学校在线课堂系统建设方案.docx

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学校在线课堂系统建设方案

学校在线课堂系统

建设方案

一、在线课堂项目背景

（一）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、提高教学质量的主要手段。

因此，建立一套现代化的多媒体在线课堂系统，对于培养高素质、高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因素有效结合，学以致用。

另一方面使学生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新的教育方法论有机结合，提高整体教学水平，使之更好地适应不断变化的信息社会新要求。

某科技在线课堂系统启用了教育信息化行业多项科研新技术，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、不同地点共同参与同一位优秀老师的教学活动。

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，使静止的图文视频化、复杂的内容简单化、抽象的思维可视化、知识的发生过程化，为学生学习创建一个生动形象、视听结合的理想情境，使教师乐教，学生乐学，在调动学生学习热情和提高学习兴趣的同时，也有效提升了教学效率。

某科技在线课堂系统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；能轻松将学校间的优秀资源大范围辐射，解决教育资源匮乏区域的接收教室“缺师少教”、“课程开设不齐”等难题，促进城乡教育资源均衡发展。

（二）某在线课堂整体设计原则

根据整体规划的目标定位和用户需求的特点，某在线课堂项目按照如下原则设计建设：

Ø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。

Ø实用性

设计之初就充分考虑到业务特点，在规划设计上既要坚持高起点、高定位又要根据实际情况，充分利用现有设备，避免盲目建设，资源浪费。

Ø适应性

所有设备均选择成熟的产品和集成方案。

设备对供电、通信、和气候等外部条件应具有良好的适应性。

Ø可扩展性

开放性架构使得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。

坚持“统一标准，因地制宜”的原则。

对于空白教室，可以一次性按照标准完成建设任务；对于已经安装部分设备的教室，可以分时分批完成设备改造，逐步达到建设标准。

开放性架构采用目前最通用的设备，如电脑、服务器等，可无限扩展，充分体现了在线课堂系统开放式的架构、可扩展性强等优势。

Ø安全性

整个项目设计之初就考虑了健全的安全方案，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。

所有设备和线路均符合国家有关安全标准，有防漏电、防雷击、接地等环境保障措施；建立必要的管理制度，保障网络信息和设备的安全，有防病毒、防不良信息等功能；保证教育资源有效存储和合理使用。

Ø经济性

系统在设计之初，充分考虑了整体方案的经济性，设备和软件的选用均遵循“追求高性价比、低损耗”的原则。

系统所选取的硬件设备均通过国家节能环保认证，充分保证了系统的经济性要求。

Ø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，达到保护已有软件和硬件技术投资的效果。

Ø易用性

坚持管理的便捷性与安全性相结合的原则。

工程的硬、软件建设从教师管理使用的便捷性和安全性出发来进行规划和设计。

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。

Ø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。

Ø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。

二、项目需求分析

（一）系统建设目标

本系统的建设，可在一定程度上弥补教育资源匮乏的学校由于各类原因无法得到优质教学资源的问题，提高教育资源匮乏地区的教学质量和优质教育资源的共享，增强对各类资源合理整合与集成、加大本校班与班之间的互动交流。

实现教室与教室之间高互动性的、线下与线上相结合的远程课堂模式。

主课堂老师在教学过程中，既可与同一教室内的学生进行交流互动，也可以借助网络传输技术及高清音视频编辑技术，与接收课堂的学生进行互动交流。

或接收教室通过网络，实现远程点播主讲课堂。

学生提问、答题、板书等互动内容均可在线上实时进行。

让有限的优质师资资源可被分享至更多学校、更多教室和更多学生。

真正从根源上解决教育资源不均衡发展的实际问题。

（二）系统需求分析

此次某学校拟建设的在线课堂项目的建设规模，包含5间在线课堂（主讲教室）。

在系统建成后需实现以下功能：

◆多媒体双向互通教学，部署在线课堂的教室可以实现双向视音频实时交互；

◆高清晰的视频质量，在低带宽下达到1080P高清效果（在高清1080P视频效果的情况下，建议带宽不小于1.2M；为了保证系统的稳定性，建议网络的丢包率不高于15%）；；

◆音质清晰、音量适中、无回音，且实现唇音同步功能；

◆多种画面处理功能，通过各种处理画面方式适应不同的教学场景，且各类场景之间一键切换；

◆白板交互教学功能，主讲教室的教师和接收教室的学生可以通过实物电子白板或交互式一体机进行互动书写和互动操作；

◆课堂教学录播功能，系统能够实时录制教师的教学过程，以及教师与学生的互动过程，并且可以进行录像回放；

◆其它教室可通过班班通登录系统平台，点播、直播主讲课堂，进行远程听课。

◆系统具备良好的兼容性，在线课堂系统与班班通系统及数字资源全覆盖系统集成。

三、某科技在线课堂的概要设计

（一）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，根据客户的实际应用需求，在持续发展的过程中不断提高和完善，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，互联互通

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）从实际应用出发，持续发展

一切项目和产品设计与建设，都是以满足教育行业应用的需求为首要前提，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，实现在线课堂系统建设的可持续发展。

（二）系统应用架构设计

某在线课堂系统是基于windows平台，采用JAVA语言开发,利用大型关系型数据库Oracle11g，访问量大的应用通过多服务器集群的部署方式（即云平台）来提高系统吞吐量，并且可以根据用户数量的持续增加继续扩充。

在安全性方面，密码以加密形式存放在数据库中，系统提供弱密码检测功能。

通过严密的定义到操作级的权限控制，确保用户只能访问到权限范围内的页面和资源，并且对用户的操作都提供详细的日志记录。

同时建议在防火墙关闭不必要的端口。

应用系统采用SOA面向服务体系架构进行开发。

这是目前应用广泛并且相当成熟的框架。

通过在这个框架的基础上进一步封装，使得应用的内部层次清晰，大大降低维护的复杂程度和功能扩充的难度。

SOA技术能够灵活地适应环境变化的业务为按需业务，在按需业务中，一旦需要，就可以对完成或执行任务的方式进行必要的更改，在线辅导系统通过定义大量不同层次的服务，并对这些服务进行组合和编排以实现各具体相关领域相关业务。

应用架构示意如下：

基于某地在线课堂的实际需求，在线课堂系统的部署设计是具有高性能、高冗余、虚拟化等集群分布式部署，各个县市的服务器分别承担各自区域的在线课堂音视频编解码和数据分发等服务，由省级服务器进行统一管理和调度，部署示意图如下：

（三）系统拓扑图

根据某学校在线课堂实际应用需求，结合某科技多年的在线课堂项目实施经验，根据在线课堂项目的具体要求，在线课堂系统服务器集中部署在学校的机房,并通过部署在学校的在线课堂服务器将分散在各个班级的在线课堂系统集中连接和统一管理，学校内的所有主讲在线课堂教室通过现有网络，可实现名师教室课堂的远程在线直播和实时互动教学。

能轻松将学校间的优质资源在全校大范围辐射，促进校园内的教育资源均衡发展。

系统拓扑图如下：

本系统基于现有校园网络资源的实际情况，在学校机房部署在线课堂服务器，在五间教室部署在线课堂系统终端（主机）及摄像机、麦克风、扬声器等相应的外围设备。

通过部署在学校的在线课堂服务器对5间在线课堂系统统一进行管理与控制。

充分利用先进的互联网技术、音视频编解码技术和流媒体实时通讯技术，为5个班级提供全方位、全过程、全天候的高质量的软硬件结合的在线课堂系统。

组建好的在线课堂系统，能够校园优秀教育资源实时的、更大范围的传播和分享，实现名师实时的网络直播教学。

从而能更有效地提高教学质量，使课堂更加生动、有趣。

四、在线课堂产品功能描述

“在线课堂”系统按照使用角色切分，包含：

主讲教室、接收教室、来宾观摩和后台管理四部分组成。

角色说明

主讲教室：

作为在线课堂的发起方，可进行接收教室配置、发起课堂、参加课堂查找课堂列表、观看接收教室画面、教学模式切换，添加接收教室、添加观摩来宾、开启/关闭电子白板、开启/关闭课堂录制、自由发言、禁言设置、指定发言和指定互动等操作。

接收教室：

在线课堂参与方，可进行参加课堂、查找课堂列表、观看主讲教室画面、被指定为自由发言等操作。

观摩来宾：

临时邀请的观摩来宾，可实时观看课堂授课与课堂互动。

系统管理员：

主要对系统后台的管理，如行政区管理、帐号管理、学校管理、统计管理、系统设置等。

（一）系统管理员功能

系统标题设置

系统可根据具体的学校设置自己的LOGO、标题、客服电话、水印位置、水印内容等内容。

学校管理

学校管理主要分为主讲教室管理和接收教室管理两部分。

主讲教室管理

系统管理员可以对系统内的主讲教室校进行搜索、创建、编辑、设置接收教室和删除操作。

搜索主讲教室：

管理员可以通过学校所在地区和输入学校名称对系统中已有的主讲教室进行搜索。

创建主讲教室：

主要包含学校名称，所在地区，联系人，联系电话，课堂录制（选择是否给该主讲教室开启课堂录制功能），电子白板（选择是否给该主讲教室开启电子白板功能）。

编辑主讲教室：

系统管理员在主讲教室校列表操作栏里，可对当前主讲教室进行编辑。

设置接收教室：

可对各主讲教室所辖接收教室进行增加或删除等操作。

接收教室管理

系统管理员可以对系统内的接收教室进行搜索、创建、编辑和删除等操作。

接收教室搜索：

系统管理员可以通过学校所在地区和输入学校名称对系统中已有的接收教室进行搜索。

接收教室创建：

创建的教室包含学校名称、所在地区、联系人、联系电话等内容。

统计管理功能

系统具备统计管理功能，主要包含了地区统计和学校统计。

统计内容可用于以后系统扩容等的数据基础。

地区统计

系统管理员可查询一段时间内，使用本系统开启在线课堂系统的所有地区数据。

学校统计

系统管理员可查询一段时间内，某个区域内的某个学校某个班级使用本系统的次数。

如可查询2014年1月1日到2014年5月5日内，合肥市肥东县圣泉中学的使用记录，系统会统计出圣泉中学使用本系统的所有记录。

账号管理

系统管理员可设置各地管理员，如可设置多个省级管理员和各区县管理员，每个管理员只能管理自己区域内的主讲教室和接收教室。

（二）主讲教室功能

系统首次安装完成后，电脑每次开机会自动登录到主讲教室界面，在该界面包括：

发起课堂、接收教室配置和课堂列表功能