李哲　奧林泰一郎　前迫孝憲　張海

遠(yuǎn)程教育中早期廣泛采用電視會議系統(tǒng)進(jìn)行實時視頻通信，開展遠(yuǎn)程教學(xué)，日本諸多大學(xué)都開展過這樣的教學(xué)實踐，如日本放送大學(xué)、早稻田大學(xué)等至今仍然保留著這類通信課程。由于現(xiàn)在日本網(wǎng)速的大幅度提升，原有的模擬信號早已替換為高清的數(shù)字信號，單一的語音和圖像實時傳輸系統(tǒng)已無法滿足復(fù)雜多點視頻通信的需求，因此日本以松下、索尼、LifeSize、Polycom、CISCO等公司為主，開發(fā)了一系列軟硬件配套的電視會議系統(tǒng)。但是教育行業(yè)中的實際應(yīng)用比公司的商務(wù)會談復(fù)雜得多，不可能要求所有聽課學(xué)生安裝如此昂貴的終端設(shè)備，而且多點視頻時產(chǎn)生的延遲和空間錯位感容易使教學(xué)效果大打折扣，因此為了研究在教育中電視會議系統(tǒng)的應(yīng)用模式，大阪大學(xué)教育技術(shù)研究室長期開展遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)的實踐，本文從硬件會議系統(tǒng)和WEB會議系統(tǒng)分別予以詳細(xì)介紹。

● “超鏡”的電視會議系統(tǒng)

“超鏡”（HyperMirror）電視會議系統(tǒng)由日本獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所開發(fā)，取名源自鏡子，普通的電視會議系統(tǒng)主要采用攝像頭采集圖像然后傳送給對方，結(jié)果是參與會議的各方都只能在自己的圖像小方框內(nèi)，很難產(chǎn)生在一起的臨場感，“超鏡”系統(tǒng)則像自己照鏡子一樣，將對方的圖像翻轉(zhuǎn)然后與本地圖像實時合成，構(gòu)成虛擬現(xiàn)實的電視會議系統(tǒng)，使得會議雙方能夠在同一畫面上既能看到自己也能看到對方，等身比例顯示狀態(tài)下可實現(xiàn)參與雙方在一地的臨場感，利用該套系統(tǒng)已經(jīng)成功連接日本、中國、蒙古、新加坡、泰國、美國等多個國家，在遠(yuǎn)程教學(xué)方面做了大量卓有成效的教學(xué)實踐。近年來系統(tǒng)升級為超清晰度視頻格式（High Definition），主要由SONY電視會議系統(tǒng)、ATEM數(shù)碼切換臺、HD反轉(zhuǎn)器、高清數(shù)碼攝像機(jī)、聲音合成設(shè)備和各類高清數(shù)碼轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，在外語教學(xué)、國際交流、協(xié)同學(xué)習(xí)等方面展開各類教育實踐研究。

2009年和2010年采用日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）的超高速通信衛(wèi)星“絆”（WINDS）進(jìn)行了多次實驗遠(yuǎn)程教育實踐，作為e-learning課程的一環(huán)，連接九州的大分縣宇佐市立高家小學(xué)與大阪府八尾市立久寶寺小學(xué)，開展學(xué)校地區(qū)之間的學(xué)習(xí)交流，課程內(nèi)容主要有兩校的學(xué)生相互介紹自己的學(xué)校和地區(qū)的特色，然后在JAXA職員的幫助下一起學(xué)習(xí)有關(guān)宇宙空間站、宇宙火箭等天文知識，利用大尺寸藍(lán)屏濾色技術(shù)開展有地區(qū)特色的神樂太鼓表演交流。通過高速通信衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻傳輸，設(shè)置簡易移動型衛(wèi)星接收站，能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶通信，隨時隨地多點接入電視會議系統(tǒng)，有利于克服天氣和地形障礙，降低國際網(wǎng)絡(luò)訪問的延遲和丟包率。在教育實踐上，高清視頻能夠清晰展示星空地圖的每個細(xì)節(jié)，而且在大尺寸屏幕下能夠隨意在全局展示和局部展示之間互相切換，學(xué)生能在虛擬空間中身臨其境地理解宇宙空間的宏偉程度，也能在實時合成場景中和對方積極互動，得以順利開展協(xié)同學(xué)習(xí)，深入交換各自的意見，學(xué)習(xí)效果得到了明顯的提高。

除連接兩點的試驗外，2010年進(jìn)行了多點連接遠(yuǎn)程教學(xué)實踐，將在筑波的高能加速器研究所和奈良、熊本的初中連接起來，由高能加速器研究所的研究員給初中生上了一堂生動的基本粒子物理學(xué)課，由于采用高清數(shù)字信號進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻，不僅能合成多點之間的實時圖像，也能將背景自由切換為圖片或者動畫，在虛擬空間生動地將粒子的基本結(jié)構(gòu)、類別、原理予以展示出來。通過分析實驗數(shù)據(jù)可知高清視頻傳輸可以在同一空間中看到對方的表情和所指的地點，提高了臨場感，尤其是在教材內(nèi)容展示時非常明確，易于理解。

作為最近一次國際遠(yuǎn)程視頻教學(xué)實踐，2013年5月采用該套系統(tǒng)成功連接位于中國湖北省武漢市的中南財經(jīng)政法大學(xué)和位于日本大阪府吹田市的大阪大學(xué)，利用中南財經(jīng)政法大學(xué)語音實驗中心和大阪大學(xué)人間科學(xué)研究科的多媒體中心開展日語會話交流和角色扮演等協(xié)同學(xué)習(xí)實踐。實驗首先讓中日兩國的大學(xué)生采用知識地圖軟件繪制有關(guān)敬語的知識地圖相互提問交流，交換意見，學(xué)習(xí)有關(guān)日本文化和日語敬語的知識，然后利用知識地圖中的知識點模擬公司客戶訪問的場景，靈活使用所學(xué)過的知識進(jìn)行角色扮演，最后協(xié)同作業(yè)總結(jié)所學(xué)過的內(nèi)容。在實踐過程中，通過虛擬的背景空間切換，能夠隨時展示知識地圖中的知識點，有效地將知識點可視化，中國學(xué)生在交流中更容易系統(tǒng)深入地掌握有關(guān)敬語的詞匯、句型的使用方法，而日本學(xué)生通過對方繪制的知識地圖了解到自身對于敬語的理解的不足，通過圖片、聲音、視頻等多媒體素材積極向?qū)Ψ浇忉屓毡疚幕途凑Z的特點，得到了重新審視自己語言能力的機(jī)會。

● “LifeSize”視頻會議系統(tǒng)

2012年大阪大學(xué)申報日本文部科學(xué)省“博士課程教育領(lǐng)導(dǎo)項目”獲批其子項目“未來共生革新者博士課程”。該項目主要用于培養(yǎng)能在多文化共生問題中開展實踐和研究的領(lǐng)導(dǎo)型人才，其中要求培養(yǎng)應(yīng)對災(zāi)害危機(jī)中在多文化、多語言、全球化條件下開展健康醫(yī)療、公共衛(wèi)生的革新性實踐研究，促進(jìn)跨文化交際的能力，因此依托于大阪大學(xué)人間科學(xué)研究科志愿者人類學(xué)專業(yè)，于2013年3月在日本311東北大地震的重災(zāi)區(qū)巖手縣野田村建立了衛(wèi)星校區(qū)，積極開展災(zāi)后支援災(zāi)后重建、跨地區(qū)交流、野外實踐等各類工作。為保證在災(zāi)區(qū)順利開展實踐工作，該校區(qū)采用“LifeSize”公司的電視會議系統(tǒng)、多點傳輸?shù)腤eb會議輔助系統(tǒng)、IPstar通信衛(wèi)星、太陽能備用發(fā)電系統(tǒng)等各類設(shè)備，保障電源和通信的暢通，不僅可以隨時連接大阪大學(xué)、日本國立天文臺、地區(qū)防災(zāi)指揮中心等各個部門，還可以采用iPad和wimax等設(shè)備展開一人一臺的野外調(diào)查實踐。作為遠(yuǎn)程教育實踐，每月11日定期在該衛(wèi)星校區(qū)舉辦研究研討會，參與者除大阪大學(xué)教職員工、大學(xué)生、志愿者外，還有當(dāng)?shù)貫?zāi)民、國立天文臺研究員、政府機(jī)構(gòu)人員、NPO組織等各類人員，以會議、研討、匯報等多種形式積極開展交流互動，將大學(xué)的教學(xué)模式帶入災(zāi)區(qū)，幫助當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)重建、心理治療、衛(wèi)生醫(yī)療等。

作為衛(wèi)星校區(qū)的研討學(xué)習(xí)會，從2013年3月11日起至今已開展了10次，主要內(nèi)容有介紹北海道海嘯災(zāi)區(qū)奧尻島災(zāi)區(qū)復(fù)興的經(jīng)驗，當(dāng)?shù)赜^光協(xié)會和志愿者組織的實踐，大學(xué)生與當(dāng)?shù)厝罕姷幕訉W(xué)習(xí)和野外調(diào)查，與當(dāng)?shù)刂行W(xué)互動交流，介紹志愿者的理念和宗旨，通過分析災(zāi)民問卷調(diào)查對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)情況進(jìn)行科學(xué)考察和建議，國立天文臺組織的天文課，開展短期旅游體驗總結(jié)匯報協(xié)助當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展。在實踐中驗證了采用多點視頻教學(xué)的有效性，通過Web視頻會議系統(tǒng)錄制服務(wù)器的流媒體錄制，無需復(fù)雜的設(shè)備和手續(xù)就可登錄指定的網(wǎng)址隨時參與到教學(xué)過程中來，對于教學(xué)內(nèi)容也進(jìn)行了多樣化模式的積極嘗試，尤其是采用iPad開展一人一臺野外實踐調(diào)查，利用云服務(wù)器遠(yuǎn)程操作觸摸終端，與LifeSize系統(tǒng)相結(jié)合達(dá)到多點視頻互動的效果，今后還會陸續(xù)開展與超鏡系統(tǒng)協(xié)同實驗、國際遠(yuǎn)程視頻教學(xué)等各類嘗試。

● 后記

遠(yuǎn)程視頻教學(xué)已經(jīng)充分展現(xiàn)了在教學(xué)應(yīng)用上的有效性，尤其是采用超鏡的實時視頻合成的虛擬現(xiàn)實，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在同一空間下有效支援協(xié)同學(xué)習(xí)和角色扮演。但是利用電視會議系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)時，主要出現(xiàn)的問題就是帶寬不足造成的延遲和數(shù)據(jù)丟失、語音方面的雜音和噪音、缺乏臨場感、經(jīng)濟(jì)成本過高，另外采用硬件型的電視會議系統(tǒng)時需要靜態(tài)IP地址，會場空間要求較高，在教學(xué)應(yīng)用上教師缺乏足夠的技術(shù)能力，教學(xué)法也不同于普通的面對面教學(xué)，所以在這方面今后仍然需要積極開展各類的實踐研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]超高速インタ-ネット衛(wèi)星「きずな」（WINDS）による超鏡システム（ハイパ-ミラ-）を使用した遠(yuǎn)隔教育（eラ·ニング授業(yè)）實施實果について.日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu).http：//www.jaxa.jp/press/2009/01/20090128_kizuna_j.html.

[2]『「きずな」で實現(xiàn)した高精細(xì)HD映像による3地點「超鏡」-小學(xué)校での交流學(xué)習(xí)と中學(xué)校での素粒子物理學(xué)の學(xué)習(xí)』.日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu).http：//winds-ets8.jaxa.jp/winds/report/06_201003.html.

[3]大阪大學(xué)未來共生イノベ-タ-博士課程プログラム巖手縣野田村サテライト.大阪大學(xué).http：//www.respect.osaka-u.ac.jp/satellite-nodamura/.

基金項目：本論文獲得教育部人文社會科學(xué)研究項目青年基金項目“下一代信息技術(shù)支持的教育技術(shù)實踐監(jiān)控與評價”（課題號11YJC880159）、東北師范大學(xué)哲學(xué)社會科學(xué)校內(nèi)青年基金團(tuán)隊項目“文化公平觀與完善公共文化服務(wù)體系建設(shè)研究”（課題號12QN043）、國家社會科學(xué)基金項目青年項目、日本NHK電視臺對重大突發(fā)事件輿論引導(dǎo)及對應(yīng)機(jī)制研究（課題號12CXW020）、教育部留學(xué)回國人員啟動基金“信息技術(shù)深層整合教學(xué)結(jié)構(gòu)及教育信息化演變機(jī)制研究”以及吉林省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究重點課題“中小學(xué)信息技術(shù)課程邊緣化現(xiàn)狀、成因及對策研究”（課題號JLSJY2012Z033）資助。