一、需求分析

1. 需要有一个完整的一体化解决方案，提供完整可靠的培训，真正使教育信息化带来成效。
2. 需要高清教学资源录制常态化、教学督导监控常规化、优质资源生成便捷化、教学使用普遍化。
3. 需要实现教学资源录制、共享、教学督导、网上教研、网上培训课堂教学等各项信息化教育教学业务应用。
4. 需要降低教师对信息化教学的学习成本，能快速熟练掌握。
5. 需要教师知道学员对知识点的接受程度，了解学员的课堂表现和学习状态，更需要增强师生互动，激发学员的学习兴趣，促使学员高效的学习，打造高效课堂。
6. 需要建立更完善的学员学习评价管理系统，对学员的评价尽可能客观。
7. 需要建立更完善的教师授课评价管理系统，对教师的评价尽可能客观，并及时自动生成数据图表，便于教研管理者做出科学有效的决策。
8. 需要录播教室实现可自动化，无需额外人力投入。

二、建设目标

2.1课程录制

全自动高清录播系统，建立完善的录播预约与免预约使用机制。全自动跟踪不影响老师的正常教学，老师“一键式”开启课堂录制，高清拍摄、专业音质采集与处理，对整个教学过程进行场景化记录。录制的教学视频可设置自动上传到应用云平台，为教学资源建设、评课活动等多种应用提供基础硬件支撑。

2.2优质资源共建共享

实现对下辖所有优质教学视频资源的汇聚，通过对Windows、Android、IOS三大平台，PC、手机、平板三大终端的打通，构建基于互联网的优质教学资源共建共享模式，进一步为资源均衡起到促进作用

学校领导、专家、各学科教师可随时随地开展区域网络教研活动，同时支持课件共享应用。同时教研员可以通过系统进行远程听课，解决教研员需要长途奔波到各学校进行听课的困扰，提供教研效率、节省教研开支。

2.3智能管控,运筹帷幄

融合资源管理、结合云录播平台支撑，实现对录播教室的可视化集中管理、统一控制。包括资源管理、内容管理、指挥调度，为信息化化教学业务提供安全、智能、便捷、高效的管理支撑平台。

3、设计方案

3.1整体设计

方案整体设计涵盖教学视频资源的“建设”与“应用”两个方面。

资源建设是整个系统设计的基础，通过建设录播系统打造视频录制需求的硬件支撑。每套录播系统独立部署于每间录播教室，录播系统之间的运作相互独立、互不冲突。每间录播教室录制的教学视频资源保存在对应录播主机的内置存储空间中，管理员可单独对每间录播教室进行电源控制、远程导播、登录权限等管理。

在资源建设基础上，部署资源管理应用平台，通过“云聚合”技术汇聚分散于各录播教室的视频资源，快速形成校本资源，同时对资源进行有效管理和并提供配套的应用服务。各录播教室的教学视频资源与教学视频应用云平台之间建立无缝对接机制，能够通过协议磋商在录播系统空闲时间自动向平台推送视频资源。教学视频应用云平台能够在接收到视频资源后根据视频的定义信息自动将视频按工种、车间等进行归类，同时提供视频资源点播、视频直播等多种应用服务。

3.2详细设计

架构设计

系统主要由多媒体教学子系统、录播图像采集子系统、数字音频处理子系统、导播控制子系统及电源控制子系统组成。系统拓扑图如下图所示。

常态化录播系统以教室为依托，通过最先进的导录播技术、音视频处理技术以及图像识别技术的完美整合，将多媒体课件、现场多路场景音视频信号实时采集压缩，以标准的流媒体方式保存，并通过教学视频资源管理平台，使整个学校内视频资源得以共建共享，扩大授教范围，让更多的学员接受到优秀教师的“面授”教育。

具体配置如下：

多媒体教学系统：采用互动一体机进行多媒体教学，互动一体机集成大屏高清显示、交互式电子白板、电视、电脑、音响、网络传输等功能，为课堂板书、点评批注等教学应用提供灵动而直观的操作平台。同时它具备丰富的工种工具，辅助老师教学。

视频采集系统：配置2台电子云镜摄像机，主要用于教师特写、教师全景、学员特写、学员全景的高清视频信号的采集，通过高清网络传输至录播一体机中，进行高清视频采集、图像合成、编码。

音频采集系统：配备2只话筒，拾取教室老师和学员声音后经过处理然后输入到录播一体机进行音频的录制、直播、存储等。

图像跟踪系统：采用虚拟电子云镜技术对老师画面和学员画面进行智能图像分析。教师及学员无需佩戴任何定位跟踪装置，抗干扰性强。

通过上述设备的完美衔接，最终将整个教学过程中的录播教室内所有场景（教师特写、教师全景、学员特写、学员全景）全部录制下来生成标准MP4视频文件，老师和学员可通过资源平台进行直播点播，也可进行后期编辑制作常态化课程资源。

录播系统设计

互动一体机：录播系统成为解决大批量教学资源专业制作的最有效工具。传统肩扛手推的视频拍摄方式需耗费大量人力和时间，更妨碍了师生的正常教学。现在运用录播系统的力量，在课堂常态化教学的同时就可以完成课堂的全过程实况拍摄，采用全自动跟踪拍摄录制技术，按照授课逻辑自动完成对老师行为、学生行为、电脑画面的分析与跟踪，真实记录、拍摄整个教学过程，做出媲美专业摄像师的精品教学视频，给视频观看者置身真实授课现场的完美体验。

互动系统：采用嵌入式架构设计，支持本地1080P高清摄像机信号和电脑课件信号的同步采集，同时内置互动功能。

资源管理平台设计

• 在线晒课

1. 对资源进行热门、最新、点击量等快速分类。

2. 资源可按照学校、年级、主讲教师、视频、微课导航。

3. 资源的展示，并可设置多种分类导航。

4. 全局搜索，分别按照学校、标题、主讲人等关键字进行模糊查询、分组查询等。

5. 同时学员可以通过各种移动终端（ios、Android、Windows）登录平台进行学习，随时随地，打破时间和空间的限制。

图像行为分析

课程录制过程中除获取课程视频资源外，同时生成S-T教学行为曲线图、饼图数据，教师与学员在上课过程中所占课程时间比例，教师板书与PPT占用比例，方便教师参照上述客观数据进行横向自我对比、纵向跟名优教师学习，为后期教研提供有力素材。

• 三分屏播放

在播放普通的单视频课程的基础上，系统提供了三分屏课件供学员在线学习，三分屏课件可以包括教师视频，学员视频，教学文档视频等。由于三分屏课件是教师视频讲授同步配合PowerPoint文稿，因此教学效果非常接近现场授课。

虚拟切片、微课制作

提供网络在线视频课件编辑功能及虚拟切片功能，将优秀课程资源按照知识点、或者题目划分为3-5分钟的微视频。知识点视频按照年级、学科等，为学员利用网络视频资源学习提供了更为方便和针对性的方案。

流媒体直播

系统可通过网络将现场的视频、音频及计算机屏幕进行实时直播，学员无需额外安装任何插件，学员通过浏览器或微信平台即可观看视频直播。在直播过程中可进行类似QQ模式的在线互动，同时可以针对不同的内容进行提问、评论与在线打分。直播结束后，直播内容可自动保存到教师的个人空间中，方便教师进行管理、发布。

网络教研应用

随着网络技术的普及，学校也从单纯的教室课堂发展到了与网络课堂相结合的多模式教学活动。教师和学员可通过资源管理平台进行课堂网络直播和课后点播、示范性教学、远程学习、远程互动教学等，随时随地进行观摩、学习，不再受空间和时间的限制，搭建相互观摩、借鉴的网络平台，达到教学资源共享平衡。

教研互动的创建由学员提出申请，包括教研课件的上传，教学课件，教研组成员的设置以及针对性的评价方案的编写。可以预设多种不同的评估方案。

线上答疑及交流

在学习过程中还可以实时对所学内容提问，他人进行回答，方便学习，也可以对课件进行评价，方便后来同学的学习。

个人空间

经过注册或者后台管理员发放登陆账号密码，学员登录后可以进入专属自己的个人空间。个人空间内提供个人主页，课程管理，教室管理，统计信息等模块功能。个人主页内含我的网盘模块，我的问答模块以及个人资料管理模块，在我的网盘内包含个人上传资源，公共资源等。

不同角色有适应相关应用的操作界面。作为学员，可以保存自己喜欢的课程课程，提出自己在学习过程中的问题或者帮助他人回答问题，轻松修改自己的个人信息。在学习过程中，系统会记录学员的学习过程及进度，方便下次登录时准确续接上次学习。

作为教师，可以将自己的一些优质教学资源上传，发布课程，看到自己学员所提出的问题，并进行在线的互动回答。

在线巡课、领导评估

当前端录播教室建设完毕后，可以通过搭建在管理控制中心的云录播平台以及资源管理平台进行管控。管理控制中心通过服务器与资源管理平台对前端录播教室进行监视、录制、直播等控制。

管理人员通过网页登录的方式，登录云录播平台。左侧显示的是云录播系统内所有的前端录播教室，中间显示的是所有教室的预览画面，右侧显示对指定教室的控制选项，下侧显示的是指定录播教室内所有摄像机图像。

资源管理平台以方便、简洁的研发理念，结合最前沿媒体流与控制流转发技术，塔建区域型控制终端，达到简单操作、功能强大的目标。

通过资源管理平台，学校领导可以直观方便的观看各教室上课情况，管理控制人员可以方便快捷的对所需要控制的录播教室进行摄像机调焦、录制、直播等操作。