摘 要：進入21世紀以來，隨著多媒體和信息技術的不斷發展，遠程交互教學模式已成為現代遠程教育的一種發展趨勢。通過比較法、實驗法、討論法等方法對遠程交互教學系統技術方案進行了研究和總結；進而在自動錄播教室的基礎上，圍繞著該系統的關鍵環節完成了其整體的設計與實踐，形成了一套具有代表性的可操作的建設技術方案；并結合當前的技術現狀提出了此系統今后發展的方向。

關鍵詞：遠程交互教學；技術方案；研究與實踐。

隨著教育信息化的進程以及多媒體技術的發展，現代遠程教育已經成為當今教育教學必不可少的手段之一?，F代遠程教育的主要模式有兩種。一種是利用網絡教學平臺提供各種豐富的教學資源對學習者進行線上非實時的異步教學。這種方式充分打破了時間、空間的限制，使學習者能夠隨時隨地的獲取知識，特別是近些年興起的MOOCs教學方式，學習者通過它不僅能夠實現單向學習的目的，還可以獲得更多交流、指導等[1].當然缺乏實時性和面對面的交互是這種模式的最大弊端。另外一種是通過網絡等通訊方式實施遠程面對面的交互式教學，這種模式有效地彌補了上一種模式的缺憾，使得遠程教育更加有立體感，為學習者提供了更好的學習環境。此種方式對于多校區高校來說尤為重要，為學校集中優質資源和擴大受眾面提供了重要支持，并節省了大量人力、物力資源[2].

實現遠程交互教學的方法以及手段多種多樣，但大多數情況僅限于小規模的嘗試，而且功能較為單一、質量不佳，顯然對于學校教學來講無論從功能和性能上都有很大的欠缺。因此，隨著教育信息化的發展，利用現有基礎條件構建一套適合學校進行遠程交互教學的系統方案是提升學校教學品質的有效手段。

1 實現遠程交互教學技術方案的目標

實現遠程交互教學需要具備三方面的基礎功能：一是單向的實時遠程直播功能，二是雙向的實時遠程互動功能，三是遠程實時交互教學過程的錄制功能。只有達到這3個功能才能稱作真正的遠程交互教學系統。

除去上述3個基礎功能外，在系統技術方案研究及建設過程中，我們還需結合各自學校的信息化建設的情況，合理整合現有資源，避免重復建設。同時其方案應充分遵循課堂教學規律和視頻錄制規范，并為后期開發和研究提供可操作的空間。

2 實現遠程實時教學技術方案的比較

通過對市場主流相關系統的調研以及有相關建設經驗高校的走訪，并且進行了相應的研究及總結，能夠實現上述遠程交互教學功能的技術方案主要有3種。（1）以視頻會議系統為基礎的遠程教學交互解決方案。（2）視頻會議與傳統錄播系統相結合的解決方案。（3）自動錄播系統雙向直播的解決方案。以上3種方案各有各自的特點，以下是對它們的具體分析。

第一，對于目前市場上能夠實現教學實時交互和錄播功能的產品多數都是以視頻會議系統為基礎而發展出來的。視頻會議系統發展至今已經擁有較為成熟的技術方案，穩定性高是其最大的優點。但由于此類解決方案沿用了大多數的視頻會議系統的特點，因此，無論在系統架構、互動觸發機制以及畫面呈現方式等方面都是針對會議，并非針對教育場合的應用，在適應教學規律方面較差。此外傳統的視頻會議產品價格昂貴，特別是MCU動輒幾十萬元甚至上百萬的價格因素阻礙了其產品在教育行業進行大規模應用。

第二，視頻會議與傳統錄播系統相結合的解決方案，此方案的組成結構也主要是由錄播系統和視頻會議系統組成。錄播系統負責教室端信號的采集及錄制和直播，視頻會議系統負責音視頻的遠程交互。其最大的優點是兩套系統各司其職，互不影響，在保障課程錄制和直播的同時又完成了教學的互動功能。但由于是拼湊起來的系統，因此在系統管理方面只能對兩個單獨的系統進行操作和管理。由于互動功能是由視頻會議系統提供的，因此，方案一中的問題依舊難以解決。

第三，自動錄播系統雙向直播的解決方案是利用自動錄播系統中的直播功能實現互動，即互動教室和主講教室分別通過各自錄播系統觀看對方的直播畫面。顯然這種解決方案更加容易實現，也更為節省資源和方便管理，但在聲音、延時、多點交互等方面都無法正常保障實時教學的過程。

據此，將3種實現遠程實時教學的技術方案進行對比（見表1）。

3 遠程實時教學技術方案的實踐

隨著教育信息化建設進程的不斷推進，大部分高校都具備了相當規模的具有自動導播和跟蹤功能的多機位錄播教室，它們為遠程交互教學的方式提供了基本的前端采集設施，我們只需在此基礎上增加相應的少量用于交互的設施即可（如交互控制系統、反饋抑制器、顯示設備等）。對于遠程交互教學來說，教學中音視頻的遠程交互效果是決定其是否能夠滿足需求的基礎條件，而對于是否能夠達到這個基礎條件又取決于三方面的設計，它們分別是觸發機制、顯示模式、操控方式。

3.1 觸發機制的設計實踐
對于遠程教學系統中的觸發機制是指為能夠達由正常的遠程教學模式到建立遠程交互狀態的模式而進行觸動的某一事件的過程。只有建立良好穩定的觸發機制才能保障在遠程實時教學中的交互過程得以順利進行。大多數遠程交互教學類的系統都沿用了視頻會議系統的觸發機制，它們一般是采用主講控制、管理員控制、自動輪詢以及語音激勵等幾種方式。這些觸發機制的前提是需要有一定的規律性，而這種規律是事先確定好的，對于教學來說，大多數情況是不確定的，隨機性比較大，因此上述這些觸發機制就不太符合要求了。

遠程交互教學系統引起觸發動作的兩個對象分別是主講教師和遠程學生。對于主講教師而言，由于對象單一，他的觸發機制一般為主動控制即可，即通過觸動相應按鈕達到與某交互對象進行遠程交流狀態。對于遠程學生而言，由于對象眾多，上述方式顯然不能滿足要求。經過研究分析，觸發機制的設計需要達到兩方面條件：一方面遠程學生發起的交互請求必須由學生自主完成，不能由管理人員再進行干涉；另外其觸發過程必須是在穩定準確的基礎上進行的。