同步课堂项目解决方案Word文档格式.docx
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2.6阔地同步课堂硬件设备17
2.6.1阔地同步课堂设备架构18
2.6.2阔地同步课堂设备清单18
3阔地科技同步课堂案例21
3.1案例一阔地网络模拟“太空教学”21
3.2案例二繁昌在线课堂获《新闻联播》关注23
3.3案例三安徽省滁州市同步课堂项目24
4阔地网络简介及服务支持25
4.1阔地简介25
4.2公司荣誉26
4.3服务与支持26
1同步课堂项目背景
1.1背景
随着信息技术的发展，现代教学技能与传统的教学技能有了根本的不同。
现代信息技术在现代教学中的应用已经越来越广泛，已越来越多的被教育教学单位用来改善教育模式，改进教学、培训技术、提高教学、培训质量的主要手段和必备措施。
学校在已经拥有专业视频，音频技术人员和网络设备基础上，只需非常少量的投资即可发挥人员，技术和设备的优势，使大批昂贵的电教设备仍可在网络时代发挥作用,很好地解决了网络时代如何使原电教设备充分利用的瓶颈问题,轻松实现了网上直播、实录、点播和课程网络化，给网络课程库建设带来了巨大的方便。
所以，建立一套现代的多媒体同步课堂系统，对于培养高素质、高教学技能的学生有着重要的作用，使学生在受教育过程中将主观与客观有效结合把握所学，并在科学的教学模式中充分发挥受教育者立体思维的积极作用，从而将传统教学活动与现代信息教学方法有机结合，提高整体教学水平，使之更好地适应正在到来的信息的信息化社会对于教育发展的新要求。
阔地科技“同步课堂”借助领先的互联网通讯技术，配合摄像头、电子白板等硬件，可实现名师教室课堂的远程在线直播和实时互动。
它能轻松将学校间的优秀资源大范围辐射，解决农村教学点缺师少教、课程开设不齐的难题，促进城乡教育均衡发展。
1.2阔地同步课堂整体设计原则
根据整个规划的目标定位和用户需求的特点，项目按照如下原则建设：
整体性
设计之初就充分考虑到业务特点，各系统具有高度的灵活性和实用性，功能完善，方便管理，满足实际情况，从而提高应用能力。
可扩展性
各个系统能够在数据、业务、服务等多个级别上任意扩展，能够满足未来业务发展的需要。
安全性
整个项目设计之初就考虑了完整的安全方案，以保证系统组成的网络安全、服务器安全、用户安全、应用程序和服务安全、数据安全等多个部分，从而实现整个应用系统的安全。
经济性
系统在设计之初，充分考虑了整体方案的经济性，设备和软件的选用都价廉物美。
复用性
项目在设计之初，充分考虑了原有的软、硬件设备的可重用性，达到保护已有技术投资的效果。
易用性
软件使用界面良好，用户打开浏览器后就可进行实现系统，权限统一分配，实现单点登录。
先进性
系统采用一系列业界领先的技术和体系结构：
系统采用了多级体系结构，实现了数据与业务分离，采用多种领先技术，并结合系统的先进性与该的实际应用情况相结合。
开放性
系统全面遵循各种国际标准，能够与现有系统进行完美的衔接与互操作。
2阔地同步课堂项目设计
2.1建设原则
（1）统一规划，分步实施
坚持高标准高起点的统筹规划，根据需求分阶段组织实施，在发展中不断提高完善，避免重复投资和盲目建设。
（2）需求主导，项目推进
以重点应用领域作为突破口，以信息技术与学科的整合为重点，以应用为抓手，切实解决教育系统中信息技术应用水平的提升等问题。
（3）共建共享，安全高效
充分利用现有资源基础，力求统一各类业务接口和技术标准，加强整合和互联互通。
在保证应用先进性的同时，采用安全可靠成熟的技术，建设一整套的安全保障体系。
（4）应用至上，持续发展
一切建设，都是以满足教育应用上的需求为前提，以实现教育水平的提高为根本目的。
同时，本着长远规划，合理布局，优化结构的思路，实现平同步课堂台建设的可持续发展。
2.2总体规划
根据目前教育信息化现状，并结合多年的项目实施经验，根据市、县教育局实际情况，在线课堂服务器部署在区县教育局或电教馆,通过建设统一标准的同步课堂服务平台，将分散在各个学校的同步课堂设备连接和管理起来，各个教室通过现有IP网络实现和放置在机房的阔地网络"
同步课堂"
系统连接，实现实时优秀的教育资源可以能够更大范围的传播分享，实现名师教学的网上直播。
系统部署拓扑图如下：
充分利用先进的计算机和网络技术，为各个学校提供全方位，全过程，全天候的高质量的软硬件结合的同步课堂系统。
组建好的同步课堂系统，能够实现优秀教育资源实时的、更大范围的传播和分享，实现名师教学的网上直播。
从而能更有效地提高教学质量，使课堂更加生动、更加丰富。
整个系统采用B/S结构，设计为通过Web方式统一技术平台、统一数据库管理。
以“三通两平台”为指导前提，实现了课堂用户的统一管理、统一登录、统一认证等功能。
系统以云方式部署为中心汇接整个同步课堂与在线课堂授课系统。
学生通过不同的听课点通过多网络终端进入课堂享受无忧学习，充分满足和实现优质教育、教学资源校校通、班班通、人人通。
2.3平台概述
阔地科技同步课堂管理公共服务平台基于先进、灵活、开放的云计算基础架构，将各类基础数据存储于云端，并有效整合区属各个学校的直录播教室硬件设备。
同步课堂教学平台启用了教育信息化行业数项新技术，包括音视频传输技术、智能导播技术、教学模式切换技术，及独有的结合物理白板互动功能的直录播一体化平台技术，可以全面重现教学现场，即使相隔千里的教室，也能在同一时间、不同地点共同观摩同一位优秀老师的课程和课件。
强大的互联网交互功能设计，让课堂突破时空的限制，将声音、图像和文字有机结合，使静止的图文视听化、复杂的内容简明化、抽象的思维可视化、知识的发生过程化，为学生创设一个生动形象、视听结合的直观情境，使教师乐教，学生乐学，在调动学习者积极性的同时，也有效提高了教学效率。
2.4阔地同步课堂优势
2.4.1B/S架构，云端技术
阔地科技“同步课堂”教学系统采取B/S纯网页版架构设计，云端技术无需下载任何客户端软件，绿色、安全、可靠。
2.4.2低带宽实现高清视频传输
系统在较低带宽条件下即可实现高清视频传输，中心校老师以及教学点学生的动作及面部表情均可清晰显示。
2.4.3音频“唇音同步”
中心校和教学点互动时音频清晰、低延迟，没有啸叫和停顿等现象。
老师和学生交流“唇音同步”，声音清晰，音量大小适中，教学点效果如零距离般自然顺畅。
2.4.4上课画面智能导播功能
使用阔地科技“同步课堂”教学系统进行授课时，在视频模式下，中心校画面分为老师画面、学生画面和课件画面，系统在不需要任何人员操作的情况下，能够实现三画面的智能导播功能。
2.4.5紧贴教学需求的功能设计
阔地科技“同步课堂”教学系统在设计研发之初，调研了全国近百所学校，同时与数十名教育专家进行了面对面沟通，将汇总的需求进行了统一的分析，使得产品能够紧贴教学需求，创新将同步课堂分为：
视频模式、演示模式和互动模式。
2.4.6“直播+录播”的课堂模式
阔地科技“课堂同步”教学系统除了具备直播功能外，还拥有“一键课堂录制”功能，真正实现“直播+录播”、“线上+线下”的课堂模式，便于老师精品课程分享及学生课后复习。
2.4.7智能守护功能
阔地科技“同步课堂”教学系统拥有独特的智能守护功能。
在上课过程中，即便网络突然中断，再次通网时亦能自动重连、进入原课堂模式，不需要重新连接设置，将干扰降低到最小范围。
2.4.8功能项可配置
阔地科技“同步课堂”教学系统，中心校能够自定义下辖中心校，配置完成后系统自动记录，方便快捷，同时支持在上课过程中临时添加教学点的功能。
2.4.9课堂观摩功能
阔地科技“同步课堂”教学系统拥有独特的课堂观摩功能，中心校能够将课堂地址发给需要观摩的来宾，来宾输入课堂验证码后即可进入课堂观摩上课实景。
观摩课程并不影响中心校与教学点正常上课。
2.4.10开机自启动功能
阔地科技“同步课堂”教学系统安装完成后，老师开机即可自动启动系统，方便快捷。
2.4.11人性化的遥控器操作
为了方便老师教学，阔地科技“同步课堂”教学系统配备遥控器操作，老师在上课时无需操作鼠标，同过遥控器即可完成上课模式切换、与教学点互动以及课件相关快捷操作；
2.4.12兼容性强，无缝对接现有班班通设备
阔地科技“同步课堂”教学系统，无需跟换现有班班通设备，即可完成安装并投入使用，大大降低了投入成本。
2.5同步课堂产品体验及功能描述
2.5.1阔地同步课堂平台功能
“同步课堂”系统包含：
中心校、教学点、来宾登录和后台管理四部分组成。
中心校上课界面
中心校老师可以通过遥控器或电脑键盘进行相关操作。
中心校上课界面主要分为两大区域：
操作区和教学点视频显示区。
教学点上课界面
2.5.2同步课堂详细技术参数
同步课堂技术参数
部署模式
1、支持分布式部署。
核心功能均采用独立服务性模式运行，且每个服务均以集群化模式进行部署和应用，做到各核心功能互不影响，保证产品功能的稳定性、流畅性；
2、独立服务性模式确保系统可以承载强大的业务处理量，能够很好地进行集群化服务器架构，支撑强大的、高并发性的业务处理。
3、服务器端在Windows、Linux下均可运行。
具有良好的扩展功能，可无缝扩展新的服务器，增加资源只需要增加服务器台数，可无缝扩展至同步课堂系统。
原业务不受任何影响。
4、采用集群式架构，设备可以连续开机运行，并支持双机热备份功能。
5、服务器群集、容灾：
可将几台服务器搭建成群集，对用户采用单一域名地址访问。
正常情况下，域名建立在发起者所属地区服务器上，全局课堂建立在教育局主服务器上。
当单台服务器故障后，不影响同步课堂系统使用，该服务器的同步课堂功能自动迁移至别的服务器。
课堂信息、用户资料在几台服务器之间互备，不采用主从模式。
服务器采用虚拟化技术进行管理，音视频、Web等并发量高的服务重量级应用采用Linux服务器。
6、音视频服务器可以分布式部署，流媒体服务支持跨网段、跨地域、跨地区的流复制功能，支持实时流的CDN功能
通讯协议
采用RTMP协议传输。
音视频端口可以采用1935（80）端口，并可根据需要在系统安装部署时配置。
网络延时
在带宽保障的情况下，双向延时小于1秒。
同步性
唇音同步差异小于0.1秒。
系统架构
系统采用纯B/S架构，打开网页即可使用，不需要安装任何客户端。
发起课堂和参加课堂只需打开浏览器即可实现随时随地轻松加入。
视频指标
编码方式：
支持H263,H264协议；
传输方式：
RTMP协议传输；
同步课堂系统支持1080P30帧，视频码流可以自主调节适应1M-4M不同的网络环境，具有自动唇音同步。
音频指标
1、编码方式：
Speex。
采用Speex压缩格式;
符合国际电信联盟（ITU-T）制定的G.711标准；
比特率即码流自动调节：
22.0kbps；
采样率：
16KHZ；
（1、编码方式：
AAC。
采用AAC压缩格式;
）
跟踪性能
具备教师学生自动跟踪，小幅运动不跟踪。
课件支持
系统支持任意格式的课件的实时展示及互动，带宽保障的情况下互动延时不大于1秒。
安全保证
所有服务均采用身份验证保障，验证过程采用双层加密（MD5、RSA），确保系统安全；
课堂数据双重加密保护功能在数据传输过程中，客户端与服务器端采用在登录时协商的随机密码，对传送的数据包进行加密；
对音视频流进行高安全性验证，彻底避免音视频被盗用及窃取。
稳定性
1.在网络带宽稳定的条件下，须连续4小时以上稳定运行。
音视频传输无异常。
2.设备关机重启后系统能正常使用，系统设置不变。
3.异常断电系统自动复原，重启后能继续上课。
扩展性
可提供开放的API接口，具有兼容业务平台及网站整合能力，可轻松实现与OA等系统的对接；
在对方开放相关接口的情况下，同步课堂软件能实现与其他同类型课堂对接。
先进性
同步课堂软件技术水平是国内领先水平，核心技术申请国内外发明专利近不低于5项。
兼容性
支持IE、FireFox、360、Chrome等不同浏览器，系统与班班通计算机无缝兼容。
2.5.3同步课堂平台详细功能
同步课堂模块详细功能
功能指标
界面：
课堂发起、收听端基于浏览器环境，B\S架构，界面应简洁明了，便于操作。
课堂效果：
课堂效果应声音清晰，无啸叫、无回音、无卡顿。
互动交流“唇音同步”，声音清晰，音量大小适中。
分级管理：
系统可以在后台对行政区域的划分进行配置和管理。
可以管理管辖范围内的中心校和教学点，并可以对主课堂和教学点进行绑定，中心校可以发起课堂。
权限管理：
各级用户可在本级组织机构内发起课堂，可向下管理用户及查询课堂信息。
课堂发起权限单独设置，不与管理员权限绑定。
未被邀请的用户不允许参加课堂。
课堂观摩功能:
“同步课堂”教学系统拥有独特的课堂观摩功能，中心校能够将课堂地址发给需要观摩的来宾，来宾输入课堂验证码后即可进入课堂观摩上课实景。
该验证码只针对该场课堂有效。
课堂功能：
提供稳定的音视频同步、文档演示、远程桌面、视频播放、课堂录制等功能；
课堂模式：
系统中教学点具有自动发言功能，主课堂老师可以针对某一课堂（学生）为静音。
教师画面全角90°
即时跟踪。
课堂录制功能：
具备课堂录制功能。
录制为流录制，录制文件格式为标准的流媒体（FLV）格式，录制主课堂上课视频画面，画面有主课堂老师、学生、课件画面组成。
虚拟电子白板：
有虚拟电子白板具有远程所写即所得功能。
上课画面智能导播功能：
在视频模式下，中心校画面分为老师画面、学生画面和课件画面，系统在不需要任何人员操作的情况下，能够实现三画面的智能导播功能。
上课模式：
同步课堂分为：
视频模式：
中心校老师上课模式，智能导播系统将老师画面最大化，右侧分别显示学生画面和课件画面；
演示模式：
中心校老师上课模式，智能导播系统将课件画面最大化，右侧分别显示老师画面和学生画面；
互动模式：
全屏显示课件画面，在互动模式下，可以实现中心校和教学点在物理白板上的互动教学；
人性化的遥控器操作：
为了方便老师教学，“同步课堂”教学系统配备遥控器操作，老师在上课时无需操作鼠标，通过遥控器即可完成上课模式切换、与教学点互动以及课件相关快捷操作；
同步课堂巡视：
同步课堂局级管理者可以通过同步课堂监管平台，查看辖区内同步课堂上课情况，可以进入正在开课的同步课堂观看上课实景，而不会对正在上课的教学活动形成影响。
音视频智能守护：
拥有智能守护功能，课堂教学，即便网络突然中断，再次通网时亦能自动重连、进入原课堂模式，不需要重新连接设置，将干扰降低到最小范围。
2.5.4同步课堂管理
同步课堂监管，通过统一身份和权限管理，可以对同步课堂进行分级管理，教育厅、教育局、学校、年级、班级可以分别管理管辖范围内的用户，并发起课堂；
同时，课堂发起权限单独设置，不与管理员权限绑定，未被邀请的用户不允许参加课堂。
各级用户在本级组织机构内发起课堂，可向下管理用户及查询课堂信息。
市教育局等管理者可在通过局域网或互联网进行实时远程监控教学情况。
管理人员可远程随时调取任意教室的授课视频及教室电脑的VGA图像，可以观看全部正在上课的教师画面，点击可以观看教学状态，进行教学评估打分、录像，与教室之间直接双向交流，调看教学课表等。
同时，通过省平台登录可获取区域内的同步课堂的状态数据信息，可实时分时段统计教室设备使用的频度，资产损耗情况，并形成日志，或输出excel表，提供有效的设备使用数据，实施有效的管理。
通过后台的课堂列表，查看正在上课的班级，点击【进入观摩】进行课堂观摩：
2.6阔地同步课堂硬件设备
阔地科技同步课堂系统由苏州阔地网络科技有限公司历时六年潜心研发，启用了教育信息化行业数项新技术，包括音视频传输技术、智能导播技术、教学模式切换技术，及独有的结合物理白板互动功能的直录播一体化平台技术，可以全面重现教学现场，即使相隔千里的教室，也能在同一时间、不同地点共同观摩同一位优秀老师的课程和课件。
“同步课堂”利用信息化教学手段，轻松将学校间的优秀资源大范围辐射，给更多学校提供网络化教育帮扶及资源共享，更能解决农村教学点缺师少教、课程开设不齐的难题。
同步课堂系统体现了教育公平，能有效缩小城乡校际差距，促进城乡教育的均衡发展。
2.6.1阔地同步课堂设备架构
2.6.2阔地同步课堂设备清单
设备
功能
数量
图像跟踪设备
教师跟踪摄像机
跟踪教师，接收跟踪主机控制信号，输出信号给画面分割器
1
教师定位摄像头
给跟踪主机提供分析图像
电子白板定位摄像头
防电子白板干扰
学生跟踪摄像机
跟踪学生，接收跟踪主机控制信号，输出信号给画面分割器
学生定位摄像头
2
图像跟踪主机
根据定位摄像机的图像分析定位人物运动，发送控制信号给跟踪摄像机，以跟踪人物的运动，并提供信号给控制计算机，以便控制拼接画面的切换
画面拼接设备
画面分割器
输入为跟踪摄像机和班班通电脑VGA信号，根据控制计算机的指令拼接出正确的画面
PC
同步课堂控制电脑
运行同步课堂软件系统，接收跟踪主机的信号
班班通电脑
教师正常的教学电脑
音频设备
音频矩阵
输入为班班通的音频输出、麦克风、控制电脑的音频输出（接收到远程教学点的发言声音），将麦克风和班班通的音频输出混音后输出至控制电脑的声卡LineIn，将控制电脑的音频输出送入音箱播放
麦克风
音箱
显示设备
电子白板
显示班班通电脑VGA信号
投影机
抬头电视
显示同步课堂控制电脑VGA信号（远程教学点的画面）
采集卡
高清图像采集卡
输入为画面分割器的输出信号
遥控器
模式切换遥控器
遥控切换同步课堂的教学模式
其他
USB转RS232串口线
VGA1分4转换器
将班班通和控制电脑的VGA信号显示到电子白板和抬头电视
SDI转HDMI信号转换器
将跟踪摄像机的SDI信号转换为画面分割器接受的HDMI信号
VGA2进1出切换器
方便设备调试使用
3阔地科技同步课堂案例
3.1案例一阔地网络模拟“太空教学”
2013年6月20日上午，由神十宇航员王亚平带来的全国首次“太空授课”引起众人瞩目。
现代远程互动课堂的巨大魅力，让上亿网友惊叹不已。
此种远程互动教学方式能否应用于日常教学？
“太空授课”、“远程教学”能否成为常态？
课堂在新技术促进下能否更加趣味？
6月19日，借助阔地“远程同步互动课堂系统”，北京101中学在一般网络条件下，成功模拟了太空课堂。
2013年6月19日下午，在北京101中学某教室内，40余名学生和寻常一样为即将开始的地理课作准备。
不同于传统课堂，本节地理课中，师生们使用电子书包、多媒体系统替代原有的教学工具，与千里之外的安徽滁州二中师生、中科院科学家置身同一教学课堂。
本次“模拟太空课堂”由教育部主导，中央电视台、北京卫视全程跟踪报道。
课堂生动有趣、互动性强。
动态的图片、视频，使老师可以更直观传达地理知识，学生可以更深刻理解吸收教学知识。
安徽滁州二中的同学，更通过“同步课堂”，与北京101中学的同学积极交流探讨，互通有无。
中国科学院专家，亦参与远程授课，为两校同学答疑解惑。
阔地自主研发的“远程同步互动课堂系统”正是这场“智慧课堂”的“秘密”所在。
产品历时六年潜心研发，融合了400余项发明专利，达到国际领先的通信技术水平。
100KB/s条件下即可实现1080P的高清视频效果；
零延时的互动效果，使同学们能真正享受“零距离”课堂；
产品在深入调研全国上千所学校基础上展开功能设计，紧贴实际教学需求，支持多种课件上传编辑下载、白板即时通讯、成绩分析、课堂录制等功能；
系统兼容性极强，可与学校原有的软、硬件设备达到无缝对接，经济易用。
产品基于上述功能促使“太空授课”式的远程教学成为常态。
事实上，阔地“远程同步互动课堂系统”已在安徽、江苏、湖北、湖南等省市全面推广应用，经过上千所学校的教学实践，更赢得了国家教育部、中央电教馆、各省教育厅及广大一线使用者的信赖和认可。
阔地将竭诚不怠，为教育信息化、教育均衡化建设助力。
3.2案例二繁昌在线课堂获《新闻联播》关注
2013年10月24日至25日，教育部科技司副司长雷朝滋一行，先后赴安徽省繁昌县平铺中心小学、新港克山教学点、孙村梅冲教学点和城关四小等学校考察了“在线课堂”工作的实施部署情况。
其间，人民日报、新华社、光明日报、中央人民广播电台、中央电视台、安徽日报等15家中央和省级新闻媒体全程跟踪报道，安徽省教育厅金燕副厅长陪同采访。
繁昌县于2013年5月被选为安徽省“在线课堂”重点试验县。
试验开展以来，各农村教学点的教学质量大幅提高，受到农村家长和学生的普遍欢迎。
据悉，此次媒体团所参观考察的“在线课堂”是苏州工业园区企业——苏州阔地网络科技有限公司自主研发的产品，该产品旨在实现异地教学点的学生同时接受优秀教师授课和辅导，从而解决优质教育资源不均等问题。
“在线课堂”在保证教学效果的情况下，解决了农村教学点缺师少教、课程开设不齐的难题，促进了城乡教育的均衡发展。
经过两天的实地观摩和采访，中央媒体深入农村教学点，详细了解了“在线课堂”系统。
在全面了解了“教学点数字教育资源全覆盖”项目、特别是“在线课堂”系统之后，中央媒体团对于利用信息化教学手段来实现了偏远乡村教学点的常态化教学、从而促进了城乡教育均衡发展的行动，给予了充分肯定，并对此进行了广泛报道。
3.3案例三安徽省滁州市同步课堂项目
2013年5月，安徽滁州数十所中小学陆续启动使用阔地PPMEET“远程互动同步课堂”。
滁州市区学校和乡镇学校可以同享有限的优秀教学资源，成功实现教学对接和共
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