第一章 方案背景

《2018年教育信息化和网络安全工作要点》指出，2018年将推进信息技术在教学中的深入普遍应用，开展利用现代信息技术构建新型教学组织模式的研究。要求促进信息技术与教育教学融合发展，开展“基于信息技术的新型教与学模式”试点，探索信息技术与教育教学的深度融合。

要办好新时代的教育信息化，就需要正视新趋势和新变化，更新观念，转变思路，用新方法推进新工作。同时，教师角色已经从知识的讲授者变为学习的引导和支持服务者，以学生为中心的教学范式，不是要把老师淘汰掉，而是意味着师生平等。而在智能时代，多终端互通将会变得非常简单容易，BYOD（自带设备进教室）已经是势不可挡的趋势，跟手机争抢学生的注意力，不如把手机“招安”，变成课堂中的一部分。

在政策的倡导与指引下，为顺应课改的趋势，满足教学环境的需求，研发了支持课堂互动管理与投屏交互的相关产品，并整合一套完整的解决方案，用于提高教学质量和教学效率。

第二章 需求分析

传统课堂互动效率低、课堂平板管控效果差、多系统之间反复切换、操作系统不兼容、课堂投屏交互形式单一

第三章 方案概述

3.1 方案介绍

课堂互动管理投屏解决方案，囊括了电子书包课堂互动管理系统、投屏系统、教室云盒（无线AP）等，将飞屏云盒与教室中既有网络或显示设备直接融合，优化“教学互动”的形式，旨在解决课堂多元化互动模式下课堂效率问题；同时在使用平板教学互动的高效模式下，允许老师有效管控学生上网、玩游戏等行为；通过投屏设备可多系统、多方式将教学资源展示给学生，扩大教学资源使用范围，增加学生认知度。

电子书包课堂互动管理系统旨在通过屏幕广播、学生演示、考试、竞赛等形式帮助老师提升课堂互动方式。同时配备了教室云系统（搭配教室云盒），以其强大多样性的功能，帮助老师解决了学生平板的管控问题，可以限制学生平板对网络的访问，同时完善了教师设置网页白名单、黑名单的刚性需求；通过教室云盒，同步增加了局域网云盘存储空间的功能，为老师与学生开启了网络备份、同步和分享服务，速度快、安全稳固，支持多种操作系统的软件能够为教学提供资源、作业、作品的即时保存与下载选项。

3.2 方案场景图

教室场景图中，教师端配置一套飞屏云盒、交互式一体机；同时教室中配备有一套教室云盒设备（高性能无线AP），用于提供2.4G或5G网络信号，以便使飞屏云盒和其他移动终端接入同一个无线网络中；教师、学生人手一套平板电脑，用于教学互动。

 

图1 教室场景图

 

第四章 优势特色

4.1 多层次课堂互动评测

电子书包课堂管理系统支持屏幕广播后学生实时截屏存储，亦可教师随时选取某位学生将其屏幕画面共享到所有学生平板，方便发起个人解题过程的讲解；同时课堂调查、抢答、考试都可针对全班所有学生统一作答，支持调查试题自动生成柱状统计图表，老师可精确定位学生个人的答题情况，精确掌握学生、调整教学进度。在使用飞屏云盒的过程中，可多种设备投屏教学，多层次展现教学资源。

4.2 多元高清同屏对比

老师可通过有线方式接入笔记本电脑、HDMI实物展台、鼠标、摄像头等设备，亦可无线接入平板电脑、手机、无线摄像头等教学终端，多元设备同时接入飞屏云盒后，老师可通过遥控器进行一键切换控制，能够达到在显示终端显示1屏、2屏、3屏、4屏、5屏画面的效果，且支持高清画面的传输显示，帮助老师进行多元设备的同屏对比分析授课。

例如，老师可同时将电脑PPT、平板电脑中Flash动画、手机中辅助教学资源、摄像头采集的实验设备画面、实物展台采集的学生作业等，进行高清同屏对比。最多5类终端设备的同屏显示，并可以将飞屏云盒作为教学中控设备使用，完善了老师在课堂教学过程中切换多种设备时对中控终端的需求。

4.3 多平台兼容互动教学

信息化教学模式下，教师或学生可能会使用不同的设备或平台，例如学生人手一部的手机，或者各种教学资源平台，甚至是教师自己网上查找到的网页资源等等，如何将多种平台集中分享，如何打造兼容互动教学的效果，这是飞屏云盒系统所能够帮助老师解决的一项问题。

学生手机可通过投屏协议直接投屏显示在一体机显示屏上，并流畅进行平板画面或资源的实时播放与多屏对比；同时各种学科类资源平台，如英语口语训练平台、英语写作平台、学科考试资源平台等等，诸如此类平台往往各自独立，无法互通互补地同时使用，而飞屏云盒系统可以支持将多种不同的资源平台投屏显示，教师只需一键切换或多屏同时显示，以此兼容多种资源进行教学共享。

4.4 多维记录教学过程

在信息化教学模式下，更多的教学终端设备进入教室，包括常见的实物展台、摄像头、平板等等，丰富的教学终端可以很好地提升授课效果。如何更方便记录多维设备下的教学轨迹和教学过程也是老师的一个实际需求。

通过分组多屏交互系统设备，老师可以一键录制当前大屏的多维画面、教学环境和老师讲课的声音，通过外接存储设备，生成对应的视频文件，方便老师生成微课资源进行扩展再利用。

4.5 网络限制实时管控

为了防止学生通过电脑或平板电脑上网，老师可通过教室云系统（教室云软件、教室云盒）开启网络禁用与网页限制的功能。老师可以将学生电脑、平板电脑加入教室云禁止连接互联网的列表中，即可禁止对应的设备访问互联网，同时亦可开启网页白名单、黑名单的功能，可以允许或禁止学生的设备访问对应的网页。

在教室云盒的网络下，老师通过网络的限制，可以有效地进行授课过程中电脑或平板电脑的管控。

 

第五章 方案构成

5.1 方案设计

课堂互动管理投屏方案以飞屏云盒为核心，以教师端一体机为显示终端，配备教室云盒（无线AP），通过软件操控达到多屏交互的效果。同时搭配电子书包课堂管理系统软件，达到师生互动、评测的目的。

→讲台硬件环境：讲台区域部署显示终端（一体机或台式机多媒体设备）、教室云盒（无线AP）和飞屏云盒；

→软件设备：飞屏软件、教室云软件；

→学生设备：学生每人一套平板电脑。

电子书包课堂管理系统在搭配教室云盒（无线AP）使用的基础上，除了可进行常规的教学互动、评测考试外，可有效管控学生平板的上网行为，并允许老师创建多个学生云盘账号，支持教师、学生在局域网内登录个人账号访问云盘。

图3 方案拓扑图

5.2  硬件介绍

5.2.1  飞屏云盒

MSC1701型飞屏云盒是方案的核心部分，内置安卓系统，搭配高性能处理器与高效WiFi芯片等配件，打造了业界高端的支持高清视频多路播放的硬件投屏设备，在业内同类产品中均属于极高端配置，兼容主流的Windows、Android、iOS系统原生投屏协议，用户无需安装软件即可将设备投屏，为教学过程中稳定的无线传输、投屏、转播提供了最佳的技术支撑。外置多种有线接口，包括RJ45网络接口、USB接口、HDMI接口等，允许有线接入网络、摄像头、电脑、U盘、鼠标等常规设备。

→广泛兼容：支持整合式布建方式，兼容各类教学终端及软件，无须改变现有软硬件应用环境，与既有网络、显示设备及软件系统直接融合即可实现无线投屏；

→全面支持：Android / Windows / iOS等各操作系统全面支持，通过系统自带投屏协议，不需安装软件即可连接, 操作简单, 降低使用学习障碍及适应时间成本；同时支持HDMI、USB等输出设备的有线接入，如可连接笔记本电脑、摄像头、实物展台、显微镜平板、U盘等多种设备；

→技术领先：高清视频画面4路同步传输，教学Flash动画、教学APP应用等教学媒体资源可实时、动态、同步投屏展示；

→多元互动：打破单一功能产品逻辑，通过与既有软硬件教学应用环境的高度融合，实现多元立体化互动；

→多维显示：支持16个终端设备同时接入，最多4个终端设备同时投屏显示，支持大小屏互动，且画面可通过遥控器进行放大或缩小；

→录制共享：支持截图分享和短视频的录制分享，均通过第三方应用程序进行教学资源的扩展利用；支持长视频的一键录制，能够将画面和声音同步录制成视频文件，通过外接U盘存储；

→网盘存储：支持接入教室云盒的硬盘，实时将截屏、录制的视频资源存储在局域网内的网盘中；

→设备管理：自定义设定无线连接通道，有效防止设备的无序连接，确保教学和会议的有序进行，同时支持固件的自动检查和手动升级更新；

→影音接口：HDMI输入接口、HDMI输出接口、音频输入输出接口；

→WiFi支持：支持802.11b/g/n/ac，可使用2.4G或 5G双频信号；

→I/O接口：3个USB接口并支持扩展，1个10/100/1000Mbps以太网RJ45接口；

→视频输出：最大支持4K高清视频，支持30FPS帧率。

 

图4

5.2.2  教室云盒

CC-001型教室云盒是公司专为教学使用而研发的一款高性能无线AP。采用IEEE 802.11 a/b/g/n/ac标准协议，支持2.4G、5G 双频WiFi信号，具备了超高性能的WiFi传输性能，能够接入60个以上用户设备不掉线、不卡顿；内置3X3 MIMO天线，并具备数据加密、转发安全的安全策略管控功能及良好的组播推送效果，具备IP41防护等级标准；工业级别设计，支持高达3TB的内置硬盘扩展。

凭借教室云盒稳定的WiFi传输效果与高效的传输速率，为教育、教学场景提供了强大的技术支持；此外，通过内置的移动硬盘允许用户存储、调取文档资源，并拓展了局域网云空间的概念。设备支持桌面放置、壁挂、吸顶三种固定模式，方便以任意一种方式在教室中固定。

1）整体要求

① 采用嵌入式软件设计方式，具有高性能、高稳定性、高安全性的无线通讯能力，能够支持60+用户，在无线网络环境中，实现相互之间的桌面及各类视频的互动传输，流畅无延迟。

② 能够通过增加内置扩展硬盘方式，拓展出具有针对性的教学资源云空间，便于资源及作业的收发管理，云空间最大可扩展到3TB。

③ 能够与配套软件相互配合，方便老师在云空间上进行各类管理及应用，需提供对应的软件截图。

2）一般技术要求

① 工作频段：支持2.4G和5G 。

② 支持协议：必须支持 802.11 a/b/g/n/ac多种协议模式。

③ 无线射频链：射频空间流不低于MIMO 3*3。

④ 最大工作速率：工作在11ac 80Mhz频宽时，传输速率最高可达到1300Mbps。

⑤ 天线技术：需采用内置模式，且为高增益天线，不低于4只，确保信号强度大，覆盖范围广 ，并提供拆机高增益天线的实物照片。

⑥ 功率要求：整机功率低于15W，发射功率，在2.4GHz模式下，最大可达20dBm，5GHz模式下，最大可达23dBm；发射功能可根据环境自动调整，调整粒度最小为1dBm。

⑦ 工作信道：支持自动选择和手工指定方式，能自动定时扫描周边的电磁环境。

⑧ 承载用户数：单AP最大可同时承载63个用户并发访问。

⑨ AP模式：能够支持胖瘦AP模式，且在胖AP模式下，支持DHCP Server功能，能够给连线的终端自动分配IP地址。

⑩ 供电模式：能够支持普通DC和POE两种供电模式，且POE供电遵循EEE802.3 af POE 标准。

⑪ 端口：具有3个或以上10/100/1000Mbps以太网RJ45数据接口（LAN*2，WAN*1），且RJ45端口具有屏蔽和稳压功能，有状态指示灯。

⑫ LEDS状态指示:能够根据LEDS指示灯，清晰分辨电源、系统及无线的实时状态情况。

⑬ 调制技术：能够支持BPSK、QPSK、16-QAM、64-QAM、256-QAM调制方式。

⑭ 网络安全及策略：支持Open System、WPA1/2、TKIP、AES等安全认证方式，数据转发支持MAC地址过滤、互联网访问控制、流量控制等方式。

⑮ 工作存储环境要求：工作温度：-10°C～55°C，存储温度：-40°C～70°C，工作湿度：5％～95％（无凝结），存储湿度：5％～95％（无凝结）。

⑯ 整体硬件设备具备IP41以上的防护等级。

⑰ 产品具有和软件匹配的“教师云”功能，可以一键限制客户端上网或者禁止上网的选项。也可以一键打开无线设备中的网盘存储功能最大支持3TB的存储空间，另外可以一键开启设备配置页面，软件和硬件需为统一品牌来确保兼容性，方便用户使用硬件配置与要求。

图5

5.2.3移动终端

平板电脑便携、移动、可联网、续航时间长，很好的解决了教育应用的各类需求。学校可以借助平板电脑的强大功能，可实现在线教务，师生互动教学，实施有针对性的教学方案；同时强化教学，扩大远程教育，设立“未来模拟教室”等。做到提升质量，降低成本。电子书包课堂管理系统支持跨平台教学，全面兼容Windows/Android/ iOS 操作系统的各类电子书包设备。

电子书包支持win7、win8、win10等系统，推荐教师端使用微软surface系列，12.1英寸Win10笔记本平板产品，超高清屏（2K/3K/4K），采用Intel i5处理器，支持 1080p高清视频拍摄功能（后置）。

 

电子书包支持Android 4.x，Android 5.x以后的系统，推荐联想YOGA 平板系列，采用四核处理器，独特卷轴式设计，最薄处仅3mm，最厚也仅7.3mm(除转轴部分外)，轻薄易便携。

 

电子书包支持ios 6.0 以后的系统，要求支持的设备ipad 2, ipad 3 ,ipad 4, ipad Air , ipad mini, ipad mini retina。

 

5.2.4移动充电车

充电管理车车体采用优质冷轧钢板结实耐用，木质或金属材质扶手外型美观方便实用，医用级高强度抗磨损滑轮制作精美牢固，设计了方便推拉的扶手和滑轮，可在图书馆、实验室、教学楼等教学场所方便移动，随时随地搭建网络教学环境。科学合理的散热设计具有更好的空气流通使其能够在严苛环境下长时间稳定工作，内设理线盒人性化走线布局便于日常使用维护，360度全向高强度抗磨损滑轮配合自锁装置使移动变的更加方便安全，智能稳定高效的供电安全设计，全方面的设备安全保护。充电管理车优势作为一个实用的教学工具，系统还兼容其他所有多媒体设备，且支持即插即用功能；内部集成充电管理功能，可在2小时以内即可完成所有移动学习终端的充电。充电管理：通过一根外接电源线，就可直接为50台移动学习终端充电，充电时长由“时间定时器”控制，用户根据移动学习终端电量情况方便灵活的设定充电时间。

 

充电管理车参数：

① 尺寸：910*600*1000（mm)不含脚轮，把手。

② 主体材质：1.0—1.5mm SPCC冷轧碳素钢

③ 整体三边圆弧衔接，均为R120mm弧度，前后防盗锁。

④ 优质静音脚轮，四轮刹车，两轮万向。载重不低于120KG

⑤ 上盖带锁上掀开启，可任意位置悬停，方便老师放置教案，电脑等

⑥ 充电仓和电源仓分仓设计,更安全更简洁

⑦ 输入：110-240V50-60HZ,输出30-60路，220V-55HZ，

⑧ 八段分时逐级启动，每段最大输出电流30A，每段启动间隔1.5秒。万能插座，适合各种插头

⑨ 配备时序电源，分时供电，防止瞬间电流过大损坏设备

⑩ 具备定时智能开关机功能，可随心设置时间，节约能源，方便使用。

⑪ 四风扇强制散热，充电过程中适配器产生热量由风扇强制排出。

⑫ 标配配德力西漏电保护系统，确保人身安全。

5.2.5交互式一体机

交互式一体机可通过触控技术对屏幕画面进行触摸操作，实现人机智能交互，内置Windows系统，支持教师端课件、图片、视频等资源的操作与播放。

本方案中，一体机的显示屏幕作为飞屏云盒的显示器存在，能够将飞屏云盒已接入的设备画面显示在大屏上，并将各种投屏设备的系统声音通过一体机外放。同时可通过HDMI线连接飞屏云盒与教师一体机的电脑，教师可将教师一体机的画面通过飞屏云盒显示并录制视频、声音，或作为微课录制的投屏源进行资源的随时分享。

 

图6 

5.3 软件介绍

5.3.1电子书包课堂管理系统

电子书包课堂管理系统是应用于日常课堂教学的重要组成部分，满足各学科的教学需求，采用无线网络传输数据，教师与学生进行灵活高效地课堂教学，轻松展示多媒体化的教学内容，提供多种师生互动方式，及时深入地了解学生学习情况，实现个性化教学。

  

5.3.2飞屏云盒内嵌式软件

飞屏云盒内嵌式软件是已在飞屏云盒系统中运行的安卓软件，飞屏云盒开机后自启动，无需用户操作。软件具备多种设置选项，包括：更改飞屏云盒信号名称、更改壁纸、连接网络、设置PIN码、设置录制视频大小、系统升级选项等。具有以下特点：

1)设置PIN码：用户可设置投屏连接的安全策略，投屏终端（手机、平板、电脑）必须输入PIN码方可连接飞屏云盒；

2)录制质量：可选择1080p与720p的录制质量，录制的视频会存储在飞屏云盒外接的U盘中；

3)个性化：可自主更改班级中飞屏云盒的名称，如“初一1班”，亦可更改壁纸、语言版本；

分辨率选择：默认自适应一体机显示屏分辨率，亦可手动选择其他分辨率。

5.2.3飞屏软件

飞屏软件是安装在手机、平板、电脑上用于操控飞屏云盒的一款软件，支持用户扫码下载安装。具备切屏、截屏、录制、批注、音量调节等功能，可以辅助老师快捷进行课堂互动。具有以下特点：

1)多种布局方式：老师可随时在一体机显示屏切换1、2、3、4个终端的画面；

2)屏幕快捷批注：可在遥控器界面随意书写，或启用激光笔、荧光笔、白板等功能；

3)一键录屏：点击“录屏”按钮后可将一体机显示屏画面与声音同步录入飞屏云盒外接的U盘或网盘中；

4)一键截屏：点击“截屏”可将一体机显示屏画面截屏保存，亦可将图片通过第三方应用程序分享；

5)一键共享：当有2个或多个飞屏云盒的时候，可将当前飞屏云盒的画面与声音广播给其他飞屏云盒。

 

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