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1、XX教育局专递课堂解决方案苏州科达科技股份有限公司2020-06-25目录1.项目背景11.1概述11.2需求分析12.建设依据及原则32.1建设依据32.2建设原则33.方案设计63.1整体设计思想63.2资源采集63.2.1主讲教室63.2.2听讲教室83.2.3会议室83.2.4校园监控93.3管理中心93.4传输网络和用户终端说明104.应用功能介绍114.1远程互动教学114.1.1基本应用114.2录播课堂124.2.1课程录制124.2.2课后点播134.2.3业务应用134.3在线教研144.3.1在线听课144.3.2在线考评144.4教学督导154.5电子巡考154.6远程
2、培训及会议155.系统特点175.1应用全面，高性价比175.2智能设计，操作便捷175.3高度集成，运行稳定175.4网络适应，高效传输185.5全网络化，易于维护185.6系统开放，扩展性强181. 项目背景1.1 概述为贯彻落实国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)精神，均衡发展九年义务教育，推进教育公平，提高农村教育质量，缩小城乡教育差距，教育部、财政部从2010年开始实施农村义务教育薄弱学校改造计划(简称“薄改计划”)。从建设的阶段来说，建设的初期是对于薄弱地区基础的环境及设备的建设，包括教室环境、网络、多媒体教学设备等等。这些条件都满足后，农村的薄弱地区还存在教学
3、师资资源缺乏的问题，而由于农村教学点条件较差，学生较少，很难为这些地区配备优秀的师资力量，这种情况下，通过信息化的手段，将优秀的师资资源分享到农村薄弱教学点。实际上这也是国家推动的一种建设方式，教育部办公厅关于征求对关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）中提到积极推动“专递课堂”建设，巩固深化“教学点数字教育资源全覆盖”项目成果，进一步提高教学点开课率，提高教学点、薄弱校教学质量；推广“中心学校带教学点”、“一校带多点、一校带多校”的教学和教研组织模式，逐步使依托信息技术的“优质学校带薄弱学校、优秀教师带普通教师”模式制度化。在这样的背景下，我们推出专递课堂方案，
4、帮助平衡不同地区教学资源，促进不同学校优质资源交流，整合形成优质教学资源库。1.2 需求分析本项目旨在平衡区域教学资源，实现优秀资源的分享，平衡不同地区教学资源，提高整个区域的教学水平。具体来说，应满足以下功能需求：1、 建立区域教学互动交流子系统利用远程实时互动上课的方式，使偏远地区开不足开不齐开不好课的教学点与拥有相对丰富教育资源的城市中心学校上同一堂课，以共享优秀资源。在上课时，由一个主讲教室和多个听课教室组成虚拟课堂，由教育行政部门统一建立课表，并组织教学。讲授的课程一般为音乐、美术、英语及信息技术等农村教学点短缺的科目，由教学能力突出的教师讲授。除了优质资源学校的教师为农村教学点学生
5、上课外，不同优质资源学校之间也可以进行教学交流。优秀的教师同时为多个教室的学生授课（考虑到教师的教学精力，一般两个为宜）。在给本教师学生上课的同时，远端教室的学生也可同时上课，并且可与主讲教室的老师、学生实时互动。（有生课堂）2、建立优质教学资源库本次建设应建立优质教学资源库，可将名师、名校的课程录制下来，形成资源库，并应提供完善的资源分享平台，使资源能服务于学生、老师等用户。3、 建立在线教研子系统通过本次建设，教务部门可通过系统进行听课、评课、督导等教研活动，在线教研的方式更加灵活，可提高教研效率和质量。4、 建立巡考安保子系统通过建设应可实现监控的功能，在考试期间，进行电子巡考，并且应考
6、虑到巡考业务对于资源安全的特殊要求，提供相应的保障。在非考试期间应通过视频监控保障校园安全。5、 建立视频会议子系统通过建设应可实现视频会议的功能，可用于远程教师培训、行政会议等活动。要求系统有良好的网络适应性及音视频效果。2. 建设依据及原则2.1 建设依据国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)教育信息化十年发展规划（2011-2020年）2015年教育信息化工作要点GB8898-2011音频、视频及类似电子设备安全要求GB16796-2009安全防范报警设备安全要求和试验方法GB17859-1999计算机信息系统安全保护等级划分准则GB50057-2010建筑物防雷设计规
7、范GB50198-2011民用闭路监控电视系统工程技术规范GB50348-2004安全防范工程技术规范GA308-2001安全防范系统验收规则GA/T74-2000安全防范系统通用图形符号GA/T75-94安全防范工程程序与要求GA/T367-2001视频安防监控系统技术要求GA/T368-2001入侵报警系统技术要求GA/T379-2002报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议GA/T388-2002计算机信息系统安全等级保护操作系统要求GA/T388-2002B计算机信息系统安全等级保护管理要求GA/T390-2002计算机信息系统安全等级保护通用技术要求YD/T1171-2001IP网
8、络技术要求-网络性能参数与指标2.2 建设原则本方案设计根据实际需求，遵循技术先进、架构合理、安全可靠、功能齐全、易管理、易维护并节约成本的原则；综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；同时该设计方案具有科学性、合理性、可操作性。遵循以下设计原则来构建本系统。实用性和先进性原则采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足学校管理的实际需求。系统的安装调试、软硬件操作简单，容易掌握，适合中国国情和教育行业的特点。经
9、济性与实用性原则在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。充分考虑用户实际需要和教育信息化发展趋势，根据用户现场环境，设计符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。可靠性与安全性原则系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全
10、。灵活性与可扩展性原则网络系统是一个不断发展的系统，因此应具有良好的扩展性，能够根据信息化地不断深入发展，方便地扩展网络覆盖范围、扩大网络容量和提高网络各层次节点的功能。具备支持多种通信媒体、多种物理接口的能力，提供技术升级、设备更新的灵活性。系统能够通过增加服务器等软硬件设备，方便、平滑的对系统容量进行扩容，后台存储容量也具备较高的可扩展能力。开放性与互连性原则系统应具备与多种协议计算机通信网络互连互通的特性，确保网络系统基础设施的作用可以充分发挥。在结构上真正实现开放，基于国际开放式标准，包括各种广域网、局域网、计算机及数据库协议，从而为未来的业务发展奠定基础。可管理性原则能够实现监控、监
11、测整个系统的运行状况，包括各平台软硬件设备和前端视频服务器设备，可以迅速确定网络故障，及时告警，并拥有完善的报表功能等。高安全性原则根据国家对网络与信息系统安全性的基本要求，该系统在设计初期将符合国家有关信息与信息系统安全的法律和法规，满足教育系统内部及适用环境对该系统提出的安全性要求，采用国际标准加密算法与系统内部私有协议相结合的方式防止出现系统数据泄密、音视频资源被盗用等安全问题。3. 方案设计3.1 整体设计思想本方案是包括了视频会议技术、监控技术、通讯技术、音视频技术和教学管理技术的一套综合性的解决方案。从系统应用构成的主体类型上可分成资源采集、传输网络、管理中心和用户终端四个组成部分
12、，资源采集是教学所用到的信息的来源，传输网络是连接资源采集、传输网络、管理中心和用户终端的媒介，管理中心是系统的设备管理、资源汇聚及共享平台，用户终端是系统的信息服务对象。从层级上分为六级，覆盖省、市、县/区、乡镇、校六级，除省级外，每一级上接其上级主管部门的巡查中心。本方案总体架构如图：3.2 资源采集根据应用需求不同，可在有优秀教学资源的教学点建设为主讲教室，薄弱教学点教室建设为听讲教室。3.2.1 主讲教室主讲教室完成教学资源的采集、处理，形成的教学资源一方面给到薄弱教学点，另一方面给到管理中心作为教学资源，用于后期学习，教研等工作。主讲教室应包括的设备有专递课堂终端、拾音设备、教室跟踪
13、摄像机、学生全景摄像机、显示扩声等设备。资源采集应包括音频资源采集和视频资源采集两个部分。音频资源可新建拾音设备，如果教室里原有领夹麦等拾音设备，可直接利用。音频设备直接接入专递课堂终端，终端应包含有丰富的音频接口以及音频处理模块。视频源应包括摄像机视频源和编码课件视频源。教师摄像机采用先进的图像分析算法，利用一只固定的摄像机实现对教师跟踪，以避免传统多设备实现跟踪产生的故障节点多，跟踪画面不稳定等问题。学生全景摄像机实现学生图像采集。专递课堂终端应内置编码模块，授课电脑可直接通过VGA或HDMI接口的线缆接入终端，实现编码。资源处理专递课堂终端应负责完成资源的处理，包括画面合成与混音。终端应
14、可将多路视频信号进行合成，可提供电影模式、画中画模式、多画面模式等多种画面合成模式，并且可以根据教学场景变换实现自动导播。此外它还应支持添加课程的片头、片尾，更好的记录课程信息。通过以上丰富的灵活的课程资源处理方式，终端可以输出更符合用户观看体验的教学视频。远程互动专递课堂终端应完成远程互动的功能。通过接入上级MCU，可以将本地终端合成后的画面以及课件PPT的画面给到听课教室。也应接收听课教室端的听课学生的视频源。终端本身应包含回声抵消等音频处理模块，可以保障互动过程中有良好的音频效果。通过先进的压缩编码算法，可以低码流传输高清画面，减少互动过程中的带宽占用。显示扩声专递课堂终端应包含解码模块
15、及数字功放模块，外接抬头电视，可显示远端听到教室学生的画面。接音箱后可听到远端学生提问及互动声音。同时，该类教室也可作为听讲教室。3.2.2 听讲教室听讲教室只需部署一体化视频会议终端，通过接入上级MCU，可以将听讲教室学生的音视频给到主讲教室。听讲教室应接收两路视频源，一路是主讲教室合成的画面，主体是授课教室，另一路是授课PPT，这样的观看场景更真实还原上课场景。在网络条件限制的情况下，也可以选择只接收一路合成画面，由于合成画面已经经过自动导播，在切换PPT的时候会自动把PPT的画面变换为主画面，故也可以较好得还原上课场景。3.2.3 会议室核心设备是视频会议终端，接入本级或上级的MCU，可与其他会议终端或教室的专递课堂终端进行互通，完成视频会议，教学研讨等工作。3.2.4 校园监控可对各学校新建高清监控系统，采用网络高清摄像机进行图
