智慧教育云平台应用系统方案设计.docx
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智慧教育云平台应用系统
方案设计
115
目录
1. 引言 5
1.1. 文档目的 5
1.2. 产品定义 5
1.3. 适用范围 5
1.4. 缩写 5
1.5. 名词定义 5
2. 总体设计 7
2.1. 应用结构图 7
2.2. 技术架构图 7
2.3. 用户角色分析 9
2.3.1. 区域教育局 9
2.3.2. 学校管理层 9
2.3.3. 教师用户 10
2.3.4. 学生用户 10
2.3.5. 家长用户 10
2.4. 云平台及应用系统功能范围 12
3. 云平台主要子系统需求 14
3.1. 统一身份认证系统需求 14
3.1.1. 功能描述 14
3.1.2. 需求描述 14
3.2. 基于云计算架构的基础数据库系统需求 15
3.2.1. 功能描述 15
3.2.2. 需求描述 15
3.2.3. 接入平台方案一 24
3.2.4. 接入平台方案二 32
3.3. 基于学生自主学习及教师、家长辅助的教育教学平台需求 39
3.3.1. 功能描述 39
3.3.2. 需求描述 39
3.4. 基于云架构的教育资源管理平台需求 45
3.4.1. 功能概要描述 45
3.4.2. 需求描述 45
3.5. 基于云架构的学校教务管理平台需求 48
3.5.1. 功能描述 48
3.5.2. 需求描述 48
3.6. 基于云架构管理的学校网站个性化自建及管理平台需求 52
3.6.1. 功能描述 52
3.6.2. 需求描述 53
4. 云平台其它应用平台需求 59
4.1. 实验室子系统需求 59
4.1.1. 功能描述 59
4.1.2. 需求描述 59
4.2. 总站后台管理系统需求 61
4.2.1. 功能描述 61
4.2.2. 需求描述 61
4.3. 学校站后台管理系统需求 65
4.3.1. 功能描述 65
4.3.2. 需求描述 65
4.4. 云客户端子系统需求 68
4.4.1. 功能描述 68
4.4.2. 需求描述 69
5. 相关文档 71
6.普陀智慧教育云平台升级改造概述 72
7.详细技术实施方案 75
7.1设备物理图 75
7.1.1核心交换机思科Nexus7010 75
7.1.2汇聚交换机思科Nexus5548 75
7.2IP地址规划 75
7.3VLAN规划 76
7.4路由规划 77
8.存储、刀片规划实施方案 78
8.1、方案整体规划 78
8.2、存储硬件部署 80
8.3、LUNManager 84
8.4、华为刀片服务器 91
8.5、Vmware虚拟化平台 93
8.6、灾备方案 99
9.试点学校终端系统设计 99
9.1多媒体教室配备说明 99
9.2智能教室配备说明(甘泉、江宁、中北各1个教室) 101
9.3智能会议室配备说明(甘泉、江宁、中北各1个会议室) 101
9.4终端配置清单 102
10.网络端设备配置清单 127
10.1核心交换机Nexus7000 127
10.2汇聚交换机Nexus5000-1 139
10.3汇聚交换机Nexus5000-2 142
1.引言
1.1.文档目的
区智慧教育云平台应用系统的需求说明书主要用于系统的研发人员(乙方)与区教育本系统相关人员(甲方)在就平台开发的需求、功能等方面进行沟通和明确。
1.2.产品定义
为响应国家及上海市教育信息化建设要求,通过教育技术手段促进普陀教育资源均衡发展、提升教育教学质量,区教育局着手建设“区智慧教育云项目”。
本项目的建设,拟通过教育云平台对全区各类学校优质教育教学资源的整合、共享及发布,建立区域教育信息化公共服务体系,改变教师教学方式,并提升学生学习品质。
1.3.适用范围
本文档适用于上海华师京城网络科技有限公司建设区智慧教育云平台应用系统项目,预期读者为产品经理、开发人员、测试人员。
1.4.缩写
1.5.名词定义
2.总体设计
2.1.应用结构图
区智慧教育云平台应用架构:
智慧教育云平台是基于云计算架构的一个集教学、管理、学习、娱乐、交流于一体,以教育部门、学校、教师、学生、家长等用户空间为基础,结合虚拟班级、虚拟学校、虚拟课堂等互动社区,以及视频中心、实验室等资源,为不同用户提供个性化服务的操作和创新平台。
智慧教育云平台融传统与现代教育教学活动及管理方式为一体,打造了网络空间与教育模式相结合的应用模式。
图「3-1」传统教学业务流程
2.2.技术架构图
智慧教育云平台以标准的云计算三层构架为基础(IAAS、PAAS、SAAS),提出了具有教育行业特色的EPAAS层,同时加入了以数据资源为核心的资源平台层RAAS,是一个标准的SOA构架的平台。
(如下图)
图「3-2」智慧教育云平台技术架构图
教育云能提供的类型服务包括:
1.资源服务(RAAS):
各市教育资源、各出版社资源、各培训机构、第三方合作单位、行业云平台应用等开放云平台服务;
2.应用服务(SAAS):
云桌面、互动社区、虚拟学校、虚拟班级、虚拟课堂、数字实验室、数字图书馆、资源中心、视频中心、备课系统、预习系统、作业系统、考试系统、教具软件、学具软件;
3.教育平台服务(EPAAS):
用户管理、业务管理、身份认证、流量/空间管理、积分/计费管理;
4.基础设施(IAAS):
提供虚拟硬件资源,用户无需购买服务器、网络设备、存储设备,只需通过互联网即可搭建自己的应用空间。
智慧教育云平台服务具备以下优势:
可以支持多数的硬件平台,使用云技术来做数据的整理、存储,以及推广服务;
将内容以及校园的数据统一集成,可在多终端上体验以及共享;
提供统一的信息平台;可让管理者、家长、老师以及学生便捷的找到自己需要的资源;
提供了统一系统的网络管理;改善当前各校管理系统繁杂的现状;
提供统一的认证方式;减少了学校重复多余的账号管理;
在云端上可以体现新的教学模式(例如“翻转课堂”概念以及个性化的学习);
实现了校园与校园的互动平台;
创建统一开放的资源平台,可以让更多内容供应商提供校园所缺的资源;
实现了“胖中心,瘦终端”的理念;统一规划,系统性推进,避免了校区的重复建设,减少整体投入。
2.3.用户角色分析
智慧教育云平台主要服务对象包括:
区域教育局、学校管理层、教师用户、学生用户、家长用户等五类角色。
他们既是平台的构建者、又是平台的使用者。
不同用户登录教育云客户端,云平台将为他们提供不同的服务权限。
同时,随着智慧教育云的建成运营,教育资源将实时更新,不断积累,提供海量的教学资源供用户共享。
2.3.1.区域教育局
充分利用网络技术为区教育局的教育教学、教育管理及学习型城区建设服务,逐步形成区域教育信息化公共服务体系,建立开放共享的数字化教育资源建设体系,促进优质资源的共享。
为区教育局构建一个社区化网络环境下的沟通学习空间,实现各种教育资源在全区范围内的集聚、整合、共建、共享,保障每一个学生都有公平接受教育的机会和享受优质教育的条件。
为区域教育局提供区域信息发布平台(区域门户)、区域资源共享平台、教师进修平台、应用软件平台、区域远程网络协同教学平台、区域视频点播平台、区域虚拟仿真实验室等服务。
通过智慧教育云平台,区域教育局可以便捷的实现教育信息化集中管理,降低教育基建运行维护成本,推动区教育均衡发展。
2.3.2.学校管理层
为学校提供校信息发布平台(学校门户)、校虚拟班级、校账户管理、校资源共享平台、校远程网络协同教学平台、校视频点播平台、校虚拟仿真实验室平台、家校沟通平台等服务。
帮助学校建立高效、全方位的校园智能信息管理系统,学校无需再为信息化管理、教育资源投入额外资金,实现从传统书本化教育向新型网络媒体化教育转变的进程。
为学校提供虚拟基础设施与教学应用服务,同时可对下级各学校站点统一建设、统一管理,并支持其个性化的建站方式。
2.3.3.教师用户
为教师提供课前预习发布平台、云备课平台、远程网络协同教学平台、作业发布平台、资源平台、视频点播平台、虚拟仿真实验室、应用中心、录播软件系统、SNS个人空间、家校沟通平台、云客户端软件等服务。
通过智慧教育云平台,教师可以方便的获取各种优质教育资源,并实现和区内其他教师间优质资源的共建共享;平台也为教师提供了一站式虚拟工作空间,与课前、课堂、课后管理平台,教师可根据在线教学方针定制学习计划和督促学生按时提交作业,提高了信息化技术应用程度与教学效率;智慧教育云平台还为教师之间、教师与学生、教师与家长、教师与教育管理者之间搭建了便捷沟通互动的桥梁。
2.3.4.学生用户
为学生提供课前预习平台、远程网络协同学习平台、作业平台、测试平台、资源平台、让视频点播平台、虚拟仿真实验室、SNS个人空间、应用中心、云客户端软件等服务,为学生提供了集学习、交流、娱乐行为于一体的虚拟空间。
课前预习、课堂测试、课后作业平台与授课教师工作空间相互绑定,实现在云技术下的自主预习、学习、复习;学生视频中心,可以点播名师授课视频,参与空中课堂,随时随地,随想随学;互动社区,为学生提供一个绿色的网上交流环境,学生能够与本校或者他校学生合作与交流。
让学生自己掌控学习——根据自身情况来安排自己的学习,真正实现深度学习。
2.3.5.家长用户
为家长提供我的孩子、孩子的班级、孩子的教师、家长的SNS个人空间、资源平台、远程网络再学习平台、视频点播平台、虚拟仿真实验室、应用中心、云客户端软件等服务。
智慧教育云平台建立了家长了解孩子学习相关情况的渠道,方便家长与学校的即时联系沟通,与孩子的教师在线交流、了解孩子的相关情况,浏览孩子的空间,实现与孩子、教师的更好交流,使家长更多的参与到孩子的学习生活当中。
2.4.云平台及应用系统功能范围
区智慧教育云平台应用系统包含以下几个方面:
1.有线、无线上网身份统一认证系统
为各子系统、业务平台提供统一身份认证以及基础数据访问服务,在统一身份认证方面,使用Oauth2.0模式提供网页端、客户端跨平台访问能力。
2.基于云计算架构的关系型数据库系统
平台将关系型数据存放到关系型数据库中,包括区教育局底层数据库,对区教育系统人、财、物、教育教学、管理等平台涉及到的基础数据集中存储;为应对大规模的数据,数据库采用分库分表设计,以备将来数据规模大时进行水平扩展。
对于非关系数据库,平台采用MongoDB等高效访问数据存储来存放非关系型数据,如评论、消息等。
还有一些用完就可以废弃的临时数据。
3.基于学生自主学习及教师、家长辅导的教育教学平台
平台将为教师提供微课资源发布共享,学习任务发布,作业批改和学情检测等;为学生和家长提供学生知识体系化的微课自主学习功能,在线完成学习任务,学生或家长可以根据学习情况自动记录与分析学习情况。
提供基于任务推送,自主学习场景的互动交流服务功能,为教师之间、教师与学生、教师与家长、教师与教育管理者之间搭建了便捷沟通互动的桥梁。
4.基于云架构的教育教学资源管理平台
平台为教师与学生提供教学资源共建分享服务功能,教师可以上传优秀个人资源,可以使用共建资源;学生可以按知识体系学习使用资源。
另外平台的实验子系统提供虚拟实验与仿真实验,为师生构建开放的自由环境,用户可亲自动手搭建各种学科场景,进行自主性、探究性的学习。
5.基于云架构的学校教务管理平台
教务管理子系统提供基础数据维护,包括年级学科课程教师信息维护等功能;提供学生服务系统,包括登记报名,学科课表,考试安排与成绩单查询等功能;提供教学管理系统,包括教学计划、教学任务管理和工作量汇总统计功能等;提供智能排课子系统,考务与成绩管理子系统等。
6.
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- 智慧 教育 平台 应用 系统 方案设计
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