寒假本就是在线教育的“兵家必争之地”。突如其来的疫情让各地学校延迟了开学。在“停课不停学”的倡议下,学校纷纷开通“空中课堂”。在这背后的另一片战场上,技术服务厂商们也在坚守阵地。网易旗下通讯与视频云技术品牌网易云信便迅速部署,其在线教育解决方案,保障万千学子在特殊时期的正常学习。

“云上课”遭遇技术难点,在线课堂背后不简单

借助互联网技术手段,“云课堂”在全国各地快速推广。安徽省的皖新移动校园APP为省内学校免费提供空中课堂服务,帮助学校展开远程教学。校外教育机构的线上课程同样火爆,新东方、好未来等知名平台快速行动,在疫情期间免费开放了海量课程资源。

但是,在“云课堂”普遍使用的初期,各方都遭遇不少难题。老师被迫当主播、网课崩塌、60秒语音刷屏上课,不少人调侃网课现状:老师累、学生烦、家长苦,学习效果也难达预期。

可见,直接使用直播平台或常规通讯软件,很难满足线上教学场景的特殊要求。事实上,在线教育平台是一套复杂的软件系统,需要解决包括平台搭建、运行维护和定制开发等诸多技术难点。

首先是平台快速搭建之难。教育机构自行搭建在线教学平台,需要投入大量的时间成本、人力成本、金钱成本,疫情来临后迅速搭建的可行性相对较低。此外,用于线上教学场景的音视频技术在整个技术领域中都属于难度高、发展快的领域,对于专精于在线教育系统的研发来说,有一定技术壁垒。

其次是运行维护之难,短时间内大量用户的访问会引起高并发问题,导致延时、卡顿等现象,影响老师的授课节奏和学生的学习效果,用户涌入过猛甚至会导致系统崩溃,对平台的稳定与安全造成影响。此外,学生学习终端多样,家长的手机、平板、电脑都会被征用给孩子上网课,因此在线教育平台需要通过技术适配来解决跨终端接入的问题,用户终端的多样化也增加了平台开发和维护难度。

更重要的是,线上课堂并非线下教室场景的直接复制,需要根据线上环境进行专门的功能模块开发。比如,针对一对一、小班授课和大型直播授课等不同场景,需要对连线方式、网络链路等进行技术优化。满足在线实时互动的要求就需要音视频的连线、板书演示、文档共享等功能来辅助。教学方式除了直播教学,也有录播点播的需求,需要相应的功能去实现。

网易云信多项技术支持,在线教学拥有强力保障

网易云信针对此次空中课堂的特点提供了在线教育解决方案,已应用于包括皖新移动校园APP在内的多个平台。该方案以音视频技术能力为核心,辅以IM、互动白板,直播点播功能等拓展能力,并对网络和终端实施更强的技术保障,进而解决网课的后顾之忧。

图:网易云信提供的在线教育解决方案

(一) 全球节点高效分发,终端适配全渠道覆盖

在网络层面,云信亿级架构能够有效应对高并发状态,维持平台稳定与高可用,轻松应对直播大课万人流量。全球部署的海量节点资源,让任意地区的老师、学生均可接入。

针对多终端接入的问题,网易云信以适配技术形成横跨移动端APP,小程序或H5,PC浏览器和智能大屏等终端的全渠道覆盖,扫清了终端设备间的接入障碍。学生无论用哪种设备接入,均能做到一点即通,一触即达。

图:网易云信在线教育解决方案技架构示意图

(二) 音视频技术为基,技术优化保障高质量沟通

针对教学场景的特点和要求,网易云信支持点对点通话、多方通话模式,沟通方式上支持视频、音频、白板文字等不同方式。

图:皖新移动校园APP线上课堂界面

皖新移动校园APP应用上,老师可组织全班40-50人的线上课堂。云信提供音视频和语音两种连麦方式,让老师视频授课的同时与学生实时交流,让学生感到如同真实课堂的现场感。自有的直播服务具有录制功能,学生可以随时回看录像,复习课堂内容。

同时,针对音视频通话质量的技术难点,云信采取多项技术优化手段。比如,针对可能出现的延迟、卡顿等问题,采用分段QoS技术,带宽探测与拥塞控制的技术手段,提升网络流畅度。对丢包、延时、网络抖动等问题采取视频修复方法。网易云信可做到客户实际延时控制在200ms以内,弱网优化技术即使丢包率70%仍能保持通话流畅。经测试,相同环境下,云信的音频效果更好。

(三) 丰富辅助功能,满足线上学习之需

音视频功能之外,网易云信针对线上课堂的特殊需求提供了互动白板、聊天室管理、智能化拓展等辅助功能。

图:定制化的教学白板功能

在皖新移动校园APP的空中课堂上,老师在线授课的同时可分享屏幕或文档,将板书和讲义投屏给学生。定制化的教学白板可模拟手写操作,老师的演示便可在线上进行,如同平时在线下课堂的PPT或板书演示,让远程教学生动直观。

为提升用户体验,云信还上线了智能化拓展功能,提供语音转换、人脸识别、美颜与虚拟背景、以及智能监听等便捷功能。

目前,皖新移动校园APP通过采用网易云信的在线教育解决方案,服务于安徽省内的合肥、芜湖、马鞍山市等多地的中小学生及教师,运行效果良好。可以说,教育与科技的强强联合,在打赢这场防控“新冠肺炎”的阻击战中发挥了不可替代的作用。

网易云信方面也表示,发挥技术之心,不仅服务于这样的特殊时期,更为互联网+教育的长远发展积累经验,通过不断的实战打磨,为技术创新积蓄能量。