【教育信息化中的伪需求】之二： 智慧教室中的吊麦是个伪需求吗？
【总第163期】
智慧教室中的吊麦是个伪需求吗？
上一篇文章【教育信息化中的伪需求之一：智慧教室中的“多屏”是伪需求吗？】发出以后，引起广泛关注和热议，不少人业内人士跟我聊天表达他们对此文中观点的认同。
众多的支持与认可，使我们更加坚信，在当下的教育场景中，教育信息化的需求和技术成熟度、可用度之间，存在着较为普遍的脱节现象，而且很多技术并不是使用得越多效果越好，有时甚至相反。
那么，在目前炙手可热的智慧教室建设风潮中，还有哪些看起来“炫酷十足”但实际上可能是“蓦然回首，并无需求在灯火阑珊处”的伪需求或者伪应用呢？
这一篇，我们来说说全向麦克和吊麦。因为在智慧教室的建设中，尤其是录播教室，吊麦拾音系统被广泛采用。
在很多智慧教室的案例展示中，我们都能见到这样熟悉的画面——
四面环绕着高清液晶电子屏、可拆卸式圆桌、360°视频记录、6个或更多的吊麦搭配立体音响……哇，非常抢眼的“炫酷科技感”。
然而这种“炫酷科技感”的现实应用又如何呢？作为一个多年深耕的智慧教室产品开发设计者，我曾对吊麦进行过长久的测试，再结合很多一线使用者的直接反馈，相信我们的以下切身感受能反应目前建设现状和存在的问题。
随着录播和远程并班等教学互动的广泛展开，交互的实时性被迫切地提了出来：
一是教师的自如讲授，需要释放双手；
二是多角度互动，需要自由走动，要求在教室内的空间上没有拾音的盲区；
三是教师教学的主导地位要求有稳定的高清晰高保真的音质；四是学生参与互动需要即席回答问题或主动发言。
智慧教室中音频的理想诉求是教师无论走到哪里，用很小的声音，都可以变得声音洪亮、甜美、稳定；学生可随时随地发言参加互动，而且声音清晰；远端的音频质量也是清晰并且高保真。
这是因为，音乐、电视、广播、KTV等高保真、“美音”处理等音频的广泛应用，尤其是在稍微大的教室、阶梯教室、礼堂中，各种高功率的音箱、全频线阵列音箱等被普遍采用，使人们对音质要求越来越高，对于有环境底噪、失真的、不经过“美音”音频处理的声音已经很难接受。
而在智慧教室的各项技术中，音频系统的效果是最难保障的，一是环境复杂导致系统复杂；二是设备的质量和价格呈现指数级的变化，好的音质系统的价格是极其昂贵的。但在智慧教室的建设中音频系统的复杂度和成本却往往被严重忽视。
这就导致在实际的使用中，教师、学生对声音质量的要求和价格之间出现了很大矛盾。显然，教师的声音质量首先需要保障，要增加可用度，又要降低成本，就不得不牺牲学生交互的声音质量。若这个问题处理不好，就会导致系统复杂，不可普及采用。
吊麦的实际应用情况
教室作为一个开展日常教学的物理空间，看似简单，但是当环境扩音类产品被引入之后，就会变成一个非常复杂的声学场所：老师讲课的扩音器、学生回答的拾音器、墙壁上的音箱、用于声场控制的中控系统……都需要随时随机处于就绪的工作状态和良好的管理控制之中。
在现实应用中，在安装了吊麦的教室里，我们经常看到的是这样一幅违和的画面：喇叭声音太小，需要调大，可一旦调大，喇叭又发出“刺啦刺啦”的啸叫声，大家不得不捂住耳朵；好不容易搞个远程互动，要么这边不停地重复“喂……喂……能听得到吗？”，要么远端学员的声音在一遍遍地循环表达“我能听到……能听到……能听到”。
毋庸置疑，这些情况的出现不仅减少了教学的实际课时，而且大大影响了教学的效果与质量，同时还会因为教学过程的流畅性降低造成学习者连续关注的断点化，甚至带来现场的尴尬和难堪。
本地音箱扩音+讲台采音+吊麦收音，几种音源互相交叉干扰，无论大小教室，只要音量大了，极易产生啸叫；但音量小了，对于大空间教室来说，又不解决问题，后场的同学几乎听不见。
可以说，现有智慧教室中吊麦产品的应用，可谓“理想很丰满，现实很骨感”。
这里有必要和大家说说现有吊麦产品的技术功能定位。
我们知道，随着技术的发展，多媒体教室扩声系统先后出现了有线话筒、界面式话筒、无线话筒、小蜜蜂领夹式话筒和吊麦系统等多种形态的技术载体。目前，大多数学校多年来都采用有线话筒+无线话筒相组合的多媒体教室扩声系统。
传统的有线扩声系统实现简单，成本较低，但台面式麦克风多为固定式，客观上要求老师只能以相对固定的姿势授课，一旦需要边写边讲或者走到学生中间时，就无法使用。因此，固定话筒适用于单向传输的教学场景，不太符合师生互动频繁的交互式课堂的需要。
无线教学扩声系统，主用应用了射频传输技术，射频传输主要包括UHF、VHF，以及2.4G、WiFi、蓝牙等。射频可以穿墙传输，一般可以传输50-100米，没有方向性，方便教师在教室中任何地方使用。但是，当这种技术在多个相邻的教室之间使用时，就很容易引起互相干扰、串音，从而影响正常的教学秩序。另外，无线麦克风有时需要在不同教室之间流动使用，这就需要重新调整频率（对频），因此常常给老师带来使用的不便和出错的可能。
为了解决以上传统有线麦克授课空间的局限和无线麦克风的管理问题，近年来，不少厂商推出了吊麦扩声系统，以支持师生互动和远距离拾音。可见，从课堂教学改革的要求和技术发展的趋势来看，支持双向交互、远程拾音已经成为教室建设的刚需，但一旦辨识不清，设计不慎，这个“刚需”极易变成一种“伪需求”。何来此言呢？
目前的吊麦产品基本包括阵列式、定向式、全向式几种，但无论哪种吊麦，基于其声音局部范围采集的特性，都会不可避免地把环境噪音收入其中。表面上看，吊麦解放了教师的双手，增加了教师的课堂走动范围，但实际上，由于吊麦系统的工作原理所限，2个以上的吊麦同时工作时，没有装修的吊麦会有声音反射，就会造成声场冲突，还会将自身扩出去的声音再次拾进去，从而导致更大的回音甚至啸叫。因此，同一间教室内，吊麦的使用数量，不宜超过2个。超过两个吊麦，音频处理非会变得常复杂，从而导致系统不可用。但是当大教室中的吊麦少于2个的时候，扩音效果又会大打折扣。所以，吊麦能够有效提升声音效果这个结论本身，在实现路径上就是个悖论。
超远距离拾音和扩声，是音频技术领域中公认的技术难点。根据声音传输的物理特性，点声源距离每增加一倍，声压级就减少6dB（功率减少为原来的1/4），系统要提高扩声增益，环境噪声也会随之增加；当环境噪音大到一定程度时，声场系统中就会产生声反馈现象，即我们经常听到的“啸叫”现象。
理论上，拥有先进的噪声消除（ANC）和啸叫抑制等数字音频处理设备，是可以解决这一问题的。但是，目前数字音频处理技术还没有智能化到可以自动判断、稳定消除和过滤环境音的理想程度。也就是说，交互式教学对吊麦的需求是有的，但从技术实现的角度看，目前的吊麦又是远远不够成熟的。因此，吊麦系统的普及化应用，还有相当长的一段路要走，需要慎之又慎。
我们不妨试想一下，假如吊麦技术足够成熟，为什么电视台（资金实力够雄厚，音频设备应用够专业）并未采用呢？为什么大牌主持人依然使用手持或耳麦做节目呢？对比这个最常见的经典场景，是不是让我刚才分析的这些道理都更加了然了呢？
行笔至此，谈意犹酣，不妨带大家继续进行一点深度的思考：教室里的吊麦究竟是为谁设计的？教室内的老师、学生，还是远端收听者？
根据上述某高校应用案例可知，大空间教室，不适合吊麦系统，只能在小教室应用。而小教室里，如果不用吊麦系统（或者安装1到2个吊麦），只用无线麦克风，同样可以实现扩音效果，而且还可以免受回音和啸叫等问题的困扰。可见，现在的吊麦技术解决不了大场景多人互动模式的高质量声音的采集，部署成本不仅很高而且系统稳定性差；而小教室的互动需要根本不用吊麦或者只需要1-2个吊麦就可以采集教师高质量的声音和学生清晰（保真度有损）的互动交互声音，从而完成教学的及时互动。
对讲台上的教师而言，现在坐在那里不动的“讲课型”教师越来越少，能写板书能走动，能走入学生中进行常态互动的“指导型”教师越来越多，而吊麦对教师的活动范围是有区域性的限制。因此，全域范围的教师扩音，不宜也不能使用吊麦来解决---最优方案：教师佩带耳麦音频系统。
说到底，针对学生端声音的采集，现在的吊麦都是为远端听课的人设计的，本地互动采集学员声音，远程传输扩音，理论上比较适合于远程教学中的多教室互动。但你见过哪一个远程课堂是通过频繁发言实现远程互动的？这种远程音视频互动，在大多数场合下，只是偶尔使用而已，在互动并班小教室中不要部署超过两个吊麦。
这种偶尔的远程互动，学习者能够接受声音有失真、声音变型或者嘈杂的环境音伴随吗？基于现有的吊麦技术，远端回传的除了学生发言，往往还会伴有明显的环境底噪，这种环境底噪是很难被接受的。而且，不可回避的还有隐私性暴露问题——嘀嘀咕咕、交头接耳的私语同时被广而告之。这些都是值得深入探讨和认真考量的。
当我们习惯站在技术的制高点振臂高呼“教育信息化”的时候，我们似乎忽略了一个最重要的事实——当代学习者的需求。他们是数字时代的原住民，是在信息技术和电子产品的浸润下长大的一代，长期被高品质的耳机、高清立体环绕的影院声场所熏陶，习惯了各种视听盛宴，他们对声音的要求早就超越了传统的嘈杂世界，已经不能再接受有电流底噪、环境底噪的音质了……
同时，大场景的远端互动，即使偶尔传递个话筒，如果能实现高品质的声音传递，又有什么不好呢？传递移动麦，其实是一种自然互动的文化，让互动者在传递中整理发言思路和梳理逻辑，是令我们彼此都很舒适的一种自然交互情境。
在学习环境的设计中，情境与氛围的营造特别重要，我们称之为“场域的力量”。我们需要给学生们营造出一种节奏舒缓的、无压力感的、可以从容思考的学习情境，而不是一种“设备无处不在、到处都是麦克摄像头”的压力环境。有的智慧教室案例中，吊麦多达8-10支！人在密集吊麦的实时直播环境下产生的压抑（现在社会很多人有密集恐惧症），我相信，一定会大大抑制课堂的自由参与度和思维活跃度……
想想看，我们究竟需要什么样的课堂效果呢？是设备无处不在的“炫酷科技感”，还是让讨论变得自如、激烈和任性的“对话式课堂”？哪一种才是我们真正想要的课堂？任何技术产品的应用，都要服务和支撑教育教学效果这一根本目的。
因此，技术产品的应用，需要有个“度”。过犹不及，老祖宗的话，永远是值得品味的。这个“度”的把握就是教育规律，就是人的本质，就是我们的身体和心灵都能被自然呵护和有效照应的场域，就是我们对生命活力的尊崇，就是我们对未来教育的致敬……
王涛
【室联网】理论的提出、体系构建和实践者；新维学习空间站、新维教师发展空间站、新维大健康空间站、新维国学空间站、新维孤独症资源空间站、新维社区家育空间站、智慧党员活动室等【室联网】新维系空间站的原创设计、规划和组织实施者；“移动学习”教育部-中国移动联合实验室MOOC研究中心、中国绿发会丝路研究院室联网中心主任；中国食品药品企业质量安全促进会副会长；北京大学教育学院教育经济博士；北京大学国家发展研究院国际工商管理硕士；业界知名有20多万教育专家的MOOC微信公众账号（微信号：openonline，公号名称：MOOC）的发起及运营者。
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