基于WiFi的实操场景高清传播辅助教学装置

【摘要】本文实现一种先进、便捷的辅助实践教学工具，基于WiFi的实操场景高清传播装置将教员的实际操作演示场景实时、高清地传播到每个学员的移动终端，既能减轻教员的劳动强度，也能改进学员的学习效果，属于教学工具的革新。

【关键词】基于WIFi 实操场景 教学装置

【基金项目】全国教育信息技术研究课题（立项号：136240999）。

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）31-0232-01

实践教学是各类教学活动中至关重要环节，教员在面授演示实际操作技能过程中，一般采用围观方式，学员分组进行，教员需重复多次演示讲解，一方面这种重复劳动导致教员劳动强度过大，另一方面，学员集中围观，在人数过多情况下，学习效果不佳，特别在大规模集中培训、实训的情况下，这种矛盾特别突出，多年的教学实践总结，认为很有必要开发一套较好解决此矛盾的辅助实践教学工具。从问题的需求来看，就是要将教员的操作演示场景成像为画面通过数据传输网络传播到目前基本上人手一台的移动终端（手机）显示，但为了保障较好的学员体验效果，要求传输的画面播放流畅，分辨率高，同时最好能实现客户端自适应，能根据终端的网络环境及软硬件配置条件，自适应的改变码流参数，从而满足系统的用户满意率。

“3G实景课堂”采用3G无线视频传输技术将遥远的生产现场搬进教室，将作业现场实时引入课堂，给学生创建身临职场的职业氛围，解决了传统课堂与生产现场不能同步、互动的问题，该技术我院已申请获取专利。该技术的缺点在于由于视频数据量大，3G网络传输数据的成本较高，适用于远程传输场景。针对在局部范围内，采用WiFi无线数据传输方式，可以很好地解决“3G实景课堂”工具成本太高的问题，同时又能很好地解决目前集中实操作演示教学中存在一些突出问题，例如，教员在面授演示实际操作技能过程中，一般采用围观方式，学员分组进行，教员需重复多次演示讲解，一方面这种重复劳动导致教员劳动强度过大，另一方面，学员集中围观，在人数过多情况下，学习效果不佳，特别在大规模集中培训、实训的情况下，这种矛盾特别突出，多年的教学实践总结，认为很有必要开发一套较好解决此矛盾的辅助实践教学工具，有着广泛的应用价值。

本装置分为教员端和学员端两部分。学员端在通用手机上即可实现，只需安装辅助教学装置的客户端，其提供了相机控制与视频播放的用户接口，通过WiFi无线网络，即可连接教员端，从而可实时观看通过高清相机获取的教员操作演示场景。图中①为用户发出的相机控制命令，如拍照、录视频、应用图像效果、配置暴光度、调节灵敏度等操作，通过TCP/UDP协议把这些控制信息从学员端传到教员端。图中②从教员端传到学员端的数据流，视频数据流传输采用RTST/RTP协议，传输前需在教员端对用高清相机获取的数据进行编码（H.264），在学员端对接收的视频流数据进行解码后播放。教员端安装动态主机配置和访问点服务，实现学员端通过WiFI访问教员端，同时可实现IP地址的自动设置。针对视频传输场景，用户体验的舒适度是十分重要的，为了达到理想的用户体验效果，可在教员端根据当前网络质量状况，自适应调整编码参数，实现质量感知的视频传输。

作者简介：

周启亚，1980年生，湖南湘乡人，副教授，高级工程师，主要研究方向：信息安全，机器视觉，铁道信号。