多媒体教学系统解决方案

一、概述

1.1 方案背景

　　 现代教学是全方位的教学，可以是传统的面授教学，也可以是远程教学，而多媒体教学的应用也愈加广泛，采用多媒体教学的“校校通”工程正在各中小学校如火如荼地开展。对于多媒体教学来说，学校需要有为其量身定做的多媒体教学软件，可以为教师提供更好的教学素材和教学方式，扩展教师的能力空间，还可以为学生提供更加有声有色的形象教学；同时也需要完善的系统平台，可以提高整体管理水平和工作效率、促进信息交流，与国际教学水平接轨。

1.2 公司介绍

　　 恒盛高科与飞利浦公司、全国政协、中软、北京航空航天大学、中国农业大学等多家国内外公司、政府机构以及高等院校有深入合作关系。
公司的主要经营业务包括：计算机软硬件研发、网络工程建设、系统集成、信息服务等。涉及通信，工业控制，数据库开发等多个领域。公司不仅具有开发大型项目的丰富经验，还具有多个独立自主产权的产品。公司致力于发展民族软件产业，希望通过自身的努力，提高中国的软件产业整体水平。

二、总体方案

2.1 方案概述

多媒体教室是将计算机及网络技术应用到教学领域形成的，将图像、声音、文字、动画等媒体融合起来，为学生提供丰富生动教学素材，达到寓教于乐效果的新型教室。但是,因此也增加其应用的复杂程度和管理的难度。采用多媒体教学的学校不仅需要一个功能完善、简单易用、方便教学和可以提高教学质量的教学软件，同时还需要一个可以统一管理、易于维护的系统平台。两者的统一可以更加有利于多媒体教学系统的推广应用。
目前学校的多媒体教学系统一般采用PC机作为学生机，而学生机只做为显示教学内容的机器和提供学生简单的操作，无需太多的配置。PC机价格昂贵，只有10%~30%使用率，一般3-5年即被淘汰，硬件和软件的升级成本高，造成了极大的资源浪费。而很多学校因为资金困难，多媒体教学更是成了一块鸡肋。同时PC机由于是分布式管理，设备分散，PC相对个性化，使用者随意性大，这些都给系统管理员带来了极大的管理困难，维护PC机也造成了很大的工作量。
多媒体教学系统构建在网络之上，他们是密不可分的。没有网络的顺畅就没有教学系统的正常使用。PC机与服务器之间大量的数据流很容易造成带宽压力，PC机本地带有大量的存储设备，很容易感染病毒而在网络中传播和遭受黑客攻击，这些最终会导致网络瘫痪，威胁系统安全。
由于多媒体教学应用越来越广，市场上的软件产品也是良莠不齐。很多多媒体教学软件只是纯粹增加多媒体功能，并没有发挥多媒体在教学中的功用，充分提供学生一个感性的学习环境。同时由于多媒体教学系统操作复杂，有时候反而降低了教学效率。
对于多媒体教学中存在的弊端，采用NC作为学生端设备以及多媒体教学软件的整体解决方案。该方案主要解决了上文中所涉及的主要问题：
1、客户端采用灵易NC，降低了TCO（总拥有成本），包括软硬件购买、安装升级成本，维护成本和用户使用成本等。灵易NC价格相对PC低，配置简单，没有多余外设和本地存储，不需要客户端软件，所有工作全部在服务器上完成，灵易NC只作为显示的桌面和I/O设备，而少量的数据流对网络带宽不形成压力，也不会威胁系统网络的安全；并且NC的软硬件不需要升级，操作十分方便，用户对NC的使用也被最大程度地控制在服务器端，在大大降低了管理员的工作量的同时也方便了用户的使用。
2、多媒体教学软件采用多媒体教学软件。多媒体教学软件不仅提供教师良好的教学内容、授课方式，也给学生提供更好与教师交流的方式，而且多媒体教学软件还具备较好的管理控制功能。
整体解决方案的软件系统采用区别于传统的C/S结构，而是基于NC和终端服务器的新型的三层C/S结构。网络的系统结构采用基于TCP/IP协议的交换式100BASE—T快速以太网作为主干网络，设置一台主交换机通过双绞线与网关和域服务器相连组成中心机房。通过双绞线向下连接设在各教室的分交换机，每个教室分别设置终端服务器、1台教师用应用服务器和若干学生机，每台学生用的NC通过交换机集连在一起，网络拓扑结构呈星型。整个网络通过专线与外部网络相连。 
       

系统硬件组成核心为：

学生端设备
终端服务器：为学生端设备提供总体服务
教师端服务器机：提供教学过程，与学生交流并对学生端进行控制
整体解决方案为多媒体教学系统提供了一个稳定的硬件平台。NC由于采用嵌入式操作系统，性能稳定，简单易操作，管理维护集中，增强了网络系统的稳定性和可管理性。同时多媒体教学系统也提供给学校、教师和学生一个良好的网络教学工具。

2.2 硬件系统

　　 整个多媒体教学系统的硬件及网络系统是以NC、服务器和以TCP/IP协议构建的交换式快速以太网组成。

2.2.2 终端服务器

终端服务器主要功能是提供网络计算机的一个服务平台。操作系统采用WINDOWS 2000，并安装多媒体教学系统学生端软件。所有NC数据的存贮、运算、分析，学生端程序的运行都在终端服务器上。
对于多媒体教学而言，由于并发性较强，建议一台终端服务器带30台NC。每个教室可根据具体情况来配置终端服务器的数量。
终端服务器由于承载所有学生端用户，因此配置需求较高。对于当前的网络而言，根据教室容量，服务器可采用双路PIII 800MHz以上CPU，大于1GB内存（每个NC用户需要一定的内存空间），SCSI硬盘（SCSI硬盘性能较好，其大小视使用的应用程序和用户数量而定）或磁盘阵列，100M网卡一块（如果很多用户要求访问存储在网络服务器上的数据或运行客户/服务器程序，也可能需要用两块）、四声道声卡以及光驱。

2.2.3 教师机

教师机的操作系统采用 WINDOWS9.8，办公软件采用MICROSOFT OFFICES 7.0，同时安装多媒体教学软件的教师端软件，通过教师端软件来对学生端的NC进行控制，实现教学过程。
由于教师机主要进行应用，如授课、监控、广播音频和视频等。建议可用性能较好的PC机作为教师机。系统配置采用PIII 733MHz以上CPU，128M以上内存，100M网卡一块，四声道声卡一块，硬盘空间按照用户需求和信息数据量而定。

2.2.4 网络配置

　　 采用100BASE—T快速以太网交换机，各交换机通过双绞线相连，组网协议可采用TCP/IP协议。
交换机数量以网络容量为准。

2.3 软件系统

2.3.1 多媒体教学和远程控制系统

　　 多媒体教学系统是将计算机及网络技术应用到教学领域形成的，将图像、声音、文字、动画等媒体融合起来，为学生提供丰富生动教学素材，达到寓教于乐效果的新型教室。教师可以通过局域网/互联网进行授课，答疑，并可以通过网络为学生进行可视化讲解，为学生演示各种学科的应用软件系统。学生可以向老师提问，让老师为其答疑。这些均是通过计算机及网络实现，老师和学生不必离开自己的座位。同时教师还可以通过多媒体教室进行其它与课堂相关的管理。
主要提供功能有：交流、屏幕广播、声音广播、屏幕监看、座位存档、键盘锁定、发送命令、远程复位等多种教学功能。

2.3.2 实验室测试结果

　　 在实验室的测试环境下，可以用于网络计算机，终端服务器压力比较小。使用大约5-7台灵易NC时，CPU负载小于10%。（详见测试报告）

2.4 系统工作方式

　　 基于NC的多媒体教学系统解决方案的工作方式如下：
1、终端服务器安装多媒体教学软件的学生端部分，进行学习过程和接受教师机控制。
2、教师机安装多媒体教学软件的教师机部分，进行教学和控制过程。
3、学生通过NC登录到终端服务器，运行学生端软件。终端服务器上每个学生端的会话与教师机交互信息，通过RDP协议上传学生端的鼠标、键盘信息，并将教师机信息下传至学生机的灵易NC，学生端获取教学内容，同时可与教师进行交流。
4、学生端用户之间相互隔离，互不影响。