高校直播教学与互动系统的设计与实现

王华文 齐贵超 吴平颐

[摘 要] 随着教育部一流课程认定工作的推进，越来越多的信息化技术工具与传统课堂深度融合，优势互补，高校学生的学习形式也在逐渐发生变化。近年来，高校一线教师使用不同的直播工具对直播教学做了诸多尝试，但分析发现，由于各种原因现有直播方式不适合长期地大规模地应用于教学中。通过设计具有操作便捷、系统整合、高效互动等特点的直播方案并实施，解决了大规模长期直播教学的问题。后续可以探索所构建系统在更多教学场景中的应用模式，持续推动高校课程教学方法创新和教学模式变革。

[关键词] 直播教学;视频互动;系统设计

[项目基金] 2020年度华东师范大学实验技术研究项目“大夏学堂视频系统的优化开发”

[作者介绍] 王华文（1989—），女，山东滕州人，理学硕士，华东师范大学教务处课程建设技术中心工程师，主要从事混合式学习、混合课程建设与技术支持研究。

[中图分类号] G343[文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）14-0011-05 [收稿日期] 2021-08-17

一、背景

随着教育部一流课程认定工作的推进，多样化的信息化技术工具与传统课堂深度融合，形成优势互补，高校学生的学习形式也在逐渐发生变化。近年来，最为明显的就是高校通过各类视频会议工具、社交直播软件、学习平台移动端、在线课程软件或建设智慧教室云錄播系统，开展了大规模的线上直播教学活动，辅助线下传统课堂，探索教学改革的新方法。可以说，融合了“互联网+”“智能+”技术的在线教学已经成为中国高等教育和世界高等教育的重要发展方向。因此，高校管理者应该从教学管理和支持的角度，思考如何将教师在直播教学领域取得的阶段性成果保持与发展下去，既可以保护好教师运用信息技术开展教育教学的积极性，巩固已取得的线上教学经验成果，又可以延续并继续提升教师信息化能力水平，不断推动教学方法创新和教学模式变革。

二、直播课程现状与需求

近年来，一线教师使用了不同的直播工具，对直播教学做了诸多尝试，取得了良好的教学效果。如使用“雨课堂”、腾讯会议等工具进行线上直播教学实践[1];使用ZOOM会议软件和“雨课堂”实践混合式教学模式[2];使用中国大学慕课上的优质资源和钉钉社交软件尝试在线翻转课堂教学模式[3];使用钉钉社交软件的直播功能探索在线教学模式及考核体系[4];使用Blackboard在线课程平台、ClassIn在线学习软件以及QQ社交软件探索在线教学模式与成效[5]等。可以发现，大多数高校还没有形成完善的在线直播教学解决方案，教师使用的工具很多是由娱乐平台、会议平台或教育直播平台改造而来的[6]，可大致分为会议软件、社交软件、学习平台移动端、在线学习软件、云录播系统五种类型。笔者从设备、场地、用户、录像方式、存储回放、直播互动和数据记录等方面总结了五类直播教学的特点，见表1。

通过对比可以发现，视频会议系统能够实现课程直播和师生互动，硬件配置要求低，操作简单，但软件本身无法提供资源存储和互动记录。要实现教学视频的共享、回看和学习数据分析，还要借助其他工具。在线课程软件可以记录学习数据，支持多种在线互动，是专业的在线学习工具，但是个人使用需按班级人数付费，也可以由高校统一购买和部署。用客户端或者手机App做直播的工具，视频资源存储在第三方平台上或者无法自动存储，不利于学校形成统一的视频资源库与版权管理;受限于外置录像设备，视频画面大小和像素有限，视频清晰度无法保证;信号源单一，无法兼顾教师画面和讲义画面。云录播系统作为学校的自建系统，可以自动录制线下教学过程，最大量地减少教师操作;但由于无法互动，线上线下的学生在两个空间上课，是完全“隔离”、互不打扰的状态，线上学生没有上课的感觉;教师只知道有部分学生同步地线上听课，但无法具体掌握在线学生的任何动态;部分高校已经将云录播系统和校内在线课程平台做了整合，线下课程结束后课程视频会同步到在线课程平台中的特定板块，供学生随时查看，资源的获取与回放变得更加简单便捷。

总体来说，现有的五种直播教学方式均是一线教师不断探索总结的成果，可以短期内支持小规模的教学模式改革，无法大规模成体系地推广使用。需要高校教学管理者从教学服务与支持的角度提出新的直播方案来解决大规模长期直播教学的问题，新的直播教学方案需要具备三大需求。

（一）操作便捷

好用的工具都要尽量减少使用者的操作。在硬件上无须教师安装、注册和设置;在使用上无须过多培训和学习就可以熟练驾驭;使用过程要“自动化”“沉浸式”，师生参与直播并互动，但是又感觉不到教学模式的变化，课程结束后视频自动保存并共享给每一位参与课程的学生。

（二）系统整合

在近些年的在线教学实践中，大部分高校都建立了校内在线学习平台。作为线上课程和校内SPOC课程的主阵地，师生已经习惯了平台操作。高校可根据学习平台和工具的使用情况，在现有基础上拓展开发，通过插件和功能整合实现直播教学与视频回放，避免校内多平台并行运行与功能割裂，为师生提供最便捷的实现方式。

（三）教学互动

师生互动是直播教学中非常重要的环节。学生参与课程情况，如出勤、回答问题、参与讨论、共享屏幕、提交作业等活动，都可以作为教师考查学生参与教学的依据。系统要能够详细记录每一位学生参与学习的各种数据，并能够导出分析报告，以便教师及时掌握直播教学的质量。

三、直播教学与互动系统的设计与实现

（一）设计与实现

综合分析现有软件功能、直播教学需求和整合开发的可行性，最终采用“ClassIn+云录播视频拉流”的模式，通过对校内在线课程平台开发直播插件的方法，实现线上线下同步直播与回放的教学功能，工作流程如图1。81C88CA2-D0C3-480D-A35E-1625E2B4199C

1.视频录制。智慧教室的教师机上已经提前安装了ClassIn软件，并且将视频信号源配置为云录播摄像头的网络地址。借助教室内云录播摄像头作为视频录制的终端设备，教师在课前用统一身份认证登录在线课程平台上的对应课程，点击进入直播课堂，创建虚拟直播教室，如图2。之后系统就自动开启教师机上的ClassIn软件进入直播界面。教师可以和往常一样，不改变传统教学模式、正常上课，还可以通过ClassIn远程互动，如远程回答问题、在线提交客观题答案等，如图3。

2.视频处理。教师在线上线下同步上课与互动时，整个教学过程会自动录制、转码、压缩、上传并保存到ClassIn服务器上，同时把视频生成的地址回传到在线课程平台课的直播插件中供师生访问。

3.视频访问。教师和课程内的所有学生可以通过统一身份认证登录校内在线学习平台上的相应课程，通过访问特定功能模块获得所有直播视频列表，点击“观看回放”就可以访问视频。教师有下载与删除视频的权限，如图4，学生仅有观看回放的权限。

4.教学数据分析。作为在线学习平台的ClassIn，本身就具备学习管理的功能，直播教学中的互动数据能够记录并快速汇总生成对学生、班级的统计报告，便于教师快速、精准、全面地掌握学生学习情况，有针对性地解决共性与个性问题，充分做到因材施教。教学数据如图5。

该方案是在教师熟悉的校内课程平台上整合开发直播插件，教师不用更改现有教学模式就可以兼顾线上线下的同步学习、交流互动与视频回放，操作简单上手容易。云录播系统的摄像头均是高清的且自带追踪功能，线上学生可以清晰看到教师的一言一行、教学板书和幻灯片。视频存储在ClassIn的云服务器中，集中访问亦不会影响学习平台本身的速度。

（二）使用效果

经过笔者所在学校的管理者和师生共同探索，逐步形成了“ClassIn+云录播视频拉流”的直播教学模式。系统高度整合，操作简单，真正帮助学生完成了实时在线听课、有效教学互动、课前课后过程性评价等一系列高阶的复杂教学活动，切实保障了线上学习的同质等效。同时，教师的信息化水平有了突飞猛进的提升，能够主动思考变革教学模式，重塑教学内容、重做教学设计，更倾向于多样化、过程性的考评方式。经过不断优化，该系统在“大班教学、小班辅导”的“1+N”教学模式、多校区互动课、跨校资源共享课、国外专家教授的暑期荣誉课程中发挥着越来越重要的教学支持作用，还持续为国际学生、跨校交流生、因各种原因无法出现在课堂上的学生、校内会议同步直播等提供支持，成了高校教学运行中必不可少的工具。

四、总结与反思

随着“互联网+”“智能+”教育的兴起，越来越多的高校希望通过信息技术手段推进教学改革。在线教学积累的宝贵的教学经验和一线教师真切的教学努力必将会把近年来直播教学的积极性和优势保持下去。“ClassIn+云录播视频拉流”的直播教学模式在继续承担好现有教学任务之外，还可以为后续的混合课程建设、“1+N”教学模式推广等打下了扎实的基础。

（一）助力混合课程建设

混合课程不仅仅是指课程在形式上采用线上线下的混合，更是要为学习者的个性化学习提供更具针对性更及时丰富的支持与服务。在混合课程中，教师可以采用直播教学与互动系统随时发起在线研讨、小组讨论、教师提供个性化学习支持，同时将互动过程录制下来供全班同学观摩学习。

（二）实现“大班授课、小班辅导”的“1+N”教学模式

所谓“大班授课”是指针对量大面广的基础课，要充分发挥教学团队的师资力量，让所有修读这门课程的每个平行班级的学生同时参与到同一堂名师课程中来，平等地享受优质教学资源，即所谓的“1”。在此过程中可以充分利用直播教学与互动系统，一个班级在线下上课，其他多个班级在线上同步听课并互动。所谓“小班辅导”是指多个平行班自主开展个性化讨论、答疑、互动、评价等课程，教师和助教有针对性地对学生所学查缺补漏，真正做到分层教学、因材施教，即所谓的“N”。在此过程中，也可以充分利用直播教学与互动系统，将课堂互动讨论全过程记录下来，以供学生课后回顾复习。

参考文献

[1]付勇军，陈跃，徐先锋，等.基于“雨课堂”的专业课线上直播教学模式[J].湖北理工学院学报，2021，37（3）：55-60.

[2]彭桂英，郝钰，李杰.基于雨课堂结合Zoom直播的混合式教学模式在医学免疫学与微生物学中的实践探索[J].基础医学与临床，2021，41（4）：611-614.

[3]王银，王俊森，杨昆，等.基于“SPOC+直播”的在线翻转课堂教学模式设计与实践：以《内燃机》课程为例[J].中国教育信息化，2021（6）：61-64.

[4]项琴，朱宏伟，谭江月，等.基于钉钉直播的在线教学模式及考核体系探索[J].高教学刊，2021（9）：96-99.

[5]汪铭，陈聚涛，吴千樱，等.基于“BB+ClassIn+QQ”的在线教学模式在基础医学课程中的教学实践与成效[J].中国医学教育技术，2021，35（2）：268-273.

[6]楚风.2021教学直播平台潜力排行榜[J].互聯网周刊，2021（7）：14-15.

The Design and Implementation of Live Broadcast Teaching and Interaction System

WANG Hua-wen， QI Gui-chao， WU Ping-yi

（Academic Affairs Office， East China Normal University， Shanghai 200241， China）

Abstracts： With the promotion of the first-class course identification work of the Ministry of Education， more and more information technology tools are deeply integrated with the traditional classroom teaching. With the complementary advantages of various learning tools， the learning form of college students is also gradually changing. In recent years， front-line teachers in colleges and universities have tried various tools to conduct live broadcast teaching， but the analysis found that due to various reasons， the existing live broadcasting methods are not suitable for long-term large-scale teaching. By designing and implementing a new live broadcast teaching and interaction system which is easy to use， highly integrated and efficient in interaction， the problem of large-scale and long-term live broadcast teaching is solved. In the future， the teachers can explore the application model of the constructed system in more teaching scenarios， and continuously promote the innovation of teaching methods and teaching model reform in colleges and universities.

Key words： live broadcast teaching; video interaction; system design81C88CA2-D0C3-480D-A35E-1625E2B4199C