高校直播教學(xué)與互動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王華文 齊貴超 吳平頤

[摘 要] 隨著教育部一流課程認定工作的推進，越來越多的信息化技術(shù)工具與傳統(tǒng)課堂深度融合，優(yōu)勢互補，高校學(xué)生的學(xué)習(xí)形式也在逐漸發(fā)生變化。近年來，高校一線教師使用不同的直播工具對直播教學(xué)做了諸多嘗試，但分析發(fā)現(xiàn)，由于各種原因現(xiàn)有直播方式不適合長期地大規(guī)模地應(yīng)用于教學(xué)中。通過設(shè)計具有操作便捷、系統(tǒng)整合、高效互動等特點的直播方案并實施，解決了大規(guī)模長期直播教學(xué)的問題。后續(xù)可以探索所構(gòu)建系統(tǒng)在更多教學(xué)場景中的應(yīng)用模式，持續(xù)推動高校課程教學(xué)方法創(chuàng)新和教學(xué)模式變革。

[關(guān)鍵詞] 直播教學(xué);視頻互動;系統(tǒng)設(shè)計

[項目基金] 2020年度華東師范大學(xué)實驗技術(shù)研究項目“大夏學(xué)堂視頻系統(tǒng)的優(yōu)化開發(fā)”

[作者介紹] 王華文（1989—），女，山東滕州人，理學(xué)碩士，華東師范大學(xué)教務(wù)處課程建設(shè)技術(shù)中心工程師，主要從事混合式學(xué)習(xí)、混合課程建設(shè)與技術(shù)支持研究。

[中圖分類號] G343[文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）14-0011-05 [收稿日期] 2021-08-17

一、背景

隨著教育部一流課程認定工作的推進，多樣化的信息化技術(shù)工具與傳統(tǒng)課堂深度融合，形成優(yōu)勢互補，高校學(xué)生的學(xué)習(xí)形式也在逐漸發(fā)生變化。近年來，最為明顯的就是高校通過各類視頻會議工具、社交直播軟件、學(xué)習(xí)平臺移動端、在線課程軟件或建設(shè)智慧教室云錄播系統(tǒng)，開展了大規(guī)模的線上直播教學(xué)活動，輔助線下傳統(tǒng)課堂，探索教學(xué)改革的新方法?？梢哉f，融合了“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”技術(shù)的在線教學(xué)已經(jīng)成為中國高等教育和世界高等教育的重要發(fā)展方向。因此，高校管理者應(yīng)該從教學(xué)管理和支持的角度，思考如何將教師在直播教學(xué)領(lǐng)域取得的階段性成果保持與發(fā)展下去，既可以保護好教師運用信息技術(shù)開展教育教學(xué)的積極性，鞏固已取得的線上教學(xué)經(jīng)驗成果，又可以延續(xù)并繼續(xù)提升教師信息化能力水平，不斷推動教學(xué)方法創(chuàng)新和教學(xué)模式變革。

二、直播課程現(xiàn)狀與需求

近年來，一線教師使用了不同的直播工具，對直播教學(xué)做了諸多嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。如使用“雨課堂”、騰訊會議等工具進行線上直播教學(xué)實踐[1];使用ZOOM會議軟件和“雨課堂”實踐混合式教學(xué)模式[2];使用中國大學(xué)慕課上的優(yōu)質(zhì)資源和釘釘社交軟件嘗試在線翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[3];使用釘釘社交軟件的直播功能探索在線教學(xué)模式及考核體系[4];使用Blackboard在線課程平臺、ClassIn在線學(xué)習(xí)軟件以及QQ社交軟件探索在線教學(xué)模式與成效[5]等?？梢园l(fā)現(xiàn)，大多數(shù)高校還沒有形成完善的在線直播教學(xué)解決方案，教師使用的工具很多是由娛樂平臺、會議平臺或教育直播平臺改造而來的[6]，可大致分為會議軟件、社交軟件、學(xué)習(xí)平臺移動端、在線學(xué)習(xí)軟件、云錄播系統(tǒng)五種類型。筆者從設(shè)備、場地、用戶、錄像方式、存儲回放、直播互動和數(shù)據(jù)記錄等方面總結(jié)了五類直播教學(xué)的特點，見表1。

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，視頻會議系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)課程直播和師生互動，硬件配置要求低，操作簡單，但軟件本身無法提供資源存儲和互動記錄。要實現(xiàn)教學(xué)視頻的共享、回看和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，還要借助其他工具。在線課程軟件可以記錄學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，支持多種在線互動，是專業(yè)的在線學(xué)習(xí)工具，但是個人使用需按班級人數(shù)付費，也可以由高校統(tǒng)一購買和部署。用客戶端或者手機App做直播的工具，視頻資源存儲在第三方平臺上或者無法自動存儲，不利于學(xué)校形成統(tǒng)一的視頻資源庫與版權(quán)管理;受限于外置錄像設(shè)備，視頻畫面大小和像素有限，視頻清晰度無法保證;信號源單一，無法兼顧教師畫面和講義畫面。云錄播系統(tǒng)作為學(xué)校的自建系統(tǒng)，可以自動錄制線下教學(xué)過程，最大量地減少教師操作;但由于無法互動，線上線下的學(xué)生在兩個空間上課，是完全“隔離”、互不打擾的狀態(tài)，線上學(xué)生沒有上課的感覺;教師只知道有部分學(xué)生同步地線上聽課，但無法具體掌握在線學(xué)生的任何動態(tài);部分高校已經(jīng)將云錄播系統(tǒng)和校內(nèi)在線課程平臺做了整合，線下課程結(jié)束后課程視頻會同步到在線課程平臺中的特定板塊，供學(xué)生隨時查看，資源的獲取與回放變得更加簡單便捷。

總體來說，現(xiàn)有的五種直播教學(xué)方式均是一線教師不斷探索總結(jié)的成果，可以短期內(nèi)支持小規(guī)模的教學(xué)模式改革，無法大規(guī)模成體系地推廣使用。需要高校教學(xué)管理者從教學(xué)服務(wù)與支持的角度提出新的直播方案來解決大規(guī)模長期直播教學(xué)的問題，新的直播教學(xué)方案需要具備三大需求。

（一）操作便捷

好用的工具都要盡量減少使用者的操作。在硬件上無須教師安裝、注冊和設(shè)置;在使用上無須過多培訓(xùn)和學(xué)習(xí)就可以熟練駕馭;使用過程要“自動化”“沉浸式”，師生參與直播并互動，但是又感覺不到教學(xué)模式的變化，課程結(jié)束后視頻自動保存并共享給每一位參與課程的學(xué)生。

（二）系統(tǒng)整合

在近些年的在線教學(xué)實踐中，大部分高校都建立了校內(nèi)在線學(xué)習(xí)平臺。作為線上課程和校內(nèi)SPOC課程的主陣地，師生已經(jīng)習(xí)慣了平臺操作。高?？筛鶕?jù)學(xué)習(xí)平臺和工具的使用情況，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上拓展開發(fā)，通過插件和功能整合實現(xiàn)直播教學(xué)與視頻回放，避免校內(nèi)多平臺并行運行與功能割裂，為師生提供最便捷的實現(xiàn)方式。

（三）教學(xué)互動

師生互動是直播教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)。學(xué)生參與課程情況，如出勤、回答問題、參與討論、共享屏幕、提交作業(yè)等活動，都可以作為教師考查學(xué)生參與教學(xué)的依據(jù)。系統(tǒng)要能夠詳細記錄每一位學(xué)生參與學(xué)習(xí)的各種數(shù)據(jù)，并能夠?qū)С龇治鰣蟾妫员憬處熂皶r掌握直播教學(xué)的質(zhì)量。

三、直播教學(xué)與互動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

（一）設(shè)計與實現(xiàn)

綜合分析現(xiàn)有軟件功能、直播教學(xué)需求和整合開發(fā)的可行性，最終采用“ClassIn+云錄播視頻拉流”的模式，通過對校內(nèi)在線課程平臺開發(fā)直播插件的方法，實現(xiàn)線上線下同步直播與回放的教學(xué)功能，工作流程如圖1。81C88CA2-D0C3-480D-A35E-1625E2B4199C

1.視頻錄制。智慧教室的教師機上已經(jīng)提前安裝了ClassIn軟件，并且將視頻信號源配置為云錄播攝像頭的網(wǎng)絡(luò)地址。借助教室內(nèi)云錄播攝像頭作為視頻錄制的終端設(shè)備，教師在課前用統(tǒng)一身份認證登錄在線課程平臺上的對應(yīng)課程，點擊進入直播課堂，創(chuàng)建虛擬直播教室，如圖2。之后系統(tǒng)就自動開啟教師機上的ClassIn軟件進入直播界面。教師可以和往常一樣，不改變傳統(tǒng)教學(xué)模式、正常上課，還可以通過ClassIn遠程互動，如遠程回答問題、在線提交客觀題答案等，如圖3。

2.視頻處理。教師在線上線下同步上課與互動時，整個教學(xué)過程會自動錄制、轉(zhuǎn)碼、壓縮、上傳并保存到ClassIn服務(wù)器上，同時把視頻生成的地址回傳到在線課程平臺課的直播插件中供師生訪問。

3.視頻訪問。教師和課程內(nèi)的所有學(xué)生可以通過統(tǒng)一身份認證登錄校內(nèi)在線學(xué)習(xí)平臺上的相應(yīng)課程，通過訪問特定功能模塊獲得所有直播視頻列表，點擊“觀看回放”就可以訪問視頻。教師有下載與刪除視頻的權(quán)限，如圖4，學(xué)生僅有觀看回放的權(quán)限。

4.教學(xué)數(shù)據(jù)分析。作為在線學(xué)習(xí)平臺的ClassIn，本身就具備學(xué)習(xí)管理的功能，直播教學(xué)中的互動數(shù)據(jù)能夠記錄并快速匯總生成對學(xué)生、班級的統(tǒng)計報告，便于教師快速、精準(zhǔn)、全面地掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，有針對性地解決共性與個性問題，充分做到因材施教。教學(xué)數(shù)據(jù)如圖5。

該方案是在教師熟悉的校內(nèi)課程平臺上整合開發(fā)直播插件，教師不用更改現(xiàn)有教學(xué)模式就可以兼顧線上線下的同步學(xué)習(xí)、交流互動與視頻回放，操作簡單上手容易。云錄播系統(tǒng)的攝像頭均是高清的且自帶追蹤功能，線上學(xué)生可以清晰看到教師的一言一行、教學(xué)板書和幻燈片。視頻存儲在ClassIn的云服務(wù)器中，集中訪問亦不會影響學(xué)習(xí)平臺本身的速度。

（二）使用效果

經(jīng)過筆者所在學(xué)校的管理者和師生共同探索，逐步形成了“ClassIn+云錄播視頻拉流”的直播教學(xué)模式。系統(tǒng)高度整合，操作簡單，真正幫助學(xué)生完成了實時在線聽課、有效教學(xué)互動、課前課后過程性評價等一系列高階的復(fù)雜教學(xué)活動，切實保障了線上學(xué)習(xí)的同質(zhì)等效。同時，教師的信息化水平有了突飛猛進的提升，能夠主動思考變革教學(xué)模式，重塑教學(xué)內(nèi)容、重做教學(xué)設(shè)計，更傾向于多樣化、過程性的考評方式。經(jīng)過不斷優(yōu)化，該系統(tǒng)在“大班教學(xué)、小班輔導(dǎo)”的“1+N”教學(xué)模式、多校區(qū)互動課、跨校資源共享課、國外專家教授的暑期榮譽課程中發(fā)揮著越來越重要的教學(xué)支持作用，還持續(xù)為國際學(xué)生、跨校交流生、因各種原因無法出現(xiàn)在課堂上的學(xué)生、校內(nèi)會議同步直播等提供支持，成了高校教學(xué)運行中必不可少的工具。

四、總結(jié)與反思

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”教育的興起，越來越多的高校希望通過信息技術(shù)手段推進教學(xué)改革。在線教學(xué)積累的寶貴的教學(xué)經(jīng)驗和一線教師真切的教學(xué)努力必將會把近年來直播教學(xué)的積極性和優(yōu)勢保持下去?！癈lassIn+云錄播視頻拉流”的直播教學(xué)模式在繼續(xù)承擔(dān)好現(xiàn)有教學(xué)任務(wù)之外，還可以為后續(xù)的混合課程建設(shè)、“1+N”教學(xué)模式推廣等打下了扎實的基礎(chǔ)。

（一）助力混合課程建設(shè)

混合課程不僅僅是指課程在形式上采用線上線下的混合，更是要為學(xué)習(xí)者的個性化學(xué)習(xí)提供更具針對性更及時豐富的支持與服務(wù)。在混合課程中，教師可以采用直播教學(xué)與互動系統(tǒng)隨時發(fā)起在線研討、小組討論、教師提供個性化學(xué)習(xí)支持，同時將互動過程錄制下來供全班同學(xué)觀摩學(xué)習(xí)。

（二）實現(xiàn)“大班授課、小班輔導(dǎo)”的“1+N”教學(xué)模式

所謂“大班授課”是指針對量大面廣的基礎(chǔ)課，要充分發(fā)揮教學(xué)團隊的師資力量，讓所有修讀這門課程的每個平行班級的學(xué)生同時參與到同一堂名師課程中來，平等地享受優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，即所謂的“1”。在此過程中可以充分利用直播教學(xué)與互動系統(tǒng)，一個班級在線下上課，其他多個班級在線上同步聽課并互動。所謂“小班輔導(dǎo)”是指多個平行班自主開展個性化討論、答疑、互動、評價等課程，教師和助教有針對性地對學(xué)生所學(xué)查缺補漏，真正做到分層教學(xué)、因材施教，即所謂的“N”。在此過程中，也可以充分利用直播教學(xué)與互動系統(tǒng)，將課堂互動討論全過程記錄下來，以供學(xué)生課后回顧復(fù)習(xí)。

參考文獻

[1]付勇軍，陳躍，徐先鋒，等.基于“雨課堂”的專業(yè)課線上直播教學(xué)模式[J].湖北理工學(xué)院學(xué)報，2021，37（3）：55-60.

[2]彭桂英，郝鈺，李杰.基于雨課堂結(jié)合Zoom直播的混合式教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)與微生物學(xué)中的實踐探索[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床，2021，41（4）：611-614.

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[6]楚風(fēng).2021教學(xué)直播平臺潛力排行榜[J].互聯(lián)網(wǎng)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