【正文】 云課堂及電子書包建設(shè)整體方案設(shè)計(jì)一、方案概述本方案由重慶大學(xué)一六八軟件有限公司以互聯(lián)網(wǎng)、校園局域網(wǎng)以及WiFi等網(wǎng)絡(luò)為運(yùn)行環(huán)境，以臺式電腦、移動筆記本電腦、平板電腦（電子書包）、班班通設(shè)備、智能手機(jī)等多媒體終端為運(yùn)行基礎(chǔ)自主開發(fā)的“網(wǎng)絡(luò)云課堂”軟件為應(yīng)用支撐平臺，搭建貫穿備課、講課、預(yù)習(xí)、練習(xí)、作業(yè)、考試、微課、慕課等各個環(huán)節(jié)的智慧云課堂，支持Android、Win蘋果等操作系統(tǒng)以及校內(nèi)校外共享應(yīng)用。方案特點(diǎn)：252。 師生不僅在校園局域網(wǎng)內(nèi)可以使用，同時在校外互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中也可以使用，系統(tǒng)就師生在校內(nèi)校外的應(yīng)用數(shù)據(jù)自動交互并集中存儲，真正滿足了云端課堂的開放性應(yīng)用。252。 課堂上的互動教學(xué)活動完全基于WIFI環(huán)境和校園局域網(wǎng)環(huán)境，減少了高峰期對城域網(wǎng)帶寬及服務(wù)器資源的占用，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。252。 解決了在電子書包、計(jì)算機(jī)教室建設(shè)中無線AP連接用戶數(shù)不能支撐60個平板、以及電子書包客戶端軟件與云端應(yīng)用平臺難以真正無縫對接等技術(shù)難題。252。 提供了慕課教學(xué)的應(yīng)用支撐平臺，解決了網(wǎng)絡(luò)傳輸難題，促進(jìn)了城鄉(xiāng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享。252。 電子書教材涵蓋了西范大出版社、人教出版社、蘇教出版社、華東師大出版社、上?？茖W(xué)技術(shù)出版社、湖北教育出版社、廣東教育出版社等主流出版社的正版電子書教材，方便教師備課及課堂應(yīng)用，該優(yōu)質(zhì)資源由學(xué)校自主開通、有償使用。 252。 電子書包與學(xué)生身份信息的自動捆綁，并采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生定位、軌跡跟蹤等安全監(jiān)管服務(wù)?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》提出 “信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性的影響，要以信息化促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化”。2011年主管教育信息化的教育部副部長杜占元指出“教育信息化做好頂層設(shè)計(jì)”，以數(shù)字校園整體建設(shè)，深化全國教育信息化發(fā)展。2012年教育部印發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（20112020年）》“以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，以建設(shè)、應(yīng)用和共享優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源為手段，促進(jìn)每一所學(xué)校享有優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源，提高教育教學(xué)質(zhì)量；推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，培養(yǎng)學(xué)生信息化環(huán)境下的學(xué)習(xí)能力”。未來十年教育信息化的發(fā)展是整體設(shè)計(jì)軟硬件、資源與服務(wù)的整合。伴隨著信息技術(shù)與數(shù)字出版業(yè)的飛速發(fā)展，以及我國教育信息化建設(shè)的逐步深入，以“電子書包”、“慕課”為代表性的教學(xué)應(yīng)用模式，為推動我國教育改革提供了切實(shí)可行的解決策略，已成為我國教育界及高新技術(shù)廠商關(guān)注的熱點(diǎn)。我們的方案整體上遵循以下的原則進(jìn)行規(guī)劃。252。 先進(jìn)性：以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，以先進(jìn)、成熟的無線通信技術(shù)支持課堂教學(xué)數(shù)據(jù)、語音、視頻等多媒體應(yīng)用。 252。 實(shí)用性：以師生的實(shí)際應(yīng)用需要為引導(dǎo)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須符合國際國內(nèi)相關(guān)規(guī)范，252。 穩(wěn)定性：系統(tǒng)選用產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)過廣泛檢驗(yàn)，充分考慮系統(tǒng)在程序運(yùn)行時的應(yīng)變能力和容錯能力，具有極高的穩(wěn)定性和可靠性。252。 兼容性：支持Windows、Andriod、IOS等各種操作系統(tǒng)終端，甚至是不同操作系統(tǒng)的終端混合使用。252。 擴(kuò)充性：系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)合理，考慮對于未來的發(fā)展，設(shè)計(jì)充分考慮今后擴(kuò)展的要求。包括與其它應(yīng)用系統(tǒng)之間的互聯(lián)以及系統(tǒng)的擴(kuò)容能力等，在滿足現(xiàn)有系統(tǒng)互聯(lián)的前提下，能夠很好的適應(yīng)未來信息系統(tǒng)增長的需要。252。 安全性：在系統(tǒng)軟設(shè)計(jì)與建設(shè)中，充分考慮系統(tǒng)的安全，包括數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全，傳輸安全，管理安全等。立足目前區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平、信息技術(shù)建設(shè)現(xiàn)狀、未來發(fā)展趨勢，針對中小學(xué)和職業(yè)教育師生對教與學(xué)的應(yīng)用需求，全面分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、更新方法，以及師生信息技術(shù)應(yīng)用能力，統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施。首先，建成功能全面、好用適用、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行穩(wěn)定、資源豐富、題型全面、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、更新及時、管理有序的網(wǎng)絡(luò)云課堂。其次，借助教室端的班班通設(shè)備、平板電腦（電子書包）、無線AP設(shè)備、接入云課堂應(yīng)用服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)智慧課堂的推進(jìn)建設(shè)?；诱n堂的建設(shè)，應(yīng)選擇條件好、師生信息技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)的學(xué)校班級，采用“試點(diǎn)先行、逐步推開”的原則。通過試點(diǎn)了解和掌握建設(shè)的困難和問題，探索和制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作辦法，以便逐步完善和推廣。本方案以師生校內(nèi)校外教與學(xué)的互動應(yīng)用為建設(shè)目的，以互聯(lián)網(wǎng)、校園局域網(wǎng)以及WiFi網(wǎng)絡(luò)為運(yùn)行環(huán)境，以備、講、練、考、輔等軟件平臺和終端多媒體硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，搭建貫穿備課、講課、預(yù)習(xí)、練習(xí)、作業(yè)、考試、輔導(dǎo)等各個環(huán)節(jié)的云課堂，滿足師生在校內(nèi)校外不同環(huán)境中互動式教與學(xué)應(yīng)用，具體來講，主要完成以下目標(biāo)：——主管部門統(tǒng)一教學(xué)服務(wù)云平臺及資源的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，提升教育信息化水平的管控能力，從而促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高；全面推進(jìn)教育信息技術(shù)在教學(xué)中的普及應(yīng)用，促進(jìn)全社會對教育教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投入，促進(jìn)城鄉(xiāng)區(qū)域教育資源的均衡發(fā)展。——學(xué)校單位實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中存儲、考試及作業(yè)題庫共享，為學(xué)校發(fā)展積累豐富的教育教學(xué)資源，形成學(xué)校優(yōu)質(zhì)資源和特色資源；——教師實(shí)現(xiàn)教師備課電子化、課堂管控方便化、書寫板書傳統(tǒng)化、授課方式趣味化、作業(yè)評判智能化、質(zhì)量分析動態(tài)化?！獙W(xué)生學(xué)生利用平板電腦和電子書包APP，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)校外的云端學(xué)習(xí)。課堂上—互動教學(xué)、分組討論、在線作業(yè)、在線考試；課堂外—海量作業(yè)練習(xí)題、作業(yè)智能評價、真人在線視頻輔導(dǎo)、電子定位?！议L實(shí)現(xiàn)對學(xué)生作業(yè)情況以及學(xué)習(xí)效果的跟蹤、動態(tài)評估，實(shí)現(xiàn)對孩子的電子定位及軌跡回看查詢。二、系統(tǒng)架構(gòu)及技術(shù)路線云課堂是以師生為應(yīng)用主體，以服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)為運(yùn)行環(huán)境，以備、講、練、考、輔等教學(xué)應(yīng)用軟件為載體，以終端多媒體硬件設(shè)備為支撐基礎(chǔ)。建成覆蓋轄區(qū)各級各類學(xué)校的教學(xué)應(yīng)用云平臺，并進(jìn)行示范性地建設(shè)互動課堂，逐步推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)云課堂資源的應(yīng)用，促進(jìn)城鄉(xiāng)優(yōu)質(zhì)教育資源的均衡發(fā)展。技術(shù)架構(gòu)是支撐和實(shí)現(xiàn)云課堂資源共享與應(yīng)用的底層技術(shù)結(jié)構(gòu)，主要通過選擇和規(guī)定軟件平臺技術(shù)、硬件技術(shù)等來支撐應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。本項(xiàng)目屬于中小學(xué)數(shù)字校園云平臺建設(shè)的一個子項(xiàng)，應(yīng)完全納入數(shù)字校園建設(shè)的設(shè)計(jì)范疇，統(tǒng)籌規(guī)劃、分布實(shí)施。云課堂貫穿師生對備、講、練、考、管、輔等各類子系統(tǒng)應(yīng)用，本項(xiàng)目的建設(shè)以構(gòu)建統(tǒng)一的應(yīng)用環(huán)境為手段，以信息資源共享為核心，以建設(shè)并整合各類應(yīng)用子系統(tǒng)為任務(wù)，采用集成、集中整合的數(shù)據(jù)架構(gòu)，主要內(nèi)容為：（1）遵守國家以及地方教育信息化建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（2）遵守全國教育機(jī)構(gòu)、學(xué)生、教師、專業(yè)、設(shè)備等統(tǒng)一編碼體系；（3）構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，理清各部門業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù)關(guān)系。通過整體數(shù)據(jù)規(guī)劃，明確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源，落實(shí)數(shù)據(jù)組織與管理，解決數(shù)據(jù)共享問題，保證數(shù)據(jù)的完整性、唯一性、關(guān)聯(lián)性、有序性和可共享性。通過數(shù)據(jù)規(guī)劃進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)分析，建立全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯模型和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)各業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。（4）與上級業(yè)務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)同步和交換；（5）系統(tǒng)內(nèi)部之間的數(shù)據(jù)共享通過數(shù)據(jù)交互與共享服務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)。為兼顧業(yè)務(wù)應(yīng)用的相對獨(dú)立性，各個管理子信息系統(tǒng)在使用全局共享基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，可以保留各自的獨(dú)立應(yīng)用數(shù)據(jù)庫；（6）建立歸檔數(shù)據(jù)庫，存儲歷史數(shù)據(jù)；建立數(shù)據(jù)倉庫為統(tǒng)計(jì)分析與決策支持服務(wù)。云服務(wù)是國家教育管理信息系統(tǒng)建設(shè)的重要模式。云計(jì)算以開放的標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)為基礎(chǔ)，能夠提供安全、快速、便捷的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算服務(wù)。云服務(wù)體系架構(gòu)可以分為三種服務(wù)模式，即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)(PaaS)、軟件即服務(wù)（SaaS）。數(shù)字校園信息系統(tǒng)重點(diǎn)提供IaaS及SaaS兩種技術(shù)相對較為成熟的服務(wù)模式，以學(xué)校中心機(jī)房（數(shù)據(jù)中心）為基礎(chǔ)，建設(shè)校園教育管理云服務(wù)平臺。IaaS服務(wù)模式：主要依托服務(wù)器、存儲及網(wǎng)絡(luò)資源，提供計(jì)算資源、存儲資源等服務(wù)（例如，為新建系統(tǒng)分配虛擬服務(wù)器，為相關(guān)人員分配存儲空間等）。也可通過新購方式構(gòu)建異構(gòu)平臺，應(yīng)對特定平臺的部署需求。通過IaaS服務(wù)，學(xué)校能極大的節(jié)約計(jì)算機(jī)硬件購買和維護(hù)成本，并為學(xué)校提供安全可靠的數(shù)據(jù)存儲中心。SaaS服務(wù)模式：通過部署（或整合）不同的教育管理信息系統(tǒng)，為學(xué)校的管理信息系統(tǒng)建設(shè)提供一站式服務(wù)。統(tǒng)一身份認(rèn)證即在學(xué)校數(shù)據(jù)中心建立統(tǒng)一的用戶身份管理與身份認(rèn)證系統(tǒng)，采用基于角色的訪問控制策略實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄（SSO）。一方面，提供統(tǒng)一的登錄界面，讓用戶能夠在多個授權(quán)的管理信息系統(tǒng)間無縫漫游。另一方面，定義用戶角色、資源的訪問特點(diǎn)與訪問權(quán)限、以及用戶角色與資源之間對應(yīng)關(guān)系的訪問控制表。用戶訪問相關(guān)信息資源時，系統(tǒng)將根據(jù)用戶角色與資源訪問權(quán)限兩者之間的對應(yīng)規(guī)則，進(jìn)行身份安全認(rèn)證，嚴(yán)格控制用戶對系統(tǒng)和功能模塊的訪問，保障系統(tǒng)信息安全。統(tǒng)一門戶平臺系統(tǒng)以門戶（Portal）為核心，集成各類業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源，為各類用戶提供統(tǒng)一的服務(wù)入口，用戶根據(jù)其不同的權(quán)限登錄和訪問系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)的系統(tǒng)操作（例如，增加、刪除、變更、查詢、統(tǒng)計(jì)等）。門戶平臺總體上分為內(nèi)部門戶和外部門戶。外部門戶提供面向公共（學(xué)生、教師、公眾等）的各種服務(wù)；內(nèi)部門戶主要為管理用戶提供統(tǒng)一的訪問入口，用以訪問各個管理信息系統(tǒng)，以及處理來自外部門戶的業(yè)務(wù)和服務(wù)請求。數(shù)據(jù)中心采用統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、業(yè)務(wù)支撐與中間件服務(wù)、業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)和門戶，提高信息系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)等各個環(huán)節(jié)的效率，建立安全、穩(wěn)定、高效的信息化基礎(chǔ)環(huán)境，為地方和學(xué)校提供優(yōu)良服務(wù)。其中：基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)：提供網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、身份認(rèn)證系統(tǒng)、安全設(shè)施、技術(shù)服務(wù)平臺等各類技術(shù)平臺與設(shè)備平臺；數(shù)據(jù)服務(wù)：包括對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一訪問；業(yè)務(wù)支撐與中間件服務(wù)：提供中間件、目錄服務(wù)、數(shù)據(jù)挖掘、地理信息系統(tǒng)、門戶集成、數(shù)據(jù)安全傳輸與存儲、操作安全審計(jì)等支撐平臺；業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)：提供各種教育管理信息系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用。下列文件對于本建設(shè)方案的制定是必不可少的，凡注明日期的文件，僅注有日期的版本適用于本方案，凡是未注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本方案?！鬐B 4943 信息技術(shù)設(shè)備的安全◆GB/T 93611988 計(jì)算機(jī)場地安全要求◆YD 50982005 通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范◆HJ 4612009 環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)規(guī)范◆JY/T 1001－2012《教育管理基礎(chǔ)代碼》 ◆JY/T 1002－2012《教育管理基礎(chǔ)信息》 ◆JY/T 1003－2012《教育行政管理信息》 ◆JY/T 1004－2012《普通中小學(xué)校管理信息》 ◆JY/T 1005－2012《中職學(xué)校管理信息》 ◆JY/T 1006－2012《高等學(xué)校管理信息》 ◆JY/T 1007－2012《教育統(tǒng)計(jì)信息》◆() 《基礎(chǔ)教育教學(xué)資源元數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)范》 ◆GB 152689 信息處理數(shù)據(jù)流程圖、程序流程圖、系統(tǒng)流程圖、程序網(wǎng)絡(luò)圖和系統(tǒng)資源圖的文件編制符號及約定◆GB/T 1250590 《計(jì)算機(jī)軟件質(zhì)量保證計(jì)劃規(guī)范》◆GB 856788 《計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南》◆GB 938588 《計(jì)算機(jī)軟件需求說明編制指南》◆GB 938688 《計(jì)算機(jī)軟件測試文件編制規(guī)范》◆GB/T 114571995 《軟件工程術(shù)語》◆GB/T 1250490 《計(jì)算機(jī)軟件質(zhì)量保證計(jì)劃規(guī)范》◆GB/T 1250590 《計(jì)算機(jī)軟件配置管理計(jì)劃規(guī)范》◆GB/T 1407993 《軟件維護(hù)指南》◆GB/T 1408593 《計(jì)算機(jī)信息配置圖符號及約定》◆GB/T 155321995 《計(jì)算機(jī)軟件單元測試》制定涵蓋中小學(xué)、職業(yè)教育、大專院校師生及家長，貫穿備、講、練、考、管、輔（慕課）各類學(xué)習(xí)應(yīng)用的業(yè)務(wù)流程，從行政管理上、規(guī)章制度上保障項(xiàng)目建設(shè)的健康發(fā)展。教學(xué)應(yīng)用云課堂系統(tǒng)是面向最終用戶的，其質(zhì)量的高低，直接影響教學(xué)質(zhì)量。無論是購買還是自行研制，應(yīng)用軟件應(yīng)具有以下性能指標(biāo)：，代表先進(jìn)的發(fā)展方向；；，滿足需求；；；，能夠與其它應(yīng)用系統(tǒng)集成；、擴(kuò)展性，易操作；；（源程序、技術(shù)文件）。數(shù)據(jù)交換規(guī)范應(yīng)采用XML、WebService作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。采用數(shù)據(jù)交互共享平臺（JMS消息傳遞機(jī)制），幫助用戶建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交換規(guī)范，實(shí)現(xiàn)不同部門間、不同應(yīng)用系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)聚合、服務(wù)融合、數(shù)據(jù)共享，并具有良好的擴(kuò)展性。三、軟硬件配置要求本方案的實(shí)施必須嚴(yán)格遵守“先進(jìn)性”、“實(shí)用性”、“穩(wěn)定性”、“兼容性”、“安全性”等設(shè)計(jì)原則，立足應(yīng)用、適當(dāng)超前。全縣集中部署服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)云課堂（軟件），為下級各學(xué)校的教學(xué)應(yīng)用提供“服務(wù)平臺集中，數(shù)據(jù)存儲集中，安全維護(hù)集中、技術(shù)監(jiān)管集中、分布式應(yīng)用”服務(wù)。教學(xué)班較多、且具有經(jīng)濟(jì)承受能力的學(xué)校，建議獨(dú)立部署本級服務(wù)器（或縣級緩存服務(wù)器），方便師生于校園局域網(wǎng)內(nèi)應(yīng)用，以減少上課期間師生終端接入時對縣級機(jī)房帶寬和縣級服務(wù)器資源的高并發(fā)占用量，以保障系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性。※ 服務(wù)器配置推薦：機(jī)架式服務(wù)器，機(jī)箱高度2U，含上架套件；處理器：單機(jī)配置≥2顆≥4核以上處理器，主頻≥，直連架構(gòu)，處理器集成內(nèi)存控制器，每顆處理器12MB L3緩存；內(nèi)存：本次標(biāo)配≥8GB內(nèi)存，；內(nèi)