●新聞中心記者 周襄楠
老師在智能教室裡能夠做到像課堂教學那樣通過網絡給同學講課。
學生通過Same View在電腦前上課。
想在宿舍就能聽到老師講課的聲音麼？想和老師在網絡上通過音頻討論問題麼？想在家裡通過電話線上網就能看到老師講課的身影麼？想在電腦屏幕上看到老師潦草卻是點睛之筆的板書麼？
清華大學計算機系人機互動與媒體集成研究所副所長史元春教授所在的課題組研製的網絡教學系統智能遠程教室（Smart Remote Classroom），就能夠給你帶來這些與真實的課堂極為接近的感受。
Same View：「非典」時期的非常教學手段
非常時期，網絡教學這個依託高科技的教學手段終於有了它更廣闊的用武之地。
如何在保證教學質量和進度的同時又避免上百人同時擁擠在一個課堂裡？
史元春教授和同事們做了一個令人興奮的實驗。最近，她將凝聚國家「863」項目和「十五」規劃重點支持項目技術的智能遠程教室系統應用於計算機系本科生的基礎課程——《多媒體計算機技術》的教學，計算機系2000級160名本科生成為了首批真正使用這套網絡教學系統的學生。
4月28日，計01班的20多名學生在自己的宿舍懷著激動的心情，和老師開始了這場新奇的網絡教學之旅，其後，餘下的140多人就這次授課形成的超媒體課件進行了自學，5月6日，在7號樓和9號樓，全部的160人的學生同時使用了這套系統進行了實時授課。
智能遠程教室包括兩大部分的工作，即提供分布用戶之間多媒體交互能力的Same View（在本應用中是遠程學生端的軟體）和提供教師自然使用環境的Smart Classroom（智能教室）。如此，老師在智能教室裡講課，同學們在學生宿舍7號樓和9號樓宿舍裡，通過校園網、利用系統的學生端軟體——Same View聽到、看到老師的講課內容和講課時的各種手勢和動作以及表情，甚至老師的板書的一筆一划都能看得清清楚楚。如果有什麼問題想提出來，只要在電腦上連接一個麥克風，向老師發出請求獲得允許就可以說話了；如果想要在老師的面前留下自己的影像，只要在自己的電腦上連接一個攝像頭，在老師講課的教室裡的投影壁上就會出現你的頭像，老師可以通過雷射筆的點選，選中你的頭像，從而讓你發言。你也可以和老師一起在「黑板」上寫字，老師「手把手」地批改你在黑板上的演算……
給你真實的課堂感覺
「就學習效果來說，如果你在真正教室上課的效果為5分，你覺得通過Same View提供的上課手段你的學習效果可以打幾分？」
在調查問卷中，學生給出的答案平均值為3.8077分。
這個分數很是讓史元春教授他們感到興奮——智能遠程教室系統還只是處於實驗階段。
「智能遠程教室在虛擬技術的環境裡追求真實的人的交互性方面，確實有自己的突出的特點。」北京師範大學教育心理學系博士、現為我校電教中心現代教育技術研究所副所長的張建偉教授說。
他曾參與史元春教授課題組的研究工作，其評論是：「課堂教學的模式是很有生命力的，其面對面的、直接的、高頻率的交互性是非常突出的。（所謂交互性，就是在教學中的信息的往返，不是單向的信息的傳遞）人是最高級的媒體，人的交互性最高的，是任何的機器乃至電腦所不能比擬的。所以智能遠程教室在追求任何人之間自然的高的交互性上面的優越性是非常突出的。」
授課現場的視頻、老師現場的聲音、隨時保持動態進行時的板書，這些都能給學生面對面的、真實的課堂的感覺。通過問卷調查顯示，由於克服了在真實的教室裡面對其他同學的羞澀感，同學們參與課堂討論問答的積極性也大大提高了。陳全斌同學說：「平時課堂上同學們不愛主動參與討論的一個很重要原因——大家比較羞澀，嘿嘿。這種方式的教學在一定程度上的迴避了大家平時不愛主動發言的一個重要因素。」
而調查問卷顯示，將Same View提供的真實課堂的多媒體記錄和其它一般的多媒體文檔（如一般的網絡學堂提供的基於PowerPoint課件或者基於HTML的課件）進行比較，通過前者進行自學的效果也更好。在「1分表示多媒體文檔比真實課堂記錄好的多，5分表示真實課堂記錄比多媒體文檔好的多」的分數設置下，學生答案的平均值是3.7025分。
劉東同學說：「看過電視上的一些課程，一位老師端坐，聲音穩如流水，極能引人入睡。真實課堂記錄，要生動多了，比如看老師提問的時候，也會自己思考，然後等待同學給出答案，還會與自己的答案比較，再聽老師講解，印象會比較深。」
王國璞同學說：「Same View提供了交互的方式，這樣不僅保留了傳統課堂教學的優點，而且又可以清楚的把信息通過屏幕展示出來，而且還可以保存。」
徐光同學說：「我認為這種教學方式剛剛開始，所以開始實驗階段授課效率會比平時減少很多，不過我相信，這種教學方式會被大多數同學接受的：當老師進行講課的同時，如果我們不明白可以隨時發問，也可以查找剛剛講過的課件進行回味，可以使我們記憶更深刻；而且授課錄像以後也可以作為複習資料；其中板書部分也幫助很大，平時很多部分的半數我根本看不清楚，現在通過視頻的交叉切換（註：就是下面將要提到的智能導播）可以清楚地看到板書了。」
Smart Classroom：不用老師操心的智能教室
東主樓8區400是由一個小會議室改造而成的一間教室，最多可以容納十多個學生，然而卻布滿了攝像頭和電腦設備（電腦設備被巧妙地隱藏在幕布後面）——加入這間教室的學生大多並不在教室裡，而是在通過網絡相連的清華各個學生宿舍裡。而理論上講，只要有一臺電腦和可以上網的電話線，你就可以在世界的任何角落成為這間教室的學生，讓教室裡的老師給你上課。
這間教室叫Smart Classroom，中文就是智能教室，它集成了人機互動與多媒體集成研究所許多的研究技術成果。
有8個攝像頭被安放在教室的不同角落，分別用於跟蹤識別教室中的人和事、向遠端傳送教室中的視頻，如果老師在黑板上寫字，就會有一個「智能導播」將影像自動切換到老師板書的情形，如果老師手裡拿了一個地球儀在講解地球的構造的時候，影像就會自動地集中在老師手指的地方，讓學生看得清楚。
老師一些簡單的話語和手勢都能夠得到電腦的識別，從而不再需要自己操縱這些設備，只要說出或者用手勢表示出一些意思，比如「上翻一頁、下翻一頁」，就能夠在智能教室的電腦的理解下得到實施。老師如果需要哪個遠端的同學發言，只要用雷射筆選中同學的頭像，學生就獲得了發言權。
由Smart Classroom和Same View共同支持形成的智能遠程教室，可以實現幾大功能：一是較為理想的實時智能遠程課堂，二是有現場感的多媒體答疑；三是異步的課堂，就是將實時的課堂完全錄製下來，可以成為一個非常好的教學的超媒體課件，課上誰發言了，誰寫了板書，甚至於老師講了什麼笑話，都記錄得一清二楚。
追求人機互動的新境界
很多使用起來看似簡單的科技都凝結了科研工作者的大量心血，也蘊藏著無窮的奧妙，智能遠程教室也不例外。
史元春教授說：「Same View和Smart Classroom都涉及世界上多媒體和人機互動的前沿課題，有廣闊的研究空間。前者的系統要求在理論上不限制用戶，並且無論是在何時何地都能夠體會到同樣的視覺感受。這包括大範圍的網上的交流和視頻會議；後者追求實現現實環境的智能化，對於師生的要求完全感知並且自動完成。在這間教室裡，老師完全可以將身心投入到講授當中，不需要花費任何心思在多媒體環境配置和計算機操作上，我們將它作為智能人機互動研究一個具體的實例。」
這兩個領域是熱點也是難點。首先就網上大範圍多媒體交互而言，現在通用的商務網絡會議系統不僅需要價格昂貴的硬體設備，擴展性比較差，一般只能支持十幾個用戶，並且使用起來對網絡帶寬要求高。史教授說：「而Same View的軟體大小不到1MB，所需要的攝像頭最便宜的200元錢左右就可以買到，且通過電話線就可以實現實時的交互；（只需要200Kbps帶寬的支持，而一般的ADSL通過電話線或者更高帶寬的網絡，完全可以支持該軟體的運行）在可以接入的用戶數目上面，由於系統採用了我們研製的網上混合多播技術，在理論上規模是沒有限制的。我們已經通過這個軟體在今年寒假的時候和在全國各地的同學成功進行過聯繫。」
智能教室所要突破的理論上的難點也是非常多的。如電腦對於人的肢體動作的識別，儘管計算機視覺方面世界各國的科學家已經有了長時間深入的研究，還是難以讓電腦達到人腦對同樣事件的理解程度；目前史教授他們正在嘗試在這個教室環境中，充分利用多種傳感信息，以簡化模式識別和推理。智能教室的為這些技術的攻關提供了一個平臺。比如在智能教室裡，智能導播（Smart Cameraman）的功能就很說明問題。如果老師在寫板書，鏡頭就要自動對著黑板，如果老師拿著教具在講解，鏡頭就要對著教具。看似簡單的一點點小事，但是要電腦作起來確實是破費心思的。
無論有怎樣的困難，智能遠程教室的實驗授課結果還是令人滿意的。計算中心負責學校網絡教學系統的羅念龍老師說：「計算中心正在和計算機系就智能遠程教室一起進行小規模的試驗，在場地、教室、技術、師生的培訓等方面進行準備，大家對於這個技術在教學中的推廣和應用還是非常有信心的。」
5月8日，在清華丙所，協和醫學院就「非典」時期的授課問題向清華「取經」的時候，注意到了這種先進的網絡教學方式，並且對於在傳達授課內容的同時能夠看到老師講課的手勢和表情表現出非常濃厚的興趣；下個學期，清華大學繼續教育學院將專門建設一間智能教室，開通Same View以供遠程教學使用；汕頭大學已經和我校初步達成意向，要在新建設的校區建成兩間智能教室……