超星“智慧教室”解决方案V1.1

超星“智慧教室”项目解决方案
超星“智慧教室”项目
解决方案
二〇一五年九月
目录
目录1
系统概述 (1)
1.1方案背景 (1)
1.2系统介绍 (2)
系统模块 (9)
2.1直播录播系统 (9)
2.2非编子系统 (29)
2.3备课系统（课前） (43)
2.4智慧课堂系统（课中） (46)
2.5师生多屏互动（课中） (47)
2.6课堂质量采集（课中） (48)
2.7网络作业（课后） (49)
2.8题集管理（课后） (50)
2.9微辅导（课后） (50)
2.10可移动组合式课桌椅 (51)
2.11触摸交互式电子白板 (53)
设备清单 (59)
企业介绍 (60)
智慧教室装修方案 (61)
5.1装修方案 (61)
项目实施管理 (68)
6.1系统集成项目实施流程总图 (68)
6.2项目立项与启动 (69)
6.3资料准备/制定施工计划表 (69)
6.4项目验收与交付 (75)
售后服务 (77)
7.1服务形式 (77)
7.2服务质量保证 (78)
系统概述
1.1方案背景
教育部已明确：信息化应该起到改变教育模式的角色。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》对教育信息化十年发展做出了方向性的指导，其中第十九章（五十九条）明确指出：加快教育信息基础设施建设。

信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。

把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。

到2020年，基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系，促进教育内容、教学手段和方法现代化。

加快终端设施普及，推进数字化校园建设，实现多种方式接入互联网。

当下大学毕业生就业形势日益严峻，面对中国市场对应用型、创新型人才的硬性需求，传统的单向灌输、理实分离的教学模式已经凸显出了具体的缺陷，面对市场应用的创新型教育模式已经迫在眉睫。

现在各高校已经兴建多媒体教室、录播教室、课程中心和网络教学平台等信息技术系统，但是如何利用现有信息技术平台切实推动教学模式的改革？
传统的教学模式以教师为中心，学生被动吸收知识，缺少探究思考与应用内化，因此其教学成效停留在对知识的记忆、对理论的理解。

而智慧教室的智慧课堂教学模式通过前置单向授课环节，在课堂环节充分调动学生主动运用知识，小组协作，从而达到对知识更深的内化和顺应，有效的提高学生学习的主动性，成为国家需要的创新型人才。

1.2系统介绍
超星智慧课堂系统结合移动互联技术和大数据挖掘分析技术，打通高校现有课程中心、网络教学平台、录播教室、实训实验室以及资源平台，将高校信息技术系统连贯成一个无缝的交互系统，完美实现了针对高校的智慧教学模式有效落地。

从课前备课、导学、验证、分析、协作、运用、指导、评估等全流程环节通过信息技术帮助学生、教师和教育管理者顺畅充分的挖掘出智慧式教学带来的教学成效的变革。

PAD（平板电脑）在教育信息化方面有着独特的技术优势，其轻巧便于手持、触控、手写数理化图形、放大缩小、滑动等方面有着普通台式电脑和笔记本电脑无法比拟的优势，早在2-3年前即受到教育客户的青睐。

今年随着PAD
技术的成熟、价格的下降，采用PAD等移动设备，将其应用于课堂教学成为大势所趋。

如下图所示，“课前预习，课中带着问题学习，课后作业高质量完成并形成大数据分析”，是教育界公认的行之有效的教学模型。

应用了移动教学的智慧课堂系统，并没有颠覆传统的教学模式，而是在公认的教学模型基础上，提高“课前”、“课中”、“课后”学习的效率和效果。

传统的教学中课前预习主要让学生看课本或教案，难以监控学生的学习效果。

应用了智慧课堂系统，通过超星泛雅学习平台，教师可以很方便的创建一门课程，融合了丰富的多媒体、动画、PPT、Word、音视频的电子教材，针对学生注意力集中时间较短的特点，把整套课堂分解成多个知识点进行讲解，学生可以用很短的时间来学习一个知识点，非常适合学生利用碎片时间来学习。

传统的课堂教学中，教师要花80%时间用于讲授基础知识，解决“是什么”的问题，20%的时间用来讲“为什么、怎么样”。

而应用了智慧课程系
统，通过实时的课堂互动，教师可以准确的了解学生预习和掌握知识的情况，可以用20%的时间讲“是什么”，80%的时间讲“为什么，怎么样”，实现了颠倒的课堂。

传统的课后作业环节，学生对困难问题会“回避”或“抄袭”，作业情况“难监控”，批改作业需要耗费教师大量的时间而且难以统计。

应用智慧课堂系统，学生可以形成“错题集”和重难点知识的“微辅导”，通过和泛雅平台作业模块的融合，教师可以非常方便的实现网上收发作业、作业自动批改、统计，大大节省了教师的时间，实现作业情况的“可监控”。

对于学生的个性化辅导，传统方法同样问题反复讲、辅导面小、教师累、效率低，学生不情愿，有阴影。

应用了智慧课堂系统，用“微辅导”可实现对重难点问题的及时辅导，学生可以“反复学习并且建立错题集”，可以随时随地的个性化学习，可以反复听、自信心增强，教师省力又省心，师生关系融洽。

超星智慧教室系统为高校提供进阶式的智慧课堂落地技术平台，打通教学流程的课前、课中、课后各环节，兼容智能手机、平板、PC、电子白板等各种终端设备，与学校现有的课程中心、网络教学平台、资源平台、电子书包进行灵活畅通的对接互通。

智慧课堂系统实现了课前多媒体微课程电子教材预习、课中互动教学、课后微课程辅导三大功能，完美的解决了PAD不受控、WIFI掉线、与电子白板难以无缝对接等制约移动教学应用的关键问题，为老师和学生提供了一种高效的“教”与“学”模式。

系统为实现“智慧的课堂”和学生随时随地碎片化学习提供了全面支撑。

建设基于PAD等移动设备的智慧课堂，探索信息化时代新的课堂教学模式，是本期项目的重点。

根据整体规划，本期项目建设主要完成一下目标：
将传统教室改造成支持物联网覆盖的智慧教室；
将引入PAD，建立基于PAD设备的智慧课堂和新的教学模式；
建设智慧课堂系统，通过和超星泛雅学习平台的对接，实现学生课前预习、课后作业辅导提供支持。

实现学生自主学习、充分享受优质资
源最佳的主动学习环境；
全面提升学校的软件硬件的信息化环境；
为教育均衡化发展提供决策支持数据；
开放的优质教育资源为学生和老师服务；
为学校发展积累丰富的教育教学资源，形成学校优质资源和特色资源；
促进教育局教学信息化的进程，统一优质教学资源的标准，提升教育
信息化水平，从而推动教育均衡发展，提高教学质量；
利用各种教学课件，激发学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力；
开放的优质教育资源为学生提供服务；
超星智慧教室系统由智慧教室课堂系统、课前/课后辅导系统、直播录播系统、云平台系统、智能硬件设备(触摸交互式电子白板、可移动组合式课桌椅)组成。

根据学校现有的信息技术架构，提供了数据中心版、私有云服务版、公有云服务版多重灵活的部署方式，为学校的教学模式创新与落地提供个性化、灵活逐渐扩展、安全稳定的技术与服务水平。

超星智慧教室的特点：
颠覆传统教学，提高学生知识应用力、自主思考力、探究学习力
系统架构设计合理，考虑对于未来的发展，设计充分考虑今后扩展的要求
直播录播系统，对重点难点进行录制，自动存储云空间，学生可以方便的利用PC、PAD进行辅导、查看
可移动组合式课桌椅，方便的开展分组式教学，小组讨论
无线多屏互动技术，权限控制、跨平台多点交互
个人学习空间满足进阶式教学
大数据挖掘分析，助力教师针对性指定教学方案
在系统软件设计和建设中，充分考虑到系统的安全，包括数据的安全、网络安全，传输安全，管理安全等
满足各种需求的定制服务
系统模块
超星智慧教室系统模块主要包括直播录播系统、课前备课系统、智慧课堂、师生多屏互动、课堂质量采集、网络作业、题集管理、微辅导、大数据分析、可移动组合式课桌椅、触摸交互式电子白板、教室设计等模块。

2.1直播录播系统
随着教育信息化的进一步推进，教育管理部门对以教育录播系统为核心的教育视音频应用提出了更高的要求，包括下述几个方向。

第一，专业化。

对于面向精品课、公开课等优质课程建设的专业化录播教室，要求实现更高的课程质量和更好的课程效果。

以自动录播系统为核心，具有智能录制和智能跟踪的功能；配备多机位专业摄像机，实现高清或全高清质量的画面采集；结合专业的非线性编辑系统，包装制作出精美的具有极高再利用价值的视音频文件。

第二，自动化。

由于学校在专业的拍摄人员和导播人员方面资源有限，而录制课程又较多，需保证录制出优质课程资源的前提下，实现对教师、学生、PPT、板书等机位的自动导播，真实完整的记录整个教学场景。

第三，统一发布。

随着课程录制建设，亟需实现学校级乃至区域化的教育资源统筹管理，实现以教学视频为核心的大规模教育资源存储、管理和共享，并进一步通过资源共享平台，满足Mooc、网络教研等各种教育业务应用的需求。

所以，对于录播系统的建设需要综合考虑上述目标和方向，并进行统筹安排，分部实施。

在充分理解和分析用户需求后，超星公司推出了优质课录、编、播一体化解决方案，可以满足学校从教育精品课录制、微格教学的优质课程录制和发布的需求。

系统将建设下述内容：
1.建立精品录播系统，满足数字校园建设中教室、会议室、晚会现
场、演播室等不同应用场景的录播需求。

1）具备专业的画面质量，能够满足精品课程、优质课程的录制需要
2）具备专业的导播切换策略，可以在无人工干预的情况下，实现能真实全面反映教学场景的课程录制
3）具有实时添加片头片尾、切换特技、字幕的功能，实现同步输出成片；
4）具有双码流录制功能，实现高码流归档、低码流在线发布；
5）操作简单易学，符合Windows应用程序操作习惯
2.建立专业非线性编辑机房，实现优质课程、微课程、实训课程等的
精细剪辑和效果包装。

3.实现多媒体资料的共享，包括软硬件的兼容共享和互联网平台的网
络共享。

智慧教室录播系统主要面向国家精品课、教育公开课等示范性视频，完成高标准高品质的视频录制任务，不仅视音频采集、编码和录制性能高，而且具备智能录制和智能跟踪的高端功能。

智慧教室以超星SoClass智能录播系统为核心，主要包括录播系统、跟踪系统、视频系统、音频系统和中控系统等。

录播系统是视频录制的核心系统，以专业级或广播级高清摄像机为视频信号采集的基础，采用三机位或四机位拍摄方案，采集教师、学生、教室全景以及学生全景等多个景别的实景画面，完成采集、编码等录制功能。

此外，在录播系统能够进行景别切换实现导播功能，能够添加字幕特技、片头片尾等完成简单的编辑功能。

跟踪系统是切换跟踪的核心系统，通过多个辅助摄像机采集讲台区域、学生区域等教室关键位置的画面，基于图像分析技术，实现教师跟踪、学生跟踪、板书跟踪、智能手势识别、身高自适应等丰富的智能跟踪功能。

此外，融入超星独具特色的电视语言，以教育内容为核心，根据智能切换策略实现景别的自动切换。

视频系统主要包括专业级或广播级高清摄像机，完成视频信号的采集，完整地记录实际教育课堂。

音频系统主要包括话筒、掉麦等拾音设备，完成音频频信号的采集，采集教师和学生的声音，真实还原完整的授课过程。

中控系统是远程控制的主要系统，方便教师通过讲台上的控制面板实现录
制、暂停、停止等远程控制功能。

该录播方案适用于多种应用场景，包括：
1)教学课堂录制
课堂教学是教育中的核心部分，是培养学生科学文化知识和能力的最有效手段。

真实、全面、有效地记录课堂教学的过程，形成能够保存并再利用的视音频资料是非常有价值和有意义的。

往往由于学校经费有限，能够配备整套精品课录播设备的教室数量有限，而临时的具有极强灵活性的课程录制需求又广泛地存在。

这样，便携式的录播系统不仅仅能够满足灵活的课程录制需求，同时能够保证通过集成一体化设计的强大性能满足全面的要求，完成高质量的视音频资料。

2)微格教学应用
微格教学是一种由美国斯坦福大学艾伦（D.Allen）教授等人创立的利用现代化教学技术培训师范生和在职教师教学技能的系统方法，在装有电视摄像、录像系统借助多媒体视音频技术进行技能训练和教学研究的教学环境中完成。

微格教学以10人左右的少量受训者和10至15分钟的短时课程为特点，要求将某个教学环节完整呈现并且使受训者完全理解，由指导教师和受训者一起观看录制的视频，共同分析优缺点，反复总结和训练，真正提高教学能力、掌握教学技能。

微格教学技术自诞生后，得到了迅速推广和应用，特别是受到师范教育界的重视，在我国各类师范院校中，几乎都已经开展了微格教学，此外，在我国其他高等院校（如体育、音乐类）中也相继开展了微格教学的应用。

微格教学已经发展为中小学和其他培训机构教学质量检测的一种手段。

微格教学的应用与研究工作正在兴起。

通过超星集控录播系统，结合录播教室，可以轻
松完成微格教学，课程录制质量有保障，远程即可录制与监看，自动跟踪学生记录互动场景，定时录制自由掌控时间。

3)教育资源库建设
随着教育信息化的推进与发展，数字化教学资源不断积累，学校需要采用专门的软件与设备实现教育资源库的建设，为开展网络教育和分享校际、区域资源奠定基础。

录播教室的逐步普及，形成了海量的教学资源，需要为视频、文档等各类资源对象提供高效的存储管理。

本方案整体系统可分为精品录播子系统、非编工作站、中心机房三部分。

精品录播教室设备，包括精品录播系统SoClass RH1000、自动跟踪系统SoClass T1、广播级摄像机Sony-PXW-X280及兼容的科旭威尔云台、辅助摄像机、拾音混音设备（专业调音台及拾音吊麦）、控制设备等，实现教学课程的自动化录播。

非编工作站实现对课程的精细编辑和效果包装。

中心机房，以教学资源平台为核心，实现录播资源自动上传后的统一管理和分享发布，以及其他教学应用，包括视频点播、在线直播、资源下载、师生互动等。

核心优势：
⏹全链路广播级质量
在摄像-采集-编码-编辑-输出等关键环节均保证广播级质量处理。

特别是采用在国内外电视台广泛应用的大洋RedBridge系列广播级板卡，其信号指标达到或领先于国际同类产品。

除支持常见的H.264编码外，还支持Mpeg2等广播级编码格式，保证更好画面质量。

⏹业内率先创造“电视语言切换策略”
将镜头表达规则与自动跟踪策略结合, 实现全景、教师、板书、学生、电子课件等多镜头间准确化、合理化、自动化、智能化的镜头组接，将简单的课程实录升级为符合电视语言表达规范的电视节目级别的精品课。

⏹业内独创的非编与录播无缝交互
自动录制切点、标记点信息，自动形成分镜头故事板，极大提升了后期编辑效率。

⏹智能图像分析技术
超星SoClass自动录播系统自主研发的智能图像分析技术，运用独立研发的视频捕捉分析跟踪技术，结合了动态帧间差分等多种图像分析算法及人脸检测、肤色识别等前沿技术手段，是目前国内最先进的图像跟踪技术之一，其身高识别、手势识别、激光笔识别等算法独具特色，使画面的导播切换更加准确和灵活。

⏹兼容包装合成级非编*
兼容的U-EDIT广播级非线性编辑软件具备强大的后期编辑能力，除了制作各种精美的片头片尾、各种转场和视频特辑、广播级三维字幕等功能外，还可以解决录制过程中由于设备或者环境问题造成的问题视频，例如音频一键去噪、高精度调色工具修复色彩、视频锐化工具突出板书内容等。

⏹自动上传资源平台
录制的课程资源可自动后台传递至SoResource资源平台*，该平台可提供丰富的教学资源共享、网络化教学管理等功能。

平台基于Web平台，支持多终端访问。

技术参数：
SoClass RH1000是一款4机位精品录播服务器。

●配备RedBridgeIII广播级视音频板卡、专业VGA采集卡；标配3个
输入通道，1个输入输出双向通道，输入接口HD SDI\SDI\CVBS兼容，输出接口HD SDI\SDI兼容；支持1路VGA输入（分辨率自适应）和环出，支持iVGA无损信号采集；PGM支持HDSDI/SDI广播级信号质量输出，支持HDMI/DVI扩展输出。

●支持广播级控制云台；
●支持6路广播级全高清（1920x1080 MPEG2_I 100M
AVI\MPEG2_IBP 25M MXF ）/4路教育高清（1024x576 H.264 1M MP4）视频同步录制；录制分辨率、格式可自定义；支持电影模式、资源模式以及自定义录制模式；支持双码流同步录制；
●支持XML工程文件录制方式，自动记录切换点信息与非编交换，提
供高效二次编辑；
●支持广播级字幕制作和叠加播出；支持片头片尾叠加；
●支持低延时流媒体直播；
●支持远程KVM控制。

●支持与SoClass T1跟踪服务器互联，实现自动跟踪切换。

×2
显卡1G显存高速图形处理显卡数据硬盘4TB SATA硬盘内存16G高速内存光驱品牌DVD刻录光驱集成2个千兆以太网口、IEEE1394接口、声卡接口、1个RS232接口，4个后置USB2.0接口、2个前置USB3.0接口
物理尺寸长×宽×高：570mm×430mm×176mm
工作噪音<33dB
视频输入输出双向接口1×HD SDI/SDI
锁相BB/Tri-Level锁相输入
超星智能录播系统软件V1.0
·超星智能录播软件-高级版
·超星教师辅助软件
导播控制台，基于SoClass自动录播系统的功能设计实现，集摄像机控制、导播控制、录制直播控制、字幕特技控制为一体，提供专业化的操作方式和便捷化的使用体验。

●精细的人体工程学设计，按操作逻辑顺序和使用频率合理布局
◆选用高于业界平均水平的高品质操纵杆，手感舒适，能够
满足精准控制的要求
◆机械按键带来卓越的弹压手感，特别是根据不同功能的使
用特点，选用了三种不同尺寸的按键，使用频率高的按键较大，降
低长时间使用的疲劳感，误操作率低；使用频率低的按键较小，合
理化布局
◆三色发光机械按键，手感好，功能状态指示明了
◆选用七档旋钮和无极旋钮两种旋钮，适用于不同的功能，
七档旋钮档位反馈清晰，无极旋钮手感细腻
●优质的做工带来卓越的触摸手感
◆面板采用玻璃材质，背板采用铝合金一体成型工艺，兼备
质感与品质
●充分考虑实际使用情况，使用户通过控制台即可实现大部分的核心功能，避免了在键盘、鼠标与控制台间的切换操作
◆最多支持6路摄像机的切换与控制
◆支持摄像机设置，包括速度、亮度、聚焦等调节，以及预
置位和白平衡的设置。

独创的快速切换摄像机预置位的控制方式，特别为课程录播设计，方便快捷，可充分提高手动录课的效率
◆支持实时在手动、半自动、自动的多种操作模式间切换
◆支持录制与直播控制，包括录制、暂停、停止和直播等
◆支持三种特技和四种字幕的加载控制
◆支持最多8路通道的摄像机的切换控制和PGM的导播控
制，充分考虑机位和录播系统的不断升级
●支持多种通信接口，包括RS232，RS422，USB接口等
●支持多种供电方式，包括双电源供电，USB供电或外接电源适配器等
配合精品录播、便携录播、超级录播产品使用，实现符合电视语言的自动跟踪功能，并向录播系统传递相应的切换命令。

详细功能描述参见录播产品相关部分。

处理器英特尔酷睿高速处理器系统硬
盘
高容量系统硬盘
显卡1G显存高速图形处理
显卡
内存4G高速内存光驱品牌DVD刻录光驱
集成1个100Mb/1000Mbps以太网口、声卡接口、4个后置USB2.0接口、2个后置USB3.0
4路RS232摄像机控制信号输入
4路CVBS（BNC）辅助摄像机信号输入
物理尺寸长×宽×高：570mm×430mm×176mm
工作噪音<33dB
超星自动跟踪系统软件V1.0
·超星自动跟踪软件-高级版
·支持广播级控制云台
KXWELL云台
主要特性：
高精度预置位
内置稳压电路
云台固定方式：正装、侧装、吊装
摄像机固定方式：顶装、侧装
小体积、大负载、低噪声
主要参数：
旋转范围：水平310°，垂直±45°
旋转速度：水平0.2-30°/s，垂直0.1-15°/s
定位精度：水平精度0.01°±10%（水平320度旋转范围）/0.15°±20%（水平400度旋转范围），垂直精度0.01°±10% 载重：侧载5kg，顶载3kg
工作电压：AC/DC 15-24V
功率：15W（不含摄像机）
工作温度：0℃-40℃
尺寸：144×147×210（不含侧装臂），211×147×210（含侧装臂）
重量：4kg
Sony PXW-X280
主要特点：
3片最新优化的的1/2英寸CMOS成像器
惊人的F12、F13灵敏度、56dB信噪比
17 倍专业高清变焦镜头，具有三个独立的带物理止点的控制
环，焦距范围大
具备XAVC Intra 、XAVC Log GOP、MPEG HD420以及HD422 50Mbps高清格式
MPEG HD 422 提供一流的画质，具有更细腻的色彩还原能力，也是抠像的理想格式。

高品质的MPEG HD422 50 Mbps 完全符合EBU 对于长篇节目制作的最新建议，在电视台和
制作公司内得到了广泛采用。

镜头聚焦/变焦/光圈三环具有刻度和物理止点
采用专业SxS储存卡记录，支持双SxS 插槽、“同步”* 或“接力”记录以及独立记录控制
通过适配器可采用记忆棒/SD/XQD卡进行记录
具备多片段连续记录功能
具备最长15秒预记录功能
具备强大的升降格、静帧混合等特技功能
可通过Picture Profile对画面风格进行定制
可通过Apple/Android智能终端操控
具备Gen-Lock锁相及时码接口
具备3G/HD/SD-SDI、HDMI输出接口
镜头部分：
镜头座：固定镜头不可换
变焦比例：17倍光学
焦距：f=5.6-95.2mm
光圈：F1.9-F16
摄像机部分：
成像设备：3片1/2英寸型Exmor全高清CMOS
有效图像元素：1920×1080
光学系统：F1.6棱镜系统
内置光学滤光镜：关闭：clear，1:1/8ND,2:1/64ND
灵敏度（2000lx，89.9%反射率）：F12（典型）（1920×1080/50i模式）\F13(1920 x 1080/59.94i 模式)
信噪比：56dB(Y)（典型）
水平分辨率：1000电视线以上
快门速度：1/32秒到1/2000秒
白平衡：预设3200k
增益：-3,0,3,6,9,12,18dB，自动增益控制
音频系统
音频子系统需实现教师讲解声音、PC课件音频的采集和混音，并将信号输出到SoClass录播服务器中进行录制，同时输出给多媒体教学系统的功放，进行现场扩音。