Symphony互动课堂解决方案.docx
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Symphony互动课堂解决方案
Symphony互动课堂
解决方案
北京拓思德科技有限公司
产品中心
2013年7月
1.项目方案概述
1.1.互动教学背景
以教育信息化推动教育现代化，已成教育趋势。
从“班班通”、“电子书包”到“教育云”，各种教育装备与技术风起云涌。
如何用科技推动教育，将教育信息化落到实处，是教育管理者关注的热点。
本项目解决方案基于“班班通”，利用电脑、投影、电子白板等“班班通”中包含的器材，但与其有本质差异。
“班班通”所带来的多媒体互动课堂上的多媒体设备，最主要的功能集中在教师授课中的知识呈现、讲解环节。
通过多媒体教室中音视频、动画的多样化呈现方式，激发学生兴趣；将更多内容引入课堂，以提升课堂“内涵”；基于软件支持，绘图等操作更便捷。
但是，现有“班班通”多媒体课堂，存在局限性。
多媒体课堂主要实现了师生与电教设备的互动，而师生之间、学生之间的互动，以及课堂模式无本质改变：
仍然是传统的讲练测；还是学生举手和教师点名的方式，开展有限的问答交流；以前让几名学生在黑板上答题，改为在电子白板上书写……这样，教师对每个学生对这堂课中各项内容的习得水平，仍无法及时掌握，只有等到批改作业或测验时才能有准确的了解；学生表达、交流的环节，没有大的改善，离国外流行、教育界常议的“开放式课堂”“讨论式课堂”，依旧遥远；学生个体的差异，与统一的教学设计、课堂组织，是一对难以调和的矛盾，“因材施教”仍是美好的愿望。
基于解决以上问题的初衷，我们引入一项全球独有的创新技术，结合“班班通”项目中原有的电脑、投影、白板等，设计出一项全新的教学模式。
它与服务器、校园网等大型IT项目无关，与平板电脑等信息终端无关，与网络资源库无关；它与课堂教学模式密切相关，与班级里每个学生息息相关。
1.2.本项目概述
Symphony纸笔互动课堂是利用基于纸和笔的数字技术，改变传统学校课堂教学环境，建立师生间互动的学习模式。
将学习的方式及方法重新塑造，不但能刺激学生学习动机与创新探究之精神，更让老师丰富教材内容以及轻松教学。
能够将学生们的书写内容同步呈现在老师的电脑画面上，帮助老师发现哪位学生需要协助并可直接使用现有的教学环境，能够掌握学生的理解程度以及思考过程，
该方案以及相关方案将数字化教材、数字化课堂笔记、数字化课后作业、数字化考试及远程辅导完美结合，既保留传统纸笔书写方式，又让电子书包和课后作业等无缝结合，必将成为教育信息化最佳的选择。
2.教育教学产品方案提供商
2.1.公司介绍
⏹北京拓思德科技有限公司
北京拓思德科技有限公司（TstudyChina）是一家提供教育教学整体解决方案的高科技公司。
公司总部位于香港，Tstudy集团公司下设TstudyChina和TstudyKorea。
TstudyChina负责中国区（包含港澳台）的所有业务。
Tstudy尊重传统教育教学模式，依托最前沿的科技创新成果，开创性的研发适用于教育领域的教育硬件装备和软件产品，突破中国教育市场的信息化建设瓶颈，循序渐进的推动教育教学数字化建设。
公司自主研发的点阵数码笔，在继续保留传统书写习惯的方式下，实现书写结果的数字化。
同时在课堂上、在网络上增强了师生间的互动性和良好效果。
2.2.核心技术
⏹数字光学点阵技术
通过在普通的纸张上印上一层不可见的点阵图案，数码笔前端的高速摄像头随时捕捉笔尖的运动轨迹，同时压力传感器将压力数据传回数据处理器，最终将信息通过蓝牙或USB线向外传输。
这些信息包括纸张类型、来源、页码、位置、笔迹坐标、运动轨迹、笔尖压力、笔画顺序、运笔时间、运笔速度等信息。
纸上书写，书写内容自动传入电脑、pad、智能手机等终端，实现纸面书写信息化的目标。
⏹技术之点阵纸张
“点阵”由一些非常细小的点，按照特殊算法规则排列的组成。
点阵的作用是提供给数码笔一个坐标参数信息，保证数码笔在数码上书写时，能够准确的记录书写的笔迹。
通过在普通的纸张上印刷（通过普通激光打印机、专业印刷）上一层点阵图案，使得纸张变得智能化。
⏹技术之点阵数码笔
笔尖被压下的同时，压力传感器被触发，启动内置的高速摄像头，以每秒100张的速度对笔尖所经过的点阵进行拍照，将点阵坐标、笔迹顺序、压力数据、运动速度等信息传递给内置的处理器，最终通过蓝牙或USB通讯单元向外输出。
作为数字光学点阵技术专利拥有者瑞典Anoto公司在中国地区唯一战略合作伙伴，Tstudy集团投资公司已经成为Anoto最大股东，为进一步推动数字光学点阵技术在中国市场的应用奠定了坚实的基础。
2.3.教育产品方案系列
公司自主研发的点阵数码笔，在继续保留传统书写习惯的方式下，实现书写结果的数字化。
同时增强师生间的互动性和娱乐性。
纸上板书授课，备课和作业过程在书写中实现数字化管理。
师生间可以通过在纸上书写，实现老师和学生、学生和老师、学生和学生的及时互动，实现一对一的授课效果。
远程教学过程用笔作为老师和学生的在线课堂的输入工具在互动白板上传递交流信息，距离和互动问题不再。
个人笔记的管理、分享，以及个性化的书写。
使用“点阵数码笔”在“备课本”上书写讲义内容，自动生成电子课件。
利用点阵数码笔，在传统的纸张、教材、练习册上书写，书写内容被实时的传送到电脑上。
基于互联网，使用“点阵数码笔”书写，笔迹被实时呈现在电脑屏幕上。
老师和学生可以共用一块白板，分享解题思路，也可以在书本或资料上进行书写、互动。
教师在录制课程时，一边讲解，一边用“点阵数码笔”在纸上书写，Tnote将同步记录下老师的笔迹，以及视频声音，实现前所未有的录播效果。
教师学生可播放对方书写过程，以及同步的语音说明。
用“点阵数码笔”在专用的点阵白板纸上书写的同时，借助于投影机，书写过程会实时呈现在投影幕布上。
使用“点阵数码笔”在点阵数控板“PENPAD”上移动、点击的过程模拟了鼠标，配合PPT软件及各类白板软件，实现控制电脑和舒适的屏幕书写的效果。
将投影投射在IWB点阵白板上，运用数码笔，便可在投影上点击，实现电子白板的交互功能。
集汉字书写教学、汉字书写练习、汉字书写评价为一体。
让汉字教学更加具有针对性、更加科学。
同时对汉字书写练习的实时评价能够对习字者提供及时的技术指导和书写纠正，缩短汉字书写的练习时间。
3.Symphony项目方案
传统的基于黑板板书授课、学生书本上作业、考试卷他答题测验、教师备课本备课等方式已经延续了很多年，而且也已成为了一种习惯。
然后信息技术和网络技术的发展，以及国家对教育信息化的规划要求，希望能够实现教育教学的信息化，教学资源的数字化。
这就给传统的授课模式带来了挑战。
然后给予现有的多媒体教学模式对传统教学冲击非常大，改变了数十年来的教学方式，再此基础上也丢掉了很多好的东西，例如：
学生和老师的健康问题、使用电脑带来的诸如注意力不集中、玩游戏等负面影响、汉字书写和文化传承的危机、只注重结果不注重过程的快餐式教学。
本项目方案尊重传统教学，让师生重拾纸和笔，以一种最简单的方式，在不经意间，达到教育教学信息化的预订目标。
3.1.方案概述
笔在纸上书写的同时，书写内容被实时传送到电脑上。
从而实现纸上互动教学和交流的目标。
典型的Symphony互动课堂实景：
1点阵数码笔（学生每人1支）
2点阵教辅材料（每人1份，可自制）
3教师电脑（每个课堂1台）
4投影仪（每个课堂1台）
5交互式电子白板（每个课堂1块，含触控笔）
Symphony纸笔互动课堂，可以完全借助于现有的数字课堂的教学设备，投影、白板、电脑、打印机。
在此基础上，老师和所有学生每人手上一支点阵数码笔，就可以实现老师和学生之间的书写互动。
整个系统高度集约化，采用无线传输技术，无布线、施工，无需任何电力改造。
3.2.总体功能
3.2.1.教师端功能
●教师可以通过笔在纸上书写的方式，完成电子课件的制作过程，摆脱键盘束缚，不再受制于PPT的制作功底。
●课堂上，可以任意查看每个学生的书写页面，并且可以整班浏览，也可对比分析，更可以跳出重点学生书写内容讲解分析。
●能够随时对学生的书写内容进行同步批阅。
●可以随时发起问卷调查，获得最真实的授课反馈结果。
●可以实现当堂测验，当堂公布考试结果。
●讲课内容、所有学生的书写信息随时保存，随时继续未完的授课任务。
3.2.2.学生端功能
●互动教学中，重拾最熟悉的纸和笔，不再需要PAD等设备，保护视力，集中精力。
●学生和学生之间，学生和老师之间通过纸上书写即可实现交流互动。
●对于老师的调查，不再碍于面子，不再随大流，而是通过匿名的方式书写自己的体验。
●学生的书写得到了锻炼的机会，灵感和思绪得以延续，硬笔书法能力有机会得以锻炼。
●当堂测验，当堂出成绩，往往当堂得到解惑，加速知识点的掌握过程。
●快速上手，多媒体课堂从没有过的简单易用。
●老师板书批改和学生书写内容及时保存，便于复习巩固和提高。
3.3.方案特点
一、项目部署和安装简便
电子白板
Ø完全兼容市面上所有电子白板；
Ø如果没有电子白板基础的教室，该产品方案中可以选配我们的“D-IWB”点阵电子白板，无须施工、无须电源、直接将该电子白板粘贴于墙面，或者是吸附在黑板上即可，一个老师一分钟搞定。
投影
Ø完全兼容市面上所有的投影仪。
系统安装
Ø软件系统只需在老师的一台电脑上安装，实现快速安装。
Ø蓝牙AP的配置工作一次性配置完成。
Ø学生无须电脑。
二、使用操作简单上手
所有的操作和使用均尊重传统的书写和授课习惯，非常容易上手。
Ø学生拿起笔在纸上书写，在答题卡上用笔勾选答案。
Ø老师的备课过程是在备课本上实现的，结束后自动生成电子课件。
三、重拾纸和笔，实现信息化交互
在最传统的纸笔模式下，轻松实现信息化教学互动。
这是本项目最大的亮点。
师生在不经意间实现了课堂互动，对现有的教学模式冲击最小。
四、学生的所有书写内容自动保存
所有学生在纸上书写的内容，老师在白板上批注、板书的内容自动保存，便于分享和调阅。
五、教师备课手写完成，轻松随意。
基于PPT的课件制作，需要有一定的PPT制作功底，而且效果往往差且任意，在本项目方案中，PPT不再是多媒体互动教学的必须。
教师在备课本上拿起笔书写备课内容，自动生成电子教案，复杂共识、复杂图形、随性表达，思路和灵感在笔尖任意流淌。
六、当堂测验，当堂分析
学生通过数码笔在点阵答题卡上进行客观题的解答，测验时间一到或者所有人在试卷上勾选提交图标，考试结果立刻呈现，无须收回试卷和答题卡。
即可进行考试分析。
七、匿名投票，教学效果轻松掌握
老师可以发起对知识点的投票，学生在纸上表达自己对知识点的掌握程度。
摆脱了举手表决有可能带来的顾及面子，随大流的现象。
最真实的掌握教学效果。
3.4.方案效果
平板、电脑等多媒体课堂，学生写字的机会减少，下一代不会写字的中国人。
不要PAD,重新捡回笔和纸
尊重汉字文化，延续传统书写方式
粉笔灰极大的损害师生的身体健康，PAD学习以牺牲视力，天天辐射为代价。
健康的课堂
发于脑、形于眼、动于手的书写，对于孩子开发大脑思维、锻炼动作协调性和精细动作的控制作用随着电脑教学的引入变得只剩下速度的较量了
有益学生身心健康
复杂的构图和公式，随意的灵感和创意往往被电脑及时捕捉，PPT制作水平往往影响老师的教学发挥
纸上书写，轻松捕捉随意的灵感和创意
老师往往穿梭在学生中间，方可了解学生的书写作业内容
每个学生的书写都展现在教师的电脑上
讲台上实时监控和掌握所有学生的书写内容
考试测验后，需要花费长时间和精力用于判卷、统计和分析
测验功能
落笔出成绩
学生处于从众心理和面子，老师很少能够获得真实的学生学习感受
投票功能
较为真实的获得听课效果
学生往往忙于记笔记而忽略了思考和互动的时间。
保存课堂内容
课堂内容可重复学习，提高学习效果。
课堂要实现信息化，就必须使用PAD吗，还必须依赖PPT吗？
纸笔书写信息化
延续传统，轻松实现信息化
4.项目方案描述
4.1.课件生成方案
4.1.1.电子课件的来源
电子课件作为教学素材，在多媒体互动课堂上进行展示和操作，在Symphony课堂上使用的电子课件主要是pdf格式，来源主要有以下几种：
Ø教师通过office，wps等各种办公软件生成（例如Word保存/转换为Pdf）。
Ø直接收到的的pdf文件。
ØDOTnote手写备课生成的pdf课件。
上述前两点属于常规的PDF来源。
下面就手写PDF课件继续描述：
4.1.2.手写生成电子课件
借助于DOTnote使用点阵数码笔在点阵笔记本上书写讲义，书写内容实时同步到电脑、平板、智能手机上。
保存为PDF格式即可。
使用“点阵数码笔”在备课本上书写，即可通过实时发送，或储存后再发送的方式，自动将书写内容保存到您的电脑、PAD或智能手机上。
便于讲义的管理、分享。
尊重您的传统书写和工作习惯，在普通纸张上真实书写的同时，数字化您的笔记内容，无需重新整理和扫描存档，随时管理、分享和调阅个性书写的讲义内容。
摆脱键盘的束缚、无须专业的PPT制作功底，同样可以制作出满意的电子课件。
纸面书写普通的笔芯在普通的纸张上进行传统的书写，不改变您的书写习惯。
真迹再现原笔迹记录，书写流畅，媲美扫描效果。
实时同步笔迹记录过程与书写过程实时同步。
脱机缓存笔迹缓存到存储器，接入后自动导入。
批注录音实现书写、录音同步记录，对原有内容的批注修改。
文字识别内嵌ICR工具，实现手写体的转换。
笔迹回放即时再现笔迹的书写过程。
平台跨越提供基于Windows平台和Android平台产品。
4.2.备课准备方案
4.2.1.导入电子课件
将电子课件导入到Symphony系统中，并且通过激光打印机打印出点阵讲义的过程。
通过导入功能，将PDF格式的教案转换为Symphony可以使用的教案格式（*.sym）后，再打印。
通过系统打印出来的讲义已经被附上了点阵，能够借助于点阵数码笔在纸面书写达到数据获取的效果。
4.2.2.建立学生名单
在Symphony课堂上，按照笔来组织和管理学生。
每一支点阵数码笔，均有唯一的序列号，用以区别不同的书写对象。
系统是通过学生用笔在纸上书写的同时，书写笔迹会传送到教师端的电脑上，通过建立点阵数码笔和学生的对应关系，从而实现对学生的管理和监控。
学生名单的建立有多种方式：
1.每支笔对应一个学生名，即一人一笔。
例如3号笔“李明“。
2.每支笔对应一个小组，即一组一笔。
例如3号笔“李明组“、”李明、王红组“
3.每支笔对应多个班级的人或组，即以编号命名。
例如3
（1）班的李明和3
（2）班的张霞在不同时间进入课堂后，取3号笔使用。
4.2.3.生成测验题目
Symphony纸笔互动课堂方案中，可以借助点阵数码笔在答题卡上勾选来实现电子答题。
测验题目的设置在系统中通过“新建测验“来实现。
1.设置测验名称，课程名称，测试单元名称，设定测验时间，设定及格分数等。
2.输入试题数，难易度。
3.在“答案”行，依据问题的编号输入相应的答案编号。
4.点击“保存”按钮，保存测试信息
4.3.课堂互动方案
进入授课模式下，功能主界面如下：
中间区域是电子课件的展示区，显示课堂内容，教师评论，注解和学生的作业。
。
右边区域是学生列表区域，通过数码笔来标记每个学生。
点击任何学生的名字，他所写的内容就会立即显示出来。
左边区域是多媒体教学工具。
直观的目录，各种教学工具。
。
⏹授课批注功能
中间的讲义展示区，显示的是授课课件，教师可以通过工具栏上的各种授课按钮，方便的对讲义内容进行勾画圈点和书写。
同时也可以在任意学生的电子讲义上进行批注和勾画。
⏹查看对比功能
教师在自己的电脑上，任意点击某一个学生，就能够实时的查看到该学生当前在纸上书写的内容。
同时老师可以根据现实比例现实多名学生，乃至全班学生的作业本内容。
通过”VS对比”功能，老师可以调出任意两名学生的书写内容，进行对比分析和讲解。
⏹白板功能
该系统自带一款简便的白板软件，在课前概念说明或课上分析说明时使用，也可在测验模式下解题时使用。
方便的在讲义和白板间自由切换。
白板功能图
问卷调查功能图
⏹问卷调查功能
上课时或者结束前，老师发起对学生的知识点反馈，学生通过在投票卡上勾选自己的反馈意见，通过无记名的方式，老师的电脑上会及时的展现出反馈结果。
⏹保存授课内容
课堂上的授课讲义以及所有的学生名单，以及学生在各自纸上书写的内容将被保存，便于查阅。
同时在下节课上课时，可以调出上次的保存结果，继续未完成的授课内容。
4.4.考试测验
4.4.1.开始考试
调出备课准备期制作的测验题目，开启测验功能。
打开考题，开始考试，根据考试时间，到时自动提交。
或者是所有的考生点击“提交”按钮后，考试自动结束。
考试过程中，随时可以查看所有学生的考试进度。
答题卡和常规的传统答题卡类似，考试结束后需要在提交按钮上勾选。
4.4.2.考试分析
考试结束后，系统自动根据测试设置，给出考试结果，并且给出此次考试的统计分析报表，考试报表包括了全班分析和每个考生的单人分析。
5.项目配置方案
5.1.项目配置清单
完整的Symphony配置方案如下：
其中
数码笔的数量以最终课堂的实际使用学生数为准，本方案中给出的是50名学生；
USBHUB的数量，是随数码笔的数量为准，一个USBHUB对接10支笔；
蓝牙AP的数量，是以数码笔的数量为准，一个蓝牙AP对接20支笔；
点阵数码笔
ADP-601
50
套
数码笔*1
蓝牙适配器*1
数据线*1
备用笔芯*2
笔芯拆卸器*1
D-IWB白板
磁吸PET
1050*1600
1
套
数码笔*1
磁吸白板*1
蓝牙适配器*1
软件加密狗
1
个
<软件使用权>
蓝牙AP
JS&TBTP-103
3
个
<含电源适配器>
USBHUB
10口
5
个
软件费用包含在软件加密狗中。
其他所需要的设备，包括教师用电脑一台、投影仪一台。
如果使用一体机则可免掉投影仪和电子白板。
5.2.产品设备参数
⏹点阵数码笔
外形尺寸
156*15.5*15.5毫米
重量
25克
电池
内置锂离子电池3.7V/280毫安
环境温度
-20~40℃
续航时间
60小时（开机状态）
使用时间
7小时
充电时间
约2小时
充电方式
MicroUSB线
数据传输
Bluetooth1.2class2HID模式
内存
8MBit（A4纸张10页）
⏹蓝牙AP
无线模式
蓝牙通讯节点
通讯模块
4
模块通道
7个/模块
电源输入
AC100-240V50/60Hz0.2A
电源输出
DC12V0.5A
⏹USB分线器
端口数量
10
端口控制
分控
数据传输
USB
电源输入
AC100-240V50/60Hz0.35A
电源输出
DC5V2000mA
⏹加密狗
接口类型
USB
加密类型
时间锁
⏹D-IWB点阵白板
点阵颜色
标准含碳黑色
环境温度
-20—60摄氏度
产品基材质
PET
产品材质
纸张型，磁吸型
产品表面
耐磨、亚光覆层处理
覆层透光率
>=90%
覆层反射率
<=11%
表面张力
45mN/m
尺寸
1050*1600，可定制
5.3.配套设备参数要求
⏹教师电脑
架构
X86兼容型PC机
操作系统
WindowsXPSP3及以上
配置
4GRAM/320GHDD/RJ45网口
⏹教学投影机
分辨率
SVGA/XGA/SXGA/UX-GA
亮度
2000流明以上
对比度
2000:
1以上
⏹打印机
类型
激光打印
色彩
黑白/彩色
纸张
打印纸/复印纸
接口
网络接口/USB接口
输出精度
300dpi以上
6.项目实施计划
6.1.双方项目团队组成
甲方
项目负责人
1
负责协调与乙方的项目工作，分配甲方内部的责任分工，制定计划，监督工作进度，对项目完成情况进行验收。
业务工作接口人
1
负责甲方业务需求的提供，确认需求文档，接受项目产品使用培训，配合项目验收。
技术工作接口人
1
负责甲方现有信息化网络、设备、系统对乙方的接口，完成信息系统的整合，接受项目产品软硬件系统的维护培训，配合项目验收。
实施方
项目经理
1
负责协调与甲方的项目工作，编写客户需求文档，制定并调整项目执行计划，分配乙方责任分工，监督项目执行进度，与甲方一起完成项目验收。
技术负责人
1
根据甲方信息系统的情况，制定项目实施方案，领导实施工程师完成项目建设，配合项目验收，制定项目后期运维方案。
实施工程师
1-3
根据项目实施方案，完成项目建设，并承担部分后期运维责任。
产品培训师
1
根据客户需求说明，编写客户使用方案和手册，对客户进行产品使用培训和后期服务指导。
6.2.项目实施步骤和周期
1
需求说明
项目负责人
业务接口人
项目经理
3-5天
2
项目执行计划
项目实施技术方案
项目负责人
业务接口人
技术接口人
项目经理
技术负责人
2-3天
3
项目实施
项目负责人
技术接口人
技术负责人
实施工程师
5-10天
4
客户培训
培训文档、使用手册、维护手册
业务接口人
技术接口人
产品培训师
技术负责人（实施工程师）
1-3天
5
项目验收
项目负责人
业务接口人
技术接口人
项目经理
技术负责人
产品培训师
2-5天
6
后期运维
业务接口人
技术接口人
产品培训师
实施工程师
1-6月
6.3.项目竣工标志
⏹项目产品实现的功能满足客户《需求说明》
⏹客户完成产品使用培训，并可熟练、独立使用产品
⏹客户完成产品技术培训，并可胜任产品日常使用维护
6.4.项目后期运维
⏹甲方客户自行解决基本的产品使用和维护
⏹乙方技术实施工程师提供远程/现场技术咨询、故障解决
⏹乙方产品培训师定期对客户进行产品使用讲解
升级会员 