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贵州:关于老年远程教育互动直播平台建设的思考

2018年11月06日 来源: 阅读:109次

---以贵州省老年远程教育互动直播平台体系建设为例

贵州省老年教育工作领导小组办公室  

 

内容摘要:《老年教育发展规划(2016年—2020年)》提出:到2020年50%的县(市、区)可通过远程教育开展老年教育工作。为实现“人人皆学、时时能学、处处可学”的目标,在提出创新老年大学办学模式的同时,提出发展老年远程教育,推动信息技术融入老年教育全过程,推进线上线下一体化教学,支持老年人网上学习。基于设计中的传输网络平台,计划设计建设一个先进、可靠、安全的高清互动录播系统,可以全面实现数字化的高质量远程授课、精品课程录制、教育资源共享、远程视频会议、远程监控等应用,本文提出在贵州省创建“老年远程教育互动直播平台”,包含贵州老年大学全部教室、100%的市(州)级老年大学、100%的县级老年大学、部分乡(镇)及村(社区)老年学校,实现直播互动教学并存贮优秀课件点播运用,第一期预计受益学员15万人。

关键词:老年远程教育  互动直播平台  体系建设  思考

2016年10月国务院办公厅印发了《老年教育发展规划(2016年—2020年)》,对加快发展老年教育、扩大老年教育资源供给、创新老年教育体制机制、提升老年教育现代化水平做出了重要部署,提出明确要求。特别提出到2020年,力争50%的县(市、区)可通过远程教育开展老年教育工作。在提出创新老年大学办学模式的同时,提出发展老年远程教育,推动信息技术融入老年教育全过程,推进线上线下一体化教学,支持老年人网上学习。这是方便广大老年就近学习,办好家门口学校的重要渠道,是服务于老年人多样化、个性化学习的重要方式,是提高老年教育可及性的重要举措,也是实现老年教育现代化的重要标志。

发展老年教育是满足老年人学习需求的一项紧迫任务。据2016年统计,贵州省共有1459个乡(镇)、14592个村(社区),60岁以上老年人554.2万人,占年末常住人口比重为15.6%,比上年增加20.2万人,上升0.59个百分点。2017年贵州省已建各级各类老年大学(学校)3761所,其中省级校1所,市州级校9所,县级校88所,乡镇校1423所,村社区校2152所,省直机关高校企业老年大学13所,其它学校65所。在校学员人数394630人。已建成老年远程教育收视站点1926个,参加学习老年学员15.8万余人。按照“扩大老年教育覆盖面,方便老年人学习条件、使更多的老年人参与到学习中来”这一基本思路,老年远程教育的重心在社区、在农村、在基层各个学习收视点上,要形成老年学校教育、老年远程教育、老年社会教育结合的办学格局,更显得抓好老年远程教育平台建设的重要性。本文提出在贵州省创建“老年远程教育互动直播平台”,包含贵州老年大学全部教室、100%的市(州)级老年大学、100%的县级老年大学、部分乡(镇)及村(社区)老年学校,实现直播互动教学并存贮优秀课件点播运用,第一期预计受益学员15万人。

一、提出背景

《国家中长期教育改草和发展规划纲要》指出,要“大办发展现代远程老年教育,建设以卫星、电视和互联网等为载体的远程开放继续教育及公共服务平台,为学习者提供方便、灵活、个性化的学习条件”。随着国家对教育行业的重视程度逐步提升,学校信息化建设的不断完善,高科技产品在学校应用的不断普及,全自动、全互动的多媒体录播教室以及多媒体资源管理平台的建设逐渐进入到大中小学的未来建设之中。国家教育局、教委对精品课程录制重视由来已久,为了实现教育资源共享,教学质量提升,多媒体远程授课,国家积极资助、鼓励学校建设多媒体互动智能录播教室以及多媒体资源管理平台。录播教室的建立、精品课程的录制、远程互动教学的普及不仅提高了学校的教学质量,人才的培养,同时也提高了学校的知名度,是学校未来建设的必选工程。

二、建设的必要性和依据

近年来,随着电子信息技术的快速发展,以全球化、网络化、智能化为趋势的办公方式越来越受到各行各业的青睐,远程互动录播系统在这个大趋势下应运而生。远程互动录播系统以其灵活的教育方式,个别化的自主学习方式,使教育机会均等,人人终身受教育成为可能,从而满足了社会各种不同年龄段、不同岗位的人的需求。经过近些年远程教育的不断发展,对互动教育的需求和模式有了更高的要求和期望,通过网络将多媒体教室融入到远程教育系统,突破时空的限制,实现教学资源的共享,提供更多的学习机会,实现跨教室、跨校区、跨区域远程实时多媒体交互式的教学新方式。主要建设的依据:

1.利用性。系统设计应充分考虑与其他系统的接入,如网络、摄像头、计算机、显示设备,降低成本。

2.先进性。系统设计达到国际一流水平,且切实可行并容易实现;遵循国际标准和国内外有关的规范要求;符合计算机、网络通讯技术和视频会议技术的最新发展潮流,并且是应用成熟的系统;互动录播系统要达到720p、1080p高清直播及录制,要与时俱进,全面利用网络资源,给收视者带来视觉上的冲击和震撼,充分展示教学的每个细节。

3.实用性。针对用户实际应用的特点,系统具有多种软硬件的管理方式,图形管理界面;录播系统设计应符合工程的实际需要;系统配置即强调先进性也要注重实用性,系统配置的经济效益,达到综合平衡;根据实际需要进行系统功能的定制模块开发;系统操作的简洁方便,实现一键式的切换操作。

4.可扩展性。录播系统设计要考虑今后网络的发展,软硬件必须留有充分的扩充余地,为2次投资节省费用;考虑设备的升级实现与其他系统的互联,比如与培训中心或者学习中心点播平台的无缝对接;系统能与兼容目前所有网络设备的协议,并具备信息流传输的低延时。

5.可靠性。具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力,能长期稳定的工作;系统启动快,系统掉电后再来电或网络传输中断后再恢复正常,系统恢复工作迅速;故障率低,维护维修方便。

6.兼容性。系统具有良好的兼容性,保证系统和现有的系统资源以及未来的资源需求,直播系统与Windows操作系统无缝连接,支持各种PC浏览器终端、Android移动设备、IOS设备收看直播,无需安装专用播放插件。

三、建设方案

项目建设需求有2+1、3+1、4+1、5+1共4种解决方案,每种方案整体功能均差别不大,主要区别在设备清单上。计划第一期在省老教办(贵州老年大学)按照“5+1解决方案”建设1个主播点;在贵州老年大学50个教室和全省现已建成的1926个老年教育收视站点,按照“2+1解决方案”创建贵州省第一期“老年远程教育互动直播系统”,覆盖贵州老年大学50个教室、9所市(州)级老年大学,88所县级老年大学,部分乡(镇)级老年大学和村(社区)老年学校,受益学员15万人。

根据与相关厂商联系,主播点、每个收视点的的平台管理费用为999元/年。中心机房、录播教室、互动教室、移动端(直播/点播/互动)、远程听课教室(直播/点播),视频会议系统设备、其他音视频设备(摄像头、麦克风、调音台、功放、音箱等),由主播点、各个收视点自行承担。一般主播点的基础设施建设费用在5万~几十万不等,各个收视点可以使用原有投影教室,在此基础上增加的费用不超过1万元。

1.在省老教办主播点选择:5+1解决方案

5+1解决方案,互动录播服务器具备最大6路高清视频采集能力,包括5路SDI高清信号:老师全景、老师特写、学生全景、学生特写以及板书特写;1路DVI高清信号:教师讲课PPT信号。

录播系统可同步录制视频、音频和计算机动态屏幕内容,即可将教学现场的图像、声音和所讲解的课件、讲稿、鼠标操作轨迹以及电子白板上书写的内容等计算机屏幕上所显示的内容同步录制到一个文件中。

2.在各收视点上选择:2+1解决方案

2+1解决方案,互动录播服务器具备最大3路高清视频采集能力,包括2路SDI高清信号:老师全景和学生全景;1路DVI高清信号:教师讲课PPT信号。

录播系统可同步录制视频、音频和计算机动态屏幕内容,即可将教学现场的图像、声音和所讲解的课件、讲稿、鼠标操作轨迹以及电子白板上书写的内容等计算机屏幕上所显示的内容同步录制到一个文件中。

基于对项目背景和需求的分析,提出使用互动录播系统来满足客户的使用需求。互动录播系统是一个完整的平台系统,从前端教学视频资源的生成,到后端视频资源的发布与应用、摄像机导播切换控制,提供完整的产品与相关设备,支持标准视频MP4格式的文件。系统建设设计主要分为五个部分:中心机房、录播教室、互动教室、移动端(直播/点播/互动)、远程听课教室(直播/点播)。

四、实现功能

1.远程互动授课互动过程中,参与互动课堂的各方可分为主讲教室和听讲教室两种角色,听讲教室录播设备接收主讲教室的导播视频,并解码输出到大屏幕,供本教室学生观看。听讲教室的学生可以举手向主讲教室提问,当主讲教室接受提问请求时,听讲教室则可以在互动课堂中发言。同时,可以广播听讲教室学生画面,这样每个教室都可以看到,发言方与主讲教室的互动过程。互动录播设备还将记录整个互动过程,并且把发言方学生信号合成到直播流,这样,不但课后可以重现互动场景,更可以让所有观看直播的用户看到整个互动过程,加强课堂的感染力。

2.Web管理与跨平台直播/点播内建课件点播、课件管理web。支持课件的修改、点播、下载、删除操作。支持录制课件,自动上传到资源平台,集中存储,自动生成点播课件。采用标准RTMP协议,支持IE、Firefox、Chrome、Safari等浏览器无插件直播。录播系统内建Web服务器与流媒体服务器,支持单机直播。支持向FMS、Nginx、red5等直播服务器推送直播流,支持网页收看直播,无需安装任何插件。

3.多机位跟踪导播互动录播系统的跟踪技术采用图像分析+人脸识别双项技术,可以锁定跟踪单个目标, 即使教师长时间完全静止在讲台上,在教师脸部不被完全遮挡的情况下,摄像机仍能一直锁定跟踪教师,不会跟踪其他目标;教师走下讲台后能继续跟踪, 跟踪范围覆盖到整个教室跟踪时,教师在人脸不被完全遮挡的情况下,不会被其他运动目标干扰。

4.课件上传备份1)互动录播支持课件上传功能,可以通过FTP方式把文件上传到第三方FTP服务器备份,同时可以把课件上传到资源平台或者第三方流媒体服务器,从而实现课件的分享能力提升,对外提供更好规模的点播服务。(2)互动录播支持自动上传和手动上传两种上传方式,自动上传是指录制完成后,系统把录制的课件上传到用户配置的FTP服务器。

5.互动微课、精品课程录制互动录播系统可同步录制视频、音频和计算机动态屏幕内容,即可将教学现场的图像、声音和所讲解的课件、讲稿、鼠标操作轨迹以及电子白板上书写的内容等计算机屏幕上所显示的内容同步录制到一个文件中。

6.导播功能采用自研图像分析算法,实时分析老师画面、学生画面和VGA画面,当学生起立回答问题时,从老师画面切换到学生画面,当学生回答完毕坐下后,切换会老师画面;当VGA画面有翻页动作是,切换到VGA画面,当VGA画面静止时间超过5秒后,切换回老师画面。

7.课件采集与侦测DVI采集,采用高品质硬采集方式,避免了软采集中需要禁用硬件加速造成的教师机性能受限,或不禁用硬件加速造成的影片播放无法采集的现象。

8.字幕、台标、片头片尾1)字幕:导播视频字幕叠加。(2)台标:至多支持五个台标、校标、内容图片叠加,位置可调。(3)片头片尾:片头片尾自动拼接、手动拼接。

9.录播控制台管理/API接口。(1)互动录播自带互动录播控制台软件,可在web首页下载安装,互动录播控制台软件可以通过网络远程控制录播设备,包括导播控制、摄像头云台控制、互动过程控制、设置台标/字幕,更能实时查看互动录播的各路视频以及参与互动的远程各方视频。(2)提供基于HTTP标准的远程管理API接口,方便资源平台对录播设备的管理,以及第三方平台集成互动录播功能。具体可以提供录播设备系统信息、获取录播状态、直播控制、录制控制、导播控制、重启、上传参数设置、资源模式参数、摄像头控制、请求巡课、互动控制、上传控制接口等。

五、平台管理

资源管理平台是实现录播教室的集中化管理平台,可以对学校的所有录播教室进行集中管理,所指管理包括直播管理、点播管理、设备管理、组织架构管理、用户管理、课表管理、在线巡课、在线编辑;在此基础上实现校园录播的自动化和常态化。同时与视频会议系统相结合,实现对远程互动课堂互动的管理。

1.站点管理用户可以对资源平台的站点名称、LOGO、联系方式、域名、版权、免责声明、公告、导航栏、推荐栏、栏目进行配置管理,影响首页的展示。

2.组织架构管理用户可以根据其实际组织架构情况,在平台上配置多层级的组织架构,组织架构影响权限的管理。

3.录播教室管理平台可以管理多个录播教室,用户把需要管理的录播教室配置到平台,平台即可实现对录播设备的管理,录播教室可以关联到不同的组织中,以便分别管理。

4.互动课堂管理互动课堂管理涉及互动服务器和录播教室,用户首先需要把互动服务器配置进平台,并且为每个录播教室分配互动帐号,然后用户可以选中几间录播教室一起创建互动课堂。

5.用户管理指用户的创建、删除、修改,平台不支持用户注册,只能由管理员来统一分配用户;用户管理页面可以查看用户所扮演的角色,可以对用户重新分配角色。

6.角色管理角色是权限分配的最小单位,角色是指拥有相同权限的一组用户,可以为其配置权限和分配用户,用户可以按其实际需求创建角色。

7.权限管理系统定义了一系列权限,权限管理是指对不同的角色分配不同的权限的管理过程。

8.系统管理系统管理支持查看的设备信息型号、设备序列号、系统版本号、磁盘占用情况、网络配置信息;执行修改网络配置、执行时间同步、升级、重启系统等操作。

9.日志管理日志管理记录用户对平台的所有操作记录,用户可以按需求查看日志,日志管理保存近3个月的操作日志,超出部分自动清理。

10.用户个人空间个人空间是用户的私有操作空间,按照权限的不同,个人空间有不同的呈现。

11.课堂管理课堂管理是平台实现自动化录课的关键,用户根据日常教学计划来配置课表,平台则按照课表的配置来执行任务计划,每个课程必须包含开始时间、结束时间、录播教室、互动帐号、课程名、授课老师ID、科目等信息。课堂管理包括课表导入/导出、课表添加、申请开课、开课审批等功能。

12.在线编辑用户通过平台可以对平台上的课件进行编辑操作,包括修改课件信息、剪辑、合并、添加字幕、添加台标、添加片头片尾、添加索引等编辑动作。

13在线巡课有权限的用户可以通过资源平台产品多间录播教室的视频,了解录播教室的上课情况。用户能巡视其权限范围内的所有教室视频。

14.直播管理直播管理包括正在直播列表、直播预告、观看直播功能,系统跟据课表的配置,自动开启对应录播的直播推流功能,在平台上提供直播服务,相应信息展示在正在直播列表中,用户可以点击对应的链接观看直播呢。系统根据课表的配置,把将来1天内即将开始直播的课程展示在直播预告列表中。

15.点播管理点播是指已存在的课件的在线观看,点播过程中,用户可以控制视频的播放、暂停、停止、全屏,同时在点播页面中,用户可以对课程进行文字评价;点播页面还会展示本课程的详细信息以及该授课老师的其它课程,方便用户观看。

16.资源管理课件资源的增、删、改、查、分组、审核等操作。

17.大容量并发单台设备支持500点@1M直播点播并发,支持集群扩展,可以实现10000点直播点播并发。

18.自动转码支持ASF、WMV、3gp、AVI、RMVB等主流格式视频文件转换成标准MP4文件。

六、平台特点

1.一体化录播系统互动录播集成了视频会议功能,实现教室与教室音视频互动,PC、移动终端等设备与录播教室的远程音视频互动,真正实现远程教学。 支持2路SDI视频和1路VGA输入,HDMI、DVI、VGA视频输出;支持1路3.5mm Mic in音频输入,1路3.5mm 线性输出(Line out)音频输出;内置2T机械硬盘,满足常态化录课需求。

2.部署简单,轻松融入现有多媒体教室环境系统安装部署非常简单,整套系统采用整体打包方式,所有设备由统一机箱部署,只需要接入多媒体教室的各种信号线,系统即可投入使用,现有多媒体教室内的各种设备均可保留。其中录播主机自带视频输出接口,可实现1080p视频信号的多画面合成后输出显示,非常适合远程互动教学内容的需要。

3.互动授课支持同时与远程教室互动,进行音视频互动授课,包含加入互动课堂、请求发言、指定发言、拒绝发言; 互动过程中参与互动课堂的各方可分为主讲教室和听讲教室两种角色,听讲教室录播设备接收主讲教室的导播视频,并解码输出到大屏幕,供本教室学生观看;听讲教室的学生可以举手向主讲教室提问,当主讲教室接受提问请求时,听讲教室则可以在互动课堂中发言。

4.跨平台资源分享用户可在任何终端(IOS、Android手机端)参与互动,并支持平板电脑参与互动。系统采用跨浏览器,跨平台的支持设计,用户控制和访问可以在所有流行的浏览器中进行,包括IE、Firefox、Safari和Chrome,同样可以通过Windows和Mac 平台访问。

七、结束语

第一期拟创建贵州省第一期“老年远程教育互动直播系统”,覆盖贵州老年大学50个教室、9所市(州)级老年大学,88所县级老年大学,部分乡(镇)级老年大学和村(社区)老年学校,受益学员15万人。

第二期以后,逐步建成包含13所省直机关高校企业老年大学、1459所乡(镇)级老年大学、14927所村(社区)老年大学在内共计1.6万个收视点的“贵州省老年远程教育互动直播系统”,供全省500余万的老年人学习。