录播及AI课堂系统综合解决方案解析

本期河姆渡方案馆为你带来录播及AI课堂系统综合解决方案解析。

一、背景分析

1.1 政策分析

    2016年06月07日  《教育信息化“十三五”规划》中关于深入推进三个课堂建设，积极推动“专递课堂”建设，巩固“教学点数字教育资源全覆盖”项目成果；大力推进“名师课堂建设”，发挥名师的示范、辐射和指导作用；创新推进“名校网络课堂”建设，鼓励、要求名校带动一定数量的周边学校。  

    2017年01月10日《国家教育事业发展“十三五”规划》中提到引导学校与教师依托网络学习空间记录学生学习过程，进行教学综合分析。

    2017年10月18日《中国共产党第十九次全国代表大会报告》提出了推动城乡义务教育一体化发展，努力让每个孩子都能享有公平而有质量的教育。

1.2 问题与现状

• 课堂考勤：落后、低效、无据可查；
• 课堂互动：昂贵、复杂、效果差；
• 课程资源：不清晰、难使用、低价值；
• 课堂分析：主观评判、无数据支撑。

    核心需求：运用最新的人脸识别、行为分析、视频结构化和大数据等技术，实现人脸考勤、巡课督导、资源管理、课堂互动、课堂分析和班牌发布等功能，致力于学生的个性化学习，教师的专业化成长、家长的消息互通和高效精细的教学管理。

二、整体设计

    系统整体架构：由4个系统，6种应用，4类用户组成。

    4个系统：精品录播系统、常态4K版录播系统、互动录播系统、AI+课堂系统。

    6种应用：课堂考勤、课堂督查、资源管理、视频互动、课堂分析、班牌发布。

    4类用户：老师、学生、家长、管理者。

三、系统设计

3.1 精品录播系统

• 稳定的嵌入式架构
• 独特的空间定位技术
• 高清图像效果
• 一键导播操作

3.2 常态4K版录播系统（POE版）

• 常态录播精品化：单机双画面、PPT信号；
• 课堂分析智能化：内置深度学习算法、行为检测准确、画面切换快速；
• 教学过程数据化：学生人数统计、师生互动次数、学生回答次数、课件讲解次数；
• 安装部署简单化：支持对摄像机POE供电、支持对拾音器供电。

3.3 互动录播系统

• 主机高度集成：内置MCU、支持1对3互动模式、录播+导播+互动；
• 双通道独立配置：互动/导播通道独立存储；
• 旁听教室灵活切换：支持4路旁听教室、可切换为互动教室；
• 互动召集方便：一键召集、无需繁琐配置。

3.4 AI+课堂系统

    有没有这样的系统？可以在课堂上同时实现无感人脸识别点名、课堂录播、学生专注度分析、学生行为分析、学生情感分析……

    AI+课堂系统架构图。

四、应用设计

4.1 课堂考勤

4.2 课堂督查

    传统巡课，巡课督导工作是教务管理手段之一，可以及时地发现课堂中存在的种种问题，但是这种方式客观上对正常教学产生了一定干扰，而且如果学校教室数量过多的话，难以很快地到达现场，巡视的效率较低。

    在线巡课，复用教室内已有的摄像机可以进行在线巡课督导，效率高：通过视频轮巡方式快速地掌握课堂整体情况；无干扰：远程在线式巡课，不会对师生造成干扰；有记录：通过下发巡视任务，每一次巡视工作都有详细的记录，方便教务管理。

4.3 资源管理

    课程直播：受场地限制或者时间限制，无法到现场听课；师生可以通过平台实现课程的在线观看、评论；

    课程点播：老师通过常态化的录播系统非常便捷地进行课后反思，学生通过观看相关课程音视频资料，实现课程难点的琢磨反思。

4.4 名师课程

    名师课程专门录制，保证画面、声音完美，对各个学科的知识点讲解到位，方便学生课后学习。

4.5 评课比赛

    为了营造正常的竞争环境，学校一般会进行讲课比赛，以此来激励老师提高自己的教学水平，会议式的评课比赛，需要召集优秀老师、领导在固定的场所来进行比赛，受限于场地和时间，评课结果难以公平公正。将此类活动搬到线上，可以保证评委更加客观地评课态度、真实的评课结果。

4.5 视频互动

    目前教育行业普遍存在两个问题：一是教育资源均衡问题；二是如何利用信息化手段辅助提升教学质量问题。解决上述问题，目前采用如下几种方式：

4.6 课堂分析

    动态掌握课堂出勤指数、到课率指数、专注度指数、班级行为数据、班级表情数据、班级行为趋势等信息。

    AI分析维度，师生个体行为分析，班级整体行为分析。

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