“同步课堂”技术助力教学视频资源管理整合及校内外远程互动教学

新时代赋予了教育信息化新的使命，为引领推动教育信息化转段升级，教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》，到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标，即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建成“互联网+教育”大平台。

西悦城第二小学在信息化建设方面，全面落实立德树人根本任务，聚焦新时代对人才培养的新需求，落实教育信息化工作核心目标与宏观要求，搭建 “互联网+教育”的全链条（学校、老师、学生、家长）、全方位打造“高效教学、快乐学习、科学辅导”的教育信息化体系，建立学校、教师、学生、家长的良性互动生态。

一、“同步课堂”体系建设目标

“同步课堂”由“智能录播云”、“学校视频资源应用云”、“互动云”三部分组成，形成学校内外云应用服务。

1.推进学校优质教育资源全覆盖

通过硬件建设和优质数字教育资源传送，基于远程互动技术，实现专递课堂、同步课堂等教学模式的展开，促进了教学点开齐课、开足课、开好课，逐步提高了教育教学质量，推进优质资源均衡化建设。

2.形成学校内视频资源共建共享环境支撑环境

云平台能进行直接的对接与资源管理，学校可以利用平台建立本校的校本视频资源，实现视频资源的共建与共享。

二、“同步课堂”体系建设的主要内容

1.构建智能录播云。通过分布式部署多台性能强大的录播式主机在多间教室中形成智能录播云，能实现课堂实况自动拍摄的功能，真实完整还原教师讲解、学生听课、提问等各个环节的授课情况。录播设备采用嵌入式架构，具有功能强大、操作简单、性能稳定等特点，录播云具有低带宽占用、高质量录制、节能环保等特点。

2.合理利用网络资源及服务器资源部署视频应用的统一管理平台。以性能强大的录播主机为基础录播云，通过云平台的统一调度与管理，轻松实现对学校录播设备、录制视频资源、视频应用用户（教师、学生、管理者）的集中管控及应用。

3.通过互动录播系统，能灵活开展“一校带多校、一点带多点”同步课堂教学模式。主讲教室可通过交互控制面板任意选择建立连接的教室进行互动讨论。

4.微媒体发布系统实现将音视频节目通过网络方式推送到各个课室终端，解决学校有线电视节目直播、学校活动直播、校园文化视频及校园通知公告等各种媒体流信息推送到各个教室的需求。

三、同步课堂的具体建设

为满足本地优质学校教师同时对本校、本地薄弱学校班级学生开展一对一（一对多）远程教学，互动实时，声画同步，异地学生可在其教室老师的辅导下实现课堂答疑、课件展示等教学互动。可基于录播+互动的一体式建设模式，基于部署录播系统，实现对教学画面的采集与录制，并支持远程教学互动能力，实现覆盖教学教研全流程的同步课堂互动。

采用“录播+互动”“云+端”一体化设计方案，在主讲教室内部署录播主机，支持视音频远程互动功能，互动画质支持高清1080P，在完成互动教学的同时完成互动过程的全自动录制、直播。

同步课堂主讲端的优秀教师在教室向本地听课学生及远端学生真实讲课，授课画面、本地课室学生听课画面可通过互动录播系统实时传送到远端听课教室的互动大屏中；让优秀教师在主课堂讲课，分课堂的教师根据教案辅助教学，连线两端的师生可实时交流。

1.常态化录播教室

常态录播教室采用互动录播建设方案，系统在解决与听讲教室之间的教学互动的应用下，亦可为学校的日常教学提供课堂录制、直播等功能。

采用基于“电子云镜”技术的常态化互动录播方案，在保证教学画面和录制的前提下，具备部署方便、经济实惠、可扩展性高等优点，单个摄像机完成“特写”和“全景”两个场景画面拍摄录制。集成远程互动和图像跟踪功能，实现课堂教学和互动课堂的全自动跟踪拍摄，支持1080P高清画质。采用常态化录播主机搭配双机位的方式实现“四拍摄场景+电脑画面”的场景应用。

听讲教室采用互动系统的建设方案，基于部署方便、功能集成、性价比高的录播系统解决与主讲教室之间的教学互动。针对部分听课教室仅存在学生的场景，可部署简易式互动终端，实现远程教学互动需求。

2.常态化听课教室

听讲教室采用互动系统的建设方案，基于常态化录播系统解决与主讲教室之间的教学互动。

使用两机位常态化录播方案采用“录播+互动”“云+端”一体化设计方案，录播主机支持视音频远程互动功能，互动画质支持高清1080P，在完成互动教学的同时完成互动过程的全自动录制、直播。听讲教室可实时查看主讲端授课画面及教学资源画面。同时可将听课件教室的画面及听讲教室的电脑视频画面同步传输至远端，方便主讲教室与听讲教室之间师生互动、生生互动、教研互动等多种互动需求。

3.互动录播教室建设

录播教室作为分布于各个主讲教室、听讲教室，应具备资源录制、画面导播、远程互动等多种功能于一体，为确保设备稳定性，采用嵌入式架构，方便后期维护和常态化使用，整体互动录播教室系统中应由视频采集系统、音频采集系统、视频导播系统、导播系统等、跟踪系统、显示系统、音响系统等模块构成。每间录播教室应默认配置相关的音箱、大屏一体机、互动显示器等实现声音环出及画面环出设备。

核心录播系统整体设计涵盖“建设”、“应用”与“管理”三个方面的服务。资源建设是整个系统设计的基础，通过建设录播系统打造视频录制需求的硬件支撑。每套录播系统独立部署于每间录播教室，录播系统之间的运作相互独立、互不冲突。每间录播教室录制的教学视频资源保存在对应录播主机的内置存储空间中，管理员可单独对每间录播教室进行电源控制、远程导播、登录权限等管理。

4.校园视频资源平台建设

部署在各个教室的录播设备把精彩的教学过程记录后，将会自动把教学资源汇聚到校园视频资源平台中，为学校师生提供点播、大规模直播等功能。同时为各个学校开通腾讯云视频空间，让家长能通过微信APP查看精彩的校园视频。

校园视频资源平台提供完善的功能模块，为学校教学视频资源的建设及应用提供各种应用服务。

平台支持对优课资源自定义，优课录制完成后，可把区域内的优课资源自动进行上传云聚合，按照年级、学科自动归到相应的类别中，对优课资源进行有效的颗粒度管理，并便于学生的点播学习。

举行大量视频公开课或者其他视频直播活动，资源管理应用平台为学校提供大规模视频直播功能，类似于门户网站直播，无需登录、预约即可浏览。直播过程时提供实时在线文字和语音评论功能，提供二维码扫描功能，通过扫描二维码可参与直播观看。

直播过程中可实现实时PC端、Ipad移动端进行视频、语音、文字评论，方便授课教师汲取建议，依次改进授课技能。

四、“同步课堂”体系的优势

1.云聚合应用技术

教学视频应用云平台基于云架构设计的视频服务聚合技术，能将分散在各个教室的录播系统、所有底层视频传输服务进行聚合，提供符合教学设计的视频应用服务，包括视频资源管理、点播、直播、评价等。同时支持基于flash和HTML5的播放设计，提供多终端良好的用户播放体验，满足翻转课堂应用需求。

2.合式互动云平台

互动云平台采用混合云部署模式，兼容数据安全与可扩容性，私有云采用将互动云主机部署至教育局数据机房的方式，具备完善的双机热备及管控功能，能确保区域内互动应用网络带宽稳定及灵活便捷和安全，适用于同步课堂、远程教研会议等应用场景。具备良好的数据安全性和稳定性。公有云采用云端部署的模式，具扩容、无需维护等特点，提供覆盖全国的远程互动能力，前端设备可基于服务的方式，无需部署其他硬件，即可实现跨区域互动应用。

3.灵活互动模式

所有教室内部署的录播设备，均内置互动功能，支持云互动与内置互动两种模式，云互动模式中基于互动云平台可任意创建会议，实现1-N的大型互动，主要应用于同步课堂及教研会议等大型互动需求的展开。针对日常教学，可基于内置互动，通过录播主机内置的4点互动模块，基于结对组的形成，可灵活实现1拖3互动教学帮扶模式。使用时，只需基于控制面板，即可快速创建互动，轻松实现主讲课室与互动课室的一键联接。确保教师可以迅速掌握操作方法，不增加使用负担，可常态化开展教学应用。

“同步课堂”体系的建设和使用，实现了录播设备与教学视频资源管理整合以及校内外远程互动教学。通过分布式部署多台性能强大的录播式主机在多间教室中形成智能录播云，能实现课堂实况自动拍摄的功能，真实完整还原教师讲解、学生听课、提问等各个环节的授课情况。

通过云平台的统一调度与管理，实现对学校录播设备、录制视频资源、视频应用用户（教师、学生、管理者）的集中管控及应用。

通过互动录播系统，能灵活开展“一校带多校、一点带多点”同步课堂教学模式。主讲教室可通过交互控制面板任意选择建立连接的教室进行互动讨论。

通过“同步课堂”技术与学校教育教学的深度融合，大大提升了原有的单一的录播设备的在教学上的应用，也切实解决了学校对教学视频资源管理整合以及校内外优秀教师远程互动教学的需求。