高校实训室信息化建设方案

第一章项目概述

1.1项目名称

高校实训室信息化建设方案

1.2项目建设方案编制依据

1）“互联网+政务服务”技术体系建设指南

2）政务信息资源类规范、标准

3）国家、省级、行业建设规范

《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的

指导意见》

《教育部高等教育司关于加强国家虚拟仿真实验教学项目持续

服务和管理有关工作的通知》（教高司函〔2018〕56号）

《关于全面深化新时代教师队伍建设的改革意见》

《新时代基础教育强师计划》

《深化新时代教育评价改革总体方案》

《教师教育振兴行动计划（2018—2022年）»

《关于实施卓越教师培养计划2.（）的意见》

《安徽省普通本科专业综合评价指标体系》

《小学教育专业认证标准（第二级）》

1.3项目概况

1.3.1项目背景

1.3.2建设目标

针对本科课程教学和实训的实际需求，对接小学教学专业认证

二级标准，满足“三字一话”、微格教学、实验教学、艺术教育等

实践教学需要；对接小学教师岗位对于微课制作、跨学科教学等能

力的需求；对接数字化发展最新趋势，将人工智能、大数据、云计

算等新技术与教师教育课程全方位融合，培养优质未来小学教师。

鉴于此，需建设XR沉浸式互动教学实训室、儿童认知与行为

分析实训室、科学素养实训室、课程资源制作实训室、数字书写实

训室、微格教学实训室、语言技能实训室、远程互动观摩实训室等8

间实训室。

134项目建设的意义和必要性

1.341项目建设的意义

教育部等八部委印发的《新时代基础教育强师计划》《深化新

时代教育评价改革总体方案》《关于推进教育新型基础设施建设构

建高质量教育支撑体系的指导意见》《教师教育振兴行动计划（2018

—2022年）》、教育部印发《关于实施卓越教师培养计划2.0的意

见》等相关通知要求，对教师队伍培养提出了更高要求，明确提出

要充分利用云计算、大数据、虚拟现实、人工智能等新技术，推动

教育数字转型、智能升级、融合创新，支撑教育高质量发展，实现

以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革。

拟建设的教师职业技能实训中心的8间实训室面向我校师范类

专业开放共享。中心以“面向小学、研究小学、服务小学”为建设

思想，紧紧围绕小学教育学科发展特点与前沿，以实验课程与实践

为基础，全面培养学生的教师技能素养、学科专业素养、综合实践

素养以及综合创新能力。

134.2项目建设必要性

本次建设的8间实训室不仅是建立教师职业技能实训中心的重

要环节，也是师范专业教学的必要条件。除了支持教学任务外，实

训室还承担各级师生技能竞赛，满足培训需求，彰显我校教师培养

培训一体、职前职后融通、实践取向鲜明的教师教育特色。

学校目前已多次组织考察队，参观调研了一些省内外师范类高

校已建成的实训室案例或者网上检索一些中标公示师范类实训项

目，汲取宝贵建设经验，多方调研确认本项目建设的必要性。

1.3.5部门业务需求说明

我校师范类专业是一个实践性要求很高的专业，实践过程中的

体验和领悟是专业能力形成和提升的重要源泉。我校师范类专业培

养的是本、专科层次的小学教育师资，要求我们培养的学生不但要

有较高的理论水平加素养，还须有较强的实践操作能力，能够满足小

学对于教师岗位技能的实际需求，因此技能性养成与训练在师范类

专业课程教学改革中的比重越来越大。

136总体建设与本期建设任务

建立教师职业技能实训中心，结合学院专业课程教学现状，面

向教学技能训练模块、信息素养与信息化教学模块、教育实践模块

等教学实践活动，利用信息技术变革教师教学方式和师范生学习方

式，提升师范生专业技能和利用信息技术欠进教学的能力。

本次主要在滨江校区进行马鞍山师范高等专科学校教师教育类

专业的数字书写实训室、科学素养实训室、XR沉浸式互动教学实训

室、课程资源制作实训室、远程互动观摩实训室、微格教学实训室、

儿童认知与行为分析实训室、语言技能实训室等8间实训室的信息

化项目建设。详情如下:

房间号实验室

序实验室

(**楼面积适用专业面向课程

号名称

**号)(m2)

数字书写各师范类专

1C20182《汉字文化与书写》

实训室业

《自然科学》《小学科学课

科学素养

2C20282小学教育程与教学论》《小学跨学科

实训室

教育》

课程资源《信息化教学资源开发》《现

各师范类专

3制作实训C20382代教育技术》《小学跨学科

业

室教育》

XR沉浸《小学生心理辅导》《班级

各师范类专

4式互动教C30182管理》《教育实习》《教师

业

学实训室口语》

5远程互动C30282各师范类专《小学语文课程与教学论》

观摩实训业《小学数学课程与教学论》

室《小学英语课程与教学论》

《小学科学课程与教学论》

《综合实践活动设计与评

价》

微格教学各师范类专《微格教学训练》《师范生

6C30382

实训室业技能训练》

儿童认知《普通心理学》《教育心理

各师范类专

7与行为分D20382学》《小学生心理辅导》《大

业

析实训室学生心理健康教育》

语言技能各师范类专

8D20482《教师口语》

实训室业

第二章业务需求分析

2.1业务功能、业务流程和业务量分析

拟建设的8间实训室——数字书写实训室、科学素养实训室、

课程资源制作实训室、XR沉浸式互动教学实训室、远程互动观摩实

训室、微格教学实训室、儿童认知与行为分析实训室、语言技能实

训室，其具体业务相关分析如下。此外，该8间实训室还涉及装修

改造，目前已按照二级要求，由学校总务处统筹在其他工程中进行。

2.1.1数字书写实训室

该实训室面向学校所有师范类专业开放共享，用于支撑各专业

人才培养方案中的汉字书写相关课程。需结合先进的科学技术，提

供丰富教学资源，供学生进行毛笔字、钢笔字、粉笔字训练与评测,

培养学生扎实的汉字书写基本功。该实训室需满足所有师范类专业

大一年级近100()名学生的汉字书写教学与实训，可容纳50人上课;

该实训室在空闲时段也开放供参加师范生技能竞赛的学生用于板书

训练。

2.1.2科学素养实训室

该实训室主要面向小学教育专业使用，用于支撑该专业《自然

科学》《小学科学课程与教学论》《小学跨学科教育》等课程的教

学与实训，培养学生合作、自主、探索、求真的科学观念，提高科

学观察和试验操作能力，满足科学教育素养和技能培养要求，引导

小学全科教师形成综合性思维能力，建构跨学科整合素养。该实训

室需满足每年1000名左右学生的相关课程的教学与实训，可容纳50

人上课。

2.1.3课程资源制作实训室

该实训室面向学校所有师范类专业开放共享，用于支撑各专业

人才培养方案中《信息化教学资源开发》《现代教育技术》等相关

课程的教学与实训：培养师范生运用学科教学知识和信息技术，科

学地设计教学方案：培养信息技术素养和微课制作能力，提升模拟

教学水平，促进学生自主发展。该实训室需满足师范类专业高年级

近1000名学生的相关课程教学与实训，可容纳24人分组上课；同

时也面向参加师范生技能竞赛的学生训练以及教师录课使用。

2.1.4XR沉浸式互动教学实训室

该实训室主要面向学校所有师范类专业使用，用于支撑专业人才

培养方案中《小学生心理辅导》《班级管理》《教育实习》《教师

口语》等实践课程教学，营造真实教学情境和班级管理情境，实现

理论与实践教学的密切结合，激发学习兴趣，培养小学全科教师的

职业技能。该实训室需满足小学教育专业每年500名左右学生的相

关课程教学与实训，可容纳54人上课；同时也面向师范生技能竞赛

训练使用。

2.1.5远程互动观摩实训室

该实训室面向学校所有师范类专业开放共享，用于支撑各专业

人才培养方案中《小学语文课程与教学论》《小学数学课程与教学

论》《小学英语课程与教学论》《小学科学课程与教学论》《综合

实践活动设计与评价》等课程的实践教学，不但能够录制生成课堂

教学实况，同时能够实现与市区小学跨空间的远程教学观摩与在线

交流，为师范生教育见习与教学技能训练提供有力支撑。该实训室

需满足师范类专业高年级近1000名学生的相关课程教学与实训，可

容纳50人上课。

2.1.6微格教学实训室

该实训室面向学校所有师范类专业开放共享，用于支撑各专业

人才培养方案中《微格教学训练》《师范生技能训练》等课程的实

践教学，满足微格教学练习和观摩点评需要。该实训室需满足师范

类专业高年级近1000名学生的相关课程教学与实训，可同时容纳30

人上课、20人观摩。

2.1.7儿童认知与行为分析实训室

该实训室面向学校所有师范类专业开放共享，用于支撑各专业

人才培养方案中《普通心理学》《教育心理学》《小学生心理辅导》

《儿童发展与教育心理学》《大学生心理健康教育》等课程教学与

实践。通过心理教学实验将抽象的心理学概念和原理具体化、形象

化，帮助学生理解并系统掌握小学教育学、心理学等学科基本知识

和理论，熟悉各学目知识的内在联系，激发学习兴趣和探究欲望，

培养学生动手操作和从事科学实证的能力。该实训室需满足师范类

专业多个年级近1000名学生的相关课程教学与实训，可同时容纳42

人上课。

2.1.8语言技能实训室

该实训室面向学校所有师范类专业开放共享，用于支撑各专业

人才培养方案中《普通话》《教师口语》的课程教学与实训，供师

范生进行普通话和教师口语表达训练和测评，培养学生扎实的语言

基本功。该实训室需满足所有师范类专业大一年级近1000名学生的

相关课程教学与实训，可容纳50人上课；在空闲时段可供学生普通

话考试和教师口语自主测训。

2.2系统功能和性能需求分析

221数字书写实训室

本项目将现代科技与传统书法教学相结合，在保留传统笔墨纸

砚、传统书法临摹练习的前提下，通过多媒体、交互技术、智能硬

件等数字化信息技术，提供丰富的课件、碑帖、示范视频等丰富的

教学资源，供学生进行书法学习，满足毛笔字、钢笔字、粉笔字书

写训练、板书训练、黑板报及纸质板报设计与制作技能训练、评和

教室演示功能。支持老师随时调取字库资源生成电子字帖，并同步

呈现于每个学生的临摹台上，供学生临摹。本项目终端必须使用固

态硬盘用以提高开机速度，确保长期使用的稳定性。

222科学素养实训室

该项目需紧密依托小学科学课程，配备先进的信息化专业教学

设备、科学探究器材、人工智能创新实验设备以及Python、STEAM、

人工智能编程等多种教育软件，以满足小学阶段的探究类、模拟类

和制作类实验，如小学力热光电磁、动力机械、化学生命、生物科

学、水电空气、绿色能源等探究，同时能够供小学生开展科普活动。

2.2.3课程资源制作实训室

此项目需满足师生自助使用微课录制终端进行教学演练和自微

课录制活动，能够实时合成授课画面与大屏幕上的教学内容，即刻

制作出高清晰度的教学视频，并支持实时查看和调整录制内容；需

配备录制状态提示屏，确保录制过程不被打扰；支持将录制的微课

实时投放到大屏上复看复评、交流研讨等功能。

2.2.4XR沉浸式互动教学实训室

该项目需结合先进的信息技术，构建具有高度真实感和直观性

的沉浸式互动教学实验平台，营造真实教学情境，满足自然灾害、

教师礼仪、课堂突发情境应对、教师口语、班级管理、小学生负面

情绪与行为应对等多种情境教学实验项目，并支持特色化教学资源

的定制延申。

2.2.5远程互动观摩实训室

该项目需集三大功能为一体。一是满足本专业信息化教学以及

多机位录制生成课堂教学实况；二是搭建信息化教室，联结校内外

课堂，满足实时音视频对接，实现本校与小学的跨空间远程教学观

摩，以及与小学教研周活动互通互联、在线交流等；三是支持与教

学研讨室在线音视频互动。

2.2.6微格教学实训室

本项目需满足微格教学练习和观摩点评两大功能。需支持教师

在微格教学实训室进行教学演示，并记录成为教学视频，供学生在

实训中进行参照；支持学生在微格教室练习，教师在观摩室同步观

看点评，进行示例及指导；支持对课堂演讲者进行AI技术分析，

产生分析数据，辅助教学研究。

2.2.7儿童认知与行为分析实训室

该项目需配备儿童3D沙盘分析系统和心理教学系统，提供普通

心理学、儿童心理学、认知心理学等多个领域的典型实验，至少具

备教学功能、实验管理功能、数据管理功能、网络功能等；需配备

心理管理系统，用于小学生心理测量及对测量结果分析的课堂教学

与实践。

2.2.8语言技能实训室

本项目以国家普通话测试站的建设要求进行建设，实现普通话

测试的软件管理、硬件监控与测试卷的网络传输，需包括教师授课

管理系统、考试系统、视音频系统、服务器管理系统等软件管理及

控制系统。为保证开机速度，本项目终端必须使用固态硬盘用以提

高开机速度以及长期使用的稳定性。

第三章总体建设方案

3.1建设原则

本项目建设应遵循“合理性、先进性、实用性、可靠性、可扩

展性”的原则，为用户提供高质量、高可靠和高稳定的服务，体现

系统价值。

3.2总体建设任务

总体建设任务是通过教师职业技能实训中心的建设，面向教学

技能训练模块、信息素养与信息化教学模块、教育实践模块等教学

实践活动，支持教学、科研任务，发挥软、硬件资源优势，承担各

级师生技能竞赛，满足培训需求。

3.3系统总体结构和逻辑结构

8间实训室结构分别如下：

3.3.1数字书写实训室

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332科学素养实训室

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333课程资源制作实训室

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334XR沉浸式互动教学实训室

设备工作站

335远程互动观摩实训室

市区票小学示收班市区某实蚯〃学示救班

（常态化录播，互动）（常杳化录播，互动）

滨江校区师危生观摩

实训教室

3.3.6微格教学实训室

回显电视

指向性话筒录播互动一体机

3.3.7儿童认知与行为分析实训室

338语言技能实训室

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3.4技术路线

基于互联网、大数据、云计算、AI人工智能等前沿技术，依托

国内IT领域的软硬件精英团队，为我校教师教育学院小学教育专业

进入智能化教学提供帮助。技术选型依据实训室功能模块具体实现

要求。

第四章本期项目建设方案

4.1系统设计

本项目包括数字书写实训室、科学素养实训室、课程资源制作

实训室、XR沉浸式互动教学实训室、远程互动观摩实训室、微格教

学实训室、儿童认知与行为分析实训室、语言技能实训室8个独立

的实训室系统，分别设计如下：

1.数字书写实训室：本项目遵循传统的书法教学和学习习惯，坚

持“传统与科技融合，而不摒弃传统”的理念，将人机交互、物联

网、大数据、人工智能等多种软件技术融入到传统的书法教学当中,

通过软硬件结合、平台与专家资源结合，形成一套模块清晰、功能

完备、资源全面而专业的智慧书法教学体系。

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数字书写实训室平面图

2.科学素养实训室：本项目以培养师范生科学素养为目标，围绕

基础实验环境搭建、数字化传感系统、科学探究实验、人工智能与

机器人教学实训四个维度进行系统设计，具体包括基础实训环境设

备、数字化传感系统、科学探究实验箱、人工智能与机器人教学组

件、图形化软件编程平台、人工智能机器人展示互动展示区套件、

比赛活动设计专用器材与套件等，满足整个科学素养实训中心教学

实训目标与教学实训成果。

三

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科学素养实训室平面图

3.课程资源制作实训室：本项目主要采用微课自助创作终端系

统，该系统集课程资源创作、编辑、发布于一体，支持多种智能终

端设备，如智慧黑板、兼容触摸PC、兼容红外触摸大屏等，满足用

户随时随地进行微课创作的需要。系统提供丰富的素材库、模板库

和工具集，帮助用户快速搭建微课创作制作环境，同时支持个性化

定制，满足不同用户的课程资源创作需求。该系统通过摄像机捕捉

到的教师活动影像、课件PPT资源及课程场景进行数字化实时合成,

采用绿幕抠像合成技术和人物自动跟踪功能使得人物+场景+课件

资源三者做到融合为一体的三维透视关系，实现人与景浑然一体的

录制效果。同时录制微课过程中，可以对课件加以讲解、批注，强

调重难点，软件系统支持视频、音频等资源和在线编辑，一键成片,

一人成片。

二

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课程资源实训室平面图

4.XR沉浸式互动教学实训室：该项目的核心内容创作软件是一

款零代码基础即可上手的快速内容创作开发工具，内置模块化的功

能插件，一键安袋即可调用功能应用于场景制作。零编程的交互逻

辑脚本，只需要通过拖拽和连线即可实现快速的交互制作。

XR沉浸式互动实训室平面图

5.远程互动观摩实训室：本项目提供多机位录制生成课堂教学实

况，联结校内外课堂实时音视频对接，在不影响一线教师教学的情

况下，远程观摩小学师生课堂实况，实现在线交流，用信息化技术

为师范生教育见习与教学技能训练提供有力支撑。

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远程互动实训室平面图

6.微格教学实训室：本项目需满足教师在微格培训教室进行教学

演示，并记录成为教学视频，供学生在实训中进行参照；满足学生

在微格教室练习，教师在观摩室同步观看点评，进行示例及指导；

支持对课堂演讲者进行AI技术分析，产生分析数据，辅助教学研

究。支持在线音视频互动教学。

微格教学实训室平面图

7.儿童认知与行为分析实训室：实验室在总体设计上按照专业信

息化教学环境与实脸教学一体化设计思路，包括专业教学软件系统

与基本信息化教学环境硬件部分。

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儿童认知与行为分析实训室平面图

8.语言技能实训室：该项目配备语音通信交换主机、语音通信交

换分机、语言学习终端、系统管理软件（普通话训练软件）、操作

管理主机、耳机、教师控制台等先进设备以及普通话模拟训练考试

系统、教师后台数据管理系统等功能与模块构成的系统管理软件，

满足学生普通话和教师口语训练和测评需求。

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扁语言触实训室

语言技能实训室平面图

4.1.1软件系统设计

（一）数字书写实训室

该项目软件系统主要包括学生互动拍摄系统、智能笔洗系统、

笔尖跟踪直播示范系统、书法分组教学软件、电子点签系统、书法

字帖排版系统、书法集创系统、三笔字板书示范书写软件、书法教

学视频资源平台、场景式网络课堂教学系统、书法课程讲义系统、

软笔书法AI智能评价软件、作品虚拟展馆展示系统软件和硬笔书法

教学系统。

1.学生互动拍摄系统。支持教师采集学生用毛笔书写的作品，并

自动按学生姓名存储学生作品；具备学生座位图功能，教师可管理

班级、学生，并对学生进行排坐，形成清晰的座位图；教师可直接

查看学生书写过程：学生的书写过程可实时传输到大屏和其他同学

的临摹台上欣赏查看；还可实现教师一键收取作业，作业按照学生

座位图的顺序和位置关系进行排列；支持教师对任一学生的作品进

行查看、讲评，并通过互动系统供其他学生观看讲评。

2.智能笔洗系统。采用物联网技术，教师通过软件可集中控制笔

洗的开启和停止，同时学生可在交互式数字临摹台上用触控的方式

进行洗笔和润笔。

3.笔尖跟踪直播示范系统。教师在教学直播系统的辅助下，所有

教学内容实现网络同步直播和同步录播，学生只需要通过自己桌面

上的交互式数字临摹台就能够直观看到教师的示范和讲解，通过笔尖

跟踪技术，学生可以更加清晰的看到教师的运笔细节。

4.书法分组教学软件。满足教师分组教学、因材施教的需求，做

到每个孩子差异化进阶学习，可实现学生任意分组，支持每组一人

或多人，支持分组名称可自定义，支持对每组分发不同的学习内容。

5.电子点签系统。可实现教师按年级、班级进行自动电子排座，

学生排位信息自动发布到对应的交互式数字临摹台，方便教师考核

学生考勤、练习、考试等。

6.书法字帖排版系统。系统涵盖颜欧柳赵、隶书、行书、草书等

字体，可随意排版，随意临摹，支持硬笔字帖排版。

7.书法集创系统。支持折扇、团扇、条幅、横幅、斗方、对联、

中堂等模式集字创作功能，支持编辑排版功能，支持字体大小缩放

功能。

8•三笔字板书示范书写软件。支持选用白板、黑板、宣纸和画布

等多种模式作为背景底纹；支持米字格、田字格、田回格、九宫格、

方格和无格等作为写字用底格；支持毛笔、铅笔、钢笔、艺术笔、

粉笔、刀笔、水彩笔等多种笔型。

9.书法教学视频资源平台。由老师亲自书写示范，保障学习的专

业性。

10.场景式网络课堂教学系统。实现专家远程授权或在家授权，

通过三维场景式，多摄像机互动，多课件授课的模式，达到学生直

播听课，点播听课，专家授课等效果。

11.书法课程讲义系统。支持查看范字的书写要点讲解，书写示

范视频讲解，示范字的文字演变，有书法知识点讲解。

12.软笔书法AI智能评价软件。可根据学生书写的单字与原帖的

符合程度自动进行整体评测打分；可对字的结构进行自动智能评测。

13.作品虚拟展馆展示系统软件。不仅可展示书法作品，还可展

示学校美术绘画等作品；提供各种装裱模版，可根据作品的形态进

行选择；通过网络可以访问展馆观看作品，也可对外展示学校书法

美术教学的成果。

14.硬笔书法教学系统。系统应包含不少于200课时；每个课时

包含讲解课程涉及单字的专家视频、核心要领等；每个课时包含10

个模块以上讲解。

15.高清网络多通道同步传输系。通过网络将教师端软件系统的

教师端视频、教师端音频、教师端图片、教师端文本等同步传输到

交互式数字临摹台，通过网络与所有终端进行通信。

16.中控系统。通过主机系统直接控制书法直播系统、大屏、软

件等软硬件，实现自主学习模式切换和所有学生端临摹台智能洗笔

的统一控制。

通过上述软件系统的布置，满足学校的书法教学资源以及教学

手段的升级，实现学生对书法家书写的软、硬笔字帖、古代书法家

书写的软笔碑帖、书法家的软、硬笔教学视频的学习；实现书法教

学的信息化，提高学生的学习兴趣和爱好，实现浓厚的课堂学习氛

围。

（二）科学素养实训室

本项目主要配置图形化编程软件平台，软件为配合数字化传感

器系统使用的上位机软件，可进行实验数据的分析和处理、人工智

能与机器人编程平台软件应用、进行创新人工智能实验应用，具体

应满足以下功能：

＞符合最新义务教育小学科学课程标准。满足基础课程、探究性学

习、创新实验教学的需求；

＞软件支持所有已正式发布的同系列传感器，支持即插即用，自动

识别所有传感器的类型、量程与接入的通道序号；

＞支持相同或不同的传感器并行采集，支持新建实验模板，支持打

开预设实验模板快速进入课标实验，支持保存实验模板；

＞自动识别硬件接入COM端口，提供软件监视器实时监测硬件接

入的传感器信息及状态；

＞支持联机、脱机两种编程模式；

＞每个实验能多次重复，在同一坐标轴内保存多次采集结果，便于

数据比较和分析；

＞能实现图形模块与Arduin。指令的同步转换，支持S4A协议；

＞集成Arduin。代码编程环境；

＞支持多种操作系统；

＞软件支持人工智能相关模块。

（三）课程资源制作实训室

该项目在微课自助创作终端软件系统设计主要包括课程资源制

作综合需求分析、系统架构设计、模块划分、编码实现、测试验证

以及后续的运维优化。

1.课程资源制作需求分析。与学校教务部门紧密协作，深入了解

其教学应用的课程资源创作需求，包括明确其系统功能需求、性能

需求、安全需求以及用户体验需求等，通过需求调研、需求分析和

需求评审等步骤，确保对用户方需求有深入理解，精准把握，应具

备以下功能：

＞课程资源制作过程的全自动录制；

＞可完成国家/省级精品课程录制；

＞需实现一键融合成片的功能；

＞可满足师范生微格自训的要求；

＞系统操作过程中，应保留教师板书的传统，尊重教师授课习惯；

＞系统软件设计须保证PPT课件录制成像清晰，无反光，无摩尔

纹；

＞软件系统须保证蒙绿抠像清晰、人物形象精神饱满、轻度美颜；

＞无需专人辅助，教师可根据自身备课磨课情况，自行安排拍摄;

＞该软件系统应支持搭建自有资源平台，对接在线学习平台，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；

＞满足教学管理人员进行教学评估、评比、师范生技能考核要求。

2.系统架构设计。在上述需求分析的基础上，进行微课自助创作

终端软件系统架构设计。采用层次架构或微服务架构等设计模式，

将系统划分为表示层、业务逻辑层和数据访问层等不同的层次或模

块。同时，考虑系统的可扩展性、可维护性和可重用性等因素，确

保系统能够满足未来的业务发展和技术变革。

3,模块划分。根据系统架构设计，将系统划分为多个功能模块。

每个模块负责实现特定的核心功能，并通过接口与其他模块进行交

互。在模块划分过程中，遵循高内聚低耦合的原则，确保每个模块

的功能相对独立且易于维护。同时还需要考虑模块间的依赖关系和

交互流程，确保系统的整体性能和稳定性。

4.编码实现。在编码实现阶段，根据设计文档进行编码工作。使

用合适的编程语言前开发工具进行开发，并遵循编码规范和最佳实

践。在编码过程中，进行代码审查和质量保证等工作，确保代码的

质量和可维护性。编码参考的标准如下：

>ITU-RBT.601数字电视编码标准；

>SMPTE10比特4:2:2分量使用的串行数字接口SDI,及工作在

4:2:2601;

>推荐级别下的625行(ScanLines)电视数字分量；

>ITU-RBT.711供分量数字演播室使用的同步基准信号；

>SMPTERP168为实现同步视频切换，关于场消隐切换点的规定；

>AES3供数字伴音工程线性表示的数字伴音数据的串行传输格

式；

AES11供数字伴音工程在演播中使用的数字伴音设备的同步格

式；

>压缩视频信号的4:2:2级规范；

>ITU-RBT.624对模拟符合输出监视的规定及SMPTE170M规定

的数据电气接口标准；

>MPEG-2视频标准在数字（高清）电视广播中的实施准则（征求

意见稿）；

>MPEG-2系统标准在数字（高清）电视广播中的实施准则（征求

意见稿）；

>GB/T17975.1-2000信息技术——运动图像及其伴音信号的通用

编码第一部分；

>GB/T17975.2-2000信息技术——运动图像及伴音信号通用编码

第二部分；

>GB/T17975.3-2000信息技术——运动图像及伴音信号通用编码

第二部分；

>GY/T212-2005标清数字电视编码器、解码器技术要求和测量方

法。

5.测试验证。时微课自助创作终端软件系统进行全面的测试验

证，包括功能测试、性能测试、安全测试等。在测试过程中，模拟

各种用户场景和边界条件，确保系统在主场景应用及其他常规场景

条件情况下都能正常运行。同时记录测试结果和问题，及时修复软

件系统问题以确保其稳定性和可靠性。

6.运维优化。微课自助创作终端软件系统交付落地使用后，需进

行运维优化工作，包括系统综合运行压力测试、性能调优、安全维

护以及用户支持等方面。在使用网络工具对系统性能进行实时监控,

定期进行性能调优以提高系统响应速度，定期进行安全扫描和漏洞

修复工作以确保系统安全，提供24小时在线技术支持和解答。

7.持续迭代。用系统进行持续的迭代和优化，包括增加新功能、

优化现有功能以及修复已知问题、漏洞等。

（四）XR沉浸式互动教学实训室

本项目软件由项目管理器和编辑器两部分组成。师生可以通过

项目管理器新建项目，并进行历史项目的管理；在编辑器中进行项

目的内容制作、交互开发，运行调试，直到最终导出为独立的可执

行程序，具体包含以下功能：

1.轻量化、跨平台。该内容创作软件安装包控制在200M左右，

可适配国产操作系统，满足普通笔记本电脑安装部署。

2.适配主流硬件，无需额外开发。该内容创作软件的内容兼容头

戴式主动立体、桌面式主动立体、LED大屏、多人大空间，而且在

PC、VR等不同类型的设备上具有一致的交互体验，多端共享。

3.支持将内容发布至移动端、Web和VR一体机。该内容创作软

件除PC发布外，还支持将制作好的内容发布至Web,可在手机或

网页上便捷浏览，也支持直接发布到VR一体机，支持脱离主机运

行内容，真正做到随时随地，随心体验。

4.多种模型数据导入。支持fbx、dac、（）bj、stl、3ds等多种主流

通用三维格式模型数据，完整保留节点结构、材质和动画信息；同

时还支持支持跨平台的gkf模型格式导入，能更好得兼容材质和动

画数据。

5.快速搭建场景。该内容创作软件囊括动画系统、材质系统、交

互编辑器、粒子系统、物理系统、光照系统和自然环境模拟等常用

场景创作模块，内置多种预设参数，让用户可快速进行场景搭建。

6.图形化交互编辑器。可提供丰富的交互内容，用户通过拖拽逻

辑单元模块和连线即可定义场景交互逻辑。

7.丰富的创作资源预设。该内容创作软件包括模型资源预设、全

景环境预设、PBR材质预设、粒子预设以及人物角色库等；同时提

供可复用的项目模板，其中已预设了完整的交互功能；在资源商店

中持续更新的工具类插件，让用户可以快速搭建出高品质内容场景。

一系列开箱即用的功能组件，覆盖教、学、考、练环节，包括内容

创作常用的步骤提示、路径移动、考题系统等功能模板，让用户专

注于行业技能的实践应用，大大缩短内容的制作周期。

8.异地多人协同，高效沟通、教学。内置强大的分布式多人协同

系统，可快速构建跨硬件的多人协同工作环境，让所有使用者置身

于同一个真实的场景中，实现多人异地协同模式下用户之间的高效

沟通和“教、学、考、练”环节的全覆盖。

9•照片级渲染效果。该内容创作软件支持基于物理渲染过程的

PBR材质，可以轻松模拟金属、玻璃、织物等材质效果，让材质物

理更细腻真实。专业的光照烘焙系统提供全局光烘焙、屏幕空间反

射、环境光遮蔽、反射探针、抗锯齿、景深模糊等模块实现更逼真

的画面效果。

10.自然环境模拟。内容创作软件提供动态的海面和天空；变幻

的云层和动态光照可模拟阴、晴、雨、雪等多种天气效果，还原一

天24小时动态光照。地形编辑功能支持一键生成随机地形，用户可

通过笔刷调整高度和纹理等细节，植被系统支持快速种植草地和树

木。

11.提供不少于以下6种实训项目软件：

①自然灾害情景教学实验项目软件

溺水事故：模拟学生私自在深水区游泳的危害性，并通过交互

情景体验发现溺水的同学，学习正确的救助办法。

校园地震逃生：模拟学校发生地震，并通过交互情景体验，学

习正确的救助办法。

校园火灾逃生：VR技术模拟出教室突发火灾情景，培训学生在

遇见突发火灾情况下，学习正确自我保护方法与正确逃离危险区。

②教师礼仪情景教学项目软件

虚拟仿真交互教师礼仪情景教学内容含奇装异服教学、非得体

服装教学和得体着装教学等交互板块。在虚拟仿真环境中，通过模

拟真实场景，教师不同着装和姿态对学生的影响，从而调整自己的

形象，使其更加符合教育者的身份。

③课堂突发情境应对项目软件

教师课堂突发情境应对虚拟仿真交互软件，含紧急救治、报告、

稳定秩序、综合处理、善后工作等环节，通过以上方面的操作流程,

教师在虚拟仿真交互软件中能够更有效地应对课堂突发情境，确保

学生的安全和教学质量。

④教师口语虚拟交互训练项目软件

进入虚拟仿真软件后，可选择语文、数学、英语、美术等科目

的教学内容，进入普通教室教学场景、阶梯教室公开课场景或者教

师面试讲课场景进行模拟讲课。在不同干扰因素环境里，自己自组

织教学语言，进行口语训练。

⑤班级管理虚拟训练项目软件

进入教室场景，可对班级背景、墙面装饰、桌椅布局、学习角、

公告栏等板块进行交互设置，可制定爱国主义主题装饰。

⑥小学生负面情绪与行为应对软件

进入虚拟场景，含情绪识别、行为问题与应对、沟通、记录情

绪日记等环节，可对小学生愤怒、焦虑、悲伤等情绪进行识别与处

理，通过虚拟仿真交互的形式训练教育专业素养。

（五）远程互动观摩实训室

该项目软件系统设计主要包括远程互动助手和超高清录播流媒

体处理软件。

1•超高清录播流媒体处理软件。精品录播画面比例支持16:9,

支持多种画面模式：支持单画面、画中画，多种画面合成模式，支

持自动导播、手动导播；可以录制满足基础教育精品课的要求设置:

视频大小45分钟控制在1G以内，分辨率不低于1920*1080P,编码

格式要求：支持视频编码格式H.264/25帧，码率大于等于8Mbps,

音频ACC编码，码率大于等于128Kbps。

2.远程互动助手。对于需要对精品课进行公开直播的场景，方案

支持无需切换系统：通过录播主机及大屏幕操作即可进行课程的在

线公开直播，满足线上直播教学、互动场景需求；支持一对一互动,

支持一带三互动。听课教师可申请发言，申请后主讲教室可收到申

请，并选择是否接受申请。在课中可更改导播模式，方便教师一体

化操作。

（六）微格教学实训室

本项目软件系统主要包括AI教研评课系统（含课堂还原、课堂

分析等）、远程互动助手。

1.AI教研评课系统

课堂还原课堂分析课堂建议

教

师

课

基

师

问

报

学

生

堂

三

础

答

告

生

过

互

片

数

分

维

下

互

程

段

动

据

析

课

载

动

实

堂

智

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重

时

能

话

据

建

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文

分

制

片

本

析

转

写

2.远程互动助手。对于需要对精品课进行公开直播的场景，方案

支持无需切换系统，通过录播主机及大屏幕操作即可进行课程的在

线公开直播，满足线上直播教学、互动场景需求；支持一对一互动，

支持一带三互动。听课教师可申请发言，申请后主讲教室可收到申

请，并选择是否接受申请。在课中可更改导播模式，方便教师一体

化操作。

（七）儿童认知与行为分析实训室

该项目软件系统主要包括儿童3D沙盘分析系、心理教学系统、

和心理管理系统（综合版）。

1.儿童3D沙盘分析系统设计。集过去实体沙盘和电脑3d系统

为一体的智能心理教学实验设备，其主要功能包括：

＞标准沙盘：全仿真模拟咨询室实景沙盘，沙箱场景与实际沙盘高

度逼真。

沙具类别：包含10大类沙具，57小类。10大类含人物类、动

物类、建筑类、交通类、家居类、食物类、植物类、军事类、海洋

类、其他类，共计1200个实景3D沙具模型。

编辑地形：可编辑沙盘里地形升高、降低、画水、抹平、铺草,

可实现连续性的编辑地形。通过地形编辑器对场景地形进行上升、

下降、平坦等创造性制作场景，也可以通过控件进行地表切换,进行地

形填充与批量化场景创设。

切换视角：可实现场景对象上下左右视角切换。

旋转相机：可实现摄像机环绕场景对象360度查看。

切换鸟瞰：可切换到俯视图角度观看整个心理沙盘作品。

＞场景沙盘：多种样式的沙箱场景。根据沙盘主题进行自由选择，

包含草原、森林、沙漠、湖畔、海岛、雪地、战争、小溪、城市、

古镇等。

编辑地形：可编辑沙盘里地形升高、降低、画水、抹平、铺草

等，可实现连续性的编辑地形。通过地形编辑器对场景地形进行上升、

下降、平坦等创造性制作场景，也可以通过控件进行地表切换,进行地

形填充与批量化场景创设。

切换视角：可以实现场景对象上下左右视角切换。

旋转相机：可以实现摄像机环绕场景对象360度查看。

切换鸟瞰：可切换到俯视图角度观看整个心理沙盘作品。

自定义沙具属性：管理员可以自定义沙具属性，支持沙具的左

右、上下、大小、翻转等操作，该属性能够为沙具意义分析报告提

供参考根据。

＞机身控制：可设置联动调节机器物理上升、下降、倾斜、躺平。

＞加载功能：将一次沙盘制作分为若干次，每次均在上次基础上进

行沙盘制作，适合多次连续咨询。

＞回放功能：系统提供实时回放，将沙盘制作过程重新呈现，可以

作为学习资料进行存档留存。

＞报告管理：支持按照沙盘主题、用户、教师、沙盘类型、状态、

日期等查询条件查询报告;实现新增个体沙盘报告。

＞用户信息管理功能：用户注册、录入、保存等功能，可以查看用

户的沙盘作品报告。

＞登录方式：支持用户游客登录、用户登录、用户注册。

＞管理员权限：管理员模式下可以查看普通用户的沙盘制作以及分

析报告；支持管理员可批量导入普通用户信息，方便管理员管理

用户信息。

＞沙具升级：支持3D沙具扩展与升级。

＞游戏呈现方式：全3D视角，可俯视仰视旋转3D场景。

2.心理教学系统设计。涵盖100多个心理学经典实验的集成系

统，包含普通心理学、儿童心理学、认知心理学等七大领域的典型

实验系统，包括教师端心理教学系统与学生端心理教学系统，其主

要功能包括：

＞实验模块完整：包含完整的实验信息和实验程序。

＞实验覆盖范围广：至少包含7大领域，不少于13()个经典心理学

使用。

＞实验列表：管理员可以自定义实验列表。

＞默认实验：管理员可以指定默认实验。

＞用户权限：管理员可以添加新用户，修改用户权限。

＞数据输出：针对管理员用户可批量导出原始数据和结果分数、

＞数据备份：管理员用户可将系统中当前所有数据备份到指定文件

夹下。

＞数据恢复：管理员用户可从已备份的数据文件中恢复数据。

＞数据同步：实现电脑之间的数据共享。

＞数据查询：可根据不同线索查询数据。

＞职业学历代码：管理员用户可以修改职业学历代码。

＞硬件检测：系统中提供硬件检测工具，可对计算机的声音设备进

行检测。

＞网络模块：对局域网内的所有客户端进行管理。

3,心理管理系统（综合版）设计。集发布测评、数据分析、危机

干预等为一体的综合软件，主要运用于对小学教育专业学生如何开

展小学阶段的学生心理测量及对测试结果的分析进行教学，其主要

功能包括：

＞系统概览：可概览该单位内的留言记录、预约咨询记录、访问统

计、预警人群的年龄性别统计、留言处理未处理的实时数据、团

体辅导情况、预警的等级划分情况以及预警人员的具体定位。

＞权限管理：本系统遵循权责统一、自上而下分级管理理念，设置

多级角色，且管理员可根据单位实际情况配置拥有不同权限的管

理用户。

＞危机预警：进行心理普查或自测后，系统筛查出心理健康异常的

情况并进行警报提示，再进一步筛选出需要注意的预警人员名

单，只要根据流程操作即可。系统提供多种在线预警处理方式及

督导方案，同时支持线上及线下个体干预。

＞测评统计：教师可以根据不同量表，以及每个量表的总均分、各

类因子分、性别、年龄、来源地、组织结构等多种组合条件来选

取样本，进行整体状况查询及数据分类检索，可以导出多维的统

计报告。

＞测评发布：系统可以根据组别选择单位用户，也可选择指定单一

用户，同时依据量表名、量表适用年级以及适用年龄等多条件综

合选择来发放量表。同时教师可针对量表自定义名称，做到用户

端和管理端区别显示，但数据关联。

＞测评记录：每条测评记录教师都可查看处理，每个测试的具体的

分值以及结果折线图等，同时还可以针对性给每个用户写心理诊

断建议；以上都处理完毕后，教师可以选择是否推送消息，用户

端将会收到消息提醒。

(A)语言技能实训室

本项目软件系统设计主要包括语音识别、语音评测、互动教学

平台、优秀教学资源、普通话模拟训练考试、教师后台数据管理等

多个模块。

1.语音识别模块

＞选用先进的语音识别算法，能够准确、迅速地将学生的发音转换

为文字，便于教师对学生的发音进行分析和评价。

＞支持统计学生发音错误的类型和频率，提供量化的反馈信息帮助

学生针对性地改进发音。

2.语音评测模块

＞选用具备高度准确性和灵敏度的语音评测算法，能够对学生的发

音进行全面评估。

＞提供实时评分和反馈，指导学生调整发音，如音高、语调、节奏

等方面。

＞支持多种复杂语音训练任务，如朗读、对话、口语测试等以满足

不同级别和需求的学生。

3.互动教学平台

＞提供丰富的互动学习内容，如音标练习、会话模拟、听说训练等。

＞支持学生与虚拟角色进行对话互动，能够即时检测和纠正学生的

发音和语调问题。

＞提供学习进度跟踪和评估功能，让学生自主进行学习和提升。

4.优秀教学资源

＞提供优质的视频教学课程，涵盖普通话发音、口语表达等方面。

＞通过名师示范和解析，帮助学生理解和掌握正确的发音技巧。

5•普通话模拟训练考试软件

＞普通话模拟测试模块。提供与国家PSC完全一致的全真模拟测

试，计算机自动评分，出示模拟测试报告，指出测试者在发音中

存在的主要问题；可实现用户模拟测试记录的查询以及考生成绩

的统计等管理功能。

＞命题说话范文。提供普通话命题说话范文不少于60篇，具有名

家示范跟读练习不低于60个。

＞普通话短文考试。供普通话短文朗读训练不少于6()篇，具有名

家示范跟读练习不低于6()个。

6.教师后台数据管理软件

＞后台用户登陆，可根据工作需要开通用户权限，并获取账号及密

码。

＞后台统计管理。

＞更新上传文库，管理员或者使用单位均可上传自己的专属文库资

源。

＞资源上传模块功能具有搜索、新增、删除等功能。

＞配乐管理，可上传各种不同风格主题的音乐。

＞后台录音统计管理，对客户端唐诗宋词，语音训练，模拟考试等

模块进行录音试听和保存。

＞评分系统提供唐诗宋词，语音训练，模拟考试朗读评分和数据报

表，后台支持数据报表查询。

＞后台录音统计管理，管理员可查看普通话智能评测机来源的所有

考试试卷数量及详细列表，同时在成绩查询处对作品进行下载导

出评分表等。

＞数据统计可对语音训练、模拟考试评测等活动产生数据进行统

计。

★本项目8间实训室主要软件如下:

序号设备名称数量所属实训室

1学生互动拍摄系统5()数字书写实训室

2智能笔洗系统50数字书写实训室

3笔尖跟踪直播示范系统1数字书写实训室

4书法分组教学软件1数字书写实训室

5电子点签系统1数字书写实训室

6书法字帖排版系统1数字书写实训室

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