时迅教育云解决方案白皮书
福建时迅信息科技有限公司
https://www.doczj.com/doc/7118211246.html,
目录
综述 (1)
1.教育信息化背景与需求 (1)
1.1 教育信息化面临的挑战 (2)
1.2 主管部门：教育管理的变革 (2)
1.3 教师：教学手段的创新 (2)
1.4 学生：学习方式的改变 (3)
1.5 ICT助力 (3)
2.方案设计原则 (4)
3.时迅教育云方案介绍 (4)
3.1方案概述 (4)
3.2网络拓扑 (5)
3.3教育云应用 (5)
3.3.1 云教育校园建设试点项目 (6)
3.3.2 云教育课堂试点示范项目 (6)
3.3.3 教师信息技术应用能力提升项目 (6)
3.4桌面云（SXCE） (6)
3.4.1 SXCE主要功能特点说明 (7)
3.4.2 SXCE技术亮点 (8)
3.5云通信协议（SXVDP） (9)
3.6用户智能云终端 (9)
3.6.1 SX-BOX P500 (9)
3.6.2 SX-BOX T300 (10)
4.应用场景 (10)
4.1 班班通建设 (10)
4.2 家校互通 (11)
4.3 搭建教育云数据中心 (12)
4.4 网络教研协作 (12)
4.5 云终端远程监控 (13)
4.6 移动授课 (14)
4.7 多屏互动教学 (15)
4.8 智能化云系统 (15)
4.9 根据需求弹性配置 (16)
4.10 建立学习共同体 (16)
5.时迅教育云特点与价值 (18)
5.1 总成本优势 (18)
5.2 平台先进性与灵活优势 (18)
5.3 业务灵活丰富，平台支持定制性开发 (18)
5.4 统一管理，维护简单 (18)
5.5 绿色、节能、环保 (19)
5.6 方案为客户带来的价值 (19)
5.6.1为管理者、老师、学生带来的价值 (19)
5.6.2 对教育行业的价值 (20)
6.时迅教育云实践案例 (20)
6.1上杭教育桌面云 (20)
6.2龙岩特殊学校 (21)
6.3闽西职业技术学院旅游系 (22)
7.附录 (22)
综述
目前，我国许多地区都在进行着教育信息化建设的实践，如何开发和应用不断涌现的信息通信技术以更好地产生协同效应，让种种社会效应成为现实，成了教育信息化建设者的共同面临的挑战。这涉及与未来ICT技术相关联的一系列技术措施，其中包括解决关键社会需求的一系列硬件、软件、数据库及组织技术，并通过全新的方法与模型实现迄今为止尚未解决的多样数据和理念的整合。
本方案旨在通过从全方位的视角，对教育行业的各个方面、各种参与力量、各种正面的促进因素和负面的限制因素进行统筹规划和设计，力争达到教育主管部门、学校和师生之间的统筹、协调，以顺利地将教育信息化向前推进，缩短地域间教育差距，促进教育资源的共享，推动实现教育的跨越式发展。
1.教育信息化背景与需求
教育是全社会关注的重点，也是一个国家保持创新和可持续发展的基础。其中教育信息化是指在教育领域（教育管理、教育教学和教育科研）全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程。教育信息化的发展，促进了教育形式和学习方式的重大变革，对传统的教育思想、观念、模式、内容和方法产生了巨大冲击。以教育信息化促进教育现代化，用信息技术改变传统教学模式。教育信息化是国家信息化的重要组成部分，对于转变教育思想和观念，深化教育改革，提高教育质量和效益，培养创新人才具有深远意义，是实现教育跨越式发展的必然选择。
教育信息化经过近几年的的飞速发展，各地校园网建设日趋完善，大部分学校都已经建成了数字化图书馆、教学管理系统、校务管理系统、校园一卡通、学籍管理，档案管理等各类校园信息化平台。然而校园网的基础架构仍是以各种型号的PC为主, 学校或学院的网络/信息中心不仅要对各种硬件与软件进行资产管理，还需要进行日常维护，确保它们的可靠性与安全性。这样难免会在使用、管理等方面遇到诸多问题和挑战。
1.1 教育信息化面临的挑战
加快推进教育信息化还面临诸多的困难和挑战：例如对教育信息化重要作用的认识还有待深化和提高；基础设施有待普及和提高；数字教育资源共建共享的有效机制尚未形成；优质教育资源尤其匮乏；教育管理信息化体系有待整合和集成等。教育信息化对于教育变革的促进作用有待进一步发挥，这些都是推进教育信息化进程中需要迎接的诸多挑战。还有在硬件方面：
?硬件购置成本高
?安全性差
?高功耗不环保
?维护管理困难
···
1.2 主管部门：教育管理的变革
教育单位自身的管理水平对于整个教育事业的发展也有至关重要的作用。今天，信息化应用已经深入到中小学的日常教学、生活中，帮助学校管理者和教师获取教学、科研和管理等各项信息；为学生网上学习，成绩查询和学校交流等提供全方位、多层面、个性化的信息化服务。若要推动教育发展，走向校本，关注成本，加强信息化管理是一条必由之路，特别是在互联互通、统一标准、使用方便、运行维护、网络安全等方面，实现科学化、精细化管理，可以提高整个系统的效率。
1.3 教师：教学手段的创新
一直以来，对于我国基础教育模式的探讨主要是课堂内容的分析和填充，也就是重视一节课中的知识含量，从事基础教学的教师们最关心和思考最多的是对于知识记忆的加强和扩充，学习现有社会文明文化成果，以一对多的教学模式、应试教育的知识传授仍然充斥着课堂。枯燥低效的教学模式，让老师和学生深陷“教得累，学的哭”的怪圈。在“素质教育”、“课堂转型”、“高效课堂建设”、“减负高效”等呼声渐高的形势下，课堂改革越来越成为衡量教育教学改革的“第一标准”。
很多学校和老师已经逐渐开始重视“学生的能动性”、“自身创造性”、“个人价值观”等教学过程中的作用。并尝试使教学过程由“知识传授”向“自主学习”转变。已经开始有越来越多的学校和教师开始借助信息化手段来进行教学模式变革的实践。
信息化教学借助网络、互动式设备，甚至云计算的模式，能够开创一种全新的、开放的教学模式，带来教学组织形式、教学方式、教学环境的改变。
1.4 学生：学习方式的改变
在信息技术的影响下，教学模式和学习环境正随之改变，这一切让学习方式变得更加多元化、个性化。
无论是在校师生，还是学生家长，都可以无所不在的访问学习交流平台，在老师和学生实现多元化教学的同时，家长也能够实时通过学习平台和老师学生实现家校互动。而且，利用数字化和交互技术，传统的纸质课本得以发展成为电子课本，教材内容以直观的视、音、图、文展现出来，更便于学生理解和掌握教材知识。
随着时代的发展，依托网络、云计算技术的“学习”将不再受限于时间和空间。学习的过程中将由在校期间向人的一生无限延伸，“终身性、全民性、泛在性、灵活性”的学习将成为可能。
1.5 ICT助力
资源整合与共享一直以来都是基础教育面临的一个重要问题，而教育云数据中心是实现共享，弥合数字鸿沟的重要基础设施。当前日趋成熟的云计算从技术优势上提供了全方位资源运用，共享管理的基础环境。云计算跨平台环境使得复杂的设备管理变得统一简单，教育资源平台和平台上的各种应用系统需求得以保证，知识的产生、加工、传输、缓存数据安全更具保障。未来，教育信息化领域的大容量资源调度管理、网络设备运营管理、大规模服务器资源统一管理对基础设施提出了全新的要求，以云计算、SDN为基础的大规模数据中心、EB级云存储的管理应用将成为基础教育信息中心信息化建设的实施重点。
2.方案设计原则
根据建设总体思想、目标和任务，结合实际情况、具体需求，本设计主要采用以下原则：
●技术先进性
解决方案采用当今最新和尖端的计算、存储相关的成熟技术，符合计算、存储技术的最新发展潮流，达到业界领先水平，并遵循有关国际标准和国内外有关的规范要求。
●开放性和易拓展性
软件系统主要部件采用开放的技术，保证系统对各种业务的服务及与不同厂商硬件设备的兼容性，以及与相关系统互连的能力，为用户或外部应用访问系统资源提供标准开放的API，支持第三方系统整合及扩展。
●易管理维护性
解决方案管理系统采用基于WEB的图形化中文操作界面，确保平台的可管理维护性和易管理维护性，同时能明确分层、分域、分级管理维护的责任。
●可靠性与安全性
平台具备系统级安全性，用户级安全性和维护级安全性，支持通过加密手段确保用户访问和平台内部模块之间通讯的安全性，能够保证7*24小时不间断地、稳定可靠的长期运行。
3.时迅教育云方案介绍
3.1方案概述
时迅教育云平台围绕“以教育信息化带动教育现代化，促进基础教育的跨越式发展”的发展战略，依托自主知识产权的桌面云核心技术，将“云 + 端”无缝结合，实现智能化的交互式多媒体教学模式。
通过建设统一的教育云平台，弹性化和按需化的资源运营与管理模式，实现基础设施和信息资源的最大化利用与共享，同时，还可有效确保数据中心的可控性和安全性。
3.2网络拓扑
整个网络拓扑结构为星型结构，使用千兆网卡，提高插座式云终端与云端服务器之间的数据交换速度；在云端创建虚拟桌面，云端可管理数千台虚拟机，通过插座式云终端，在本地显示器可操作远程虚拟桌面，客户端只负责简单的输入输出工作，所有的计算、存储都在云端服务器执行。
在校园内将显示连接至插座式云终端，通过校园局域网，操作使用远程虚拟桌面，在校园外通过VPN专网，登录个人账号安全访问云平台的数据；多个云终端通过网络连接同时登录到服务器，但他们之间的工作是相互隔离的，保障用户个人数据的安全、独立。
3.3教育云应用
按照教育部《教育管理信息化建设与应用指南》要求，除了建立县级教育数据中心平台外，还需推广应用各级教育云中心的相关学生管理类、教师管理类、
学校资产及办学条件管理类、教育规划与决策支持类及其他业务管理类信息系统，实施标准化、精细化、智能化的教育管理和科学决策，提升全县教育管理、教育决策水平。条件具备时，自行开发相关管理平台。
3.3.1 云教育校园建设试点项目
在部分条件具备的学校实施智慧校园建设试点工程。以“物联网”技术为基础，建设覆盖学校日常运行各个环节的高速有线、无线网络及各种智能信息终端，建立电子身份及统一认证系统，构建课堂教学、教师教研、学生学习、教学管理和评价、家校沟通、学校安全管理一体化、智能化的校园环境。使用或对接国家、省、市各类平台，统筹、集约建设符合国家标准(规范)的各类特色系统，智慧教育云为上述系统提供支持，实现学校师生、教育教学、教研、资产智能化管理。
3.3.2 云教育课堂试点示范项目
基于大数据进行数据挖掘与学习分析，优化教学策略、教学方式、教学过程和教学评价。在区域内建立若干个物联网技术教育应用示范基地，利用传感和物联网技术，围绕社会、自然、生物、科学等课程知识，在校园、研究机构及社会场所建设一系列感知中心，通过物联网发布和共享，使学习行为、学习过程、学习数据、学习结果自主化和公开化。
3.3.3 教师信息技术应用能力提升项目
把区域教师研修网改建成教师研修、管理平台，并集资源平台、智慧课堂平台于一体，结合示范校视频常态课直录播和网上研究活动，形成完全具有真实学校功能的网上教师专业发展社区，开展教师专业发展的统一管理和过程性评价，努力构建具有县域特色的教师专业发展服务体系。
3.4桌面云（SXCE）
桌面云（云主机）是一种基于虚拟资源池和云平台的虚拟桌面应用。资源管控层通过将一台服务器切分成多个虚拟机（即桌面云），按需向用户配置IT资源，在不改变用户使用习惯的同时，解决了数据存储分散、升级维护难、信息安
全风险高等诸多问题，实现移动办公、高效运维和数据的集中管理。
3.4.1 SXCE主要功能特点说明
（1）卓越的用户体验
●支持多种终端设备访问虚拟桌面，云终端（瘦客户机）、笔记本、智能
手机、平板电脑等。
●支持高清视频播放、高质量双向语音。
（2）虚拟机的管理
●监控虚拟机CPU、内存、网络资源的使用情况，统计各类虚拟机的使用
状况。
●可及时回收闲置资源，实现资源最大化利用。
（3）统一管理，自动化部署
●一站式自动安装部署，管理省心、省力。
●自动化的虚拟桌面任务管理。
（4）备份容灾
●自动备份虚拟桌面的重要数据。
●当数据丢失时，可从备份系统中恢复数据
（5）动静态虚拟机
●静态虚拟机保存用户操作记录，有效确保任务的延续性。
●动态虚拟机以缓存方式解决传统虚拟化应用中内存占用高的问题。（6）安全认证
●采用128位数据加密传输。
●VPN远程接入，安全访问内部数据。
（7）资源监控管理
●涉及物理设备、虚拟化层、操作系统、应用程序、业务流程数据采集五
个程度；
●由分层级事件和告警构成指标体系。
3.4.2 SXCE技术亮点
（1）虚拟数据中心（VDC）
利用Neutron+OVS技术实现了虚拟数据中心（VDC），用户随时通过API或者控制台可以在1分钟之内快速获得传统数据中心所需要的资源，如公网网关和带宽、路由器、隔离的私有网络等，网络带宽和计算资源支持秒级弹性扩容。（2）块存储服务
利用分布式存储技术开发了块存储服务，云硬盘利用多机多盘同时读写的优势，可以提供比单台物理机更高的的I/O读写能力，最高支持180MB/s持续读写的SLA保障（在托管云中，则可以根据需要定制I/O能力）。
（3）在线热点迁移技术
支持在线热迁移技术，能在不中断业务的情况下完成故障转移，避免因物理主机故障或维护导致用户业务故障。实时备份功能允许用户随时对正在运行业务的云主机和云硬盘做快照操作，由于采用写时复制技术，不论数据量大小，所有的快照操作均能在1秒钟完成，对业务没有任何影响。
（4）多终端支持
支持接入智能手机、平板电脑、瘦客户机等各类可以上网的客户端，使用户可以在任何时间、任何地点来访问跨平台的应用程序，以及整个客户桌面，具有极强的可扩展性和灵活性。
（5）基于虚拟资源池
基于虚拟资源池和云平台的特点，改变了过去较为分散、独立的桌面系统环境。IT管理人员在云端即可所有的固件升级、应用软件统一安装、升级和管理维护工作，80%的维护工作将由系统自动完成，大大减少了维护成本，保障高效的故障处理能力，提升桌面服务水平。
（6）分布式架构
采用分布式架构，服务器资源可根据实际使用情况进行动态分配，能够在物理服务器出现性能瓶颈时，将虚拟机自动迁移至另外一台性能较好的服务器上，从而实现服务器等硬件资源的充分利用，硬件资源动态平衡分布，提高服务的可用性及稳定性。
3.5云通信协议（SXVDP）
解决方案采用的云通信协议是时迅科技自主研发的专利产品——SXVDP。SXVDP为云计算解决方案的设备交互提供完整的解决方案，为用户提供高清晰、高响应的使用体验，具有以下特点：
●采用多种压缩算法进行编码，可对用户带宽环境自适应，对传输带宽要
求低
●具有GPU模块和3D显卡穿透技术，可降低在图形编码和渲染过程中对服
务器CPU的占用率，提升终端用户的视频观看体验；
●对传输的数据进行算法加密，确保数据安全；
●支持USB、flash、HDMI等各种接口的重定向，全面支持用户终端的各种
外设产品。
3.6用户智能云终端
瘦客户机（云终端（瘦客户机））具有设备构造简单、外形小巧；使用寿命是传统PC的两倍以上；运行功耗不足传统PC的1/100；安装简单，可在任意具有网络的位置连接云平台的特点。同时，瘦客户机还可通过在云平台上统一安装用户所需的各种应用服务，统一升级，统一维护和安全管理。
解决方案提供的用户云终端（瘦客户机）包含时迅插座式云终端（瘦客户机）（SX-BOX P500）、迷你云电脑（SX-BOX T300）。
3.6.1 SX-BOX P500
时迅科技自主研发的全球首款插座式电脑，它是一款迷你计算机。该终端大小86mm*86mm*25mm，外观与普通插座类似，耗电量仅2W，功耗低绿色环保，。
只要插上显示设备，就可以当做一台高速网络PC机，即插即用，上网、聊天、编辑文档、看视频、听音乐等功能都可实现，该产品主要应用于普通办公等场景。
3.6.2 SX-BOX T300
时迅置放式电脑（T300）采用X86架构的Intel高性能嵌入式处理器，图形处理性能强劲，可满足用户对大型图形设计应用的需求。通过SXVDP与时迅云平台连接即可轻松获取个人桌面系统，获得等同于PC的操作体验。
4.应用场景
4.1 班班通建设
时迅教育云解决方案紧密结合“班班通”的系统教育工程的应用，使得区域范围内的各类教育机构、学校，通过统一的教育云平台，零门槛、微费用地享用多种教育信息化应用资源，深度整合“班班通”各种教育资源、系统、服务，向学校的老师、学生等提供智能化的教学服务，快速形成一张先进、高效的教育系统管理与服务网络，多、快、好、省跨越式地提升本区域教育整体信息化的应用水平。
“班班通”作为一个融合了基础设施、软件资源以及教育教学整合等内容的系统工程，是落实全国教育信息化工作的重点工程。然而班班通的第一“通”就是通硬件，每个班级须配备适量的信息化设备和网络设施等，随着"班班通"的逐步推广，IT设备的日常维护所带来的时间与人力成本开始困扰着学校。为解决难维护的问题，采用时迅桌面云解决方案，彻底解决以上困扰。
4.2 家校互通
●延续性的办公与教学
教师在家中使用时迅云终端，通过统一的教育云平台，访问教师专属的桌面云系统，在家中准备课件等教育资源，回到学校只要一连上个人桌面系统，即可开始教学，实现延续性的办公；学生在校学习的资源积累在个人的桌面系统中，回家后使用时迅云终端设备，凭取账号、密码，即可登录到学生个人桌面系统，继续进行学习。
●在线学习、授课
学生在家中可应用时迅云终端，凭取账号与密码登录教育云平台，获取在线教育资源，在家中进行在线学习辅导课程；通过教育云平台，教师可通过时迅云终端设备在家中备课或进行在线授课，及时将最新、最权威的教学资源共享给学生。时迅教育云方案将彻底打破教室、校园与家庭之间的界限，实现教育资源快速共享，提升信息化教学的实践性，最终全面提升基础教育教学质量。
●家校信息互通
时迅教育云平台建设完成后，学校可以通过平台向家长、社会公开相关教育政策、学校教育教学改革情况等，了解家长对学校和教师教育教学情况的评价以及社会对本校学生的反映，接受社会的管理和监督，实现教育信息公开。
4.3搭建教育云数据中心
通过在县各学校部署应用教育云，在农村教学点、县城学校、省市学校等学校，应用智能教育平板、云终端等各种终端设备，通过城乡教育网，可共享来自县城学校老师的常态课、共享来自省市学校名师的优质课、共享来自国家基础教育资源网的录播课等课程，实现教育资源的均衡化，达到教育资源的全面覆盖。
4.4 网络教研协作
利用网络教研活动，在过程中生产、聚合优质资源，为教育资源共建共享平台贡献优质资源；时迅教育云平台的建设，使得教研协作平台不再是一个孤立的开展教研活动而建设的平台，而是一个能够实现教研基本需求的服务平台，还能发挥区域特色教育资源共建共享体系的驱动引擎作用。
基于时迅教育云平台，建设服务于本地的网络教研互动系统，能够为个人教研工作及教研团队协作，提供多种教研应用，拓展教研功能，创新教研方式，在网络教研协作平台上，开辟教师个人空间、区域教研中心，通过教研权限管理及资源管理，使得教育资源可以定向分享，同时，通过教研任务管理，利用网络教研汇聚和积累大量的优质教育资源，最终为教学系统输出能支撑教学全过程的优质教学资源，实现教研网络化、研修管理系统化，教师评价科学化，提高教研工作的针对性和实效性。
4.5 云终端远程监控
为了提高教学质量，完善教学评估体系，教育主管部门已经提出利用监控平台建设电化教育评估系统的要求，即实现无干扰听课、教学素材采集、自习课堂管理、教学质量评估、优秀课程推广等多种应用，时迅云终端及时迅教育云平台
能够与其进行无缝整合，使得学校领导、学校教务部门、学校家长、教委领导可随时通过时迅云终端查看教师的上课场景、远程听课，实现教学管理互动。
4.6 移动授课
时迅教育云平台依托桌面云系统和云数据中心，并结合校园一卡通、门禁系统，将教学环境与学生及教师的个人数据绑定，实现数字化教学，促进优质教育资源共享，推动区域教育信息化的发展。
教师或学生在不同的显示终端，只需通过刷校园一卡通，经过身份安全认证，可开启自己专有的个人桌面系统和数据空间，开始一天的办公与学习，自动化、人性化、数字化的教学环境，摆脱U盘拷贝、携带笔记本等繁琐授课方式，有效改善教学质量。
4.7 多屏互动教学
在课堂教学过程中，应用时迅智能教育平板，实现双屏互动教学，两个屏幕显示的是同一个桌面，即在时迅智能教育平板上的操作，可同步显示在电子白板、投影仪等终端显示设备上，带来全方位、互动式的教学体验。
●课程同步教学，一机在手，教学无忧
时迅智能教育平板，整合了丰富的教学资源，可实现9门课程同步教学，同步教学视频、模拟考试，全方位快速提高成绩，一机在手教学无忧。
●一站式的学习体验
随时随地访问到自己的云端桌面，学习记录都是统一存储在云端，打造一站式的学习体验，随叫随到的学习伙伴，学习数据从进校到毕业连续保留，积累沉淀学习资源。
●备授课一体化解决方案
每个教师能够将自己的教研成果分享至时迅教育云平台上，也可下载云端的其他教学资源，将个人价值最大化表现。
4.8 智能化云系统
时迅云终端可智能化判断当前的网络情况，实现智能化的工作切换模式，当前无网络时，则时迅云终端切换至离线工作模式，在本地运行操作系统，支持教学的延续应用；当有网络时，则时迅云终端可自动切换至在线工作模式，登录获取云端桌面云系统，同时进行数据的同步操作，确保在不同的网络环境下，有效
保证了教学、办公的正常进行。
4.9 根据需求弹性配置
由于不同年龄、不同教育阶段的学生，对于终端的硬件性能及应用需求等会随着教育环境而发生改变；时迅教育云平台结合云终端的应用，可根据不同教育阶段的学生动态配置不同性能及应用需求的个人桌面，如：小学低年纪的学生对于硬件性能需求低于初、高中学生，随着年龄的增长，在云平台上可根据实际的需求，动态调节终端性能和应用软件，而无需对设备进行更新换代，从而使得教育资源得到更加合理化的利用。
4.10 建立学习共同体
构建教育云平台，逐步建立学习共同体，使得学生碎片化的学习方式得以实现。在学生的个人桌面系统中，可选择创建项目式的学习方式，通过碎片化的学
习方式积累学习记录，并进行归类存档；开辟问题讨论区，学生如果发现自己在哪些知识点上有问题可以提前预约老师，老师也可通过针对学生的学习记录及提出的问题，制定针对性的辅导方案，推动团队合作式的学习方式。
4.11 学习记录积累
根据需要为学生配置个人桌面系统，学生在自己的个人桌面系统中积累沉淀学习资源，学生学习数据从进校到毕业的连续保留；学生的学号作为身份唯一标识与个人桌面系统关联绑定，记录学生不同教育阶段的学习过程，沉淀兴趣趋向，基于教育信息大数据的分析，可量身定制教学方案。