数字校园互动教学系统方案GOliveCOMPUS2012 年 11 月 05 日目录1 产品背景 .32 用户需求 .33 产品简介 .54 技术方案 .54.1 系统组成 .54.1.1 视频互动服务器 .64.1.2 教员端 .64.1.3 学员终端 .64.2 系统架构 .74.3 网络要求 .85 系统功能 .85.1 教员端功能 .85.2 学员端功能 .101 产品背景随着信息技术的飞速发展，视频成为承载信息最丰富，传递信息最直接、有效、便捷的载体。特别是近些年，网络通信环境的极大改善和网络视频技术的不断进步，使得网络视频技术广泛应用于各个社会领域。利用网络视频技术开展远程教学活动，正在全国范围内广泛开展。传统远程教育的视频技术模式主要有两种，第一种是录好的课件放到网上供学员下载后观看（下载课），第二种是实时的流媒体方式的广播课用实时文字进行互动（广播课）。下载课和广播课的最主要的问题有两方面，一方面是授课时师生交流缺乏充足的互动性、教学形式单一，另一方面是备课时内容千篇一律、组织不灵活。为此，GOliveCOMPUS 以视频互动技术为核心，结合远程教学的特点和需求，打造实时视频互动课平台，使远程教学不再是内容固定、照本宣科的“宣讲课”，而是由师生实时可视交流、实时内容变换展示、实时讨论学习、实时练习反馈等形式互相穿插、自由组织的“面授课”。2 用户需求目前用户对远程视频教学系统的功能需求主要包括以下几个方面:1) 校内教员和校外学员可以通过校内外网络进行群组视频交流，实现实时的远程视频互动教学，并可以通过其他互动交流手段丰富教学形式。2) 外聘教员或本校教员不能到校时，可以远程登录，远程授课。3) 教员授课时，远程教员或教育专家可以观摩或参与，可以互相学习交流教育理念和方法。4) 教员和远程学员可以随时随地进行“一对一”或者多人的学习交流，如课业辅导、小组学习等。不同班级的教员和远程学员可以互相独立的进行教学活动。其需求可细化为以下内容：5) 教员和学员都可以通过日常各种网络，如校内局域网、ADSL、WIFI、3G 等，远程连接到校内的视频互动服务器，建立在线的远程视频互动课堂。6) 教员和学员可以 “一对一”或多人实时视频交流；7) 为教员提供课堂管理工具，管理学员的音视频；8) 允许教员提前备课（如 PPT、文档、网页、图片、视频、表格等），上传教学内容到学员可以获取到的存储位置；9) 允许教员在视频授课过程中快速穿插备课内容，灵活组织课堂教学形式；10) 能使学员在看到教员视频的同时看到授课内容；11) 能够将学员分组视频交流，分组内互相看到听到；12) 使学员能够分享他们的桌面内容给教员以及其他学员。13) 可以同时建立多个远程视频互动课堂供不同班级使用，学员可快速连接到某一课堂。3 产品简介GOliveCOMPUS 是以实时远程视频互动交流为核心，将多种互动技术与教学活动紧密结合，为远程视频教学提供丰富的教学手段的新一代远程教育技术。它可以增强师生“面对面”的人际交流的机会，让教员可以看到远程学员，随时了解他们对授课内容的反馈，随时调整授课内容、授课方式以及授课节奏；可以邀请一些远程的嘉宾呼入课堂，在线远程观摩交流乃至配合教学；可以将部分学员突出出来，进行远程演讲；可以让远程学员看到远程教员和其它同学，同学之间可以充分直观地了解其它同学的反馈，形成同学之间讨论式学习的氛围，同时建立远程师生之间的情谊。GOliveCOMPUS 把互动的控制权交给教员，远程学员可以按键举手要求发言，教员按照课堂进度，在合适的时间以合适的方式，让合适的学员们发言或展开辩论，从而达到最佳的互动效果。GOliveCOMPUS 作为实时视频互动课堂，使部分同学与教员有面对面的交流的机会，那些不能参加互动课的学员或需要复习互动课内容的学员，可以下载系统自动录制的整个互动课的课件，在课后观看、评论、提问和讨论。GOliveCOMPUS 系统解决了不同需求的远程学员对远程教育技术的要求，互动课、下载课互相配合，极大地丰富现有的远程教育手段和形式，使远程教育覆盖更广、效果更好。4 技术方案4.1 系统组成GOliveCOMPUS 系统主要由由三部分组成，视频互动服务器、教员端、学员终端，下面依次介绍。4.1.1 视频互动服务器系统核心设备，用于提供教员和学员终端接入，视频呼叫服务和后台管理服务。4.1.2 教员端教员端用于接受学员终端接入请求，控制和管理多人视频连线，提前组织教学内容，视频广播或推送教学内容给学员，录制教学视频等，其界面如下：4.1.3 学员终端远程学员用于接入的设备，如手持终端 IPAD 或 Android PAD，或者电脑+ 摄像头，电脑 +DV 机等。1) IPADANDROID PADIOS 和 ANDROID 使用各自专用的客户端软件，其界面如下：2) 电脑+ 摄像头DVPC 电脑接入时，使用 PC 平台客户端软件，其界面如下：4.2 系统架构GOliveCOMPUS 系统整体架构如下图：视频互动服务器和教员端固定线路连接到校内网络；学员终端经校内无线网络或 Internet 接入校内网络，与视频互动服务器建立通讯；教员端也可以设定为能够通过 Internet 接入校内网络；视频互动服务器可以划分为多个逻辑服务区，同时为不同的视频互动班级课堂提供服务。4.3 网络要求1) 视频互动服务器，固定线路接入校内网，具有独立公网 IP 地址，最低接入带宽为：1M*同时接入学员数2) 教员端，固定线路接入校内网，具有独立 IP 地址，最低接入带宽为：512K*同时接入学员数3) 学员端，IPAD 手持终端或电脑+ 摄像头，经 3G 或 ADSL、WIFI网络接入校内网，接入所需带宽为：256K4M bps，视具体网络环境设定。5 系统功能5.1 教员端功能5.1.1 轻松备课 1) 内容获取：可以从电脑硬盘、校内数字教学内容库和互联网络中获取各种视频文件、各种网页、各种图像文件、各种文档；可以获取各种视频实时信号流，如教员现场的摄像机信号、电子白板信号等；还可以获取教员电脑桌面的内容。 2) 内容快编：可以对这些原始内容进行全部或局部的所见即所得的捕获、任意切换、声画混合，如同剪辑制作电影一样的效果，并可以录制成为新的、编辑好的教学内容。 3) 内容组织：可以将教学内容分类列表管理，并添加简要说明，授课时点击即可展示。 5.1.2 灵活授课 1) 学员管理：可以管理多个学员连线接入在线实时视频互动课堂，查看已接入学员名单和学员连线状态。 2) 课堂管理：可以管理上课学员的视频显示、语音发言状态。让谁显示，如何显示；让谁发言，如何发言，都随时可以控制。 3) 展示备课内容：教员可将备课内容库里的内容点击直接展示，同时对展示内容进行讲解。 4) 穿插即兴内容：学员提问或教员拓展额外知识时，可以实时快速获取各种原始内容和桌面，直接捕获，实时切换、混合，实时展示给学员，为教员节省大量的素材准备和制作的时间。 5) 头脑风暴：教员可以将学员分成若干组，进行分组讨论，让学员认知碰撞，加深印象。 6) 让学员演讲：教员可以将学员广播给其他学员，并且学员可以展示自己桌面上任何内容。 7) 专家辅教：可以请远程专家和教员接入课堂，辅助讲解。 8) 教学辅助工具：可对获取的原始内容进行标注，可以手绘内容给学员，可与学员文字交流5.2 学员端功能1) 学员可以在远程使用 IPHONEIPADANDROID电脑等客户端，用 ADSL，WCDMA，WIFI 等可以稳定访问互联网的宽带，呼入到服务器参加他的课程。2) 学员打开客户端后就可以看到课堂正在实时传输的信号，学员的音视频信号也出现在教员端。3) 学员可以看到教员和助教准备和切换并实时传输过来的信号，这些信号实时传输给所有的学员，所有学员看到的内容都是相同的。这些内容包括教员准备的网页或图像或视频文件的局部或全部的信号、一个学员或多个或全部学员的信号、教师的某一个摄像机或摄像头的信号。4) 学员可以随时按举手键，举手要求发言或演讲。在教师或助教允许后，他的音视频可以被所有学员和教员助教看到和听到。5) 学员可以远程参与多个学员的视频辩论或讨论，辩论或讨论的音视频可以被教员助教和所有远程学员看到和听到。6) 学员可以把自己电脑里的屏幕或视频文件或图片文件实时传输给教员助教，教员助教可以决定是否把这个学员的实时传输过来的屏幕或视频文件让其它远程学员一起看到和听到。7) 学员可以随时对课程表示自己的情绪，如“同意”、“反对”、“鼓掌”、“困惑”等。