从教室到云端:远程学习有了新的教学计划

July 23, 2018 Erik Sherman

全世界的国家都希望为他们的学生 — 无论是在初等教育、中等教育还是高等教育阶段 — 提供更好的教育,但是存在一个挑战:缺少教师。根据联合国教科文组织 (UNESCO) 的研究,到 2030 年全球需要大约 6900 万名新教师来为所有孩子提供基本教育。在美国,教育机构正面临着对教师的大量需求 — 尤其是数学、科学和外语方面的教师。在中国也同样需要更多的教师,尤其是在农村地区。在许多国家,大学也面临教师短缺,因为地方政府、州政府以及国家政府的预算吃紧。像计算机科学护理等特定的高需求研究领域会出现严重的短缺。因此,大学越来越多地利用科技来提供在线课程,甚至是提供整个学位课程。即使在教师充裕时,质量和创新也会发生多样化。一个国家某一个地区的一位教师可能对某个主题有特别成功的教学方法,但是其它地区的学校却没有明确的方法来利用这一成果。教育技术 (EdTech) 为学校提供了大量的机会,即使在经受培训的教师数量和有才华的教师数量有限的情况,也能为更多的学生提供高质量的教学。这不足为奇。长距离的远程学习已经在各级教育中流行开来。不过,技术局限性却妨碍了学习机构向学员提供高质量视频课程、学习辅导以及其它材料的能力。通常,课堂中的视频在实践中差不多就被处理为静态的、从教师到学生的单向沟通。这样以来,就为远程地点的全面互动制造了障碍。当学员对乏味的教学感到厌烦时,他们就会直接关掉,不再学习了。

灯光、摄像头、教学

高级的交互式学习系统可增强课堂效果,拓展优秀教师和专家的影响范围 — 创造一种有吸引力的学习体验。同时,它们可通过技术来利用优秀教学的力量,降低提供教育的成本。图 1 详细描述了一些重要优点。

图 1. 高级的交互式视频可增强课堂效果和远程教学。(资料来源:英特尔®

J&W IPC iLearn 交互式远程课堂解决方案解决了提供高质量数字学习体验的挑战。该系统采用英特尔® 技术,利用端到端交互式视频解决方案,从边缘到云端提供有益的在线教育。“如果您有一位优秀的教师,那么该教师的影响力就不会被限制到仅仅一个教室。而是能够传播到许多个教室,”J&W IPC 的销售经理 Roy Ouyang 评论道。J&W IPC iLearn 交互式远程课堂解决方案对教育技术采用了一种可扩展的方法。教育机构可以为教室配备完全交互式的白板。利用边缘处理和云存储,iLearn 解决方案将高质量的教学转变成一种不再受限于需要有技能、有才华的教师亲临现场的体验。如果偏远学校没有足够多的教师,孩子们仍然可以通过电子学习获得高质量的教学。这些孩子和他们的父母也可以在家里复习功课,从而获得更好的成果。通过在中国浙江某个校区实施这样的解决方案,表明学校可以扩展其教学人员的影响范围,来帮助其它资源不足的学校 — 实现一个交互式的数字学习环境。“过去,政府在需要一所学校时就必须建造一所学校,”Ouyang 先生说道。“现在,一个区域可以在线创建一所学校。”一个校区,比如浙江省的这个校区,就可以将更多经验丰富的教学提供给资源不足的学校,同时降低运营成本。大学教授可以通过交互式视频邀请远处的客座教授。高校学生将受益于能够访问多样化的课程以及在其繁忙的日程安排中灵活安排在线课程。一流的大学还通过在全球范围内提供主题专家的课程和讲座,开创新的收入来源。

创建数字教室和校园

iLearn 解决方案在整个系统中采用了英特尔技术,支持课堂录制、现场直播以及实时的远程通讯。(图 2

图 2. J&W IPC iLearn 交互式远程课堂解决方案。(资料来源:英特尔®

该系统的组件创建了一个端到端视频解决方案,可录制课堂内容,通过全球任意地方(包括远处的教室或学生家中的设备)的实时直播或按需视频交付来支持交互式教学。教师可使用交互式白板和传感器套件来讲课。传感器套件是由多达四台摄像头以及麦克风组成一套装备,可用来拍摄教师、教室的全景视图以及学生。摄像头可以平移、倾斜以及追踪某个人来管理视频捕获,不需要有个人操作员,从而减少了员工需求,节省成本。有大量的计算能力支持白板的触摸屏交互和视频功能。它在边缘以低延迟预处理数据,然后将电子学习视频和课程流传输到教室中。视频分析帮助管理员更好地了解系统的使用情况以及有必要采取哪些进一步的工作。教室变成教育录制的演播室和剧院,即使讲师在别的地方,也能将学员与最好的教学联系到一起。

存储和分发课程

若要完全发挥作用,教室系统必须与外界相连。智能校园视频解决方案服务器系统是下一步。远处学员的时间安排可能与讲师不同。一所学校或大学可能想要储备一个课程,之后在线提供以扩展它的影响范围,从而腾出教学员工资源。iLearn 智能校园视频解决方案服务器可用作计算、管理和存储服务器 — 执行边缘视频处理以实现低延迟。该系统自动上传视频到公共云或私有云系统。云软件可使用基于 Web 的技术在任意地方交付教学材料,无需学员安装和运行特殊的客户端软件。

低管理负担

边缘计算、云平台和自动化相结合,为学校提供了重要的优势。低维护的系统可减少管理费用,让教学人员实现教学时间最大化。该系统的架构可简化视频录制和广播流程。由于 iLearn 系统采用了一个开放的平台,解决方案提供商还可以扩展该系统,针对专业使用情形对它进行定制。此外,不用另外投资,学校就可以获得一个额外的好处。教室中存在的麦克风和视频让学校能够监控相关区域,提高物理安全,帮助评估绩效。最后,所有大学或校区都可以见到显著的经济效益。教育机构不再需要建造更多的设施和聘请更多的教师,能够更好地利用现有的人员和资本资源。结果就是教育得到改善,可以惠及更广泛的不同年龄的学员群体,而且不会给预算带来不当的压力。

作者简介

Erik Sherman

Erik Sherman is a journalist, analyst, and consultant with a background in engineering, technology, and business management. He's written about such topics as semiconductors, enterprise software, logistics, software development, advertising technology, scientific instruments, biotechnology, economics, finance, marketing, and public policy.

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