打造人人爱学的全民终身学习智慧教室-鸿远学堂

鸿远学堂：鸿鹄之志，学行合一，勇者致远。 以社区图书馆、街道与区图书馆、商业图书馆与咖啡馆、奶茶馆结合、商业培训机构与学习结合，专业学习空间与职业教育、学历教育、实验实训、终身培训相结合。 愿景：打造100万 节鸿远学堂 10万间鸿远智慧学习空间，为实现5亿人实现大专级的学业和初级项目经理而奋斗！

打造随处可用的全民学习智慧教室-

• 一、愿景与指导思想
  • 1.愿景目标
    • 以学习者为中心，将分散建设的管理应用集成到统一的一个平台上，将优质资源和先进技术充分整合，构建先进、高效、实用的创新形态的教室，具备探究式、互动化、启发式教学支撑能力，可根据不同需求调整拓展系统配置，实现灵活的上课模式.
  • 2.智慧教室的“智慧性”主要体现
    • 智慧感知、智慧管控、智慧互动、智慧录播、智慧评价、智慧对接等方面。智慧教室既可以是实体的教室，也可以是虚拟教室或虚实相结合的混合教室。
  • 3.智慧教室应具备
    • 基础的视频录播/直播、互动教学等功能，在此基础上根据教学需求进行提升建设，完善教学平台、资源平台和管理平台
  • 4.指导思想
    • 以创新的教学资源管理体系，促进教育内容、教学手段和方法现代化、智能化，加强优质教学资源开发与应用，加强网络教学资源体系建设，提高师生应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果，为教、学、管、评、测提供方便快捷的服务。
  • 5.愿景
    • 打造全民爱学的终身学习智慧教室-鸿远学堂
  • 6.使命
    • 让 5亿中国人实现 大专级 学业水平以及初级项目经理
  • 7.目标
    • 打造与共享 500万间 智慧教室：智能、自由、学习图书馆、学习课桌、学习讨论室具备。
  • 8.商业运作
    • 社区 便民服务中心： 非盈利化运营
    • 社区图书馆、 街道服务中心、街道图书馆
    • 商业化的 学习场所： 托儿所、培训机构、 企业会议室（开放周六、周日出来）
    • 商业化的 学习空间： 在商业中心 与政府联合（ 半商业化运营），建设 图书馆与学习中心结合的 与咖啡、水果、甜品、烘焙结合： 类似西西弗书店与矢量咖啡。 类似奈雪的茶与图书馆、学习空间进行结合。
    • 专业的 学习空间： 在居民社区与政府 联合策划 一层200-500平空间，打造 智能门锁、智能家居、智能饮水、智能无人零售柜、智能学习电视或平板，专业职业学习与实训中心。
• 二、建设目标
  • 1.阶梯目标
    • 智慧教室建设采用阶梯化建设路径，到2022年，基本实现信息化教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体高校学生、智慧教室建设覆盖全体高校（各高校智慧教室覆盖率达到75%）。
  • 2.总体目标
    • 打造新型智慧教学空间，实践教学新模式，提升公共服务水平，推动形成支持学习者“人人皆学、处处能学、时时可学”的泛在化学习新环境，促进优秀教学经验传承和教师培养。
    • 如何对接实现：智慧教室的教学资源 向 目标用户开放。现场互动场景：其实每堂课 都有一定创新：因为老师、学生、课件、教学方式都有特色。不断进行迭代升级。
• 三、建设流程
  • 建设应包括五个阶段
  • a）总体规划。结合学校教学工作的实际需求，完成整体需求分析和可行性报告，做出智慧教室顶层设计和规划。
  • b）建设实施。根据智慧教室建设的总体规划，编制详细实施方案，明确建设内容、建设计划和建设流程。
  • c）应用培训。围绕教育教学应用，对智慧教室的管理者和使用者等相关人员开展专题培训活动。
  • d）检查验收。按照建设要求和实施计划，对智慧教室的环境、功能和性能等方面进行全面的检查验收。
  • e）运营维护。制定切实可行的智慧教室运营维护方案，设立运维服务经费，保证智慧教室能够持续发展。
• 四、建设内容
  • 4.1 智慧教室的类型与分级
    • 智慧教室按功能特征作以下界定：
    • a）基础型（一级）智慧教室：适用于高等学校的常规教学活动。通过新一代多媒体授课终端与智慧教学软件工具相结合，开展多种形式的师生互动教学。实现常态化直播、录播功能，并对接在线学习平台。
    • b）拓展型（二级）智慧教室：在满足“基础型（一级）智慧教室”所有功能的基础上，进一步加强物联网技术、人机交互技术、虚拟仿真、大数据分析技术与教学的融合，实现智慧感知、智慧控制、双向交流、智能分析与智能回馈，丰富教育教学形态。除常规教学外，进一步适用于高等院校的远程教学、实践实训教学活动和课堂教学管理决策分析等。
    • c）高级型（三级）智慧教室：在满足“拓展型（二级）智慧教室”所有功能的基础之上，进一步深入推动5G、云计算、大数据、物联网、人工智能等前沿技术创新，面向未来，择优配备，适度超前，不断推动课堂教学革命，提升智能化教学水平。
    • 各类各级智慧教室的指标体系与功能描述见表1。
  • 4.2 智慧教室总体架构
    • 智慧教室总体架构如图1所示，分为基础设施层、支撑平台层、教学应用层、用户层和信息安全体系等
    • 总体架构图
    • 关注：教学应用层
      • 智慧课堂管理
        • 课程管理
        • 课前管理
        • 课堂互动
        • 教学模式
      • 教学资源管理
        • 直录播管理
        • 编码功能
        • 资源存储
        • 资源管理
      • 课堂数据管理
        • 全校数据视图
        • 学生数据管理
        • 教师数据管理
      • 教学评价管理
        • 教学过程分析
        • 督导系统
        • 智慧评价
      • 教学运维管理
        • 设备档案
        • 远程协助
        • 环境日志
        • 物联管控
        • 告警查询
        • 信息发布
  • 4.3 基础设施层
    • 概述
      • 基础设施层是智慧教室平台的基础设施保障，提供通信网络、广泛的物联感知和海量数据汇集存储，为智慧教室的各种应用提供基础支持，为大数据挖掘、分析提供支撑。包括智慧教室信息化基础设施、数据库与服务器等。智慧教室的基础设施层可独立部署，也可以部署在智慧校园的基础设施层。
    • 感知系统
      • 感知系统包括物理环境感知、活动情境感知、设备感知和人员身份感知等。
      • AI人脸识别： 实现对学生无感知出勤、抬头率、情绪分析等课堂参与性指标的分析。
      • AI语音识别：通过语音技术实现对智慧教室设备语音控制
      • 位置跟踪：实现全场景的教师和学生发言位置的动态跟踪定位。
      • 摄像设备：支持多角度 高清视频录制（1080P），采用国家标准协议接口。
    • 中央控制系统
      • 概述
        • 远程管控平台集中管理各智慧教室设备及相关媒体资源，包括远程查看教室设备开关、在线、待机或离线等状态数据并生成统计报表；远程升级与配置软件；远程管控教室终端设备开关、音量控制、音视频信号切换、管理教学电脑、屏幕显示、音视频发布、图文通知等。
      • 中控基本设备
        • 包括投影机、屏幕、窗帘、计算机、讲台、设备电源、拾音器、空调等
    • 数据库与服务器
      • 数据库与服务器是智慧教室海量数据汇集存储系统，配置管理数据库、用户数据库、媒体数据库等和与之相对应的应用服务器、文件服务器、资源服务器等。
    • 网络通信系统
      • 网络通信系统包括有线接入、无线接入。智慧教室网络通信系统建设的主要参数见表6
    • 显示系统
      • 应根据教室面积大小、环境光和实际需要，合理选择显示系统（包括投影机与投影幕布组合、电子白板、平板显示器等）
    • 扩声系统
      • 扩声系统的特性指标
    • 录播系统
      • 提供采集、整合、分析教学过程行为信息的录播设备，支持课堂视频的自动录制，具有录制、直播、点播、位置追踪、远程互动、导播切换和资源上传等功能。
      • 摄像机应具有多种定标方式包括自动定标、手动定标；应支持多种跟踪模式:多目标自动跟踪、单目标持续跟踪、手动跟踪；多目标跟踪切换时间及定标时间不超过1s；支持图像去重，同一目标自动去重，保留不少于3张目标图像，支持大小图匹配。
    • 空间环境
      • 墙面、地面、强弱电设计、环保、照明、节能标准；根据相应场景定性定量要求和国家标准。
  • 4.4支撑平台层
    • 支撑平台层是体现智慧教室云计算及其服务能力的核心层，为智慧教室的各类应用服务提供统一用户认证管理、资源服务、数据服务和支撑以及无偿开放接口服务。
    • 4.4.1 统一开放
      • 统一开放单元是智慧教室实现安全性、开放性、可管理性和可移植性的中间件，如API接口、B/S 接口、C/S接口和个性化接口等。
      • 软件平台接口、协议开放对接：实现安全性、开放性、可管理性和可移植性的中间件，无条件支持数据接口开放。
    • 4.4.2 功能支撑
      • 功能支撑单元包括统一身份认证、物联平台、消息管理和统一监控管理等功能模块。
    • 4.4.3 数据服务
      • 数据服务单元包括数据存储、数据汇聚与分类、数据抽取、数据推送、数据挖掘、数据分析、数据融合和数据可视化等功能模块。数据服务需要满足基于智慧教室使用所产生的数据存储需求，具有支持大并发数据传输可扩展性，满足数据交换的时延要求。
    • 4.4.4 安全保障
      • 4.4.4.1 系统安全
        • 应用系统应通过信息安全等级保护测评（二级）。
      • 4.4.4.2 数据安全
        • 实现数据的容灾备份，具有实现业务数据异地容灾、业务系统不间断运行的可扩展性。
  • 4.5 教学应用层
    • 教学应用层是智慧教室应用与服务的内容体现，在支撑平台层的基础上，构建智慧教室的管理和服务等应用，为师生教学活动提供支撑服务。包括智慧教室管理、智慧课堂教学、教学资源管理、教学数据管理等应用单元。
    • 4.5.1 智慧课堂教学
      • 智慧课堂教学单元是对智慧教室教学过程使用的体现，包括对课程的管理、课前管理、课堂互动管理、教学模式管理、督导管理等做支撑服务。
      • 4.5.1.1 课程管理
        • 支持对课程的添加、删除等管理操作；支持电子课表联动；支持管理课程公告、课程学习规则设置、布置和批改作业、问答回复管理、课堂回顾。
      • 4.5.1.2 课前管理
        • 支持老师在网络环境下进行备课，支持多个教师同备一堂课，支持多样化的备课方式，包括教案、PPT、视频等；支持常见类型的备课资源应用，包括动画、文本、图片、影音和互联网资源等；具备存储功能，所有课件、资源及教学数据可以同步上传，确保数据不丢失、易调取、易分享；支持学生在网络环境下预习课程资源。
      • 4.5.1.3 课堂互动
        • 平台应提供对课堂多形态的互动教学支持，支持老师指导下的随堂测试、资料下发等互动功能，提供课堂互动全过程记录和分析；可扩展支持老师指导下的屏幕分享、分组学习等互动功能，支持学生与学生之间快速分享、相互点评、研讨交流，支持对学生的学习行为表现进行点评。
      • 4.5.1.4 教学模式
        • 支持多样化的教学模式设计，如翻转课堂、合作学习、自主学习、探究学习等；可扩展支持对分组广播、小组交流等教学模式作支撑。
    • 4.5.2 教学资源管理
      • 4.5.2.1 直录播管理
        • 应具有课堂教学录制、直播、资源上传等基础功能；可扩展支持大规模直播、远程互动（支持文字、音视频双向传输）、导播切换、红外追踪、视频流自动切换等功能。
      • 4.5.2.2 编码功能
        • 系统应具有音频、视频的编码和转码等基础功能；可扩展支持对录制的视频进行转码编辑，支持同时生成高低码流资源素材,支持设置分辨率、码率、媒体格式、帧率等录播参数。
      • 4.5.2.3 资源存储
        • 支持教学过程资源自动上传至教师个人资源库，支持多种类型和多种格式的教学素材资源存储；可扩展实现教学过程资源自动云存储，支持教学过程中的动态资源存储。
      • 4.5.2.4 资源管理
        • 系统应支持个人资源管理与资源分享；支持教师音视频讲解与授课课件内容分屏显示；具备快捷检索与统计分析功能；提供资源上传、下载、点播、备份服务，提供校内本地化教学资源池联动，实现教学资源智能关联推荐；支持用户信息和数据的安全管理；可扩展支持资源权限设置与管理，提供资源推送服务，支持教师将不同类型的资源按照不同维度（人、组、班）推送给学生，实现对教师课堂授课音频自动转写成文字、生成PPT课件、音频、文字一体的结构化课程资源，文本内容自动分段、重点自动标注及资源智能检索。
    • 4.5.3 课堂数据管理
      • 4.5.3.1 全校数据视图
        • 包括课堂数据展示、教学数据多维度展示、院校运行情况多维度展示等。
      • 4.5.3.2 学生数据管理
        • 系统应支持学生学习过程的记录，记录分组学习结果数据；可扩展支持对学生进行多维度学情分析及报表生成，对学生有针对性地推送学习资源等。
      • 4.5.3.3 教师数据管理
        • 支持教师教学过程的记录；可扩展支持教学数据查看，提供教学质量数据。包括教学情况统计分析、课堂互动开展情况统计分析、教学综合能力对比分析等。
      • 4.5.3.4 成绩管理分析
        • 包括考试管理、考试成绩管理、考试综合分析等。
    • 4.5.4 教学评价管理
      • 4.5.4.1 教学过程分析
        • 记录线上学习及线下教学过程并分析，具备对课堂实况、学习状态、教学内容、互动内容、考试数据、知识点掌握、师生活跃度等多维度的信息呈现，支持分析数据查询及导出功能。
      • 4.5.4.2 督导系统
        • 具备远程巡课、线上督导、过程回顾、教学评估等功能；可扩展实现评价数据的即时反馈,提供报表等形式的教学数据可视化支持，支持在线学习报表的动态生成与可视化呈现。
      • 4.5.4.3 智慧评价
        • 扩展支持对师生智能推送学业预警、多维度学情分析并生成相关报表，具有学生知识图谱的智能化生成功能。
    • 4.5.5 教学运维管理
      • 智慧环境管理单元是对智慧教室设备和环境管理的体现，包括对设备的管理、物联网管控、远程协助管理、对设备告警的查询管理、环境日志报告管理、信息发布管理等做支撑服务。
      • 4.5.5.1 设备档案
        • 包括名称、品牌型号、规格参数、使用记录、维修记录等。
      • 4.5.5.2 物联管控
        • 包括设备在线状态、开关控制、调节操作等。
      • 4.5.5.3 远程协助
        • 包括摄像头远程控制、教室远程互联、教学远程互动等。
      • 4.5.5.4 告警查询
        • 包括设备使用过程中报警、监控设备报警等。
      • 4.5.5.5 环境日志
        • 包括系统状况、能耗、等智慧教室运行日志信息数据。
      • 4.5.5.6 信息发布
        • 支持学校范围内各类日常广播；支持基于教室内显示系统等多终端的信息推送及交互。
  • 4.6 用户终端访问
    • 用户终端支撑接入访同的信息门户，访问者通过统一认证的平台门户，以各种浏览器、PC客户端及移动终端安全访问，随时随地掌控智慧教学环境的运行状态。主要包括用户和接入访问两个方面：
    • 用户：用户指教师、学生、管理者和操作员等用户群体：
    • 接入访问：用户可以通过计算机网页浏览器或移动终端系统接入访问。
  • 4.7 信息系统安全
    • 4.7.1 概述
      • 信息安全体系是贯穿智慧教室总体框架多个层面的安全保障系统。
    • 4.7.2 系统安全
      • 智慧教室的信息安全保护包括物理安全、网络安全，主机安全、应用安全和数据安全。
    • 4.7.3 安全等级
      • 智慧教室安全体系不低于GB/T22240-2008规定的三级要求，以及应用系统通过信息安全等级保护测评二级要求。