烟台市芝罘区“班班通”系统体系构建和实施策略

■隋龙军

芝罘区“班班通”概念

芝罘区“班班通”工程是一项区域工程、系统工程，总的来讲有以下几层涵义：让网络终端进入全区每一间普通教室，在普通教室里实现运用网络资源进行教育、教学；在城域网范围内的任何两间教室实现互联、互动、信息交换、资源共享；在城域网内任意节点取得相应权限的情况下对教室设备进行相应的管理及控制。通俗地讲，“班班通”工程不是单纯的硬件设备，也不是单纯的软件设备，而是一个软硬件相结合的应用系统，整个工程系统体系可以概况为三大层面、五大系统、九大功能。

三大层面、五大系统、九大功能

从体系构成的角度讲，芝罘区“班班通”工程主要由“三大层面”“五大系统”组成。“三大层面”包括基础层、系统层和应用层。基础层是指物理基础，包括教育城域网、城域网平台以及系统的软件基础；系统层是指根据实际需求而部署的各种系统软件；应用层是指整个“班班通”工程的九大应用功能。“五大系统”包括多媒体教学系统、教学开放系统、资源建设系统、教育评估系统和教育信息化管理系统。“五大系统”是由各种教育教学及管理操作软件组成，它们既相互联系又相对独立，共同组成基础性应用平台。而构成系统的各类软件均是基于芝罘区的教育教学实际需要以及“班班通”工程的总体设想专门设计的，有着较强的针对性和实用性。

构建“班班通”的系统体系，目标是要实现“九大功能”。

1）多媒体教学功能：通过多媒体教学终端设备，结合投影机、展台和拾音、扩音设备为学生提供多媒体的教学环境。

2）中控管理功能：通过“班班通”软件控制（如摄像头、多媒体教学终端设备的开关机等），通过中控面板控制投影机、投影银幕和拾音、扩音设备，从而实现对设备的统一、集成化管理。

3）异地同步授课功能：通过摄像头和拾音、扩音设备及相应软件实现异地同步授课，并可以实现班际、校际以及学校和教育局之间的视讯会议功能。

4）校园安全防范功能：通过安装在校园内外的红外摄像头监管校园的安全防范。

5）资源管理功能：通过对“班班通”服务器的管理，实现教师对教育教学资源的存储、管理和共享。

6）设备管理功能：实现设备的开关机、摄像头控制等功能。

7）权限管理功能：为学校的校长、教导主任、班主任及任课教师分配不同的权限，相应的人会获得相应的权限，方便学校的管理。

8）教学评估功能：教师通过安装在电脑上的“班班通”软件实时地观看教师讲课，并能通过登录系统即时对本课进行评价。

9）电子监考功能：通过教室里摄像头、“班班通”服务器及电视墙的相互配合，实时、全方位地展示考场情况并可录像，实现电子监考功能。

这“九大功能”囊括了教学、管理、安全等方方面面，必将对服务师生、服务教学、服务管理产生深远影响。

九大功能的实施策略

要实现“九大功能”，就需要一个软硬结合的、复杂的、庞大的系统。在规划伊始，对“班班通”的管理模式首先提上议程。

芝罘区“班班通”系统所对应的节点数目接近2 000，如此庞大的系统一旦运行起来对服务器及网络的压力将是巨大的。该如何有效管理这么多节点，减少网络及服务器压力，是首要解决的问题。开始，考虑采用常见的在教育局设立核心服务器，在学校下设代理服务器的分级式方式进行管理。这样做可以大大减少对网络及服务器的压力，能够很好地提高运行效率。但这样的分级式管理方式也有一个缺陷，那就是如果教育局的核心服务器出现故障，会导致一些依赖教育网络运行的“班班通”功能无法使用，例如异地同步授课功能、远程教学评估功能等。基于这样的情况，对策略进行适当的调整，最终施行的可行性策略是：在学校和教育局均部署服务器，但所有服务器处于平等地位，没有具体的管理中心，在任意节点上只要拥有相应的权限，就可以任意跨VLAN访问观看，以及对摄像头进行相应控制。这样一来，既减少网络和服务器的压力，也不会造成某一台服务器出现问题，而导致整个“班班通”系统无法正常运行。

确定管理方案之后，就是规划具体的建设策略方案。具体的建设分为硬件建设和应用建设。硬件建设即物理设备的规划、安装，分为普通教室硬件建设和教育城域网建设，为“班班通”系统打好基础，做好铺垫；应用建设即为实现“九大功能”所进行的应用软件开发与安装，分为“班班通”系统软件安装和资源库软件开发。下面就从普通教室硬件建设、教育城域网建设、“班班通”系统软件安装和资源库开发4个方面来进行介绍。

1）普通教室硬件建设。普通教室是“班班通”系统的终端节点，“九大功能”要通过每一间普通教室来实现。经过反复论证之后，确定普通教室的硬件环境构成，如图1所示，包括多媒体一体化网络教学终端设备、液晶投影机、投影机银幕、数字视频展台、摄像头、拾音/扩音设备和多媒体讲桌。功能简介见表1。

表1 “班班通”系统教室硬件设备要实现的功能（简介）

这套硬件构架体系从理念和技术上讲有3点创新。

①在设计上体现了高度的集成化和扩展性。设备由两部分组成：一部分是普通PC机主板，具备普通PC的一切功能，另一部分是功能扩展主板，可将中控面板、视音频分配、机器接入等设备接入，既可以实现“班班通”工程的内涵和功能，又能使“班班通”工程硬件设备拥有扩展性。

②在应用上体现资源的共享和远程的互动。区域内课堂授课过程可以向全区所有班级进行直播，从而在大范围内实现优秀教育资源共享；可以实现远程互动教学，通过城域网进行远程听课、评课等教研活动；可以作为视频会议、电子监考等功能的前端设备。

③有效解决教师授课扩音问题。系统中增加拾音、扩音设备，使教师授课更加轻松，更加有利于教师的身体健康。

2）教育城域网建设。“班班通”系统的运行都依赖于网络，要打造先进和超前性的“班班通”体系，就必须要求有一条先进的、扩展性强的网络构架，打造高效畅通的教育城域网就成为“班班通”系统成败的先决条件。芝罘区原有的教育城域网拓扑结构已经具备一定的基础，只需要在此基础之上适当扩充网络拓扑构架，增加相应设备即可。具体实施分为以下3个步骤来走。

①扩充教育城域网络拓扑图。原有的芝罘教育城域网络采用星状拓扑结构，以教育局网络中心为核心，铺设光纤与学校链接。但芝罘教育城域网建设的年代较早，当时的网络技术和理念不够先进。新的教育城域网采用比较先进的技术和理念，在原有的链路基础上细化资源服务区、容灾区、DMZ区域（Demilitarized Zone，隔离区，也称“非军事化区”）等，使其规划更合理、更安全、更高效。具体拓扑图如图2所示。

②建设教育局网络中心。教育局网络中心上连市教育局城域网及Internet主干网，下连教育局所属各科室及各学校，在承担“班班通”系统日常的视频、音频及其他各种数据流量的同时，还要承担教育系统日常工作软件流量及学校网站访问量。要负担、处理、转发这些庞大的数据流量，一台高性能的核心交换机是必不可少的。采用思科7609S作为核心交换机，这是一款高性能路由器，一般用于对性能、IP服务、冗余性和永续性要求很高的电信运营商网络边缘或大型企业网骨干，它能够很好地运行并处理芝罘区城域网目前的数据流量。配备多台IBM X系列高性能服务器和思科万兆ASA5500防火墙，为“班班通”提供应用资源和资源服务，提高教育城域网安全等级。

③升级学校网络。为更好地处理转发“班班通”系统的视频流量，为教育局属各学校配备思科WS C3560系列三层交换机，并将各学校网络出口带宽升级为千兆，突破网络带宽瓶颈，实现教育局和学校之间端对端千兆对接，校内百兆到桌面，极大地提高芝罘教育网的运行效率。

3）“班班通”系统软件安装。软件是硬件的灵魂，再好的硬件离开软件的支持也无法发挥它的优势。芝罘区“班班通”工程的软件分为服务器端和客户端。服务器端软件主要进行数据的存储、管理和用户的生成以及用户权限的管理；客户端软件则是具体针对“九大功能”所定制，分为中控管理系统、资源上传下载系统、课程评价系统、视频监控系统。

①中控管理系统分为服务器端和客户端。服务器端中控管理系统主要是管理“班班通”节点，记录设备名称状态，实现远程开关机和远程控制“班班通”多媒体一体化网络终端教学设备；客户端中控管理系统则是直接写入硬件中，负责控制教室内摄像头、投影机及投影机银幕的运行。通过中控管理系统实现中控管理功能。

②资源上传下载系统主要作用是：教师备课时，上传服务器个人资料、课件；上课时，供教师调用服务器上的个人及共享的资源。教师通过管理员分配的账号登录管理界面，上传下载资源并进行管理。资源上传采用网页传输的BS结构，在校内任何一台可以上网的电脑上均可使用，打破以往的客户端需要安装程序才能上传的局限。资源上传下载系统实现的是多媒体教学功能、资源管理功能、权限管理功能。

③课程评价系统的主要作用是用来学习、评估和指导教师课程。利用该系统，年轻教师可以实时学习优秀教师的课堂教学，学校的领导及教研员可以实时对课程进行评价。该系统还设置录像功能，教师可以保存自己上课录像，课后自己观摩总结，进行自我评价，也可保存优秀课例以备日后学习。课程评价系统用来实现教学评估功能。

视频监控系统实现的是视频会议功能、电子监考功能，主要特色是可以同时显示16点画面，并可同时对所有点进行录像。

4）资源库开发。进行资源建设，为“班班通”系统提供海量充实资源库。已开发完成大约容量为1 T覆盖所有学科和学段的教育信息网4个资源库（网上图书馆、视频中心、学籍库、教学资源库）和2个网上互动平台（教育网办公平台、资源管理平台），建立基本的数字化资源库。同时开通教学资源、视频点播系统、学籍管理系统和邮件系统等子系统，实现网上办公、招生、考试、学籍管理等网络应用。目前正在开发芝罘区网络教研平台，这是一个将资源与教研进行整合的多功能网络平台。全区每个教师都可以实名注册，注册之后便可拥有自己的网络空间，发表资源，创建学习圈子，下载优秀课例、教案、课件及视频、音频等多媒体素材。各学校在网络教研平台上也拥有自己的网络空间，用于学校内部进行教研、交流、学习。教研员可以利用这个平台并结合“班班通”系统在网上定期开展课程教研活动，节约时间及成本，并突破空间的限制。海量的课程资源被按照学段、年级、学科、教材版本进行细分存放，极大方便教师查找所需资源。

芝罘区“班班通”未来规划

目前，芝罘区“班班通”工程建设正处于一期工程尾期，即硬件建设阶段即将完毕，后期将在一期的基础上狠抓应用，并扩展功能。大体计划是：为全区每一个班级配备电子白板；全区每个学校至少要建设一间校际互动录播教室；建立校园电视台；建设平安校园系统，启动“班班通”工程校园安全网络监控系统建设；建设大数据中心及大信息化管理中心。

大数据中心是大量的基础性资源、平台，届时教育局网络中心将存储和管理海量的数据，对服务器数量及质量提出较高要求，为节约成本，降低服务器压力，将采用新兴的虚拟技术解决。

结束语

芝罘区“班班通”工程目前还处于起步阶段，今后将更加注重应用方面的功能，继续做好“通”的工作，在充实网络课件、资源素材的基础上，扩充优秀的师资、课堂实录、先进的教学方法和技能、创新的教学和教研模式等，归根结底，就是要落实到课堂的全方位、多视角开放上。■