煙臺市芝罘區(qū)“班班通”系統(tǒng)體系構(gòu)建和實施策略

■隋龍軍

芝罘區(qū)“班班通”概念

芝罘區(qū)“班班通”工程是一項區(qū)域工程、系統(tǒng)工程，總的來講有以下幾層涵義：讓網(wǎng)絡終端進入全區(qū)每一間普通教室，在普通教室里實現(xiàn)運用網(wǎng)絡資源進行教育、教學；在城域網(wǎng)范圍內(nèi)的任何兩間教室實現(xiàn)互聯(lián)、互動、信息交換、資源共享；在城域網(wǎng)內(nèi)任意節(jié)點取得相應權(quán)限的情況下對教室設備進行相應的管理及控制。通俗地講，“班班通”工程不是單純的硬件設備，也不是單純的軟件設備，而是一個軟硬件相結(jié)合的應用系統(tǒng)，整個工程系統(tǒng)體系可以概況為三大層面、五大系統(tǒng)、九大功能。

三大層面、五大系統(tǒng)、九大功能

從體系構(gòu)成的角度講，芝罘區(qū)“班班通”工程主要由“三大層面”“五大系統(tǒng)”組成?！叭髮用妗卑ɑA層、系統(tǒng)層和應用層?；A層是指物理基礎，包括教育城域網(wǎng)、城域網(wǎng)平臺以及系統(tǒng)的軟件基礎；系統(tǒng)層是指根據(jù)實際需求而部署的各種系統(tǒng)軟件；應用層是指整個“班班通”工程的九大應用功能。“五大系統(tǒng)”包括多媒體教學系統(tǒng)、教學開放系統(tǒng)、資源建設系統(tǒng)、教育評估系統(tǒng)和教育信息化管理系統(tǒng)。“五大系統(tǒng)”是由各種教育教學及管理操作軟件組成，它們既相互聯(lián)系又相對獨立，共同組成基礎性應用平臺。而構(gòu)成系統(tǒng)的各類軟件均是基于芝罘區(qū)的教育教學實際需要以及“班班通”工程的總體設想專門設計的，有著較強的針對性和實用性。

構(gòu)建“班班通”的系統(tǒng)體系，目標是要實現(xiàn)“九大功能”。

1）多媒體教學功能：通過多媒體教學終端設備，結(jié)合投影機、展臺和拾音、擴音設備為學生提供多媒體的教學環(huán)境。

2）中控管理功能：通過“班班通”軟件控制（如攝像頭、多媒體教學終端設備的開關(guān)機等），通過中控面板控制投影機、投影銀幕和拾音、擴音設備，從而實現(xiàn)對設備的統(tǒng)一、集成化管理。

3）異地同步授課功能：通過攝像頭和拾音、擴音設備及相應軟件實現(xiàn)異地同步授課，并可以實現(xiàn)班際、校際以及學校和教育局之間的視訊會議功能。

4）校園安全防范功能：通過安裝在校園內(nèi)外的紅外攝像頭監(jiān)管校園的安全防范。

5）資源管理功能：通過對“班班通”服務器的管理，實現(xiàn)教師對教育教學資源的存儲、管理和共享。

6）設備管理功能：實現(xiàn)設備的開關(guān)機、攝像頭控制等功能。

7）權(quán)限管理功能：為學校的校長、教導主任、班主任及任課教師分配不同的權(quán)限，相應的人會獲得相應的權(quán)限，方便學校的管理。

8）教學評估功能：教師通過安裝在電腦上的“班班通”軟件實時地觀看教師講課，并能通過登錄系統(tǒng)即時對本課進行評價。

9）電子監(jiān)考功能：通過教室里攝像頭、“班班通”服務器及電視墻的相互配合，實時、全方位地展示考場情況并可錄像，實現(xiàn)電子監(jiān)考功能。

這“九大功能”囊括了教學、管理、安全等方方面面，必將對服務師生、服務教學、服務管理產(chǎn)生深遠影響。

九大功能的實施策略

要實現(xiàn)“九大功能”，就需要一個軟硬結(jié)合的、復雜的、龐大的系統(tǒng)。在規(guī)劃伊始，對“班班通”的管理模式首先提上議程。

芝罘區(qū)“班班通”系統(tǒng)所對應的節(jié)點數(shù)目接近2 000，如此龐大的系統(tǒng)一旦運行起來對服務器及網(wǎng)絡的壓力將是巨大的。該如何有效管理這么多節(jié)點，減少網(wǎng)絡及服務器壓力，是首要解決的問題。開始，考慮采用常見的在教育局設立核心服務器，在學校下設代理服務器的分級式方式進行管理。這樣做可以大大減少對網(wǎng)絡及服務器的壓力，能夠很好地提高運行效率。但這樣的分級式管理方式也有一個缺陷，那就是如果教育局的核心服務器出現(xiàn)故障，會導致一些依賴教育網(wǎng)絡運行的“班班通”功能無法使用，例如異地同步授課功能、遠程教學評估功能等?；谶@樣的情況，對策略進行適當?shù)恼{(diào)整，最終施行的可行性策略是：在學校和教育局均部署服務器，但所有服務器處于平等地位，沒有具體的管理中心，在任意節(jié)點上只要擁有相應的權(quán)限，就可以任意跨VLAN訪問觀看，以及對攝像頭進行相應控制。這樣一來，既減少網(wǎng)絡和服務器的壓力，也不會造成某一臺服務器出現(xiàn)問題，而導致整個“班班通”系統(tǒng)無法正常運行。

確定管理方案之后，就是規(guī)劃具體的建設策略方案。具體的建設分為硬件建設和應用建設。硬件建設即物理設備的規(guī)劃、安裝，分為普通教室硬件建設和教育城域網(wǎng)建設，為“班班通”系統(tǒng)打好基礎，做好鋪墊；應用建設即為實現(xiàn)“九大功能”所進行的應用軟件開發(fā)與安裝，分為“班班通”系統(tǒng)軟件安裝和資源庫軟件開發(fā)。下面就從普通教室硬件建設、教育城域網(wǎng)建設、“班班通”系統(tǒng)軟件安裝和資源庫開發(fā)4個方面來進行介紹。

1）普通教室硬件建設。普通教室是“班班通”系統(tǒng)的終端節(jié)點，“九大功能”要通過每一間普通教室來實現(xiàn)。經(jīng)過反復論證之后，確定普通教室的硬件環(huán)境構(gòu)成，如圖1所示，包括多媒體一體化網(wǎng)絡教學終端設備、液晶投影機、投影機銀幕、數(shù)字視頻展臺、攝像頭、拾音/擴音設備和多媒體講桌。功能簡介見表1。

表1 “班班通”系統(tǒng)教室硬件設備要實現(xiàn)的功能（簡介）

這套硬件構(gòu)架體系從理念和技術(shù)上講有3點創(chuàng)新。

①在設計上體現(xiàn)了高度的集成化和擴展性。設備由兩部分組成：一部分是普通PC機主板，具備普通PC的一切功能，另一部分是功能擴展主板，可將中控面板、視音頻分配、機器接入等設備接入，既可以實現(xiàn)“班班通”工程的內(nèi)涵和功能，又能使“班班通”工程硬件設備擁有擴展性。

②在應用上體現(xiàn)資源的共享和遠程的互動。區(qū)域內(nèi)課堂授課過程可以向全區(qū)所有班級進行直播，從而在大范圍內(nèi)實現(xiàn)優(yōu)秀教育資源共享；可以實現(xiàn)遠程互動教學，通過城域網(wǎng)進行遠程聽課、評課等教研活動；可以作為視頻會議、電子監(jiān)考等功能的前端設備。

③有效解決教師授課擴音問題。系統(tǒng)中增加拾音、擴音設備，使教師授課更加輕松，更加有利于教師的身體健康。

2）教育城域網(wǎng)建設?！鞍喟嗤ā毕到y(tǒng)的運行都依賴于網(wǎng)絡，要打造先進和超前性的“班班通”體系，就必須要求有一條先進的、擴展性強的網(wǎng)絡構(gòu)架，打造高效暢通的教育城域網(wǎng)就成為“班班通”系統(tǒng)成敗的先決條件。芝罘區(qū)原有的教育城域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)已經(jīng)具備一定的基礎，只需要在此基礎之上適當擴充網(wǎng)絡拓撲構(gòu)架，增加相應設備即可。具體實施分為以下3個步驟來走。

①擴充教育城域網(wǎng)絡拓撲圖。原有的芝罘教育城域網(wǎng)絡采用星狀拓撲結(jié)構(gòu)，以教育局網(wǎng)絡中心為核心，鋪設光纖與學校鏈接。但芝罘教育城域網(wǎng)建設的年代較早，當時的網(wǎng)絡技術(shù)和理念不夠先進。新的教育城域網(wǎng)采用比較先進的技術(shù)和理念，在原有的鏈路基礎上細化資源服務區(qū)、容災區(qū)、DMZ區(qū)域（Demilitarized Zone，隔離區(qū)，也稱“非軍事化區(qū)”）等，使其規(guī)劃更合理、更安全、更高效。具體拓撲圖如圖2所示。

②建設教育局網(wǎng)絡中心。教育局網(wǎng)絡中心上連市教育局城域網(wǎng)及Internet主干網(wǎng)，下連教育局所屬各科室及各學校，在承擔“班班通”系統(tǒng)日常的視頻、音頻及其他各種數(shù)據(jù)流量的同時，還要承擔教育系統(tǒng)日常工作軟件流量及學校網(wǎng)站訪問量。要負擔、處理、轉(zhuǎn)發(fā)這些龐大的數(shù)據(jù)流量，一臺高性能的核心交換機是必不可少的。采用思科7609S作為核心交換機，這是一款高性能路由器，一般用于對性能、IP服務、冗余性和永續(xù)性要求很高的電信運營商網(wǎng)絡邊緣或大型企業(yè)網(wǎng)骨干，它能夠很好地運行并處理芝罘區(qū)城域網(wǎng)目前的數(shù)據(jù)流量。配備多臺IBM X系列高性能服務器和思科萬兆ASA5500防火墻，為“班班通”提供應用資源和資源服務，提高教育城域網(wǎng)安全等級。

③升級學校網(wǎng)絡。為更好地處理轉(zhuǎn)發(fā)“班班通”系統(tǒng)的視頻流量，為教育局屬各學校配備思科WS C3560系列三層交換機，并將各學校網(wǎng)絡出口帶寬升級為千兆，突破網(wǎng)絡帶寬瓶頸，實現(xiàn)教育局和學校之間端對端千兆對接，校內(nèi)百兆到桌面，極大地提高芝罘教育網(wǎng)的運行效率。

3）“班班通”系統(tǒng)軟件安裝。軟件是硬件的靈魂，再好的硬件離開軟件的支持也無法發(fā)揮它的優(yōu)勢。芝罘區(qū)“班班通”工程的軟件分為服務器端和客戶端。服務器端軟件主要進行數(shù)據(jù)的存儲、管理和用戶的生成以及用戶權(quán)限的管理；客戶端軟件則是具體針對“九大功能”所定制，分為中控管理系統(tǒng)、資源上傳下載系統(tǒng)、課程評價系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

①中控管理系統(tǒng)分為服務器端和客戶端。服務器端中控管理系統(tǒng)主要是管理“班班通”節(jié)點，記錄設備名稱狀態(tài)，實現(xiàn)遠程開關(guān)機和遠程控制“班班通”多媒體一體化網(wǎng)絡終端教學設備；客戶端中控管理系統(tǒng)則是直接寫入硬件中，負責控制教室內(nèi)攝像頭、投影機及投影機銀幕的運行。通過中控管理系統(tǒng)實現(xiàn)中控管理功能。

②資源上傳下載系統(tǒng)主要作用是：教師備課時，上傳服務器個人資料、課件；上課時，供教師調(diào)用服務器上的個人及共享的資源。教師通過管理員分配的賬號登錄管理界面，上傳下載資源并進行管理。資源上傳采用網(wǎng)頁傳輸?shù)腂S結(jié)構(gòu)，在校內(nèi)任何一臺可以上網(wǎng)的電腦上均可使用，打破以往的客戶端需要安裝程序才能上傳的局限。資源上傳下載系統(tǒng)實現(xiàn)的是多媒體教學功能、資源管理功能、權(quán)限管理功能。

③課程評價系統(tǒng)的主要作用是用來學習、評估和指導教師課程。利用該系統(tǒng)，年輕教師可以實時學習優(yōu)秀教師的課堂教學，學校的領(lǐng)導及教研員可以實時對課程進行評價。該系統(tǒng)還設置錄像功能，教師可以保存自己上課錄像，課后自己觀摩總結(jié)，進行自我評價，也可保存優(yōu)秀課例以備日后學習。課程評價系統(tǒng)用來實現(xiàn)教學評估功能。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的是視頻會議功能、電子監(jiān)考功能，主要特色是可以同時顯示16點畫面，并可同時對所有點進行錄像。

4）資源庫開發(fā)。進行資源建設，為“班班通”系統(tǒng)提供海量充實資源庫。已開發(fā)完成大約容量為1 T覆蓋所有學科和學段的教育信息網(wǎng)4個資源庫（網(wǎng)上圖書館、視頻中心、學籍庫、教學資源庫）和2個網(wǎng)上互動平臺（教育網(wǎng)辦公平臺、資源管理平臺），建立基本的數(shù)字化資源庫。同時開通教學資源、視頻點播系統(tǒng)、學籍管理系統(tǒng)和郵件系統(tǒng)等子系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)上辦公、招生、考試、學籍管理等網(wǎng)絡應用。目前正在開發(fā)芝罘區(qū)網(wǎng)絡教研平臺，這是一個將資源與教研進行整合的多功能網(wǎng)絡平臺。全區(qū)每個教師都可以實名注冊，注冊之后便可擁有自己的網(wǎng)絡空間，發(fā)表資源，創(chuàng)建學習圈子，下載優(yōu)秀課例、教案、課件及視頻、音頻等多媒體素材。各學校在網(wǎng)絡教研平臺上也擁有自己的網(wǎng)絡空間，用于學校內(nèi)部進行教研、交流、學習。教研員可以利用這個平臺并結(jié)合“班班通”系統(tǒng)在網(wǎng)上定期開展課程教研活動，節(jié)約時間及成本，并突破空間的限制。海量的課程資源被按照學段、年級、學科、教材版本進行細分存放，極大方便教師查找所需資源。

芝罘區(qū)“班班通”未來規(guī)劃

目前，芝罘區(qū)“班班通”工程建設正處于一期工程尾期，即硬件建設階段即將完畢，后期將在一期的基礎上狠抓應用，并擴展功能。大體計劃是：為全區(qū)每一個班級配備電子白板；全區(qū)每個學校至少要建設一間校際互動錄播教室；建立校園電視臺；建設平安校園系統(tǒng)，啟動“班班通”工程校園安全網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)建設；建設大數(shù)據(jù)中心及大信息化管理中心。

大數(shù)據(jù)中心是大量的基礎性資源、平臺，屆時教育局網(wǎng)絡中心將存儲和管理海量的數(shù)據(jù)，對服務器數(shù)量及質(zhì)量提出較高要求，為節(jié)約成本，降低服務器壓力，將采用新興的虛擬技術(shù)解決。

結(jié)束語

芝罘區(qū)“班班通”工程目前還處于起步階段，今后將更加注重應用方面的功能，繼續(xù)做好“通”的工作，在充實網(wǎng)絡課件、資源素材的基礎上，擴充優(yōu)秀的師資、課堂實錄、先進的教學方法和技能、創(chuàng)新的教學和教研模式等，歸根結(jié)底，就是要落實到課堂的全方位、多視角開放上?！?/p>