校企同步视频互动网络教学平台的设计与实现

季小峰 张 伟

（常州机电职业技术学院 江苏 213164）

0 引言

随着信息技术的不断发展，传统的教学模式正面临严峻挑战。一方面，行业发展速度突飞猛进，学生单一从学校教师那里获取的知识已不能完全跟上行业发展对能力的要求。另一方面，网络交流工具方便快捷，学习者不再局限于课堂内“老师讲、学生听”，而是通过网络通讯工具随时随地和老师、行业企业专家、学习伙伴交流探讨，而且这已经成为常态。因此，信息时代的校企协同授课，校内教师和来自行业企业的兼职教师如何教、教什么，以及学生如何学、通过什么渠道学等成为当前教育研究者正在面临并必须解决的课题。

1 校企协同教学需要通过网络实现同步视频互动

随着校企合作不断走向深入，邀请企业专业人才和能工巧匠参与到人才培养中来越来越受到各大高校的欢迎，越来越多的高校也认识到企业新技术、新工艺等资源与课堂教学内容的有机结合的紧迫性。然而现实中，对企业的专业人才和能工巧匠来说，他们的工作重心在企业，工作精力主要在本职工作上；对学校来说，学校这边大规模的安排学生到企业生产一线接受教学也存在诸多不便。在这样一个现实矛盾中，校企协同教学迫切需要充分发挥网络通讯技术的优势，让处在教室的学生感到如同在生产车间师生面对面授课学习一样，企业的专业人才和能工巧匠通过同步视频对学生传道解惑，学生通过视频与生产现场的兼职教师互动交流。借助信息技术实现校企协同教学，是未来高职院校泛在学习的重要途径。

2 校企同步视频互动网络教学平台总体功能设计

当前市场真正适合校企间教学的远程实时双向视频教学系统并不多，且分别存在或多或少的缺点，表现在设计者没有教育教学经验，对教育技术理解不够深刻，不能从学习者的角度考虑各种问题，影响系统的易用性，不利于远程教育，并且这些系统价格都不菲，很多还需要昂贵的设备作为视频服务器，才能够进行顺利的运行，这对于学校是不小的负担。此外，某些视频教学系统中，教师只是单向地向学生传递知识，不能实现双向的交流。

2.1 校企同步视频互动网络教学平台设计理念

校企同步视频互动网络教学平台的设计依据泛在主义学习理论，通过在企业和学校分别架设视音频信号采集终端，通过“校企同步视频互动”网络教学平台进行实时音视频传送，使企业的专业人才和能工巧匠可以在生产现场直接开展教学工作，促进企业新技术、新工艺等资源与课堂教学内容的有机结合。主要包括：信号采集系统、信号传输控制系统、网络实时教学支撑平台三大部分。

2.1.1 信号采集系统

校企同步视频互动网络教学信号采集分为两个终端：企业生产现场信号采集端（教学端）和学校教室信号采集端（学习端）。业生产现场信号采集端（教学端）从教学需求出发需建设成一个相对简单但小而全的数字化现场直播教学系统，建成一个由3台摄像机、1台特技切换台、1台录像机、一套非编、一台提示器等设备组成的三讯道现场直播教学系统。学校教室信号采集端（学习端）需要通过影音传输尽可能给学生搭建一个接近现场教学的情境，并可支持良好的教学互动。围绕这一目标，需要从教学情境创设出发，建成一个由 2台摄像机、1台特技切换台、1台调音台等设备组成的两讯道现场直播教学系统。

2.1.2 信号传输控制系统

通过信号采集系统采集的信号，需要重新编码与传输，以达到直播演示＜1秒；直播延时＜1秒；直播时每个客户端的带宽≤2M，可实现电影画面模式的直播，以降低高清传输时带宽的占用。

2.1.3 网络实时教学支撑平台

实时网络教学支撑平台可以提供完整的网络媒体应用解决方案，实现视频直播、录制、广播、录像点播、多媒体点播以及音视频文件等功能，帮助用户迅速建立一套完整的网络音视频应用系统。系统的用户界面设计直观，具有良好的操作性，包括文字、图标、图形、色彩和其他视觉方面的设计。屏幕的界面设计考虑到学习者的视觉心理特点，突出整体，具有统一的界面风格。同时注重了界面内容的交互性和可控制性，以及教学内容超级连接的有序性。界面区域工包括五大控制板块：视频显示区、电子白板、课堂成员列表、文件共享区域、文字交互。用户可以根据自己的需要对各板块自由拖动、改变大小，移动板块改变其在界面中的相对位置，选择或隐藏板块等。

2.2 校企同步视频互动网络教学平台的基本功能

（1）支持学校教学现场与企业生产现场的场景可实时双向传输，使企业的新工艺和新技术融入课程教学内容。借助视频特写和放大、慢放等效果，可以重点展示生产环节的局部细节和重要过程。

（2）实现企业兼职教师与学生开展多方双向对话交流，使企业技术人员和学校专业教师能实时开展故障诊断、技术革新等远程服务。

（3）支持同步录制多媒体教学资源，利用网络的传输和辐射作用，实现对中西部地区的教育支持。

（4）实现优质教学资源的开放共享，可面向企业人员开展在岗技术培训和中职毕业生在岗学历进修。

2.3 校企同步视频互动网络教学平台设计与开发的主要内容

（1）建立一个基于流媒体的校企互动远程实时双向视频教学系统，支持学校教学现场与企业生产现场的场景可实时双向传输，使企业的新工艺和新技术融入课程教学内容。

（2）实现企业兼职教师与学生开展多方双向对话交流，使企业技术人员和学校专业教师能实时开展故障诊断、技术革新等远程服务。

（3）在基于流媒体的校企互动远程实时双向视频教学系统设计和实现过程中，通过个性化视频学习的机制的设计和同步交互的设计，实现在校学生和企业员工的个性化视频学习，并且逐步提高系统的互动性。

2.4 校企互动远程实时双向视频教学系统的设计与开发重点解决的关键问题

（1）服务器带宽问题。服务器带宽和其所能承担的客户端数量是成正比的，服务器带宽越大，能同时承担的客户端就越多，但相应的教学成本也越大。如何解决好服务器带宽和教学成本之间的问题是一个难题，也是十分必要的，因为它会直接影响到软件的教学效果和实用性。

（2）实时性和数据传输问题。远程实时双向视频教学对实时性要求很高，因此开发时要保证数据传输的及时性，尽量减少网络传输上的延时。远程实时双向视频教学软件数据传输量一般较大，如何控制传输数据量的大小以保证实时性是一个难点。

（3）视音频同步问题。一般来说，视音频信号的采集、发送、接受、播放都是不同步的，要想使说话的口形和声音一致，达到唇音同步的效果，就必须进行人为的控制调整。如何保持视音频信号的同步是一个需要解决的问题。

3 校企同步视频互动网络教学平台设计研究结论

一方面促进了远程实时双向视频教学和流媒体技术在校企合作共育人才中的应用，为信息化环境下的校企合作提出了新的解决方案。另一方面，丰富企业参与教学的模型，为在校学生提供了新的网络学习模型。有效降低工学结合教学的成本、极大地便利企业一线技术能手参与课堂教学，提高学生的学习效果，实现学生的个性化视频学习。校企同步视频互动网络教学平台不仅有明显的社会效益，而且具有明显的经济利益，随着该系统的深入使用，其必将在未来的工学结合中占据重要的地位，并对学校学生和企业员工的学习、工作、生活等方面带来深刻的影响。

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