“快”工出細活
——中南大學“智慧教育”初探

■本刊記者 季瑩

中南大學是教育部直屬全國重點大學，學校堅持立德樹人，質量優先，努力探索和完善人才培養新模式，也是高校教育信息化的排頭兵。

2015年，國家提出“互聯網+”行動計劃，號召傳統行業都要和互聯網相結合，這一規劃也影響到教育行業，“互聯網+教學”的發展思路，促使教育信息化的改造成為剛需。中南大學積極響應，學校信息與網絡中心快速形成針對網絡教學平臺、網絡教學系統和視頻的優化升級方案。

2014年以前中南大學公共多媒體教學環境信息化情況是：教室網絡采用雙絞線布線的方式，沒有無線網絡覆蓋，線路老化導致學校網絡的穩定性差；計算機設備老化，故障頻出，存儲空間小，無法支持個性化教學需要；監控系統畫面清晰度不夠，故障率高；教室中控系統功能單一，不能共享資源也不能進行統一管理。

面對落后的設備，粗放的管理，學校歷時7年，最終建設完成了一套具有中南大學特色，以可視化支持平臺為核心，可實現教學過程時空拓展的“教、學、評、管”四維一體的完整智慧教育信息化系統。

智慧化教育起步

早在2014年底，學校就提出了“教室設備智能管理、教學過程時空拓展、教育管理數據支持”的“三教模式”建設思路。2015年的“互聯網+”行動計劃進一步促進了學校智慧教育的探索。學校信息與網絡中心開始規劃公共教室信息化基礎設施的建設方案，并提出可視化的理念，建設完成可視化教學支持平臺（以下簡稱可視化平臺）一期。通過全終端調用每個教室的高清攝像頭，可視化平臺一期可實現實時視頻的查看和60天的歷史視頻查看。教學管理人員只要得到授權，就可以在任何地方、任何網絡、任何終端調看教室視頻監控。

2017年，學校本科生院需要對教學質量進行管理和評價，對學生、教師的教學過程進行全程督導，需要借助一個平臺來完成，學校又進行了可視化平臺二期的建設。

2017年12月開始合作采購搭載在英特爾戴爾易安信PowerEdge R540和R940服務，用于服務器集群搭建；2018年上半年二期建設完成，可視化平臺二期可實現教學過程及師生線上線下的交流互動、學生評價等在平臺上可全程呈現，為教學督導、管理提供完整數據信息，并可及時反饋督導及管理結果給師生，形成完整的質量控制閉環。

戴爾易安信PowerEdge服務器配置了英特爾?至強?Gold 6226處理器，該處理器計算主頻為2.7GHz，最大睿頻頻率為3.7GHz，最大支持4T內存，內存類型支DDR4-2933,采用14納米制作工藝和64位CPU架構，擁有20個計算核心，支持40個線程，支持AVX 2.0技術、英特爾Speed Shift技術、英特爾TSX-NI技術、英特爾Enhanced SpeedStep技術、英特爾Instruction Replay技術，可以在電源節省、計算效能、計算安全方面提供更好的支持。

2018年12月，學校采購了戴爾易安信存儲服務器SC3020用于智慧教室數據存儲，SC3020雙活功能，保障了遠程教育平臺連續運行。2019年，學校再次采購了戴爾工作站T3630用于教室的智能化改造，工作站的擴展性也能為后期未來智慧教室轉型提供更強大的計算性能。

細節決定品質。“一般說來，光驅、風扇等部分用橡膠螺釘固定在主板上，但是戴爾的工作站是用金屬板固定在主板上的，這大大降低了故障率。”信息與網絡中心李老師表示，“戴爾的白金服務體系對用戶的問題反饋很及時，我把問題反饋給后臺，后臺會馬上聯系你解決，解決之后還會通過短信和郵件對用戶詢問是否得到解決。我覺得這種完善的服務體系，給了我很好的體驗。”

疫情期遠程教學平臺發揮大作用

2020年初，新型冠狀肺炎從武漢爆發，迅速傳播至全國。國家規定大中小學校全部采用遠程教學，居家完成教學活動。學校根據教育部和湖南省教育廳關于疫情期間做好“停課不停學”工作的相關要求，立即響應，可視化平臺三期緊急擴容項目正式啟動。

據了解，學校在疫情期間使用校內自建的可視化平臺線上授課，學生訪問人數約在26000人左右，加上教師訪問，總用戶人數接近30000人。可視化平臺要在峰值時段保證所有師生在線訪問、文件下載的平穩性。這對于原來互聯網帶寬只有100MB的校內網站來說是一個很大的挑戰。訪問用戶多，并發量大是三期建設中最大的一個難點。

為了克服訪問量、并發量巨大的難題，學校需要增配一些新的服務器產品來擴容。由于早在2013年，中南大學公共多媒體教學環境建設項目中，購買過戴爾商用電腦用于多媒體教室建設，在整個使用過程中，戴爾過硬的產品和優質的服務給學校留下了很深的印象。所以面對這次緊急任務的時候，服務器提供商選定戴爾公司。

疫情期間，全校師生的遠程教學任務都要依靠可視化平臺來完成，早上線一天，就能早日安排在線授課，不耽誤教學進度。學校信息與網絡中心具體負責老師加班加點與戴爾科技的銷售和技術團隊進行需求分析和產品配置選型，第一時間制定具體可行的實施方案。戴爾科技的銷售和技術團隊全盤評估了可視化平臺項目，考慮到服務器是平臺建設的一部分，新增的服務器需要與老舊服務器融合，建議使用戴爾易安信PowerEdge R940xa服務器，通過專業的定制化配置，最終達到一個契合平臺的最佳方案。（戴爾易安信PowerEdge R940 xa服務器如圖1所示）

2月10日，第一版平臺擴容方案確定，建設實施5天后又優化制定了第二版擴容方案，并馬上投入建設實施，2月23日完成設備調試入網，2月24日學校上線可視化平臺，正式啟動了2020春季學期線上教學工作。線上開課第一周，是訪問量和在線教學需求最大的時間，PowerEdge R940 xa成功完成了搭載網站、視頻轉碼兩大主要任務。盡管可視化平臺的業務負載非常高，戴爾易安信PowerEdge R940 xa幾乎滿負載運行，但依然能保持出色的轉碼性能和高穩定性。

學校在戴爾科技的協作下，自2月24日線上教學開課以來，教學可視化平臺日總訪問量最高值超過149萬人次，平臺每日參與學習的師生總人數超過2.4萬人，平臺日網絡總流量超過3.3TB，平臺每日網絡流量峰值超過1.5Gbps，平臺網絡上行流量峰值數次達到單IP網絡帶寬最大峰值。

可視化平臺從出方案到項目上線僅用了兩周時間，平臺中的教學數據和師生信息齊全、安全，通過系統可以實時、全面性的客觀記錄教學過程，實現了高并發的在線教學，成功保證了師生正常教學活動，為教學決策和學習優化提供服務，輔助教師開展精準教學，輔助學生實現個性化學習，課程資源將沉淀為未來教學的寶貴財富，有效提升教學質量。

遠程教育的啟示與愿景

疫情推動了中南大學遠程教育的建設進度，面對全校師生在線教學的巨大需求，遠程教育平臺要如何克服各種卡頓、崩潰，給學校信息與網絡中心提出了一個艱巨的問題。此次疫情期平臺的建設是中南大學在線教學實踐領域，一次大規模的深入探索，改變了教師的“教”，改變了學生的“學”，改變了學校的“管”，改變了教育的“形態”。借助疫情，中南大學把現代信息技術全面融入了教與學的過程。

同時，戴爾科技也將不遺余力地與中南大學進行更多更深入的合作與探索，在教學視頻存儲和檢索、海量圖片和存儲和檢索、多路視頻轉碼、挖掘數據價值方面給中南大學提供更多具體建設案例。同樣的，戴爾科技也期待有機會為更多教育領域的院校，研究機構提供優秀的信息化產品、服務和解決方案，為加快加強我國遠程教育信息化的建設出一份力。

圖1 戴爾易安信PowerEdge R940 xa服務器