ICS 35.240.99
A 00
備案號：XXXXX—XXXX
中華人民共和國團體標準
T/BAHE—202001
智慧教室建設技術要求
Technology requirement for smart classroom construction
（征求意見稿 ）
2020-3-15
北京市高等教育學會發(fā)布
目次
1 范圍
2 規(guī)范性引用文件
3 術語和定義
4 智慧教室建設總體框架
4.1 智慧教室總體框架
4.2 基礎設施層
4.3 數(shù)據(jù)層
4.4 支撐平臺
4.5 應用平臺
4.6 應用終端
4.7 數(shù)字校園技術規(guī)范與保障體系
4.8 數(shù)字校園網絡和信息安全體系
前言
本標準依據(jù)GB/T 1.1-2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。
本標準由北京市高等教育學會團體標準辦公室提出并歸口。
本標準起草單位：北京市高等教育學會教育信息技術研究分會、清華大學、北京工業(yè)大學、北京科技大學、北京化工大學、北京聯(lián)合大學、華北電力大學等
本標準主要起草人：
智慧教室建設技術要求
本標準規(guī)定了智慧教室建設的總體框架和智慧教室建設中涉及的基礎設施、數(shù)據(jù)、平臺、終端、技術規(guī)范與保障體系等方面的技術要求。
本標準適用于智慧教室建設的設計與實施。
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
GB/T 36342-2018《智慧校園總體框架》
GB/T 18883－2002《室內空氣質量標準》
GB l8401-2010《國家紡織產品基本安全技術規(guī)范》
GB/T 3976-2014《學校課桌椅功能尺寸及技術要求》
GB/T 36876-2018《中小學校普通教室照明設計安裝衛(wèi)生要求》
GB 28231-2011《書寫板安全衛(wèi)生要求》
GB/T 36447-2018《多媒體教學環(huán)境設計要求》
GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全 第1部分 通用要求》
3 術語和定義
3.1 數(shù)字校園 digit campus
在傳統(tǒng)校園的基礎上構建一個數(shù)字空間，實現(xiàn)從環(huán)境信息（包括教室、實驗室等）、資源信息（如圖書、講義、課件等）到應用信息（包括教學、管理、服務、辦公等）全部數(shù)字化，從而為資源和服務共享提供有效支撐。
[GB/T 36342-2018定義3.1]
3.2 智慧教室 smart classroom
基于物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)以及泛在網絡等信息技術，能全面感知物理環(huán)境，識別學習者個性化特征和學習情境，提供無縫互通的網絡通信，具備環(huán)境管理功能，有效支持多樣化教學活動的開展及教學過程分析、評價、智能決策的智能化的教學環(huán)境。
3.3 物聯(lián)網Internet of things
將各種信息傳感設備與互聯(lián)網結合起來而形成的一個巨大網絡，實現(xiàn)在任何時間、任何地點，人、機、物的互聯(lián)互通。
3.4 桌面虛擬化 desktop virtualization
利用虛擬技術，將電腦主機所包含的CPU、內存、硬盤、網卡等組件在后端服務器中虛擬出來，并對各項用戶信息進行統(tǒng)一儲存和管理。用戶通過簡單的網絡接入設備，可訪問后端服務器上的虛擬機主機來實現(xiàn)交互式操作，實現(xiàn)集中管理、資源共享等功能。
4 智慧教室建設總體框架
智慧教室建設應遵循“統(tǒng)籌、集約、共享、支持擴展”的原則。學校可根據(jù)建設需求,選擇相關內容按需建設。智慧教室總體框架包括基礎設施層、數(shù)據(jù)層、支撐平臺層、應用平臺層和應用終端。智慧教室的設計與建設應遵循數(shù)字校園相關技術規(guī)范和網絡與信息安全規(guī)范。如圖1所示。
圖1 智慧教室總體框架示意圖
4.2 基礎設施層
4.2.1 概述
基礎設施層為智慧教室的各種應用提供硬件設施支持，包括教室基礎設施、多媒體教學設施、感知設備、網絡設施、服務器等。
4.2.2 教室基礎設施
教室基礎設施是指在學校教室環(huán)境中開展教學所需的支撐類物質條件、設施、設備的總和。包括桌椅及家具、光線遮蔽設備、照明設備、溫度調節(jié)設備、板書設備等。
教室基礎設施的主要技術要求應符合以下規(guī)定。
—桌椅及家具的功能、尺寸、技術要求和環(huán)保要求應符合國家標準GB/T 3976-2014《學校課桌椅功能尺寸及技術要求》。
—光線遮蔽設備應具有遮光、隔熱、阻燃功能，質量和環(huán)保指標應符合國家相關標準, 其中紡織產品參照國家標準GB l8401-2010《國家紡織產品基本安全技術規(guī)范》執(zhí)行。
—對照明設備的要求應參照國家標準GB/T36876-2018《中小學校普通教室照明設計安裝衛(wèi)生要求》執(zhí)行。
—空氣環(huán)境調節(jié)設備的使用宜使教室環(huán)境符合國家標準GB/T 18883－2002《室內空氣質量標準》的規(guī)定。
—板書設備應符合國家標準GB 28231-2011《書寫板安全衛(wèi)生要求》規(guī)定。
4.2.3 多媒體教學設施
多媒體教學設施是指是為了提高教學效率和教學水平，而在教學過程中采用的一些電、聲、影、像及其控制設備。包括演示教學設備、顯示設備、音頻設備、影像采集設備、中控設備等。
多媒體教學設施的主要技術要求應符合以下規(guī)定。
—演示教學設備應符合國家標準GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全第1部分通用要求》的規(guī)定，滿足教學需求。
—顯示設備應符合國家相關標準，滿足教學需求，詳見注1；主要技術指標可參照國家標準GB/T 36447-2018《多媒體教學環(huán)境設計要求》6.7的規(guī)定。
—音頻設備的主要技術指標應符合相關國家或行業(yè)標準的規(guī)定，滿足教學需求；可參照國家標準GB/T 36447-2018《多媒體教學環(huán)境設計要求》6.6的規(guī)定。
—影像采集設備可實現(xiàn)教學影像和教學演示內容的采集、傳輸功能，可選擇攝像機、展臺、高拍儀、編解碼器及接口轉接設備。
—中控設備可實現(xiàn)對教室內多媒體設備的管理、控制，可通過網絡借助教學設備管理平臺實現(xiàn)遠程管控，主要技術要求可參照國家標準GB/T 36447-2018《多媒體教學環(huán)境設計要求》6.8的規(guī)定。
4.2.4 感知設備
感知設備是指具有探測、傳感、控制功能，并能與網絡進行通信的各種設備。包括環(huán)境傳感器、位置及行為感知模塊、資產標簽感應設備等。
感知設備的主要技術要求應符合以下規(guī)定。
—環(huán)境傳感器可實現(xiàn)對教室環(huán)境及設備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制平臺。
—位置及行為感知模塊可實現(xiàn)對教室環(huán)境中師生位置的追蹤和師生行為狀態(tài)的觀測。
—資產標簽感應設備可實現(xiàn)對教學場所中安裝電子標簽設備的信息識別和位置跟蹤。
4.2.5 網絡設施
網絡設施是組成校園網絡連通的物理實體，通過網絡互聯(lián)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與資源共享。網絡設施應包括教學網絡、交換設備、無線AP等。
網絡設施的主要技術要求應符合以下規(guī)定。
—教學網絡可實現(xiàn)教學相關數(shù)據(jù)通信、控制與資源共享的功能。有條件的學?？煽紤]建設教學專網。
—交換設備可實現(xiàn)教室網絡設備連接、教學信息與數(shù)據(jù)交換功能。
—無線AP要求搭建教室內獨立的WIFI無線網絡。
4.2.6 服務器
服務器是承載及運行智慧教室各類教學及管理應用平臺并為相關用戶提供服務的計算設備。本地部署需考慮功能服務器、認證服務器、存儲服務器、編解碼服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、備份服務器等。服務器應具備入侵防范、用戶保護、防火墻和防病毒、數(shù)據(jù)備份等安全功能。
數(shù)據(jù)層是指為智慧教室提供數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、交換等服務的中間層，其作用是為應用平臺層的各種應用提供數(shù)據(jù)支持。
4.3.1 數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集是指從智慧教室環(huán)境內或系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內部的過程。涵蓋教學活動、環(huán)境監(jiān)測、設備運行、教學管理與評價等各個方面。包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)安全、權限管理等。
4.3.2 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理是指對采集自智慧教室的數(shù)據(jù)按一定標準進行加工、變換，使之能夠被交換共享，方便數(shù)據(jù)資源的利用。數(shù)據(jù)處理應包括數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)加載等功能。
4.3.3 數(shù)據(jù)存儲
數(shù)據(jù)存儲是指在智慧教室教學過程及運行過程的數(shù)據(jù)、師生的教學視頻、課件等資源數(shù)據(jù)以某種格式記錄下來。內容應包含數(shù)據(jù)安全與數(shù)據(jù)備份等部分。
4.3.4 數(shù)據(jù)交換
數(shù)據(jù)交換是指為智慧教室各系統(tǒng)不同數(shù)據(jù)庫、不同數(shù)據(jù)格式之間進行數(shù)據(jù)的提取與轉換而提供的服務。數(shù)據(jù)交換應包括智慧教室相關數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)推送、數(shù)據(jù)共享等內容。
4.4.1 概述
支撐平臺層是智慧教室各類應用信息的集成環(huán)境，是將分散、異構的應用和信息資源進行聚合，通過提供統(tǒng)一的認證及訪問接口，實現(xiàn)各類資源、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的無縫接入和集成，實現(xiàn)智慧教室相關業(yè)務應用的高效開發(fā)、集成、部署、管理與訪問。為實現(xiàn)分用戶、分角色的關聯(lián)數(shù)據(jù)推送與服務提供基礎。支撐平臺層包括身份認證、統(tǒng)一接口及應用集成等功能。因支撐平臺涉及到多個平臺之間接口的互聯(lián)互通，故可根據(jù)實際需求酌情配置。
4.4.2 身份認證
身份認證是以目錄服務和認證服務為基礎的統(tǒng)一用戶管理、授權管理和身份認證體系，通過分級授權和集中身份認證，規(guī)范智慧教室各應用系統(tǒng)的用戶認證方式，實現(xiàn)全部應用的單點登錄，提高安全性和用戶使用的方便性。身份認證包含統(tǒng)一身份認證、權限管理、移動端認證等功能。
4.4.3 統(tǒng)一接口
統(tǒng)一接口是指統(tǒng)一接口規(guī)范、調用及更新，實現(xiàn)業(yè)務的快速接入，同時實現(xiàn)所有接口的統(tǒng)一管理，提供公共的監(jiān)控接口以及系統(tǒng)管理功能，實現(xiàn)接口的日志記錄和運行性能監(jiān)控調整，達到系統(tǒng)間的業(yè)務互通與信息共享。
針對智慧教室，統(tǒng)一接口是指依據(jù)統(tǒng)一接口規(guī)范，實現(xiàn)智慧教室各應用平臺層間的應用系統(tǒng)與學校已有一卡通、教務、學工、人事等相關數(shù)據(jù)的對接功能，同時統(tǒng)一接口規(guī)范與接口開放也可以方便各個應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。
4.5.1 概述
應用平臺是指在教學場所內實現(xiàn)教學、管理、服務的各應用系統(tǒng)的集合。應用平臺應具備依據(jù)反饋信息及指令實施教學設備遠程管控、構建教學應用環(huán)境，支撐開展線上線下教學活動、提升教學服務質量與體驗、實現(xiàn)教學全過程管理的功能。包括設備運行與管控平臺、教學活動支持平臺、教學管理平臺等。
4.5.2 設備運行與管控平臺
設備運行與管控平臺是指實現(xiàn)教學場所內設備狀態(tài)監(jiān)測及管控的應用系統(tǒng)。包括教學設備管理系統(tǒng)、運維系統(tǒng)、教學信息發(fā)布系統(tǒng)、桌面虛擬化系統(tǒng)等。
設備運行與管控平臺的主要技術要求應符合以下規(guī)定。
—教學設備管理系統(tǒng)實現(xiàn)對教學場所內多媒體教學設備的狀態(tài)查看、監(jiān)測與遠程操控。
—運維系統(tǒng)支持對多種渠道信息的匯集與識別，具備故障報警、問題報告生成、報修記錄、維護工作統(tǒng)計、維護工單生成、輔助生成維護策略與維護計劃等功能。
—教學信息發(fā)布系統(tǒng)支持通過網絡實現(xiàn)教學信息發(fā)布設備及發(fā)布任務管理，具備發(fā)布節(jié)目預覽、遠程終端操控、發(fā)布終端畫面遠程監(jiān)看等功能。
—桌面虛擬化系統(tǒng)實現(xiàn)對不同硬件配置的教學演示設備的系統(tǒng)環(huán)境的部署，支持群組管理策略，可區(qū)分配置各組網絡設置，支持跨網段管理。
4.5.3 教學活動支持平臺
教學活動支持平臺是指支撐教學場所內開展多種形式教學活動、實現(xiàn)教學內容展示與使用的應用系統(tǒng)。包括課堂活動支持系統(tǒng)、課堂行為反饋系統(tǒng)、教學資源應用與加工系統(tǒng)等。
教學活動支持平臺的主要技術要求應符合以下規(guī)定。
—課堂活動支持系統(tǒng)可實現(xiàn)對教學場所內軟硬件資源的調度，具備多終端、多種媒體形式的教學內容展示、控制功能。
—課堂行為反饋系統(tǒng)支持基于課堂教學活動，面向不同對象以不同的展示形式反饋課堂活動數(shù)據(jù)。
—教學資源應用與加工系統(tǒng)支持師生對學習資源的加工、調用、展示、共享。
4.5.4 教學管理平臺
教學管理平臺是基于應用平臺及教學活動全流程產生的數(shù)據(jù)，實施教學活動分析、展示以及決策支撐的應用系統(tǒng)。包括學情分析平臺、在線督導平臺、綜合數(shù)據(jù)展示與決策平臺。
教學管理平臺的主要技術要求應符合以下規(guī)定。
—學情分析系統(tǒng)可實現(xiàn)對教學活動中學生行為數(shù)據(jù)的采集、記錄、分析、評判。
—在線督導系統(tǒng)可實現(xiàn)多類型教學督導業(yè)務流程及考評體系的定制，適應不同范圍、不同學科、不同要求的督導活動，支持主觀評價和客觀評價。
—綜合數(shù)據(jù)展示與決策系統(tǒng)可實現(xiàn)多類型數(shù)據(jù)的多種形式呈現(xiàn)，并依此基礎開展定向定量分析，根據(jù)既定指標，展示偏差、指導推進方向、促成教育教學決策結果生成。
應用終端包括終端設備和終端用戶。終端設備指用戶輸入信息、輸出處理結果的最終呈現(xiàn)設備，包括支持Windows、Mac、Android、ios等不同系統(tǒng)的多種終端。終端用戶指智慧教室各類應用系統(tǒng)最終的用戶，包括教師、學生、管理者、運維人員。應用系統(tǒng)或平臺應有良好的多終端自適應性；兼容多類型、多版本瀏覽器；應針對不同的用戶角色，設計不同的用戶操作界面。
高校智慧教室建設要遵守學校數(shù)字校園技術規(guī)范與保障體系，包括統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準規(guī)范、網絡與信息安全技術規(guī)范、機房建設技術規(guī)范、網絡工程建設技術規(guī)范以及完善的保障體系，做到技術先進、經濟合理、安全適用、可持續(xù)發(fā)展。
高校智慧教室建設要滿足學校數(shù)字校園網絡和信息安全體系的要求。為保證智慧教室在網絡環(huán)境下安全運行，應滿足安全技術與管理強制要求及規(guī)定，包含安全技術要求和安全管理要求。
