煙臺市芝罘區“班班通”系統體系構建和實施策略

■隋龍軍

芝罘區“班班通”概念

芝罘區“班班通”工程是一項區域工程、系統工程，總的來講有以下幾層涵義：讓網絡終端進入全區每一間普通教室，在普通教室里實現運用網絡資源進行教育、教學；在城域網范圍內的任何兩間教室實現互聯、互動、信息交換、資源共享；在城域網內任意節點取得相應權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合的應用系統，整個工程系統體系可以概況為三大層面、五大系統、九大功能。

三大層面、五大系統、九大功能

從體系構成的角度講，芝罘區“班班通”工程主要由“三大層面”“五大系統”組成。“三大層面”包括基礎層、系統層和應用層。基礎層是指物理基礎，包括教育城域網、城域網平臺以及系統的軟件基礎；系統層是指根據實際需求而部署的各種系統軟件；應用層是指整個“班班通”工程的九大應用功能。“五大系統”包括多媒體教學系統、教學開放系統、資源建設系統、教育評估系統和教育信息化管理系統。“五大系統”是由各種教育教學及管理操作軟件組成，它們既相互聯系又相對獨立，共同組成基礎性應用平臺。而構成系統的各類軟件均是基于芝罘區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。

構建“班班通”的系統體系，目標是要實現“九大功能”。

1）多媒體教學功能：通過多媒體教學終端設備，結合投影機、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，從而實現對設備的統一、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異地同步授課，并可以實現班際、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：通過安裝在校園內外的紅外攝像頭監管校園的安全防范。

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：實現設備的開關機、攝像頭控制等功能。

7）權限管理功能：為學校的校長、教導主任、班主任及任課教師分配不同的權限，相應的人會獲得相應的權限，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，并能通過登錄系統即時對本課進行評價。

9）電子監考功能：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，實現電子監考功能。

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、服務管理產生深遠影響。

九大功能的實施策略

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

芝罘區“班班通”系統所對應的節點數目接近2 000，如此龐大的系統一旦運行起來對服務器及網絡的壓力將是巨大的。該如何有效管理這么多節點，減少網絡及服務器壓力，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故障，會導致一些依賴教育網絡運行的“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。基于這樣的情況，對策略進行適當的調整，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，在任意節點上只要擁有相應的權限，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，既減少網絡和服務器的壓力，也不會造成某一臺服務器出現問題，而導致整個“班班通”系統無法正常運行。

確定管理方案之后，就是規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劃、安裝，分為普通教室硬件建設和教育城域網建設，為“班班通”系統打好基礎，做好鋪墊；應用建設即為實現“九大功能”所進行的應用軟件開發與安裝，分為“班班通”系統軟件安裝和資源庫軟件開發。下面就從普通教室硬件建設、教育城域網建設、“班班通”系統軟件安裝和資源庫開發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”系統的終端節點，“九大功能”要通過每一間普通教室來實現。經過反復論證之后，確定普通教室的硬件環境構成，如圖1所示，包括多媒體一體化網絡教學終端設備、液晶投影機、投影機銀幕、數字視頻展臺、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”系統教室硬件設備要實現的功能（簡介）

這套硬件構架體系從理念和技術上講有3點創新。

①在設計上體現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“班班通”工程的內涵和功能，又能使“班班通”工程硬件設備擁有擴展性。

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

③有效解決教師授課擴音問題。系統中增加拾音、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）教育城域網建設。“班班通”系統的運行都依賴于網絡，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、擴展性強的網絡構架，打造高效暢通的教育城域網就成為“班班通”系統成敗的先決條件。芝罘區原有的教育城域網拓撲結構已經具備一定的基礎，只需要在此基礎之上適當擴充網絡拓撲構架，增加相應設備即可。具體實施分為以下3個步驟來走。

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

②建設教育局網絡中心。教育局網絡中心上連市教育局城域網及Internet主干網，下連教育局所屬各科室及各學校，在承擔“班班通”系統日常的視頻、音頻及其他各種數據流量的同時，還要承擔教育系統日常工作軟件流量及學校網站訪問量。要負擔、處理、轉發這些龐大的數據流量，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、冗余性和永續性要求很高的電信運營商網絡邊緣或大型企業網骨干，它能夠很好地運行并處理芝罘區城域網目前的數據流量。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，提高教育城域網安全等級。

③升級學校網絡。為更好地處理轉發“班班通”系統的視頻流量，為教育局屬各學校配備思科WS C3560系列三層交換機，并將各學校網絡出口帶寬升級為千兆，突破網絡帶寬瓶頸，實現教育局和學校之間端對端千兆對接，校內百兆到桌面，極大地提高芝罘教育網的運行效率。

3）“班班通”系統軟件安裝。軟件是硬件的靈魂，再好的硬件離開軟件的支持也無法發揮它的優勢。芝罘區“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據的存儲、管理和用戶的生成以及用戶權限的管理；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、資源上傳下載系統、課程評價系統、視頻監控系統。

①中控管理系統分為服務器端和客戶端。服務器端中控管理系統主要是管理“班班通”節點，記錄設備名稱狀態，實現遠程開關機和遠程控制“班班通”多媒體一體化網絡終端教學設備；客戶端中控管理系統則是直接寫入硬件中，負責控制教室內攝像頭、投影機及投影機銀幕的運行。通過中控管理系統實現中控管理功能。

②資源上傳下載系統主要作用是：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。資源上傳采用網頁傳輸的BS結構，在校內任何一臺可以上網的電腦上均可使用，打破以往的客戶端需要安裝程序才能上傳的局限。資源上傳下載系統實現的是多媒體教學功能、資源管理功能、權限管理功能。

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

視頻監控系統實現的是視頻會議功能、電子監考功能，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。進行資源建設，為“班班通”系統提供海量充實資源庫。已開發完成大約容量為1 T覆蓋所有學科和學段的教育信息網4個資源庫（網上圖書館、視頻中心、學籍庫、教學資源庫）和2個網上互動平臺（教育網辦公平臺、資源管理平臺），建立基本的數字化資源庫。同時開通教學資源、視頻點播系統、學籍管理系統和郵件系統等子系統，實現網上辦公、招生、考試、學籍管理等網絡應用。目前正在開發芝罘區網絡教研平臺，這是一個將資源與教研進行整合的多功能網絡平臺。全區每個教師都可以實名注冊，注冊之后便可擁有自己的網絡空間，發表資源，創建學習圈子，下載優秀課例、教案、課件及視頻、音頻等多媒體素材。各學校在網絡教研平臺上也擁有自己的網絡空間，用于學校內部進行教研、交流、學習。教研員可以利用這個平臺并結合“班班通”系統在網上定期開展課程教研活動，節約時間及成本，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“班班通”未來規劃

目前，芝罘區“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：為全區每一個班級配備電子白板；全區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，啟動“班班通”工程校園安全網絡監控系統建設；建設大數據中心及大信息化管理中心。

大數據中心是大量的基礎性資源、平臺，屆時教育局網絡中心將存儲和管理海量的數據，對服務器數量及質量提出較高要求，為節約成本，降低服務器壓力，將采用新興的虛擬技術解決。

結束語

芝罘區“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，繼續做好“通”的工作，在充實網絡課件、資源素材的基礎上，擴充優秀的師資、課堂實錄、先進的教學方法和技能、創新的教學和教研模式等，歸根結底，就是要落實到課堂的全方位、多視角開放上。■