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                多媒體教學系統解決方案

                發布時間:2017-04-02   來源:恒盛高科  查看:

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                一、概述

                1.1 方案背景

                   現代教學是全方位的教學,可以是傳統的面授教學,也可以是遠程教學,而多媒體教學的應用也愈加廣泛,采用多媒體教學的“校校通”工程正在各中小學校如火如荼地開展。對于多媒體教學來說,學校需要有為其量身定做的多媒體教學軟件,可以為教師提供更好的教學素材和教學方式,擴展教師的能力空間,還可以為學生提供更加有聲有色的形象教學;同時也需要完善的系統平臺,可以提高整體管理水平和工作效率、促進信息交流,與國際教學水平接軌。

                1.2 公司介紹


                   恒盛高科與飛利浦公司、全國政協、中軟、北京航空航天大學、中國農業大學等多家國內外公司、政府機構以及高等院校有深入合作關系。
                公司的主要經營業務包括:計算機軟硬件研發、網絡工程建設、系統集成、信息服務等。涉及通信,工業控制,數據庫開發等多個領域。公司不僅具有開發大型項目的豐富經驗,還具有多個獨立自主產權的產品。公司致力于發展民族軟件產業,希望通過自身的努力,提高中國的軟件產業整體水平。


                二、總體方案

                2.1 方案概述


                多媒體教室是將計算機及網絡技術應用到教學領域形成的,將圖像、聲音、文字、動畫等媒體融合起來,為學生提供豐富生動教學素材,達到寓教于樂效果的新型教室。但是,因此也增加其應用的復雜程度和管理的難度。采用多媒體教學的學校不僅需要一個功能完善、簡單易用、方便教學和可以提高教學質量的教學軟件,同時還需要一個可以統一管理、易于維護的系統平臺。兩者的統一可以更加有利于多媒體教學系統的推廣應用。
                目前學校的多媒體教學系統一般采用PC機作為學生機,而學生機只做為顯示教學內容的機器和提供學生簡單的操作,無需太多的配置。PC機價格昂貴,只有10%~30%使用率,一般3-5年即被淘汰,硬件和軟件的升級成本高,造成了極大的資源浪費。而很多學校因為資金困難,多媒體教學更是成了一塊雞肋。同時PC機由于是分布式管理,設備分散,PC相對個性化,使用者隨意性大,這些都給系統管理員帶來了極大的管理困難,維護PC機也造成了很大的工作量。
                多媒體教學系統構建在網絡之上,他們是密不可分的。沒有網絡的順暢就沒有教學系統的正常使用。PC機與服務器之間大量的數據流很容易造成帶寬壓力,PC機本地帶有大量的存儲設備,很容易感染病毒而在網絡中傳播和遭受黑客攻擊,這些最終會導致網絡癱瘓,威脅系統安全。
                由于多媒體教學應用越來越廣,市場上的軟件產品也是良莠不齊。很多多媒體教學軟件只是純粹增加多媒體功能,并沒有發揮多媒體在教學中的功用,充分提供學生一個感性的學習環境。同時由于多媒體教學系統操作復雜,有時候反而降低了教學效率。
                對于多媒體教學中存在的弊端,采用NC作為學生端設備以及多媒體教學軟件的整體解決方案。該方案主要解決了上文中所涉及的主要問題:
                1、客戶端采用靈易NC,降低了TCO(總擁有成本),包括軟硬件購買、安裝升級成本,維護成本和用戶使用成本等。靈易NC價格相對PC低,配置簡單,沒有多余外設和本地存儲,不需要客戶端軟件,所有工作全部在服務器上完成,靈易NC只作為顯示的桌面和I/O設備,而少量的數據流對網絡帶寬不形成壓力,也不會威脅系統網絡的安全;并且NC的軟硬件不需要升級,操作十分方便,用戶對NC的使用也被最大程度地控制在服務器端,在大大降低了管理員的工作量的同時也方便了用戶的使用。
                2、多媒體教學軟件采用多媒體教學軟件。多媒體教學軟件不僅提供教師良好的教學內容、授課方式,也給學生提供更好與教師交流的方式,而且多媒體教學軟件還具備較好的管理控制功能。
                整體解決方案的軟件系統采用區別于傳統的C/S結構,而是基于NC和終端服務器的新型的三層C/S結構。網絡的系統結構采用基于TCP/IP協議的交換式100BASE—T快速以太網作為主干網絡,設置一臺主交換機通過雙絞線與網關和域服務器相連組成中心機房。通過雙絞線向下連接設在各教室的分交換機,每個教室分別設置終端服務器、1臺教師用應用服務器和若干學生機,每臺學生用的NC通過交換機集連在一起,網絡拓撲結構呈星型。整個網絡通過專線與外部網絡相連。 

                       

                系統硬件組成核心為:

                學生端設備
                終端服務器:為學生端設備提供總體服務
                教師端服務器機:提供教學過程,與學生交流并對學生端進行控制
                整體解決方案為多媒體教學系統提供了一個穩定的硬件平臺。NC由于采用嵌入式操作系統,性能穩定,簡單易操作,管理維護集中,增強了網絡系統的穩定性和可管理性。同時多媒體教學系統也提供給學校、教師和學生一個良好的網絡教學工具。


                2.2 硬件系統


                   整個多媒體教學系統的硬件及網絡系統是以NC、服務器和以TCP/IP協議構建的交換式快速以太網組成。

                2.2.2 終端服務器

                終端服務器主要功能是提供網絡計算機的一個服務平臺。操作系統采用WINDOWS 2000,并安裝多媒體教學系統學生端軟件。所有NC數據的存貯、運算、分析,學生端程序的運行都在終端服務器上。
                對于多媒體教學而言,由于并發性較強,建議一臺終端服務器帶30臺NC。每個教室可根據具體情況來配置終端服務器的數量。
                終端服務器由于承載所有學生端用戶,因此配置需求較高。對于當前的網絡而言,根據教室容量,服務器可采用雙路PIII 800MHz以上CPU,大于1GB內存(每個NC用戶需要一定的內存空間),SCSI硬盤(SCSI硬盤性能較好,其大小視使用的應用程序和用戶數量而定)或磁盤陣列,100M網卡一塊(如果很多用戶要求訪問存儲在網絡服務器上的數據或運行客戶/服務器程序,也可能需要用兩塊)、四聲道聲卡以及光驅。

                2.2.3 教師機


                教師機的操作系統采用 WINDOWS9.8,辦公軟件采用MICROSOFT OFFICES 7.0,同時安裝多媒體教學軟件的教師端軟件,通過教師端軟件來對學生端的NC進行控制,實現教學過程。
                由于教師機主要進行應用,如授課、監控、廣播音頻和視頻等。建議可用性能較好的PC機作為教師機。系統配置采用PIII 733MHz以上CPU,128M以上內存,100M網卡一塊,四聲道聲卡一塊,硬盤空間按照用戶需求和信息數據量而定。


                2.2.4 網絡配置


                   采用100BASE—T快速以太網交換機,各交換機通過雙絞線相連,組網協議可采用TCP/IP協議。
                交換機數量以網絡容量為準。


                2.3 軟件系統

                2.3.1
                多媒體教學和遠程控制系統

                   多媒體教學系統是將計算機及網絡技術應用到教學領域形成的,將圖像、聲音、文字、動畫等媒體融合起來,為學生提供豐富生動教學素材,達到寓教于樂效果的新型教室。教師可以通過局域網/互聯網進行授課,答疑,并可以通過網絡為學生進行可視化講解,為學生演示各種學科的應用軟件系統。學生可以向老師提問,讓老師為其答疑。這些均是通過計算機及網絡實現,老師和學生不必離開自己的座位。同時教師還可以通過多媒體教室進行其它與課堂相關的管理。
                主要提供功能有:交流、屏幕廣播、聲音廣播、屏幕監看、座位存檔、鍵盤鎖定、發送命令、遠程復位等多種教學功能。


                2.3.2 實驗室測試結果


                   在實驗室的測試環境下,可以用于網絡計算機,終端服務器壓力比較小。使用大約5-7臺靈易NC時,CPU負載小于10%。(詳見測試報告)

                2.4 系統工作方式

                   基于NC的多媒體教學系統解決方案的工作方式如下:
                1、終端服務器安裝多媒體教學軟件的學生端部分,進行學習過程和接受教師機控制。
                2、教師機安裝多媒體教學軟件的教師機部分,進行教學和控制過程。
                3、學生通過NC登錄到終端服務器,運行學生端軟件。終端服務器上每個學生端的會話與教師機交互信息,通過RDP協議上傳學生端的鼠標、鍵盤信息,并將教師機信息下傳至學生機的靈易NC,學生端獲取教學內容,同時可與教師進行交流。
                4、學生端用戶之間相互隔離,互不影響。

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