在线教育系统解决方案

卢森科技在线教育系统 解决方案 2018 年 6 月 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2 2 目录 1在线教育系统概述.3 1.1系统简介.3 1.2系统特点.3 1.3服务器部署.4 1.4系统运行环境.6 2系统解决方案.6 2.1设计原则.6 2.2需求分析.7 2.3系统建设内容.8 2.4系统前台管理.8 2.5系统后台管理.9 2.6管理员管理中心.11 2.6.1学期设置.12 2.6.2教学任务管理.13 2.6.3资源库管理.15 2.6.4课程资源管理.20 2.6.5课程资源统计.22 2.6.6教学行为分析.23 2.6.7院系资源统计.24 2.7教师中心.25 2.7.1课程学习.26 2.7.2学习视频.26 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 3 3 2.7.3设置学生互动.27 3技术特点.31 3.1视频指标.31 3.2音频指标.31 3.3视频转码.31 3.4带宽要求低.31 3.5 服务器配置 .32 在线教育系统概述 1.1 系统简介 以“课程”为中心集成网络“教”与“学”环境的先进的网络教学方式，汇聚高等教育 名校精品课程资源、Mooc 资源，为师生提供了一个全新的相互学习、相互交流和共同提高的 学习体验。平台实现了在线课程学习、课程作业、课程讨论、课程答疑辅导、课程考核、成绩 记录等各项学习交流活动，旨在构建以问题为中心、以任务来驱动的教学方式以及互相协作、 共同建构的教学过程，为学生提供无限发挥主动性、创造性的个人学习空间，同时发挥教师的 引导、监控、评价教学过程的主导作用。 1.2系统特点 真正高清视讯，授课老师及听课学生的动作及面部表情均可清晰显示； 真正打破了地域限制，随时随地发起、参与课程； 教学互动音频清晰，无延迟、啸叫和停顿等现象，交流“唇音同步”，宛如零距离般 远程课堂效果； 融合 400 余项发明专利，低带宽条件下即可实现音视频的流畅互动教学效果； 教师、电子白板、板书、学生等画面可以智能切换，无需专人操作，实现无干扰自然 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 4 4 课堂； 网页版操作，不需下载任何客户端软件，安全可靠； 一键课堂录制，便于精品课程点播及学生课后复习； 智能守护功能，确保即便网络突然中断亦能自动重连、进入原课堂模式； 系统通过标准接口耦合第三方平台接入； 系统能够实现丰富多样的教育资源的灵活的整合。既可以整合兼容各类外设硬件产品， 还可直接应用系统自带功能，大大降低了对硬件设备的要求，节约了教学成本。 1.3 服务器部署 分布式部署 在线教育系统支持分布式服务器部署，后台的不同服务可以部署在同一台机器上，也 可以部署在不同的服务器上。下图为在线教育服务器分布式部署拓扑图。 双机热备 双机集群(HA)系统冗余保证 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 5 5 1. 服务器统一安装 windows 2008 系统，2 台服务器做 coco、mysql 服务器，2 台服 务器做 pms、apache 服务器，相同服务的服务器之间做 HA； 2. 服务器宕机切换时间 2S3S； 硬件系统冗余保证 1. 单台服务器配置双电源、4 块网卡、硬盘做 RAID； 2. 单台服务器 4 块网卡绑定接入网络； 3. 各配置可根据实际需要扩展； 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 6 6 分布式服务器集群 多服务器热备份结构 高强度的数据加密和安全性 穿越防火墙 支持多种网络协议 支持 Windows 与 Linux 平台 1.4 系统运行环境 支持的终端设备有：台式电脑、笔记本电脑、移动终端 IOS/Android； 支持所有主流操作系统：Windows 全系列（含 Win8） 、MacOS、Linux； 支持所有主流浏览器：IE 系列、火狐、360、Chrome、傲游、腾讯 TT 等。 2 2 系统解决方案 2.1 设计原则 根据整个规划的目标定位和用户需求的特点，项目按照如下原则建设： 整体性 设计之初就充分考虑到业务特点，各系统具有高度的灵活性和实用性，功能完善，方便管 理，满足实际情况，从而提高应用能力。 可扩展性 各个系统能够在数据、业务、服务等多个级别上任意扩展，能够满足未来业务发展的需要。 安全性 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 7 7 整个项目设计之初就考虑了完整的安全方案，以保证系统组成的网络安全、服务器安全、 用户安全、应用程序和服务安全、数据安全等多个部分，从而实现整个应用系统的安全。 经济性 系统在设计之初，充分考虑了整体方案的经济性，设备和软件的选用都价廉物美。 复用性 项目在设计之初，充分考虑了原有的软、硬件设备的可重用性，达到保护已有技术投资的 效果。 易用性 软件使用界面良好，用户打开浏览器后就可进行实现系统，权限统一分配，实现单点登录。 先进性 系统采用一系列业界领先的技术和体系结构：系统采用了多级体系结构，实现了数据与业 务分离，采用多种领先技术，并结合系统的先进性与该的实际应用情况相结合。 开放性 系统全面遵循各种国际标准，能够与现有系统进行完美的衔接与互操作。 2.2 需求分析 系统提供标准 API 接口，方便与第三方系统进行无缝对接； 在线教育提供语音，视频两种模式，支持实时播放与互动； 统一认证，单点登录系统； 系统提供便捷的截图功能，可实时捕捉当前画面进行截图、保存和发送，可以在所截 取图片区域进行文字或箭头标注等； 来宾邀请（来宾邀请是在线教育特色功能之一。拥有来宾邀请地址，将相关课堂信息 链接发送给外部的来宾客户，经验证后，来宾即可受邀进入当前在线教育。 ） 系统方便教师对课堂信息进行自主管理，可查看历史课堂信息、下载历史课堂资料进 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 8 8 行存档和管理； 系统支持即时通讯、文字互动； 系统支持上传文档、演示文档、下载文档、共享文档等功能，支持 word、ppt、pdf 以及多种格式的图片上传演示；画笔工具、全屏文档、智能翻页可满足上课板书的板 书需要； 支持随堂测试，统计测试结果，习题转换讲解，提供习题库管理，供随时调用，并能 提供主观题和填空题，方便题库导入、导出； 系统提供老师在线考勤，统计上课签到人数，考勤方便导出、保存； 老师上课时远程锁屏，限制参加上课的学生上课界面，使其不能做其它与上课无关的 内容； 支持本地视频同步共享； 系统支持主讲老师将自己的电脑桌面内容共享给所有参加上课的学员； 主讲老师可以在本地录制上课的视频，并支持将视频上传到服务器与第三方系统； 2.3 系统建设内容 整个系统采用 B/S 结构，设计为通过 Web 方式统一技术平台、统一数据库管理。 ”一个标准、 一个数据中心、一个平台、一套应用”的在线学习系统。通过一站式的登录，所有用户登录后， 系统会自动同步第三方系统的用户数据信息。 2.4 系统前台管理 一级功能点二级功能描述功能描述 用户登录-老师和学生统一身份认证，一站式登录。 在线教育概述 系统采用 B/S 纯网页架构设计，无需客户下载客户端软件， 安全可靠，应用简单方便； 在低带宽条件下实现 1080P 的高清视频传输的流畅性，且 无延时；唇音同步，音视频同步； 确保上课过程中，音视频清晰，低延迟，无啸叫和停顿等 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 9 9 现象； 智能守护，网络中断自动连接，确保进入原课堂模式。 测验完成教师根据课件设定的单选题、多选题、判断题、简答 题 考试完成教师根据课件设定的单选题、多选题、判断题、简答 题 讨论可自由发布讨论话题 问答可自由发布问题，老师给于解答。可以设置精华问答 笔记可自由发布笔记。 学习情况 列出所有同学在该课件下测验完成数、讨论参与数、问答 发布数、笔记数、考试完成情况等信息 2.5 系统后台管理 一级功能点二级功能描述功能描述 老师管理 显示系统中老师的基本信息，系统管理员可以在系 统中对老师进行增、删、改、查的操作，每个老师特有 属性为隶属学校、职务、学科和所带年级班级等信息。 支持批 量导入导出。 学生管理 显示系统中学生的基本信息，系统管理员可以在系统中 对学生进行增、删、改、查的操作，每个学生特有属性 为隶属学校、所在年级和班级、学习情况分析报表等信 息。支持批量导入/导出。 用户管理 院管理员 显示各学院的管理员信息，系统管理员可以在系统 中对管理员进行增、删、改、查的操作 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1010 学期设置设置 时间范围、学期描述、当前学期并上传教学日历。 学生管理 对参加学习的学生进行增、删、改、查的操作。支持导 入。 管理教师对参加学习的教师进行增、删、改、查的操作。 课程发布 设置课程关键信息，课程学分、学习周期、选课周期、 设置考核标准等。 教学任务管 理 学习设置分为自由学习闯、关式学习、按时间开放三种形式 资源库管理专业资源库 可设定所属专业、添加负责人、资源库介绍等基本信息。 资源共享课 大学慕课 微课程 课程资源管 理 网络公选课 针对不同分类课程按照课程概要编写、课程模块、上传 其它资源三个步骤进行设置。可设置课程介绍、封面； 上传课程重点视频、上传课程难点视频等。 课程访问量 可从时间和课程两个纬度进行组合分析。时间可选择最 近 7 天、本月、最近三个月和本年。课程可选择所有课 程。 课程选课量 可从时间和课程两个纬度进行组合分析。时间可选择最 近 7 天、本月、最近三个月和本年。课程可选择所有课 程。 课程互动量 可从时间和课程两个纬度进行组合分析。时间可选择最 近 7 天、本月、最近三个月和本年。课程可选择所有课 程。 课程资源统 计 课程评价量 可从时间和课程两个纬度进行组合分析。时间可选择最 近 7 天、本月、最近三个月和本年。课程可选择所有课 程。 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1111 课程业务总量 可从时间和课程两个纬度进行组合分析。时间可选择最 近 7 天、本月、最近三个月和本年。课程可选择所有课 程。 课程资源统计 可从时间和课程两个纬度进行组合分析。时间可选择最 近 7 天、本月、最近三个月和本年。课程可选择所有课 程。 教学行为分 析 教师工作量 可分析所有教师的以下工作指标，参与课程、资料上传、 管理课程、批阅测验、批阅考试、参与问答、参与讨论 学生学习量 可分析每名学生的选修课程、完成测验数量、完成考试 数量、参与问答数量、参与讨论数量、发布笔记数量、 课程访问量 课程选课量 课程互动量 课程评价量 院系资源统 计 课程业务总量 可从时间和课程两个纬度进行组合分析。时间可选 择最近 7 天、本月、最近三个月和本年 新闻管理可发布院校新闻公告并支持附件 学校信息 设置学校名称、学校简介、联系人、联系电话等基本信 息 首页图片设置首页图片 课程属性设置课程属性 课程类型设置课程类型 课程级别设置课程级别 课程类别设置课程类别 平台设置 学科分类设置学科分类 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1212 教学组织设置各院系基本信息 专业设置设置各院系下设专业 人才培养计划设置各院系专业下设人才培训计划 通讯录管理 2.6 管理员管理中心 管理员使用管理员帐号和密码登录，进入管理员管理界面；如下图： 1. 功能选项菜单； 2. 功能设置区； 2.6.12.6.1 学期设置 “学期管理”中记录所有已开的学期信息；包括学期名称、周期、创建人； 如下图所示： 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1313 创建学期 进入“学期管理”后，点击右上的“创建学期”按钮 如下图所示： 学期详情：包括： 学期名称 时间范围 学期描述 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1414 当前学期 教学日历 2.6.22.6.2 教学任务管理 点击右侧的导航标签“教学任务管理” 如下图示： 新建 点击“新建”按钮，弹出新建课程窗口； 如下图示： 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1515 2.6.32.6.3 资源库管理 2.6.3.1 专业资源库 点击右侧的导航标签“专业资源库” 如下图示： 创建资源库 点击页面中【创建资源库】按钮 如下图所示： 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1616 内容管理 首先选择要管理的资源库名称，在其后的操作项中点击“内容管理” 如下图所示： 第一步 导航栏目 首先设置栏目名称 然后选择贡献者 设置资源类型 保存 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1717 第二步 栏目内容维护 可选择如下 课程资源库 专业信息库 开 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1818 发案例库 开发素材库 培训资源库 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 1919 行业资源库 网 络课程 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2020 2.6.3.2 资源审核 点击右侧的导航标签“资源审核” 如下图示： 2.6.42.6.4 课程资源管理 课程包括课程包括 资源共享课 大学慕课 微课程 网络公选课 如下图所示： 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2121 创建课程创建课程 如下图所示： 可设置内容包括课程负责人、管理员、申报书、建设任务表、课程简介、教学大纲、教学日历、考可设置内容包括课程负责人、管理员、申报书、建设任务表、课程简介、教学大纲、教学日历、考 评方式与标准、学习指南、自定义栏目评方式与标准、学习指南、自定义栏目 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2222 可设置内容包括主讲教师、教学要求、重点难点、教学设计、评价考核、教材内容可设置内容包括主讲教师、教学要求、重点难点、教学设计、评价考核、教材内容 2.6.52.6.5 课程资源统计 包括包括 课程访问量 课程选课量 课程互动量 课程评价量 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2323 课程业务总量 课程资源统计 每项都可以进行图表和列表展示 图表 列表列表 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2424 2.6.62.6.6 教学行为分析 包括包括 教师工作量 学生学习量 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2525 2.6.72.6.7 院系资源统计 包括包括 课程访问量 课程选课量 课程互动量 课程评价量 课程业务总量 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2626 2.7 教师中心 登录成功后，即可查看课程内容及与学生互动 如下图所示： 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2727 2.7.12.7.1 课程学习 课堂学习 开始学习：查看学习视频； 参与互动：测验、考试、讨论、问答笔记、学习情况； 如下图示： 2.7.22.7.2 学习视频 如下图示： 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2828 2.7.32.7.3 设置学生互动 2.7.3.1 测验 设置测试规则：可选择单选题、多选题目、简答题等； 关联节点：设定与测试相关的教学视频 2.7.3.2 考试 设置测试规则：可选择单选题、多选题目、简答题等； 关联节点：设定与测试相关的教学视频 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 2929 2.7.3.3 讨论与问答 可自由发起讨论及问答：教师可设置精华； 搜索功能。 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 3030 2.7.3.4 学习情况 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 3131 3 3 技术特点 3.1 视频指标 编码方式：H263、H264 传输方式：RTMP 协议传输 帧率可以调节， 范围 5fps 30fps CIF 分辨率可以调节的方式，支持 720P、720i、1080P、1080i，并支持主流的分 辨率：QQVGA、QVGA、VGA、XGA、WXGA、WUXGA、WSXGA 3.2 音频指标 编码方式：Speex 符合国际电信联盟（ITU-T）制定的 G . 711 标准 传输方式：RTMP 协议传输 比特率即码流自动调节：22.0kbps 采样率： 16 KHZ 青岛卢森科技服务有限公司青岛卢森科技服务有限公司 3232 3.3 视频转码 支持从 H263 转码成 H264 服务器端转码，可以有效解决下行的流量，解决低宽带用户的需求 采用 PPMEET 自主研发的 PMS 进行视频转码 H264 编码比 H263 编码的压缩比提高了三倍，宽带占用率，降低了 2/3 H264 的编码采用了降噪处理，解决了视频的马赛克的问题 H264 的关键帧间隔(gop_size)，调整这个参数可以增加 P 帧的数量，减小带宽，调 整第一次播放视频的时间 3.4 带宽要求低 以下是使用时不同视频分辨率下的参考带宽，默认设置下一个终端只需要最低 30KBps 的上行和下行带宽就可以正常参加课程。 系统默认支持 5000 并发，在 license 成功授权下，支持