Aulas híbridas: diseño de infraestructura AV para flexibilidad, compromiso y escalabilidad


Visión general

Un estudio estadounidense de 2023 mostró que el 67% de los profesores universitarios dirigían actualmente clases híbridas, en comparación con el 52% antes de la pandemia. La enseñanza híbrida llegó para quedarse.

Este documento explora cómo las instituciones educativas y los centros de formación pueden diseñar y actualizar aulas híbridas utilizando soluciones AV, incluidas plataformas de videoconferencia, cámaras PTZ, dispositivos de audio IP y herramientas para compartir pantalla. Al adoptar las mejores prácticas AV en los espacios de enseñanza, cubrimos cómo las instituciones pueden mejorar la participación de los estudiantes y aumentar la participación de los compañeros de clase remotos. Explicaremos por qué las nuevas tecnologías son más fáciles de usar para los profesores y, por lo tanto, se puede esperar que aceleren la adopción de herramientas de conferencia en la educación. Al mismo tiempo, el documento examina las formas en que los equipos de AV pueden ayudar a las organizaciones a administrar mejor los activos de TI y AV y reducir los costos operativos mientras mantienen la seguridad de los datos en todo el campus.

1. Aprendizaje electrónico

¿Qué es el aprendizaje híbrido y por qué es la nueva norma?

El aprendizaje híbrido es un término amplio que describe nuevos enfoques flexibles de la educación. Es parte del VLE (Entorno de aprendizaje virtual) que brinda a los estudiantes la flexibilidad de beneficiarse del aprendizaje tanto en persona como a distancia. Los componentes típicos incluyen:

Acceso remoto: acceso a la enseñanza transmitida en vivo a través de Internet. Este formulario es más apropiado para conferencias impartidas a grandes grupos de estudiantes.
Aprendizaje bajo demanda: brinda a los estudiantes acceso a una biblioteca de videos educativos para el aprendizaje autoiniciado, la revisión y la recapitulación del aprendizaje.
Aprendizaje interactivo remoto: fomentar el compromiso y la participación activa a través de videoconferencias interactivas y fomentar actividades colaborativas.

Estos nuevos formatos de enseñanza son cada vez más frecuentes por una variedad de razones, como la incapacidad física de albergar a un número creciente de estudiantes en los espacios de enseñanza existentes y la preferencia de los estudiantes por estudiar de forma remota y a su propio ritmo. Al mismo tiempo, los avances en la tecnología han brindado a los estudiantes la oportunidad de unirse a programas educativos que antes estaban geográfica y financieramente fuera de su alcance.

La evidencia estadística muestra que la adopción del aprendizaje híbrido está muy extendida en América del Norte y Europa, y que otras regiones están creciendo muy rápidamente.

Igualdad de oportunidades

La educación impartida por Internet ha cambiado la forma en que los grupos minoritarios y desfavorecidos pueden acceder al aprendizaje. Un estudio de 2019 realizado por la Universidad de Derby del Reino Unido sugirió que los estudiantes con discapacidades se sintieron atraídos por sus cursos en línea a una tasa 3 veces mayor en comparación con el promedio nacional de los métodos tradicionales de estudio. Encontró que los estudiantes que se encontraban en grupos socioeconómicos más bajos pudieron acceder a la educación en línea y organizar sus estudios sin tener que mudarse con su gasto asociado. Al igualar el acceso a la educación, se sabe que el aprendizaje en línea contribuye a los objetivos institucionales y gubernamentales para ampliar las oportunidades de aprendizaje.

¿Cómo han cambiado las expectativas para el aprendizaje en línea después de la pandemia?

Un informe de 2023 publicado encontró que "los estudiantes mostraron un gran aprecio por los esfuerzos que realizaron las universidades para digitalizar el aprendizaje y la enseñanza durante la pandemia, al tiempo que reconocieron que todavía hay margen de mejora".

Señaló que:


• "[Nuestra] práctica docente evoluciona y cambia continuamente, pero la pandemia ha acelerado drásticamente el ritmo de este cambio y ha alterado las expectativas de nuestros estudiantes".
• "La pandemia expuso una falta generalizada de recursos de hardware y software apropiados que deberían permitir que el personal y los estudiantes participen de manera efectiva en el aprendizaje híbrido".

¿Cómo ha evolucionado el aprendizaje en línea después de la pandemia?

Como muchas industrias, la experiencia de Covid 2020-2021 cambió la forma en que operaba. En muchos países, se promulgaron rápidamente medidas de emergencia, cerrando escuelas y universidades. Mal preparados, donde la educación continuó, los maestros buscaron la cámara web y dieron lecciones y conferencias en línea.

Después de la pandemia, los organismos educativos ahora están reflexionando sobre las mejores prácticas para implementar estrategias de aprendizaje en línea que satisfagan las necesidades de los estudiantes durante la próxima década o más.

2. Tecnología básica de aprendizaje híbrido

El nacimiento del aula de Zoom


Durante la pandemia, los maestros recurrieron rápidamente a las videoconferencias y pronto aprendieron el concepto de "fatiga de Zoom", plagado de iluminación inadecuada, sonido deficiente y una cámara web de baja calidad. Los estudios incluso han demostrado que el contacto visual excesivo de cerca era estresante para los estudiantes remotos. A nivel práctico, sin tiempo para que los profesores se prepararan para conectarse a Internet, la experiencia de los estudiantes a menudo era deficiente: los materiales de apoyo estaban mal presentados y los profesores no estaban capacitados en el arte de la comunicación digital.

El aprendizaje en línea ha tenido que adaptarse rápida y radicalmente para satisfacer las expectativas cambiantes de los estudiantes. Los llamados a la relación calidad-precio de las organizaciones estudiantiles y la competencia entre los establecimientos educativos han obligado a los profesores a desarrollar nuevas habilidades rápidamente para funcionar en el nuevo mundo.

Soluciones técnicas

Las experiencias pandémicas y post-covid de los estudiantes indican que la enseñanza en línea debe centrarse en la participación activa a través de encuestas, salas de reuniones, preguntas y herramientas interactivas para aumentar la atención. Requiere sesiones más cortas con descansos programados, el uso de cámaras de alta calidad, preferiblemente el uso de múltiples ángulos para evitar el cansancio del espectador y el uso de imágenes apropiadas y múltiples tipos de medios para mantener la atención.

Digitalizar el aula

Como se ha comentado anteriormente, las cámaras web de los portátiles sirvieron como solución de emergencia durante la pandemia, pero se quedaron cortas como solución a largo plazo, con una gran posibilidad de que se produzca el llamado agotamiento digital. Agotador para el maestro y el estudiante, la vista de cerca del maestro es poco atractiva en el mejor de los casos y completamente desagradable en el peor. Por otro lado, el costo es muy bajo, ya que la mayoría de los maestros ya poseen el equipo adecuado para impartir una lección en línea.

Enfrentados al desafío de actualizar miles de aulas, los equipos de AV y TI ahora se enfrentan al desafío de implementar soluciones de enseñanza mejoradas que sean rentables de comprar, fáciles de instalar y de bajo costo de mantenimiento.

Creación del aula híbrida

Muchas aulas ahora se basan en el modelo híbrido en el que los estudiantes se dividen en dos grupos: los presentes en la sala y los que se conectan de forma remota. La expectativa es que, en la medida de lo posible, ambos grupos tengan las mismas oportunidades de participar e interactuar. El componente central es la plataforma de conferencias, como Zoom y Teams. Muy adecuados para la enseñanza en vivo e interactiva, ofrecen audio y video de alta calidad, uso compartido de pantalla, comentarios de texto y funciones avanzadas, incluidas encuestas.

La barra de sonido de video integrada

Ha habido una progresión natural desde la cámara web incorporada para computadora portátil con su ángulo de visión limitado, hasta las cámaras web HD conectadas por USB con micrófonos profesionales. Posteriormente, estos han sido reemplazados por una barra de sonido de video montada en la pared o en el monitor. Para cada etapa de esta evolución, la calidad del vídeo y el sonido ha aumentado, los ángulos de disparo han mejorado y se han añadido funciones (como el encuadre automático).

Sin embargo, hasta ahora solo se puede desarrollar un solo dispositivo integrado. Siempre será un compromiso: el ángulo de disparo estará limitado por la altura del monitor al que está conectado, mientras que los micrófonos principales estarán incrustados en el dispositivo que puede estar a muchos metros de distancia del profesor y los estudiantes.

Creación de la infraestructura AV

Hasta hace pocos años, agregar cámaras PTZ profesionales, micrófonos y monitores de sonido a un aula requería múltiples tipos de cables y la integración de varios formatos AV. Cuando las cámaras debían instalarse a una distancia de la computadora portátil, a menudo era necesario convertir y transmitir video a través de HDBaseT, adaptando la transmisión de video HDMI a USB para su uso por la computadora portátil del maestro. El audio se entregó de manera similar utilizando adaptadores y convertidores, con un segundo cable USB que se conectaba a la computadora portátil.

La ventaja de PTZ

El advenimiento de la tecnología PTZ (giro, inclinación y zoom) permitió que las cámaras robóticas capturaran al maestro y se movieran para encuadrar a los estudiantes para filmar su contribución. Las cámaras PTZ se pueden colocar en una ubicación ideal para capturar los mejores ángulos de visión posibles, ya sea que estén montadas en la pared o suspendidas del techo.

En los primeros modelos PTZ, el uso de posiciones preestablecidas y algoritmos de encuadre automático permitía un nivel simple de semiautomatización que mejoraba la experiencia de visualización. Eran principalmente dispositivos HDMI o SDI que necesitaban el mismo nivel de conversión de formato y extensión de señal para integrarse con plataformas de videoconferencia. Los modelos de nueva generación ofrecen mejores opciones de conectividad y mayores niveles de automatización.

3. La transición a la IP y la automatización

Aprendiendo las lecciones de IP Audio

Un informe del fabricante Crestron afirmó que los sistemas AV sobre IP tienen el potencial de reducir los costos hasta en un 40%. Si es correcto, esta es una medida de ahorro de costos muy significativa.

Innumerables ejemplos en el mundo del audio han demostrado los beneficios de pasar al sonido basado en IP. En la Universidad de Oregón y West Jordan High School, por ejemplo, los equipos AV han podido escalar sus instalaciones, reducir costos y trabajar de manera flexible de una manera que sus sistemas analógicos anteriores no permitirían. Con el auge de Dante Audio y su creciente dominio en el sector del sonido, era solo cuestión de tiempo antes de que el mundo del video siguiera su ejemplo y hiciera la transición a la transmisión y enrutamiento IP.

Aprovechar la LAN

Las cámaras PTZ de nueva generación ahora son "nativas de IP" con codificadores incorporados y conectividad Ethernet. Los últimos formatos de transmisión han permitido que los modelos PTZ se conviertan en el tipo de cámara dominante en la industria, pasando del uso en estudios de video y televisión documental al uso diario en lugares de culto, lugares de música, escuelas, colegios y universidades.

Ahora, el audio IP (Dante Audio) y la transmisión de video (en formatos NDI, Dante AV-H o RTSP) se pueden transmitir simultáneamente a través del cableado de Ethernet existente de la red de área local a un costo muy bajo. La misma red también se puede utilizar para enviar señales de control y suministrar energía a cámaras y otros dispositivos conectados a la red.

En resumen, en lugar de extender y convertir cámaras USB o HDMI a través de Ethernet, y luego volver a convertir la transmisión IP a USB, el enfoque nuevo y más eficiente es emplear equipos de video IP y audio IP que no requieren herramientas de conversión de señal y extensión de cable.

Las ganancias en términos de simplicidad del sistema son inmediatas. Hay una reducción instantánea en la cantidad de dispositivos que se adquieren, instalan, integran y administran, lo que brinda ahorros significativos y ventajas operativas.

De IP a USB-C

Sin embargo, un cable Ethernet no es una conexión intrínsecamente fácil de usar, especialmente con computadoras portátiles delgadas modernas y Chromebooks que no tienen ningún puerto RJ-45. La conversión de IP a USB-C es la solución ideal y fácil de usar.

Al agregar conmutadores, mini transcodificadores y decodificadores optimizados para AV a la red, las señales de video y audio se pueden enrutar directamente desde fuentes de video y audio IP a un solo USB-C para una conexión instantánea a la PC de la sala o la computadora del maestro. El USB-C también lleva el audio del audio de la computadora portátil a los altavoces de la habitación. Es una manera muy fácil de conectarse a una llamada de conferencia mientras aprovecha el equipo de audio y video profesional instalado.

El profesor puede llamar al soporte remoto de AV/IT si hay algún problema con las cámaras IP y los dispositivos de audio que deba resolverse. Los maestros ya no necesitan cambiar la configuración de la cámara localmente o esperar a que llegue el soporte técnico a la sala. Los técnicos ya no deben iniciar sesión en la computadora portátil del maestro para acceder a la configuración de las cámaras USB y los micrófonos USB, todo se hace de forma remota en la red IP.

Avances en la tecnología de cámaras AI

Los avances en la tecnología AI significan que PTZ cámaras han evolucionado de un simple encuadre automático a un seguimiento de movimiento avanzado. Las cámaras de doble lente tienen un sensor dedicado que escanea constantemente una escena para identificar a los humanos dentro del marco. Una vez activada, la cámara rastreará a medida que el presentador se mueva. Un clic del mouse permite que el sensor de seguimiento identifique y siga a un nuevo presentador sin demora.

Otro avance clave ha sido la introducción de la tecnología de seguimiento activada por voz. Ahora incrustado en la propia cámara, el PTZ se mueve automáticamente para encuadrar la voz activa en una habitación. A medida que se desarrolla una discusión bidireccional, la cámara encuadrará las voces activas o cambiará entre los oradores para crear una producción similar a la televisión.

La ventaja para el equipo AV es la gestión remota de dispositivos. Para el maestro, no hay miedo a la tecnología y no hay necesidad de que un operador manual esté físicamente presente para cambiar la vista de la cámara. Todo está totalmente automatizado. Para la experiencia de aprendizaje, el beneficio es un video más atractivo que sigue una conversación casi de forma tan natural como si el participante remoto estuviera en la sala.

Interacción mejorada

Muchas plataformas de conferencia están optimizadas para permitir que el presentador local o los usuarios remotos compartan sus pantallas. Un estudio de 2022 encontró que "los maestros informaron una mayor movilidad, una mayor facilidad para compartir contenido y una cognición más profunda del alumno como atributos de un mejor aprendizaje y enseñanza con las tecnologías".

Las herramientas de uso compartido inalámbrico de empresas como Barco ahora están disponibles. Aumentan la oportunidad para que los estudiantes en la sala participen más activamente al compartir contenido alojado en sus dispositivos. Compatibles con transcodificadores y decodificadores USB, estos se pueden agregar fácilmente a la red de la institución para agregar un nuevo nivel de interacción dentro del espacio de enseñanza.

Compatibles con cámaras de documentos y visualizadores, las herramientas de uso compartido inalámbrico son un medio eficaz para aumentar la participación de los estudiantes y lograr resultados de aprendizaje. Plug and play, y ahora compatible con herramientas de puente IP a USB para su instalación en la red local, la tecnología inalámbrica ahora tiene la confiabilidad y la facilidad de uso para convertirse en una segunda naturaleza en el aula.

4. El AV avanzado alcanza la mayoría de edad en el aula

Durante décadas, la televisión en vivo y grabada se ha basado en el uso de múltiples cámaras para cambiar entre diferentes puntos de vista y perspectivas. Esta siempre ha sido una opción para las universidades en los principales espacios para eventos. En las ceremonias de graduación y en los simposios internacionales, muchos equipos de AV han instalado un conmutador de transmisión basado en SDI, cámaras profesionales y otros equipos de producción para crear una toma de múltiples ángulos. Capaz de ofrecer excelentes resultados para su visualización en la pantalla grande, la transmisión global y la distribución en discos DVD/Blu-Ray, este enfoque es, sin embargo, costoso en términos de capital y exige la disponibilidad de operadores de video y técnicos de sonido altamente capacitados.

Cuando los institutos quieren equipar múltiples espacios de enseñanza con una configuración multicámara, esta plataforma controlada manualmente es inasequible y poco práctica. La automatización de la AI ha transformado nuevamente el mercado. Ahora, en cualquier espacio del aula, se pueden instalar dos o más cámaras de seguimiento de voz en la red IP, ambas controladas y coordinadas por una unidad de procesador central que permite a las cámaras identificar la voz activa y cambiar automáticamente entre los altavoces de la sala.

Totalmente automatizada y receptiva a las discusiones en el aula, una solución activada por voz está diseñada para transformar las videoconferencias, haciendo que la experiencia remota sea más atractiva, enérgica e inmersiva.

Integración de audio

Al implementar una estrategia all-IP, el video y el audio se transmiten a través de la misma LAN. Aprovechando los estándares comunes de audio IP, video IP, USB-C y DisplayPort, las escuelas, colegios y universidades pueden agregar dispositivos a su red con una flexibilidad considerable.

Inmensamente escalable, el equipo de AV/IT puede agregar micrófonos, altavoces y cámaras en cada habitación, hasta la capacidad de su red. Con este nivel de versatilidad, una pequeña sala de enseñanza puede equiparse con una sola cámara y un altavoz de mesa Dante básico. Un espacio más grande puede beneficiarse de múltiples micrófonos de techo, altavoces montados en la pared y hasta cuatro cámaras autónomas. Las salas más grandes se pueden utilizar como un solo espacio o subdividirse y dividirse temporalmente en múltiples áreas de enseñanza, cada una con su propia instalación AV dedicada, gracias al enrutamiento inteligente de señales y herramientas como el controlador Dante de Audinate.

Costos de capacitación y soporte

En cada caso, la única conexión a la computadora portátil BYOM del profesor es una sola conexión USB-C. La rutina de configuración también es similar para cada espacio, con el equipo de soporte capaz de configurar y monitorear el AV de forma remota.

Cuando una encuesta norteamericana indicó que, en promedio, cada personal de soporte es responsable de 43 salas, simplificar la configuración de AV y centralizar la administración de dispositivos es esencial para todas las organizaciones.

Seguridad

Las regulaciones GDPR de la UE y varias leyes de privacidad de datos en los EE. UU. han cambiado el panorama AV en términos de salvaguardar la información y proteger la identidad de las personas, especialmente los menores. Si bien la transmisión de audio y video a través de redes de datos puede parecer intrínsecamente insegura, al implementar las mejores prácticas, las redes pueden ser más seguras que las instalaciones HDMI y DVI. Las medidas de seguridad pueden incluir:

• Evitar el uso de Wi-Fi o redes abiertas
• Una red segmentada/VLAN dedicada al tráfico AV
• El uso de formatos cifrados AES
• Emplear formatos que requieren autenticación de usuario
• Uso de NDI Bridge con cifrado AES y autenticación junto con la transmisión NDI HX
• Restringir el acceso de los usuarios a través de firewalls y ACL (listas de control de acceso)
• Monitoreo de la red en busca de receptores desconocidos utilizando software de administración de red
• Mantener un cronograma de actualizaciones de firmware para implementar los últimos parches de seguridad

5. Resumen

A medida que las aulas se vuelven cada vez más híbridas, existen múltiples demandas contradictorias:

- Estudiantes que requieren experiencias de aprendizaje remoto más atractivas
- Los maestros exigen más interacción del aprendizaje a distancia
- Los equipos de AV se enfrentan a un aumento de las llamadas de soporte
- Facultades que enfrentan crecientes costos de instalación e integración

Los establecimientos educativos no pueden continuar por el camino AV tradicional de las cámaras HDMI, el audio analógico, el enrutamiento de señales complejas y la conversión para conectarse a plataformas de videoconferencia. Los costos, los gastos generales continuos y los requisitos de soporte son simplemente demasiado pesados.

La madurez del audio y el vídeo IP al mismo tiempo que la llegada de las herramientas de producción automatizadas son la respuesta a las demandas a las que se enfrentan los equipos directivos. Juntos cumplen la promesa de:

- Instalación más flexible y rentable
- Soporte remoto más fácil y rápido
- Escalabilidad total y preparación para el futuro
- Una experiencia de usuario sencilla
- Una experiencia de enseñanza y aprendizaje más rica

Las encuestas han mostrado un aumento en la satisfacción de los estudiantes con el aprendizaje remoto en los últimos años. La tecnología tiene un papel importante que desempeñar en el impulso del despliegue del aprendizaje híbrido, con la transición a la IP y la adopción de servicios automatizados como elementos centrales para este éxito.