智慧課堂 課件 第四章 智慧課堂支撐環(huán)境 第一節(jié) 智慧課堂支撐環(huán)境的總體結(jié)構(gòu)VIP

《智慧課堂》

第四章

智慧課堂支撐環(huán)境

第一節(jié)

智慧課堂支撐環(huán)境的總體結(jié)構(gòu)開啟智慧人生成就中國夢想一、智慧課堂支撐環(huán)境的基本構(gòu)成二、智慧課堂支撐環(huán)境的運(yùn)行模式三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)一、智慧課堂支撐環(huán)境的基本構(gòu)成

智慧課堂支撐環(huán)境是利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、VR/AR和人工智能等技術(shù)，能夠有效支撐備課、教學(xué)、學(xué)習(xí)\評價(jià)等活動的一體化、智能化教學(xué)環(huán)境，是為教學(xué)活動提供智慧應(yīng)用服務(wù)的教室空間及其軟硬件裝備的總和。云端一體化智慧教與學(xué)平臺智慧教室（平板電腦智慧教室、數(shù)字紙筆智慧教室、VR/AR智慧教室等）智慧課堂支撐環(huán)境由智慧教與個(gè)性學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)資源與智能工具和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等組成由多媒體教學(xué)設(shè)備、智能終端設(shè)備（PAD、手寫板、AR/VR及全息設(shè)備等）、智能集控終端及終端應(yīng)用服務(wù)等組成一、智慧課堂支撐環(huán)境的基本構(gòu)成開啟智慧人生成就中國夢想一、智慧課堂支撐環(huán)境的基本構(gòu)成二、智慧課堂支撐環(huán)境的運(yùn)行模式三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)二、智慧課堂支撐環(huán)境運(yùn)行模式

智慧課堂支撐環(huán)境運(yùn)行模式是指云端一體化智慧教學(xué)平臺、智能支撐設(shè)備、智慧教學(xué)系統(tǒng)，以及教學(xué)資源與智能工具等軟硬件設(shè)施有效支持教與學(xué)活動的運(yùn)行機(jī)制。教學(xué)和學(xué)習(xí)情況數(shù)據(jù)教與學(xué)活動安排選擇合適的教學(xué)資源與智能工具教學(xué)套件資源和學(xué)習(xí)路網(wǎng)資源準(zhǔn)備出利用完成講授活動組織學(xué)生開展自主/合作/探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)情況動態(tài)檢測和分析智能教室設(shè)備和云端一體化智慧教與學(xué)平臺課后作業(yè)布置資源發(fā)布組織開展個(gè)性化學(xué)習(xí)課前課中課后開啟智慧人生成就中國夢想一、智慧課堂支撐環(huán)境的基本構(gòu)成二、智慧課堂支撐環(huán)境的運(yùn)行模式三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)

智慧課堂支撐環(huán)境應(yīng)采用微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)，將機(jī)構(gòu)、用戶、課程、資源、教學(xué)、學(xué)習(xí)等都獨(dú)立成微服務(wù)，支持持續(xù)開發(fā)、部署和交付模式，各服務(wù)高內(nèi)聚、低耦合，確保平臺支持集群及負(fù)載均衡，具有高并發(fā)、高可用、高可靠、易擴(kuò)展及支持多終端等技術(shù)特性。智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)包括終端設(shè)備、展現(xiàn)層、應(yīng)用層、支撐層、數(shù)據(jù)層及基礎(chǔ)設(shè)施層。三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)

智慧課堂系統(tǒng)的展現(xiàn)層主要以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間（包括機(jī)構(gòu)空間、學(xué)生空間、教師空間、管理者空間和家長空間）的形式，為智慧課堂終端設(shè)備（交互一體機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、平板電腦、智能手機(jī)、VR/AR終端等）提供展現(xiàn)服務(wù)。在展現(xiàn)層，應(yīng)使用React、H5、CSS3、3DMax等技術(shù)優(yōu)化展示畫面效果、提升用戶體驗(yàn)，并通過Socket、PicoSDK實(shí)現(xiàn)各終端信息同步與控制交互。（一）展現(xiàn)層三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)

應(yīng)用層為智慧課堂提供云端一體化智慧教與學(xué)服務(wù)支撐，主要包括智慧教與學(xué)系統(tǒng)和教學(xué)資源與智能工具等應(yīng)用。應(yīng)能夠通過分層消除單點(diǎn)，全部集群化，Nginx+KeepAlived實(shí)現(xiàn)雙活、服務(wù)調(diào)度中心（Zookeeper）、APIGateway、Redis主從集群，資源分布式災(zāi)備存儲，數(shù)據(jù)庫讀寫分離，負(fù)載均衡、限流、熔斷降級等，確保個(gè)別服務(wù)或者節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)整體正常運(yùn)行；應(yīng)采用微服務(wù)Zookeeper架構(gòu)，提供完整的服務(wù)注冊及發(fā)現(xiàn)工具，便于智慧課堂各類應(yīng)用場景的服務(wù)組合與擴(kuò)展。（二）應(yīng)用層三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)

（三）支撐層支撐層應(yīng)提供授權(quán)認(rèn)證、緩存服務(wù)、消息隊(duì)列、音/視頻轉(zhuǎn)碼、文檔轉(zhuǎn)碼、物聯(lián)管控、流媒體服務(wù)等公共基礎(chǔ)服務(wù)，應(yīng)采用Nginx、Cas、OAuth2、FileBeats、RabbitMQ等服務(wù)框架，分別服務(wù)于智能教室各類場景應(yīng)用，提供智慧課堂中的可信安全、教學(xué)互動、直/錄播、物聯(lián)集控等基礎(chǔ)支撐服務(wù)。應(yīng)通過多層次緩存技術(shù)、Redis的主從集群配置、FastDFS，平滑的支持用戶數(shù)量增長。三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)

（四）數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層包括資源大數(shù)據(jù)（素材資源、應(yīng)用資源、套件資源、路網(wǎng)資源、微課資源及云課資源等）和教與學(xué)大數(shù)據(jù)（包括學(xué)校、教師、學(xué)生等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等）兩部分。應(yīng)通過MariaDB、MySQL等多種數(shù)據(jù)存儲服務(wù)的組合使用，保證平臺數(shù)據(jù)的安全、穩(wěn)定、快速的存儲和使用。三、智慧課堂支撐環(huán)境的技術(shù)架構(gòu)

（五）基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層提供云端一體化智慧教與學(xué)平臺運(yùn)行所需基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，應(yīng)包括云主機(jī)、云存儲、云災(zāi)備、云防火墻、云負(fù)載均衡、云網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)/IP/域名等）和操作系統(tǒng)等。應(yīng)通過docker容器來管理運(yùn)維各個(gè)服務(wù)和中間件，同時(shí)向數(shù)據(jù)層、服務(wù)層提供開放API