智慧校园课堂技术白皮书.docx

智慧校园课堂技术白皮书.docx

《智慧校园课堂技术白皮书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智慧校园课堂技术白皮书.docx（211页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

智慧校园课堂技术白皮书

全面践行国家教育信息化“三通工程”

世界大学城智慧校园（课堂）整体解决方案

技术白皮书

目录

一、前言4

二、现状及需求分析6

（一）现状6

（二）机遇6

（三）需求分析7

三、WS智慧校园整体解决方案的设计思路8

（一）WS智慧校园的概念8

（二）WS智慧校园系统整体架构8

（三）世界大学城云平台、云空间11

（四）教育资源云平台14

（五）区域网校园系统组成：

20

四、教学应用28

（一）备课28

（二）授课28

（三）视频课堂28

（四）空间课堂29

（五）电子测评30

（六）课堂魔方30

（七）校园门户31

五、WS智慧校园整体解决方案的优势31

（一）方案解决教学过程实际问题31

（二）设备集成化、智能化高31

（三）投入少，按需购买，建设周期短31

（四）资源共建共享，常用长新31

六、WORLDUC智慧校园整体解决方案的设计思路33

（一）WORLDUC智慧校园的概念………………………………………………………..32

（二）WORLDUC智慧校园系统整体架构……………………………….…………….33

（三）教育资源云平台……………………………………………….………………………….34

（四）Worlduc智慧校园私有云台………………………………………………………36

七、教学应用………………………………………………………………………………………………….47

（一）优质课程资源建设……………………………………………………………………..47

（二）区域资源共建共享……………………………………………………………………..48

（三）远程同步课堂/网络教学研讨…………………………………………………….49

（四）中国大学视频公开课………………………………………………………………….50

（五）名师课堂大规模直播………………………………………………………………….51

（六）名优教师评选……………………………………………………………………………..52

（七）微格实训室…………………………………………………………………………………52

八、WORLDUC智慧校园整体解决方案的优势………………………………….……….54

（一）方案解决教学过程实际问题……………………………………..…….………..54

（二）设备集成化、智能化高…………………………………….………………………..54

（三）投入少，按需购买，建设周期短…………………….…………………………54

（四）资源共建共享，常用长新………………………….……………..……………….54

九、成功案例…………………………………………………………………………………………………..55

一、前言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》中提出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。

把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。

”“充分利用优质资源和先进技术，创新运行机制和管理模式，整合现有资源，构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施。

加快终端设施普及，推进数字化校园建设……”。

党的十八大上提出“到2020年基本实现教育现代化”并“以教育信息化带动教育现代化”的发展目标。

2012年9月5日，国务院召开“全国教育信息化推进工作电视电话会议”，时任国务委员刘延东副总理发表重要讲话时指出：

“十二五”期间，要以建设好“三通两平台”为抓手，也就是“宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通”，建设教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台。

这是当前教育信息化建设的核心目标与标志工程。

推动“网络学习空间人人通”，促进教学方式与学习方式的变革。

为师生建立个人网络学习空间，体现着教育信息化未来发展方向。

今明两年要把网络学习空间从目前的60万个提高到600万个，力争用5年左右时间使所有教师和初中以上学生都拥有实名的网络学习空间，促进教与学、教与教、学与学的全面互动，努力在网络学习空间建设与应用方面走在世界前列。

2012年10月9日，《教育部等九部门关于加快推进教育信息化当前几项重点工作的通知》指出：

网络学习空间是促进数字教育资源共建、共享与应用的前瞻性探索，利用网络学习空间可以形成新的教师研修形式、教学方式学习方式、师生互动、生生互动方式。

各地要探索“政府规范指导、企业建设运营、学校购买服务”的网络学习空间建设运营机制，加快部署实名的网络学习空间建设，加大网络学习空间在教师研修、资源共享、互动教学、教学管理等方面的应用力度。

2013年1月15日，国务院公布《“十二五”国家自主创新能力建设规划》，教育领域的第一项就是“三通工程”。

2013年2月25日，《教育部关于报送教育信息化“三通工程”进度安排的紧急通知》要求：

教育信息化作为教育现代化的引领与重要标志,已纳入教育现代化核心指标。

为按照党中央的要求,顺利实现教育现代化的宏伟目标,充分发挥教育信息化的引领作用,各地必须进一步明确和落实相关责任,明确教育信息化“三通工程”的具体目标任务,并加强督查和组织实施,确保教育信息化总体目标的如期实现。

为此,请你单位迅速研究提出本地教育信息化“三通工程”2013、2014、2015各年度的进度安排和考核指标（需明确提出校校通、班班通、人人通每年完成的数量及达到的比例）。

2013年4月15日，在教育部科技司《教育信息化工作专刊》第2期上，将湖南省教育厅王柯敏厅长在全省教育信息化工作电视会议上的讲话全文以文件形式下发到全国教育系统。

号召全国学习湖南如何依托世界大学城推动“网络学习空间人人通”的建设经验。

2013年4月28日，教育部科技司《教育信息化专刊》第3期对“三通工程”的建设标准做出解答。

其中针对全国很多地方对“网络学习空间人人通”的认识问题指出：

一些地方把“网络学习空间人人通”简单理解为在资源网站开通实名注册的个人空间，“网络学习空间人人通”的概念的确是在这个基础上提出来的，但是这个概念要进一步深化。

要把“网络学习空间”建成信息技术条件下从事教学活动和教学管理的基本平台，建成一个实名制的、组织化的、可控可管的体系，逐步形成网络条件下教学活动管理、组织和服务的基本体系。

网络学习空间首先应该是以提高教师素质、提高教学质量为目的、以教师、学生、家长为服务对象的一个网络化的社交平台，为教师在网络上开展教学和教研活动、为教师和学生、学生家长的互动提供支撑。

其次应该是一个使教师尽快提高信息技术的应用能力的服务平台。

这个平台要有主动推送资源的功能，要使教师能依托空间快捷地获取相应资源，以克服海量信息带来的寻找合适资源的困难。

这个平台还应该提供容易使用的开发工具，帮助教师提高自主开发资源的能力。

再次还应该是一个具有汇聚优质资源能力的平台。

为各个资源提供者提供高效的资源交易服务，起到“资源超市”的作用，以使教师和学生有更丰富的优质资源可用。

最后还应该是一个管理的平台。

学校的机构空间应能管理所有的教师空间和学生空间，应能统计教师利用网络从事教学活动的频率、效果和教师内生的、自己创造的课件资源的数量，应能对网上教学活动进行组织以及对教师的教学活动及信息技术应用水平进行评价。

所以我们强调网络学习空间建设应整校推进，资源服务和空间建设要统一到一个平台上，优质资源服务和空间建设服务必须是一体化的。

这样一个平台是需要不断改进升级、提升服务能力的，平台的建设一定要贯彻“政府规范引导、企业建设提供、学校购买服务”的思路。

因此，“网络学习空间人人通”对教育部门来讲，主要是一个组织应用的问题，而不是一个建设问题。

必须依托电信运营商和企业的力量，建设好应用环境，提供并持续改进服务。

相信只要形成好的机制，教育部门把主要精力放到组织应用上，广大师生真正应用起来，网络学习空间就会越做越好，为教育质量的提升和促进教育公平发挥越来越大的作用。

资源建设要和空间建设与服务有机结合。

各省要组织开发本地化的资源，提供给各级教育资源服务平台，要逐步形成“企业竞争提供、学校自主选择、政府评估准入”资源建设机制，政府要做好资源建设的规划引导、评估推荐，逐步形成免费使用和有偿使用相结合的格局，充分调动企业和各类资源开发者的积极性。

到目前为止全国只有世界大学城完全符合这份文件关于“优质资源班班通”和“网络学习空间人人通”的标准建设要求。

基于国家战略和国家标准，世界大学城智慧校园和智慧课堂建设就是基于“优质资源班班通”和“网络学习空间人人通”开发。

为了全面践行“三通工程”，在华夏高科技产业创新奖办公室、教育部教育管理信息中心校园卡标准化研究所的支持下，北京禾田雨橡互联网科技有限公司等单位成功设计了“WSA智慧校园（课堂）整体解决方案”，全面实现国家教育信息化“三通工程”中提出的“优质资源班班通”、“网络学习空间人人通”和“全国教育资源云平台”的目标。

“WSA智慧校园（课堂）整体解决方案”由“世界大学城云平台·云空间”与“智能多媒体终端”、“全自动智能录播系统”、“智能数字化探究学习”、“智能无线AP”等智慧融合而成，可实现从平台通道（云平台、云空间）、信息技术（教育管理、教研、科研、教学、学习、服务、校企合作、家校互动、资源库等各种教育教学的信息工具），环境（网络基础、设备、教室等）、资源（优质资源、稀缺资源、专递资源、名校名师资源、多媒体多格式网络资源等）到活动（教、学、管理、沟通、办公、服务等）的全部数字化、智能化的服务，为师生提供开放式数字化智能化教学环境，该方案在全国的大面积推广，引领了一场深刻的空间教学革命。

2012年9月5日，国务院召开的“全国教育信息化工作电视电话会议”上，先进典型发言单位湖南省教育厅即依托此方案构建了全省教育信息化云平台，实现了全国范围内平台的互联互通、资源的共建共享。

“世界大学城智慧校园（课堂）整体解决方案”真正实现了“信息技术与教育学习全面深度融合”，做到了以教育信息化带动教育现代化，破解了制约我国教育发展的“资金投入大，建设周期长，研发能力弱，维护管理难，服务能力差”的难题，促进了教育的创新与变革。

由信息化带动的这场教育革命已经在全国引爆！

二、现状及需求分析

（一）现状

1、教育信息化现状

（1）优质教育资源不能实现全国性、全球化共享；

（2）基础设施低水平重复建设，硬件和系统维护消耗大，投入成本昂贵，数据难于共享，“数字鸿沟”进一步扩大；

（3）由于信息爆炸式增长，垃圾信息泛滥成灾，仅通过“关键词”搜索技术解决不了搜索有效信息的问题；

（4）信息技术与教育教学各环节的融合还很表面化，即便是条件好的地区，使用电子白板等多媒体教学，继续沿用了传统的应试教育、灌输式教育，缺乏“开放、互动、透明、安全”的自主学习、互助学习、探究学习、教互学习的学习环境，限制了学生们的想像力和创造力，设备的现代化并没有带来教育学习观念、模式、效率的现代化。

2、大部分学校在课堂教学中的现状

（1）老师难以获取同步的的各种形式的教学辅助内容；学生无法自动获取与课程相关的更多学习途径和学习资料；

（2）单向教授，互动不足。

教学过程中“教”与“学”分离，缺少交互；缺少学生的积极参与；教师对学生单向单一评价，无法调动学生学习的积极性；

（3）资源孤岛。

设备间互相分离，教室计算机，老师工作计算机，学生家里的计算机，互相分离，没有有效互联；课件资料，笔记，授课过程无法方便的共享分发；师生间，教师间，学生间不能实现跨区域、全国性、全球性交互；

（4）教学设备功能单一，设备能力不足。

投影，电脑各部分功能孤立，只可作为显示，且显示效果易受光环境影响，清晰度不佳；很多软件并非专业教学软件，未考虑教学的实际环境，使用效果不佳，且无控制管理功能，也不可扩展。

（5）平台功能局限。

无法自动汇聚全国性全球性优质教学资源；不能满足大数据信息资源存储、搬迁与大容量信息资源的调用与并发需要；不能实现全年级、全校师生或跨地区全国性同时交互性网络多媒体教学及视频教学要求；不能满足所有师生随时随地教学，随时随地学习的愿望。

（6）缺少学生的积极参与；教师对学生单向单一评价，无法调动学生学习的积极性；

（5）平台功能局限。

无法自动汇聚全国性全球性优质教学资源；不能满足大数据信息资源存储、搬迁与大容量信息资源的调用与并发需要；不能实现全年级、全校师生或跨地区全国性同时交互性网络多媒体教学及视频教学要求；不能满足所有师生随时随地教学，随时随地学习的愿望。

（6）农村学校与外界的网络连接的空白,在不发达地区还是普遍存在。

（7）网络建设的滞后,限制了学生们的想像力和创造力,缺乏“开放、互动、透明、安全”的自主学习、互助学习的学习环境,制约了教育学习观念、模式、效率的现代化。

（二）机遇

现代信息技术的变革，给教育信息化带来了前所未有的机遇和挑战。

由于新一代移动通信和宽带技术的应用，特别是人们对视频信息的旺盛需求，催生出了以云计算为主要网络技术特征的新一代互联网。

教育信息化已进入了应用驱动的关键期。

这个时期的主要特征是：

云计算服务（软件即服务、构架即服务、平台即服务、存储即服务）；视频的云计算分发技术；全球信息资源的聚合与共享；web2.0技术架构下自媒体时代的资源共建共享；物联网（各种感应过程性和结论性数据通过云平台、云空间展示和存储）；交互社区（sns、kns、wns）；资源搜索的主题化；移动互联；三网融合；网络实名制；从城域网走向云计算服务，从购买产品走向购买服务。

世界大学城智慧校园（课堂）整体解决方案即为解决上述教育信息化现状与瓶颈的智能化方案。

（三）需求分析

1、基于云计算的教育云平台集群和师生云空间作为整个智慧校园（课堂）的中枢系统。

2、每个院校、区域均需要有一个整体、一体化解决方案，为教学的端到端提供简便易用的信息化手段。

3、方案中的设备数量应尽可能少，设备的集成化、复用度要高。

设备的硬件、软件功能可扩展、可升级，以适应未来的变化。

4、系统中的硬件和软件通过网络互联互通，满足教师和学生在全国、全球范围随时随地教与学、随时随地管理、随时随地服务。

5、老师方便的备课、灵活的授课、快捷的布置作业；学生能高效的学习。

6、管理方便，适合大规模部署。

7、可扩展性，可集成性强。

三、智慧校园（课堂）整体解决方案的设计思路

（一）智慧校园的概念

“智慧校园（智慧课堂）”是由“世界大学城云平台·云空间”做为智慧校园（课堂）的总系统集成，与“智能多媒体终端系统”、“智能录播系统系统”、“智能数字化实验室（探究学习）系统、“智能AP系统”等智慧化组合而成，全面实现国家教育信息化建设“三通工程”中提出的“优质资源班班通”、“网络学习空间人人通”和“全国教育资源公共云服务平台”的目标，可实现从平台通道（云平台、云空间）、环境（网络基础、设备、教室等）、资源（优质资源、稀缺资源、专递资源、名校名师资源、多媒体多格式网络资源等）到活动（教、学、管理、沟通、办公、服务等）的全部数字化、智能化目标，为师生提供开放式数字化、智能化教学、学习环境，最终实现“信息技术与教育教学全面深度融合”。

（二）Worlduc智慧校园（课堂）系统整体架构

1、以世界大学城云平台·云空间作为支撑的Worlduc智慧校园（课堂）系统整体架构

图：

3.2.1WS智慧校园（课堂）架构

教室端的智能平板通过世界大学城的学校专有云平台与服务器集群互连，集控的功能由服务器集群提供，教师、学生通过世界大学城云空间连接到服务器集群使用服务。

世界大学城云平台（云空间）中枢系统技术特征

1、整体特征

（1）以自定义平台和空间为基础；

（2）互联互通、共建共享，利用集体智慧，实现全球教育资源聚合与分享；

（3）运用web2.0、云计算等先进理念和技术；

（4）融合sns、kns、wns架构的优点；

（5）集成视频分享、视频直播、社区交友、电子教室、网络学习、在线考试、即时通讯、博客、威客、播客、微博、探究学习、教研苑、读世界、课堂魔方、多维课件等上百项应用功能，平台自动生成，功能自由增减；

（6）快速生成功能强大的云平台、云空间；

（7）操作简单,非专业人员即可轻松构建功能强大的交互式网络云平台；

（8）硬件集群可根据资源数量、访问并发量的增长自由添加，即插即用，方便快捷；

（9）实现云服务模式：

软件即服务、平台即服务、基础逻辑架构即服务、远程大数据自定义存储即服务。

院校无需购买服务器集群设备和服务器端的带宽，节省大量开支和人力资源支出。

（10）快速构建、快速使用。

2、设计规模

（1）用户规模：

第一期5亿用户数量（可以按需即时扩展）

（2）业务处理能力：

第一期：

同时并发5千万，同时在线1亿用户（可以按需即时扩展）

（3）视频流处理能力：

云加速技术点播人数越多速度越快

（4）服务器带宽：

带宽上限不封顶，可动态按需扩大

（5）文件数量规模：

第一期：

15亿文件数量规模（可以按需即时扩展）

（6）文件大小容量规模：

第一期：

2000T容量（可以按需即时扩展）

3、云平台、云空间的创新点

（1）大并发量、海量数据处理云技术

图：

3.3.1

（2）大并发量视频流分发、搬迁、加速云技术

图：

3.3.2

（3）世界大学城教育云平台功能系统：

“优质资源班班通”工程支撑系统

“网络学习空间人人通”工程支撑系统

云平台、云空间智能建设管理系统

视频直播互动课堂（专递课堂）播控系统

WS智慧校园管理及应用系统

教师多媒体备课授课及资源管理支撑系统

视频互动教室功能系统

文章课件发布管理系统

视频课件发布管理系统

在线仿真实训支撑系统

读世界集体（个体）备课系统

教研苑系统

多维课件系统

圈子管理系统

学生学习资源建设管理系统

学习课堂作业管理应用系统

网络在线命题考试管理系统

课程资源库系统

WorlducIM即时通讯系统

通信管理系统

班级好友管理系统

微博管理系统

留言互动管理系统

用户行为踪迹管理系统

用户数据统计分析系统

财务管理系统

（注：

世界大学城云技术支撑平台涉及主要系统与功能100多项）

4、云平台和云空间：

拥有web2.0典型特点

每个空间和平台均为中心

网状的沟通环境和逻辑关联

智能汇聚和整理独特数据资源体系

用户自服务模式，长尾的力量

5、云平台和云空间：

互联互通、共建共享

共享基础逻辑架构，互联互通，形成网状整体

共建共享型系统设计

平台空间按需构建：

订制化、个性化

6、云平台和云空间：

自定义、个性化管理

风格自定义：

自选式海量模板风格；按需编写应用代码个性化构建；

功能自定义：

自由添减已有功能模块；自创个性化功能模块；

展现层自定义：

多形式表达按需选择；自编程序代码创新展示方式；

隐私权自定义：

涉及隐私及权益，可个性化管理；资源版权自主设置。

7、应用特色

云操作系统及依托其构建的云平台主要提供互联互通、共建共享、交互式“个人专有云空间”和“机构专有云平台”服务，其服务特点如下：

（1）实名制的管理体系：

特定加密算法和随机算法生成e²ID，通过用户唯一的教育身份号，能够快速查找用户空间的行为踪迹，锁定信息发布者的真实身份，有效进行管理。

（2）快速构建大批量云平台和云空间，实现“校校有平台，人人有空间”：

湖南省教育厅，500多所院校，2个半小时培训，各院校云平台半小时同时全部开通。

一个20000人的学校，20000个师生空间加学校及各院系平台1小时之内

就能构建完成。

8、世界大学城云平台·云空间在教育教学管理服务环节的实际应用

（1）世界大学城云平台在教育教学管理服务环节的实际应用

管理

任务  

管理任务细分

支撑功能

平台

管理

机构平台批量生成机构所属个人用户空间；平台栏目自定义设置或空间化管理；平台空间导航，通过师生导航可进入导航的任何空间；平台空间推荐，如名校云平台导航、名师特色主题空间导航、优质资源汇聚平台、空间导航可进入众多优秀空间获取丰富的资源；管理系统聚合，平台入口汇聚；机构信息发布、行为踪迹适时动态监控等手段，实现对院校工作全方位管理。

平台建设智能管理系统；平台空间互联互通，共建共享，云计算机制，平台通知、公告、文章发布，师生群发信件、通知，平台空间推荐；

行政

管理

人事管理：

不同层级干部空间联络导航表，不同部门教职员工空间联表、不同班级学生空间联络导航表；人事招聘及岗位培训；人事管理主题空间建设。

会务管理：

院校全体会议、部门工作会议、电话会议，电视广播会议、现场直播、即时通讯；工作报告、演讲报告、交流材料、会议综述等资源的分类管理与随时查阅。

会议新闻发布。

群体管理：

工会、团委、学生处、学生会、文学社，学生社会实践等方面的管理。

思政管理：

设立专栏或专门空间，如设立“校长沙龙”“院长话题”“空间励志园”“空间怡心园”“快乐德育园地” 等对学生进行思想政治教育与自我教育

空间联络导航方便进入教职员工学生空间，查阅相关信息，适时了解工作进程及最新动态；视频直播、点播、即时通讯等交互功能，强大的文章、视频、信息发布与互动功能等；大并发量，海量数据处理技术，大并发量视频流分发、搬迁、加速云技术；空间发起话题，通过留言、私信等交互管理系统、校内外干部、师生、社会个人自由进入，对等交流、讨论与评价，进行教育与自我教育。

课程

资源

管理

1、以个人学习空间为基础，实现课程体系的解构与重构。

教师以典型产品、工作任务或教学项目为载体，设计教学单元；以作业流程为线索，构建工作系统化课程；以图表化资源聚成方式，构建模块式课程，空间课程大观园；2、建设各类教学资源库。

如各种优质课程资源库、稀缺课程资源库、名校课程资源库、名师课程资源库、民族双语课程资源库；精品课程网络申报、评估与考核、实施与跟踪；等。

平台空间互联互通，文章视频等学习资源的订阅收藏、推送与任意组合功能，专题课堂、数字图书馆、电子书包、最新最热资源推荐、空间资源汇聚功能；视频直播、视频交互功能；读世界；教研苑等。

教学

管理

常规

1、设立教务管理专栏及专题空间，全国教务管理空间联络导航；课程资源汇聚与选课，多媒休、网络课堂教学，仿真实训实验实习，技能鉴定，考试管理，成绩管理，学生综合素质评价；领导随时随地抽查教师工作检查教案、听课、评课、了解学生反馈意见等，教务管理工作动态。

2、常规课堂教学，分组式教学，讨论式教学，启发式教学；专题讲座，课堂辩论，课堂实验与游戏，课堂演练等；常规教学与多媒体、网络、交互式教学等多种形式相结合；即时课堂评价与信息反馈。

空间互联互通，文章视频快速发布与收藏功能；考试管理系统；仿真实训云服务模式，课堂教学远程协作等。

视频快速订阅、推送功能；视频交互课堂系统，多点对多点视频交互系统，仿真实训管理系统，主客观题考试统计与作业管理系统；远程课堂协作系统；课堂魔方；教研苑、读世界等。

教学管理

创新

（1）

空间教学互动评价

以空间教学为切入点，基于实名制的个人学习空间的全面互动。

1、教师利用空间建立学习群组，进行分组教学、案例教学和虚拟现场等空间网络教学，发布课程与作业，在空间完成作业批改、实践指导和教学资源整合；师生间，老师间，学生间通过空间及时互动，课堂教学由课内延伸到课外，教学交流由校内扩展到校外，促进教与学，教与教，学与学的全面互动。

2、空间教学对教与学的全过程记录，老师对学生学习过程与效果实行全过程指导与评价，学生也可以通过空间对教师教学进行评价，实现由教师单向评价到师生双向评价转变。

平台空间互联互通，文章视频等学习资源的订阅收藏、推送与任意组合功能，专题课堂、数字图书馆、电子书包、最新最热资源推荐、空间资