)以及教師的教學(xué)研究更有意義。

（6）教學(xué)設(shè)備操作簡單。在開展“同步課堂”教學(xué)工作的時候，為了提高授課效果，必須簡化一些復(fù)雜的操作過程。比如，對同步授課的設(shè)備要求一鍵控制，兩地的視頻傳輸系統(tǒng)必須在幾秒鐘之內(nèi)就可以啟動，并有較高的穩(wěn)定性和可靠性。

2.硬件方面的設(shè)計

（1）物理空間的設(shè)計?！巴秸n堂”物理空間的設(shè)計包括黑板、燈光、座椅或板凳、門窗的設(shè)計，教室設(shè)計成60平方米可以容納50個學(xué)生。桌椅采用學(xué)習(xí)用的組合桌椅可以方便學(xué)生使用，燈光要保證學(xué)生和教師的影像在視頻當(dāng)中很清晰。

（2）空間內(nèi)的硬件設(shè)施。硬件設(shè)施要有白板、大屏幕、負(fù)責(zé)學(xué)生教師的攝像機(jī)、麥克、投影儀、音響等設(shè)備。

3.功能模塊

（1）兩地影像同步顯示。在開展“同步課堂”教學(xué)的時候，分課堂的學(xué)生要通過網(wǎng)絡(luò)視頻來進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此課堂教學(xué)必須保持兩地的影像同步顯示。教室的前面有兩塊屏幕，一塊顯示分課堂學(xué)生的上課情況，主課堂的教師可以清楚地看到學(xué)生的聽課情況。另一塊則顯示主課堂教師板書的信息。為了讓分課堂的學(xué)生真實(shí)地感受到教學(xué)氛圍，設(shè)備須實(shí)時地傳輸教師的講課視頻，兩地的視頻必須保持同步，而且效果要清晰，雙方要進(jìn)行雙向視頻交流。

（2）同步傳輸授課資料。分課堂的學(xué)生在“同步課堂”進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候，必須同步看到教師的授課視頻，因此兩地的視頻資料必須同步地相互傳輸。為了增強(qiáng)分課堂學(xué)生聽課的現(xiàn)場感，主課堂的教師在連續(xù)地切換資料時不能引起分課堂卡頓的現(xiàn)象。

（3）兩地的黑板信息同步。在開展“同步課堂”教學(xué)的時候，呈現(xiàn)給兩地學(xué)生的演板信息就是俗稱的黑板信息必須同步傳輸，兩塊屏幕可以在主課堂和分課堂同步顯示演板信息，要保證在演板信息變換的情況下不出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象。

（4）兩地的教師聲音同步。在開展“同步課堂”教學(xué)時，主課堂的教師教學(xué)和分課堂的學(xué)生提問要保持聲音的同步傳輸，教室安裝了全指向性拾音器，通過拾音器可以采集聲音，實(shí)現(xiàn)聲音的實(shí)時傳遞。教師和學(xué)生不用戴耳機(jī)就可以實(shí)時聽到來自對方的聲音。為了保證聲音實(shí)時地傳遞，要保證聲音的傳遞范圍在拾音器的有效范圍之內(nèi)。為了保證教師可以在教室里任意地行走，拾音器必須安置在合理的位置上，這樣聲音就能同步傳輸而不會影響分課堂學(xué)生的正常聽課。

（5）師生影像同步錄制并上傳到云平臺。在開展“同步課堂”教學(xué)的時候，可以把教學(xué)內(nèi)容同步地錄制下來，提供給兩地的學(xué)生，供學(xué)生復(fù)習(xí)的時候調(diào)閱。還可以用攝像機(jī)錄制教師的整個教學(xué)過程，包括所有的師生的對話，然后上傳到云平臺，這樣學(xué)生就可以隨時隨地登錄系統(tǒng)進(jìn)行回放查看。

（6）兩地多媒體設(shè)備同步操作。在進(jìn)行“同步課堂”教學(xué)的時候，為了提高教學(xué)效率，教師要能對兩地的多媒體設(shè)備進(jìn)行同步的操作。教師通過中央控制器對兩地的多媒體設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的控制，可以采取一鍵式的操作來簡化操作程序，攝像頭要有自動跟蹤功能，控制系統(tǒng)要能對視頻和音頻自動地采集，兩地的信號要切換自如，從而保持同步的視頻傳輸。

二、 “同步課堂”的教室開發(fā)

1.“同步課堂”的物理環(huán)境建設(shè)

“同步課堂”的教室是一個專業(yè)的場所，因此必須是一個專業(yè)的環(huán)境?！巴秸n堂”教室的面積最好是60平方米，可以安排50個學(xué)生，桌子椅子的位置擺放都要便于攝影，燈光要保證教師和學(xué)生的影像都清晰，墻面的設(shè)計要起到降噪的作用，窗戶要隔音，窗簾要遮光性好，保證在拍攝“同步課堂”教學(xué)過程的時候不會受到干擾。

2. “同步課堂”的硬件系統(tǒng)

（1）音、視頻設(shè)備。①攝像機(jī)。攝像機(jī)有教師攝像機(jī)和學(xué)生攝像機(jī)，主要負(fù)責(zé)采集到教師和學(xué)生的視頻信號。攝像機(jī)在采集到主課堂的教師講課的視頻以后，同步傳輸?shù)椒终n堂教室的電子屏幕上，供學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。分課堂的攝像機(jī)采集學(xué)生回答提問的影像，傳輸回來以后在教室后面的大屏幕上播放。②拾音器。“同步課堂”的拾音器安裝在棚頂?shù)囊粋€合適的位置，可以收集教室所有的聲音，這是一種全指向性的拾音器，采集的聲音通過調(diào)音臺對信號放大傳到音響。③錄播系統(tǒng)。采取全自動尋像跟蹤錄播系統(tǒng)，這樣可以對圖像識別定位。教師攝像機(jī)負(fù)責(zé)對教師進(jìn)行跟蹤拍攝，學(xué)生攝像機(jī)負(fù)責(zé)拍攝學(xué)生的視頻信息，視頻信號經(jīng)過編碼主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)傳到異地，接收以后可以在屏幕上播放。

（2）投影系統(tǒng)。①教室前面安排兩塊電子白板。教室前面的兩塊電子白板一塊可以顯示教師的教學(xué)影像，另一塊可以顯示教師播放的PPT。②教室后面的大屏幕。教室后面的大屏幕播放的是分課堂學(xué)生的聽課情況，教師通過大屏幕可以看到學(xué)生的上課情況，也可以對學(xué)生的提問通過屏幕來進(jìn)行解答。

（3）網(wǎng)絡(luò)傳輸。本地和異地教室都需要配備一個機(jī)柜，里面是千兆交換器等聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，通過這個交換器，音、視頻經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，網(wǎng)速不夠可能會造成卡頓。

（4）多媒體控制系統(tǒng)。①中央控制器。中央控制器通過電源時序器對跟蹤、錄制、解碼主機(jī)和功放投影燈設(shè)備進(jìn)行控制。按照順序開啟，再按照相反的順序關(guān)閉，可以保證中央控制器穩(wěn)定運(yùn)行。②觸摸屏。觸摸屏是功能的操作控制界面。觸摸屏上的開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，中央控制系統(tǒng)分為幾個模塊進(jìn)行控制。

3.“同步課堂”的軟件系統(tǒng)

（1）軟件開發(fā)。多媒體控制系統(tǒng)采取編程軟件來進(jìn)行編程，可以對每個端口進(jìn)行編程，設(shè)置各種協(xié)議。觸摸屏采取嵌入式全中文編程軟件，通過編輯軟件，設(shè)計人員對操作界面可以自行設(shè)計。

（2）系統(tǒng)界面功能介紹。多媒體控制分六個界面，包括系統(tǒng)開啟、控制投影、信號切換、控制錄播、遠(yuǎn)程視頻、系統(tǒng)關(guān)閉。

三、 “同步課堂”的技術(shù)規(guī)范

1.物理環(huán)境規(guī)范

（1）桌子。桌子的設(shè)計要考慮顏色和形狀，同時還要考慮桌子的數(shù)量。桌子可以設(shè)計成半月形，根據(jù)需要組合成圓形。顏色可以選擇比較鮮亮一些的，桌子準(zhǔn)備50張。

（2）椅子。椅子的設(shè)計要考慮舒適度、高矮、顏色，同時還要考慮椅子的數(shù)量。椅子采取軟塑材料，顏色可以用藍(lán)色，數(shù)量50。

（3）窗簾、窗戶。用遮光性好的材料做窗簾可以提高屏幕效果，要想隔音效果好，可以采用斷橋鋁這種材料。

（4）門。門的上部可以安裝一塊看不到外面的單向玻璃，方便領(lǐng)導(dǎo)來檢查，門的隔音效果要好。

2.硬件技術(shù)規(guī)范

（1）拾音器。拾音器要考慮信噪比、傳輸距離、降噪作用等。要保持教師的聲音自然地傳輸，拾音器的有效范圍要保證有60平方米，信噪比要合適5000米左右的傳輸距離，靈敏度要好，可以采用監(jiān)聽級別拾音器。

（2）攝像機(jī)。攝像機(jī)要保證教師和學(xué)生的視頻形象可以清晰地展現(xiàn)，分辨率要采用最高的，采用全編解碼技術(shù)，要采用能自動跟蹤的攝像機(jī)。

（3）大屏幕。大屏幕采取超大的面積可以比較清楚地看到分課堂學(xué)生上課的情況，影像要基本和真人大小差不多，顏色要逼真。

為了保證“同步課堂”真正對偏遠(yuǎn)地區(qū)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到幫助作用，必須保證“同步課堂”的教室設(shè)計和技術(shù)規(guī)范符合標(biāo)準(zhǔn)。采取規(guī)范的“同步課堂”教室的設(shè)計，可以保證“同步課堂”在開展中不會出現(xiàn)技術(shù)故障，從而保證偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)生可以通過“同步課堂”提高自己的學(xué)習(xí)成績。

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作者簡介：鐘萍（1981—），女，瑤族，廣西恭城人，中學(xué)一級教師，本科，研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)。