1、.XX教育局專遞課堂解決方案蘇州科達科技股份有限公司2022-03-03. v.目錄1.項目背景11.1概述11.2需求分析12.建設依據及原則32.1建設依據32.2建設原則33.方案設計63.1整體設計思想63.2資源采集63.2.1主講教室63.2.2聽講教室83.2.3會議室83.2.4校園監控93.3管理中心93.4傳輸網絡和用戶終端說明104.應用功能介紹114.1遠程互動教學114.1.1基本應用114.2錄播課堂124.2.1課程錄制124.2.2課后點播134.2.3業務應用134.3在線教研144.3.1在線聽課144.3.2在線考評144.4教學督導154.5電子巡考15

2、4.6遠程培訓及會議155.系統特點175.1應用全面，高性價比175.2智能設計，操作便捷175.3高度集成，運行穩定175.4網絡適應，高效傳輸185.5全網絡化，易于維護185.6系統開放，擴展性強18. v.1. 項目背景1.1 概述為貫徹落實國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)精神，均衡發展九年義務教育，推進教育公平，提高農村教育質量，縮小城鄉教育差距，教育部、財政部從2010年開始實施農村義務教育薄弱學校改造計劃(簡稱“薄改計劃”)。從建設的階段來說，建設的初期是對于薄弱地區基礎的環境及設備的建設，包括教室環境、網絡、多媒體教學設備等等。這些條件都滿足后，農村的

3、薄弱地區還存在教學師資資源缺乏的問題，而由于農村教學點條件較差，學生較少，很難為這些地區配備優秀的師資力量，這種情況下，通過信息化的手段，將優秀的師資資源分享到農村薄弱教學點。實際上這也是國家推動的一種建設方式，教育部辦公廳關于征求對關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）中提到積極推動“專遞課堂”建設，鞏固深化“教學點數字教育資源全覆蓋”項目成果，進一步提高教學點開課率，提高教學點、薄弱校教學質量；推廣“中心學校帶教學點”、“一校帶多點、一校帶多校”的教學和教研組織模式，逐步使依托信息技術的“優質學校帶薄弱學校、優秀教師帶普通教師”模式制度化。在這樣的背景下，我們

4、推出專遞課堂方案，幫助平衡不同地區教學資源，促進不同學校優質資源交流，整合形成優質教學資源庫。1.2 需求分析本項目旨在平衡區域教學資源，實現優秀資源的分享，平衡不同地區教學資源，提高整個區域的教學水平。具體來說，應滿足以下功能需求：1、 建立區域教學互動交流子系統利用遠程實時互動上課的方式，使偏遠地區開不足開不齊開不好課的教學點與擁有相對豐富教育資源的城市中心學校上同一堂課，以共享優秀資源。在上課時，由一個主講教室和多個聽課教室組成虛擬課堂，由教育行政部門統一建立課表，并組織教學。講授的課程一般為音樂、美術、英語及信息技術等農村教學點短缺的科目，由教學能力突出的教師講授。除了優質資源學校的教

5、師為農村教學點學生上課外，不同優質資源學校之間也可以進行教學交流。優秀的教師同時為多個教室的學生授課（考慮到教師的教學精力，一般兩個為宜）。在給本教師學生上課的同時，遠端教室的學生也可同時上課，并且可與主講教室的老師、學生實時互動。（有生課堂）2、建立優質教學資源庫本次建設應建立優質教學資源庫，可將名師、名校的課程錄制下來，形成資源庫，并應提供完善的資源分享平臺，使資源能服務于學生、老師等用戶。3、 建立在線教研子系統通過本次建設，教務部門可通過系統進行聽課、評課、督導等教研活動，在線教研的方式更加靈活，可提高教研效率和質量。4、 建立巡考安保子系統通過建設應可實現監控的功能，在考試期間，進行

6、電子巡考，并且應考慮到巡考業務對于資源安全的特殊要求，提供相應的保障。在非考試期間應通過視頻監控保障校園安全。5、 建立視頻會議子系統通過建設應可實現視頻會議的功能，可用于遠程教師培訓、行政會議等活動。要求系統有良好的網絡適應性及音視頻效果。2. 建設依據及原則2.1 建設依據國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）2015年教育信息化工作要點GB8898-2011音頻、視頻及類似電子設備安全要求GB16796-2009安全防范報警設備安全要求和試驗方法GB17859-1999計算機信息系統安全保護等級劃分準則GB50057-201

7、0建筑物防雷設計規范GB50198-2011民用閉路監控電視系統工程技術規范GB50348-2004安全防范工程技術規范GA308-2001安全防范系統驗收規則GA/T74-2000安全防范系統通用圖形符號GA/T75-94安全防范工程程序與要求GA/T367-2001視頻安防監控系統技術要求GA/T368-2001入侵報警系統技術要求GA/T379-2002報警傳輸系統串行數據接口的信息格式和協議GA/T388-2002計算機信息系統安全等級保護操作系統要求GA/T388-2002B計算機信息系統安全等級保護管理要求GA/T390-2002計算機信息系統安全等級保護通用技術要求YD/T117

8、1-2001IP網絡技術要求-網絡性能參數與指標2.2 建設原則本方案設計根據實際需求，遵循技術先進、架構合理、安全可靠、功能齊全、易管理、易維護并節約成本的原則；綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統設計內容是系統的、完整的、全面的；同時該設計方案具有科學性、合理性、可操作性。遵循以下設計原則來構建本系統。實用性和先進性原則采用科學的、主流的、符合發展方向的技術、設備和理念，系統集成化、模塊化程度高。設計合理，架構簡潔，功能完備，切合實際，能有效控制和提高工作效率，滿足學校管理的實際需求。系統的安裝調試、軟硬件操作簡單，容易掌握，適合中國國情和

9、教育行業的特點。經濟性與實用性原則在先進、可靠和充分滿足系統功能的前提下，體現高性價比。采用經濟實用的技術和設備，充分利用現有資源，綜合考慮系統的設計、建設、升級和維護。充分考慮用戶實際需要和教育信息化發展趨勢，根據用戶現場環境，設計符合用戶要求的系統配置方案，通過嚴密、有機的組合，實現最佳的性能價格比，以便節約工程投資，同時保證系統功能實施的需求，經濟實用。可靠性與安全性原則系統采用成熟的、穩定的、完善技術設備，系統具有一致性、升級能力，能夠保證全天候長期穩定運行。在系統故障或事故造成中斷后，能確保數據的準確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能，同時系統具有一整套完成的系統管理策略，可以

10、保證系統的運行安全。靈活性與可擴展性原則網絡系統是一個不斷發展的系統，因此應具有良好的擴展性，能夠根據信息化地不斷深入發展，方便地擴展網絡覆蓋范圍、擴大網絡容量和提高網絡各層次節點的功能。具備支持多種通信媒體、多種物理接口的能力，提供技術升級、設備更新的靈活性。系統能夠通過增加服務器等軟硬件設備，方便、平滑的對系統容量進行擴容，后臺存儲容量也具備較高的可擴展能力。開放性與互連性原則系統應具備與多種協議計算機通信網絡互連互通的特性，確保網絡系統基礎設施的作用可以充分發揮。在結構上真正實現開放，基于國際開放式標準，包括各種廣域網、局域網、計算機及數據庫協議，從而為未來的業務發展奠定基礎。可管理性原

11、則能夠實現監控、監測整個系統的運行狀況，包括各平臺軟硬件設備和前端視頻服務器設備，可以迅速確定網絡故障，及時告警，并擁有完善的報表功能等。高安全性原則根據國家對網絡與信息系統安全性的基本要求，該系統在設計初期將符合國家有關信息與信息系統安全的法律和法規，滿足教育系統內部及適用環境對該系統提出的安全性要求，采用國際標準加密算法與系統內部私有協議相結合的方式防止出現系統數據泄密、音視頻資源被盜用等安全問題。3. 方案設計3.1 整體設計思想本方案是包括了視頻會議技術、監控技術、通訊技術、音視頻技術和教學管理技術的一套綜合性的解決方案。從系統應用構成的主體類型上可分成資源采集、傳輸網絡、管理中心和用

12、戶終端四個組成部分，資源采集是教學所用到的信息的來源，傳輸網絡是連接資源采集、傳輸網絡、管理中心和用戶終端的媒介，管理中心是系統的設備管理、資源匯聚及共享平臺，用戶終端是系統的信息服務對象。從層級上分為六級，覆蓋省、市、縣/區、鄉鎮、校六級，除省級外，每一級上接其上級主管部門的巡查中心。本方案總體架構如圖：3.2 資源采集根據應用需求不同，可在有優秀教學資源的教學點建設為主講教室，薄弱教學點教室建設為聽講教室。3.2.1 主講教室主講教室完成教學資源的采集、處理，形成的教學資源一方面給到薄弱教學點，另一方面給到管理中心作為教學資源，用于后期學習，教研等工作。主講教室應包括的設備有專遞課堂終端、

13、拾音設備、教室跟蹤攝像機、學生全景攝像機、顯示擴聲等設備。資源采集應包括音頻資源采集和視頻資源采集兩個部分。音頻資源可新建拾音設備，如果教室里原有領夾麥等拾音設備，可直接利用。音頻設備直接接入專遞課堂終端，終端應包含有豐富的音頻接口以及音頻處理模塊。視頻源應包括攝像機視頻源和編碼課件視頻源。教師攝像機采用先進的圖像分析算法，利用一只固定的攝像機實現對教師跟蹤，以避免傳統多設備實現跟蹤產生的故障節點多，跟蹤畫面不穩定等問題。學生全景攝像機實現學生圖像采集。專遞課堂終端應內置編碼模塊，授課電腦可直接通過VGA或HDMI接口的線纜接入終端，實現編碼。資源處理專遞課堂終端應負責完成資源的處理，包括畫面

14、合成與混音。終端應可將多路視頻信號進行合成，可提供電影模式、畫中畫模式、多畫面模式等多種畫面合成模式，并且可以根據教學場景變換實現自動導播。此外它還應支持添加課程的片頭、片尾，更好的記錄課程信息。通過以上豐富的靈活的課程資源處理方式，終端可以輸出更符合用戶觀看體驗的教學視頻。遠程互動專遞課堂終端應完成遠程互動的功能。通過接入上級MCU，可以將本地終端合成后的畫面以及課件PPT的畫面給到聽課教室。也應接收聽課教室端的聽課學生的視頻源。終端本身應包含回聲抵消等音頻處理模塊，可以保障互動過程中有良好的音頻效果。通過先進的壓縮編碼算法，可以低碼流傳輸高清畫面，減少互動過程中的帶寬占用。顯示擴聲專遞課堂

15、終端應包含解碼模塊及數字功放模塊，外接抬頭電視，可顯示遠端聽到教室學生的畫面。接音箱后可聽到遠端學生提問及互動聲音。同時，該類教室也可作為聽講教室。3.2.2 聽講教室聽講教室只需部署一體化視頻會議終端，通過接入上級MCU，可以將聽講教室學生的音視頻給到主講教室。聽講教室應接收兩路視頻源，一路是主講教室合成的畫面，主體是授課教室，另一路是授課PPT，這樣的觀看場景更真實還原上課場景。在網絡條件限制的情況下，也可以選擇只接收一路合成畫面，由于合成畫面已經經過自動導播，在切換PPT的時候會自動把PPT的畫面變換為主畫面，故也可以較好得還原上課場景。3.2.3 會議室核心設備是視頻會議終端，接入本級

16、或上級的MCU，可與其他會議終端或教室的專遞課堂終端進行互通，完成視頻會議，教學研討等工作。3.2.4 校園監控可對各學校新建高清監控系統，采用網絡高清攝像機進行圖像采集，根據不同的應用場景，應可選不同的攝像機，如紅外功能攝像機、PTZ功能攝像機等。通過監控系統可用來保衛學校安全，預防及處理突發事故，教室內監控也可在考試時用作電子考場。如果學校已經有監控系統，應可對于數字監控系統通過國標GB/T28181進行接入，對于模擬監控系統，應可編碼后接入。監控系統應采用級聯架構，學校本地管理中心可查看本校監控視頻，市級可查看本市內的監控視頻，區域級管理中心可查看下級各學校監控視頻。3.3 管理中心管理

17、中心設備主要負責對各州市設備和資源的接入。管理中心應包含接入管理設備、存儲設備、流媒體設備、MCU等設備。管理平臺設計中心管理平臺應采用嵌入式的硬件結構設計，內嵌Linux操作系統，保障設備運行安全、穩定；并且應支持級聯組網，方便系統擴展。平臺應提供完善的設備管理、用戶管理、認證管理、權限管理、告警管理等功能。存儲磁盤陣列磁盤陣列應實現對課程資源進行存儲，磁盤陣列應支持RAID備份和熱備份，可保障資源安全，同時，磁盤陣列應支持通過堆疊實現存儲空間的海量擴展，并可實現負載均衡。流媒體服務器流媒體服務器應采用嵌入式架構，性能穩定，安全可靠，在系統建設中應配合業務管理系統以及磁盤存儲陣列使用，實現媒

18、體轉分發的作用，輔助實現教學資源的直播、點播等功能。業務系統業務系統應實現各類教學業務，直接面向用戶使用。應采用B/S架構，支持主流瀏覽器訪問。業務系統應實現三個方面的功能：專遞課堂互動組織相關應用、直播點播等課程觀看應用、教學評教、自我反思等教學管理應用。MCU各級管理中心的MCU應負責接入本級的終端設備及下級MCU，作為其上級。MCU應完成視頻會議、專遞課堂終端的接入管理控制。解碼器及電視墻解碼器及電視墻應將各教室的上課情況顯示出來，完成教學督導、教學研討等工作。3.4 傳輸網絡和用戶終端說明除了部分模擬輸出或輸出的設備，如授課電腦、音頻輸入輸出、電視墻等，需要模擬傳輸方式外，整個方案應采

19、用網絡傳輸，具有方便部署、傳輸距離遠的特點。本方案應支持多種用戶終端可以使用，包括除使用廣泛的PC電腦、移動終端外，為針對集體授課應用場景，專遞課堂終端除了完成資源采集的功能之外，也可以作為用戶終端使用，輸出教學多媒體資源。4. 應用功能介紹通過前端資源采集，管理中心的資源整合，封裝不同應用適配不同協議，最終通過用戶終端，為用戶提供八大應用：專遞課堂、錄播課堂、在線教研、教學督導、電子巡考、遠程培訓及會議。覆蓋教學的各個環節，全面幫助提高教學水平。4.1 遠程互動教學4.1.1 基本應用教師在主講教室只對薄弱教學點的學生上課，薄弱教學點聽講教室的學生，可以觀看兩路畫面，一路是主講教師的畫面，一

20、路是教師授課課件的畫面。此外終端也有音頻良好的音頻處理效果，可有效消除噪音、抑制回聲。通過良好的畫面及聲音呈現效果，提供給學生真實的上課體驗。當城區中心校為薄弱校上課時，主講教室無學生，即無生課堂，講課老師可以將全部精力用來對教學點學生授課，更好地幫助薄弱教學點學生掌握課堂內容。當城區中心校進行教學交流時，雙方教室都有學生，即有生課堂。這種教學交流有三個方面的好處：1、學生接受不同老師上課，從不同角度理解教學內容。2、不同學校的不同優質科目互補，共同提高。3、通過交流提高老師的教學水平。4.2 錄播課堂除了通過互動功能實現專遞課堂的應用外，系統可以對課程進行錄制，并形成教學資源庫，充分利用這些

21、資源幫助提高教學水平。具體來說，可以形成名師課堂，即將名師講解的重點、難點或者期末總結錄制下來，一方面可以幫助學生學習，另一方面還可以作為示范課讓其他老師學習，進而幫助他們提高。也可以形成名校課堂，將各名校的優秀資源錄制下來，學生可以進行選學，擴大優秀資源的覆蓋面。4.2.1 課程錄制平時上課，或是在遠程互動時，系統可以把課程視頻錄制下來，形成課程資源庫。形成的資源庫一方面可以供學生老師課后學習、總結，另一方面也可用作教學分析。畫面風格。錄制時有多種畫面風格可供選擇，包括畫中畫、多畫面、單畫面，系統除了可以提供默認的畫面風格模板供選擇外，還可根據具體需求進行自定義。自動導播。在錄制時，可以根據

22、教學側重點不同進行自動地畫面切換，即自動導播。如在老師特寫時，如果叫學生上講臺進行互動，系統會自動將特寫切換為全景；教師在切換PPT時，會自動把PPT畫面切換為主畫面平板控制。通過平板電腦，可以完成以下幾方面應用：1、錄制節奏控制，包括錄制開始、暫停、結束。2、手動導播，手動進行畫面切換。3、選擇錄制時的畫面風格。4、其他，如專遞課堂呼叫遠端教室等。4.2.2 課后點播完成點播的業務系統采用B/S架構，支持主流瀏覽器訪問，不需要安裝任何插件，方便操作。同時系統有良好的課程呈現方式，用戶既可以根據系列課系統性地學習某門課程，也可以通過便捷的搜索方式找到課程。4.2.3 業務應用為完善對錄制好視頻

23、的應用，我們開發了豐富的應用。包括：上傳下載。教師可以上傳課程的相關資料，如課后作業、課件PPT、課外閱讀材料等，供學生下載，豐富課程資料。微視頻。將完整視頻中不同的教學重點分別截取出來并標記重點提要。這樣，學生在后期學習的時候可以快速找到自己所需的知識重點片段。微視頻節約了用戶觀看學習的時間，提高了學習效率。個人空間。個人空間是針對具體個人的學習中心，包括觀看記錄、收藏課程、課表信息等等，為每個用戶提供個性化的教學服務。其他還包括在線交流、排行榜、自我反思、添加字幕等等，通過這些實用、易用的業務應用充分利用錄制好的課程視頻幫助提高教學水平。4.3 在線教研4.3.1 在線聽課傳統的聽課方式，

24、需要聽課的老師到教師里，學習優秀老師的授課方式，這樣存在一些問題，包括會影響老師的發揮、學生的表現等等。通過本方案，老師可以在線進行聽課，避免以上問題。年輕的老師即可以在辦公室里，通過自己的PC電腦，實時或課后觀看優秀老師的授課過程，取長補短。也可以由教務處組織多名老師一起在會議室進行聽課，可進行教學討論而且不會影響課堂秩序。4.3.2 在線考評傳統的考評方式，會影響上課老師發揮，不能真實反映教學水平，而且缺少說服性的材料，容易引起爭議。利用本系統在線教研的方式可以解決該問題。教務處可以針對某門課程視頻發起考評任務，并且給該任務相應的預案，即本次評價哪些項目，具體某一項占比多少，可以將該任務指

25、派給考評的老師或領導，考評人員會收到考評消息。除了可以根據預案進行考評外，還可以在課程視頻上進行打點記錄，記錄某一點好，好在哪里，不好，有什么問題，方便后期查證或學習。4.4 教學督導為節約了人力物力，有效地提高了管理效率，幫助于教學水平的提升。利用本系統應實現教學督察，各級管理中心可以督察課堂紀律、教師授課態度、教師是否停調課、教師是否準時開課等情況，并且可以在線記錄，方便后期查證。4.5 電子巡考教室內的全景攝像機可以在考試期間采集考場畫面，在管理中心可進行實時巡查，并且，可對考試時視頻進行專門的備份存儲，便于后期取證。通過電子考場應用，可以保障考試公平公正。科達有豐富的電子考場建設經驗，

26、早在2012年，就建設了甘肅省全省的考試系統，包含14825個考場。上海的多所高校也是采用的科達電子考場系統，包括上海交大、同濟大學、華東理工、東華大學等。4.6 遠程培訓及會議系統支持視頻會議標準的H.323協議，可以與視頻會議設備融合。偏遠地區可直接在教室里利用專遞課堂終端參與培訓或會議。教師通過系統遠程參與培訓，不會因路途時間影響正常上課。通過遠程會議，可以在第一時間傳達會議精神。通過遠程參與培訓與會議，一方面可避免人員舟車勞頓，另一方面還可節省交通成本。5. 系統特點5.1 應用全面，高性價比通過一套方案，可覆蓋教學過程的所有環節，從時間維度來說，包括課前、課中、課后，從業務方面來說，包括教研、學習、考試等等。實現這些應用時，我們采用設備復用的方式，即不同應用可能用到同樣的設備，如教室里需要共同的音視頻采集設備，專遞課堂終端可用于互動、錄課和視頻會議等。這樣的建設方式不需要重復增加很多設備，在滿足多種需求的同時節約建設成本。5.2 智能設計，操作便捷考慮到偏遠地區基層老師IT技術水平不高，操作過程如果太復雜，很難推廣使用起來。所以本方案充分采用智能化的設計保障系統的易用性：一、具體的設備，如專遞課堂終端、管理中心的所有設備，均支持上電自啟動，設備直接插上電，就可以直接使用。同時設備支持斷電保護，使用完畢后，即使是直接把電源斷掉，也