摘要：本文介紹了如何利用擴(kuò)展的電子白板技術(shù)，通過視頻、音頻、課件、白板、文字等多種信息交流渠道，實(shí)現(xiàn)仿真的課堂環(huán)境，使得地理位置分離的師生可實(shí)現(xiàn)集中授課的效果。

關(guān)鍵詞：電子白板；音視頻；遠(yuǎn)程課堂

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)程教育已成為教育界最具活力的領(lǐng)域之一。隨著遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，教學(xué)觀念的逐步完善，課堂教學(xué)的價(jià)值已被重新得到重視。本文主要研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如何能最大限度地體現(xiàn)課堂的教學(xué)效果。

1遠(yuǎn)程課堂概念及其特點(diǎn)

遠(yuǎn)程課堂教學(xué)是遠(yuǎn)程教育的一種有效的教學(xué)方式，起源于早期的電視、電話遠(yuǎn)程教育。電視、電話技術(shù)的結(jié)合，為在虛擬教室的遠(yuǎn)程面授教學(xué)提供了可能性，并帶來了一系列的新的教育前景。隨后，隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，遠(yuǎn)程教育以及遠(yuǎn)程課堂的研究都更注重互聯(lián)網(wǎng)的使用。

遠(yuǎn)程課堂是指教學(xué)者在虛擬的教學(xué)環(huán)境中有目的、有計(jì)劃、有組織地利用多媒體技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行地實(shí)時(shí)教學(xué)過程。課堂教學(xué)離不開課堂，而課堂是指由教學(xué)設(shè)施、設(shè)備、物理空間組成的教學(xué)環(huán)境。

與遠(yuǎn)程課堂相對(duì)應(yīng)的課堂形式主要包括傳統(tǒng)課堂和網(wǎng)上虛擬課堂。傳統(tǒng)課堂是教師有目的、有計(jì)劃、有組織地對(duì)學(xué)生實(shí)施教學(xué)地真實(shí)地、封閉的教學(xué)環(huán)境。其教學(xué)效果好、實(shí)時(shí)交互性強(qiáng)，最大的缺點(diǎn)在于受空間的嚴(yán)格限制。網(wǎng)上虛擬課堂一般是指教師通過有目的的組織網(wǎng)上資源，搭建教學(xué)平臺(tái)，提供教學(xué)課件，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)條件和環(huán)境，學(xué)生可以登錄到虛擬課堂，瀏覽、下載、學(xué)習(xí)。虛擬課堂通常沒有或很少進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)教學(xué)，師生之間的互動(dòng)多通過留言板、郵件等異步方式完成。虛擬課堂解決了傳統(tǒng)課堂的空間約束問題，但由于其缺乏實(shí)時(shí)交流、互動(dòng)手段，使得學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，失去了課堂的凝聚力。而本文關(guān)注的遠(yuǎn)程課堂正是為了解決傳統(tǒng)課堂和虛擬課堂的局限性而產(chǎn)生的，其目的是提供不受空間約束的，能通過音、視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)交互的課堂。

遠(yuǎn)程課堂的主要特點(diǎn)包括：

同步性——發(fā)生在遠(yuǎn)程課堂教學(xué)中的交互行為，是以同步交互為條件的。首先是多向交互，師生、生生之間要有良好的溝通方式，以便產(chǎn)生最佳的互動(dòng)效果。其次是即時(shí)交互，要保證能夠形成類似平時(shí)近距離接觸時(shí)的情景式言語環(huán)境。

虛擬性——因?yàn)檫h(yuǎn)程課堂教學(xué)是建立在師生物理位置分離的前提下，其所創(chuàng)造的課堂環(huán)境必然具有虛擬的特點(diǎn)。這種虛擬性，就使得遠(yuǎn)程課堂擺脫了空間的約束。

在遠(yuǎn)程課堂的研究中，如何能在空間分離的前提下，盡量達(dá)到傳統(tǒng)課堂的效果是其追求的目標(biāo)。目前常見的方法是借助視頻會(huì)議系統(tǒng)建立遠(yuǎn)程課堂，視頻會(huì)議系統(tǒng)滿足了遠(yuǎn)程課堂的基本需求，但其仍然存在以下幾個(gè)問題：

#61548;學(xué)生無法自主選擇教師視頻或板書，使得教學(xué)信息有很大損失；

#61548;由于視頻會(huì)議系統(tǒng)通常比較復(fù)雜，代價(jià)較高，很難實(shí)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生一個(gè)終端，因此通常做法是多個(gè)學(xué)生使用一個(gè)終端，教師使用另一終端，這樣就限制了遠(yuǎn)程課堂的虛擬性。

本文針對(duì)以上問題，提出了基于電子白板的遠(yuǎn)程課堂系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，學(xué)生可自主選擇教師視頻，還是板書信息(白板)，同時(shí)，由于不需要復(fù)雜的視頻會(huì)議系統(tǒng)，使得系統(tǒng)代價(jià)小，可實(shí)現(xiàn)學(xué)生的分布性，實(shí)現(xiàn)完全分布的遠(yuǎn)程課堂。

2基于擴(kuò)展電子白板的遠(yuǎn)程課堂

電子白板是十分重要的協(xié)同工作工具。通過使用鼠標(biāo)、鍵盤、手寫筆和觸摸屏等硬件I/O設(shè)備，各協(xié)作用戶可以在電子白板上面繪制圖形、鍵入文本、注釋、剪切、復(fù)制圖片，并同步顯示在其他用戶的白板界面上，從而達(dá)到資源共享、實(shí)時(shí)交流的目的。由于電子白板交流具有靈活、方便、及時(shí)的應(yīng)用特點(diǎn)，因此被廣泛地集成在視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)、自動(dòng)化辦公等系統(tǒng)中，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

本文所指的擴(kuò)展電子白板主要是指電子白板具有音視頻以及課件的播放功能，使得師生之間可通過音視頻的直接接觸，建立更好的課堂環(huán)境。

2.1基于擴(kuò)展電子白板的遠(yuǎn)程課堂的總體框架

本文所述遠(yuǎn)程課堂系統(tǒng)以擴(kuò)展的電子白板為中心，遠(yuǎn)程課堂通過視頻、音頻、課件、白板、文字等多種信息渠道，實(shí)現(xiàn)仿真的課堂環(huán)境，使得地理位置分離的師生可實(shí)現(xiàn)集中授課的效果。

系統(tǒng)總體框架如圖1所示，可分為服務(wù)器端、高級(jí)用戶端以及普通用戶端。通常，高級(jí)用戶端由教師使用，普通用戶端由學(xué)生使用。其中，

#61548;服務(wù)器端負(fù)責(zé)用戶登錄，后臺(tái)信息維護(hù)與處理等；

#61548;高級(jí)用戶端(教師終端)負(fù)責(zé)開始和終止課堂；控制學(xué)生接入和退出；在用戶間切換音視頻信號(hào)；課件播放管理等；

#61548;普通用戶端(學(xué)生終端)負(fù)責(zé)課件播放；視頻播放；白板顯示及使用；各界面間切換；在教師終端授權(quán)的情況下，能通過音視頻與教師及其他學(xué)生交流。

2.2擴(kuò)展電子白板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

擴(kuò)展的電子白板使得師生之間可通過音視頻的直接接觸，建立更好的課堂環(huán)境。基于擴(kuò)展電子白板的遠(yuǎn)程課堂系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖2所示，各部分功能如下：

#61548;界面管理模塊負(fù)責(zé)根據(jù)不同用戶顯示不同的界面信息。

#61548;用戶管理模塊負(fù)責(zé)管理用戶信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶的訪問控制。

#61548;音視頻管理模塊、課件管理模塊以及白板管理模塊是擴(kuò)展電子白板的主要組成部分，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程課堂的主要交流渠道。其中音視頻管理模塊負(fù)責(zé)開啟、關(guān)閉實(shí)時(shí)音視頻信息，并負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的媒體信息；課件管理模塊負(fù)責(zé)開啟、瀏覽、關(guān)閉課件；白板管理模塊負(fù)責(zé)在多個(gè)用戶間同步顯示白板的更新狀態(tài)，保持多個(gè)用戶的白板信息同步。

#61548;文本交流平臺(tái)提供快捷的文本交流渠道，其實(shí)現(xiàn)類似于目前網(wǎng)絡(luò)常見的聊天室，但為了維護(hù)課堂秩序，教師可選擇是否允許學(xué)生自由交談。

#61548;搶答控制模塊負(fù)責(zé)在學(xué)生提問或回答教師問題時(shí)，選擇發(fā)言的學(xué)生。

#61548;管理控制臺(tái)負(fù)責(zé)維護(hù)各模塊的正常運(yùn)行。

#61548;數(shù)據(jù)庫(kù)用于存放用戶信息、媒體信息、課件信息等內(nèi)容；操作系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的支撐。

2.3基于擴(kuò)展電子白板的遠(yuǎn)程課堂的主要場(chǎng)景

基于擴(kuò)展電子白板的遠(yuǎn)程課堂的主要使用場(chǎng)景可按照傳統(tǒng)課堂的場(chǎng)景分為：上課、教師提問、學(xué)生提問、下課等。

1) 上課：

教師：登錄系統(tǒng)；打開攝像頭；播放課件；備好白板用于板書；

學(xué)生：登錄系統(tǒng)；聽課，根據(jù)需要在視頻、課件以及白板間切換以成分獲取信息。

2) 教師提問：

教師：打開搶答控制器，等待學(xué)生搶答，選定學(xué)生后，把發(fā)言權(quán)交給學(xué)生；

學(xué)生：按搶答按鈕，若成功，則可利用音、視頻發(fā)言。若沒有麥克、攝像頭等多媒體設(shè)備，則可利用白板或文字發(fā)言。

3) 學(xué)生提問：過程與教師提問類似，只是沒有教師等待學(xué)生搶答的環(huán)節(jié)，但老師允許提前打開搶答控制器，以允許學(xué)生隨時(shí)提問。

4) 下課：教師、學(xué)生關(guān)閉已打開資源，退出系統(tǒng)即可。

在課堂上，文本交流方式與白板的使用無關(guān)，師生可通過文本自由交流。

2.4基于擴(kuò)展電子白板的遠(yuǎn)程課堂的特點(diǎn)

基于擴(kuò)展電子白板的遠(yuǎn)程課堂的特點(diǎn)主要包括：信息交流渠道的多樣性；師生信息的同步性；課堂的虛擬性等等。

#61548;信息交流渠道的多樣性：遠(yuǎn)程課堂中，擴(kuò)展電子白板包括三個(gè)主要界面：視頻播放界面、課件播放界面以及白板界面。音頻信息與視頻播放同步，但即使用戶不選擇視頻播放界面時(shí)，仍會(huì)播放音頻信息，以便于學(xué)生邊聽課，邊看課件顯示及教師的板書；同時(shí)學(xué)生可選擇教師視頻界面觀看教師授課，以盡可能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的效果。

#61548;師生信息的同步性：師生之間通過音視頻及白板進(jìn)行交流，其共享的信息是同步的。教師可通過音視頻信號(hào)的控制切換，使得學(xué)生直接進(jìn)行提問，教師及時(shí)做出解答，或者教師提問，學(xué)生回答，實(shí)現(xiàn)課堂效果；

#61548;課堂的虛擬性：遠(yuǎn)程課堂的一大特點(diǎn)即遠(yuǎn)程，師生之間、學(xué)生之間的地理位置是不受限制，可跨地區(qū)實(shí)現(xiàn)。

3總結(jié)

隨著遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，人們關(guān)注的重點(diǎn)已從最初主要關(guān)注如何能在“遠(yuǎn)程”環(huán)境下進(jìn)行教育發(fā)展到如何能在遠(yuǎn)程環(huán)境下達(dá)到更好的教學(xué)效果。另一方面，傳統(tǒng)課堂教學(xué)有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)，其主要優(yōu)勢(shì)在于師生間多渠道信息的交流。目前，如何能在遠(yuǎn)程環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的效果已成為遠(yuǎn)程教育的重要研究?jī)?nèi)容。

本文基于擴(kuò)展的電子白板技術(shù)，通過視頻、音頻、課件、白板、文字等多種信息渠道，實(shí)現(xiàn)仿真的課堂環(huán)境，使得地理位置分離的師生可實(shí)現(xiàn)集中授課的效果，可大大提高遠(yuǎn)程教育的教學(xué)效果。

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