遠程教學交互平臺及監督平臺設計思考

孫學朋

摘 要：本文主要圍繞遠程教學交互平臺及監督平臺所包含的綜合網絡系統、大屏幕顯示系統、中央控制系統、音頻會議系統、遠程視頻監控系統、多媒體互動系統、移動視頻互動系統、辦公家具、供電保障系統及裝飾工程等九個子系統的技術方案和各個子系統的設計方案進行探索設計，最終通過云桌面、手機APP、PC端實現遠程教學交互，同時實現教學監督督導及教學視頻資源錄制點播功能。

關鍵詞：遠程教學；交互平臺；監督平臺

1 平臺概要

遠程教學交互平臺及監督平臺是將視頻互動同步課堂教室、錄播教室相結合的一種教學內容呈現方式，將理論教學和直觀教學有機的結合在一起，調動學生的多種感官參與學習，提升了教學質量、提高了教學效率、擴大了教學規模。由于遠程教學交互平臺及監督平臺的使用人和收益人是教師和學習者，因此，在建設該平臺中，應遵循先進性、實用性、易用性、穩定性、可擴展性和兼容性等原則。

2 技術方案

2.1 綜合網絡系統

綜合網絡系統建設為支持語音、數據、圖像等業務信息傳輸，同時充分考慮到近期實際使用和中遠期發展的需求，進行合理的系統布局和管線設計。系統設計符合TIA/EIA六種布線標準和相關國內標準，符合國家現有工程設計標準。綜合布線系統數據傳輸主干采用光纖支持多媒體數據傳輸，構建千兆以太網。語音傳輸中繼與大量電纜，以確保語音傳輸的質量。水平配線架采用快速連接配線架，電纜傳輸性能優異。系統設計有利于管理，維護和安全，并充分考慮未來網絡結構的變化，擴展和滿足新技術開發的需要，實現平滑過渡的可行性。

2.2 顯示系統

顯示系統用于顯示各種類型的視頻信息和VGA圖像，使用液晶大屏幕，采用55英寸超窄LCD單元，按照3（線）×6（列）拼接方式 以完成高清晰圖像顯示要求。采用VewellSN系列專業顯示器。在大屏幕的頂部安裝LED雙色文字時鐘屏幕，用來顯示滾動字幕和一些實時信息。所有視頻源都從視頻矩陣切換到大屏幕。在源選擇中，系統可以是遠程視頻信號，由相機捕獲的圖像，計算機信號，DVD視頻信號，顯示視頻信號如顯示器。

2.3 中央控制系統

集中控制系統的主要作用就是集中控制眾多的不同的電氣設備，允許在一個工作臺上遙控操作受控設備的主要功能。操作上提供一個直觀易用的計算機操作調度界面，直接遙控設備的運轉，工作人員只需觸發控制器上的鍵或按鈕，甚至觸摸屏上的菜單，就可以控制如電器的開、關動作，燈光的開關、明亮調節，DVD的播放，投影機的各種工作模式和參數的設置，視、音頻切換器的操作控制、音響設備的音量控制，攝相機的云臺和鏡頭控制，數字會議系統的模式、發言人選擇等。

2.4 擴聲系統

擴聲系統設計考慮了施工環境和電聲系統設計，大廳擴聲自然，聲音分散良好，聲場分布均勻，響度適當，自然良好。在擴聲系統方案中，我們根據用戶的實際需要，根據電聲技術和相關語言標準對聲音進行聲學設計。

2.5 數字會議發言系統

數字會議系統，包括會議代表機器講話功能，機器主席，解釋器單元，雙音頻接口，多連接器等。參與者能夠通過發言設備參加會議，滿足會議請求，注冊他們的演講，接收屏幕顯示，參加電子投票，接受同聲傳譯，并通過內部通信系統與其他代表溝通。不同的代表獲得不同的設備。代表可以通過申請加入會議之后享有聽取意見的權利，但他無權發言。麥克風是參與者參與討論的通信工具。代表通過代表機參加會議。主席麥克風控制整個投票過程。最終投票結果顯示在主席單元上。主席機主要用于管理和控制，大多數機器的主席有三個控制鍵：打開鍵，清除鍵和優先鍵。清除鍵可以終止所有代表機器的通話狀態。優先級鍵允許主席隨時插入討論。它還可以暫時關閉代理或完全清除所有代表講話功能。主席單元的開/關按鈕具有優先權，可以關閉所有代表麥克風。

3 子系統設計方案

3.1 綜合網絡系統

從中心機房引入一條光纜至視頻互動教室實現下發400個子教室的圖像、聲音等信號的傳輸，所有信息點的弱電線纜布線始點均從視頻互動教室控制室起，交換機、配線架等設備置于控制室機柜里。電話、網絡線和大屏幕、攝像頭、音響等專用線纜，通過吊頂上方或地磚下面布設，所用線管（槽）采用鍍鋅鋼管或金屬線槽。后排的控制臺采用地面暗盒預留的方式，前方的觀摩區域都連線到桌面信息插座。

3.2 大屏幕顯示系統

本設計方案投影單元選用18臺高清小拼縫拼接單元進行3行6列的排列。主要包括LCD投影單元、多屏拼接控制系統、控制軟件系統及相關外圍設備（框架、底座、線纜等）組成。根據實際工程實施經驗，并結合現場的裝修設計，現場定制組合屏底座。整個大屏顯示系統以拼接控制器作為控制核心，該拼接控制器支持多種視頻輸入、輸出業務板，并且所有業務板可以混插，同時提供了高速網絡接口，接入本地局域網，可以接入前端網絡攝像機的網絡視頻數據、模擬視頻信號、其他業務系統計算機顯示信號或網絡遠程桌面，通過內部拼接控制功能和強大的數據處理能力，實現圖像的拼接和漫游操作。

3.3 中央控制系統

遠程教學交互及監督平臺教室主要有包括視像投影系統、視頻展示系統，音響系統，各種燈光、電動窗簾等環境設備和其他辦公電氣設備等。中央控制系統主要由四個部分組成：中央控制器、控制面板、總線控制器和控制執行器。

3.4 數字會議系統

系統具有全數字音頻技術設計，音頻信號由專用高性能DSP處理，輸出音頻可達到CD音質。代表們可以聽到清晰順暢的聲音，這將使會議更輕松和快樂；具有很好的抗地線和電源線干擾能力；長距離傳輸音質不會衰減；系統包括引領就座、會議討論/發言、有線同聲傳譯、無線同聲傳譯、攝像自動跟蹤、同步數字硬盤錄音錄像等功能。

3.5 辦公家具

符合國家相關環保標準要求；具有可安裝液晶顯示器的托臂；整體操作臺滿足24/7工作環境的要求，結構牢固；控制臺內部安裝電腦后，為了確保主機系統的正常工作以及監控環境的要求，采用自然通風的方式，通風方式確保主機安裝室內的溫度不影響主機的正常工作；整體操作臺為現代開放式結構。

4 結語

遠程教學交互平臺及監督平臺實現了以建設、應用和共享優質數字教育資源為手段，促進了優質數字教育資源共享，提高了教育教學質量，推進了信息技術與教育教學深度融合，培養了學生信息化環境下的學習能力。該平臺將視頻互動同步課堂教室、錄播教室相結合，將理論教學和直觀教學有機的結合在一起，調動了學生的多種感官參與學習，提升了教學質量、提高了教學效率、擴大了教學規模。該平臺具有廣泛的應用性，實現的目標有制作精品課件、翻轉課堂、實時互動教學、教育資源庫及內容建設和網絡觀摩教學及監管等。