教育信息化实施方案.doc

Xx科学院“十一·五”教育信息化规划
e-Training系统实行方案

（草稿）

XX科学院研究生院“十一·五”信息化规划小组

四月

目 录

一、引言 4
1.1编写目的 4
1.2背景 4
1.3定义 5
1.4参考资料 6
二、系统需求概述 7
三、目的与任务概述 11
3.1建设目的 11
3.2总体框架 11
3.2.1、功能框架 12
3.2.2、功能集成模型 13
3.2.3、网络拓扑 14
3.2.4、数据流模型 15
3.3实行原则 20
3.4系统特色与预期的创新之处 21
四、关键技术研究 21
4.1网络教育模式研究 21
4.2教育资源网格技术 22
4.3教学视频的语义分割与摘要技术 23
4.4教育资源数字版权保护技术 23
4.5智能答疑技术 25
4.6移动学习技术 25
五、技术方案 26
5.1教育资源库建设 26
5.2情景式教学环境建设 27
5.2.1、网络教室建设 28
5.2.2、情景式教学支持系统建设 28
5.3分布式教育资源管理平台建设 29
5.3.1、教育资源的标准化描述 29
5.3.2、基于标准的课件制作工具和教育资源封装工具 30
5.3.3、教育资源的DRM管理工具 31
5.3.4、本地资源库管理子系统 32
5.3.5、资源注册与发现子系统 33
5.3.6、分布式资源镜像、存储、备份与索引子系统 34
5.3.7、视频的语义分割与摘要工具 34
5.3.8、教育资源的统一访问Web Service和客户端工具 35
5.4交互式网络教学支撑系统建设 35
5.4.1、网络教学和教务管理子系统 35
5.4.2、虚拟课堂 35
5.4.3、网络多媒体课件点播子系统 36
5.4.4、增量式智能答疑子系统 36
5.4.5、作业与考试子系统 36
5.4.6、在线网络教育社区 36
5.4.7、教学行为分析和质量评估工具 37
5.4.8、用户认证和电子结算子系统 37
5.4.9、个性化学习服务子系统 38
5.4.10、移动学习支持子系统 38
5.5系统接口 38
5.5.1、TRP接口 38
5.5.2、内容网关 38
5.5.3、虚拟实验室访问接口 39
六、实行方式 39
6.1、关键技术研究的技术路线 39
6.2、系统实现 40
七、项目计划与里程碑 42
八、经费预算 43
8.1、关键技术研究的经费预算 43
8.2、系统实现的经费预算 44

一、引言
1.1编写目的
此实行方案是对《XX科学院十一·五”信息化发展规划》中的“XX科学院‘十一·五’教育信息化”的教学活动信息化（e-Training）系统的解决方案、功能需求、模块划分、系统的总体结构和接口设计、安全设计及运营设计等方面作了全面的、概括性的说明，为该软件系统的具体设计和实行建设奠定基础。
1.2背景
XX科学院信息化发展的战略目的是：从现在起到2023年，通过科学院科研活动的信息化(e-Science）和科研管理的信息化（ARP），建立新型科研与运营管理环境，全面实现XX科学院的信息化（即Digital CAS），推动科研资源优化配置和有效整合运用，促进科技自主创新能力的提高。因此，在“十一·五”期间，XX科学院信息化最重要的任务是推动科研活动的信息化、提高科研活动的信息化水平，大幅度提高我院科技创新能力和国际竞争力。
面向XX科学院研究生培养和职工再教育的教育资源管理（TRP）和教学活动信息化（e-Training）组成教育信息化系统，是ARP的必要的有机的补充，TRP和e-Training也要实现和ARP有机对接。因此，在《XX科学院“十一·五”信息化发展规划》中，对XX科学院“十一·五”教育信息化设定的建设目的是：改善完善已有的TRP系统，实现教育资源的全面整合，建设统一的TRP门户，开发与ARP系统的数据接口，实现与ARP系统的对接。建成具有XX科学院特色的分布式教学资源库，按照“精品、实用”的原则，重点建设著名科学家课程库、优秀公共课程库等课件，逐步建成覆盖XX科学院的“教育资源网格”，实现自主学习和教学互动的网络环境。建立教育信息化的组织保障体系，制定相关政策、建立健全管理制度；加强培训，开展应用效果评估，形成长效机制。
教学活动信息化（e-Training）系统是XX科学院教育信息化系统的两个组成部分之一。其重要目的是服务于XX科学院创新人才的培养，服务于创新能力的提高。以满足教育重点需求的、分布式的标准化教育资源库为基础，以交互、多媒体及网络存储手段的教学基础设施为支持，建立起面向教学、以课程为主的网络教学环境和面向导师与学生的自主、协同、交互的学习环境。
e-Training系统与XX科学院“十一·五”信息化中其他系统之间的关系如下图所示。

图1：XX科学院“十一·五”信息化框架图
1.3定义
[1]e-Training系统：用于实现XX科学院教学活动信息化的系统，从功能上分教育资源库、分布式教育资源管理平台、情景式教学环境和交互式网络教学支撑系统等几部分。
[2]TRP系统：是XX科学院研究生教育管理信息化的具体实现，通过信息化手段实现对研究生招生、注册、学籍、档案、教务、培养、学位、派遣等全过程管理，以及对教师与教学的计划、评估管理，提供教育管理决策支持，提高决策水平。e-Training系统需要与TRP系统紧密集成，运用TRP系统来完毕网络教育中的教学和教务管理功能。
[3] ARP系统：XX科学院资源规划系统（ARP）是科研管理信息化的具体实现。ARP系统从院所二级治理结构出发，以科研计划及其执行管理为核心，综合运用创新的管理理念和先进的信息技术，对全院人力、资金、科研基础条件等资源进行有效的管理、整合与优化，规范管理流程，形成院所两级资源规划与流转调配信息体系和发展态势监测体系。TRP和e-Training组成的教育信息化系统是ARP的必要的有机的补充。
[4]e-Science：是一种新的科学研究环境，在这种新的研究环境中研究人员可以通过高性能的网络进行先进计算、协同工作、实现数据获取和管理的服务。2023年，江绵恒副院长曾经系统地阐述过e-Science的内涵，他指出：“科学研究的信息化是信息时代中科学研究环境和科学研究活动的典型体现。它不仅涉及采用最新的信息技术建设起来的新一代的信息化基础设施，更有在这种基础设施和相关支撑技术构成的平台上开发的科学研究的应用，以及科学家们在这样一个前所未有的环境中进行的科学研究活动。e-Science的实现将为科学家们提供一个信息化的科学研究环境，改变他们从事科学研究活动的方法和手段，甚至直接影响到一些学科的发展。” XX科学院“十一·五”信息化建设将以 e-Science 为主线。
[5] 教育资源: 面向教育应用的数字对象，涉及对象内容和元数据，根据情况尚有打包信息。这三部分数据作为一个整体存在。在本文献范围内，教育资源对象应符合CELTSC标准。
[6]分布式教育资源管理平台: e-Training系统中的一个部分，重要实现对分布在全院范围内的教育资源库的管理，其核心应涉及资源的标准化、资源分布存储、资源库查询管理、异构数据互换、高速资源缓存、资源的注册与发现等。
[7]网络教室: 具有基于高速互联网进行双向音视频交互功能和情景教学交互手段的（实体）教室。其基本功能涉及：音频、视频和共享数据的实时编码和传输，支持多种交互模式和信息共享的电子白板工具，适应多种网络接入环境的教学工具，支持大规模用户参与的网上课堂。
[8]情景式教学环境: 基于多个交互式网络教室，集成了交互式情景教学软件，形成网络环境下具有交互手段的情景式教学环境，使其能支持强大的教学多媒体交互特性，具有方便的教学协同功能和可扩展的实时授课控制机制。
[9]交互式网络教学支撑系统: 是一套以自主学习、协同学习为特性的网络教育支持工具，向学生提供网上学习的一切必要的环节，同时教师也可以运用网络完毕教学活动，此外该系统还支持研究性学习、移动学习、教学评估与质量跟踪等。
1.4参考资料
[1]XX科学院十一·五”信息化发展规划，XX科学院信息化领导小组办公室，2023年3月。
[2]XX科学院“十一·五”教育信息化规划，XX科学院研究生院“十一·五”信息化规划小组，2023年3月。

二、系统需求概述
有关XX科学院“十一·五”教育信息化的具体需求，请参见《XX科学院“十一·五”教育信息化规划》。本部分从教育资源库建设、资源库管理、情景式教学、网络交互教学支持等方面来讨论XX科学院e-Training系统的功能需求。
模块
需求
相应的功能支持
1、教育资源库建设
1.1、学生不仅需要单一领域的课程，而是其它相关领域及交叉学科的课程。如夏季学期的课程越来越多的受到欢迎，学生规定可以通过网络进行选修，获得更为丰富的知识。
多学科课件库建设
特色课件库建设
1.2、需要高质量的硕士研究生和博士研究生公共课程(如英语、法语、数学、政治等)，有助于提高科学院研究生公共课程教学水平。
优秀公共课程库建设
1.3、科学院学科、专业众多，各领域水平也居于全国最前列（如信息学科、光学、生物等），因此需要建设各种学科的网络课程库，有助于研究生获得最前沿、最权威的课程指导，也可认为科学院的其它专业研究生和科研人员的跨学科研究提供帮助。
优秀专业课程库建设
1.4、科学院有众多的院士和著名科学家，而对大多数学生来说能直接听他们授课的机会很小。把院士和著名科学家的课程制作成网络多媒体课件，留存珍贵的教育资源供全院师生共享。
著名科学家课程库建设
1.5、国家大科学工程中积累的实验型课程，由院所与研究生院合作开发、制作成系列的网络课程，实现实验过程的再现与互动，实景过程的观摩，在全院共享的基础上逐步推向院外，与高校共享互换。
实验型课程库建设
1.6、根据科学院建设学习型组织的规定，建设符合科学院职工实际需求的系列培训课程，如XX科学院管理干部EMBA培训课程，所级领导、研究生导师上岗培训课程、职业技能培训课程等系列课程库，提高培训效率和效果。
在职职工培训课程库建设
2、资源库管理
2.1、研究生培养单位的地区分布及学科分布，以及研究生教育的两阶段培养模式，形成丰富的教育资源积累，由此带来的资源整合与共享问题
分布式资源管理体系
2.2、不同单位制作的、积累的课件或其他教育资源格式不一，媒体形式多样，导致管理和互换的困难
教育资源的标准化描述
教育资源的标准化封装工具
2.3、某些已有课件没有足够的描述信息，而手工进行课件标注的工作量太大
课件描述信息自动抽取工具
2.4、各分院、研究所自身制作或积累了大量的课件资源，这些资源需要有效的存储和管理
本地教育资源库管理系统
2.5、学生需要通过网络进行选修来自不同授课单位的、其它相关领域及交叉学科的课程。
同一资源也许存放在不同的本地资源管理系统中，系统需要对用户的访问请求根据带宽、距离等进行自动查询指派和资源定位，并对频繁访问的异地资源进行自动复制。
资源目录、注册与发现系统
资源访问的解决与重定位技术
频繁访问资源的自动复制
2.6、庞大的分布式资源库需要为各种用户提供基于元数据和内容的检索服务，使其能快速准确地找到所需要的资源
基于元数据的检索工具
基于内容的检索工具
2.7、庞大的分布式资源库也需要为各种用户提供不同的资源浏览服务，使用户可以根据不同的主题找到其所需要的资源，或根据资源间的相关性进行资源浏览
基于主题的资源浏览系统
可视化资源相关性分析工具
2.8、在XX科学院研究生院的京外重要教学基地建立2－3个教育资源的镜像存储系统，以进行负载均衡、劫难备份等
分布式资源镜像、存储、备份与索引系统
2.9、国内外其他高校、研究所有大量的优秀课件、学术报告，可以通过某种方式提供应全院的研究人员和师生使用
网络教育资源自动搜集工具
教育资源的共享网关（涉及信息搜集、资源搜索、访问计费等）
2.10、科学院e-Science中的数字图书馆、科学数据库等包含大量的资源，e-Training系统能充足运用e-Science的资源，为师生提供“一站式”信息服务
内容网关（涉及数字图书馆、科学数据库开放访问接口，统一搜索和访问界面）
2.11、课件等教育资源中包具有大量的多媒体信息（视音频文献），需要对这些文献进行自动分割和摘要提取，以适应不同带宽、访问付费情况下访问
视频的自动分割工具
视频的自动摘要工具
2.12、网络上的课件、学术报告等教育资源以及相关的图像、视频等应只允许授权用户在许可的权利范围内使用，防止非法使用和传播
数字版权保护技术（保护信息嵌入课件，相关工具嵌入课件制作工具）
2.13、教育资源应根据其内容、制作成本等分为若干访问级别，对不同级别的资源面向不同的受众，采用不同的计费和收费措施
教育资源库访问计费系统
与其他系统的计费接口
2.14、课件等教育资源中包具有大量的多媒体信息（视音频文献），需要有健壮的传输技术支持以适应不同的网络带宽以及移动教育环境
教育资源的P2P传输系统
2.15（扩展）、对注册学生、教师或研究人员，可以提供“资源定购”服务：当系统中有其感爱好的或定购的教育资源时，可以通过工具自动为其推送相关资源的信息，并允许其对简朴预览
资源的RSS描述
资源定购工具(网络、客户端)
移动学习支持系统
2.16（扩展）、教育资源的分布式存储与管理规定有较高的安全保障机制，使其能有效防止非法访问、黑客袭击与病毒传播
（内嵌或院信息化专项中）防火墙等安全系统（或接口）
2.17（扩展）、其他涉及资源分布式存储、安全访问、个性化积极服务等方面的需求，以及为构建“教育资源网格”方面的需求
资源与系统的集成
教育资源网格系统

3、情景式教学
3.1、分布式师资结构规定可以以灵活多样的信息手段支持异地、实时下的教学。XX科学院研究生教育地理上的网状分布式格局,规定可以同时支持异地的、同步的、交互式的情景教学。
3.1.1、能多角度拍摄教室中的课堂场景
3.1.2、能支持教师的PPT自动投影和板书的自动记录
3.1.3、能支持多种交互模式和信息共享的电子白板
3.1.4、适应多种网络接入环境的教学工具（电脑等）
3.1.5、能支持大规模用户参与的文字或视频交互
3.1.6、音频、视频和共享数据的实时编码和传输
3.1.7、与XX科学院视频会议系统、十五远程教育系统进行集成
在XX科学院各教学基地、培养单位建约50个网络教室
相应的情景式教学支撑系统（电子白板、文字或视频交互支持等）
3.2、地理分布的学生可以通过网络参与正在进行的情景式教学，并与实际教室中的老师与同学进行文字或视频交互
相应网络教室的、可互动的虚拟教室
3.3、根据需要，能自动对网络教室中的某一堂课生成课件
实时课件生成工具
3.4、网络教室中的师生能通过统一的资源访问界面，访问相关的教育资源
内嵌的教育资源库访问界面
3.4、对学生通过网络参与课堂的情况，提供可伸缩的流化视频传输服务，使用户能在有限的带宽下获得最佳的效果（例如课堂的基本背景不会变化，只需要编码和传输变化的视频内容）
视频可伸缩编码和P2P传输系统
3.5（扩展）、系统能根据学生的典型行为、常见问题等向教师提供智能的征询建议，例如学生可以随时对老师的当前内容进行评价或反馈，而老师则根据评价的结果即使改善教学方式
实时智能教学分析工具

4、交互式网络教学支持
4.1、需要实现对研究生招生、注册、学籍、档案、教务、培养、学位、派遣等全过程管理，以及对教师与教学的计划、评估管理，提供教育管理决策支持，提高决策水平
导入TRP的面向全日制研究生的教学管理功能
自开发面向在职研究生的教学管理功能
4.2、分布式师资结构规定可以以灵活多样的信息手段支持异地、实时、非实时等多种需求下的教学
虚拟课堂（可与网络课堂结合，也可支持完全虚拟协作学习）
4.3、学生需要通过网络进行选修来自不同授课单位的、其它相关领域及交叉学科的课程。
网络多媒体课件点播系统
4.4、XX科学院研究生的培养、创新文化氛围的建设，开放的、国际化的国际教育与学术交流氛围的形成，需要大量的、优秀的教师讲座、大师讲座及时的共享
虚拟学习社群支持，涉及在线爱好小组、学习Blog群组、虚拟学术报告厅等
4.5、研究生院的研究生“两段式培养”模式规定研究生基础课程、专业课程的学习与科研实践充足衔接，一方面学生在第一段的培养过程中需要与未来导师的交流，另一方面，在第二段培养过程中学生需要进一步的知识培养与全面素质教育。
个性化学习服务系统
（个性学习计划定制、个性化资源和课程定购、个性化群体活动推荐、等）
4.6、“两段式”的培养模式客观上规定任课教师在具有科研优势的基础上，积极开展教学研究，更加注重提高学生实际能力的知识传授；论文指导教师对教学环节需要及时了解，在指导科研实践和论文工作的同时，进行教学信息反馈。
科研式学习支持工具
（涉及期刊或会议征文告知与提醒、在线论文写作支持等）
4.7、对某些课程或实验，规定能让学生感受到真实的、近似现场观摩的效果，并在实验过程中可交互、可以记录实验过程并做出评价。
（导入或自开发）虚拟实验系统(或课件)
4.8、学生能找到在学习过程中一些常见的疑难问题的回答或解决方案
增量构建式智能答疑系统
4.9、远程教育与继续教育的需要: 科技人员与管理人员在职在岗的特点，客观上规定有效解决传统培训中工作和学习的时间冲突矛盾，使培训学习成为人们随时随地连续获取知识、进行交流的渠道。
个性化资源和课程定购
移动学习支持系统
4.10、能向学生提供在线的单元测试与评价，以便学生能及时掌握个人学习进展，从而定制不同的学习计划
（增量构建式）在线试题库系统
4.11、在职的研究生或其他用户能通过系统支付必要的教学费用或资源访问费用
访问计费系统
支付网关（可采用教育费用卡方式或与其他电子支付网关<如首信易支付>协作）
4.12、需要有完善的用户管理和安全机制，能对系统中的敏感数据，如用户数据、试题库数据、费用数据等进行有效的管理和保护，有效防止非法访问、黑客袭击与病毒传播。
（内嵌或院信息化专项中）防火墙等安全系统（或接口）
4.13、对网络教育中的教学效果、教学过程等进行动态的评估，以便教学和管理部门及时改善教学方案与管理措施
网络教育反馈与评估工具

三、目的与任务概述
3.1建设目的
长期目的是：服务于XX科学院创新人才的培养，服务于创新能力的提高，以满足教育重点需求的、分布式的标准化教育资源库为基础，以交互、多媒体及网络存储手段的教学基础设施为支持，实现XX科学院教育的有效管理，建立起面向教学、以课程为主的网络教学环境和面向导师与学生的自主、协同、交互的学习环境。
“十一五”期间的目的是：以重点学科为龙头，以优秀讲座为基础，带动标准化教育资源库的系统建设，建成具有XX科学院特色的分布式教学资源库，按照“精品、实用”的原则，重点建设著名科学家课程库、优秀公共课程库等课件；根据需求建设重点教室的交互环境建设，实现基于网络的多点、实时、同步的情景式教学环境；初步建成以自主学习、协同学习为特性的网络互动教育平台，它涉及分布式教育资源管理平台和交互式网络教学支撑系统，从而逐步建成覆盖XX科学院的“教育资源网格”，实现自主学习和教学互动的网络环境。
更具体的建设目的请参见《XX科学院“十一·五”教育信息化规划》。
3.2总体框架
下面我们分别从系统功能框架、网络拓扑、功能集成模型与数据流模型四个方面来阐述XX科学院e-Training系统的总体框架结构。
3.2.1、功能框架
XX科学院e-Training系统的整体框架（如图2所示）由教育资源库、分布式教育资源管理平台、情景式教学环境和交互式网络教学支撑系统四个重要部分组成，同时还涉及三类访问接口：访问e-Science系统中的科学数据库、数字图书馆、虚拟实验室等科研资源的内容网关或访问接口，由TRP系统提供的XX科学院研究生院教学管理和教务管理服务接口，以及由电子银行或其他电子支付系统提供的网络教育结算与支付服务接口等。高速互联网络是e-Training系统与其他关联系统的公用基础设施，同时e-Training系统也考虑运用XX科学院研究生院远程教育系统中现有的卫星网络以及无线通信网络来提供可靠、高质量的服务。
e-Training系统整体框架
高速宽带网络
卫星网络
无线接入网络
e-Science
视频
会议
数字
图书馆
虚拟
实验室
内容网关
/接口
分布式教育资源管理平台
服务
接口

交互式网络教学
支撑系统
管理
接口
TRP
情景式教学环境
数据交
换/共享
ARP

图2：XX科学院e-Training系统框架图
分布式教育资源管理平台是e-Training系统中的基础设施，其目的是对XX科学院分布的教育资源进行有效的组织、管理以实现全院范围内教育科研资源的有效整合与共享。分布式教育资源管理平台的核心功能涉及资源的标准化、资源分布存储、资源库查询管理、异构数据互换、高速资源缓存、资源的注册与发现等，同时也支持教育资源的数字版权管理、资源访问控制和计费、资源定购服务等高级服务，还可以通过内容网关或访问接口访问XX科学院e-Science系统中的科学数据库、数字图书馆等科研资源。
覆盖XX科学院的交互式网络教室，与科学院视频会议系统紧密结合，并集成相关软件，形成网络环境下具有交互手段的情景式教学环境，使其能支持强大的教学多媒体交互特性，具有方便的教学协同功能和可扩展的实时授课控制机制。与传统远程教育中的空中课堂不同，用户也可以通过与之相相应的虚拟课堂来在网络上实时接受网络课堂中的授课，并参与多种模式的交互和信息共享。
交互式网络教学支撑系统是一套以自主学习、协同学习为特性的网络教育支持工具，向学生提供网上学习的一切必要的环节，涉及网络课堂学习、运用网络进行课件点播、网上讨论、答疑、资料查询、作业递交、考试，同时教师也可以运用网络进行授课、答疑、作业分发、作业批阅等，此外该系统还应当支持研究性学习、协作学习、网上课程计划、教学评估与质量跟踪等。随着移动网络的进一步普及和虚拟现实技术的发展，它也可以向学生、科研人员或其他在职学生提供移动学习和虚拟实验等高级功能。
XX科学院e-Training系统作为XX科学院“十一·五”信息化建设的一个组成部分，也将共用其他XX科学院信息化建设的成果，涉及高速互联网、e-Science系统、TRP系统、信息安全保障设施等。同时，也将运用到电子银行或其他电子支付系统等国家信息化设施。e-Training系统需要开发与这些系统的接口或内容网关，以便与它们进行有效的集成。
3.2.2、功能集成模型
根据XX科学院e-Training系统的功能框架，其具体的逻辑功能集成模型如图3所示。

图3：XX科学院e-Training系统功能集成参考模型
教育资源库包含了分布在XX科学院不同资源中心的教育资源，涉及讲座库、公共课程库、专业课程库、培训课程库、实验型课程库等。
在分布式教育资源管理平台方面，系统包含了三个功能层次：局部存储管理层实现对本地教育资源的存储管理；分布管理层实现对分布在全科学院范围内的教育和科研资源进行有效的索引和管理；而资源管理层则在此基础上实现各种资源管理功能，涉及检索、描述、格式转换、访问控制、计费、版权保护、资源注册、资源定购等。
交互式网络教学支撑系统是由网络教育门户、功能/服务平台以及若干支撑子系统/工具构成，向学生提供网上学习的一切必要的环节，向教师提供网络教学方面的支持。
情景式教学环境由网络教室与编码传输、电子白板、实时视频/文字交互、实时课件生成、实时教学分析和资源访问接口等方面相关支持软件构成。除强大的情景式教学和实时交互功能之外，情景式教学环境还支持学生通过在线的虚拟教室实时参与网络课堂的授课、通过网络访问教育资源以及实时教学分析等功能。
XX科学院e-Training系统的四个部分通过数据接口和服务接口有效地集成起来，构成一个统一的整体。
3.2.3、网络拓扑
根据e-Training系统功能上的体系结构，其物理实现结构图如图4所示。
在物理网络拓扑上，XX科学院研究生院的教育资源中心处在整个XX科学院e-Training系统的中心，它涉及交互式网络教学支撑机群系统和教育资源管理中心机群系统，并在防火墙等安全设施的保障下通过宽带互联网络向全科学院提供网络教育管理、教育资源管理和服务等功能。
XX科学院研究生教育资源分中心的机房位于XX科学院各教育基地，重要负责本地的网络教育管理、服务功能，并和位于XX科学院研究生院教育资源中心的教育资源管理系统进行资源的注册、共享和备份。
网络教室位于XX科学院研究生各培养单位，它能通过宽带互联网、卫星网络来和XX科学院研究生院教育资源中心、其他网络教室之间进行有效的通信。网络教室也可以位于XX科学院研究生院的中关村、玉泉路、怀柔等教学园区内，并通过宽带互联网来与XX科学院研究生院教育资源中心进行通信。
XX科学院e-Training系统支持宽带网络和无线移动网络两种网络接入条件下的用户访问。

图4：XX科学院e-Training系统网络拓扑图
3.2.4、数据流模型
XX科学院e-Training系统中的数据流重要涉及如下几类：
² 用户认证信息
² 控制和I/O数据
² 资源信息
² 费用与支付信息
² 其他用户访问信息
下面，我们描述XX科学院e-Training系统中典型的数据流参考模型。
3.2.4.1教学管理数据流
流程说明：
（1）用户登陆网络教育门户。
（2）教育门户模块把用户的登陆信息传给用户认证模块进行身份认证。
（3）用户认证模块把认证结果返回给教育门户。
（4）教育门户把认证结果返回给用户。
（5）假如认证通过，用户通过教育门户进入交互式网络教学支撑系统。
（6）交互式网络教学支撑系统向用户认证模块交付用户信息进行验证。
（7）用户认证模块向交互式网络教学支撑系统返回用户信息验证结果。
（8）假如验证通过，交互式网络教学支撑系统向核心数据库请求该用户的权限信息。
（9）核心数据库把用户的权限信息返回给交互式网络教学支撑系统。

图5：XX科学院e-Training系统中的教学管理数据流参考模型
分支一：假如该流程是学生选课，则以下流程为：
（10）交互式网络教学支撑系统中的选课子系统向核心数据库请求该学生可以选择的课程信息。
（11）核心数据库把请求的课程信息返回给交互式网络教学支撑系统。
（12）学生选完课程之后，由交互式网络教学支撑系统把学生的选课信息发送给支付网关。
（13）学生选课信息通过计费后转发给网上银行或电子支付系统进行网上交费。
（14）网上银行或电子支付系统把学生交费结果发送给支付网关。
（15）支付网关再把交费结果转发给交互式网络教学支撑系统。
（16）交互式网络教学支撑系统把交费结果返回给用户。
（17）同时，交互式网络教学支撑系统把学生的选课信息存入核心数据库。
分支二：假如该流程是教务管理人员激活用户的注册信息，则以下流程为：
（10）交互式网络教学支撑系统向核心数据库请求尚未激活的用户注册信息。
（11）核心数据库把请求的数据返回给交互式网络教学支撑系统。
（17）交互式网络教学支撑系统把审核后的结构存入核心数据库。
分支三：假如该流程是教师设立课程信息，则以下流程为：
（10）交互式网络教学支撑系统通过课程管理子系统把教师设立的课程信息存入核心数据库。
3.2.4.2网络课件点播及资源访问数据流
流程说明：
（1）用户登陆网络教育门户。
（2）网络教育门户把用户的登陆信息传给用户认证模块进行身份认证。
（3）用户认证模块把认证结果返回给教育门户。

图6：XX科学院e-Training系统中的在线课件点播及资源访问数据流参考模型
（4）教育门户把认证结果返回给用户。
（5）假如认证通过，用户通过教育门户提供的链接进入交互式网络教学支撑系统的课件点播模块。
（6）课件点播模块向用户认证模块交付用户信息进行验证。
（7）用户认证模块向课件点播模块返回用户信息验证结果。
（8）假如验证通过，课件点播模块向核心数据库请求该用户的选课信息或其他个人概况信息。
（9）核心数据库把用户的选课信息返回给课件点播模块，课件点播模块据此向用户显示推荐的可访问课件信息。
（10）用户选择要点播的课件。
（11）用户的点播请求传到分布式教育资源管理平台，后者根据用户的物理位置、网络带宽等条件得到课件的存储位置。
（12）用户的课件点播请求传到该课件所存储的教育资源库。
（13）若该课件被知识产权保护，则需要教育资源DRM模块验证用户是否拥有对该课件的访问权限。
（14）教育资源DRM模块向资源许可证模块请求该用户的访问许可证。
（15）资源许可证模块向用户验证模块查询该用户的资源访问权限。
（16）用户验证模块返回该用户的资源访问权限。
（17）资源许可证模块根据该用户的资源访问权限向教育资源DRM模块授权访问许可证。
（18）教育资源DRM模块根据该用户的访问许可证，对所访问的教育资源进行相应的解密解决或访问控制。
（19）将通过认证的课件访问信息返回给用户，用户可以执行在线浏览或下载等权访问行为。
（20）课件点播模块将本次用户的访问信息提交给个性化学习服务模块。
（21）个性化学习服务模块将本次用户的访问信息写入核心数据库。
3.2.4.3用户通过虚拟课堂参与网络课堂实行授课的数据流
流程说明：
（1）用户登陆网络教育门户。
（2）网络教育门户把用户的登陆信息传给用户认证模块进行身份认证。
（3）用户认证模块把认证结果返回给教育门户。
（4）教育门户把认证结果返回给用户。
（5）假如认证通过，用户通过教育门户提供的链接进入交互式网络教学支撑系统的虚拟课堂模块。
（6）虚拟课堂模块向用户认证模块交付用户信息进行验证。
（7）用户认证模块向虚拟课堂模块返回用户信息验证结果。
（8）假如验证通过，虚拟课堂模块向核心数据库请求该用户的选课信息或其他个人概况信息。

图7：用户通过虚拟课堂参与网络课堂实行授课的数据流参考模型
（9）核心数据库把用户的选课信息返回给虚拟课堂模块，虚拟课堂模块据此向用户显示当前可加入的网络课堂实时授课课程。
（10）用户选择要加入的网络课堂实时授课课程。
（11）虚拟课堂将用户的加入请求向相应的网络课堂服务器发出请求。
（12）网络课堂服务器与用户之间建立视音频链接通道，用户可以通过该通道听网络课堂中教师授课，或与老师、其他同学进行实时交互和讨论。
（13）虚拟课堂将用户参与的实时授课课程的访问信息发给个性化学习服务模块（以及访问计费模块）。
（14）个性化学习服务模块将本次用户的访问信息写入核心数据库。
3.3实行原则
1). 运营环境设计原则
为了e-Training系统有效集成并达成性能规定：安全，可靠，稳定，易扩展。对系统的运营环境进行如下设计和规范：
各子系统/工具应尽量采用B/S结构：除了少数模块（如实时教学、课件制作工具、资源分析工具等）的部分功能必须采用专门客户端外，其它应采用B/S结构。
各业务子系统服务器端采用Web服务器/应用服务器/数据库服务器（W/A/D）三层结构，建议采用JAVA技术实现，符合J2EE规范，以保证系统能跨平台使用，有良好的伸缩性。某些解决或运算功能强、同时与系统其他部分重要通过数据接口来进行集成的软件平台，可以采用VC++/C++/C#开发。
2). 软件产品建议
服务器操作系统建议选择Linux的最新版本或者Unix的最新版本。
Web服务器可以采用Apache。
应用服务器可以选用BEA Weblogic Server或Oracle Application Server。BEA Weblogic Server是目前被最广泛使用的应用服务器，且相关的技术资料，文档和成功案例较多，它具有基于标准、支持混合系统、可扩展的平台等特性。Oracle Application Server集成度较高技术支持和文档支持较好，集成了门户软件、无线和语音、网页缓存、商务智能、完全集成及其他功能。假如数据库产品选用Oracle，那么集成起来会比较方便。最后它的价格比BEA产品低廉。
数据库服务器Oracle。Oracle数据库产品性能足够强大，提供所有关系型数据库的功能，涉及存储过程，视图，事务解决等高级特性，有良好的执行效率。对分布式环境的支持上也完全可以满足需要。对Linux平台的支持最佳。作为成熟的数据库产品，其技术支持和文档也是比较全面的。
3). 硬件产品建议
服务器方面考虑到系统并发访问量会很大，拟采用Linux服务器集群（产品可以采用IBM的X335,X345服务器作为管理和应用节点）配含自动负载平衡（L7互换）功能的互换机（可以采用BIG-IP的智能应用互换机或CISCO的同类型产品）一台，可以充足满足系统对带宽（8GBx2）和并发访问的规定。其余的网络设备如机柜，网卡，海量存储设备等按集群的需求配置。
3.4系统特色与预期的创新之处
e-Training系统属于XX科学院的“十一·五”信息化建设的一个组成部分，具有明显的特色和创新之处：
² 完全基于网络的互动教育平台：XX科学院e-Training系统是一套完全基于网络的互动教育平台。系统构建于XX科学院的高速互联网络和已有的卫星网络，将研究生教育的教学、教务、科研等环节都在网络环境下进行有效的组织和实行，从而能有效地解决由于XX科学院研究生教育地理上的分布式园区及网状分布式格局带来教学组织的需要，对以导师、学生为教育主体的“两段式”的研究生培养模式，能提供有效的交流与联系环境。
² 实时教学和网络教学的有机结合：e-Training系统中的情景教学环境能有效地将现实的课堂教学和网络教学结合起来，使得物理上分布的师生能在情景化的教学环境中实现实时互动。
² 网格化的教育资源管理：分布式教育资源管理平台是实现“教育资源网格”的基础。一方面它能有效地整合和管理XX科学院中分布在全国各地的丰富的教育资源，使其成为用户可透明访问的资源主体（即用户不需要该教育资源实际位于何处）；另一方面，它提供了灵活的教育资源描述、制作、视频分析、访问控制和版权管理的工具，为教育资源的有效管理和访问提供强大的支持。
² 移动学习支持：XX科学院e-Training系统充足考虑信息网络技术的发展趋势，支持用户在无线/移动网络环境下运用多媒体移动手持设备（如手机、PDA）来进行随时、随地的学习行为。移动学习对于XX科学院的高级人才教育与培训（如研究生教育、在职人员培训、高级继续教育等）具有很重要的实用意义。
² 科研式教学支持：XX科学院e-Training系统支持在研究生全程培养过程中教学与科研实践紧密结合。一方面支持学生在基础课程的学习过程中与未来导师的有效交流；另一方面也支持在课题研究过程中学生进一步的知识培养与全面素质教育。教学与科研的紧密结合是XX科学院e-Training系统与国内外其他网络教