今年中旬，有一则报道“刷遍了”朋友圈。四川省一所民办农村小学，老师通过一根网线，把远在美国俄勒冈州的英语老师，与坐在不到 20 平米小教室里的几十名山村少年连接到了一起。这些可能还未走出过自己家乡的孩子，通过实时音视频技术，认识了山外的世界。这既是一场普通的双师课堂，也是近几年在线教育行业中最不可忽视的趋势。
根据市场预测，未来 5 年内，双师课堂将覆盖全国所有一至六线城市中小学校，课堂布局将达50万间，学员数量可达3000万左右。仅安徽省，近三年来已累计投入资金53亿元，用于创新应用在线课堂教学模式，实现了教学点全覆盖。从2015年到2017年，经历三年运营模式的探索，双师课堂于2018年迎来爆发式增长，双师教室布局数量达到5000+，增速超过100%，双师课堂进入高速发展阶段。
按照发生的场景来划分，双师课堂有 两种类型 ：
一种是专递课堂、同步课堂，现在有些村镇级的学校，师资匮乏，当地县级学校会发起双师课堂，把课堂影像实时传输给这些村镇学校，让他们可以同时在线上课，与老师互动。然而，由于一些县、镇的网络情况不如一线城市，所以会通过城域网来传输音视频数据，以保障课堂体验。
另一类双师课堂则是由教育培训机构发起的，一方面解决了教育均衡的问题，另一方面则是在一、二线城市教育布局基本完成的情况下，进一步发展三、四线城市。这样的课堂，一般会选择通过互联网或自建专线进行传输，并尽可能地覆盖到更多的学生。
双师课堂的关键挑战
要知道，双师很重要的一个作用是，解决了教育资源分布不均衡的问题。把优质学校或师资，与有需求的学生或师资力量相对薄弱的学校连接在一起，共享优质的课程。可能是同一个国家的老师给学生的上课，也可能是一堂跨洋的课程。
不论是学校，还是教育机构，在建立这样的双师课堂时，都需要面对几个关键的挑战，包括：课堂效果与体验，成本与招生，教学内容的本地化，以及管理等问题。其中，最重要的就是双师课堂的效果与体验。想要获得好的体验，就要面对以下这些挑战。
1. 音视频体验
首先双师课堂是一场多人、多教室共同参与的大型互动场景。而要有互动，最起码就要“看得清，听得清”。但是，双师很多情况下是主要发生在网络环境不同的两个教室之间的。一方是来自一线城市或县级学校，另一方，则是面向一些三线城市，甚至村镇教室，很容易容易遇到带宽的瓶颈。如果强行将高分辨率、高码率的视频传输给他们，很可能会出现视频卡顿、画面丢帧等情况。
在音质方面，教育场景下需要支持语音与音乐的高音质。在语音场景下需要支持8K或16K采样，而在音乐教学场景下则需要覆盖全频带的48kHz采样，这对音频编解码技术方案提出了较高的要求。同时，在教育场景下，还会遇到双讲问题。双讲主要指在交互场景中，互动双方或多方同时讲话，其中一方的声音会受到抑制，从而出现断断续续的情况。这是由于其中一人的声音，被对方的回声所掩蔽。这就要求在回声消除力度上寻找平衡点，既不能产生回声，又不能抑制人声。
通常来讲，双师课堂都是大屏幕互动场景，一般采用 720p 或 1080p，甚至 4K 高清分辨率的视频。这样高质量的音频与视频，会占用较高的带宽。但如果遇到上网高峰或网络拥塞，就会因为丢帧而出现卡顿、模糊、音画不同步等问题。要解决这个问题，需要降低带宽占用，可以通过降低码率或结合机器学习算法来实现。
2. 稳定低延时
在线课堂中，稳定的低延时传输才能保证实时互动可以正常进行。根据国际标准，延时在 400 ms 以内，才能有好的实时音视频互动体验。在选择双师方案时，需要考虑网络节点的覆盖地区是否可以合理满足自身需要，还需要考察其网络服务对中小运营商的支持，以及网络传输质量。
不过，低延时并不意味着越低越好。延时与音视频质量是一对处于天秤两边的参数，延时过低意味着可能要降低一些画质或音质，而高画质、高音质也会占用更高的带宽，提升延时，甚至在用网高峰期会出现卡顿、模糊等问题。
3. 质量可回溯
对于教育行业来讲，主动追查质量问题可以节省大量的运营成本，并有助于提升用户满意度。举一个真实案例。在一场双师课堂里，上课开始时，有一个教室反馈，学生提问，中心教室听不到。在经过一系列诊断和分析后发现，刚刚那个教室其实是不小心按到了静音。于是问题迎刃而解。所以我们认为能提供实时通信服务还不够，还需要将服务质量透明化，让大家可以主动查询出质量问题的根源。
声网Agora双师课堂解决方案
声网Agora 的双师课堂解决方案，基于声网Agora SD-RTN™全球实时网络，提供面向全球的高质量、低延时双师课堂互动体验。同时，双师课堂解决方案支持公有云、混合云部署，既可满足私有云部署的要求，又可通过公用云实现与区域外名校共享教育资源。
双师课堂解决方案可提供高质量的音视频体验，并支持多项课堂互动工具，能帮助老师营造更沉浸的师生交互体验。另外，双师课堂解决方案还支持 AI 辅助教学、质量监控等多项特性。
专线级的传输质量
以往，在线课堂为了保证网络传输质量，尤其是在三、四线城市的课堂效果，会选择搭建专线。但是自建专线成本高昂。声网Agora SD-RTN™ 用互联网的网络成本实现了专线级的传输质量，并将它以PaaS的形式开放出来，为在线教育企业减轻基础建设的高额成本。
声网通过自建的全球虚拟实时通信网络SD-RTN™、自主研发的音视频编解码器和网络传输策略等独家技术手段，可以做到在实时音视频过程中，根据网络情况，智能调节码率、帧率，保证即使在60%的丢包情况下，音视频通话可流畅进行。
音视频高清体验
声网支持1080P 60 帧高清视频，甚至 4K 超高清分辨率，可以保证学生在长时间观看屏幕时，眼睛不至于疲劳。为了帮助用户在低带宽情况下，仍能看到高清的视频，声网还支持超分辨率，让视频能以较低的分辨率进行传输，在到达客户端之后，通过超分辨率算法实时转换为高分辨率视频。
为了可以帮助用户节省带宽资源，声网 SDK 支持 H.265。同等质量的视频，相比 H.264 可节省一半带宽资源。同时，基于声网自研的感知视频编码技术，可以在不损失图像质量的前提下，优化编码性能，并降低15% - 25%的网络带宽占用率。
在音频方面，声网Agora可提供 20kHz 高频谱，远高于市场上常见的 8kHz 频谱，可以提供更高保真度的声音。
声网 SDK 还针对双讲现象，进行了特别优化，并融合声网Agora语音引擎与AI音频降噪算法，可提供去除背景音、环境音之后的高音质音频源，避免噪声干扰，可以保证老师的授课不会因为远端学生的声音而收到影响。
另外，声网支持采用硬件编解码，对 Intel、NVIDIA 等芯片进行了兼容，可有效降低音视频性能消耗，让一些老设备也能轻松升级至 1080p 画质。
实时质量监控
除了专线级的网络传输、音视频质量，声网 Agora 双师课堂解决方案还通过「Agora水晶球」提供了端到端全链路的质量监控数据。开发者可将restful api集成到双师课堂管理平台，在平台中实现对每个教室的音视频体验的数据监测和分析。目前，可监测的音视频体验相关数据包括：
-
设备状态，包括系统 CPU 的使用率
-
主讲本地采集和听课端播放音量
-
音视频发送/接收码率
-
视频发送/接收帧率
-
视频接收分辨率
-
视频上行和端对端的丢包率
-
音视频卡顿情况
-
用户行为，比如静音、离线等
以上数据信息，开发者均可在「水晶球」中看到。
白板及互动答题
声网 Agora 双师课堂解决方案除了支持常用的白板，还支持互动答题功能。
AI 辅助教学
目前，很多教育平台开始引入 AI双师教学。一位线上老师远程授课，一位线下教师同步答疑的教学模式，同时AI引擎在线上辅助，增加人脸识别、情绪识别和肢体分析。声网 Agora 双师课堂解决方案同样可提供 AI 辅助教学功能。
支持接入多种教学系统
在线课堂还需要接入许多辅助教学系统，比如题库、教学管理系统、资源管理平台等。声网 Agora 双师课堂解决方案支持对接各类辅助教学系统。
另外，声网 Agora 双师课堂解决方案还支持更多特性，可降低开发门槛，满足不同能力开发团队的需求，包括支持美颜、Electron、H5 直播等。
目前，声网已经推出了一站式教育解决方案、AI 互动课堂解决方案等，面向多种教学场景。声网服务的全球客户包括小米、陌陌、完美世界、阿里游戏、The Meet Group(美国最大的婚恋社交平台)、Hike Messenger(印度“微信”)、musical.ly(北美短视频平台)、LisPon(日本二次元音频社区)、Stager Live(日本直播平台)等。
